【教学课件】第五章主要的TCPIP协议.ppt
第 五 章主要的TCP/IP协议,2,本章要点,IP协议ARP协议RARP协议ICMP协议TCP协议与UDP协议,3,IP协议,IP协议，即Internet Protocol，也称为网际协议，是整个TCP/IP协议的基础IP协议提供的主要服务IP分组的传输（投递服务）不可靠的（Unreliable）尽最大努力投递的（Best-Effort Delivery）无连接的（Connectionless）IP分组的拆分与重组,4,IP协议,IP分组的格式IP头部作业：理解IP分组的拆分与重组（Identification、Flag与Fragment Offset 字段）Time to Live（TTL，即分组生命期）字段IP载荷（Payload）即传输层的报文,5,ARP协议,ARP协议，Address Resolution Protocol，即地址解析协议ARP协议的作用将IP地址（网络层地址）转换为MAC地址（数据链路层地址）,6,ARP协议,为什么需要ARP协议对IP协议来讲，发送一个IP分组需要知道接收方的IP地址（即目的IP地址）而对数据链路层来讲，发送一个帧需要知道接收方的MAC地址（即目的MAC地址）在IP协议将自己的IP分组交给数据链路层进行发送时，需要告诉数据链路层接收方的MAC地址，因此，网络层（网际层）需要用ARP协议先将目的IP地址转换为目的MAC地址,7,ARP协议,ARP缓冲区（ARP Cache）每台主机为自己建立一个ARP缓冲区，保存了目的IP地址与目的MAC地址的映射关系主机在发送IP分组之前，根据目的IP地址在ARP缓冲区找到对应的目的MAC地址，数据链路层将根据目的MAC地址发送数据帧一台主机在刚启动时，ARP缓冲区为空,8,ARP协议,ARP缓冲区（ARP Cache）如果在ARP缓冲区没有找到某个目的IP地址时，主机将以广播的形式发送一个ARP Request报文，报文中包含了该目的IP地址，其含义相当于大喊一声“谁的IP地址与目的IP地址相同”网络中的每台主机将该目的IP地址与自己的IP地址作比较，如果两者相等，那么该主机将发送ARP Reply报文作为应答，该报文中包含了该主机的MAC地址，其含义相当于回答“我的IP地址与目的IP地址相同”,9,ARP协议,重要问题ARP请求报文只能在本地广播，即不能通过路由器和网关，也就是说通过ARP协议只能获得同一网段的主机的MAC地址那么如何将IP分组发送给非同一网段的主机？解决方法：将IP分组交给缺省网关或路由器进行发送，此时就要求先通过ARP协议获取缺省网关或路由器的MAC地址,10,ARP协议,11,ARP协议,重要问题主机如何判断目的主机与自己是否在同一网段？将自己的IP地址与子网掩码进行逻辑AND运算，再将目的IP地址与自己的子网掩码进行逻辑AND运算，如果两者结果相同，那么就认为目的主机与自己在同一网段，否则认为目的主机与自己不在同一网段,12,ARP协议,重要问题判断发送方与接收方是否在同一网段举例发送方的IP地址为子网掩码为发送方所在网络地址接收方的IP地址为子网掩码为接收方所在网络地址结论：接收方与发送方不在同一个网段,13,ARP协议,ARP协议小结如果发送方与接收方在同一网段中，直接使用ARP协议得到接收方的MAC地址如果发送方与接收方不在同一网段中，则通过ARP协议获得缺省网关的MAC地址，将IP分组发送给缺省网关，由缺省网关进行转发,14,ARP协议,ARP命令在MS-DOS方式下，可以输入“ARP-A”命令，显示本机的ARP缓冲区不带参数的“ARP”命令可以显示ARP命令的帮助信息,15,RARP协议,RARP协议，Reverse Address Resolution Protocol，即逆向地址解析协议RARP协议的作用是通过MAC地址获得网络层地址（IP地址），可以视为ARP协议的衍生协议RARP协议通常在计算机启动时使用，以获得自己的IP地址,16,RARP协议,RARP协议相关协议BOOTP协议DHCP协议Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议使用DHCP可以为计算机动态配置各种网络设置，但需要设置DHCP服务器DHCP的好处,不易出错易于维护,Client不需要繁琐的设置IP地址可重复使用,17,ICMP协议,ICMP协议，Internet Control Message Protocol，即网际控制报文协议ICMP协议的主要作用是在主机之间相互发送差错或控制信息需要特别注意的是ICMP协议只负责报告问题，而不解决问题,18,ICMP协议,常见的ICMP报文类型目的地不可达（Destination Unreachable）报文生命期终止（TTL值为0）源站抑制（Source Quench）回送请求/应答（Echo Request/Reply）时间戳请求/应答重定向,19,ICMP协议,常用的ICMP命令PING作用：测试目的主机的可达性原理：向目的主机发送回送请求的ICMP报文，目的主机将返回回送应答的ICMP报文命令格式：ping 参数 目的主机IP地址或域名参数：参见教材第159页举例：ping-t,20,ICMP协议,常用的ICMP命令TRACERT作用：测试到达目的主机所经过的路由器原理：依次向目的主机发送TTL值为1、2、3、4的ICMP回送请求报文，由于TTL为零，中间的路由器将分别返回生命期终止的ICMP报文命令格式：tracert 参数 IP地址或域名参数：参见教材第164页举例：tracert Linux下的命令为traceroute,21,ICMP协议,常用的ICMP命令PathPing可视为PING与TRACERT两者的结合,22,TCP协议和UDP协议,TCP协议与UDP协议之比较,23,TCP协议和UDP协议,连接端口（Port）可以理解为传输层的地址，一个端口通常代表一个进程或某种服务传输层接收到一个报文时，根据端口号来决定将报文交给哪个进程进行处理端口号的大小范围为0 65535TCP协议和UDP协议均有各自独立的端口号，并且都为常用的服务定义了特定的端口号（也称为知名端口，Well-Known Port）,24,TCP协议和UDP协议,常见的TCP协议知名端口,25,TCP协议和UDP协议,常见的UDP协议知名端口,26,TCP协议和UDP协议,SocketSocket Address：IP地址 端口号Socket连接：源Socket Address 目的Socket AddressSocket编程Socket API函数/WinSock类Socket控件用户可以选择使用UDP协议还是TCP协议,
