7TCPIP原理与IP子网规划.ppt

1、V1.0数据用服部内部公开 内部公开学习目标学习目标 掌握TCP/IP体系结构与相关原理 了解TCP/IP与OSI的异同 熟悉IPv4地址计算方法 熟悉IP子网规划内部公开 内部公开学习内容学习内容 第一章 TCP/IP原理 第二章 IPv4编址方法内部公开 内部公开学习内容学习内容 第一章第一章 TCP/IP原理原理 第一节 TCP/IP概述 第二节 应用层 第三节 传输层 第四节 网络层 内部公开n最早使用的协议栈n全球事实上的通讯标准TCP/IP概述概述HostInternetTCP/IPHost 内部公开应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物

2、理层物理层应用层应用层传输层传输层网络层网络层网络接口层网络接口层TCP/IP与与OSI模型比较模型比较TCP/IP协议栈与OSI参考模型有清晰的对应关系，覆盖了OSI参考模型的所有层次OSITCP/IP 内部公开应用层会话层表示层传输层TCPUDP网络层ICMPRARPARPIGMPIP数据链路层物理层网络接口层由底层网络定义的协议SMTPFTPTELNETDNSSNMPNFS提供应用程序间接口建立端到端连接提供编址和路由功能物理介质访问二进制数据流传输TCP/IP协议栈协议栈TFTP 内部公开TCP/IP数据流封装过程：网络接口层IP层TCP层应用层用户数据TCP段 网络接口层IP层TCP

3、层应用层IP包用户数据TCP段实际物理网络的帧IP包实际传输数据封装和解封装过程数据封装和解封装过程PDUdatasegmentpacketframe实际物理网络的帧bitsTCP/IP数据流解封装过程：内部公开 内部公开学习内容学习内容 第一章第一章 TCP/IP原理原理 第一节 TCP/IP概述 第二节 应用层 第三节 传输层 第四节 网络层 内部公开应用层传输层网络层网络接口层文件传输文件传输-TFTP-FTP-NFSE-Mail-SMTP远程登录远程登录-Telnet-rlogin 网络管理网络管理-SNMP 域名服务域名服务-DNS应用层应用层内部公开 内部公开学习内容学习内容 第一

4、章第一章 TCP/IP原理原理 第一节 TCP/IP概述 第二节 应用层 第三节 传输层 第四节 网络层 内部公开Transmission ControlProtocol(TCP)User Datagram Protocol(UDP)应用层传输层网络层网络接口层传输层传输层 内部公开n分割上层应用程序n建立主机应用程序间端到端的连接n将数据段从一台主机传到另一台主机n保证数据传送的可靠性传输层的功能传输层的功能 内部公开端口号端口号TCPFTP传输层传输层TELNETDNSSNMPTFTPSMTPUDP应用层应用层2123255369161n 服务器一般都是通过知名端口号来识别应用程序的,范围

5、为11023n 客户端口号，又称临时端口号，范围一般为10245000，大于5000端口号为其他服务器预留n UDP和TCP的端口号是独立的，但倾向于对两者都能提供的服务功能指定相同的端口号。如：在UDP和TCP中，53号端口保留用于提供域名服务器功能端口号端口号HTTP80DOMAIN53ECHO7 内部公开TCP传输控制协议传输控制协议源端口源端口(16)目的端口目的端口(16)序列号序列号(32)首部长度首部长度(4)确认号确认号(32)保留保留(6)代码代码(6)窗口大小窗口大小(16)TCP校验和校验和(16)紧急指针紧急指针(16)TCP选项选项数据数据01631 内部公开源端口目

6、的端口Host ADest.port=23.将数据包送到我的TELNET端口102823SPDPHost ZTelnet ZTCP 端口号端口号 内部公开多个连接时端口号的使用多个连接时端口号的使用源端口目的端口Host A102823SPDPHost ZTelnet ZTelnet Z102923 内部公开102823Source Dest.Seq.2Ack.102823Source Dest.Seq.1Ack.102823Source Dest.Seq.1Ack.102823Source Dest.Seq.2Ack.I just got#11,now I need#12.I justsen

7、t#11.TCP 序号和确认号综述序号和确认号综述源端口目的端口序号#确认序号#internet 内部公开Send SYN(seq=100 ctl=SYN)SYN receivedSend SYN,ACK(seq=300 ack=101 ctl=syn,ack)Established(seq=101 ack=301 ctl=ack)Host AHost B123SYN receivedTCP三次握手三次握手/建立连接建立连接n为了建立或初始化一个连接，两个TCP通信者必须同步各自的初始序号。n初始序列号是建立一个TCP连接时的开始号，用于跟踪通信顺序并确保每个数据包传输时无丢失。内部公开FIN

8、的ACKFIN的ACKFINFIN应用程序关闭主机A主机B应用程序关闭TCP四次握手四次握手/终止连接终止连接 内部公开Window size=1Send 1Receive 1Ack 2Send 2Receive 2Ack 3Send 1Send 2Receive 1Receive 2Window size=3Send 3Receive 3Ack 4Send 4SenderReceiverSenderReceiver窗口控制窗口控制 内部公开UDP用户报文协议用户报文协议源端口源端口(16)目的端口目的端口(16)长度长度(16)数据数据bit 0151631校验和校验和(16)8bytes

9、UDP的特点：n无序号及确认n不可靠、面向无连接 n高效、快速 内部公开TCPUDP是否面向连接面向连接无连接是否提高可靠性可靠传输不提供可靠性是否流量控制流量控制不提供流量控制传输速度慢快协议开销大小TCP/UDP比较比较内部公开 内部公开学习内容学习内容 第一章第一章 TCP/IP原理原理 第一节 TCP/IP概述 第二节 应用层 第三节 传输层 第四节 网络层 内部公开Internet Protocol(IP)地址解析/反向解析协议(ARP/RARP)互联网控制消息协议(ICMP)应用层传输层网络层网络接口层网络层网络层路由、寻径功能，提供主机到主机的连接功能 内部公开IP数据包格式数据

10、包格式版本版本(4)目的目的IP地址地址(32)IP选项选项数据数据01631头部长度头部长度(4)服务类型服务类型(8)总长度总长度(16)标识符标识符(16)标志标志(3)片偏移片偏移(13)存活时间存活时间(8)协议协议(8)报头校验和报头校验和(16)源源IP地址地址(32)内部公开协议字段决定目的地的上层协议类型 传输层网络层TCPUDP协议号IP176协议类型字段协议类型字段 内部公开ApplicationTransportInternetData LinkPhysicalDestination UnreachableEcho(Ping)OtherICMP1ICMP是一种集差错报告

11、与控制于一身的协议，消息类型包括：错误消息 询问消息ICMP 内部公开ARP工作机制工作机制实现IP地址向MAC地址的映射本地ARP解析IP:172.16.3.2 Ethernet:0800.0020.1111 172.16.3.1172.16.3.2IP:172.16.3.2=?我听到广播包了，我听到广播包了，这条消息是给我的这条消息是给我的 ，这是我的物理地，这是我的物理地址址.我需要我需要IP地址为地址为176.16.3.2主机的主机的物理地址物理地址广播广播单播单播 内部公开Ethernet:0800.0020.1111IP:172.16.3.25Ethernet:0800.0020.

12、1111 IP=?我听到广播包了我听到广播包了.你的你的 IP IP 地地 址是址是172.16.3.25172.16.3.25RARP工作机制工作机制我的我的IPIP地址地址是什么？是什么？广播广播单播单播内部公开 内部公开学习内容学习内容 第二章第二章 IPv4编址方法编址方法 第一节 IPv4地址介绍 第二节 IP地址分类 第三节 地址计算 内部公开172.18.0.2172.18.0.1172.17.0.2172.17.0.1172.16.0.2172.16.0.1SADAHDRDATA10.13.0.0192.168.1.010.13.0.1192.168.1.1IPv4地址介绍地址

13、介绍(1)nIP地址为32位二进制数，包括网络部分与主机部分nIP地址唯一标识一台网络设备 内部公开IPv4地址介绍地址介绍(2)172.16.2.1172.16.3.10172.16.12.1210.1.1.110.250.8.1110.180.30.118172.161212NetworkHost.172.16.21.110.6.24.2Fei_1/1Fei_1/2内部公开 内部公开学习内容学习内容 第二章第二章 IPv4编址方法编址方法 第一节 IPv4地址介绍 第二节 IP地址分类 第三节 地址计算 内部公开1Class A:0Network（8bit）Host8 916 1724 2

14、532Range(1-126)Class B:10 Network(16bit)HostRange(128-191)Class C:110 Network(24bit)HostRange(192-223)Class D:1110组播组播Range(224-239)IP地址分类地址分类Class E:11110Range(240-255)保留地址保留地址 内部公开 RFC1918中规定如下地址是私有地址：10.0.0.010.255.255.255 172.16.0.0172.31.255.255 192.168.0.0192.168.255.255 用于广播，也称定向广播，需要指定目标网络主机

15、地址全1用于指定网络本身，称之为网络地址或者网络号主机地址全0指本地节点(一般为127.0.0.1)，用于测试网卡及TCP/IP软件网络127.0.0.0用途用途地址地址特殊特殊IP地址地址内部公开 内部公开学习内容学习内容 第二章第二章 IPv4编址方法编址方法 第一节 IPv4地址介绍 第二节 IP地址分类 第三节 地址计算 内部公开 11111111可用主机地址数量计算可用主机地址数量计算 172 16 0 0 10101100 00010000 00000000 0000000016151413121110 987654321NetworkHost 00000000 00000001

16、11111111 11111111 11111111 11111110.00000000 00000011 11111101123655346553565536-.265534N2N-2=216-2=65534 内部公开172.16.0.0没有子网的编址没有子网的编址172.16.0.1 172.16.0.2 172.16.0.3.172.16.255.253 172.16.255.254n采用自然掩码，不对网段进行细分。比方说B类的172.16.0.0，掩码为255.255.0.0。内部公开172.16.2.200172.16.2.2172.16.2.160172.16.2.1172.16.

17、3.5172.16.3.100172.16.3.150172.16.3.1Fei_1/1Fei_1/2172.162160NetworkHost.NetworkInterface172.16.2.0172.16.3.0New Routing TableSubnet有子网的编址有子网的编址Fei_1/2Fei_1/1 内部公开子网掩码子网掩码172160025525500IP 地址地址缺省掩码缺省掩码8位子网掩码位子网掩码网络位网络位主机位主机位子网位子网位主机位主机位也可写作也可写作“/16”其中其中16表示掩码的位数表示掩码的位数 11111111 111111110000000000000

18、000也可写作也可写作“/24”其中其中24表示掩码的位数表示掩码的位数网络位网络位主机位主机位网络位网络位2552552550 11111111 1111111111111111 内部公开网络位扩展了8位带子网划分的子网掩码带子网划分的子网掩码(1)16网络位主机位172.16.2.160 255.255.255.017220101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000000000000000000000000010子网位网络地址128192224240248252254255 内部公开带子网

19、划分的子网掩码带子网划分的子网掩码(2)172.16.2.160 255.255.255.192101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010161722128网络地址128192224240248252254255128192224240248252254255网络位扩展了10位网络位主机位子网位 内部公开示例示例10101100111111111010110000010000111111110001000011111111000000101010

20、000011000000100000000000001010101100000100000000001010111111101011000001000000000010 1000000110101100000100000000001010111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst172.16.2.160255.255.255.192172.16.2.128172.16.2.191172.16.2.129172.16.2.190123456789161722160 内部公开AddressSubnet MaskClassSubnet172.16.2.1010.6.

21、24.2010.30.36.12255.255.255.0255.255.240.0255.255.255.0BAA172.16.2.010.6.16.010.30.36.0子网掩码练习子网掩码练习 内部公开153.50.6.127AddressClassSubnetBroadcast201.222.10.60 255.255.255.248C201.222.10.63201.222.10.56Subnet Mask15.16.193.6 255.255.248.0A15.16.199.25515.16.192.0128.16.32.13 255.255.255.252B128.16.32.1

22、5128.16.32.12153.50.6.27 255.255.255.128B153.50.6.0计算广播地址练习计算广播地址练习 内部公开172.16.14.32/27172.16.14.64/27172.16.14.96/27 子网172.16.14.0/24 被划分为更小的子网以适应网络的需求并避免了IP地址的浪费，需要路由协议支持CBA172.16.1.0/24172.16.2.0/24center172.16.0.0/16172.16.14.136/30172.16.14.132/30172.16.14.140/30变长子网掩码变长子网掩码(VLSM)内部公开小结小结n常用的TCP/IP应用层协议有哪些？n简述ARP将IP地址映射为MAC地址的运作过程。nUDP和TCP最大的区别是什么？nPing是用什么协议来实现的？n168.1.88.10是哪类IP地址？它的默认网络掩码是多少？如果对其进行子网划分，子网掩码是255.255.240.0，请问有多少个子网？每个子网有多少个主机地址可以用？