CP,IP参考模型.ppt

项目2 认识网络协议与IP地址 2.2 TCP/IP参考模型 全国中等职业学校计算机类通用教材 本课件的文字及图片版权 均为南京凤凰康轩所有 计算机网络技术与应用 TCP/IP概述 TCP/IP实际指一个协议簇，TCP和IP只是其中最核心 的两个协议，通常称为“TCP/IP协议”。TCP/IP是目前 应用最广泛的协议，它最初由美国国防部高级研究计划 局提出，并在最后发展为Internet的ARPAnet上成功 实现。该协议提供了独立于厂商硬件的数据传输格式及 规则。由于其独特的硬件独立性，所以迅速被众多系统 使用，如UNIX、Windows NT和Novell公司的 Netware都有支持TCP/IP的软件或模块。 TCP/IP的特点 oInternet 上的TCP/IP 协议之所以能发展迅速，不仅仅因为它是 美国军方指定的协议，更重要的是它恰恰适应了世界范围内数据 通信的需要。TCP/IP 具有以下几个特点： n开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操 作系统。 n网络IP地址字段为32 bit（IPv4标准），不久的未来将升级到128 bit（IPv6标准），允许有超过160亿个地址。 n提供预定带宽服务。 n独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网中，更适用于互 联网中。 n统一的网络地址分配方案，使得任意TCP/IP 设备在网络中都具有唯 一的地址。 n标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。 n支持移动用户和新型网络终端设备。 TCP/IP的层次及功能 o应用层 应用层负责处理特定的应用程序细节，是所有面向用户应用程序的统称。 TCP/IP协议簇在该层有多种协议支持不同应用，如访问WWW（万维网 ）所用的HTTP协议、文件传输所用的FTP协议、电子邮件所用的SMTP协 议、域名解析所用的DNS协议以及远程登录所用的Telnet协议等均属于 TCP/IP应用层协议。 o传输层 传输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议 簇中，TCP和UDP是两个互不相同的传输协议。 o网络层 网络层有时也称为 “Internet层”，负责提供基本的数据封包传输功能， 让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收）。在 TCP/IP协议簇中，该层的协议包括IP、ICMP和IGMP协议。 o网络接口层 网络接口层也称为“链路层”，定义如何使用实际网络（如以太网和Serial Line等）传输数据、接收IP数据报并通过网络发送，以及从网络上接收物 理帧，并提取IP数据报交给网络层。 TCP/IP的各层协议 oTCP/IP使用协议栈来工作，栈是用来在两台机器间完成一个传输的所有 协议的集合。数据通过栈从一台机器到另一台机器，在这个过程中，一个 复杂的查错系统会在起始机器和目的机器中执行。TCP/IP协议分成四层 ，每一层都能从相邻的层中接收或发送数据，每一层都与许多协议相联系 。TCP/IP协议簇的最主要协议如下表所示。 TCP/IP与OSI之间的关系 oOSI参考模型是由国际标 准化组织（ISO）制定的 一个参考模型，它为世界 范围内的应用进程进入开 放式的信息交换提供了一 个参考建议。而TCP/IP却 是衍生于早期ARPA网的 一组协议，由于各厂商主 动遵守而成为了一个工业 标准。如右图所示。 oOSI和TCP/IP的相同点： 二者均采用层次结构，而且都是按功能分层。 TCP/IP与OSI之间的关系 oOSI和TCP/IP的主要的不同点 nOSI分七层，自下而上分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、 会话层、表示层和应用层，而TCP/IP分四层：网络接口层、网络层 （IP）、传输层（TCP）和应用层。 nOSI层次间存在严格的调用关系，两个（N）层实体的通信必须通过 下一层（N1）层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一 层直接使用更低层次所提供的服务 nOSI开始偏重于面向连接的服务，后来才开始制定无连接的服务标准 ，而TCP/IP一开始就有面向连接和无连接的服务，无连接服务的数 据报对于互联网中的数据传送以及分组话音通信都是十分方便的。 nOSI网络层提供面向连接的服务，将寻径、流控、顺序控制、内部确 认、可靠性等带有智能性的问题，都纳入网络服务，留给末端主机的 事就不多了。相反，TCP/IP则要求主机参与几乎所有网络服务，所 以对入网的主机要求很高。 IP地址基本概述 o每台连接在Internet上的主机所分配到的一个32位地址称为IP地址。IP 地址是唯一的，它用来标识网络中的一个通信实体，比如一台主机，或者 是路由器的某一个端口。 o目前，IP地址（IPv4）使用32位二进制地址格式，分成四段，每段8位 （1个字节），中间用小数点隔开，然后将每8位二进制数转换成十进制 数。每段所能表示的十进制数介于0255之间。如下图所示。 o每个IP地址都要由两部分组成：一部分是用于标识该地址所从属的网络号 ；另一部分用于指明该网络上某个特定主机的主机号。如下图所示。 IP地址的分类 o为了给不同规模的网络提供必要的灵活性，按照网络规模的大小，把32 位的IP地址空间划分为五个不同的地址类别，如下表所示，其中A、B、C 三类最为常用。 o在上面的IP地址中，有三个网络地址可以用于企业内部网络（Intranet） ，而不为互联网中的路由器所解析和发送，常被称为私有IP地址，它们属 于下面三个地址范围： n 55 n 55 n 55 子网和子网掩码概述 o为了提高IP地址的使用效率，一个网络可以划分为多个子网：采用借位的 方式，从主机最高位开始借位变为新的子网位，剩余部分仍为主机位。这 使得IP地址的结构分为三部分：网络位、子网位和主机位，如下图所示。 引入子网概念后，网络位加上子网位才能全局唯一地标识一个网络。把所 有的网络位用1来标识，主机位用0来标识，就得到了子网掩码。 o子网编址使得IP地址具有一定的内部层次结构，这种层次结构便于IP地址 分配和管理。它的使用关键在于选择合适的层次结构，使得网络地址既能 适应各种现实的物理网络规模，又能充分地利用IP地址空间（即从何处分 隔子网号和主机号来决定）。 子网和子网掩码概述 o子网掩码的概念 子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和 主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。 o定义子网掩码的步骤为： nStep1 确定哪些地址归我们使用。比如我们申请到的网络地址为 “210.73.a.b”，该网络地址为C类IP地址，网络标识为“210.73.a” ，主机标识为“b”。 nStep2 根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数， 从主机位中借一些位来定义子网掩码。比如我们现在需要12个子网 ，将来可能需要16个。用第三个字节的前四位确定子网掩码。前四 位都置为“1”，即第三个字节为“11110000”，这个数我们暂且称作 新的二进制子网掩码。 nStep3 把对应初始网络的各个位都置为“1”，即前两个字节都置为 “1”，第四个字节都置为“0”，则子网掩码的间断二进制形式为 “11111111.11111111.11110000.00000000”。 nStep4 把这个数转化为间断十进制形式为“”，此即 该网络的子网掩码。 子网和子网掩码概述 o子网掩码的标注 n无子网的标注法 对无子网的IP地址，可写成主机号为0的掩码。如IP地址 ，掩码为，也可以缺省掩码，只写IP地址。 n有子网的标注法 有子网时，一定要二者配对出现。以C类地址为例：IP地址 35/27，27表示该IP地址的前27位为网络位，其中C类 地址默认网络位为24位，因此子网位为2724 = 3位，换算成子网掩码 是24。 掩码的功用是说明有子网和有几个子网，但子网数只能表示为一个范围， 不能确切讲具体几个子网，掩码不说明具体子网号，有子网的掩码格式（ 对C类地址）：主机标识前几位为子网号，后面不写主机号，全写0。 IP寻址过程 在多点连接的情况下，必须保证每一帧都能够被送到正 确的地址，而接收方应具有知道发送方是哪一个站的功 能。将每个帧送到目的地的过程，称为寻址。在连接的 网络类型和