《TCPIP网络协议》PPT课件.ppt

第3章TCP IP网络协议 本章主要内容 TCP IP协议的体系结构网间网层的IP子协议网间网层其他协议传输层 TCP协议 UDP协议应用层协议TCP IP网络工具DHCP服务和DHCP服务器DNS服务和DNS服务器 3 1TCP IP的体系结构 OSI TCP IP TCP IP的各层主要子协议 网络接口层 是TCP IP提供与各种物理网络的接口 具体协议由各物理网络提供 TCP IP各层对数据的处理 请点击 3 2网间网层的 IP协议 IP协议 InternetprotocoL 是核心协议 具有对IP地址的管理功能 子网划分 为数据包路由选择等功能 3 2 1网间网层的 IP协议IP地址管理 IP地址有固定的格式 32位二进制数 分成4段 每段8位 中间用 分隔 常用4个十进制数表示 如 10101100 00010000 00000000 00001010 172 16 0 10 3 2 1网间网层的 IP协议IP地址管理 接入INTERNET的每台主机必需有一个IP地址 主机获取IP地址方式 静态分配 手工设置 步骤 动态分配 要借助DHCP服务 原理 3 2 1网间网层的 IP协议IP地址管理 IP地址的分类 另外 127 0 0 1默认为任何主机的IP地址 不可供用户分配 3 2 1网间网层的 IP协议IP地址管理 IP地址由 网络号 主机号 组成一个人的身份证号码 340125801012233 地区代码 个人标识代码 一个主机的IP地址 192 168 0 10 网络号 主机号 3 2 1网间网层的 IP协议IP地址管理 IP地址由 网络号 主机号 组成 网络号 用于表示该机所在的网络标识主机号 用于表示该机在该网络中区别其他主机的标识 应用原则 网络号相同的主机 处于同一网段中 同一网段中 不允许有主机号相同的主机 3 2 1网间网层的 IP协议IP地址管理 IP地址由 网络号 主机号 组成 一般情况下A B C三类IP地址中的网络号和主机号的划分 3 2 1网间网层的 IP协议子网划分 因特网规模的急剧增长 对IP地址的需求激增 带来的问题是 IP地址资源的严重匮乏路由表规模的急速增长解决办法 从主机号部分拿出几位作为子网号这种在原来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 五个LAN 主机数为30 25 20 15 10均少于C类地址允许的主机数 为这五个LAN申请5个C类IP地址显然有点浪费 子网划分举例 子网掩码 SubnetMask 子网划分后 如何识别不同的子网 解决 采用子网掩码来分离网络号和主机号 子网掩码格式 32比特 网络号 包括子网号 部分全为 1 主机号部分全为 0 子网掩码既不能作为IP地址使用 也不同单独存在 必须结合IP地址一起使用 子网掩码使用规则 子网掩码计算 前面的例子中 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 子网规划举例 网络分配了一个C类地址 192 198 3 0 假设需要12个子网 每个子网有13台主机 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 23 12 24 选择4位作为子网地址 共可提供14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4位 故还剩4位可以用作主机地址 而24 13 2 所以可以满足每子网13台主机的要求 3 子网掩码为255 255 255 240 11110000B 240 4 子网地址可在16 32 224共14个地址中任意选择12个 3 2 1网间网层的 IP协议IP协议的路由控制 进行IP处理的IP模块被安装在主机和路由器上 到达接收主机的各IP模块从送达的数据通信报的IP报头部分寻找IP地址然后将数据报发送到IP地址指定的中间路由器或目的主机 路由器接收到数据报后必须判断将数据报送到哪里 这个判断是通过参考路由选择表来做出的 3 3网间网层的 其他子协议 ICMP InternetControlMessageProtocol 提供控制和传递消息的功能 IP协议不保证可靠性 因此 导致由于网络故障 数据包不能到达 中途路由器或目标主机缓冲器发生溢出而造成数据包被抛弃等事故的发生 这时 有必要将数据包未到达的情况由信宿通知信源 ICMP把这样的信息由发现错误的主机或路由器发回信源 另外进行发送前 可以确认目标 接收地址 是否存在或查看路由器的状态 图释 ARP AddressResolutionProtocol 为已知的IP地址确定相应的MAC地址 RARP ReverseAddressResolutionProtocol 根据MAC地址确定相应的IP地址 请点击 3 4传输层协议 TCP协议UDP协议 3 4 1TCP协议特点 TCP 即传输控制协议 是一种面向连接的传输层协议 它能提供高可靠性通信 即数据无误 数据无丢失 数据无失序 数据无重复到达的通信 适用情况 1 适合于对传输质量要求较高 以及传输大量数据的通信 2 点到点的通信中采用TCP 3 4 2UDP协议的特点 UDP UserDatagramProtocol 用户数据报协议 是不可靠的无连接的协议 在数据发送前 因为不需要进行连接 所以可以进行高效率的数据传输 与TCP协议相比 肯有传输速度高的优点 适用情况 1 发送小尺寸数据 如 对DNS服务器进行IP地址查询时 若进行连接之后再进行数据传输就会降低效率 这时就使用UDP 2 在接收到数据 给出应答较困难的网络中使用UDP 如 无线网络 3 适合于广播式通信中 3 5TCP IP应用层协议 应用层是网络用户与TCP IP网络的接口 包括各类用户应用程序和应用协议常见应用协议 TELNET 远程登陆协议 FTP 文件传输协议 SMTP 电子邮件协议 NNTP 电子新闻传输协议 HTTP 超文本传输协议 等 3 5 1TELNET协议 一 TELNET协议的作用它是把本地计算机作为远程终端与网络上其他计算机相连接的协议例如 在进行程序开发时 需要参考保存在其他计算机中的文件 如果计算机就在很近的地方 那么使用者只需稍微移动就可以轻松地使用 但是目的计算机不一定都在很近的地方 这时 假如这个目的计算机和身边的计算机都连接在INTERNET上 那么通过使用TELNET 就可登陆到目的计算机 通过身边的计算机就可以使用它了 3 5 1TELNET协议 二 TELNET协议的工作原理1 使用TELNET进行连接是通过客户机 服务器实现的 2 TELNET因为要在本地和远程计算机之间实现高可靠性的通信 所以它是在TCP上实现的 3 TELNET协议处理数据是通过23号端口 3 5 2POP SMTP协议 1 电子邮件系统 由和用户进行交换的接口MUA 报文用户媒介 进行邮件 信息 发送的MTA 报文传递媒介 以及信息形式构成 如下图 3 5 2POP SMTP协议 2 POP的功能POP的基本功能是鉴别用户的登录名和口令 把用户的邮件从服务器传送到客户机的邮件软件 邮件解释程序 现在使用的版本为POP3 POP协议工作在110号端口 3 SMTP协议邮件发送协议 工作在25号端口 3 5 3FTP协议 FTP是用于两台计算机之间进行文件传输的协议FTP是通过客户机 服务器进行通信 提供文件传输服务的一方是服务器 连接服务器提出文件传输请求的一方就是客户机 3 6TCP IP网络工具 ping命令Traceroute命令Netstat命令ipconfig ifconfig 命令 3 6 1ping命令 PING命令是为了检查网络的连接状况而使用的网络工具之一 用它来检测数据包到达目的主机的可能性 通过使用PING命令也可以检测数据包到达目的计算机的往返时间 PING命令使用的是ICMP协议的回送请求 回送应答 客户机传送一个回送请求给服务器 服务器返回一个ICMP回应应答 PING命令使用方法 在DOS提示符状态下直接输入PING对方IP地址 或者对方主机名 可以测试连接是否正常 具体参数可以使用PING 查阅 实例见下图 3 6 2Traceroute命令 1 功能 TRACERoute工具可找出至目的IP地址经过的路由器 2 工作原理 TRACERoute工具利用的是IP报头的TTL域和ICMP报文 TRACERoute首先对目的计算机发送IP数据报的IP报头的TTL值设为1 接收这个数据报的第一个路由器将TTL值减1 设置TTL的目的是为了防止在路由选择的途中数据报进入无限循环 因此 路由器一接收到IP数据报就将TTL值减1 在TTL值变为0时 IP数据报就被抛弃 另外 路由器抛弃IP数据报的同时 将ICMP的超时报文返回IP数据报的信源机 这时 返回的IP数据报把这个路由器的地址作为信源地址记录下来 然后 TRACERoute发送TTL设为2的IP数据报 由于第2个路由器要返回超时报告 所以就可以知道第2个路由器的IP地址 这个操作要一直循环到IP数据报到达目的计算机为止 为了了解是否到达了目的地 Traceroute使用一个无效的端口号 因此 数据报到达计算机时 目的计算机返回一个ICMP端口不可到达报文 Traceroute接收到这个报文就可以知道IP数据报到达了目的计算机 图例如下 3 TRACERoute命令使用 TRACERoute主机名 3 6 2Traceroute命令 3 6 3Netstat命令 Netstat是显示网络连接和有关协议的统计信息的工具 Netstat主要用于 网络接口的状况 程序表的状况 协议类的统计信息的显示三个方面 在WINDOWS环境下 在DOS提示符下执行 1 Netstat a 显示本机端口的连接状态 如图3 1 2 Netstat s 显示协议类的统计信息 如图3 2 3 Netstat r 显示程序信息 如图3 3 3 6 3Netstat命令 3 6 3Netstat命令 3 6 3Netstat命令 3 6 4ipconfig ifconfig 命令 显示DNS服务器地址 IP地址 子网掩码地址 默认网关的IP地址 如下图所示 3 7 1DHCP服务 IP地址的配置方式手工设置自动分配DHCP服务DHCP服务器 DHCP客户端 DHCP数据库DHCP的运行方式 见教材P19图2 2 DHCP服务器软件 3 7 2DHCP服务器的安装与设置 Windows2003DHCP的新特性DHCP控制台的基本操作方法DHCP服务器级的基本配置创建与设置DHCP作用域创建作用域配置和管理作用域设置超级作用域设置多播作用域设置DHCP选项复杂网络的DHCP设置 3 7 3配置和管理DHCP客户机 配置DHCP客户机配置WindowsDHCP客户机使用Windows2003的DHCP备用配置功能DHCP客户机续租地址和释放租约Ipconfig命令关于DHCP的参数IpconfigrenewIpconfigrelease 3 8 1DNS服务基础 使用域名便于记录 比较形象 直观从HOSTS文件到DNS域名系统域名系统及其组成DNS域名空间资源记录DNS服务器DNS客户端 3 8 1DNS服务基础 名称解析解析过程解析方式递归查询迭代查询反向查询常见的DNS域名服务器软件如何规划企业DNS域名系统 3 8 2DNS服务器的配置和管理 DNS服务器的安装根据安装向导完成安装DNS服务器的配置和管理服务器级的管理区域的建立和管理域 子域的建立和管理资源记录的建立和管理建立和管理反向搜索区域 2 2DNS服务器的配置和管理 设置DNS客户机Windows2000 XP 2003的设置Windows9x Me的设置DNS的动态更新DNS的安全问题Internet上的动态域名解析服务器 本节小结 理解 TCP IP各层之间关系 IP协