第二章网络部分协议系统PPT课件.ppt

IPTV IPTV网络部分协议系统谢卫华 1 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP简介TCP IP起源于60年代末美国政府资助的一个分组交换网络研究项目 到90年代已发展成为计算机之间最常应用的组网形式 它成为被称作 全球互联网 或 因特网 Internet 的基础 该广域网 WAN 已包含超过100万台遍布世界各地的计算机 2 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统TCP IP是一个四层协议系统链路层 网络接口层 包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡 网络层 互联网层 处理分组在网络中的活动IP协议 网际协议 ICMP协议 Internet互联网控制报文协议 以及IGMP协议 Internet组管理协议 运输层 主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信 TCP 传输控制协议 和UDP 用户数据报协议 应用层 负责处理特定的应用程序细节 3 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统常见的应用层协议Telnet远程登录FTP文件传输协议SMTP简单邮件传送协议SNMP简单网络管理协议HTTP超文本传输协议HTTPS超文本安全传输协议DNS域名解析协议NFS网络文件系统协议 4 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统协议通讯层次 TCP IP协议栈的层次结构应用 5 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统上述的层次模型中特点FTP是一种应用层协议 TCP是一种运输层协议 IP是一种网络层协议 而以太网协议则应用于链路层上网络接口层处理有关通信媒介的细节 以太网 令牌环网等 应用层处理特定的应用程序传输层和网络层是解决不同网络的互联问题 6 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统不同组网方式的互联 不同组网方式互联应用 7 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统路由器的概念路由器的好处是为不同类型的物理网络提供连接 以太网 令牌环网 点对点的链接和FDDI 光纤分布式数据接口 等等一个路由器具有两个或多个网络接口层 因为它连接了两个或多个网络 任何具有多个接口的系统 英文都称作是多接口的 multihomed 大多数的TCP IP实现也允许一个多接口主机来担当路由器的功能 但是主机为此必须进行特殊的配置 8 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统网桥的概念网桥是在链路层上对网络进行互连 而路由器则是在网络层上对网络进行互连网桥使得多个局域网 LAN 组合在一起 这样对上层来说就好像是一个局域网 9 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统TCP IP的一些相关协议 IGMP是Internet组管理协议 它用来把一个UDP数据报多播到多个主机 ICMP是Internet控制报文协议用于在IP主机 路由器之间传递控制消息 ARP 地址解析协议 和RARP 逆地址解析协议 用来转换IP层和网络接口层使用的地址 10 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统IP地址IPv4地址长32bit 11 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统IP地址公有地址 Publicaddress 由InterNIC InternetNetworkInformationCenter因特网信息中心 负责 这些IP地址分配给注册并向InterNIC提出申请的组织机构 通过它直接访问因特网私有地址 Privateaddress 属于非注册地址 专门为组织机构内部使用 以下列出留用的内部私有地址A类10 0 0 0 10 255 255 255B类172 16 0 0 172 31 255 255C类192 168 0 0 192 168 255 255 12 IPTV网络部分TCP UDP TCP IP协议系统IPV6IPv6采用了长度为128位的IP地址个IPv6的IP地址由8个地址节组成 每节包含16个地址位 以4个十六进制数书写 节与节之间用冒号分隔 其书写格式为X X X X X X X X 其中每一个代表4位十六进制数IPv6还为点对点通信设计了一种具有分级结构的地址 这种地址称为可聚合全局单点广播地址 aggregatableglobalunicastaddress IPV6也用IP地址开头的几位来进行分级 13 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统互联网络信息中心 InternetNetworkInformationCenter 称作InterNIC互联网上的每个接口必须有一个唯一的IP地址 因此必须要这个机构为接入互联网的网络分配IP地址IP地址大类有三类 单播地址 目的为单个主机 广播地址 目的端为给定网络上的所有主机 以及组播地址 目的端为同一组内的所有主机 14 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统域名系统 DNS 域名系统 DNS 是一个分布的数据库 由它来提供IP地址和主机名之间的映射信息系统还提供一个逆函数 给定主机的IP地址 查看它所对应的主机名 15 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统数据的网络封装以太网数据帧的物理特性是其长度必须在46 1500字节之间 以TCP为例的数据帧封装 16 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统网络数据的解封装 17 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统网络服务器的类型重复型服务器通过以下步骤进行交互 并发型服务器采用以下步骤 I1 等待一个客户请求的到来 I2 处理客户请求 I3 发送响应给发送请求的客户 I4 返回I1步 C1 等待一个客户请求的到来 C2 启动一个新的服务器来处理这个客户的请求 在这期间可能生成一个新的进程 任务或线程 生成的新服务器对客户的全部请求进行处理 处理结束后 终止这个新服务器 C3 返回C1步 18 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统TCP和UDP采用16bit的端口号来识别应用程序FTP服务器的TCP端口号都是21 每个Telnet服务器的TCP端口号都是23 每个TFTP 简单文件传送协议 服务器的UDP端口号都是69大多数TCP IP实现给临时端口分配1024 5000之间的端口号 大于5000的端口号是为其他服务器预留 19 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统TCP概念TCP协议提供的是可靠的 面向连接的传输控制协议 即在传输数据前要先建立逻辑连接 然后再传输数据 最后释放连接TCP特性TCP提供端到端 全双工通信采用字节流方式 如果字节流太长 将其分段提供紧急数据传送功能 20 IPTV网络部分TCP IP协议系统 TCP IP协议系统UDP概念UDP用户数据包协议 是一种无连接的传输层协议 提供面向事务的简单不可靠信息传送服务UDP特性UDP是一个无连接协议 传输数据之前源端和终端不建立连接由于传输数据不建立连接 因此也就不需要维护连接状态 包括收发状态等 因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息UDP使用尽最大努力交付 即不保证可靠交付 因此主机不需要维持复杂的链接状态表 21 IPTV网络部分IGMP协议 IGMP协议概况是因特网协议家族中的一个组播协议 用于IP主机向任一个直接相邻的路由器报告他们的组成员情况 IGMP信息封装在IP报文中 其IP的协议号为2 IGMP具有三种版本 即IGMPv1 v2和v3 22 IPTV网络部分IGMP协议 IGMP报文封装IGMP也被当作IP层的一部分 IGMP报文通过IP数据报进行传输 23 IPTV网络部分IGMP协议 IGMP报文封装 IGMP类型为1说明是由组播路由器发出的查询报文 为2说明是主机发出的报告报文 检验和的计算和ICMP协议相同 组地址为D类IP地址 在查询报文中组地址设置为0 在报告报文中组地址为要参加的组地址 24 IPTV网络部分IGMP协议 组播进程概念进程是操作系统执行的一个程序 该进程在一个主机的给定接口上加入了一个组播组进程必须以某种方式在给定的接口上加入某个组播组 进程也能离开先前加入的组播组 这些是一个支持组播主机中任何API所必需的部分 25 IPTV网络部分IGMP协议 组播路由器报告和查询过程组播路由器使用IGMP报文来记录与该路由器相连网络中组成员的变化情况当第一个进程加入一个组时 主机就发送一个IGMP报告进程离开一个组时 主机不发送IGMP报告 即便是组中的最后一个进程离开组播路由器定时发送IGMP查询来了解是否还有任何主机包含有属于组播组的进程主机通过发送IGMP报告来响应一个IGMP查询 对每个至少还包含一个进程的组均要发回IGMP报告 26 IPTV网络部分IGMP协议 组播路由器报告和查询过程使用这些查询和报告 报文组播路由器对每个接口保持一个表 表中记录接口上至少还包含一个主机的组播组当路由器收到要转发的组播数据报时 它只将该数据报转发到 使用相应的组播链路层地址 还拥有属于那个组主机的接口上 27 IPTV网络部分IGMP协议 IGMP协议的执行当一个主机首次发送IGMP报告 当第一个进程加入一个组播组 时 并不保证该报告被可靠接收 因为使用的是IP交付服务 当一个主机收到一个从路由器发出的查询后 并不立即响应 而是经过一定的时间间隔后才发出一些响应如果一个主机在等待发送报告的过程中 却收到了发自其他主机的相同报告 则该主机的响应就可以不必发送了 28 IPTV网络部分IGMP协议 IGMP协议的执行组播应用必须能够设置要传送数据报的TTL值 这意味着程序设计接口必须为用户进程提供这种能力一个应用程序可实现对一个特定服务器的扩展环搜索 expandingringsearch 第一个组播数据报以TTL等于1发送 如果没有响应 就尝试将TTL设置为2 然后3 等等 在这种方式下 该应用能找到以跳数来度量的最近的服务器 29 IPTV网络部分IGMP协议 IGMP协议的执行路由器的IGMP查询被送到目的IP地址224 0 0 1 该地址被称为所有主机组地址 30 IPTV网络部分IGMP协议 IGMP协议的执行 31 IPTV网络部分IGMP协议 IGMP协议的执行 32 IPTV网络部分IGMP协议 IGMP协议的执行 33 IPTV网络部分IGMP协议 IGMP协议的调试信息使用netstat命令来报告每个接口上的多播组成员情况 34 IPTV网络部分IGMP协议