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IP网络基础V1.0课程目标掌握TCP/IP协议簇常用协议,掌握报文在网络中的封装解封装的过程熟悉常用IP网络设备及其工作过程熟悉IPv4编址和子网划分方法课程大纲TCP/IP协议簇常用协议常见IP网络设备IPv4编址方法子网划分TCP/IP网际互联通用的协议HostAInternetTCP/IPHostBTCP/IP与OSI参考模型比较765432应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层1应用层传输层网络层网络接口层TCP/IPOSIOSI---TCP/IP模型对比传输层网络层网络接口层应用层网络接口层网络层传输层应用层用户数据TCP段网络接口层网络层传输层应用层IP包用户数据TCP段实际物理网络的帧IP包实际传输TCP/IP封装与解封装PDUdatasegmentpacketframe实际物理网络的帧bit

包头部段头部帧尾数据段头部数据数据帧头部包头部段头部数据0101101010110001E-mail信息数据数据段数据帧(取决于不同的传输介质)比特流数据封装示例数据包TELNETSMTPDNSFTPTFTPTCPUDPICMPIPARPRARP网络接口层TCP/IP协议族传输层协议介绍应用层协议介绍网络层协议介绍TCP/IP协议簇常用协议*被路由设备使用应用层传输层网络层网络接口层文件传输

-TFTP* -FTP* -NFSE-Mail -SMTP远程登录

-Telnet* -rlogin*网络管理

-SNMP*名称管理

-DNS*应用层传输层协议介绍应用层协议介绍网络层协议介绍TCP/IP协议簇常用协议传输层TransmissionControlProtocol(TCP)UserDatagramProtocol(UDP)应用层传输层网络层网络接口层传输层的功能分割上层应用程序建立端到端的连接（TCP）将数据段从一台主机传到另一台主机保证数据传送的可靠性（TCP)端口号TCPF

T

P传输层T

E

L

N

E

TD

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M

PT

F

T

PS

M

T

PUDP应用层2123255369161

服务器一般都是通过知名端口号（1～1023）来识别应用程序的端口号用来标示互相通信的应用程序端口号HostADest.port=23.

将数据包送到我的TELNET端口102823数据SPDPHostZTelnetZ端口号的使用多个连接时端口号的使用HostA102823数据SPDPHostZTelnetZTelnetZ102923数据同步同步数据传送(SendSegments)SenderReceiver连接建立响应TCP--面向连接的会话传输层协议—UDP协议UDP协议特点：不可靠；面向无连接UDP的优点：高效适用于对实时性要求较高的应用如语音、视频或低延时应用的网络传输TCPUDP是否面向连接面向连接无连接是否提高可靠性可靠传输不提供可靠性是否流量控制流量控制不提供流量控制传输速度慢快协议开销大小TCP/UDP比较传输层协议介绍应用层协议介绍网络层协议介绍TCP/IP协议簇常用协议概述因特网协议(IP)地址解析/反向解析协议（ARP/RARP）互联网控制消息协议（ICMP）应用层传输层网络层网络接口层网络层

错误消息询问消息IP辅助协议—ICMPICMP是一种集差错报告与控制于一身的协议。在所有TCP/IP主机上都可实现ICMP。ICMP消息被封装在IP数据报里，用来发送差错和控制信息。消息传递可发生在主机-路由器，主机-主机或路由器-路由器之间。ICMP报文的接收者根据报文类型采取相应的措施。ICMP消息类型：网络控制消息协议(ICMP)ApplicationTransportInternetDataLinkPhysicalPing

TracertICMP1ICMP测试目的地不可达主机或端口不可达网络不可达HostA我不知道如何到达Z.发送ICMP给HostAToZ发送数据给Z.DataNetwork目的地不可达ICMP测试由Ping命令产生的回声应答A我在这儿.B可到达吗?BICMP回声请求ICMP回声应答IP辅助协议—ARP地址解析协议（ARP协议）是用来将一个已知的IP地址解析或映射到MAC子层地址，以便能在多路访问介质上进行通信。ABCARP广播请求B的地址ARP广播请求B的地址ARP广播请求B的地址ARP广播请求B的地址把A的MAC写入ARP缓存把A的MAC写入ARP缓存ARP单播应答B的MAC把B的MAC写入ARP缓存ARP工作机制IP:=???

实现IP地址向MAC地址的映射本地ARP解析我需要IP地址为主机的物理地址我听到广播包了，这条消息是给我的，这是我的物理地址.IP:Ethernet:00d0.d020.1111课程大纲TCP/IP协议簇常用协议常见IP网络设备IPv4编址方法子网划分集线器Hub：工作在物理层收到电气信号向所有端口发送连接同网段设备PC1PC2PC3010110101011010101101有信号交换机Switch：工作在数据链路层按照物理MAC地址进行寻址转发连接同网段设备MAC1MAC2DATAIPMAC2DATAIPMAC2MAC3MACOUTMAC11MAC22集线器和交换机的区别100M10端口集线器100M10端口交换机带宽100M人越多越慢啊带宽>100M*10*2人多也没啥影响啊路由器Router：工作在网络层按照目的网络地址进行寻址转发连接不同网段设备需要收集全网路由信息（OSPF、BGP）G:54MAC1G:54MAC2dataMAC3dataMAC2fei_1/1:54 MAC3fei_1/2:54MAC3NETOUTfei_1/1fei_1/2路由交换机RS

路由交换机既具有二层交换的功能又具有三层路由的功能RouterswitchRS/24G:54/24G:54Interfacefei_1/1ipadd54/24G:54/24G:54Interfacevlan10ipadd54路由器和路由交换机的对比系统结构CPU维护路由、报文收发、整机管理RouterCPU交换芯片RoutingSwitch报文收发，其中包含mac地址表、硬件路由表等维护路由、整机管理、处理报文路由器和路由交换机的对比路由器路由交换机CPU处理报文，通过分布式、网络处理器提高处理能力采用交换芯片与CPU共同处理的软硬件结构端口密度低，造价高端口密度高，性价比高适用于网络出口做网间路由工作适用于大型局域网内部的数据交换，路由功能没有同级别的路由器强课程大纲TCP/IP协议簇常用协议常见IP网络设备IPv4编址方法子网划分IPv4地址介绍端与端之间是通过唯一的IP地址通信SADAHDRDATAIP地址

255255

255

255Dotted

DecimalMaximumNetworkHost128

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4

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204Example

DecimalExample

Binary1891617242532128

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32bits1ClassA:Bits:0NNNNNNNHostHostHost891617242532Range(1-126)1ClassB:Bits:10NNNNNNNetworkHostHost891617242532Range(128-191)1ClassC:Bits:110NNNNNNetworkNetworkHost891617242532Range(192-223)1ClassD:Bits:1110MMMMMulticastGroupMulticastGroupMulticastGroup891617242532Range(224-239)IP地址分类ClassA:ClassB:ClassC:ClassD: MulticastClassE: ResearchNetworkHostHostHostNetworkNetworkHostHostNetworkNetworkNetworkHost8bits8bits8bits8bitsIP地址分类

255255

255

255NetworkHost

11111111

11111111

11111111

1111111132bits1891617242532十进制二进制二进制－十进制转换128

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2726252423222120128＋64＋32＋16＋8＋4＋2＋1＝255二进制－十进制转换

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16

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10101100

00010000

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204举例：128

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0

270

250

23220

0128＋0＋32＋0＋8＋4＋0＋0＝172AddressClassNetworkHost004620IP地址分类练习AddressClassNetworkHost004620ABCCB不存在0046IP地址分类练习－答案保留的IP地址TCP/IP还有一些IP地址是保留的，它们有特殊的意义和用途用于本地广播，也称有限广播，无须知道本地网络地址55路由协议中用它指定默认路由，路由表中信宿的网络号为用于广播，也称定向广播，需要指定目标网络全1主机地址用于指定网络本身，称之为网络地址或者网络号全0主机地址指本地节点(一般为)，用于测试网卡及TCP/IP软件，这样浪费了1700万个地址网络只在系统启动时有效，用于启动时临时通信全0网络地址用途地址保留的IP地址（私网地址）私有IP地址(privateIPaddress):为了节约IP地址空间,并增加安全性，保留了一些IP地址段作为私网IP，不会在公网上出现。处于私有IP地址的网络称为内网或私网,与外部进行通信就必须通过网络地址翻译(NAT)。私网地址范围: ~55 ~55 ~55主机地址02118E1172.161212NetworkHost..NetworkInterfaceE0E1RoutingTableE055(Directedbroadcast)55(Localnetworkbroadcast)X55(Allsubnetsbroadcast)广播地址

11111111可用主机地址数量计算172

1600

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00010000

00000000

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NetworkHost

00000000

00000001

11111111

11111111

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11111110......

00000000

00000011

11111101123655346553565536-...265534N2N-2=216-2=65534课程大纲TCP/IP协议簇常用协议常见IP网络设备IPv4编址方法子网划分没有子网的编址Network…...5354带子网划分的编址Network00600050E0E1172.162160NetworkHost..NetworkInterfaceE0E1NewRoutingTableSubnet子网划分子网掩码子网掩码是用来判断任意两台主机的IP地址是否属于同一子网络的根据。子网掩码与IP地址一一对应，是32bit的二进制数子网掩码为1表示网络位，0表示主机位子网掩码1721600255255002552552550IP

AddressDefault

Subnet

Mask8-bit

Subnet

MaskNetworkHostNetworkHostNetworkSubnetHost缩写“/16”表示掩码中有连续的16个1。缩写“/24”表示掩码中有连续的24个1。11111111111111110000000000000000子网掩码1 0 0 0 0 0 0 0 = 1281 1 0 0 0 0 0 0 = = 2241 1 1 1 0 0 0 0 = 2401 1 1 1 1 0 0 0 = 2481 1 1 1 1 1 0 0 = 2521 1 1 1 1 1 1 0 = 2541 1 1 1 1 1 1 1 = 255128 64 32 16 8 4 2 116NetworkHost172001010110011111111101011000001000011111111000100000000000000000000101000000000000000000000没有子网划分的子网掩码默认情况下没有划分子网0000001060

Network

Number带子网划分的子网掩码网络位增加8位16NetworkHost6017220101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000000000000000000000000010SubnetNetwork

Number128192224240248252254255带子网划分的子网掩码(cont.)网络位增加10位NetworkHost6092101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010Subnet161722128Network

Number12819222424024825225425512819222424024825225425516172216010101100000100001010000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60921地址计算示例1010110011111111000100001111111111111111101000001100000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212161722160地址计算示例1010110011111111000100001111111111111111101000001100000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst6092123161722160地址计算示例101011001111111100010000111111111111111110100000110000001000000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60921234161722160地址计算示例10101100111111110001000011111111111111111010000011000000100000000000001010111111HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212345161722160地址计算示例1010110011111111000100001111111111111111101000001100000010000000000000101011111110000001HostMaskSubnetBroadcastLastFirst6092123456161722160地址计算示例地址计算示例101011001111111100010000111111111111111110100000110000001000000000000010101111111000000110111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60921234567161722160地址计算示例101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010101011000001000000000010101111111010110000010000000000101000000110101100000100000000001010111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212345678161722160地址计算示例10101100111111111010110000010000111111110001000011111111000000101010000011000000100000000000001010101100000100000000