数据分册3TCPIP协议基础.ppt

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1、课程编码 TCP/IP协议基础,ISSUE2.0,内部公开,Page 2,T C P/I P起源于20世纪6 0年代末美国政府资助的一个分组交换网络研究项目，目前已经发展成为Internet的核心技术。本课程主要介绍T C P/I P协议族的基本原理。,前 言,Page 3,参考资料,/,Page 4,学习完此课程，您将会：掌握TCP/IP分层模型掌握TCP/IP各层基本功能掌握IP地址和IP路由,目 标,Page 5,第1章 数据通信概述第2章 TCP/IP协议,内容介绍,Page 6,什么是数据通信,按照通信协议，利用传输技术在功能单元之间传递数据息，从而实现计算机与计算机间、计算机与其终

2、端之间以及其他数据终端设备之间的信息交互。数据通信网是为提供数据通信业务而组成的网络。,Page 7,数据通信的特点,无连接:通讯的两者之间不具备唯一独立的链路。,包交换:每个包有目的地址、源地址、错误控制信息等等，具有自己去找目的地的能力。,特点2,特点1,Page 8,标准化组织,ISO国际标准化组织IEEE 电子电器工程师协会ANSI 美国国家标准局EIA/T 电子工业协会ITU国际电信联盟IABInternet体系结构委员会,Page 9,第1章 数据通信概述第2章 TCP/IP协议,内容介绍,Page 10,什么是TCP/IP,TCP/IP是传输控制协议/网际协议 不同于OSI的七层

3、模型，TCP/IP使用更为简单的五层模型 TCP/IP已经成为网际互连事实上标准,Page 11,TCP/IP协议族,TCP/IP是Internet的核心技术TCP/IP是一个协议族HTTP、TELNET、FTPRIP、OSPF、BGPTCP、UDPIP IGMP ICMP ARPIP是TCP/IP的核心协议,Page 12,TCP/IP分层模型,Page 13,对等层,两个网络只有对等层才能相互通讯物理层相同，使用中继器互连物理层不同，链路层相同，使用桥接器互连物理层、链路层不同，网络层相同，使用路由器互连网络协议完全不同，使用协议转换器（网关）互连,Page 14,TCP/IP协议和OSI

4、参考模型,TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。,Page 15,TCP/IP协议栈,应用层,传输层,网络层,数据链路层,提供应用程序网络接口,建立端到端连接,寻址和路由选择,物理介质访问,二进制数据流传输,物理层,Page 16,TCP/IP的体系结构,IP是TCP/IP体系中最重要的协议之一 与IP协议配套的三个协议：地址转换协议ARP反向地址转换协议RARPInternet控制报文协议ICMP,Page 17,TCP/IP的体系结构,.IP协议提供了一种全球统一的编址方式，屏蔽了物理网络地址的差异，使路由查找成为可能。.IP协议提供了一种全球统一的报文格

5、式，屏蔽了网络链路层差异，使网络互联成为可能。,Page 18,数据封装,Page 19,物理层功能,物理层定义了电气上、机械上的过程和功能，以实现两端系统连接时线路的激活、保持与拆除。物理层定义了如下特性：电压水平数据传送速率最大传送距离物理连接方式,Page 20,数据链路层功能,.数据链路层的主要功能是将数据通过物理介质在发送端与接收端传送。,Page 21,物理地址（MAC地址）,网络上的设备有一个唯一的地址MAC地址.MAC地址由48bit组成，通常用12位16进制表示，前6位16进制数字由IEEE负责统一分发，用来确定厂商的唯一性.后6位16进制数字由各厂商自己负责管理,Page

6、22,华为网络产品MAC地址的前6位是0 x00E0FC,物理地址（MAC地址）,Page 23,地址解析协议ARP,IP地址只是主机在网络层中的地址，若要将网络层中传送的数据包交给目的主机，必须知道该主机的物理地址。,Page 24,地址解析协议ARP,Page 25,链路层分类,点到点（Point to Point）,广播（Broadcast）,非广播多路复用（NBMA）,Page 26,PPP（Point to Point Protocol),顾名思义，PPP是一个点到点的协议。PPP具备以下特性：1、链路层参数协商：进行最大传输单元等参数的协商；2、用户验证：CHAP/PAP、与RAD

7、IUS的协同工作3、网络层参数协商：IP地址和掩码的协商4、能将多条链路绑定为一条逻辑链路使用，以增加带宽5、其他，如压缩、加密等等PPP本身是一个分层的协议族，功能强大而且易于扩充。它具有强大的接入控制功能，被广泛应用于各种接入方式中。,同步或异步线路,Page 27,以太网,最广泛使用的局域网协议，有几种封装类型：Ethernet 802.2：仅支持IPX，几乎不再使用Ethernet 802.3：仅支持IPX，几乎不再使用Ethernet II：支持多种三层协议，最常用的封装Ethernet SNAP：支持多种三层协议基于广播,Page 28,X25/FR/ATM,公共分组网络协议，具备

8、以下特点：虚电路：将一条实际的物理链路复用的结果 差错控制功能 流量控制功能 报文分片,公共分组网,用户设备,用户设备,用户设备,用户设备,Page 29,链路层的特殊应用PPPoE,通过以太网连接用户终端（ADSL、小区宽带）通过PPP对用户进行认证、计费和控制,PPP,PPP,PPP,PPP,PPPoE,IP,以太网,以太口,物理层,链路层,IP层,Page 30,链路层的特殊应用VLAN,在一个以太网内部划分虚拟局域网优点：限制广播范围安全隔离接入控制VLAN划分方法：基于端口基于MAC基于IP地址基于策略,Page 31,网络层功能,网络层功能,定义网络地址,路由选择,IP是网络层的实

9、现,Page 32,IP数据包的格式,Page 33,IP地址的作用,唯一确定网络中的一台主机IP地址由美国国防数据网DDN的网络信息中心NIC进行分配,Page 34,IP地址 VS MAC地址,网络地址（IP地址）在软件系统中设定每个端口可有多个网络地址网间寻址时使用一般在所有网络内有效类似于通信地址物理地址（MAC地址）固化在物理设备上每个端口仅有一个物理地址访问物理介质时使用一般在本局域网内有效类似于人名,Page 35,IP地址的格式,IP地址是4字节32bit二进制数，用点分十进制数表示例:10000000.00000001.11111111.11111110 表示为：128.1.

10、255.254,Page 36,IP地址的格式和类型,Page 37,保留的IP地址,全0的网络号码 表示“本网络”或“我不知道号码的这个 网络”全1的网络号码 保留全0的主机号码 表示该IP地址就是网络的地址全1的主机号码 表示广播地址，即对该网络上所有的 主机进行广播,Page 38,保留的IP地址,全0的IP地址，即0.0.0.0网络号码为127.X.X.X.，用于本地软件回送测试（loopback test）全1地址255.255.255.255，表示“向我的网络上的所有主机广播”，原先是使用0.0.0.0,Page 39,私网IP地址,私网IP地址不能够出现在Internet上10.

11、0.0.0 10.255.255.255172.16.0.0 172.31.255.255192.168.0.0 192.168.255.255,Page 40,IP地址范围,Page 41,有类IP地址和无类IP地址,有类IP地址net-id的长度只有3种：8、16、24无类IP地址net-id可以设置成1到32中的任何一个值无类IP地址的优点组网灵活，管理方便减轻IP地址浪费现象,Page 42,子网掩码,TCP/IP体系规定用一个32bit的子网掩码来表示子网号字段的长度。子网掩码由一连串的“1”和一连串的“0”组成“1”对应于网络号码和子网号码字段“0”对应于主机号码字段“1”和“0”

12、不能交叉出现,Page 43,无类IP地址,Page 44,IP地址的表示,IP地址/子网掩码 或 IP地址/子网掩码长度 例：128.1.0.1/255.255.0.0128.1.0.1/16192.2.2.2/255.255.224.0192.2.2.2/19,Page 45,网段划分,10.110.50.106,10.110.50.107,10.110.48.1,192.168.1.2,192.168.1.1,网段：10.110.0.0/255.255.0.0,网段：192.168.1.0/255.255.255.0,一个网段就是一个广播域网段内部是相同的链路层网段内部的转发不需要通过三

13、层设备,Page 46,子网划分,C类网段192.168.1.0/255.255.255.0,192.168.1.128，255.255.255.128,192.168.1.0，255.255.255.128,Page 47,子网划分方法,原则：IP地址中，网段部分增加，主机部分减少划分多少个子网，则掩码相应增长每个子网网段地址在网段增长部分取不同的值例：192.168.1.0/255.255.255.0划分为2个子网：192.168.1.0/255.255.255.128192.168.1.128/255.255.255.128,Page 48,问题,将C类网段192.168.1.0/255

14、.255.255.0均匀划分为四个子网，该如何划分？,Page 49,IP路由,.网络层的重要作用就是寻径，即根据IP数据报中的目的IP地址，将这个数据包转发给目的主机。.具体完成这项工作的设备就是路由器。,Page 50,路由器的特点和作用,作为路由器，必须具备：两个或两个以上的网络层接口，用于连接不同的网络协议至少实现到网络层,路由器主要有两个作用：产生路由表把数据包转发到其它网络,Page 51,路由器连接示例,子网1,192.168.1.0/24,子网2,192.168.2.0/24,路由器 A,路由器 B,192.168.1.1/24,192.168.2.1,192.168.1.2/

15、24,子网3,10.0.0.0/8,10.10.10.1/8,IP:10.10.10.3/8GW:10.10.10.1,IP:192.168.2.3/24GW:192.168.2.1,Page 52,路由器A上的路由表,Page 53,路由器B上的路由表,目标网络地址,目标网络,掩码,下一跳地址,出接口,192.168.1.0,255.255.255.0,192,.168.1.2,.,192.168.1.2,192.168.2.0,255.255.255.0,192.168.2.1,192.168.2.1,10.0.0.0,255.0.0.0,192.168.1.1,192.168.1.2,P

16、age 54,路由表的产生方式,静态路由由操作人员一条条地录入。动态路由由路由协议产生路由表项。常见的路由协议有OSPF协议和RIP协议。,Page 55,路由器的工作流程,Page 56,将10.110.0.0/16映射到192.168.1.1用不同的端口号代表不同主机,NAT网络地址转换,10.110.0.0/16,10.110.50.106,10.110.50.107,内部网络,外部网络,192.168.1.1,Page 57,传输层功能,数据分段和数据段合并建立端到端的连接将数据段从一台主机发往另一台主机保证数据传送正确性（可选）,Page 58,TCP/UDP的高层应用,TCP应用面

17、向连接的传输方式提供可靠的传输Telnet、FTP、HTTP UDP应用无连接的传输方式提供不可靠的传输RIP、SNMP、RADIUS、VOD,Page 59,TCP/UDP报文格式,0,8,16,24,31,16位源端口,16位目的端口,16位UDP校验和,数据,UDP报文格式,TCP报文格式,16位UDP长度,Page 60,端口号,传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序。,80,20/21,23,25,53,69,161,Page 61,TCP连接,Page 62,滑动窗口,Page 63,应用层功能,为应用程序提供网络接口,丰富的应用层协议支撑着花样繁多的上层应用：EMAIL、上网、IP电话,Page 64,问题,.TCP/IP各分层的功能？.IP地址的作用和格式？.IP路由的作用？,