思科培训课件-Lesson 2 TCP_IP.ppt

lesson 2,tcp/ip,outline,2.1 tcp/ip的历史 2.2 tcp/ip网络体系结构 2.3 ip寻址 2.4 ip子网 2.5 无类域间路由(cidr) 2.6 可变长度子网掩码(vlsm),2.1 tcp/ip历史,1969年，tcp/ip（传输控制协议/因特网协议）是由美国国防部（dod）创建的。主要是用于确保数据的完整性和在毁灭性战争中维持通信。 1970 年，arpanet 主机开始使用网络控制协议（ncp)，这就是后来的传输控制协议（tcp）的雏形。 1972 年，telnet 协议推出。telnet 用于终端仿真以连接相异的系统。 1973 年，文件传输协议（ftp）推出。ftp 用于在相异的系统之间交换文件。 1974 年，传输控制协议（tcp）被详细规定下来。tcp 取代 ncp，它为人们提供了更可靠的通信服务。 1981 年，internet 协议（ip）（又称 ipv4）被详细规定下来。ip 为端到端传递提供寻址和路由功能。 1982 年，国防通信署（dca）和 arpa 建立了传输控制协议（tcp）和 internet 协议（ip）作为 tcp/ip 协议套件。 1983 年，arpanet 将 ncp 替换为 tcp/ip。 1984 年，域名系统（dns）推出。dns 可将域名解析为 ip 地址 1995 年，internet 服务提供商（isp）开始向企业和个人提供 internet 接入。 1996 年，超文本传送协议（http）推出。万维网使用 http。 1996 年，第一套 ip 版本 6（ipv6）标准发布。,2.2 tcp/ip网络体系结构,2.2.1 application layer,2.2.2 host to host layer,1 tcp,tcp（transmission control protocol,传输控制协议)是一种面向连接的可靠协议。,（1）tcp 数据格式,source port（16),destination port（16),sequence number（32),header length（4),acknowledgement number（32),reserved（6),code bits（6),window（16),checksum（16),urgent（16),options（0 or 32 if any),data（varies),20 bytes,bit 0,bit 15,bit 16,bit 31,（2）tcp的三次握手（three-way handshake）,发送 syn (seq=100 ctl=syn),接收 syn,发送 syn, ack (seq=300 ack=101 ctl=syn,ack),建立会话 (seq=101 ack=301 ctl=ack),host a,host b,接收 syn,（3）tcp的确认,发送方,接收方,发送 1,接收 1,发送 ack 2,发送 2,接收 2,发送 ack 3,发送 3,接收 3,滑动窗口 = 1,（4）tcp 端口号,源端口,目标端口,host a,1028,23,sp,dp,host z,telnet z,目标端口 = 23.,（5）tcp的顺序号和确认号,（6）tcp的窗口,window size = 3 send 2,window size = 3 send 1,window size = 3 send 3,ack 3 window size = 2,数据 3 被丢弃,window size = 3 send 4,window size = 3 send 3,ack 5 window size = 2,接收方,发送方,2 udp,udp（user datagram protocol,用户数报协议)是一种非面向连接的不可靠协议,udp,tcp,ip,icmp,igmp,arp,udp的数据格式,没有顺序号和确认号,source port（16),destination port（16),length（16),data（if any),1,bit 0,bit 15,bit 16,bit 31,checksum（16),8 bytes,3 端口号（port number）,端口号（续）,端口号（续）,常用应用层协议的端口号,tcp,端口号,f t p,传输层,t e l n e t,d n s,s n m p,t f t p,s m t p,udp,应用层,20,23,25,53,69,161,r i p,520,21,2.2.3 internet layer,ip（internet protocol，互联网协议） icmp（internet control message protocol，互联网控制信息协议） arp（address resolution protocol，地址解析协议） rarp（reverse address resolution protocol ，逆向地址解析协议） dhcp （ dynamic host configuration protocol ，动态主机分配协议）,1 ip（internet protocol，因特网协议）,ip是非面向连接的不可靠协议。 ip关注每个数据包的地址。通过使用路由表，ip可以决定一个数据包将发送给哪一个被选择好的后续最佳路径。 ip是从主机到主机层接收数据段的，必要时再将它们分成数据报（即数据包）。然后接收方的ip再重新组合数据报为数据段。,（1）ip包的格式,protocol字段,determines destination upper-layer protocol,transport layer,internet layer,tcp,udp,protocol numbers,ip,17,6,协议号,（2）ip包的分片,数据包是被封装在物理帧中传输的，对于网络硬件来说，它们对一个物理帧的可传输数据量都规定了一个上限值，这个上限值就是最大传输单元，即数据包的mtu（maximum transfer unit）。 例如：源于令牌环网的数据包最大传输单元（mtu）为4500 字节、以太网的数据包最大传输单元为1500 字节、fddi 的数据包最大传输单元为4770 字节。 如果数据包的大小比互联网中最大网络的mtu 要大，它是无法被封装到帧中去的；相反如果数据包的大小被限制为互连网中最小网络的mtu，这种做法也是很不经济的（因为在大mtu 的网络上，会造成带宽浪费）,ip包的分片和重组,icmp （internet control message protocol，因特网控制信息协议）,application,transport,internet,data link,physical,destination unreachable echo（ping) other,icmp,1,（1）icmp包的格式,（2）icmp信息类型,3 arp（ address resolution protocol ，地址解析协议）,映射 ip ethernet local arp,,ip: ethernet: 0800.0020.1111,,ip: = ?,4 rarp（reverse address resolution protocol ，逆向地址解析协议）,映射 ethernet ip,ethernet: 0800.0020.1111 ip: 5,ethernet: 0800.0020.1111 ip = ?,我的地址是多少？,我听到了广播你的地址是 5.,5 dhcp （dynamic host configuration protocol，动态主机分配协议）,2.3 ip寻址,ip地址是ip网络上每台计算机的数字标识符。 它指明了在此网络上某个设备的位置。 ip寻址允许在某网络上的主机与另一个不同网络上的主机进行通信，并在此过程中无需考虑这两台主机所在具体局域网的类型差异。,2.3.1 ip地址的表示方法,一个ip地址包含有32位信息。地址的数量为232个 这些位通常被分割为4个部分,被称为八位位组或字节，每一部分包含一个字节(8位)。 可以使用下面3种不同的方式来描述一个ip地址： 点分十进制，如：6 二进制，如：10101l00.00010000.00011110.00111000 十六进制，如：ac.10.1e.38,2.3.2 ip地址的分类,类别 w 的值 网络数量 每网络主机数 a 1-126 126 16,777,214 b 128-191 16,384 65,534 c 192-223 2,097,152 254 d 224-239 * 注： 为多播寻址保留 e 240-254 * 注： 为实验性应用保留,2.3.3 保留ip地址,：本地回环(loopback)测试地址； 55：广播地址； ：代表任何网络； 主机地址全为0：网络地址，代表该网段的所有主机； 主机地址全为1：广播地址。,2.3.4 分层的ip寻址方案,ip地址通常被分为两部分： 网络号 主机号,1 网络号（network id）,网络号唯一指定了每个网络，同一网络中的每台计算机都共享相同的网络地址,并用它作为自己ip地址的一部分。 例如：ip地址6中172.16 就是网络号。,2 主机号（host id）,主机号/节点号是在一个网络中用来标识每台计算机的，它是一个唯一的标识符。这个地址的主机部分必须唯一，因为相对于网络(可以把它理解为一个组)而言它是用来独立标识指定计算机的。 主机号地址部分为全0时表示网络地址；主机号地址为全1时表示广播地址。 例如ip地址6中，30.56就是主机号。,a b c类地址的特征,w,x,y,z,class a,network id,host id,class b,network id,host id,class c,network id,host id,2.3.5 子网掩码（subnet mask）,子网掩码的作用,ip 19 1000000.10101000.01110010.01110111 mask 11111111.11111111.11111111.00000000 ip 11000000.10101000.01110010.01110111 mask 11111111.11111111.11111111.00000000 network id 11000000.10101000.01110010.00000000 network id ,2.3.6 ip地址的类型,广播（broadcast） 用于在这个网络向所有的节点发送数据。 单播（unicast） 用于向单一日标主机发送数据。 组播（multicast） 用于将来自单一源的数据包传送给在不同网络上的多台设各。,1 广播地址,,,,,55 (directed broadcast),55 (local network broadcast),x,55 (all subnets broadcast),广播地址的类型,单播地址,组播地址,2.3.7 公有地址和私有地址,公有地址（public address）： 在internet中唯一的地址，能够在internet中被寻址。使用时需要向isp注册许可。 私有地址（private address）： 用于企业内部使用，在企业内部唯一，不能够在internet中被寻址。使用时不需要向isp注册许可。 私有地址范围为： a类： 55 b类： 55 c类： 55,ip地址类别练习,address,class,network,host,,00,4,,6,20,练习答案,address,class,network,host,,00,4,,6,20,a,b,c,c,b,非法ip,,,,,,,00,4,,6,2.4 ip子网划分,将一个大的主网通过借用主机地址位来当作子网地址位，从而将一个大的主网分割为一系列较小的子网叫ip子网划分。,2.4.1 子网划分的优点,节约ip地址 简化网络管理 缩减网络流量,未做过子网划分的网络,划分过子网的网络,2.4.2 子网划分的方法,子网数量=2m（m 是缺省掩码被扩展的位数）。新建的子网中包含子网0 和子网1。 每个子网能容纳的主机数：2n2（n 是主机地址的可用位数）。,other subnets,6,2,8,20 subnets 5 hosts per subnet class c address: ,子网划分实例,2.4.3 子网路由,在路由器进行地址分配过程中，要求不同的接口必须使用不同的网络地址。 路由器的路由表中记录网络地址与接口的对应关系。,00,,60,,,00,50,e0,172.16,network,network,interface, ,e0 e1,new routing table,2,160,host,.,.,,e1,未划分过子网的路由,划分过子网的路由,address,subnet mask,class,subne