网络通信基础与子网规划.ppt

1、 网络基础网络基础u TCP/IPTCP/IP协议簇常用协议协议簇常用协议u IPv4IPv4编址方法编址方法 计算机网络，就是把地理分散的计算机与外设利用通信线路互连成一个系统，从而使众多的计算机可以方便地交互信息，共享资源。 国际互联网络（Internet）：通过TCP/IP协议将各种不同类型、不同规模、位于不同地理位置的物理网络联接成一个整体，从而进行通信和信息交换，实现资源共享。Chinanet：中国公用计算机互联网，是全球Internet的一部分。TCP/IP 协议是怎么出现的呢？ 网络基础网络基础u TCP/IPTCP/IP协议簇常用协议协议簇常用协议u IPv4IPv4编址方法编

2、址方法 文件传输文件传输-TFTP*-FTP*E-Mail-SMTP 远程登录远程登录-Telnet*-rlogin*网络管理网络管理-SNMP*名称管理名称管理-DNS*应用层 ControlProtocol(TCP)User Datagram Protocol(UDP)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 分割上层应用程序 建立端到端的连接 将数据段从一台主机传到另一台主机 保证数据传送的可靠性（TCP)提供流量控制（TCP） 段格式Source port(16)Destination port(16)Sequence number(32)Headerlength(4)

3、Acknowledgement number(32)Reserved(6)Code bits(6)Window(16)Checksum(16)Urgent(16)Options(0 or 32 if any)Data(varies)20BytesBit 0Bit 15Bit 16Bit 源端口和目的端口：标识发端和收端的应用程序；序列号：TCP发端所发送的数据的第一个数据字节序号；确认序号：收端所期望收到的下一个字节序号；首部长度：首部中32bit字的数目；保留：保留后续使用，目前为0；标志：用于控制；窗口大小：接收端期望收到的字节；校验和：覆盖TCP整个报文段，包括首部和数据，强制字段；紧急

4、指针：紧急数据最后一个字节的序列号。 UDP的优点：高效适用于传输对实时性要求较高的应用（如语音，视频）或高可靠稳定的网络传输传输层协议UDP协议 用户报文协议Source port(16)Destination port(16)Length(16)Data(if any)Bit 0Bit 15Bit 16Bit 31Checksum(16)8Bytes无序号及确认不可靠、无连接高效、快速 比较应用于实时性能要求高的业务：语音，视频，聊天工具应用于可靠性要求高的业务：HTTP，FTP应用业务 Protocol(IP)地址解析地址解析/反向解析协议（反向解析协议（ARP/RARP）互联网控制消息

5、协议（互联网控制消息协议（ICMP）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网络层 IP Address(32)Options(0 or 32 if any)Data(varies if any)Bit 0Bit 15Bit 16Bit 31HeaderLength(4)Priority&Type of Service(8)Total Length(16)Identification(16)Flags(3)Fragment offset(13)Time to live(8)Protocol(8)Header checksum(16)Source IP Address(32)20

6、B R：保留 DF：不分片位，置1，IP将不对数据包进行分片 MF：更多的片，除最后一片外，其他片都需把该位置1片偏移：该片偏移原始数据包开始处的位置。 MTU（最大传输单元）：链路协议所规定的所能通过的最大数据帧的大小。PMTU（路径MTU）：从源节点到目的节点所经过的路径上最小MTU。网络网络 MTU MTU 字节字节以太网1500IEEE802.3/802.21492FDDI4352x.25576主机A和B通信，从A到B需经过以太网，FDDI，X.25，A和B之间的PMTU是多少？ D1RaBMTU 1500MTU 576MTU 1500RbIP首部UDP首部UDP数据 20byte 8

7、byte 1472byte 20byte 8byte 528byte最后一片 D2发送用户数据为2000byte的UDP数据包A到B的PMTU为？A到B是否需要分片，分别在哪些节点？分片数据包在哪里重组？ ARP表项分为动态ARP表项和静态ARP表项：动态ARP表项：由ARP协议通过ARP报文自动生成和维护，可以被老化，可以被新的ARP报文更新，可以被静态ARP表项覆盖。当到达老化时间、接口down时会删除相应的动态ARP表项。静态ARP表项：通过手工配置和维护，不会被老化，不会被动态ARP表项覆盖。配置静态ARP表项可以增加通信的安全性。 ，我该，我该回应回应MAC地址给它。地址给它。我需要

8、我需要IP地址为地址为172.16.3.2主机的主机的MAC地址，地址，我的物理地址我的物理地址 Ethernet:00d0.d020.1111 172.16.3.2IP:172.16.3.2=?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这是我这是我MAC地址；地址；顺便把它的顺便把它的MAC记下来记下来吧吧 Ethernet:00d0.d020.1111 172.16.3.2IP:172.16.3.2=?快点把它的快点把它的MAC地址记下来地址记下来 免费ARP主机使用自己的IP地址作为目标地址发送ARP请求。用于重复地址检测。设备向自己的IP地址发送ARP

9、请求，如果收到ARP响应则表明存在重复地址。更新自己的硬件地址。设备的硬件地址发生变化时，主动发送免费ARP，链路上的其它设备更新自己的ARP缓存表。 1.0.0.2ARP应答：DMAC:0-0-1SMAC:0-0-2DATA:MAC 0-0-2ICMP请求：DMAC:0-0-2SMAC:0-0-1DIP:1.0.0.2SIP:1.0.0.1ICMP应答：DMAC:0-0-1SMAC:0-0-2DIP:1.0.0.1SIP: 目标网络掩码 下一跳 2.0.0.0 255.255.255.0 3.0.0.2PC2:MAC:0-0-2IP:2.0.0.1/24GW:2.0.0.2/24Router

10、2:MAC:0-3-2IP:3.0.0.2/24MAC:0-2-2IP:2.0.0.2/24Router1:MAC:0-1-1IP:1.0.0.2/24 MAC:0-3-1 IP:3.0.0.1/24ARP请求：DMAC:FFFF-FFFF-FFFFSMAC:0-0-1DATA:IP 1.0.0.2ARP应答：DMAC:0-0-1SMAC:0-1-1DATA:MAC 0-1-1ICMP请求：DMAC:0-1-1SMAC:0-0-1DIP:2.0.0.1SIP:1.0.0.1ICMP请求：DMAC:0-3-2SMAC:0-3-1DIP:2.0.0.1SIP:1.0.0.1ICMP请求：DMAC:

11、0-0-2SMAC:0-2-2DIP:2.0.0.1SIP:1.0.0.1目标网络地址 目标网络掩码 下一跳 2.0.0.0 255.255.255.0 直连网络 802.3等）等）令牌环网（令牌环网（IEEE 802.5）帧中继帧中继ATMPPP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数据链路层数据链路层物理层物理层 网络基础网络基础u TCP/IPTCP/IP协议簇常用协议协议簇常用协议u IPv4IPv4编址方法编址方法 bits24 bits00d0.d001.2345000e.5e01.2345两部分组成：供应商代码和序列号采用16进制，4位一组物理地址：唯一的标识一

12、台设备，即设备标识符。由IEEE所管理；可以称之为数据链路地址、硬件地址，更多的时候称之为MAC地址。 b1：为0，表示单播 为1，表示组播 b2:为0，表示全球唯一 为1，表示本地有效单播地址：单播地址：00:0E:5E:09:5A:85组播地址：组播地址：01:00:5E:00:00:01广播地址：广播地址：FF:FF:FF:FF:FF:FF5E:28:00:26:68:22 是一个什么地址？是一个什么地址？ 端与端之间是通过唯一的IP地址通信172.18.0.2172.18.0.1172.17.0.2172.17.0.1172.16.0.2172.16.0.1SADAHDRDATA IP

13、地址：唯一的标识网络中的一台设备。由国际组织NIC（Network Information Center）负责统一分配。IP地址由两部分组成：网络号（net-id）：用于区分不同的网络 主机号（host-id）：用于区分同一网络的不同主机 IP地址共有32bit，即4byte，用点分十进制表示。10000000-00000001-11111111- A:Bits:0NNNNNNNHostHostHost8 916 1724 2532Range(1-126)1Class B:Bits:10NNNNNNNetworkHostHost8 916 1724 2532Range(128-191)1Cla

14、ss C:Bits:110NNNNNNetworkNetworkHost8 916 17242532Range(192-223)1Class D:Bits:1110MMMMMulticast Group Multicast Group Multicast Group8916 17242532Range(224-239)IP地址分类 255 255NetworkHost 11111111 11111111 11111111 1111111132 bits18 916 1724 2532十进制二进制二进制十进制转换128643216842127 26 25 24 23 22 21 172 16 1

15、22 10101100 00010000 01111010 11001100 204举例：1280320840027 0 25 0 23 22 0 172 16 0 0 10101100 00010000 00000000 0000000016151413121110 987654321NetworkHost 00000000 00000001 11111111 11111111 11111111 11111110.00000000 00000011 11111101123655346553565536-.265534N2N-2=216-2= 172.16.0.0172.16.0.0172.1

16、6.0.1 172.16.0.2 172.16.0.3.172.16.255.253 Table172.16.2.110.6.24.2E Routing TableSubnet子网划分的路由表 网络掩码（netmask)：用于区分IP地址中的网络号，子网号和主机号 网络号和子网号全部设定为1 主机号全部设定为0 两种表示方法：与IP地址格式相同的点分十进制表示：如255.0.0.0 在IP地址后加上“/”符号和1-32的数字，其中1-32的数字表示子网掩码中网络标识位的长度：如192.168.10.1/ 255 255 0255 255 0 011111111N 255.255.0.0Netw

17、orkN 172.16.2.2/2416NetworkHost172.16.2.160 255.255.255.017220101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000000000000000000000000010SubnetNetworkN 172.16.2.128/26161722128NetworkN 255.255.255.248C201.222.10.63201.222.10.56Subnet Mask15.16.193.6 255.255.248.0A15.16.199.25515.16.192.0128.16.32.13 255.255.255.252B128.16.32.15128.16.32.12153.50.6.27 255.255.255.128B