第二部分IP电话技术基础模版课件

IP根底知识第二章IP技术根底重点：熟悉INTERNET协议结构，掌握IP、TCP、UDP协议难点：掌握UDP协议的结构及在IP语音中的应用

复习题:1、简述计算机网络结构和TCP/IP协议的组成2、简述UDP协议的特点IP根底知识2.1计算机网络协议根底知识IP根底知识参照国际标准化组织(ISO)制定的计算机网络开放式互连(OSI)协议参考模型，计算机网络被分成了七层，定义和功能如下：〔1〕应用层〔Application〕①功能：为了满足用户的需要，根据进程之间的通信性质，负责完成用户要完成的各种程序或网络效劳的接口工作。处理的数据单元：报文。处理的地址：进程标识，端口号。IP根底知识〔2〕表示层〔Presentation〕① 功能：处理结点间或通信系统间信息表示方式方面的问题。② 处理的数据单元：报文。〔3〕会话层〔Session〕①功能：会话层的主要作用是组织、协商、管理两个应用进程之间的会话。会话的含义：就是在不同主机的应用进程之间建立、维持联系。处理的数据单元：报文。IP根底知识〔4〕运输层〔Transport〕① 功能：在两个端系统〔源站和目的站〕的会话层之间，建立一条可靠或不可靠的运输连接，以透明的方式传送报文。② 处理的数据单元：报文段。处理的地址：进程标识，TCP和UDP端口号。IP根底知识〔5〕网络层〔Network〕①功能：使用逻辑地址〔IP地址〕进行寻址，通过路由选择算法为数据分组通过通信子网选择最适当的路径，并提供网络互联及拥塞控制功能。②处理的数据单元：分组。③处理的地址：逻辑地址，如，IP地址。IP根底知识〔6〕数据链路层〔DataLink〕① 功能：负责在两个相邻结点间的线路上，无过失地传送以“帧〞为单位的数据。② 处理的数据单元：数据帧。③处理的地址：硬件的物理地址。IP根底知识〔7〕物理层〔Physical〕① 功能：为“数据链路层〞提供一个物理连接。物理层定义了以下4个规章特性，用以确定如何使用物理传输介质来实现两个结点间的物理连接。②物理层协议③处理的数据：二进制比特信号，如，二进制的基带信号或模拟信号。④处理的地址：直接面向物理端口的各个管脚，如RS-232的管脚。IP根底知识2.1.1TCP/IP协议TCP/IP四层参考模型:网络接入层:1〕主要参与在传输IP分组时建立和网络介质的物理连接。2〕本层包括局域网和广域网技术，以及OSI参考模型中的物理层和数据链路层。3〕接入层的功能包括IP地址与物理硬件地址的映射，以及将IP分组封装成帧。IP根底知识网际层又被称为互联层、互联网络层或网间网络层。主要负责相邻结点之间，数据分组的逻辑〔IP〕地址寻址与路由。① IP〔InternetProtocol，网际协议〕：为IP数据包进行寻址和路由。② ICMP〔InternetControlMessageProtocol，网际控制报文协议〕：用于处理路由、协助IP层实现报文传送的控制机制，并为IP协议提供过失报告。IP根底知识网际层〔续〕③ ARP〔AddressResolutionProtocol，地址解析协议〕：用于完成主机的IP〔Internet〕地址向物理地址的转换。④ RARP〔ReverseAddressResolutionProtocol，逆向地址解析协议〕：用来完成主机的物理地址到IP地址的转换或映射功能。IP根底知识传输层又称运输层。提供端到端的可靠或不可靠的通信效劳。端到端的通信效劳通常是指网络结点间应用程序之间的连接效劳。① TCP〔TransmissionControlProtocol〕传输控制协议：是一种面向连接的、高可靠性的、提供流量与拥塞控制的传输层协议。② UDP〔UserDatagramProtocol〕用户数据报协议：是一种面向无连接的、不可靠的、没有流量控制的传输层层协议。IP根底知识运输层〔续〕：TCP或UDP端口号〔port〕定义：不同的进程用进程号或进程标识惟一地标识出来。进程标识符就是“端口号〞，又被称为“进程地址〞。端口号的表示：端口号的长度定义为16位二进制，其值可以是0~65535之间的任意十进制整数。全局端口号：又称“默认端口号〞或“公认端口号〞，每个客户进程都知道相应效劳器的全局端口号。默认端口号的值定义在0~1023范围内。端口号与传输层协议的关联：TCP和UDP有各自独立的端口号，如表3-3和表3-4所示。IP根底知识表2-1TCP端口号与效劳进程端口号 效劳进程 说明20 FTP 文件传输协议〔数据连接〕21 FTP 文件传输协议〔控制连接〕23 Telnet 远程登录或仿真〔虚拟〕25 SMTP 简单邮件传输协议53 DNS 域名效劳80 HTTP 超文本传输协议110 POP 邮局协议111 RPC 远程过程调用…… 端口号 效劳进程 说明53 DNS 域名效劳67 BOOTP 引导程序协议又称自举协议67 DHCP 动态主机配置协议69 TFTP 简单文件传输协议111 RPC 远程过程调用123 NTP 网络时间协议161 SNMP 简单网络管理协议表2-2UDP端口号与效劳进程IP根底知识IP根底知识TCP/IP模型的应用层与OSI模型的上3层相对应。应用层常用的协议有下几类：〔1〕依赖于TCP协议的应用层协议〔2〕依赖于无连接UDP协议的应用层协议〔3〕非标准化协议非标准化协议属于用户自己开发的专用应用程序，它们建立在TCP/IP协议簇根底上。

应用层：IP根底知识TCP/IP协议的根本参数IPV4编址技术在TCP/IP网络中，每个节点〔计算机或设备〕都有一个惟一的IP地址。根据其IP地址，可以找到这台计算机所在网络的编号，以及该计算机在该网络上的主机编号。1.IP地址的表示每个IP地址由32位二进制位组成；IP地址分为4个局部，每局部的8位二进制使用十进制数字表示。使用点分十进制的方式表示，如，。IP根底知识2. IP地址的结构每个IP地址由两局部组成，其两层地址结构如下图。TCP/IP网络中IP地址的结构IP根底知识〔1〕网络地址网络地址用于识别网络，又被称为：网络编号、网络ID或网络标识。〔2〕主机地址主机地址用于识别同一网络中的主机，也被称为主机ID、主机编号或主机标识。IP根底知识3. IP地址的划分Internet委员会定义了5种标准的IP地址类型，格式参见图3-11。〔1〕A类地址:一般分配给大规模的网络。〔2〕B类地址:一般分配给中等规模的网络。〔3〕C类地址:一般分配给小规模的网络。〔4〕D类地址：用于多播，所谓的多播就是把数据同时发送给一组主机。〔5〕E类地址：是为将来预留的，也可以作为实验地址。IP根底知识3. IP地址的划分(续)IP根底知识4. TCP/IP协议配置在配置TCP/IP协议时，一共有3个重要参数，即IP地址、子网掩码和默认网关。1. 子网掩码〔subnetmasks〕〔1〕什么是子网掩码〔2〕默认子网掩码的类型〔3〕子网掩码的两个功能① 区分IP地址的网络编号与主机编号。② 用于划分子网。IP根底知识5TCP/IP协议功能及特点〔1〕TCP/IP是Internet的根底与核心；〔2〕使用Internet时无需了解网络底层；〔3〕Internet最终将取代现有的网、数据网和有线电视网，成为三网合一的综合多媒体业务网；

IP根底知识2.1.2 TCP协议进程-进程数据传输过失检测可靠数据传输面向连接拥塞控制TCP根本功能IP根底知识TCP主要特点面向连接面向字节流可靠交付全双工一对一的链接IP根底知识TCP首部20字节的固定首部目的端口数据偏移检验和选项〔长度可变〕源端口序号紧急指针窗口确认号保留FIN32位SYNRSTPSHACKURG位08162431填充TCP数据局部TCP首部TCP报文段IP数据局部IP首部发送在前TCP报文段首部IP根底知识源端口和目的端口字段——各占2字节。端口是运输层与应用层的效劳接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。TCP首部20字节固定首部目的端口数据偏移检验和选项〔长度可变〕源端口序号紧急指针窗口确认号保留FINSYNRSTPSHACKURG位08162431填充IP根底知识TCP的连接建立SYN-SENTESTAB-LISHEDSYN-RCVDLISTENESTAB-LISHED

用三次握手建立TCP连接的各状态SYN=1,seq=xACK=1,seq=x+1,ack=y1CLOSEDCLOSED数据传送主动打开被动打开AB客户效劳器SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x1IP根底知识第1步，客户进程首先向效劳器进程发出连接请求报文。同位符SYN=1；初始序号seq=0。消耗一个序列号，客户机进入SYN-SENT〔同步已发送〕状态第2步，效劳器向客户机发送确认，ack=0+1；选择初始初始序号seq=0；效劳器进入SYN-SENT状态；第3步，客户机收到效劳器确认，继续向效劳器发出确认seq=1，ack=1；效劳器收到确认后进入ESTABLISHED状态TCP三次握手说明:IP根底知识UDP协议UDP协议是UserDatagramProtocol的简称，中文名是用户数据报协议主要作用是将网络数据流量压缩成数据包的形式IP根底知识UDP在TCP/IP协议族中的位置网络层数据链路层物理层IPICMPIGMPRARPARP传输层UDPTCP应用层IP根底知识进程到进程间的通信物理层数据链路层物理层数据链路层IP协议Foxmail.exeSpark.exe…Foxmail.exeSpark.exe…TCP/UDP协议IP根底知识端口号IP协议通信物理层数据链路层网络层物理层数据链路层网络层IP地址和数据IP头+数据Foxmail.exeSpark.exeIexplorer.exePort25Port80Port…IP根底知识用户数据报固定首部数据〔可变〕源端口号16比特目的端口号16比特总长度16比特检验和16比特8字节源端口号：源主机的端口号，客户端大多数情况下是短暂端口号，效劳端大多数情况下是熟知端口号。总长度：总长度规定了UDP报文的最大长度，但是大多数实现所提供的长度要比65535小。原因一：应用程序可能会受到其程序接口的限制。socketAPI提供了一个可供给用程序调用的函数，以设置接收和发送缓存的长度。对于UDPsocket，这个长度与应用程序可以读写的最大UDP数据报的长度直接相关。现在的大局部系统都默认提供了可读写大于8192字节的UDP数据报。原因二：来自于TCP/IP的内核实现。可能存在一些实现特性〔或过失〕，使IP数据报长度小于65535字节。UDP格式IP根底知识发送端检验和的计算16位源端口号32位源IP地址32位目的IP地址08位协议16位UDP长度16位源端口号16位UDP长度16位检验和数据填充数据UDP数据报伪首部0将所有的比特划分为16位的字假设字节总数不是偶数，那么增加一个字节的填充〔全0〕将所有的16位局部使用反码算术相加，得到结果取反码，写入检验和字段IP根底知识接收端检验和的计算16位源端口号32位源IP地址32位目的IP地址08位协议16位UDP长度16位源端口号16位UDP长度16位检验和数据填充数据UDP数据报伪首部将所有的比特划分为16位的字假设字节总数不是偶数，那么增加一个字节的填充〔全0〕将所有的16位局部使用反码算术相加，得到结果取反码，假设结果是0接收假设结果不为0丢弃IP根底知识UDP的操作无连接UDP提供无连接的效劳，UDP发送的每个数据报之间是没有关系的。不同用户数据报之间没有区别。UDP不需要建立连接，也没有断开连接，每一个数据报都可以走不同的路径。路由路由路由UDP没有流控制也没有过失控制IP根底知识UDP的操作封装和拆装物理层UDP数据数据进程IP数据数据物理层UDP数据数据IP数据数据进程数据大于MTU时，会进行IP分片IP根底知识UDP的操作队列进程UDP出队列入队列客户端从系统请求端口号，效劳端使用熟知端口号，然后创立队列。出队列溢出时，操作系统要求进程继续发送报文要等待；入队列溢出时UDP丢弃这个数据报，并请求ICMP发送端口不可达报文接收报文后，对端口进行检查，如果该端口队列被创立，那么将报文插入队列末尾，如果没有这样的队列，那么丢弃报文，并请求ICMP发送不可达报文。IP根底知识UDP的操作复用和分用复用：在发送端，多个进程使用UDP发送数据，但是只有一个UDP，是一个一对多的关系，因而需要复用。UDP从不同的进程中接受报文，通过端口号区分他们，加上UDP头部后交付给IP。分用：在接收端，多个进程使用UDP接收数据，但是只有一个UDP，是一个多对一的关系，因而需要分用。UDP从IP接收数据报，经过过失检查后丢掉首部，然后通过端口号，将每个数据报交付到相应的进程。UDP的使用UDP适用于，简单的请求-响应通信，而较少考虑控制和过失的进程。UDP适用于具有内部流控制和过失控制机制的进程。UDP适用于多播和播送，多播和播送能力已经嵌入在UDP软件中。UDP可用于管理进程，如SNMP〔简单网络管理协议〕。UDP可用于某些路由选择更新协议，如RIP〔路由选择信息协议〕。IP根底知识UDP小结UDP是运输层协议，它创立进程到进程的通信。UDP是不可靠的无连接协议，它只需要很小的开销，但是很够很快的交付。没有流控制和过失控制使得如果想要平安可靠的交付，必须要对它进行控制。每一个进程有一个唯一的端口号，可以将它和其他同时在一个机器上运行的进程区分开来。客户程序大都使用短暂端口号，效劳器程序使用熟知端口号。UDP需要一对插口地址：客户插口地址和效劳器插口地址。UDP在过失控制方面仅有的尝试就是检验和。在检验和中使用到来自IP的伪首部，可以检查源IP地址和目的IP地址。UDP可以分用复用。UDP软件包括：一个控制块表、一个控制块模块、假设干个输入队列、一个输入模块和一个输出模块。IP根底知识IP根底知识RTP协议实时传输协议〔Real-timeTransportProtocol，RTP〕RTP协议详细说明了在互联网上传递音频和视频的标准数据包格式，RTP通常使用UDP来进行多媒体数据的传输，当然也可采用TCP传递。RTP协议由两个密切相关的局部组成：RTP数据协议和RTP控制协议〔RTCP〕。IP根底知识

RTP协议格式:RTP数据协议负责对流媒体数据进行封包并实现实时传输，RTP数据报都由头部〔Header〕和负载〔Payload〕两个局部组成，其中头部前12个字节的含义是固定的，而负载那么可以是音频或视频数据,RTP数据报的头部格式如下图：V:RTP版本号；P：填充位，说明此包末尾是否包含填充比特，填充可能用于某些具有固定长度的加密算法，或者用于在底层数据单元中传输多个RTP包。

X：扩展位

，说明固定头后是否有扩展头；PT〔PayloadType〕：载荷类型识别RTP有效载荷的格式；序列号：每发送一个RTP数据包，序列号增加1。接收方可以依次检测数据包的丧失并恢复数据包序列。时间戳：反映RTP数据包中的第一个八位组的采样时间。采样时间必须通过时钟及时提供线