第2章 TCPIP协议及常用网络命令.ppt

1、第2章 TCP/IP协议及常用网络命令,什么是协议？,在网络上的各台计算机之间也有一种语言，这就是网络协议，不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。 网络协议是网络上所有设备（网络服务器、计算机及交换机、路由器、防火墙等）之间通信规则的集合，它规定了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义。大多数网络都采用分层的体系结构，每一层都建立在它的下层之上，向它的上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。一台设备上的第 n层与另一台设备上的第n层进行通信的规则就是第n层协议。在网络的各层中存在着许多协议，接收方和发送方同层的协议必须一致，否则一方将无法识别另一方发出

2、的信息。网络协议使网络上各种设备能够相互交换信息。,21 网络体系结构,211 计算机网络体系结构 OSI参考模型把整个网络的通信按功能划分为7个层次，同时也定义了层次之间的相互关系以及各层所包括的服务及每层的功能。OSI的七层由低到高依次为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层，下三层（物理层、数据链路层、网络层）面向数据通信，而上三层（会话层、表示层、应用层）则面向资源子网，而传输层则是七层中最为重要的一层。它位于上层和下层中间，起承上启下的作用。,212 局域网的体系结构 局域网是一个通信网，任何两点之间可以用一条直接的链路，所以，不需要单独设置网络层，而可以将寻址

3、、安排访问排序、流量控制和差错控制等功能在数据链路层中实现。 局域网的大多数标准都包括在了IEEE（国际电气与电子工程师协会）1980年制定的IEEE802中。,213 Internet的体系结构 Internet是由无数不同类型的服务器、客户端以及路由器、网关、通信线路等连接组成，要实现如此庞大的网络的管理，其难度可想而知。不同网络之间、不同类型设备之间要完成信息的交换、资源的共享需要有功能强大的网络软件的支持，TCP/IP就是能够完成互联网这些功能的协议集。,TCP/IP协议的主要特点： 开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统； 独立于特定的网络硬件，可以运行在

4、局域网、广域网，更适用于互联网中； 统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址； 标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。 TCP/IP协议是现今网络上最常用的协议。它是一组协议的集合，共分为四层。,22 传输层协议,传输层定义了端口，端口号的范围从0到65535。服务器要对外提供服务的话，就必须打开相应的端口，例如用于网页服务的80端口，用于FTP服务的21端口等。如果不提供某些服务，为了安全考虑必须关闭对应的端口。 传输层的协议包括TCP协议和UDP协议。,221 TCP协议 TCP协议传输数据前，通过三次握手，在主机之间建立传输层的连接，通过确认机制和流

5、量控制等方法来保障数据的正确传输。,222 UDP协议 UDP协议（用户数据报协议）在传输数据前，不在主机之间建立连接，因此速度较快，效率较高，适于传送可靠性要求不高的数据。,23 网络层协议,231 IP协议 IP协议主要是为主机确定了IP地址。IP地址就是主机在网络中的身份证号，可以用来在网络中标识主机和判断主机在网络中的相对位置。IP协议分为IPv4和IPv6两个版本，现在使用的是IPv4版本，IPv6作为未来的发展方向，正在逐渐的成熟之中。IPv4协议规定IP地址由32位二进制数组成，按点分十进制写成四个十进制的数。IP地址由国际互联网信息中心进行分配。,1、什么是IP地址 不同的局域

6、网络中的主机，会有不同的网络地址，当通过路由设备将这些局域网络连成互联网络时，为了方便地实现互联网主机之间的通信，IP协议采用了一种全网通用的地址格式，以此屏蔽各种物理网络地址的差异。目前，IP地址使用32位二进制地址格式，为了方便记忆，通常使用以点号划分的十进制来表示，例如：20。,2、IP地址的分类 由于接入互联网上的物理网络的规模差异很大，有局域网（LAN），也有广域网（WAN）。因此按网络规模大小，IP协议将网络地址分为A类、B类、C类、D类和E类。,A类地址（用于大型网络） A类地址第一字节的第1位为地址类别号“0”，其余7位表示网络号。 第二、三、四个字节共2

7、4位二进制数用于表示主机号。 A类地址的网络数为2的7次方（128）个（实际有效数2的7次方7-2=126个），每个网络包含的主机数为2的24次方=16777216个（实际有效数2的24次方-2=16777214个）。 A类地址的范围是：0000127255255255。一台主机能使用的A类地址的实际有效范围是：1001126255255254。,例如：1 网络号主机号 十进制：1 二进制：00010010 10110101 00000000 00010101,B类地址（用于中型网络）： B类地址第一字节的前两位为地址类别号“10”，剩下的6位和第二字节

8、的8位共14位二进制数用于表示网络号。 第三、四字节共16位二进制数用于表示主机号。 B类地址网络数为2的14次方=16384个（实际有效数2的14次方-2=16382个），每个网络号所包含的主机数为2的16次方=65536个（实际有效数为2的16次方-2=65534个）。 B类地址的范围为：128000191255255255。 一台主机能使用的B类地址的有效范围是：128101191254255254。,例如：48,C类地址（用于小型网络）： C类地址第一字节的前3位为地址类别号“110”，剩下的5位和第二、三字节共21位二进制数用于表示网络号，第四字节的8位二进制数

9、用于表示主机号。 C类地址网络数为2的21次方(实际有效数为2的21次方-2即200多万个)，每个网络号所包含的主机数为2的8次方即256(实际有效数为254)个。 C类地址的范围为：192000223255255255。 一台主机能使用的C类地址的有效范围是：192011223255254254。,例如：6,D类地址：D类地址第一字节的前4位为“1110”。D类地址用于多播，多播就是同时把数据发送给一组主机，只有那些已经登记可以接收多播地址的主机才能接收多播数据包。D类地址的范围是：224000239255255255。 E类地址：E类地址第一字节的前5位为“11110

10、”。E类地址是为将来预留的，同时也可以用于实验目的。,并非所有的IP地址都是可用的，在配置IP地址时，必须遵守一些规则： 1）主机号和网络号不能全为0或255。 例如，55。 2）网络号不能为127。 例如， 。 3）同一子网内，主机号必须是唯一的。 所以，上述A、B、C三类网络实际可用的网络数和每个网络号所包含的主机数都要减2。,3、特殊IP地址 1） 未定地址 2）55限制广播地址 3）本机地址 4）组播地址 5）169.254.x.x 6

11、）10.x.x.x、172.16.x.x 172.31.x.x、192.168.x.x私有地址,练习IP 地址分类,地址,类别,网络,主机,,00,4,,6,20,A,,,B,,00,C,,4,C,,,B,,6,不存在,4、子网掩码 为了快速确定IP地址的哪部分代表网络号，哪部分代表主机号，以及判

12、断两个IP地址是否属于同一网络，就产生了子网掩码的概念。子网掩码是一个32位的二进制数，用于区分IP地址中的网络号和主机号，其中的1代表网络部分，0代表IP主机号部分。 子网掩码又可分为默认子网掩码和自定义子网掩码。,A、B、C三类默认子网掩码如下表所示：,利用子网掩码和IP地址按位“与”运算，可以获取IP中的网络号或网络号+子网号。“与”是计算机中最常见的一种逻辑运算，其规则非常简单，两个二进制数的对应位相“与”，只有同为“1”时才得“1”，否则为“0”。,4、分类 IP 编址的局限性 由于Internet发展速度十分惊人，它开始出现可扩展性问题。这些问题源于使用地址类将IP地址分配给需要连

13、接到 Internet 的网络。分类IP编址有以下3个主要的局限性： 1）B类地址的耗尽 2）Internet 路由表饱和 3）IP地址用尽,5、子网分割与超网合并 为了充分利用IP地址资源，减少浪费，我们看可以把A类、B类或C类网络分割成若干个子网，将子网分别分配不同的单位或部门使用，这就是子网分割。 分割方法是使用自定义的子网掩码从主机号部分拿出几位作为子网号，在原来IP地址结构的基础上增加一级结构。对一个组织的网络进行子网划分，可以简化组织内部网络管理，提高网络性能，减少网络流量，有效地整合分布在不同的地理位置上职能不同的部门，具有实用意义。 超网合并是和子网分割相对应的说法，它是将多个

14、小的网络地址（如 C 类地址）合并为一个大的网络地址。,6、IP地址的发展趋势 随着互联网的快速增长，接入互联网的网络和主机数目的正在快速膨胀，32位的IPv4地址格式已经远远无法满足人们的需求，于是，80年代提出128位的IPv6地址格式，IPv6兼容IPv4地址格式以及所有的网络应用，并被作为下一代的互联网的标准协议。,232 ARP协议 地址解析(Address Resolution)：IP地址与物理地址之间建立一种映射关系。 地址解析包括两方面的内容：从IP地址到物理地址的映射，由TCPIP协议中的地址解析协议ARP(Address Resolution Protocol)完成；从物理

15、地址到IP地址的映射，由TCPIP协议中的逆向地址解析协议RARP(Reverse Address Resolution Protocol)完成。,234 IGMP协议 IP协议只是负责网络中点到点的数据包传输，而点到多点的数据包传输则要依靠网际主机组管理协议(Internet Group Management Protocol，IGMP)来完成。它主要负责报告主机组之间的关系，以便相关的设备(路由器)可支持多播发送。,233 ICMP协议 网间报文控制协议(Internet Control Message Protocol，ICMP) ：是一个工作在主机和路由器之间的消息控制和差错报告协议。

16、 网络设备(通常是路由器)一旦发现传输问题，就会分析其错误类型，并向源主机返回一个ICMP消息。,24 TCP/IP协议的安装和配置,一般情况下，网络操作系统会自动安装TCP/IP协议包。但用户还是应该了解安装TCP/IP网络协议包的过程。TCP/IP协议安装完成后，要对相关参数进行配置。 TCP/IP协议参数进行配置演示,25 Windows中常用的网络命令,1、ARP命令 Arp：显示和修改“地址解析协议”(ARP) 所使用的到以太网的 IP 或令牌环物理地址翻译表。 命令格式： arp -a inet_addr -N if_addr arp -d inet_addr if_addr ar

17、p -s inet_addr ether_addr if_addr,2、NETSTAT命令 Netstat：显示协议统计和当前的 TCP/IP 网络连接。 命令格式：netstat -a -e -n -s -p protocol -r interval,3、PING命令 Ping：验证与远程计算机的连接。该命令只有在安装了 TCP/IP 协议后才可以使用。 命令格式： ping -t -a -n count -l length -f -i ttl -v tos -r count -s count -j computer-list | -k computer-list -w timeout de

18、stination-list,4、TRACERT命令 Tracert：该诊断实用程序将包含不同生存时间 (TTL) 值的 Internet 控制消息协议(ICMP) 回显数据包发送到目标，以决定到达目标采用的路由。要在转发数据包上的 TTL 之前至少递减 1，必需路径上的每个路由器，所以 TTL 是有效的跃点计数。数据包上的 TTL 到达 0 时，路由器应该将“ICMP 已超时”的消息发送回源系统。Tracert 先发送 TTL 为 1 的回显数据包,并在随后的每次发送过程将 TTL递增 1，直到目标响应或 TTL 达到最大值，从而确定路由。路由通过检查中级路由器发送回的“ICMP 已超时”的消息来确定路由。不过，有些路由器悄悄地下传包含过期 TTL 值的数据包，而 tracert 看不到。 tracert -d -h maximum_hops -j computer-list -w timeout target_name,5、IPCONFIG命令 Ipconfig：用于显示所有当前的 TCP/IP 网络配置值、刷新动态主机配置协议 (DHCP) 和域名系统 (DNS) 设