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1、第1章 TCP/IP协议,学习目标,了解TCP/IP协议掌握IP寻址的原理与配置方法了解TCP/IP的应用,本课内容,1.1 协议简介1.2 TCP与UDP1.3 IP地址1.4 Internet层其他协议1.5 TCP/IP的应用,1.1 协议简介,1.1.1 TCP/IP协议简介1.1.2 TCP/IP协议栈的体系结构,1.1.1 TCP/IP协议简介,协议简介1969 年美国政府机构试图发展出一套机制用来连接各个离散的网络系统。1983 年美国国防部下令用于连接长距离的网络的电话都必须适应 TCP/IP。1985 年开始TCP/IP 网络迅速扩展至美国欧洲好几百个大学政府机构研究实验室，
2、每年以超过 15%的速度成长。,1.1.1 TCP/IP协议简介,协议优势TCP/IP提供了一个连接不同系统的技术。它可以通过网关路由到不同网络。TCP/IP提供了稳定、跨平台的服务器和客户端的网络架构。TCP/IP提供了访问Internet的方法。它可以建立VPN实现远程访问。,1.1.2 TCP/IP协议栈的体系结构,OSI七层模型与TCP/IP四层模型TCP/IP体系结构INTERNET层协议简介传输层的协议简介应用层的协议简介,OSI七层模型与TCP/IP四层模型,TCP/IP体系结构,Internet层协议简介,传输层的协议简介,应用层的协议简介,1.1 协议简介小结,1.1.1 T
3、CP/IP协议简介协议简介协议优势1.1.2 TCP/IP协议栈的体系结构OSI七层模型与TCP/IP四层模型TCP/IP体系结构INTERNET层协议简介传输层的协议简介应用层的协议简介,1.2 TCP与UDP,1.2.1 TCP面向连接的协议1.2.2 UDP面向无连接的协议1.2.3 端口号1.2.4 TCP和UDP的区别,1.2.1 TCP面向连接的协议,传输层的主要协议面向连接的协议提供稳定的数据传输传输之前源主机与目标主机有三次握手使用TCP端口号,三次握手,确认响应,开始传输数据,三次握手完成,1.2.2 UDP面向无连接的协议,传输层的的第二个协议UDP协议非面向连接的协议，不
4、能提供可靠的传输。由于直接发送数据，所以开销小、速度快。使用于流动音频、视频、广播和实时数据传输。UDP端口（与TCP端口相独立）,1.2.3 端口号,端口号主要用来标识应用程序1024以下的端口被保留给服务端使用端口号标识由TCP或UDP完成端口号使单个IP地址提供多项服务成为可能,1.2.3 端口号,1.2.4 TCP和UDP的区别,1.2 TCP与UDP小结,1.2.1 TCP面向连接的协议1.2.2 UDP面向无连接的协议1.2.3 端口号1.2.4 TCP和UDP的区别,1.3 IP地址,1.3.1 IP地址的分类1.3.2子网掩码1.3.3划分子网络1.3.4不分等级的IPCIDR
5、1.3.5 IPv6,IP地址是在TCP/IP网络中用来识别主机的唯一标识。由网络信息中心NIC(Network Information Center)统一分配。每个IP地址都是由网络号和主机号两部分组成。Ipv4格式:IP地址由四个8位二进制数值组成，共32位 11000010.10101000.00000000.00000001 为了方便记忆，通常用十进制表示。192.168.0.1最多个分配给232 台主机（超过四十亿的IP地址）,IP地址概述,网络号,网络号是代表位于同一个物理网络中TCP/IP的系统。同一个物理网络中的主机必须分配相同的网络号进行通信。网络号具有唯一性。,主机号,主机
6、号是代表网络中的主机。主机号是由网络号指定的。网络号具有唯一性。,xxxx.xxxx,xxxx.xxxx,网络号,主机号,190.106.107.20 网络号 主机号,1.3.1 地址分类,常见的IP分为：A类：用于主机数量特别多的网络。1-126B类：用于大、中型网络。128-191C类：用于局域网。192-223D类：用于多重广播组。224-239E类：用于试验或保留以后用。240-255,私网IP地址10.0.0.010.255.255.255172.16.0.0172.31.255.255192.168.0.0192.168.255.255公网的IP地址由IANA分配给NIC.由它再次
7、分配特例:169.254.*.*,地址的分类,1,A类:,0NNNNNNN,Host,Host,Host,8,9,16,17,24,25,32,Range(1-126),1,B类:,10NNNNNN,Network,Host,Host,8,9,16,17,24,25,32,Range(128-191),1,C类:,110NNNNN,Network,Network,Host,8,9,16,17,24,25,32,Range(192-223),1,D类:,1110MMMM,Multicast Group,Multicast Group,Multicast Group,8,9,16,17,24,25
8、,32,Range(224-239),A类地址,网络号,主机号,0 xxxxxxx,xxxxxxxx,xxxxxxxx,xxxxxxxx,第一位设为0，接下7位代表网络号，后24位代表主机号；A类地址允许126个网络；每个网络可容纳224-2=16777214个主机；第一个域值 的范围为1126（27-1-1）有效的主机号：X.0.0.1X.255.255.254。例：39.130.131.61,B类地址,网络号,主机号,10 xxxxxx,xxxxxxxx,xxxxxxxx,xxxxxxxx,前两位设为10，下14位代表网络号，后16位代表主机号；B类地址允许16384个网络每个网络可以容纳
9、216-2=65534个主机（除去全0和全1）第一个域的范围为128191（1000000010111111）有效的主机号：X.X.0.1X.X.255.254例：140.16.121.45,C类地址,网络号,主机号,110 xxxxx,xxxxxxxx,xxxxxxxx,xxxxxxxx,前三位设为110，下21位代表网络号，后8位代表主机号；C类地址允许大约200万个网络每个网络可容纳28-2=254个主机第一个域的范围为192223（1100000011011111）有效的主机号：X.X.X.1X.X.X.254例：210.73.64.1,地址分配原则,不能被分配的IP地址,“本地网络的
10、网络号”：以0作为主机号，代表当前网络的网络号,x.x.0.0,“广播地址”：主机号全1，用于向网络上发送广播,x.x.255.255,1.3.2 子网掩码,子网掩码是划分子网的工具，用于找出IP地址中的网络号。例：255.255.255.0,划分网络号与主机号,利用子网掩码和IP“与”运算得到子网ID和主机号,193.108.18.2 11000001 01101100 00010010 00000010,255.255.255.0 11111111 11111111 11111111 00000000,AND,11000001 01101100 00010010 00000000,193.
11、108.18.0,1.3.3 划分子网络,划分子网-就是借用主机号的位充当网络号来扩大网络的个数混合使用多种网络技术，如以太网和令牌网。可以是使远程局域网在物理上相连。可以连接更多的主机。减少交通定向和广播，避免网络拥塞。,划分子网前：最多能容纳：224-2=16777214台主机 缺省子网掩码：255.0.0.0 IP地址：1126.X.X.X 缺省子网掩码：11111111.00000000.00000000.00000000 二进制IP地址:0 xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx 子网屏蔽：11111111.11111000.000000000.0000
12、0000=255.248.0.0 划分子网后：子网掩码：255.248.0.0可划分25-2个子网 每个子网可容纳219-2=524286台主机,例：A类地址借用5位划分子网,子网的划分原则,确定网络号数，确信给将来的发展留有余地；确定每个子网有效的主机号数，同时也要考虑到未来的发展；定义子网掩码，使其能满足子网数和每个子网上主机号数；为每个物理段确定唯一的子网ID；为子网确定主机号。,什么是变长子网掩码（VLSM）,提供了在一个主类（A类、B类、C类）网络内包含多个子网掩码的能力，可以对一个子网再进行子网划分，使得对IP地址的使用更为有效,172.16.14.32/27,172.16.14.
13、64/27,172.16.14.96/27,172.16.1.0/24,172.16.2.0/24,172.16.0.0/16,172.16.14.136/30,172.16.14.132/30,172.16.14.140/30,A,C,B,HQ,1.3.4 无类域间路由CIDR,CIDR是借用网络号充当主机号，来构造大型的网络,帮助减缓IP地址耗尽和路由表增大的问题实施CIDR时，所用的路由器应支持这一技术。减少路由器的入口，解决路由爆炸。多个地址块可以被组合或聚合在一起以生成更大的无类别IP地址集例：某公司有五个C类网：220.78.170.0，220.78.171.0，220.78.17
14、2.0，220.78.173.0，220.78.174.0。为了减少路由器的寻址工作，希望将它们集成到一个网中。,确定网络类型：C类集成前的子网掩码：255.255.255.0 11111111.11111111.1111111.0各子网的网络号转换为二进制，观察其差别220.78.170.0 11011100.01001110.10101010.0220.78.171.0 11011100.01001110.10101011.0220.78.172.0 11011100.01001110.10101100.0220.78.173.0 11011100.01001110.10101101.02
15、20.78.174.0 11011100.01001110.10101110.0由于后几位不同，其余的位相同，因而集成后的子网掩码：11111111.11111111.11111000.0=255.255.248.0,思路,1.3.5 IPv4和IPv6,IPv6是代替IPv4的128位的IP协议 IP地址是IPv4的4倍简化包头格式支持时间相关交通可扩展性,IPv6地址的表示方法,用冒号将128位分成8个16比特的部分,每个部分包括4位16进制数字.如:1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:123A也可表示成:1080:0:0:0:8:800:200C:123
16、A 或1080:8:800:200C:123A重叠号在一个地址中只能使用一次如:0:0:0:CA33:08BD:0:0:0不能表示成:CA33:08BD:,1.3 IP地址小结,1.3.1 IP地址的分类1.3.2子网掩码1.3.3划分子网络1.3.4不分等级的IPCIDR1.3.5 IPv6,1.4 Internet层其他协议,1.4.1地址解析协议ARP1.4.2网际消息控制协议 ICMP1.4.3IP组播,1.4.1 地址解析协议ARP,Map IP EthernetLocal ARP,172.16.3.1,IP:172.16.3.2 Ethernet:0800.0020.1111,17
17、2.16.3.2,IP:172.16.3.2=?,ARP工作原理,1.4.2 网际消息控制协议 ICMP,由于IP不是为可靠传输服务设计的，因此ICMP消息的主要功能是提供关于可能发生在通信环境中的各种问题的反馈。,1.4.3 IP组播,IP组播地址,224.0.0.0239.255.255.255,知名的组播地址224.0.0.1所有主机224.0.0.2所有路由器,网际组管理协议IGMP,Im not a member so I wont respond.,Im a member so I will respond.,Im a member so I will respond.,Im a
18、member so I will respond.,Are there any members for Group XYZ?,Host A,Host B,Host C,Host D,1.4 Internet层其他协议小结,1.4.1地址解析协议ARP1.4.2网际消息控制协议 ICMP1.4.3IP组播,1.5 TCP/IP的应用,1.5.1 远程登录协议TELNET1.5.2 动态地址分配DHCP1.5.3 域名解析系统DNS1.5.4 文件传输协议FTP1.5.5 邮件传输协议1.5.6 Web服务器1.5.7 网络管理SNMP,1.5.1 TELNET,虚拟终端TELNET的工作方式TE
19、LNET的使用,1.5.2 DHCP,IP地址2,IP地址1,DHCP客户机通过DHCP服务器动态配置IP地址,DHCP 服务器,非DHCP客户机配置静态IP地址,DHCP客户机通过DHCP服务器动态配置IP地址,1.5.3 DNS,1.5.4 FTP,FTP服务用于文件下载或文件传输Windwos 2000内置的IIS或第三方软件都可以实现FTP服务FTP可在不同的操作系统间使用，例如您可在UNIX服务器和Windows 客户端之间相互传输文件,1.5.5 邮件传输协议,SMTP简单邮件传输协议MIME协议POP3协议IMAP4协议SMTP类似一名邮递员,负责传送邮件.POP和IMAP4更类
20、似一个邮局.,1.5.6 Web服务器,1.5.7 简单网管协议SNMP,网络管理的要素网络管理模式公认的网络管理原则SNMP的工作方式,网络管理的要素,被管理节点(或设备)：即你想要监视的设备。代理：用来跟踪被管理设备状态的特殊软件或固件(firmware)。网络管理工作站：与在不同的被管理节点中的代理通信，并且显示这些代理状态的中心设备。网络管理协议：被网络管理工作站和代理用来交换信息的协议。,网络管理模式,被动管理简单收集统计数据/信息。主动管理改变设备的特性和操作参数。异常状态管理只在需要采取行动时才发出通知,公认的网络管理原则,因网络管理而增加的信息流量不应该明显增加被管理网络的负担
21、被管理设备的代理不应该明显影响设备主要功能的操作,SNMP的工作方式,1、SNMP管理站通过使用Get 和 Getnext命令，以“轮循”的方式来收集网络设备的信息，以检查各网络设备的状态。2、当需要更改某些网络设备的运行参数时，SNMP使用命令set来控制。3、如果网络设备中有些重要的信息，如路由器发生断电事故，SNMP允许网络设备立即主动向管理站报告发生的关键事件，这种信息称为陷阱（trap）,1.5 TCP/IP的应用小结,1.5.1 远程登录协议TELNET1.5.2 动态地址分配DHCP1.5.3 域名解析系统DNS1.5.4 文件传输协议FTP1.5.5 邮件传输协议1.5.6 Web服务器1.5.7 网络管理SNMP,总结,1.1 协议简介1.2 TCP与UDP1.3 IP地址1.4 Internet层其他协议1.5 TCP/IP的应用,
