《网络基础》课件-第4章 TCP IP协议簇

第4章TCPIP协议簇目录01网际协议IP02用户数据报协议UDP03传输控制协议TCP本章目标掌握IP数据报的格式、IP地址的表示和分类理解子网掩码的概念，掌握子网划分的方法理解ARP和ICMP的工作原理及应用了解IPv6地址和IPv6的特点，熟悉IPv4到IPv6的过渡技术掌握UDP的概念、特点、端口号分配和数据报格式掌握TCP的概念、特点、端口号分配和报文段格式，TCP传输连接的建立和释放过程学习目标勤于思考和总结，养成良好的思维习惯具备科学严谨的态度，在实践中提高自己的专业技能和职业素养素质目标感谢观看第4章TCP/IP协议簇主讲人:岳珍梅

01网际协议IP新课导入一个包裹的奇幻漂流一个包裹从你的手，跨越千山万水安全、准确地到达朋友手中，背后需要哪些关键角色和规则？新课导入地址怎么写？怎么保证唯一？选顺丰还是邮政？包裹丢了、损坏了怎么办？包裹怎么规划路线？怎么知道走高速还是国道？

IP地址包裹上精确到门牌号的收寄地址TCP(如顺丰)像保价+签收+全程追踪的快递服务UDP(如普通跑腿)像不保价、不签收、只管发的服务就像遍布全国的分拣中心（路由器），根据包裹上的地址（IP地址），智能选择最快、最通畅的路线（路由选择），把包裹送往下一站（IP协议负责寻址和路由）网际协议（internetprotocol,IP）是一个网络层协议，可提供一种不可靠、无连接的数据报传输服务。什么是网际协议？4.1网际协议IPIP协议是TCP/IP协议簇中最为核心的协议IP协议属于哪一层？在TCP/IP协议簇中，IP被称为什么？与

IP

协议配套的还有

4

个子协议：地址解析协议（ARP）反向地址解析协议（RARP）网际控制报文协议（ICMP）因特网组管理协议（IGMP）4.1.1

IP数据报IP

数据报包含首部和数据两个部分：数据是上层传输而来的首部是为了正确传输数据而增加的控制信息IP数据报由哪两部分组成？IP协议定义了一个在Internet中传输的基本数据单元，称为IP数据报IP数据报的格式4.1.1

IP数据报IP数据报首部由20字节的固定部分和长度可变的可选字段组成（1）版本目前广泛使用的IP协议版本号为4（IPv4），对应版本字段为0100（2）首部长度占4位用于指明

IP

协议的版本用于指明IP数据报首部的长度（以4字节为单位）不使用可选字段时，该字段为0101（最小值），即首部长度为20字节占4位（3）区分服务用于指明IP数据报的优先级和服务类型一般情况下不使用该字段，只有在使用区分服务时，该字段才起作用占8位（4）总长度用于指明整个IP数据报的长度（以字节为单位）

占16位每种数据链路层协议都规定了一个数据帧中数据字段的最大长度，这个最大长度称为最大传送单元（maximumtransmissionunit,MTU）。当一个IP数据报在数据链路层封装成帧时，此IP数据报的总长度不应超过数据链路层协议所规定的MTU，否则就必须将IP数据报进行分片处理标志字段的最低位记为MF（morefragment），又称更多分段标志当MF=1时，表示该数据报分片后还有数据报分片当MF=0时，表示该数据报分片是最后一个数据报分片标志字段的中间位记为DF（don’tfragment），又称禁止分段标志当DF=1时，表示该数据报不能分片当DF=0时，才允许分片当IP协议对IP数据报进行分片时，会给所有的分片分配同一组编号，然后将该编号放入标识符字段，以保证分片不会错误重组4.1.1

IP数据报（5）标识符（6）标志占16位每个

IP

数据报都必须由唯一的标识符标识，以便接收端能重装被分片的数据占3位，但只有低两位有效接收端利用哪两个字段将多个分片重装成原始数据报？IP

数据报每经过一个路由器，TTL值就减1；当TTL=0时，该IP数据报将被丢弃片偏移以8字节为偏移单位，即除最后一个数据报分片外，每个数据报分片的数据部分长度一定是8字节（64位）的整数倍4.1.1

IP数据报（7）片偏移（8）生存时间（timetolive,TTL）占13位用于指明较长数据报在分片后，某数据报分片在原数据报中的相对位置占8位片偏移的“基本单位”是多少字节？用于限制IP数据报在网络中的生存时间防止一个IP数据报在网络中无限地转发下去（9）协议用于指明数据部分携带的信息是由哪种协议建立的占8位协议名称ICMPIGMPIPTCPIGPUDPIPv6OSPF协议字段值12469174189表

常用协议和对应的协议字段值IP数据报每经过一个路由器，路由器都会检查首部校验和的值并进行更新，这是因为首部中的标志、片偏移、生存时间等值可能发生变化4.1.1

IP数据报（10）首部校验和占16位用于检测IP数据报首部在传输过程中是否出现错误首部校验和的计算过程如下：①初始化：将首部校验和的值置0②分组处理：将IP数据报首部以16位（2字节）为单位进行分组如果首部长度不是16的整数倍，则需要在最后补0③反码求和：将所有16位分组进行反码加法运算（最高位的进位需要回卷，即将进位

加到结果上），得到总和④取反：将总和按位取反，得到最终的首部校验和首部校验和校验哪部分？可选字段长度可变，从1字节到40字节不等，用于排错、测量及安全等增加可选字段是为了增加IP数据报的功能，但同时也使IP数据报的首部长度不固定，增加了路由器处理IP数据报的开销4.1.1

IP数据报（11）源IP地址和目的IP地址（12）可选字段均占32位源IP地址：用于指明发送IP数据报的源主机地址目的IP地址：接收IP数据报的目的主机地址这两个32位字段分别指示什么？可选字段最短可以是多少字节？例如，某台主机的

IP

地址为

110000010010000011011000000010014.1.2

IP地址当网络中的两台主机进行通信时，必须知道通信双方各自的地址，这就是我们所熟知的Internet地址，即IP地址IP地址的表示IP

地址由

32

位二进制数组成为了提高可读性，可以将IP地址的32位二进制数进行分组，每组8位，共4组，然后将每组8位二进制数转换为相应的十进制数，中间用“﹒”间隔，这种表示方式称为“点分十进制”上述IP地址可以表示为把11000001001000001101100000001001写成点分十进制后的结果是？IP地址是Internet中主机的唯一标识，通过IP地址可以识别Internet中不同的主机4.1.2

IP地址点分十进制表示IP地址IP地址的表示

4.1.2

IP地址IP地址的结构IP地址的分类每个IP地址内部分为两部分点击播放微课IP地址分类网络号：用于标识大规模TCP/IP网络（由网络组成的网络）内的单个网段主机号：用于识别每个网段内部的TCP/IP设备，如工作站、服务器、路由器等4.1.2

IP地址IP地址分类IP地址的分类IP地址中的网络号和主机号共32位（4字节），如果网络号的位数比较少，相应的主机号位数就多，这样的网络容纳的主机数就比较多，也就是说网络规模比较大因网络规模有所不同，为方便管理，将IP地址分为A类、B类、C类、D类、E类核心作用是标识一个特定的网络4.1.2

IP地址特殊IP地址本机地址网络地址广播地址组播地址环回地址私有地址（1）本机地址：网络号与主机号全为0的IP地址（）当一台设备尚未获得有效的IP地址时，可能会使用作为临时IP地址（2）网络地址：网络号确定、主机号全为0的IP地址（3）广播地址：主机号全为1的IP地址当一台设备尚未获得有效的IP地址时，可能会使用作为临时IP地址专门用于同时向网络中所有主机发送数据例如，对于IP地址为的C类网络，当发出一个目的IP地址为55的数据时，它将被分发给C类网络中的所有主机4.1.2

IP地址特殊IP地址（4）组播地址：

D类IP地址组播地址和广播地址是不一样的：广播地址按主机的网络号标识广播范围组播地址指定一个特定的逻辑组，参与该组的主机可能遍布整个Internet主要用于视频广播和视频点播系统，IP地址范围从

到55特指所有主机，特指所有路由器直接广播地址：网络号确定、主机号全为1的IP地址目的IP地址为直接广播地址的数据会被分发给专门网络（由网络号决定）中的所有主机有限广播地址：网络号和主机号全为1的IP地址，即

55目的IP地址为有限广播地址的数据不被路由但会被分发给网络（主机所在的网络）中的所有主机广播地址4.1.2

IP地址特殊IP地址（5）环回地址（回送地址）：网络号是127的IP地址用于本地回路测试及实现本机进程间的通信在实际中经常使用的环回地址是，它还有一个别名为localhost（6）私有地址：一般的

IP

地址由网络信息中心（networkinformationcenter,NIC）统一管理并分配给提出注册申请的组织机构，这类

IP

地址称为公有地址，通过它可以直接访问Interne非注册地址，专门为组织机构内部所用私有地址类别IP地址范围A类～55B类～55C类～55表

私有地址私有网络无须与外部网络互连，因此理论上可以自由选用私有地址构建网络但私有网络在接入Internet时，要使用网络地址转换（NAT）技术将私有地址转换为公有地址4.1.3子网划分技术子网在实际应用中，许多机构或组织会将单一网络划分为多个物理网络，并使用路由器将它们连接起来这些物理网络称为子网这种操作方法称为子网划分点击播放微课子网划分图4-5子网划分连接这些子网的设备通常是什么？4.1.3子网划分技术子网子网划分的好处有很多，主要体现在以下3个方面：充分利用

IP

地址A类网络和B类网络的地址空间太大，致使在不使用路由设备的单一网络中无法使用全部IP地址将可用IP地址分配给更多较小的网络，可以更有效地利用地址空间易于管理网络将一个大型网络划分为若干个子网，可以使每个子网规模更小，网络结构更加清晰，管理也更加容易，从而有效减轻大型网络的管理难度提高网络性能在将一个大型网络划分为若干个子网时，其中的路由设备可以将不同的子网隔离开来，主机只能在各自的子网中进行广播和通信，有效减少了网络中无效数据的传输及冲突、拥塞的发生，从而提升网络性能使用路由设备还可以将网络分为内、外两个子网，限制外部子网用户对内部子网的访问，从而提高内部子网的安全性4.1.3子网划分技术划分子网的方法为了划分子网，可以将其主机号分为两部分：其中一部分用于子网号的编制剩余部分用于主机号的编制形成了一个三级结构，即网络号、子网号和主机号对于标准的A类、B类、C类IP地址来说，它们只具有网络号和主机号两级结构IP地址的三级结构划分子网后，主机号被进一步拆分成哪两部分？4.1.3子网划分技术划分子网的方法子网号的位数取决于组网的实际需要：子网号所占的二进制位越多，则可以分配给主机号的位数就越少，即一个子网中容纳的主机就越少

若每个子网需容纳62台主机，主机号至少需要几位？4.1.3子网划分技术划分子网的方法例如，将一个C类网络划分为4个子网那么需要借用3位主机号作为子网号，每个子网最多可以容纳25−2=30台主机通常子网号为全0和全1的网络不作为子网，因此只能划分出（2n−2）个子网；主机号为全0和全1的地址不分配给主机，因此每个子网中最多可以容纳（2m−2）台主机但随着无类域间路由CIDR（后面详细讲解）的广泛使用，全0和全1的子网号也可以使用，但一定要谨慎，使用前需要了解设备是否支持全0或全1的子网号又如，将一个B类网络主机号的前8位作为子网号，后8位作为主机号那么该B类网络可以划分出28−2=254个子网，每个子网最多可以容纳28−2=254台主机4.1.3子网划分技术子网掩码未划分子网和划分了子网的IP地址下图给出了未划分子网和划分子网情况下的两个B类IP地址，这两个IP地址外观上没有任何差别，那么应该如何区分这两个IP地址呢？点击播放微课子网掩码子网掩码（子网屏蔽码）与

IP地址相同，也是一个32位的二进制数子网掩码的取值是将对应IP地址中网络号和子网号的所有位设置为1，主机号的所有位设置为0要用到子网掩码4.1.3子网划分技术子网掩码（1）“点分十进制”表示法与IP地址相同子网掩码表示方法（2）网络前缀标记法，利用网络号和子网号的位数表示子网掩码形式为“/<网络号和子网号位数>”例如，一个子网掩码为

的B类网络

用网络前缀标记法可以表示为/16IP地址类别子网掩码二进制数点分十进制网络前缀A类11111111000000000000000000000000/8B类11111111111111110000000000000000/16C类11111111111111111111111100000000/24表

标准的A类、B类、C类IP地址的默认子网掩码4.1.3子网划分技术子网掩码将IP地址与子网掩码进行“按位与（AND）”运算，可以得到网络地址，根据网络地址可以判断IP地址是否进行了子网划分。【例

4-1】已知IP地址为1，子网掩码为，请指出其网络地址分析：1是B类IP地址，采用默认子网掩码，将IP地址与子网掩码进行“按位与（AND）”运算即可得到网络地址使用子网掩码求网络地址（1）4.1.3子网划分技术子网掩码【例4-2】已知IP地址为1，子网掩码为，请指出其网络地址分析：1

是B类IP地址，采用非默认子网掩码划分子网，将IP地址与子网掩码进行“按位与（AND）”运算即可得到网络地址使用子网掩码求网络地址（2）通过例4-1和例4-2可以看出，使用子网掩码可以计算出网络地址，还可以判断IP地址是否进行了子网划分4.1.3子网划分技术划分子网的步骤根据所需网络数确定需要多少位子网号标识网络中的每个子网，

或根据子网中的主机数确定需要多少位主机号标识子网中的每台主机计算符合网络要求的子网掩码确定标识每个子网的网络地址确定每个子网的主机IP地址范围4.1.3子网划分技术【例

4-3】假设某公司只向相关机构申请了一个C类网络但是该公司有4个分布于各地的局域网，每个网络各有15台主机请通过划分子网为这4个局域网分配IP地址，并计算每个子网的主机IP地址范围（1）确定子网号位数划分子网的步骤网络需要4个子网，则2n−2>=4，计算得出n最小取值为3（取整数）即需要从主机号中借用3位作为子网号此时，剩余主机位为8−3=5位，则子网中最多可以容纳25−2=30台主机，符合题目要求（2）将对应IP地址中网络号和子网号的所有位设置为1，主机号的所有位设置为0，即可得到子网掩码二进制十进制11111111.11111111.11111111.11100000 244.1.3子网划分技术（3）3位子网号有000、001、010、011、100、101、110、111共8种组合

去掉不可使用的000与111，还有6种组合划分子网的步骤3位子网号可以划分出6个子网二进制十进制11001011.01000010.01001101.00100000 211001011.01000010.01001101.01000000 411001011.01000010.01001101.01100000 611001011.01000010.01001101.10000000 2811001011.01000010.01001101.10100000 6011001011.01000010.01001101.11000000 92网络号子网号主机号4.1.3子网划分技术划分子网的步骤各子网的主机IP地址范围4.1.3子网划分技术划分子网后，由于各子网内部使用

IP

地址情况不同，仍有可能浪费大部分

IP

地址为解决该问题，在RFC1878中定义了可变长子网掩码（variablelengthsubnetmask,VLSM）可变长子网划分方法：在划分子网并保留足够主机数的同时，将子网进一步分成多个小子网，这种方法能将网络划分为三级或更多级结构作用使子网划分具有更大的灵活性，也使IP地址具有更高的利用率如果对一个网络进行了可变长子网划分，那么就可以用不同长度的网络号来唯一标识每个子网，并能通过对应的子网掩码进行区分VLSM

规定了如何在一个进行了子网划分的网络中的不同部分使用不同的子网掩码4.1.3子网划分技术可变长子网划分【例

4-4】某公司有两个主要部门：市场部和开发部市场部有员工58人开发部又分为硬件开发部和软件开发部两个部门，各有员工26人该公司申请了一个C类网络为了便于分级管理，该公司准备采用VLSM将原网络划分为两级子网，请给出可变长子网划分方案4.1.3子网划分技术可变长子网划分用主机号中的两位（第4个字节的前两位）进行子网划分，产生两个可用子网：分别为4/26、和28/26这种子网划分方式允许每个子网最多容纳26−2=62台主机选择4（子网掩码为92）作为网络地址，该一级子网共有62个IP地址可供分配，能够满足市场部的需求分析：（1）一个能容纳58台主机的子网子网编号子网网络（点分十进制）子网掩码子网网络（网络前缀）14924/26表

划分市场部子网4.1.3子网划分技术可变长子网划分

分析：（2）两个能容纳26台主机的子网表划分开发部的两个子网子网编号子网网络（点分十进制）子网掩码子网网络（网络前缀）1282428/272602460/274.1.3子网划分技术可变长子网划分可变长子网划分结果4.1.3子网划分技术超网和无类域间路由目前，Internet中使用的IP地址主要是基于IPv4协议的。尽管这个协议在理论上有大约43亿个IP地址，但是在实际分配中，并不是所有的IP地址都得到了充分的利用。A

类和B类网络所包含的IP地址太多，而C类网络包含的IP地址又太少。一个B类网络容纳的主机数可以达到65534台，一个C类网络最多只能容纳254台主机，这对于拥有上千台主机的机构或组织来说，选择哪类IP地址都是不合适的。此外，由于

Internet

的迅猛发展，主机数量急剧增加，IP

地址也飞快地消耗着。4.1.3子网划分技术为了解决当前IP地址面临的严重资源不足的问题，互联网号码分配局（IANA）设计了一种新的网络分配方法：对于一个主机数量介于B类网络和C类网络的机构或组织，IANA给它分配多个C类网络实质：将若干个C类网络合并成一个网络，这个合并后的网络就称为超网使之能够容纳足够的主机例如，假设一个单位拥有2000台主机，那么IANA并不是给它分配一个B类网络，而是分配8个连续的C类网络，每个C类网络可以容纳254台主机，8个C类网络总共可以容纳2032台主机，能够满足实际需求超网和无类域间路由4.1.3子网划分技术虽然这种方法有助于节约

B

类网络，但它又导致新的问题：为防止路由器被过多的路由淹没，必须采用一种称为无类域间路由（classlessinter-domainrouting,CIDR）的计算，把多个表项缩成一个表项。[起始网络，数量]使用了CIDR后，路由表中只用一个表项就可以表示分配给相应机构或组织的所有C类网络。在概念上，CIDR创建的表项可以表示为：采用传统的路由选择计算，在Internet中每个路由器的路由表中必须有所有的C类网络表项才能把IP数据报路由到相应机构或组织所分配的第一个

C

类网络地址分配的

C

类网络的总个数实际上，CIDR创建的表项可以用一个超网子网掩码表示相同的信息超网和无类域间路由4.1.3子网划分技术【例

4-5】某公司申请到一个网络地址块（共8个C类网络地址）：～为了对这8个C类网络地址进行汇总，该采用什么样的超网子网掩码呢？超网和无类域间路由4.1.3子网划分技术分析：将8个C类网络地址的二进制表示形式列出C类网络地址二进制数110100100001111111100000

00000000110100100001111111100001

00000000110100100001111111100010

00000000110100100001111111100011

00000000110100100001111111100100

00000000110100100001111111100101

00000000110100100001111111100110

00000000110100100001111111100111

00000000表8个C类网络地址CIDR实际上是借用部分网络号充当主机号看成主机号超网和无类域间路由4.1.3子网划分技术超网的子网掩码11111111111111111111100000000000，即若用网络前缀标记法表示，这个最终汇总的网络可表示为/21利用CIDR实现地址汇总需要满足以下两个基本条件：（1）待汇总的网络地址的网络号拥有相同的高位（2）待汇总的网络地址数目必须是2n个如2个、4个、8个、16个等否则，可能会使汇总后的网络包含实际中并不存在的子网，导致路由黑洞在表中，8个待汇总的网络地址的前21位完全相同使用VLSM和CIDR配置网络时，要求相关的路由器和路由协议必须能够提供支持例如，路由信息协议版本2（RIPv2）和边界网关协议版本4（BGPv4）都支持VLSM和CIDR，而路由信息协议版本1（RIPv1）则不支持超网和无类域间路由4.1.4地址解析协议MAC地址与IP地址MAC地址是网络设备在数据链路层的唯一硬件标识符通常将MAC地址固化在网络设备的ROM

中，也称其为物理地址或硬件地址（如网卡、路由器、交换机）MAC地址与网络无关，即无论将网络设备接入网络的何处，它都有固定且唯一的MAC地址MAC地址的长度为48

位（6字节）通常表示为12个十六进制数，每两个十六进制数之间用“:”隔开如“08:00:20:0A:8C:6D”可变性不同长度不同对于网络上的某台设备来说，其IP地址可变（但必须唯一），MAC地址通常不可变IP地址长度为32位，MAC地址长度为48位分配依据不同IP地址的分配是基于网络拓扑的，MAC地址的分配是由制造商决定的寻址协议层不同IP地址应用在网络层，MAC地址应用在数据链路层4.1.4地址解析协议MAC地址与IP地址MAC地址和IP地址的相同点是它们都唯一，不同点主要体现在以下几个方面4.1.4地址解析协议MAC地址与IP地址在OSI参考模型中，网络层的数据传输依赖于32位的IP地址，数据链路层的数据传输则依赖于48位的MAC地址。因此，需要有一种机制能够把IP地址与MAC地址进行映射才能完成数据的通信。这种地址之间的映射关系称为地址解析地址解析协议（ARP）反向地址解析协议（RARP）实现地址解析的协议实现地址解析的协议IP地址和MAC地址的映射包含两个方面从IP地址到MAC地址的映射从MAC地址到IP地址的映射ARP和RARP有什么区别？4.1.4地址解析协议地址解析协议ARP地址解析协议（addressresolutionprotocol,ARP）提供IP地址到MAC地址的动态映射“动态”：映射过程是自动完成的一般应用程序和系统管理员并不关心或干涉这个过程ARP的工作过程每台主机都会在自己的高速缓存区存放一张IP地址与MAC地址的映射表，这张表称为ARP表在主机初次启动时，ARP表为空；在不断通信过程中，主机会逐渐添加ARP表项ARP表的内容是定期更新的，如果一条表项很长时间没有使用了，则会被认为可能是过时的信息，一般直接从ARP表中删除知识库4.1.4地址解析协议地址解析协议ARP（1）主机A首先查看自身高速缓存区的ARP表中是否有对应主机B的表项

如果有，则直接利用该表项中的MAC地址将数据帧发送给主机B主机A要与主机B通信的步骤：（2）如果ARP表中没有所需的表项，则主机A会广播一个ARP请求，询问主机B的IP地址与MAC地址的映射关系

ARP请求中包含主机B的IP地址，以及主机A自身的IP地址与MAC地址的映射关系（3）局域网中包括主机B在内的所有主机都会收到这个ARP请求，然后将主机A的IP地址与MAC地址的映射关

系存入各自的ARP表中（4）主机B识别ARP请求后，发送一个ARP

响应给主机A，其中包含主机B的IP地址与MAC地址的映射关系（5）主机A收到主机B的ARP响应后，就在其ARP表中写入主机B的IP地址与MAC地址的映射关系

之后，主机A就可以利用ARP表中的映射关系完成与主机B的通信4.1.4地址解析协议反向地址解析协议RARP反向地址解析协议（reverseaddressresolutionprotocol,RARP）一般用于无盘工作站（无本地存储介质的设备，如学校机房终端、企业办公终端等），解决已知

MAC

地址的情况下获取

IP

地址的问题网络中有一个RARP服务器保存着当前网络中各个无盘工作站的MAC地址与IP地址的映射表，并负责响应这些设备的地址请求当无盘工作站要获取IP地址时，则向网络广播一个RARP请求（包含自身MAC地址）RARP服务器监听到RARP请求，并查询其内部的映射表，查找与RARP请求中MAC地址匹配的IP地址RARP服务器查找到对应的IP地址后，会发送一个RARP响应（包含MAC地址与对应的IP地址）；该响应以单播方式发送给发出请求的无盘工作站RARP

的基本思想4.1.4地址解析协议反向地址解析协议RARP要求每个网络都要有一个

RARP

服务器，并且

RARP

响应中只包含很少的信息RARP

的缺点RARP服务器的实现与系统相关，并不是所有的TCP/IP

网络都提供

RARP服务器目前，现代网络已广泛使用动态主机配置协议（dynamichostconfigurationprotocol,DHCP）代替RARP4.1.5网际控制报文协议ICMP概述网际控制报文协议（internetcontrolmessageprotocol,ICMP）是TCP/IP协议簇中的一个协议，用于在网络中传递控制消息和错误报告，是IP协议的重要补充ICMP报文的传输依赖IP协议，通常将ICMP报文作为IP数据报的数据部分，为其加上IP数据报首部即组成IP数据报ICMP报文封装在IP数据报内部4.1.5网际控制报文协议ICMP报文的种类查询报文：通常成对出现，可以帮助主机或网络管理员从一台路由器或另一台主机上获取特定的信息ICMP报文差错报文：在数据传输出错时产生，用于报告路由器或主机在处理

IP

数据报时遇到的问题如目的主机是否可达、路由信息、时间戳信息等如目的主机不可达、TTL超时等在以下几种特殊情况下，是不产生ICMP差错报文的：（1）ICMP差错报文传输出错不产生ICMP差错报文（ICMP查询报文传输出错时可能产生）（2）目的地址是广播地址或组播地址的IP数据报传输出错时不产生ICMP差错报文（3）在数据链路层传输出错的IP数据报不产生ICMP差错报文（4）不是IP数据报分片第一片的IP数据报传输出错时不产生ICMP差错报文（5）源地址不是单台主机常规IP地址（如零地址、环回地址、广播地址或组播地址）的IP数据报传输出错

时不产生ICMP差错报文4.1.5网际控制报文协议ICMP的应用举例（1）ping命令：是TCP/IP网络中最简单但非常有用的ICMP应用，常用于验证两台主机之间的连通性ping命令在不同的操作系统中语法格式不同。其中，在Windows操作系统中的语法格式为：Ping[可选参数]<目的主机的名字或IP地址>可选参数含义-t持续ping指定的主机，直到手动停止-a将IP地址解析为主机名-n<数量>指定发送的ICMP请求数量，默认值为4-l<大小>设置发送的数据包大小，默认情况下Windows操作系统中的ping命令发送的数据包大小为32字节-w<时间>设置等待每次响应的超时时间，单位为毫秒（ms），默认值为4

000-4强制使用IPv4协议-6强制使用IPv6协议表ping命令的常用可选参数及其含义4.1.5网际控制报文协议ICMP的应用举例当执行ping命令时，实际上是当前主机发送一个ICMP请求报文如果目的主机能收到这个请求报文并且愿意做出回应，则发送一个ICMP回送报文当这个ICMP回送报文顺利抵达当前主机时，就完成了一个ping的动作例如，在IP地址为9的主机上测试与IP地址为3

的主机的连通性利用ping命令测试主机连通性按“Windows+R”组合键打开“运行”对话框在“打开”编辑框中输入“cmd”单击“确定”按钮在打开的“命令提示符”窗口中输入“ping3”，按“Enter”键执行两台网络主机相通4.1.5网际控制报文协议ICMP的应用举例（2）tracert命令ICMP另一个非常有用的应用是tracert命令（Windows

操作系统中的名字，在UNIX操作系统中为traceroute命令）tracert命令用于查看访问目的主机所采取的路径，其语法格式为：tracert[可选参数]<目的主机的名字或IP地址>可选参数含义-d不解析路径中路由器的名称，仅显示IP地址，从而更快显示路径-h<跳数>指定最大跳数（TTL上限），默认值为30，可根据网络规模调整表tracert命令的常用可选参数及其含义4.1.5网际控制报文协议ICMP的应用举例例如，要查看当前主机访问搜狐网站的

Web

服务器时所经过的路径利用tracert命令获取到达目的主机的路由信息在“命令提示符”窗口中输入“tracert”，按“Enter”键执行在“命令提示符”窗口中执行“ping-?”“tracert-?”命令可查看ping命令和tracert命令所有的可选参数及其含义4.1.6

IPv6IPv6是网际协议的第六版随着物联网、移动互联网等技术的快速发展，联网设备的数量呈指数级增长，IPv4协议因采用32位地址长度（大约43亿个IP地址），早已面临着地址枯竭的问题在这样的背景下，IPv6协议应运而生在IPv6地址中有时会出现连续的几组零，为了简化书写，这些零可以用“::”代替，但一个IPv6地址中只能出现一次“::”4.1.6

IPv6IPv6地址IPv6地址共128位，分8组表示，每组16位因为每4位二进制数可以用一个十六进制数表示所以每组由4个十六进制数组成，各组之间用“:”隔开每组中前面的0可以省略，但每组必须有一个数如“1080:0:0:0:8:800:200C:417A”

“FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210”在某些情况下，IPv4地址需要包含在IPv6地址中。这时IPv6地址前六组表示方法同上，最后两组用现在习惯使用的点分十进制表示方法例如，IPv4地址包含在IPv6地址中时表示为0:0:0:0:0:0:，或者是::IPv6地址的表示IPv6地址的结构4.1.6

IPv6IPv6地址128位的IPv6地址由48位的全球路由选择前缀、16位的子网标识符和64位的接口标识符组成IPv6地址的表示IPv6地址的结构IPv6地址的结构全球路由选择前缀的作用是什么？4.1.6

IPv6IPv6的特点IPv6地址的长度为128位（16字节），即有2128（约3.4E+38）个地址地址空间是IPv4地址空间的296倍引用IPv6最主要的原因是什么？在IPv6庞大的地址空间中，目前全球入网设备已分配的地址仅占其中极小的一部分，有足够的余量可供未来发展之用IPv6对数据报首部进行了简化，将其基本首部长度固定为40字节，减少了处理开销并节省了网络带宽IPv6定义了多种扩展首部，使得IPv6变得极其灵活，能提供对多种应用的强力支持，同时又为以后支持新的应用提供了可能更大的地址空间简化的首部和灵活的扩展多样化的地址类型高效的自动配置服务质量的满足对移动通信更好的支持网络层认证与加密4.1.6

IPv6IPv6的特点单播地址：用于一对一通信，数据报只发送给唯一指定的网络接口IPv6地址类型多播地址：用于一对多通信，数据报同时发送给多个特定接口（加入同一多播组的接口）任播地址：一种特殊的单播地址，分配给多个接口，数据报发送给距离最近的一个接口所有类型的IPv6地址都直接分配给接口而不是设备一个IPv6单播地址分配给某一个接口，而一个接口又只能属于某一个特定的设备，因此在一些网络结构简单的场景中，一个设备的任意一个接口的单播地址都可以用来标识该设备知识库多播地址实现的是一对多还是一对一通信？更大的地址空间简化的首部和灵活的扩展多样化的地址类型高效的自动配置服务质量的满足对移动通信更好的支持网络层认证与加密4.1.6

IPv6IPv6的特点IPv6的自动配置机制使得网络设备无须人工干预或依赖中心化服务器（如DHCP），即可快速获取网络参数并生成有效

IPv6

地址，这种机制既不需要用户花精力进行地址设定，又可以大大减轻网络管理者的负担自动配置机制的核心是无状态地址自动配置（SLAAC）和有状态配置（DHCPv6）的协同工作IP安全协议（IPSec）是IPv4的一个可选扩展协议，是IPv6必要的组成部分主要功能：在网络层为数据包提供加密和鉴别等安全服务认证机制：利用数据源认证和哈希算法等，使通信的接收端能够确认发送端的真实身份及数据在传输过程中是否被改动IPSec安全机制加密机制：对数据进行编码，以保证数据的机密性，防止数据在传输过程中被他人截获而失密更大的地址空间简化的首部和灵活的扩展多样化的地址类型高效的自动配置服务质量的满足对移动通信更好的支持网络层认证与加密4.1.6

IPv6IPv6的特点服务质量（qualityofservice,QoS）：指通信网络在承载业务时为业务提供的品质保证基于IPv4的Internet在设计之初，只有一种简单的服务质量，即采用“尽最大努力（besteffort）”传输更大的地址空间简化的首部和灵活的扩展多样化的地址类型高效的自动配置服务质量的满足对移动通信更好的支持网络层认证与加密随着多媒体业务（如IP电话、视频点播、在线会议）的增加，对传输延迟和延时抖动的要求越来越严格，因此网络对服务质量的要求也就越来越高IPv6

数据报

8位业务流类别（class）字段20位流标签（flowlabel）字段作用：允许发送业务流的源节点和转发业务流的路由器在IPv6数据报上加上标记，中间节点在接收到IPv6数据报后，通过验证它的流标签就可以判断该数据报所属业务流，然后就可以知道该数据报的QoS需求，并进行快速转发4.1.6

IPv6IPv6的特点移动互联网已成为我们日常生活的一部分，影响着我们生活的方方面面。IPv6提供了可移动的IP数据服务，即便设备在不同网络间频繁切换，也无须频繁变更IP地址，非常适合无线上网的场景。更大的地址空间简化的首部和灵活的扩展多样化的地址类型高效的自动配置服务质量的满足对移动通信更好的支持网络层认证与加密4.1.6

IPv6IPv4到IPv6的过渡技术目前，互联网工程任务组（IETF）已经成立了专门的工作组研究IPv4到IPv6的过渡技术隧道技术如何完成从Pv4到IPv6的转换是将IPv6数据报封装在IPv4数据报中，并设置IPv4数据报的源地址：隧道入口

目的地址：出口的技术封装后的IPv4数据报在IPv4网络中传输，当到达隧道出口时，路由器会将IPv6数据报取出，并转发给目的节点隧道技术凭借运行IPv4协议的Internet骨干网络（隧道），将局部的IPv6网络连接起来，因此成为IPv4向IPv6过渡初期最易于实现的技术双协议栈技术4.1.6

IPv6IPv4到IPv6的过渡技术目前，互联网工程任务组（IETF）已经成立了专门的工作组研究IPv4到IPv6的过渡技术，主要包括以下几种：隧道技术如何完成从Pv4到IPv6的转换指在同一网络设备上同时部署IPv4和IPv6协议，使设备能够同时收发和处理IPv4和IPv6两种数据报的技术如果一台主机同时支持IPv4和IPv6两种协议，那么该主机既能与支持IPv4的主机通信，又能与支持IPv6的主机通信IPv6正在赢得越来越多的支持，而且很多网络硬件和软件制造商已经表示支持这个协议。从IPv4向lPv6的过渡是人们未来实现全球Internet不可跨越的步骤，它不是一朝一夕就可以办得到的，而是一个缓慢和长期的过程双协议栈技术约占中国网民数的74.19%拓展阅读IPv6作为下一代互联网重要创新平台，为5G、物联网、云计算、大数据、人工智能、工业互联网等新技术的融合创新发展提供了坚实支撑，是网络技术重点创新方向和万物互联时代的重要基石。近年来，我国在IPv6推进工作上持续发力，多部门联合组织开展试点，聚焦重点领域和瓶颈问题，探索IPv6全链条、全业务、全场景部署和创新应用，围绕IPv6规模部署与应用出台了一系列政策举措。这些亮眼数据不仅见证了我国IPv6规模部署从点到面的突破，更预示着IPv6将加速与千行百业深度融合，为数字中国建设注入源源不断的网络动能2023年12月2024年12月IPv6地址数量69148块/32增长1.6%例如，新增互联网专线默认开通IPv6功能，提升家庭网关和家庭无线路由器IPv6支持率；互联网企业深化应用服务升级改造，优化放量引流策略，提升

IPv6

流量占比；等等感谢观看第4章TCP/IP协议簇02用户数据报协议UDP02用户数据报协议UDP4.2用户数据报协议UDP发送端的UDP传输过程TCP/IP协议簇中的传输层协议传输控制协议（TCP）用户数据报协议（UDP）面向连接的、提供可靠服务的协议无连接的，提供高效但低可靠性的服务用户数据报协议（userdatagramprotocol,UDP）是一个简单的面向数据报的传输层协议：对于应用层传下来的数据，发送端的UDP仅添加首部就传给网际层即应用层传给UDP多长的数据，UDP就直接一次发送同样的数据，即一次发送一个报文接收端的UDP接收到网际层传过来的数据后，去掉UDP首部后原封不动地传给应用层包括复用、分用和数据校验字段4.2.1

UDP的特点UDP的特点面向无连接的服务不可靠性UDP在传输数据之前不需要事先建立连接数据传输延迟比较小缺乏拥塞控制机制UDP将应用层的数据尽最大努力交付给网际层，但是并不保证数据能够可靠交付UDP

一般允许一定量的丢包、出错和重复绝大多数UDP应用都不需要可靠机制，如流媒体、实时多媒体游戏和基于IP的语音通信（VoIP），甚至可能因为引入可靠机制而降低性能使用UDP时，网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率变低，这对于一些低延迟需求的应用来说非常有利也需要基于网络的拥塞控制机制来避免因高速UDP流量负荷导致的拥塞崩溃现象UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信支持多种交互通信4.2.2

UDP端口号分配网络中的通信本质是进程间的通信，而多数操作系统支持多进程并发，即允许多个应用程序同时运行。通信双方进行通信时，不仅需要知道目的主机的地址，还需要确定数据交付的具体进程。为解决该问题，传输层协议引入协议端口（简称端口），通过端口号标识不同进程发送端接收端通信时接收端的IP地址、接收端的端口号必须包含自身的端口号4.2.2

UDP端口号分配TCP/IP协议簇约定：0～1023为知名端口，由系统服务或标准网络服务使用1024～49151为注册端口，需向IANA注册后供用户自定义网络服务使用49152～65535为动态端口，由操作系统动态分配给临时进程使用，无需注册TCP/IP参考模型的传输层用16位的端口号区分不同端口，因此允许有65536个不同的端口UDP端口号服务名称说明53DNS域名解析服务69TFTP简单文件传输服务161SNMP简单网络管理服务520RIP动态路由服务表

常用的UDP端口号上述端口是软件层面的抽象概念，主要用于实现进程间的逻辑通信，无实体形态；而硬件设备（如路由器、交换机）上的实体端口是物理端口，主要用于连接其他设备，为设备间的数据传输提供物理通道，两者是完全不同的概念提示4.2.3

UDP数据报格式UDP数据报格式首部数据UDP数据报由4个字段组成每个字段长度都是2字节用于标识发送端和接收端的进程因为UDP不需要应答，所以源端口号是可选的（如果不标识源端口，那么源端口号置为零）（以字节为单位），用于指明

UDP

数据报中包括数据部分的长度，最小值为

8（仅有UDP首部）用于对UDP首部和数据部分做校验，检测UDP数据报在传输过程中是否出错4.2.3

UDP数据报格式UDP数据报格式当传输层从网际层接收到UDP数据报后，会将去掉UDP首部的数据给UDP首部中指明的目的端口如果接收端UDP发现没有与接收到的UDP数据报中的目的端口号相匹配的端口，则丢弃该数据报，并发送“端口不可达”差错报文给发送端如果匹配端口号已满，也丢弃该报文，但不发送差错报文，只能等待超时重发03传输控制协议TCP感谢观看第4章TCP/IP协议簇03传输控制协议TCP4.3传输控制协议TCP传输控制协议（transmissioncontrolprotocol,TCP）是传输层上另一著名的协议TCP提供进程通信，面向连接的、可靠的字节流服务TCP报文段封装在

IP

数据报内部进行传输主要提供是

TCP/IP协议簇中最具代表性的协议之一TCP报文段封装在IP数据报内部4.3.1

TCP的特点面向连接意味着两个使用TCP的应用程序（通常为一个客户和一个服务器）在交换数据之前必须先建立一个TCP连接TCP连接只存在于两个终端节点，网络中的中间节点（如路由器、网桥）对该连接毫不知情，它们只负责传输数据，但不关心数据属于哪个TCP连接，所以TCP不支持广播和组播面向连接的服务面向字节流的服务可靠交付全双工通信流量控制字节流是指连续的、无结构的字节序列TCP从应用程序处收到数据后，会将其看作字节流，然后将其封装成长度适中的TCP报文段，并在TCP首部的序号字段中指出段中数据在发送端字节流中的位置接收端读取字节流时，借助序号字段和确认机制，确保字节按序、无差错传输4.3.1

TCP的特点TCP的传输过程由3个步骤组成一个应用程序在发送数据时，首先要请求建立TCP连接，通过此连接传输的数据，可以无差错、不丢失、不重复并且按序到达接收端面向连接的服务面向字节流的服务可靠交付全双工通信流量控制TCP连接提供的是全双工通信，允许通信双方的应用程序随时发送数据建立连接传输数据释放连接TCP连接的双方都有固定大小的缓冲区，通过流量控制可以防止发送端因数据发送速率过高导致接收端的缓冲区溢出TCP采用可变滑动窗口协议，并且当交付的数据不够填满一个缓冲区时，流服务提供PUSH机制，应用程序可以进行强制传输通常把缓冲区的空闲部分称为窗口4.3.2

TCP端口号分配表

常用的TCP端口号TCP端口号服务名称说明21FTP文件传输服务22SSH安全外壳服务23Telnet远程登录服务25SMTP简单邮件传输服务53DNS域名解析服务69TFTP简单文件传输服务80HTTPWeb服务110POP3接收电子邮件服务161SNMP简单网络管理服务由于TCP和UDP是两个独立的协议，因此，它们的端口号也是相互独立的。即TCP和UDP可以使用相同的端口号，TCP端口号由TCP协议查看和处理，UDP端口号由UDP协议查看和处理提示4.3.3

TCP报文段格式首部数据

TCP

报文段前20字节是固定的TCP报文段的最小长度为20字节TCP是面向字节流的，

TCP

传送的数据单元是报文段TCP报文段的格式可根据需要增加4.3.3

TCP报文段格式用于标识发送端和接收端的进程这两个字段加上IP数据报首部中的源IP地址字段和目的IP地址字段可以确定一条唯一的TCP连接

用于标识从发送端向接收端发送的字节流，其值为当前TCP报文段中第一个数据字节的序号用于指明接收端期望收到的下一个数据字节的序号例如，接收端已成功接收发送端发送的序号为501、数据长度为200字节的TCP报文段

接收端期望收到的下一个数据字节的序号是701，此时确认序号即为7014.3.3

TCP报文段格式设置这个字段是因为选项字段的长度是可变的该字段占4位，以4字节为单位，因此TCP数据偏移的最大值是60字节，即TCP首部的最大长度为60字节用于指明TCP报文段的数据部分起始处距离TCP报文段的起始处有多远，即TCP报文段的首部长度占6位，保留为今后使用，目前设置为0例如，确认序号为701，若发送端本地接收缓冲区剩余空间为5000字节，则窗口字段值为5000，表示从序号701开始，最多还能接收5000字节数据占16位，以字节为单位，用于指明该报文段的发送端当前能够接收的从确认序号开始的最大数据长度目的：向对方声明本地接收缓冲区的使用情况4.3.3

TCP报文段格式URG（urgent）：紧急数据标志位当URG=1时，紧急指针字段有效，表示该报文段中有紧急数据，应尽快传输，而不是按照原来的顺序传输在TCP首部中有6个标志位ACK（acknowledgement）：确认标志位当

ACK=1

时，表示确认序号字段有效；当ACK=0

时，表示确认序号字段无效TCP

规定：在

TCP

连接建立后，所有传送的TCP报文段的ACK字段必须置1PSH（push）：推送标志位当PSH=1时，表示发送端希望立即得到接收端的响应发送端的TCP应尽快发送该报文段，接收端接收到后也应尽快把该报文段交给应用层4.3.3

TCP报文段格式RST（reset）：复位标志位，用于复位连接如果TCP接收到的数据不属于该主机上的任何一个连接，则将RST字段置1，并向发送端发送一个复位数据，释放当前连接，然后重新建立连接RST字段置1还可用于拒绝一个非法的TCP报文段或拒绝打开一个连接SYN（synchronous）：同步标志位，在建立连接时用于同步序号如果

SYN=1，且ACK=0，表示这是一个连接请求报文段如果

SYN=1，且

ACK=1，表示这是一个连接确认报文段FIN（finish）：终止标志位，用于释放连接当FIN=1时，表示发送端完成数据传输任务，希望释放连接当通信双方都发送了FIN=1的报文段，并得到对方确认，连接才会完全释放4.3.3

TCP报文段格式用于检查

TCP

报文段在传输过程中是否出现错误发送端在发送TCP报文段前，会计算TCP首部和数据部分的校验和接收端会进行验证只有当URG=1时，该字段才有效紧急指针是一个正的偏移量，用于指明当前TCP报文段中紧急数据的字节数即紧急指针字段和序号字段中的值相加再减1，表示紧急数据最后一个数据字节的序号需要注意的是，即使窗口字段为零，也可以发送紧急数据选项字段长度可变，最长可达40字节TCP

规定了最长报文段大小，又称为MSS（maximumsegmentsize）通信双方通常在通信的第一个

TCP

报文段中设置这个字段用来协商通信双方所能接收的TCP报文段的最大长度4.3.3

TCP报文段格式TCP报文段中的数据部分是可选的，在TCP连接建立和释放的过程）中，通信双方交换的TCP报文段都是仅有TCP首部，没有数据部分的。如果一方没有数据要发送，也可以使用没有任何数据的首部确认收到的数据。在许多处理超时的情况中，也会发送不带任何数据的TCP报文段。4.3.4

TCP连接的建立和释放TCP是一个面向连接的协议，TCP连接的建立和释放是面向连接的通信中必不可少的部分。TCP连接的建立和释放都采用客户/服务器方式，主动发起连接建立的应用进程称为客户（client），而被动等待连接建立的进程称为服务器（server）。下面具体介绍TCP连接的建立与释放过程。4.3.4

TCP连接的建立和释放TCP连接的建立

三次握手建立TCP连接假设客户机上的一个进程想与服务器上的另一个进程通信，两者要通过“三次握手（three-wayhandshake）”建立TCP连接

4.3.4

TCP连接的建立和释放TCP连接的建立第1次握手：客户发送连接请求客户发送一个特殊的TCP报文段给服务器，该报文段不包含数据，而是将首部的SYN标志位置1，因此也称该报文段为SYN报文段同时，客户还为该连接设置初始序seq=client_isn该报文段封装成IP数据报发送给服务器三次握手建立TCP连接假设客户机上的一个进程想与服务器上的另一个进程通信，两者要通过“三次握手（three-wayhandshake）”建立TCP连接4.3.4

TCP连接的建立和释放TCP连接的建立

三次握手建立TCP连接第

2

次握手：服务器同意连接确认当包含SYN报文段的IP数据报到达服务器（假设正常到达）时，服务器从IP数据报中提取出SYN报文段，并初始化连接的缓存和变量，同时回送给客户一个同意连接的确认报文段这个确认报文段也不包含数据，而是在首部包含三条重要的信息：SYN=1，ACK=1确认序号ack=client_isn+1服务器选择连接的初始序号seq=server_isn该报文段通常称为SYN&ACK报文段假设客户机上的一个进程想与服务器上的另一个进程通信，两者要通过“三次握手（three-wayhandshake）”建立TCP连接4.3.4

TCP连接的建立和释放假设客户机上的一个进程想与服务器上的另一个进程通信，两者要通过“三次握手（three-wayhandshake）”建立TCP连接TCP连接的建立

三次握手建立TCP连接第

3

次握手：客户确认连接在接收到服务器同意连接的确认后，客户同样要设置连接的缓存和变量，并再向服务器发送一个确认报文段（对服务器SYN&ACK报文段的确认）这时，ACK=1，SYN=0，表示连接已经建立三次握手过程结束后，客户和服务器就可以相互发送数据了4.3.4

TCP连接的建立和释放客户和服务器之间数据传输完成后，需要释放TCP连接。建立一个TCP连接需要“三次握手”，而释放一个TCP连接则需要“四次握手”。原因：TCP连接提供的是全双工通信，因此每个方向必须单独关闭。也就是说，当任意一方完成数据传输任务后都可以发送一个FIN报文段（FIN=1）释放这个方向的连接；另一端收到FIN报文段后，通知应用层另一端已经终止了该方向的数据传输，也就是对FIN报文段进行确认TCP连接的释放

4.3.4

TCP连接的建立和释放第

1

次握手：客户请求关闭连接客户向服务器发送一个FIN=1的FIN报文段，并设置初始序号seq=client_isn该报文段封装成IP数据报传送给服务器四次握手释放TCP连接TCP连接的释放通常情况下都是客户主动释放连接，因此以客户主动关闭一个TCP连接为例讲解释放TCP连接的过程

4.3.4

TCP连接的建立和释放第

2

次握手：服务器确认客户请求服务器收到FIN报文段后，发送一个ACK报文段对FIN报文段进行确认ACK报文段中，ACK=1，seq=server_isn，ack=client_isn+1客户收到服务器的ACK报文段后，进入终止等待状态，等待服务器发出的连接释放报文段此时，TCP连接处于半关闭状态，即客户无法向服务器发送数据，但可以接收服务器发来的数据四次握手释放TCP连接TCP连接的释放通常情况下都是客户主动释放连接，因此以客户主动关闭一个TCP连接为例讲解释放TCP连接的过程

4.3.4

TCP连接的建立和释放第

3

次握手：服务器请求关闭连接若服务器中没有需要发送给客户的数据了，则发送自身的连接释放报文段给客户该报文段中FIN=1，ACK=1，seq=server_isn，ack=client_isn+1四次握手释放TCP连接TCP连接的释放通常情况下都是客户主动释放连接，因此以客户主动关闭一个TCP连接为例讲解释放TCP连接的过程

4.3.4

TCP连接的建立和释放通常情况下都是客户主动释放连接，因此以客户主动关闭一个TCP连接为例讲解释放TCP连接的过程四次握手释放TCP连接TCP连接的释放第

4

次握手：客户确认服务器请求客户收到服务器的连接释放报文段后，对服务器的连接释放报文段进行确认（在确认报文段中，ACK=1，ack=server_isn+1，seq=client_isn+1），然后进入时间等待状态经过时间等待计时器设置的时间2MSL后，客户才真正释放连接MSL是最长报文段寿命（maximumsegmentlifetime），设置这个时间是为了保障客户发送的最后一个确认报文段有足够的时间到达服务器RFC

793建议将MSL设为2分钟，TCP允许不同的实现根据具体情况使用更小的MSL值知识库TCP/IP协议簇网际协议IP用户数据报协议UDP传输控制协议TCP本章小结第4章TCP/IP协议簇主讲人:岳珍梅

01网际协议IP感谢观看第4章TCP/IP协议簇主讲人:岳珍梅

01网际协议IP新课导入一个包裹的奇幻漂流一个包裹从你的手，跨越千山万水安全、准确地到达朋友手中，背后需要哪些关键角色和规则？新课导入地址怎么写？怎么保证唯一？选顺丰还是邮政？包裹丢了、损坏了怎么办？包裹怎么规划路线？怎么知道走高速还是国道？

IP地址包裹上精确到门牌号的收寄地址TCP(如顺丰)像保价+签收+全程追踪的快递服务UDP(如普通跑腿)像不保价、不签收、只管发的服务就像遍布全国的分拣中心（路由器），根据包裹上的地址（IP地址），智能选择最快、最通畅的路线（路由选择），把包裹送往下一站（IP协议负责寻址和路由）网际协议（internetprotocol,IP）是一个网络层协议，可提供一种不可靠、无连接的数据报传输服务。什么是网际协议？4.1网际协议IPIP协议是TCP/IP协议簇中最为核心的协议IP协议属于哪一层？在TCP/IP协议簇中，IP被称为什么？与

IP

协议配套的还有

4

个子协议：地址解析协议（ARP）反向地址解析协议（RARP）网际控制报文协议（ICMP）因特网组管理协议（IGMP）4.1.1

IP数据报IP

数据报包含首部和数据两个部分：数据是上层传输而来的首部是为了正确传输数据而增加的控制信息IP数据报由哪两部分组成？IP协议定义了一个在Internet中传输的基本数据单元，称为IP数据报IP数据报的格式4.1.1

IP数据报IP数据报首部由20字节的固定部分和长度可变的可选字段组成（1）版本目前广泛使用的IP协议版本号为4（IPv4），对应版本字段为0100（2）首部长度占4位用于指明

IP

协议的版本用于指明IP数据报首部的长度（以4字节为单位）不使用可选字段时，该字段为0101（最小值），即首部长度为20字节占4位（3）区分服务用于指明IP数据报的优先级和服务类型一般情况下不使用该字段，只有在使用区分服务时，该字段才起作用占8位（4）总长度用于指明整个IP数据报的长度（以字节为单位）

占16位每种数据链路层协议都规定了一个数据帧