tcp-ip和子网的划分2

1、8 AM Education Technology Co., L2016.01 李星明8 AM Education Technology Co., LtdPage 2培训目标n TCP-IP的协议模型n 掌握TCP和UDP协议n 掌握数据的封装与解封装n 能进行网络的识别和子网的划分学完本课程后，您应该能掌握：8 AM Education Technology Co., LtdPage 3TCP-IP的协议模型13IP子网划分和识别TCP-IP的原理2目录8 AM Education Technology Co., LtdPage 4OSI 参考模型n OSI RM开放系统互连参考模型（Ope

2、n System Interconnection Reference Model）：层次化设计，降低复杂度。实现开放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性。8 AM Education Technology Co., LtdPage 5OSI 参考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1234567提供应用程序间通信处理数据格式、数据加密等建立、维护和管理会话建立主机端到端连接（数据段）寻址和路由选择（三层包）提供介质访问、链路管理等（二层帧）将数据转换为可通过物理介质传送的电子信号（比特流）底层:负责网络数据传输高层:负责主机之间的数据传输8 AM Education Te

3、chnology Co., LtdPage 6TCP/IP概念TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的简写，传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础。8 AM Education Technology Co., LtdPage 7TCP/IP模型应用层物理层 数据链路层网络层传输层会话层表示层 网际层传输层应用层FTP、HTTP、HTML、POP3、SNMP、PING、NNTPTCP、UDPIP、ICMP、ARP、RARP以太网、令牌网、AT

4、M、PPP接口层物理层的数据单位是位(BIT)，典型设备是集线器HUB。链路层数据单位是帧，实现对MAC地址的访问，典型设备是交换机Switch。网络层的数据单位是包，使用的是IP地址，典型设备是路由器Router。8 AM Education Technology Co., LtdPage 8TCP-IP的协议模型13IP子网划分和识别TCP-IP的原理2目录8 AM Education Technology Co., LtdPage 9传输层协议介绍传输层协议主要是：传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和用户数据报协议UDP(User Datag

5、ram protocol)。 TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接，通讯时完成时要拆除连接，由于TCP是面向连接的所以只能用于点对点的通讯。TCP提供的是一种可靠的数据流服务，采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制，所谓窗口实际表示接收能力，用以限制发送方的发送速度。 UDP是面向无连接的通讯协议，UDP数据包括目的端口号和源端口号信息，由于通讯不需要连接，所以可以实现广播发送。UDP通讯时不需要接收方确认，属于不可靠的传输，可能会出丢包现象，实际应用中要求在程序员编程验证。8 AM Education Technolog

6、y Co., LtdPage 10TCP连接的建立TCP连接通过三次握手完成。Client首先请求连接，发一个SYN包；Server收到后回应SYN_ACK包；Client收到后再发ACK包。即：ClientServerSYN-收收收established表示建立状态，当某端发出数据包后收到了回应则进established状态。在TCP/IP连接时，如果两端都是established状态，则握手成功，否则是无连接或半联接状态。8 AM Education Technology Co., LtdPage 11网络层协议介绍网络层包括：IP(Internet Protocol)协议、ICMP(In

7、ternet Control Message Protocol)控制报文协议、ARP(Address Resolution Protocol)地址转换协议、RARP(Reverse ARP)反向地址转换协议。 IP是网络层的核心，通过路由选择将下一跳IP封装后交给接口层。IP数据报是无连接服务。8 AM Education Technology Co., LtdPage 12网络层协议介绍 ICMP是网络层的补充，可以回送报文。用来检测网络是否通畅。Ping命令就是发送ICMP的echo包，通过回送的echo relay进行网络测试。 ARP是正向地址解析协议，通过已知的IP，寻找对应主机的M

8、AC地址。 RARP是反向地址解析协议，通过MAC地址确定IP地址。比如DHCP服务。8 AM Education Technology Co., LtdPage 13对等通信，封装和解封装应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层DataAPDUAP DataPPDUPHAH DataSPDUSHPHAH DataSegmentTHSHPHAH DataPacketNHTHSHPHAH DataFrameDHNHTHSHPHAH DataBit比特流R

9、eceiverSender封装解封装数据在发送时是数据从应用层至物理层的一个打包的过程，接收时是数据从物理层至应用层的一个解包的过程。从功能角度可分为三组，1、2层解决网络信道问题，3、4层解决传输问题，5、6、7层处理对应用进程的访问。从控制角度可分为二组，第1、2、3层是通信子网层，第4、5、6、7层是主机控制层。8 AM Education Technology Co., LtdPage 14数据的发送-报文的封装数据数据数据数据数据数据网络层报头网络层报头数据数据数据链路层报头数据链路层报头 传输层传输层 数据链路层数据链路层 物理层物理层 网络层网络层 应用层应用层应用层应用层源端口

10、1030目的端口 80源IP、目的IP源MAC、目的MAC、二进制流“0、1”传输层报头传输层报头数据数据数据段数据段Segment数据包数据包Packet数据帧数据帧Frame比特比特 Bit8 AM Education Technology Co., LtdPage 15TCP/IPTCP/IP协议栈的封装用户数据App头部用户数据TCP头部IP头部TCP SegmentIP Packet46-1500字节14B 20-60B20-60B4BEthernet Frame应用程序TCPIP以太网驱动程序 用户数据用户数据TCP头部以太网尾部用户数据TCP头部IP头部以太网头部8 AM Edu

11、cation Technology Co., LtdPage 16IPIP头部版本报文长度服务类型总 长 度标 识 符标志片 偏 移生存时间协 议报 头 校 验 和源 IP 地 址目 的 IP 地 址IP 选 项0 15 16 318 AM Education Technology Co., LtdPage 17以太网帧n PRE:先导字节,7个10101010n SFD:帧开始标志,10101011n DA:目的MAC地址SA:源MAC地址n TYPE:以太网类型，2个字节。0 x0800代表数据字段为IP协议n DATA:数据字段，字段长度在46-1500之间n PAD:填充字段n FCS

12、:帧校验序列字段71662464到1518字节字节lFCSlPADlDATAlTYPElSAlDAlSFDlPRE178 AM Education Technology Co., LtdPage 18以太网的MACMAC地址MAC地址由IEEE进行管理和分配，全球唯一标识硬件。MAC地址有48位，前24位为厂商编号，后24为序列号。MAC地址的48个bit通常表示为12位的点分十六位数，如：00-e0-fc-00-00-06MAC地址分类单播地址：第一字节最低位为0，如00-e0-fc-00-00-06多播地址：第一字节最低位为1，如01-e0-fc-00-00-06广播地址：48位全1，如f

13、f-ff-ff-ff-ff-ff8 AM Education Technology Co., LtdPage 19TCP-IP的协议模型13IP子网划分和识别TCP-IP的原理2目录8 AM Education Technology Co., LtdPage 20地址的概念 InternetInternet 上的每台主机上的每台主机( (HostHost) )都有都有一个唯一的一个唯一的IPIP地址地址。IPIP协议协议就是使就是使用这个地址在主机之间传递信息，用这个地址在主机之间传递信息，这是这是Internet Internet 能够运行的基础。能够运行的基础。 IP IP地址就像是我们的

14、家庭住址一样，地址就像是我们的家庭住址一样，如果你要样邮递员才能把信送到。如果你要样邮递员才能把信送到。计算机发送信息是就好比是邮递员，计算机发送信息是就好比是邮递员，它必须知道唯一的它必须知道唯一的“家庭地址家庭地址”才才能不至于把信送错人家。只不过我能不至于把信送错人家。只不过我们的地址使用文字来表示的，计算们的地址使用文字来表示的，计算机的地址用十进制数字表示。机的地址用十进制数字表示。 众所周知，在电话通讯中，电话用众所周知，在电话通讯中，电话用户是靠电话号码来识别的。同样，户是靠电话号码来识别的。同样，在网络中为了区别不同的计算机，在网络中为了区别不同的计算机，也需要给计算机指定一个

15、号码，这也需要给计算机指定一个号码，这个号码就是个号码就是“IPIP地址地址”。 8 AM Education Technology Co., LtdPage 21MACMAC地址和IPIP地址MAC地址IP地址8 AM Education Technology Co., LtdPage 22L3L3标志IPIP地址n IP地址唯一标识一台网络设备，由4个字节，32 比特组成11000000 10101000 00000001 000001018 bits8 bits32比特比特8 bits IP地址分为两部分：网络部分和主机部分主机地址网络地址IP地址地址 网络地址：唯一标识一个网段（比如区

16、号） 主机地址：唯一标识网段内的主机设备（楼栋和门牌号）8 bits8 AM Education Technology Co., LtdPage 23二进制和十进制转化10000000=12811000000=19211100000=22411110000=24011111000=24811111100=25211111110=25411111111=255128 64321684218 AM Education Technology Co., LtdPage 24IPIP地址分类n 首字节法则8 AM Education Technology Co., LtdPage 25IPIP地址类型n

17、 公有地址n 公有地址（Public address）由Inter NIC（Internet Network Information Center 因特网信息中心）负责。这些IP地址分配给注册并向Inter NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网n 私有IP地址n 私有地址（Private address）属于非注册地址，专门为组织机构内部使用n A类网段： 55 n B类网段： 55n C类网段： 55n 地址转换（NAT）n 实现采用私网访问互联网8

18、AM Education Technology Co., LtdPage 26特殊IP-IP-网络地址n 网络地址（网段）：n主机标识位全部为0的地址从不分配给单个主机，而是作为网络本身的标识。n例如： 主机IP 36 ， 则网络地址 网络地址00000000主机地址8 AM Education Technology Co., LtdPage 27特殊IP-IP-广播地址n 广播地址:n主机标识位全部为1的地址从不分配给单个主机，而是作为同网络的广播地址。n例如： 主机IP为36， 则广播地址为55

19、。网络地址11111111主机地址8 AM Education Technology Co., LtdPage 28特殊IPIP地址网络部分主机部分地址类型用途Any全全”0”网络地址网络地址代表一个网段代表一个网段Any全全”1”广播地址广播地址特定网段的所有节点特定网段的所有节点127Any环回地址环回地址环回测试环回测试全全”0”所有网络所有网络用于指定默认路由用于指定默认路由全全”1”广播地址广播地址本网段所有节点本网段所有节点8 AM Education Technology Co., LtdPage 29掩码技术的提出n 在两台主机之间通信的情况有n同一个网络中，两台主机之间相互通

20、信n在不同网络中，两台主机之间相互通信n 区分这两种情况n如果源主机所在的网络地址等于目的主机所在网络地址，则为相同网络主机之间的通信。n如果源主机所在的网络地址不等于目的主机所在网络地址，则为不同网络主机之间的通信。n如何获得一个主机IP地址的网络地址信息，这就需要借助于掩码(NetMask) 。8 AM Education Technology Co., LtdPage 30子网掩码n 功能：n区分IP地址的网络ID和主机ID。用连续的“1”表示IP地址网络ID，用连续的“0”表示主机ID，如：11111111.11111111.11111111.00000000,我们可以用255.255

21、.255.0进行表示。n 说明：子网掩码的简写形式：在IP地址后面加上“/n”，n为子网掩码中“1”的位数，如/24。8 AM Education Technology Co., LtdPage 31缺省掩码n A类地址n B类地址n C类地址8 AM Education Technology Co., LtdPage 32掩码（Address MaskAddress Mask）n 掩码用来标识IP地址的网络部分和主机部分。n 32 bits长，用点分十进制表示 nA类地址掩码：，用/8表

22、示nB类地址掩码：，用/16表示nC类地址掩码：，用/24表示25525525501921681119216810IP地址地址掩码网络地址8 AM Education Technology Co., LtdPage 33IPIP地址及子网掩码IP地址子网掩码子网掩码比特数IP地址及子网的表示方法11111111 11111111 11111111 1111000011000000 10101000 00000001 000001018 + 8 + 8+ 4 = 288 AM Education Technology Co., LtdPage 34

23、网络地址的计算IP地址子网掩码网络地址(二进制)网络地址11111111 11111111 11111111 1111000011000000 10101000 00000001 0000010111000000 10101000 00000001 00000000IPIP地址为地址为: /28: /288 AM Education Technology Co., LtdPage 35主机数计算举例IP地址为：/40 /2811000000 10101000 00000001 0000010128bits 网络位网络位4bits 主机位主机位主机总数为： 24，可用主机数为: 24 -2主机地址：19