第3讲TCPIP协议.ppt

1、淮阴工学院计算机工程系,TCP/IP Protocol,淮阴工学院计算机工程系,Contents,计算机网络体系结构 网络层功能 TCP/IP IP地址,淮阴工学院计算机工程系,1 Computer Network Architecture,Concepts,OSI模型的好处 减少复杂性 标准化接口 便于模块化设计 确保技术兼容性 加速发展 简化教与学,淮阴工学院计算机工程系,淮阴工学院计算机工程系,OSI Physical Layer,淮阴工学院计算机工程系,OSI Data Link Layer,介质访问控制,淮阴工学院计算机工程系,OSI Network Layer,淮阴工学院计算机工程

2、系,OSI Transport Layer,淮阴工学院计算机工程系,OSI Session Layer,淮阴工学院计算机工程系,OSI Presentation Layer,淮阴工学院计算机工程系,OSI Application Layer,淮阴工学院计算机工程系,Peer-to-Peer Communication,协议数据单元（ Protocol data units (PDUs) ） 每一层PDU名字（Names for PDU at Each Layer）： 位（bit） 帧（frame） 包（packet） 段（segment） 数据（data）,淮阴工学院计算机工程系,数据封装（D

3、ata Encapsulation ）,淮阴工学院计算机工程系,TCP/IP数据封装,淮阴工学院计算机工程系,Data Transmission,IP,ETH,PPP,以太口,串口,IP,PPP,ETH,串口,以太口,协议封装,路由选择 协议转换,路由器,路由器,WAN,传送,拆包,LAN1,LAN2,接收,发送,IP Address,Physical Address,淮阴工学院计算机工程系,2 网际协议 IP 及其配套协议,各种应用层协议,Network Interface,(TELNET, FTP, SMTP 等),物理硬件,Transport,TCP, UDP,Application,I

4、CMP,IP,RARP,ARP,与各种网络接口,IP,IGMP,淮阴工学院计算机工程系,Network Layer or IP Layer,数据包的路由转发机制 IP地址 ARP，RARP ICMP,淮阴工学院计算机工程系,2.1 Functions of Network Layer,完成数据包寻址和路由的功能,走哪一条？,淮阴工学院计算机工程系,2.2 IP Address and Post delivery,淮阴工学院计算机工程系,IP Addressing,IP地址的网络号，相当于邮政中的城市名称或邮编中的城市编码 IP地址的子网编号，相当于邮政中某城市中的街道名称 IP地址的主机号，相

5、当于邮政中的具体街道号 而MAC地址在网络寻址中，则扮演着主机身份证的角色,淮阴工学院计算机工程系,Routing,淮阴工学院计算机工程系,Simulation of Routing,淮阴工学院计算机工程系,2.3 ARP,淮阴工学院计算机工程系,淮阴工学院计算机工程系,RARP,淮阴工学院计算机工程系,2.3 ICMP,淮阴工学院计算机工程系,因特网控制报文协议 ICMP,为了提高 IP 数据报交付成功的机会，在网际层使用了因特网控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol)。 ICMP 允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。

6、ICMP 不是高层协议，而是 IP 层的协议。 ICMP 报文作为 IP 层数据报的数据，加上数据报的首部，组成 IP 数据报发送出去。,淮阴工学院计算机工程系,ICMP 报文,ICMP 报文的种类有两种，即 ICMP 差错报告报文和 ICMP 询问报文。 ICMP 报文的前 4 个字节是统一的格式，共有三个字段：即类型、代码和检验和。接着的 4 个字节的内容与 ICMP 的类型有关。,淮阴工学院计算机工程系,ICMP 差错报告报文的数据字段的内容,首部,IP 数据报,ICMP 的 前 8 字节,装入 ICMP 报文的 IP 数据报,IP 数据报 首部,ICMP 差错报告报文,8 字节,收到的

7、 IP 数据报,IP 数据报 首部,8 字节,ICMP 差错报告报文,IP 数据报的数据字段,淮阴工学院计算机工程系,ICMP 差错报告报文共有 5 种,终点不可达 源站抑制 时间超过 参数问题 改变路由（重定向）,淮阴工学院计算机工程系,Ping,淮阴工学院计算机工程系,Trace功能,淮阴工学院计算机工程系,Traceroute命令,淮阴工学院计算机工程系,三、网络管理工具,状态监视 流量监视 路由监视 网络管理系统,淮阴工学院计算机工程系,1、状态监视工具,ifconfig，UNIX内用于设置、查询网络接口的参数或状态 ipconfig和winipcfg ping及其替换工具 nsloo

8、kup、dig和host ，域名的解析,淮阴工学院计算机工程系,2、流量监视工具（1）,Ping，观察网络的丢包率、延迟，了解网络流量 Bing，点到点的带宽测量 snoop、etherfind、tcpdump和ethereal，通过捕捉网络上的分组，然后按照不同的形式显示或输出这些分组,淮阴工学院计算机工程系,Iperf命令，计算网络吞吐量 UNIX上启动服务器进程 bsd# iperf -s -p3000 - Server listening on TCP port 3000 TCP window size: 16.0 KByte (default) - 4 local 172.16.2.

9、236 port 3000 connected with 0 port 1133 ID Interval Transfer Bandwidth 4 0.0-10.0 sec 5.6 Mbytes 4.5 Mbits/sec C Windows端启动客户进程 C: iperf c36 -p3000 - Client connecting to 36, TCP port 3000 TCP window size: 8.0 KByte (default) - 28 local 0 port 1133 conn

10、ected with 36 port 3000 ID Interval Transfer Bandwidth 28 0.0-10.0 sec 5.6 MBytes 4.5 Mbits/sec,流量监视工具（2）,淮阴工学院计算机工程系,3、路由监视工具,traceroute/tracert，了解路由的具体情况 arp ，设备内存储的关于IP地址和MAC地址的对应关系 Netstat 分析通信状态 检查各个TCP连接的状态 统计每个接口收发分组的情况，用于统计吞吐量 显示设备的路由表,淮阴工学院计算机工程系,4、网络管理系统,HP OpenView、IBM NetView和S

11、un NetManager HP OpenView的主要模块 OpenView Network Node Manager（NNM） OpenView Operations OpenView Performance OpenView Database Pak 2000 OpenView Reporter OpenView GlancePlus Pak 2000 OpenView OmniBack II/OmniStorage,淮阴工学院计算机工程系,四、网络故障分析和监视工具,Fluke OptiView协议分析专家 实用的网络管理工具包：SolarWinds 2002 网络流量监控软件：MRT

12、G,淮阴工学院计算机工程系,1、FlukeOptiView协议分析专家,网络监测和分析 报警系统 数据存储和报告 加速故障诊断 流量生成,淮阴工学院计算机工程系,2、工具包:SolarWinds 2000,Cisco工具 IP地址管理 网络发现工具 MIB浏览器工具 网络监视工具 网络性能监视工具 Ping和诊断工具 宽带网络工具 安全工具 杂类工具,淮阴工学院计算机工程系,3、网络流量监控软件:MRTG,监控网络链路负载 利用SNMP协议从设备上得到流量信息 由MRTG产生的CERNET一台主干路由器的流量图。 绿色区域表示数据每秒流入量 蓝色线条表示数据每秒流出量,淮阴工学院计算机工程系,

13、4、故障检查和分析（1）,文档化的网络更易于管理 网络的逻辑拓扑和物理拓扑。 电缆连接和配线架信息。 计算机和其它设备的默认设置参数。 计算机和用户使用的各种应用列表。应该区分网络管理与应用管理，记录每个应用程序的功能、版本号、补丁级别以及应用管理员的联系方法。 用户帐号信息和权限。 网络概况信息，与工作环境有关的设备的使用方法。 问题报告。记录当时的现象或原因，以便于日后分析。,淮阴工学院计算机工程系,故障检查和分析（2）,故障分析与解决技术 对症状进行精确完整地描述，确定问题是否的确存在，还是由于用户不当使用造成。 深入调查，确定故障的原因，排除与性能和能力有关的问题。 从逻辑和物理角度理

14、解网络的功能 应该真正地解决问题，而不是采用替代法避免问题的发生。 开发问题解决方案的跟踪系统，提供一种跟踪机制，记录事件发生的过程，为技术人员发现问题创造条件。 排除故障的过程 对网络设备审计 防止排错过程中的陷阱,淮阴工学院计算机工程系,故障检查和分析（3）,排除故障的过程 涉及的设备类型是哪些？计算机、集线器、交换机、路由器、电缆还是别的什么？是否能够缩小范围到一个设备或单个网段？ 如果只是一台设备受到影响，那么是否是唯一的一台？如果启动另外一台类似设备是否也会出现同样问题？设备的配置与位置是否不同？是否有影响？ 如果问题在多个系统出现，它们是否有共同点？是否属于一个网段？是否使用同一个

15、子网地址？是否通过同一条路径到达某个目标？ 出现问题时用户执行了什么操作？应该具体地描述当时的场景。 问题是否可以重新产生？重复当时的步骤，看看问题是否会重复出现？ 对网络设备审计 防止排错过程中的陷阱,淮阴工学院计算机工程系,五、网络管理的常用命令,NET Ping Netstat Ipconfig Arp,Tracert Route Nslookup nbstat,淮阴工学院计算机工程系,1、NET命令,用户可以使用NET命令获取给出特定信息。如果用户想查阅映射到一台计算机上的所有当前驱动器的列表，可以简单输入NET VIEW Computername。 常用NET命令举例： NET AC

16、COUNTS查阅当前账号设置 NET CONFIG SERVER查阅本网络配置信息统计 NET SHARE查阅本地计算机上共享文件 NET USER 查阅本地用户账号 NET VIEW 查阅网络上可用计算机,淮阴工学院计算机工程系,2、Ping命令（1）,Ping用于确定网络的连通性。命令格式： Ping 主机名 Ping 域名 Ping IP地址,淮阴工学院计算机工程系,4.常见的错误信息 (1）unknown host 不知主机名 远程主机的名字不能被命名服务器转换成IP地址。 (2) Network unreachable 网络不能到达 本地系统没有到达远程系统的路由，可以用netsta

17、t rn检查路由表来确定路由配置情况。 (3) No answer 无响应 远程系统没有响应。 (4) Timed out 超时 与远程主机的链接超时，数据包全部丢失。故障原因可能是到路由器的连接问题、路由器不能通过，也可能远程主机已经关机。,淮阴工学院计算机工程系,2、Ping命令（2）,典型的检测次序及对应的可能故障： ping 如果测试成功，表明网卡、TCP/IP协议的安装、IP地址、子网掩码的设置正常。如果测试不成功，就表示TCP/IP的安装或运行存在某些最基本的问题。 ping 本机IP 如果测试不成功，则表示本地配置或安装存在问题，应当对网络设备和通讯介质进行测

18、试、检查并排除。 ping局域网内其他IP 如果测试成功，表明本地网络中的网卡和载体运行正确。但如果收到0个回送应答，那么表示子网掩码不正确或网卡配置错误或电缆系统有问题。,淮阴工学院计算机工程系,2、Ping命令（3）, ping 网关IP 这个命令如果应答正确，表示局域网中的网关路由器正在运行并能够做出应答。 ping 远程IP 如果收到正确应答，表示成功的使用了缺省网关。 ping localhost localhost是系统的网络保留名，它是的别名，每台计算机都应该能够将该名字转换成该地址。如果没有做到这一带内，则表示主机文件（/Windows/host）中存在问题。

19、 Ping 如果这里出现故障，则表示本机DNS服务器的IP地址配置不正确，或DNS服务器有故障。,淮阴工学院计算机工程系,2、Ping命令（4）,如果上面所列出的所有Ping命令都能正常运行，那么计算机进行本地和远程通信基本上就没有问题了。但是，这些命令的成功并不表示你所有的网络配置都没有问题，例如，某些子网掩码错误就可能无法用这些方法检测到。 Ping命令的常用参数选项 ping IP -t：连续对IP地址执行Ping命令，直到被用户以Ctrl+C中断。 ping IP -l 2000：指定Ping命令中的数据长度为2000字节，而不是缺省的32字节。 ping IP -n：执行特定次数的P

20、ing命令。,淮阴工学院计算机工程系,3、Netstat命令（1）,检测计算机与网络之间详细的连接情况，可以得到以太网的统计信息并显示所有协议（TCP协议、UDP协议以及IP协议等）的使用状态。还可以选择特定的协议并查看其具体使用信息，包括显示所有主机的端口号以及当前主机的详细路由信息。下面给出Netstat的一些常用选项： Netstat -s：-s选项能够按照各个协议分别显示其统计数据。这样就可以看到当前计算机在网络上存在哪些连接，以及数据包发送和接收的详细情况等等。如果应用程序（如Web浏览器）运行速度比较慢，或者不能显示Web页之类的数据，那么可以用本选项来查看一下所显示的信息。仔细查

21、看统计数据的各行，找到出错的关键字，进而确定问题所在。,淮阴工学院计算机工程系,3、Netstat命令（2）,淮阴工学院计算机工程系,3、Netstat命令（3）, Netstat -e：-e选项用于显示关于以太网的统计数据。它列出的项目包括传送的数据报的总字节数、错误数、删除数、数据报的数量和广播的数量。这些统计数据既有发送的数据报数量，也有接收的数据报数量。使用这个选项可以统计一些基本的网络流量。 Netstat -r：-r选项可以显示关于路由表的信息，类似于后面所讲使用route print命令时看到的信息。除了显示有效路由外，还显示当前有效的连接。 Netstat a：-a选项显示一个

22、所有的有效连接信息列表，包括已建立的连接（ESTABLISHED），也包括监听连接请求（LISTENING）的那些连接。 Netstat n：显示所有已建立的有效连接。,淮阴工学院计算机工程系,4、ipconfig命令（1）,ipconfig实用程序，可用于显示当前的TCP/IP配置的设置值，它在Windows95/98中的等价图形用户界面命令为winipcfg。这些信息一般用来检验人工配置的TCP/IP设置是否正确。 如果计算机和所在的局域网使用了动态主机配置协议DHCP，使用ipconfig命令可以了解到你的计算机是否成功地租用到了一个IP地址，及目前分配的子网掩码和缺省网关等网络配置信息

23、。,淮阴工学院计算机工程系,4、ipconfig命令（2）,常用的选项： (1)ipconfig：当使用IPConfig不带任何参数选项时，显示每个已经配置了的接口的IP地址、子网掩码和缺省网关值。 (2)ipconfig /all：当使用all选项时，IPConfig能为DNS和WINS服务器显示它已配置且所有使用的附加信息，并且能够显示内置于本地网卡中的物理地址（MAC）。如果IP地址是从DHCP服务器租用的，IPConfig将显示DHCP服务器分配的IP地址和租用地址预计失效的日期。,淮阴工学院计算机工程系,4、IPConfig命令（3）,淮阴工学院计算机工程系,4、IPConfig命令

24、（4）,(3) ipconfig /release和ipconfig /renew： 只能在向DHCP服务器租用其IP地址的计算机上起作用。 ipconfig/release 所有接口的租用IP地址便重新交付给DHCP服务器（归还IP地址）。 ipconfig /renew 本地计算机设法与DHCP服务器取得联系，并租用一个IP地址。大多数情况下网卡将被重新赋予和以前所赋予的相同的IP地址。,淮阴工学院计算机工程系,5、ARP,常用命令选项： arp a：用于查看高速缓存中的所有项目。 arp -a IP：如果有多个网卡，那么使用arp -a加上接口的IP地址，就可以只显示与该接口相关的ARP缓存项目。 arp -s IP 物理地址：向ARP高速缓存中人工输入一个静态项目。该项目在计算机引导过程中将保持有效状态，或者在出现错误时，人工配置的物理地址将自动更新该项目。 arp -d IP：使用本命令能够人工删除一个静态项目。,淮阴工学院计算机工程系,6、Tracert命令（1）,这个应用程序主要用来显示数据包到达目的主机所经过的路径。通过执行一个Tracert到对方主机的命令之后，结果返回数据包到达目的主机前所经历的路径详细信息，并显示到达每个路径所消耗的时间。 这个命令同ping命令类似，但它所看到的信息要比ping命令详细得多，它能反馈显示送出的到某一站点的请求数据包