常见网络协议概述课件.ppt

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1、.,1,课本中出现的各种协议总结,网络工程0801班,.,2,OSI七层模型功能(回顾),应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,1,2,3,4,5,6,7,提供应用程序接口,处理数据格式、数据加密等,建立、维护和管理会话,建立主机端到端连接和数据传输,路由选路和转发,提供介质访问、链路管理等,比特流传输,.,3,协议分层的好处,协议分层可以使协议各层间相互独立，层间的标准接口方便了工程模块化，信令简化，便于维护。每个协议可以单独进行谈判，在进行系统开发时，模块化的设计允许单独对某个协议/软件进行更新。对于网络应用程序来说,IP将下层的物理网络硬件隐藏了起来.如果你发明了一

2、种新的物理网络,并且想让它在Internet上投入使用,你只需要再为它写一个与IP连接的驱动程序就可以了.这样,你使用的网络应用程序不会因为硬件技术的变化而发生任何变化.,.,4,发送数据:数据封装,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,data,TCP/UDP header,数据段,IP header,数据包,逻辑链路子层,物理链路子层,FCS,LLC,FCS,MAC,数据帧,0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1,Bit,在发送数据的时候，就是一个封装数据的过程.,.,5,数据封装,应用,TCP,IP,以太网驱动程序,用户数据,用户数据,App头,TCP头,T

3、CP头,IP头,TCP头,IP头,Eth头,Eth尾,应用数据(块),TCP分节,IP分组,以太网帧,以太网电缆,发送方,App头,App头,App头,用户数据,用户数据,用户数据,.,6,接收数据:数据拆封,0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1,data,FCS,TCP,IP,LLC,MAC,在接收数据的时候，就是一个解封装数据的过成.,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,逻辑链路子层,物理链路子层,数据段,数据包,数据帧,Bit,.,7,应用数据（块）,数据解封,应用,TCP,IP,以太网驱动程序,用户数据,用户数据,App头,TCP头,IP分组,Eth头

4、,Eth尾,以太网帧,以太网电缆,接收方,IP头,TCP 分节,IP分组,TCP分节,应用数据(块),.,8,完整的数据包传输过程演示,链路层,物理层,网络层,链路层,物理层,网络层,链路层,物理层,链路层,物理层,Data,电脑,交换机,路由器,电脑,交换机,路由器,.,9,网络协议结构图,PPP FrameRelay HDLC ETHERNET,ARP,Cable,DIRVER,ICMP,IP,EIGRP,IGMP,TCP,UDP,OSPF,PING,Trace,BGP,Telnet,FTP,SMTP,Application Layer,Transport Layer,Network La

5、yer,Data Link Layer,Physical Layer,DNS,TFTP,SNMP,RIP,.,10,PPP 协议(peer to peer),PPP 协议有三个组成部分 一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。链路控制协议 LCP(Link Control Protocol)。网络控制协议 NCP(Network Control Protocol)。,.,11,PPP 协议,PPP 协议应满足的需求,简单这是首要的要求封装成帧 透明性 多种网络层协议 多种类型链路 差错检测 检测连接状态 最大传送单元 网络层地址协商 数据压缩协商,PPP 协议不需要的功能,纠错 流量控制 序

6、号 多点线路 半双工或单工链路,.,12,PPP 协议的帧格式,1,2,1,1,字节,1,2,不超过 1500 字节,PPP 帧,先发送,7E,FF,03,F,A,C,FCS,F,7E,协议,信 息 部 分,首部,尾部,PPP 有一个 2 个字节的协议字段。当协议字段为 0 x0021 时，PPP 帧的信息字段就是IP 数据报。若为 0 xC021,则信息字段是 PPP 链路控制数据。若为 0 x8021，则表示这是网络控制数据。,.,13,以太网的 MAC 帧格式,以太网 MAC 帧,物理层,MAC层,10101010101010 10101010101010101011,前同步码,帧开始定

7、界符,7 字节,1 字节,8 字节,插入,IP层,目的地址,源地址,类型,数 据,FCS,6,6,2,4,字节,46 1500,MAC 帧,当数据字段的长度小于 46 字节时，应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，以保证以太网的 MAC 帧长不小于 64 字节。,最短的帧长度：6+6+2+46+4=64字节最长的帧长度：6+6+2+1500+4=1518字节,.,14,虚拟局域网使用的以太网帧格式,802.3MAC 帧,字节,6,6,2,46 1500,4,目地地址,源地址,长度/类型,数 据,FCS,长度/类型=802.1Q 标记类型 标记控制信息 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0

8、 0 0 0 0 0 0 VID,2 字节,2 字节,插入 4 字节的 VLAN 标记,4,用户优先级,CFI,虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个 4 字节的标识符，称为 VLAN 标记(tag)，用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。,.,15,IP 数据报的格式,可变部分,首部,0,4,8,16,19,24,31,版 本,标志,生 存 时 间,协 议,标 识,区 分 服 务,总 长 度,片 偏 移,填 充,首 部 检 验 和,源 地 址,目 的 地 址,可 选 字 段（长 度 可 变）,位,首部长度,数 据 部 分,数 据 部 分,首 部,IP 数据报,.,16,IP 数

9、据报的格式,由于首部长度占4位则 最长首部为1111=15 15*4=60字节最短首部为0101=5 5*4=20字节首部的前一部分是固定长度，共 20 字节，是所有 IP 数据报必须具有的。在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。,.,17,网际控制报文协议 ICMP,网际控制报文协议 ICMP(Internet Control Message Protocol)。ICMP 报文的种类有两种，即 ICMP 差错报告报文和 ICMP 询问报文。ICMP 报文的前 4 个字节是统一的格式，共有三个字段：即类型、代码和检验和。接着的 4 个字节的内容与 ICMP 的类型有关。,.,1

10、8,ICMP 报文的格式,0,4,8,31,ICMP报文,8字节,终点不可达 源点抑制(Source quench)时间超过 参数问题 改变路由（重定向）(Redirect),ICMP 差错报告报文5种,ICMP 询问报文有两种,回送请求和回答报文时间戳请求和回答报文,.,19,ICMP 差错报告报文,首部,IP 数据报,ICMP 的前 8 字节,装入 ICMP 报文的 IP 数据报,IP 数据报首部,ICMP 差错报告报文,8字节,收到的 IP 数据报,IP 数据报首部,8字节,ICMP 差错报告报文,IP 数据报的数据字段,.,20,因特网的路由选择协议,内部网关协议 IGP：具体的协议有

11、多种，如 RIP 和 OSPF 等。外部网关协议 EGP：目前使用的协议就是 BGP。,.,21,内部网关协议 RIP(Routing Information Protocol),收到相邻路由器（其地址为 X）的一个 RIP 报文：(1)先修改此 RIP 报文中的所有项目：把“下一跳”字段中的地址都改为 X，并把所有的“距离”字段的值加 1。(2)对修改后的 RIP 报文中的每一个项目，重复以下步骤：若项目中的目的网络不在路由表中，则把该项目加到路由表中。否则 若下一跳字段给出的路由器地址是同样的，则把收到的项目替换原路由表中的项目。否则 若收到项目中的距离小于路由表中的距离，则进行更新，否则

12、，什么也不做。(3)若 3 分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则把此相邻路由器记为不可达路由器，即将距离置为16（距离为16表示不可达）。(4)返回。,距离向量算法,.,22,RIP2 协议的报文格式,4 字节,RIP 报文,路由信息（20 字节/路由）可重复出现最多 25 个,IP 数据报,路由标记,网络地址,地址族标识符,距离(1-16),IP 首部,UDP 首部,首部,路由部分,必为 0,版本,命令,4 字节,子网掩码,下一跳路由器地址,UDP 用户数据报,RIP报文的最大长度（最多 25 个路由）：4+20*25=504字节,RIP协议使用运输层的UDP进行传送（UDP的端口：52

13、0）,.,23,内部网关协议 OSPF(Open Shortest Path First),OSPF 的五种分组类型：类型1，问候(Hello)分组。类型2，数据库描述(Database Description)分组。类型3，链路状态请求(Link State Request)分组。类型4，链路状态更新(Link State Update)分组，用洪泛法对全网更新链路状态。类型5，链路状态确认(Link State Acknowledgment)分组。,.,24,IP 数据报,OSPF 分组,IP数据报首部,OSPF 分组,OSPF 分组首部,类型 1 至类型 5 的 OSPF 分组,24 字

14、节,0,8,16,31,版 本,路 由 器 标 识 符,类 型,分 组 长 度,检 验 和,鉴 别,位,鉴 别,区 域 标 识 符,鉴 别 类 型,.,25,BGP 报文,BGP 报文通用首部,BGP 报文主体部分,类 型,长 度,标 记,TCP首部,IP 首部,BGP 报文,TCP 报文,BGP 报文具有通用的首部,.,26,运输层的两个主要协议,TCP/IP 的运输层有两个不同的协议：(1)用户数据报协议 UDP(User Datagram Protocol)(2)传输控制协议 TCP(Transmission Control Protocol),.,27,UDP 是面向报文的,IP 数据

15、报的数据部分,IP 首部,IP 层,UDP 首部,UDP 用户数据报的数据部分,运输层,应用层报文,应用层,.,28,UDP 的首部格式,伪首部,源端口,目的端口,长 度,检验和,数 据,首 部,UDP长度,源 IP 地址,目的 IP 地址,0,17,IP 数据报,字节,4,4,1,1,2,12,2,2,2,2,字节,发送在前,数 据,首 部,UDP 用户数据报,.,29,伪首部,源端口,目的端口,长 度,检验和,数 据,首 部,UDP长度,源 IP 地址,目的 IP 地址,0,17,IP 数据报,字节,4,4,1,1,2,12,2,2,2,2,字节,发送在前,数 据,首 部,UDP 用户数据

16、报,在计算检验和时，临时把“伪首部”和 UDP 用户数据报连接在一起。伪首部仅仅是为了计算检验和。,.,30,TCP首部,20 字节的固定首部,目 的 端 口,数据偏移,检 验 和,选 项（长 度 可 变）,源 端 口,序 号,紧 急 指 针,窗 口,确 认 号,保 留,FIN,32 位,SYN,RST,PSH,ACK,URG,位 0 8 16 24 31,填 充,TCP 数据部分,TCP 首部,TCP 报文段,IP 数据部分,IP 首部,发送在前,TCP 报文段的首部格式,.,31,HTTP 的报文结构（请求报文）,方 法,URL,版 本,首部字段名,首部行,:,值,首部字段名,值,:,实体

17、主体（通常不用）,请求行,空格,回车换行,:,CRLF,CRLF,CRLF,CRLF,“URL”是所请求的资源的 URL。,.,32,HTTP 的报文结构（请求报文）,方 法,URL,版 本,首部字段名,首部行,:,值,首部字段名,值,:,实体主体（通常不用）,请求行,空格,回车换行,:,CRLF,CRLF,CRLF,CRLF,“版本”是 HTTP 的版本。,.,33,HTTP 的报文结构（响应报文）,版 本,状态码,短 语,首部字段名,首部行,:,值,首部字段名,值,:,实体主体（有些响应报文不用）,状态行,空格,回车换行,:,CRLF,CRLF,CRLF,CRLF,响应报文的开始行是状态行。状态行包括三项内容，即 HTTP 的版本，状态码，以及解释状态码的简单短语。,