网络技术 第2章 TCPIP协议基础.ppt

第2章 TCP/IP协议基础,2.1 什么是TCP/IP协议2.2 TCP/IP的层次结构2.3 MAC地址与IP地址2.4 MAC地址与IP地址的转换,2.1 什么是TCP/IP协议,是针对网际网所开发的一种互联通信协议,目的在于把网际各种异构网络或主机通过TCP/IP实现互联。特点:支持异构(计算机、操作系统、网络）效率低,2.2 TCP/IP的层次结构,应用层,传输层,网际层,物理网络,SMTP FTP Telnet DNS BooTB,TCP UDP,IP,ICMP,802.4,802.4,802.5,ArcNet,HDLC,网络接口层,2.3 MAC地址与IP地址,MAC地址：物理地址，是属于IEEE MAC层的地址。例子：802.3 48位（全局分配，唯一）Orchid:Pcnet 8位（用户自设）特点：不同的LAN具有不同格式的MAC地址，不能作为全局地址寻址。,2.3 MAC地址与IP地址,IP地址：Internet地址，网络地址+主机地址格式：,特殊IP地址,主机地址为0的IP地址指本网络主机地址为全1的IP地址为广播(保留)全0:本主机(仅在启动时用,不可作为目的)网络地址为0:本网上的主机网络地址为127:回送地址,用于测试,IP地址的缺陷,主机从一个网络切换到另一个网上必须改变IP地址。对于多址主机有时会有问题：,R,I2,I1,I3,I4,I5,IP地址的点分十进制表示法,11001010 0111 0110 00000001 01010011CA 76 01 53,MAC地址与IP地址的关系,IP=172.16.1.1 MAC=1,IP=172.16.1.2 MAC=2,IP=172.17.1.1 MAC=3,IP=172.17.1.2 MAC=4,IP=172.18.1.1 MAC=5,R2,IP=172.18.1.2 MAC=6,MAC地址与IP地址的关系,IP=172.16.1.1 MAC=1,IP=172.16.1.2 MAC=2,IP=172.17.1.1 MAC=3,IP=172.17.1.2 MAC=4,IP=172.18.1.1 MAC=5,R2,IP=172.18.1.2 MAC=6,源IP 目的IP 源MAC 目的MACA R1 172.16.1.1R1 R2 R2 B,MAC地址与IP地址的关系,IP=172.16.1.1 MAC=1,IP=172.16.1.2 MAC=2,IP=172.17.1.1 MAC=3,IP=172.17.1.2 MAC=4,IP=172.18.1.1 MAC=5,R2,IP=172.18.1.2 MAC=6,源IP 目的IP 源MAC 目的MACR1 R2 R2 B,MAC地址与IP地址的关系,IP=172.16.1.1 MAC=1,IP=172.16.1.2 MAC=2,IP=172.17.1.1 MAC=3,IP=172.17.1.2 MAC=4,IP=172.18.1.1 MAC=5,R2,IP=172.18.1.2 MAC=6,源IP 目的IP 源MAC 目的MACA R1 172.16.1.1 172.18.1.2 1R1 R2 R2 B,MAC地址与IP地址的关系,IP=172.16.1.1 MAC=1,IP=172.16.1.2 MAC=2,IP=172.17.1.1 MAC=3,IP=172.17.1.2 MAC=4,IP=172.18.1.1 MAC=5,R2,IP=172.18.1.2 MAC=6,源IP 目的IP 源MAC 目的MACA R1 172.16.1.1 172.18.1.2 1 2R1 R2 R2 B,MAC地址与IP地址的关系,IP=172.16.1.1 MAC=1,IP=172.16.1.2 MAC=2,IP=172.17.1.1 MAC=3,IP=172.17.1.2 MAC=4,IP=172.18.1.1 MAC=5,R2,IP=172.18.1.2 MAC=6,源IP 目的IP 源MAC 目的MACA R1 172.16.1.1 172.18.1.2 1 2R2 B,MAC地址与IP地址的关系,IP=172.16.1.1 MAC=1,IP=172.16.1.2 MAC=2,IP=172.17.1.1 MAC=3,IP=172.17.1.2 MAC=4,IP=172.18.1.1 MAC=5,R2,IP=172.18.1.2 MAC=6,源IP 目的IP 源MAC 目的MACA R1 172.16.1.1 172.18.1.2 1 2R2 B,MAC地址与IP地址的关系,IP=172.16.1.1 MAC=1,IP=172.16.1.2 MAC=2,IP=172.17.1.1 MAC=3,IP=172.17.1.2 MAC=4,IP=172.18.1.1 MAC=5,R2,IP=172.18.1.2 MAC=6,源IP 目的IP 源MAC 目的MACA R1 172.16.1.1 172.18.1.2 1 2R1 R2 172.16.1.1 172.18.1.2 3R2 B,MAC地址与IP地址的关系,IP=172.16.1.1 MAC=1,IP=172.16.1.2 MAC=2,IP=172.17.1.1 MAC=3,IP=172.17.1.2 MAC=4,IP=172.18.1.1 MAC=5,R2,IP=172.18.1.2 MAC=6,源IP 目的IP 源MAC 目的MACA R1 172.16.1.1 172.18.1.2 1 2R1 R2 172.16.1.1 172.18.1.2 3 4R2 B,MAC地址与IP地址的关系,IP=172.16.1.1 MAC=1,IP=172.16.1.2 MAC=2,IP=172.17.1.1 MAC=3,IP=172.17.1.2 MAC=4,IP=172.18.1.1 MAC=5,R2,IP=172.18.1.2 MAC=6,源IP 目的IP 源MAC 目的MACA R1 172.16.1.1 172.18.1.2 1 2R1 R2 172.16.1.1 172.18.1.2 3 4,MAC地址与IP地址的关系,IP=172.16.1.1 MAC=1,IP=172.16.1.2 MAC=2,IP=172.17.1.1 MAC=3,IP=172.17.1.2 MAC=4,IP=172.18.1.1 MAC=5,R2,IP=172.18.1.2 MAC=6,源IP 目的IP 源MAC 目的MACA R1 172.16.1.1 172.18.1.2 1 2R1 R2 172.16.1.1 172.18.1.2 3 4R2 B 172.16.1.1 172.18.1.2 5,MAC地址与IP地址的关系,IP=172.16.1.1 MAC=1,IP=172.16.1.2 MAC=2,IP=172.17.1.1 MAC=3,IP=172.17.1.2 MAC=4,IP=172.18.1.1 MAC=5,R2,IP=172.18.1.2 MAC=6,源IP 目的IP 源MAC 目的MACA R1 172.16.1.1 172.18.1.2 1 2R1 R2 172.16.1.1 172.18.1.2 3 4R2 B 172.16.1.1 172.18.1.2 5 6,子网及掩码,IP路由原理:源和目的IP的网络地址相同则直接发送(同一LAN),否则发送给默认网关(Router)IP地址分为三类,已经非常紧缺,如何高效利用IP地址资源?例子:两个LAN 各有30000台主机能否共享同一B类地址,子网及掩码,R,IP地址这样分配,两个LAN的用户相互能通否?,子网及掩码,R,IP地址这样分配,两个LAN的用户相互能通否?不通!将网络划分成子网络。即将IP地址划为：网络地址+子网地址+主机地址,子网及掩码,LAN1,10101100 00010000 0 xxxxxxx xxxxxxxx,LAN2,10101100 00010000 1xxxxxxx xxxxxxxx,R,网络地址,子网地址,主机地址,子网及掩码,10101100 00010000 00 xxxxxx xxxxxxxx,10101100 00010000 01xxxxxx xxxxxxxx,10101100 00010000 10 xxxxxx xxxxxxxx,10101100 00010000 11xxxxxx xxxxxxxx,子网及掩码,一个B类地址分成二个子网时,子网地址为1位；一个B类地址分成四个子网时,子网地址为2位；一个B类地址分成八个子网时,子网地址为3位；.主机和路由器如何知道子网地址为1位、2位、3位？,子网及掩码,一个B类地址分成二个子网时,子网地址为1位；一个B类地址分成四个子网时,子网地址为2位；一个B类地址分成八个子网时,子网地址为3位；.主机和路由器如何知道子网地址为1位、2位、3位？通过子网掩码实现，在配置NOS（或Router）时，不仅要配置的IP地址，还要配置子网掩码！,子网及掩码,10101100 00010000 0 xxxxxxx xxxxxxxx11111111 11111111 10000000 00000000,10101100 00010000 1xxxxxxx xxxxxxxx11111111 11111111 10000000 00000000,子网及掩码,10101100 00010000 0 xxxxxxx xxxxxxxx11111111 11111111 10000000 00000000,10101100 00010000 1xxxxxxx xxxxxxxx11111111 11111111 10000000 00000000,子网及掩码,10101100 00010000 00 xxxxxx xxxxxxxx11111111 11111111 11000000 00000000,10101100 00010000 01xxxxxx xxxxxxxx11111111 11111111 11000000 00000000,10101100 00010000 10 xxxxxx xxxxxxxx11111111 11111111 11000000 00000000,10101100 00010000 11xxxxxx xxxxxxxx11111111 11111111 11000000 00000000,子网及掩码,10101100 00010000 00 xxxxxx xxxxxxxx11111111 11111111 11000000 00000000,10101100 00010000 01xxxxxx xxxxxxxx11111111 11111111 11000000 00000000,10101100 00010000 10 xxxxxx xxxxxxxx11111111 11111111 11000000 00000000,10101100 00010000 11xxxxxx xxxxxxxx11111111 11111111 11000000 00000000,超 网,11001010 00010110 00000000 xxxxxxxx11111111 11111111 11111111 00000000,11001010 00010110 00000001 xxxxxxxx11111111 11111111 11111111 00000000,考虑一个较大的LAN，但分配的IP地址的C类的情况。,.,超 网,11001010 00010110 00000000 xxxxxxxx11111111 11111111 11111110 00000000,11001010 00010110 00000001 xxxxxxxx11111111 11111111 11111110 00000000,考虑一个较大的LAN，但分配的IP地址的C类的情况。,.,超 网,11001010 00010110 00000000 xxxxxxxx11111111 11111111 11111100 00000000,11001010 00010110 00000001 xxxxxxxx11111111 11111111 11111100 00000000,一个LAN中使用四个C类地址,.,11001010 00010110 00000010 xxxxxxxx11111111 11111111 11111100 00000000,11001010 00010110 00000011 xxxxxxxx11111111 11111111 11111100 00000000,超 网,一个LAN中使用八个C类地址,11111111 11111111 11111000 00000000,一个LAN中使用16个C类地址,11111111 11111111 11110000 00000000,2.4 MAC地址与IP地址的转换,IP=172.16.1.1 MAC=1,IP=172.16.1.2 MAC=2,IP=172.17.1.1 MAC=3,IP=172.17.1.2 MAC=4,IP=172.18.1.1 MAC=5,R2,IP=172.18.1.2 MAC=6,源IP 目的IP 源MAC 目的MACA R1 172.16.1.1 172.18.1.2 1 2R1 R2 172.16.1.1 172.18.1.2 3 4R2 B 172.16.1.1 172.18.1.2 5 6,IP地址转换为MAC地址,一般的映射方法：IP地址与MAC地址的关系固定，在系统中设置一个表，记录它们的关系；Internet中方法：动态绑定(Binding),通过ARP(address Resolution Protocol)实现。,ARP协议的工作过程,A已知B的IP地址，找B的MAC地址。针对物理网络（即LAN）可以广播的特点，A发出一个广播报文(ARP报文)，B收到后给出一个回答(广播)。,ARP协议的效率,使用Caching技术:在缓存中放上最近到得的IP地址与MAC地址的对应关系源站广播ARP请求时包括自己的IP地址与MAC地址，LAN上所有的站都可收到，并放入缓存表新机入网时，主动广播自己的IP地址与MAC地址,ARP协议的安全问题,考虑:IP地址冲突问题 如果某个计算机恶意广播ARP报文(A发出ARP报文,放上的是B的IP地址与自己和MAC地址.,ARP协议的安全问题,MAC地址为转换IP地址,考虑:无盘工作站，只实现最基本的协议，ROM中的信息不希望随主机而更改；其系统核心的映像存放在服务器中。如果IP地址固定在映像中，则不能被个站共享。解决办法:使用RARP（Reverse ARP)网上设有RARP服务器,服务器中保存各站的IP地址与MAC地址的对应表。,RARP的工作过程,无盘站广播RARP请求(带有自己的MAC地址）；RARP服务器接收到请求，从数据库中查出该站的IP地址，并发回响应。RARP请求与响应在发送只使用物理网络，与上层协议软件无关,RARP的 可靠性,RARP请求丢失或出错RARP服务器忙采用备份RARP服务器,ARP/RARP报文,硬件类型：接口的硬件类型，1=Ethernet协议件类型：0X800=IP操作：1=ARP请求，2=ARP响应，3=RARP请求，4=RARP响应,思考题,既然已经有了MAC地址，为什么还需要IP地址？先行IP地址的格式有什么优缺点？分别使用ping命令，访问LAN中的一台计算机和不在本LAN中的一台计算机，再用ARP a 命令查看本机的ARP缓存，分别能得到什么？RARP协议存在安全隐患吗？,思考题,4.考虑如图所示的网络，如果X是网桥，LAN1与LAN2是否能互通？如果X是路由器呢？,X,IP地址：掩码：,IP地址：掩码：,更多资料请访问：,