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1、TCP/IP通訊協定與網路架構,2021/7/13,1,TCP/IP通訊協定與網路架構2021/7/131,TCP/IP背景TCP/IP層級式架構TCP/IP訊息的傳送與處理網際網路層主機傳輸層,大 綱,2021/7/13,2,TCP/IP背景大 綱2021/7/132,TCP/IP背景,1967年DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) 推動ARPANET (Advanced Research Project Agency NETwork) 電腦網路1983年推廣網際網路(Internet)1985年成立NSFNET (National
2、 Science Foundation NETwork),2021/7/13,3,TCP/IP背景1967年DARPA (Defense Ad,TCP/IP背景(Cont.),網路管理協定的產生，SNMP (Simple Network Management Protocol)成立 ISO (International Organization for Standardization) 組織，負責標準化工作IAB (Internet Activities Board) 負責網路研究與實驗之管理,2021/7/13,4,TCP/IP背景(Cont.)網路管理協定的產生，SNMP,TCP/IP背景
3、(Cont.),IETF (Internet Engineering Task Force)負責網際網路問題的討論網際網路的相關報告與協定等文件，稱之為RFC (Request for Comments)NIC (network Information Center)負責管理RFC文件,2021/7/13,5,TCP/IP背景(Cont.)IETF (Internet,TCP/IP協定架構圖,2021/7/13,6,TCP/IP協定架構圖2021/7/136,TCP/IP協定架構,網路介面層 (Network Interface Layer)網際網路層 (Internet Layer)主機傳輸
4、層 (Transport Layer)應用層 (Application Layer),2021/7/13,7,TCP/IP協定架構網路介面層 (Network Inter,網路介面層,包含OSI協定的實體層與資料連結層此層級並未標準化此層級使用各區域網路的原有協定,2021/7/13,8,網路介面層包含OSI協定的實體層與資料連結層2021/7/1,網際網路層,建立來源端與目的端間的通道規定網際網路的定址方式處理資料在不同網路間傳遞方式處理子網路之間的傳遞選擇資料傳輸路徑,2021/7/13,9,網際網路層建立來源端與目的端間的通道2021/7/139,主機傳輸層,提供傳輸控制協定(TCP)與
5、使用者資料流協定(UDP)TCP以連結為導向的協定TCP負責端點間的資料傳送與回應確認TCP負責流量控制UDP以非連結為導向的協定,2021/7/13,10,主機傳輸層提供傳輸控制協定(TCP)與使用者資料流協定(UD,應用層,包含較高層次的協定提供應用程式間的溝通TELNETFTPSMTPDNS,2021/7/13,11,應用層包含較高層次的協定2021/7/1311,主機間的資料傳輸,2021/7/13,12,主機間的資料傳輸2021/7/1312,訊息的傳送(1),2021/7/13,13,訊息的傳送(1)2021/7/1313,訊息的傳送(2),2021/7/13,14,訊息的傳送(2
6、)2021/7/1314,網際網路協定(IP),提供非連結式服務(Connectionless Service)盡力傳送資料 (Best-effort Delivery)位址處理送端收端資料段的分割與再彙集,2021/7/13,15,網際網路協定(IP)提供非連結式服務(Connection,IP Header格式,2021/7/13,16,IP Header格式2021/7/1316,IP Header,Version : IP版本Header Length : IP header長度Type of Service : 表示資料傳送的品質要求Total Length : 顯示資料段的大小Id
7、entifier : 提供資料段被切割後的識別號碼,2021/7/13,17,IP HeaderVersion : IP版本2021/7/,TOS 格式,Bits 0-2 : Precedence. 07.資料傳送的優先順序Bits 3: 0=Normal Delay, 1=Low DelayBits 4: 0=Normal Throughput, 1=High ThroughputBits 5: 0=Normal Reliability 1=High ReliabilityBits 6-7 : 保留未來使用,2021/7/13,18,TOS 格式Bits 0-2 : Precedence.
8、0,IP Header(Cont.),Flags : 資料分割的控制位元 0 : 保留位元 1 : 0表示可以分割，1表示不可分割位元 2 : 0表示是最後一個fragment，1表示後面還有資料Fragmented Offset : 表示分割後的fragment在原來segment中的相對位置，以8個位元組為offset的單位,2021/7/13,19,IP Header(Cont.)Flags : 資料分割的控,IP Header(Cont.),Time to Live : segment在網路中保留的時間Protocol : IP上一層的網路協定Header Checksum : IP
9、header的總和檢查Source Address : 來源端的IP位址Destination Address : 目的端的IP位址,2021/7/13,20,IP Header(Cont.)Time to Live :,IP Header(Cont.),Options : Segment測試或除錯之用Padding : 使header長度以32個位元結束,2021/7/13,21,IP Header(Cont.)Options : Segm,IP 定址,IP位址是32位元的二進位資料IP位址格式 : IP位址表示法 : dotted-decimal表示法(打點十進位法),2021/7/13,
10、22,IP 定址IP位址是32位元的二進位資料2021/7/132,打點十進位表示法與32位元資料型態,2021/7/13,23,打點十進位表示法2021/7/1323,IP位址等級,等級A, B, C是用來代表主機與網路位址等級D是以群組位址方式傳送的特別型態位址等級E為保留用途,2021/7/13,24,IP位址等級等級A, B, C是用來代表主機與網路位址202,IP位址 = 網路編號,主機編號,常用的IP位址等級,2021/7/13,25,IP位址 = 網路編號,主機編號常用的IP位址等級202,IP位址等級,2021/7/13,26,IP位址等級2021/7/1326,網路遮罩,網路
11、位址 : IP位址的網路部分，主機部分為0例如，140.112.254.4，是一個等級B的主機位址，網路位址為140.112.0.0可以利用“網路遮罩”對應出網路位址,2021/7/13,27,網路遮罩網路位址 : IP位址的網路部分，主機部分為0202,等級A,B,C的網路遮罩,2021/7/13,28,等級A,B,C的網路遮罩2021/7/1328,網路位址的推算,2021/7/13,29,網路位址的推算2021/7/1329,子網路(subnet),子網路 : 將IP位址中的主機部分，切割一部份作為網路部分之用IP位址 : 網路部分, 子網路部分, 主機部分例如，等級B的140.112.
12、0.0，主機部分切出8的位元為子網路，140.112.1.0 140.112.254.0，有254個子網路,2021/7/13,30,子網路(subnet)子網路 : 將IP位址中的主機部分，切,子網路(Cont.),可以利用“子網路遮罩”(subnet mask)對應出網路位址子網路遮罩中的位元為1時，對應的是網路位址子網路遮罩中的位元為0時，對應的是主機位址,2021/7/13,31,子網路(Cont.)可以利用“子網路遮罩”(subnet m,子網路(Cont.),2021/7/13,32,子網路(Cont.)2021/7/1332,子網路(Cont.),IP位址中的子網路部分與主機部分
13、，有兩個位址不可使用所有位元全為0，代表該網路或子網路所有位元全為1，作為broadcast位址之用一個IP位址可使用的子網路數目與主機數目 : 2n 2，n代表子網路或主機部分的位元數目,2021/7/13,33,子網路(Cont.)IP位址中的子網路部分與主機部分，有兩個,子網路(Cont.),例如，140.112.0.0 (255.255.255.0)，可使用的子網路位址個數是28 2 = 254 ，可使用的主機位址個數是28 2 = 254,2021/7/13,34,子網路(Cont.)例如，140.112.0.0 (255.,IP Prefix,CIDR (Classless Int
14、erdomain Routing) : 由傳統的IP等級(等級A, 等級B, 等級C)進一步到IP PrefixIP Prefix表示法 : IP位址 / 網路位址的位元數目例如，140.112.3.0/24,2021/7/13,35,IP PrefixCIDR (Classless Inter,IP Prefix,2021/7/13,36,IP Prefix2021/7/1336,路由器的介面,2021/7/13,37,路由器的介面2021/7/1337,ARP Address Resolution Protocol,IP segment在下層加上實體位址(網路卡的硬體位址)ARP是建立IP
15、位址與實體位址對應關係的協定利用區域網路的廣播功能取得實體位址,2021/7/13,38,ARP Address Resolution Proto,主機傳輸層,負責建立兩台主機間的虛擬路徑提供的主要服務 :傳輸控制協定(TCP)使用者資料協定(UDP),2021/7/13,39,主機傳輸層負責建立兩台主機間的虛擬路徑2021/7/1339,TCP的基本機制,為每個資料段編上序號，可以利用序號調整亂掉的資料段接收端的確認回應(ACK), 總和檢查碼(Checksum), 計時器(Timer)的配合使用，提供穩定的服務品質利用Window Control控制資料流量,2021/7/13,40,TC
16、P的基本機制為每個資料段編上序號，可以利用序號調整亂掉的,TCP Header 格式(Transmission Control Protocol),2021/7/13,41,TCP Header 格式2021/7/1341,TCP Header,Source Port & Destination Port : 來源端與目的端通訊埠號碼Sequence Number : 表示此資料段在訊息中的序號，接收端依序組合資料段Acknowledgment Number : 接收端希望下次收到的序號，也是回應已收到封包Header Length : TCP Header的長度,2021/7/13,42,T
17、CP HeaderSource Port & Destin,TCP Header(Cont.),Reserved : 保留給未來使用Flags : 由6個bits所組成，控制資料的傳輸與連結URG : 緊急指標ACK : 如果設定，表示此封包有一個回應PSH : push functionRST : 重設連結,2021/7/13,43,TCP Header(Cont.)Reserved : 保留,TCP Header(Cont.),SYN : 建立順序號碼FIN : 傳送資料到此為止Window Size : 使用於流量控制，表示能接收資料的數目(以8個位元組為單位)Checksum : 錯誤
18、偵測號碼Urgent Pointer : 緊急指標。URG flag為1時，此欄位才生效,2021/7/13,44,TCP Header(Cont.)SYN : 建立順序號碼2,TCP Header(Cont.),Options : 此資料段的發送者告訴對方能接受的最大資料段長度Padding : 使header長度以32個位元結束,2021/7/13,45,TCP Header(Cont.)Options : 此資料,TCP提供的主要服務,建立,維護及終止兩個程序間之連結順序號碼及回應，提供可靠的資料傳輸控制流量的方法藉由通訊埠分辨連結,2021/7/13,46,TCP提供的主要服務建立,維
19、護及終止兩個程序間之連結2021,Three-Way Handshack,2021/7/13,47,Three-Way Handshack2021/7/1347,Three-Way Handshack,2021/7/13,48,Three-Way Handshack2021/7/1348,UDP Header 格式(User Datagram Protocol),2021/7/13,49,UDP Header 格式2021/7/1349,UDP Header,Source Port : 來源端通訊埠號碼Destination Port : 發送端通訊埠號碼UDP Length : 整個資料段的長度Checksum : 選擇性的選項,2021/7/13,50,UDP HeaderSource Port : 來源端通訊埠,问题？,问题？,
