《计算机网络基础》第4章 TCP-IP协议简介(modify).ppt

计算机网络基础 第4章TCP IP协议简介 2020年1月21日星期二 1 TCP IP模型简介 TCP IP协议简介 TCP三次握手 本讲内容 2020年1月21日星期二 2 TCP IP模型层次介绍 ARP RARP协议 TCP滑动窗口 网络层协议 IP协议 ICMP协议 传输层协议 UDP协议 TCP协议 TCP IP常见命令 OSI参考模型是计算机网络协议的标准 但由于开销太大 所以在实际应用中完全采用它的并不多 TCP IP协议则不然 由于它的简洁性和实用性 从而得到了广泛的应用 成为了事实上的工业标准和国际标准 2020年1月21日星期二 3 1 TCP IP模型简介 2020年1月21日星期二 4 TCP IP模型 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 应用层 传输层 互联网层 网络接口层 2020年1月21日星期二 5 2 TCP IP模型层次介绍 应用层 远程登录协议Telnet文件传输协议FTP简单邮件传输协议SMTP简单网络管理协议SNMP 2020年1月21日星期二 6 传输层 TCP 是面向连接的报文分组传输协议 可以提供端到端的可靠传输 UDP 是面向无连接的数据报传输协议 2020年1月21日星期二 7 互联网层 将源主机的报文分组发送到母的主机 IP 网际协议 提供无连接的数据报服务 ICMP Internet控制报文协议 用于IP层的差错控制 ARP 地址转换协议和RARP 反向地址转换协议 用于IP地址与节点物理地址的转换 2020年1月21日星期二 8 网络接口层 具体参考OSI的数据链路层和物理层 1 IP协议2 ICMP协议3 ARP协议4 RARP协议 2020年1月21日星期二 9 3 网络层协议 IP数据报 车辆IP协议 交通规则路由器 十字路口的指挥者 2020年1月21日星期二 10 1 IP协议 IP协议定义了IP数据报格式 并且对数据报寻址和路由 数据报分片和重组 差错控制和处理做出了具体规定 2020年1月21日星期二 11 2020年1月21日星期二 12 IP数据报 Version 4 DestinationIPAddress 32 Options 0or32ifany Data variesifany Bit1 Bit15 Bit16 Bit31 HeaderLength 4 Priority TypeofService 8 TotalLength 16 Identification 16 Flags 3 Fragmentoffset 13 Timetolive 8 Protocol 8 Headerchecksum 16 SourceIPAddress 32 版本 version 该数据报的IP协议版本 报头长度 HeaderLength 用来确定IP数据报中的数据起始位置 通常20字节长度的报头 服务类型 Priority TypeofService 服务类型字段使得不同服务要求的报文在传送过程中可以区别处理 特别是在网络发生超载时 数据报长度 TotalLength 是以字节为单位的IP数据报的总长度 报头长度 数据长度 一般小于1500字节 2020年1月21日星期二 13 标识符 Identification 标志 Flags 和分片偏移量 Fragmentoffset 与IP分片有关 标识符用于标识一个数据报 标志用来描述数据报是否允许分片以及标识最后一个分片 分片偏移量则表示某一个分片在数据报中的位置 2020年1月21日星期二 14 生存期 Timetolive 用来保证数据报不会在网络中永远传播 等于0的时候被抛弃 上层协议 Protocol 该字段仅仅当IP数据报到达最终目的时才被使用 其值给出了本IP数据报中的数据部分将被传送到目的地址的传输层协议 例如 值为6表示数据部分要传递给TCP 2020年1月21日星期二 15 报头校验和 Headerchecksum 该字段可以帮助路由器发现接收到的IP数据报中的比特错误 它将报头中的每两个字节作为一个数字并用反码的形式计算这些数字的和 2020年1月21日星期二 16 源端 SourceIPAddress 和目的端 DestinationIPAddress 的IP地址 都为32位的IP地址 选项字段 Options 选项字段允许IP报头被扩充 导致数据报报头的不确定性 消耗路由器的处理时间 2020年1月21日星期二 17 数据 Data 就是数据 包含着传输层的要发送到目的端的数据段 TCP或UDP 也可以携带其他类型的数据 例如ICMP信息 2020年1月21日星期二 18 不可靠的数据投递服务面向无连接的传输服务尽最大努力投递服务 2020年1月21日星期二 19 IP互联网层为高层提供服务特点 因特网控制消息协议 InternetControlMessageProtocol 为IP协议提供了差错控制 网络拥塞控制和路由控制等功能 2020年1月21日星期二 20 2 ICMP协议 Ping程序就是给指定主机发送ICMP的回应请求报文 目的主机收到回应请求后 返回一个ICMP回应应答 2020年1月21日星期二 21 地址转换协议ARP用于查找与给定IP地址对应的主机的物理地址 IP地址是互联网中表示主机的逻辑地址 在数据报封装传送时 还必须知道彼此的物理地址 2020年1月21日星期二 22 3 ARP协议 ARP协议 172 16 3 1 172 16 3 2 IP 172 16 3 2 我需要知道176 16 3 2的物理地址 ARP协议 172 16 3 1 172 16 3 2 IP 172 16 3 2 ARP协议 172 16 3 1 IP 172 16 3 2Ethernet 0800 0020 1111 172 16 3 2 IP 172 16 3 2 反向地址转换协议RARP用于解决网络物理地址到IP地址的转换 一般用于无盘工作站 2020年1月21日星期二 26 4 RARP协议 1 TCP协议2 TCP三次握手3 TCP滑动窗口4 UDP协议5 常见端口号 2020年1月21日星期二 27 4 传输层协议 它向高层应用提供了面向连接的可靠的数据流传输服务 它必须保证先建立可靠的连接 然后通过确认重传和窗口机制等对传输的数据段进行控制 以达到高可靠性的目的 2020年1月21日星期二 28 1 TCP协议 面向连接完全可靠性全双工通信数据流接口 字节流 连接的可靠建立与关闭 2020年1月21日星期二 29 TCP提供服务的特点 2020年1月21日星期二 30 TCP数据段结构 源端口和目的端口 端口是传输层与应用层的服务接口 传输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现 序号字段 TCP连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个序号 2020年1月21日星期二 31 确认号 是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号 数据偏移 它指出TCP报文段的数据起始处距离CP报文段的起始处有多远 2020年1月21日星期二 32 保留 保留为今后使用 但目前应置为0 紧急比特URG 当URG 1时 表明紧急指针字段有效 它告诉系统此报文段中有紧急数据 应尽快传送 相当于高优先级的数据 确认比特ACK 只有当ACK 1时确认号字段才有效 当ACK 0时 确认号无效 2020年1月21日星期二 33 复位比特RST Reset 当RST 1时 表明TCP连接中出现严重差错 如由于主机崩溃或其他原因 必须释放连接 然后再重新建立运输连接 同步比特SYN 同步比特SYN置为1 就表示这是一个连接请求或连接接受报文 终止比特FIN FINAL 用来释放一个连接 当FIN 1时 表明此报文段的发送端的数据已发送完毕 并要求释放运输连接 2020年1月21日星期二 34 窗口 用来控制对方发送的数据量 单位为字节 TCP连接的一端根据设置的缓存空间大小确定自己的接收窗口大小 然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限 2020年1月21日星期二 35 检验和 检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分 在计算检验和时 要在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部 紧急指针 紧急指针指出在本报文段中的紧急数据的最后一个字节的序号 2020年1月21日星期二 36 选项 长度可变 TCP首部可以有多达40字节的可选信息 用于把附加信息传递给终点 或用来对齐其它选项 填充 这是为了使整个首部长度是4字节的整数倍 2020年1月21日星期二 37 端与端进行通信过程中必须遵循的一种交互方式 2020年1月21日星期二 38 2 TCP三次握手 2020年1月21日星期二 39 客服端 服务器端 发送SYN 1 出事顺序号 X 接收SYN发送ACK 1 SYN 1确认号 X 1 初始顺序号 Y 接收SYN和ACK发送ACK 1 确认号 Y 1 接收ACK和确认号 Y 1 三次握手 建立TCP连接 窗口 用来控制对方发送的数据量 单位为字节 TCP连接的一端根据设置的缓存空间大小确定自己的接收窗口大小 然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限 2020年1月21日星期二 40 3 TCP滑动窗口 2020年1月21日星期二 41 发送方 接收方 发送1 接收1 发送ACK2 接收ACK2 发送2 接收2 发送ACK3 接收ACK3 接收窗口大小等于1 2020年1月21日星期二 42 发送方 接收方 发送1 ACK3 窗口大小等于2 丢弃发送3 接收窗口大小等于2 发送2 发送3 窗口大小等于3 发送3 发送4 ACK5 窗口大小等于2 窗口大小等于3 2020年1月21日星期二 43 4 UDP协议 2020年1月21日星期二 44 1 ping2 tracert3 netstat4 ipconfig5 nslook