1.02网络协议与协议族.ppt

1、第二章,网络协议与协议族,协议,协议 ( Protocol )：计算机网络同等层次中，通信双方进行信息交换时必须遵守的规则的集合。,什么是协议,协议的组成,1. 语法（syntax)：以二进制形式表示的命令和相应的结构 2. 语义（semantics)：由发出的命令请求，完成的动作和回送的响应组成的集合 3. 定时关系（timing)：有关事件顺序的说明,协议示例1,协议示例 以发送消息“HELLO STUDENTS” 为例。,告诉对方共14字符,规定前三个字符为消息长度,消息内容,协议示例2,协议示例 以发送消息“HELLO STUDENTS” 为例。,共1字符,如果接收方采用前两个字符为消

2、息长度的话,一个字符？,出错啦！,协议示例3,协议示例 最简单的一个例子：我对你说 “我请你吃饭吧” 1、如果你压根认为这是噪音， “？￥#%&*（”； （语法不一致） 2、你不懂中文，“Whats your mean?” （语义不一致） 3、如果你耳朵有问题，听到的是“你请我吃饭吧”， 你：“门都没有！” （定时有问题了）,协议栈,什么是协议栈,常见的协议栈,TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk,在网络中，为了完成通信，必须使用多层上的多种协议。这些协议按照层次顺序组合在一起，构成了协议栈(Protocol Stack)，也称为协议簇(Protocol Suite)。,TCP/I

3、P协议栈,网络体系结构,计算机网络层次结构模型与各层协议的集合，就是计算机网络体系结构(Network Architecture)。,协议的作用,1、建立对等层虚拟通信：,2、实现层次间无关性：,其实质就是对等层发送端根据本层协议添加特定控制信息，对等层根据本层协议剥离并读取控制信息然后做出适当的响应。,各个层次无需了解其它层次所采用的协议和算法的细节。,常见的协议1,TCP/IP协议,协议名称,拥有者,特点,IPX/SPX协议,NetBEUI协议,IBM,无,开放式，可路由,Novell,Netware网络，可路由,NetBIOS，不可路由,AppleTalk,Apple,不可路由,常见的协

4、议2,ATM,协议名称,特点,IrDA,SLIP,异步传输，信元（cell），面向连接,无线红外线传输协议,仅支持TCP/IP协议，要求静态IP,PPP,提供差错校验、支持多种协议、允许动态分配IP地址、支持认证,VPN,信息安全保护,TCP/IP协议,Internet上的标准协议,TCP/IP网络接口层协议,以太网协议IEEE 802.3异步传输模式ATM桢中继Frame Relay令牌环与FDDI,TCP/IP网络接口(主机至网络)层协议,TCP/IP因特网层协议,IP协议Internet协议ARP协议IP（逻辑）地址 - MAC（物理）地址RARP协议MAC（物理）- 地址IP（逻辑）地

5、址 ICMP控制报文协议IGMP组管理协议,TCP/IP Internet层协议,16,Internet协议,Internet协议（Internet Protocol，IP）基本功能： 提供数据传输 包编址 包寻径 分段 简单的包错误检测。 IP是一种无连接的协议。,IP协议分析,版本(4),目的IP地址(32),选项和填充(0 or 32),数据负载(可变),Bit 0,Bit 15,Bit 16,Bit 31,包头长度 (4),服务类型TOS (8),长度(16),标识符(16),标志(3),段偏移量(13),生存周期TTL(8),协议(8),包头校验和(16),源IP地址(32),20B

6、ytes,ARP协议,,,IP: = ?,主机的MAC地址是多少？,,,IP: = ?,ARP协议,,IP: Ethernet: 0800.0020.1111,,IP: = ?,ARP协议,IP地址 MAC地址 本地ARP解析,,IP: Ethernet: 0800.0020.1111,,IP: 172.16

7、.3.2 = ?,ARP协议,反向ARP协议,Ethernet: 0800.0020.1111 IP = ?,本机IP地址是多少？,Ethernet: 0800.0020.1111 IP = ?,本机IP地址是多少？,收到请求广播报文，分配请求方IP地址为5,反向ARP协议,Ethernet: 0800.0020.1111 IP: 5,Ethernet: 0800.0020.1111 IP = ?,本机IP地址是多少？,收到请求广播报文，分配请求方IP地址为5,反向ARP协议,MAC IP 反向ARP解析,Ethernet: 0800

8、.0020.1111 IP: 5,Ethernet: 0800.0020.1111 IP = ?,本机IP地址是多少？,收到请求广播报文，分配请求方IP地址为5,反向ARP协议,ICMP协议,Application,Transport,Internet,Data Link,Physical,目标不可达 请求/回应(Ping) 其他,ICMP,1,TCP/IP传输层协议,TCP传输控制协面向连接，更可靠UDP用户报文协议无连接，更快速,TCP/IP 传输层协议,TCP协议,传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol） 面

9、向连接的、可靠的、端到端的、基于字节流的传输协议，通过三次握手建立连接；应用程序访问TCP服务是通过在收发双方创建套接字来实现的； 套接字的地址是用（IP地址，主机端口号）来表示的。,TCP协议分析,TCP端口,TCP协议通过端口来判断数据是由那个应用程序发送的，由那个应用程序来接收处理（传输层与高层的服务的接口）。端口取值范围：065536 ；常用端口：11023 ；保留给常用服务不可它用常见服务端口：80HTTP23Telnet20FTP数据21FTP控制25SMTP110POP3,三次握手原理,三次握手建立连接 保证连接的确定性 防止已失效的连接请求报文突然又传输到目标机 Step1、请

10、求（初始化）方 服务（接收）方SYN1 SEQX Step2、服务（接收）方 请求（初始化）方 SYN1,ACK1SEQYACKX+1（希望接收的序号） Step3、请求（初始化）方 服务（接收）方ACK1SEQX+1ACKY+1,三次握手示意图,三次握手举例,TCP A TCP B 1. CLOSED LISTEN 2. SYN-SENT- - SYN-RECEIVED 3. ESTABLISHED - ESTABLISHED 5. ESTABLISHED - - ESTABLISHED,UDP协议,用户报文UDP协议（ User Datagram Protocol）,Why is ther

11、e a UDP? no connection establishment (which can add delay) simple: no connection state at sender, receiver small segment header no congestion control: UDP can blast away as fast as desired,UDP端口,UDP协议也采用端口，但它的端口号不等同于TCP协议的端口号,36,不存在序列号和确认号字段,UDP协议分析,源端口(16),目的端口(16),长度(16),数据负载,Bit 0,Bit 15,Bit 16,Bit 31,校验和(16),8Bytes,TCP/IP应用层协议,HTTP超文本传输协议FTP文件传输协议Telnet远程连接服务协议SMTP简单邮件传输协议SNMP简单网络管理协议DNS域名服务协议,TCP/IP应用层协议,数据桢的组成,数据头,数据,数据尾,警告信号,源地址,目的地址,CRC冗余校验码,大小不固定 0.5K4K,用于检错,数据桢的封装过程,应用层,格式化数据,传输层,因特网层,网络接口层,TCP,UDP, , ,拆封装过程,网络接口层： 1、删