计算机网络体系结构-TCPI.ppt

计算机网络应用技术 第3章计算机网络体系结构 本章要点 掌握OSI参考模型的结构和各层功能 了解网络体系结构分类 功能特点 掌握TCP IP体系结构的层次和功能 掌握IP地址管理和子网划分的方法 本章内容 3 1基本概念3 2OSI模型3 3TCP IP模型3 4IP地址管理和子网划分3 5IEEE802局域网参考标准 TCP IP模型 3 3 TCP IP简介 1 TCP IP的结构 2 TCP IP协议族 3 IP地址管理和子网划分 4 1 TCP IP简介 TCP IP是目前最流行的商业化的协议 并被公认为当前的工业标准 TCP IP模型实际上是一组协议 TCP IP协议族包括上百个协议 不同的协议分布在不同的协议层 由于Internet已经得到了全世界的承认 因此Internet所使用的TCP IP协议集自然也就成为当今计算机网络领域中使用最广泛的互联网络体系结构 2 TCP IP的结构 TCP IP各层的功能 3 TCP IP协议族 3 TCP IP协议族 网络互连层 网际协议 IP 它是一种无连接协议 IP协议的任务是对数据包进行相应的寻址和路由 使其通过网络 IP报头附加在每个数据报上 并加入源地址 目的地址等 IP协议的另一项工作是分段和重编那些在传输层被分割的数据 3 TCP IP协议族 网络互连层 因特网控制报文协议 ICMP 它为IP协议提供差错报告 因为IP是无连接的 且不进行差错控制 所以发生错误时不能检测错误 ICMP能报告一些错误类型 地址解析协议 ARP 将IP地址转换为MAC地址 MAC地址 MediaAccessControl介质访问地址 是指网络上每个设备所对应的一个唯一的物理地址 MAC地址由网卡生产商烧入网卡的芯片中 具有全球唯一性 例如著名的以太网卡 物理地址是48位的整数 3 TCP IP协议族 传输层协议 传输控制协议 TCP 一种面向连接的传输协议 TCP打开并维护网络上两个通信主机间的连接 使用端口号 相当于邮箱 建立虚拟连接 传输IP数据报时 一个包含流量控制 排序和差错校验的TCP报头被附加在数据报上 用户数据报协议 UDP 一种无连接传输协议 UDP仅负责传输数据报 虽然也使用端口号 但不需要对应一个虚拟连接 3 TCP IP协议族 应用层协议 域名系统 DNS 将IP地址转换成用户易于理解的名称 文件传输协议 FTP 最常用的文件共享协议 这个协议允许用户从远端登录至网络上其他计算机 并浏览 下载和上传文件 简单邮件传输协议 SMTP 负责交付邮件 动态主机配置协议 DHCP 负责网络中分配地址和配置计算机 DHCP被指定了一个IP地址范围 并将这些地址分发给网络设备 本章内容 3 1基本概念3 2OSI模型3 3TCP IP模型3 4IP地址管理和子网划分3 5IEEE802局域网参考标准 4 IP地址管理和子网划分 1 IP编址技术IP网络中每台主机都必须有一个惟一的IP地址 IP地址是一个逻辑地址 与MAC地址比较 IP地址 IPv4 是由网络号和主机号组成 32位二进制 常用4个十进制表示 中间用 隔开 如00001010000000100000000000000001记为10 2 0 1IP地址划分为五类 A E类 常用的为A类 B类 C类 A类0 0 0 0 126 255 255 255B类128 0 0 0 191 255 255 255C类192 0 0 0 223 255 255 255 2地址范围 网络号为127有特殊用途 当给网络上的设备分配地址时 有一些地址是不能用的 一种保留地址是网络地址 网络地址由网络号和全为0的主机域组成 如20 0 0 0 162 100 0 0 211 100 254 0 一种保留地址是广播地址 用这个地址时 网络上所有的设备都会收到广播信息 广播地址由网络号和全为1的主机域组成 如20 255 255 255 162 100 255 255 211 100 254 255 2 子网 Subnet 划分 背景 因特网规模的急剧增长 对IP地址的需求激增 使得IP地址资源严重匮乏 解决办法 从主机号部分拿出几位作为子网号在原来IP地址结构的基础上增加一级结构的方法称为子网划分 前提 网络规模较小 IP地址空间没有全部利用 例如 三个LAN 主机数为20 25 48 均少于C类地址允许的主机数 为这三个LAN申请3个C类IP地址显然浪费 子网划分举例 例如 C类网络192 10 1 0 主机号部分的前三位用于标识子网号 即 110000000000101000000001xxxyyyyy 网络号 新的主机号部分 子网号为全 0 全 1 不能使用 于是划分出23 2 6个子网 子网地址分别为 11000000000010100000000100100000 192 10 1 3211000000000010100000000101000000 192 10 1 6411000000000010100000000101100000 192 10 1 9611000000000010100000000110000000 192 10 1 12811000000000010100000000110100000 192 10 1 16011000000000010100000000111000000 192 10 1 192 子网号 子网掩码 SubnetMask 子网划分后 如何识别不同的子网呢 解决办法 采用子网掩码来分离网络号和主机号 子网掩码格式 32个比特 网络号 包括子网号 部分全为 1 主机号部分全为 0 子网掩码计算 110000000000101000000001xxxyyyyy网络号24位 子网号3位 总共27位 所以子网掩码为 11111111111111111111111111100000即255 255 255 224缺省子网掩码 A类 255 0 0 0B类 255 255 0 0C类 255 255 255 0 子网地址计算 子网掩码 IP地址 结果就是该IP地址的网络地址 例如 IP地址202 117 1 207 子网掩码255 255 255 22411001010011101010000000111001111 1111111111111111111111111110000011001010011101010000000111000000 子网地址为 202 117 1 192主机号为 15主机之间要能够通信 它们必须在同一子网内 否则需要使用路由器 或网关 实现互联 子网规划举例 网络分配了一个C类地址 201 222 5 0 假设需要20个子网 每个子网有5台主机 问够不够用 若够用试确定各子网地址和子网掩码 1 对C类地址 要从最后8位中分出几位作为子网地址 24 20 25 选择5位作为子网地址 共可提供30 25 2 个子网地址 2 检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求 子网地址为5位 故还剩3位可以用作主机地址 而23 5 2 所以可以满足每子网5台主机的要求 3 子网掩码为255 255 255 248 11111000B 248 4 子网地址可在8 16 24 32 240共30个地址中任意选择20个 3 IPv6技术 扩大了地址空间 长度为16个字节 128位 增加了安全认证机制 提高了路由器的转发效率 增强了协议的可扩充性 本章内容 3 1基本概念3 2OSI模型3 3TCP IP模型3 4IP地址管理和子网划分3 5IEEE802局域网参考标准 5 IEEE802局域网参考标准 应用层 运输层 网络层 表示层 会话层 数据链路层 物理层 7654321 OSI的体系结构 物理层 介质访问控制子层 逻辑链路控制子层 IEEE802体系结构 IEEE802局域网的结构只相当于O