TCPIP原理与IP子网规划.ppt

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1、网络基础之 TCP/IP原理与IP子网规划,V1.0数据用服部,学习目标,掌握TCP/IP体系结构与相关原理 了解TCP/IP与OSI的异同熟悉IPv4地址计算方法熟悉IP子网规划,学习内容,第一章 TCP/IP原理第二章 IPv4编址方法,学习内容,第一章 TCP/IP原理 第一节 TCP/IP概述 第二节 应用层 第三节 传输层 第四节 网络层,最早使用的协议栈全球事实上的通讯标准,TCP/IP概述,Host,Internet,TCP/IP,Host,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,传输层,网络层,网络接口层,TCP/IP与OSI模型比较,TCP/IP协

2、议栈与OSI参考模型有清晰的对应关系，覆盖了OSI参考模型的所有层次,OSI,TCP/IP,应用层,会话层,表示层,传输层,TCP,UDP,网络层,ICMP,RARP,ARP,IGMP,IP,数据链路层,物理层,网络接口层,由底层网络定义的协议,SMTP,FTP,TELNET,DNS,SNMP,NFS,提供应用程序间接口,建立端到端连接,提供编址和路由功能,物理介质访问,二进制数据流传输,TCP/IP协议栈,TFTP,TCP/IP数据流封装过程：,用户数据,TCP段,IP包,用户数据,TCP段,实际物理网络的帧,IP包,实际传输,数据封装和解封装过程,PDU,data,segment,pack

3、et,frame,实际物理网络的帧,bits,TCP/IP数据流解封装过程：,学习内容,第一章 TCP/IP原理 第一节 TCP/IP概述 第二节 应用层 第三节 传输层 第四节 网络层,应用层,传输层,网络层,网络接口层,文件传输-TFTP-FTP-NFSE-Mail-SMTP远程登录-Telnet-rlogin 网络管理-SNMP 域名服务-DNS,应用层,学习内容,第一章 TCP/IP原理 第一节 TCP/IP概述 第二节 应用层 第三节 传输层 第四节 网络层,Transmission ControlProtocol(TCP)User Datagram Protocol(UDP),应用

4、层,传输层,网络层,网络接口层,传输层,分割上层应用程序建立主机应用程序间端到端的连接将数据段从一台主机传到另一台主机保证数据传送的可靠性,传输层的功能,端口号,TCP,FTP,传输层,TELNET,DNS,SNMP,TFTP,SMTP,UDP,应用层,21,23,25,53,69,161,服务器一般都是通过知名端口号来识别应用程序的,范围为11023 客户端口号，又称临时端口号，范围一般为10245000，大于5000端口号为其他服务器预留 UDP和TCP的端口号是独立的，但倾向于对两者都能提供的服务功能指定相同的端口号。如：在UDP和TCP中，53号端口保留用于提供域名服务器功能,端口号,

5、HTTP,80,DOMAIN,53,ECHO,7,TCP传输控制协议,源端口(16),目的端口(16),序列号(32),首部长度(4),确认号(32),保留(6),代码(6),窗口大小(16),TCP校验和(16),紧急指针(16),TCP选项,数据,0,16,31,源端口,目的端口,Host A,Dest.port=23.将数据包送到我的TELNET端口,1028,23,SP,DP,Host Z,Telnet Z,TCP 端口号,多个连接时端口号的使用,源端口,目的端口,Host A,1028,23,SP,DP,Host Z,Telnet Z,Telnet Z,1029,23,1028,23

6、,Source,Dest.,11,Seq.,2,Ack.,1028,23,Source,Dest.,10,Seq.,1,Ack.,1028,23,Source,Dest.,11,Seq.,1,Ack.,1028,23,Source,Dest.,12,Seq.,2,Ack.,I just got#11,now I need#12.,I justsent#11.,TCP 序号和确认号综述,internet,Send SYN(seq=100 ctl=SYN),SYN received,Send SYN,ACK(seq=300 ack=101 ctl=syn,ack),Established(seq=

7、101 ack=301 ctl=ack),Host A,Host B,SYN received,TCP三次握手/建立连接,为了建立或初始化一个连接，两个TCP通信者必须同步各自的初始序号。初始序列号是建立一个TCP连接时的开始号，用于跟踪通信顺序并确保每个数据包传输时无丢失。,FIN的ACK,FIN的ACK,FIN,FIN,应用程序关闭,主机A,主机B,应用程序关闭,TCP四次握手/终止连接,Window size=1,Send 1,Receive 1,Ack 2,Send 2,Receive 2,Ack 3,Send 1,Send 2,Receive 1,Receive 2,Window s

8、ize=3,Send 3,Receive 3,Ack 4,Send 4,Sender,Receiver,Sender,Receiver,窗口控制,UDP用户报文协议,源端口(16),目的端口(16),长度(16),数据,bit 0,15,16,31,校验和(16),8bytes,UDP的特点：无序号及确认不可靠、面向无连接 高效、快速,TCP,UDP,是否面向连接,面向连接,无连接,是否提高可靠性,可靠传输,不提供可靠性,是否流量控制,流量控制,不提供流量控制,传输速度,慢,快,协议开销,大,小,TCP/UDP比较,学习内容,第一章 TCP/IP原理 第一节 TCP/IP概述 第二节 应用层

9、第三节 传输层 第四节 网络层,Internet Protocol(IP)地址解析/反向解析协议(ARP/RARP)互联网控制消息协议(ICMP),应用层,传输层,网络层,网络接口层,网络层,路由、寻径功能，提供主机到主机的连接功能,IP数据包格式,版本(4),目的IP地址(32),IP选项,数据,0,16,31,头部长度(4),服务类型(8),总长度(16),标识符(16),标志(3),片偏移(13),存活时间(8),协议(8),报头校验和(16),源IP地址(32),协议字段决定目的地的上层协议类型,传输层,网络层,TCP,UDP,协议号,IP,17,6,协议类型字段,Applicatio

10、n,Transport,Internet,Data Link,Physical,Destination UnreachableEcho(Ping)Other,ICMP,1,ICMP是一种集差错报告与控制于一身的协议，消息类型包括：错误消息 询问消息,ICMP,ARP工作机制,实现IP地址向MAC地址的映射本地ARP解析,IP:172.16.3.2 Ethernet:0800.0020.1111,172.16.3.1,172.16.3.2,IP:172.16.3.2=?,我听到广播包了，这条消息是给我的，这是我的物理地址.,我需要IP地址为176.16.3.2主机的物理地址,广播,单播,Ethe

11、rnet:0800.0020.1111IP:172.16.3.25,Ethernet:0800.0020.1111 IP=?,我听到广播包了.你的 IP 地 址是172.16.3.25,RARP工作机制,我的IP地址是什么？,广播,单播,学习内容,第二章 IPv4编址方法 第一节 IPv4地址介绍 第二节 IP地址分类 第三节 地址计算,172.18.0.2,172.18.0.1,172.17.0.2,172.17.0.1,172.16.0.2,172.16.0.1,SA,DA,HDR,DATA,10.13.0.0,192.168.1.0,10.13.0.1,192.168.1.1,IPv4地

12、址介绍(1),IP地址为32位二进制数，包括网络部分与主机部分IP地址唯一标识一台网络设备,IPv4地址介绍(2),172.16.2.1,172.16.3.10,172.16.12.12,10.1.1.1,10.250.8.11,10.180.30.118,172.16,12,12,Network,Host,.,.,172.16.21.1,10.6.24.2,Fei_1/1,Fei_1/2,学习内容,第二章 IPv4编址方法 第一节 IPv4地址介绍 第二节 IP地址分类 第三节 地址计算,1,Class A:,0Network（8bit）,Host,8,9,16,17,24,25,32,Ra

13、nge(1-126),Class B:,10 Network(16bit),Host,Range(128-191),Class C:,110 Network(24bit),Host,Range(192-223),Class D:,1110,组播,Range(224-239),IP地址分类,Class E:,11110,Range(240-255),保留地址,RFC1918中规定如下地址是私有地址：10.0.0.010.255.255.255 172.16.0.0172.31.255.255 192.168.0.0192.168.255.255,用于广播，也称定向广播，需要指定目标网络,主机地址

14、全1,用于指定网络本身，称之为网络地址或者网络号,主机地址全0,指本地节点(一般为127.0.0.1)，用于测试网卡及TCP/IP软件,网络127.0.0.0,用途,地址,特殊IP地址,学习内容,第二章 IPv4编址方法 第一节 IPv4地址介绍 第二节 IP地址分类 第三节 地址计算,11111111,可用主机地址数量计算,172 16 0 0,10101100,00010000,00000000,00000000,16151413121110 9,87654321,Network,Host,00000000,00000001,11111111,11111111,11111111,11111

15、110,.,.,00000000,00000011,11111101,1,2,3,65534,65535,65536,-,.,2,65534,N,2N-2=216-2=65534,172.16.0.0,没有子网的编址,172.16.0.1,172.16.0.2,172.16.0.3,.,172.16.255.253,172.16.255.254,采用自然掩码，不对网段进行细分。比方说B类的172.16.0.0，掩码为255.255.0.0。,172.16.2.200,172.16.2.2,172.16.2.160,172.16.2.1,172.16.3.5,172.16.3.100,172.1

16、6.3.150,172.16.3.1,Fei_1/1,Fei_1/2,172.16,2,160,Network,Host,.,.,Network,Interface,172.16.2.0172.16.3.0,New Routing Table,Subnet,有子网的编址,Fei_1/2,Fei_1/1,子网掩码,255,255,0,0,IP 地址,缺省掩码,8位子网掩码,网络位,主机位,子网位,主机位,也可写作“/16”其中16表示掩码的位数,11111111,11111111,00000000,00000000,也可写作“/24”其中24表示掩码的位数,网络位,主机位,网络位,255,255

17、,255,0,11111111,11111111,11111111,网络位扩展了8位,带子网划分的子网掩码(1),16,网络位,主机位,172.16.2.160,255.255.255.0,172,2,0,10101100,11111111,10101100,00010000,11111111,00010000,11111111,00000010,10100000,00000000,00000000,00000010,子网位,网络地址,128192224240248252254255,带子网划分的子网掩码(2),172.16.2.160,255.255.255.192,10101100,111

18、11111,10101100,00010000,11111111,00010000,11111111,00000010,10100000,11000000,10000000,00000010,16,172,2,128,网络地址,128192224240248252254255,128192224240248252254255,网络位扩展了10位,网络位,主机位,子网位,示例,10101100,11111111,10101100,00010000,11111111,00010000,11111111,00000010,10100000,11000000,10000000,00000010,101

19、01100,00010000,00000010,10111111,10101100,00010000,00000010,10000001,10101100,00010000,00000010,10111110,Host,Mask,Subnet,Broadcast,Last,First,172.16.2.160,255.255.255.192,172.16.2.128,172.16.2.191,172.16.2.129,172.16.2.190,1,2,3,4,5,6,7,8,9,16,172,2,160,Address,Subnet Mask,Class,Subnet,172.16.2.10,

20、10.6.24.20,10.30.36.12,255.255.255.0,255.255.240.0,255.255.255.0,B,A,A,172.16.2.0,10.6.16.0,10.30.36.0,子网掩码练习,153.50.6.127,Address,Class,Subnet,Broadcast,201.222.10.60,255.255.255.248,C,201.222.10.63,201.222.10.56,Subnet Mask,15.16.193.6,255.255.248.0,A,15.16.199.255,15.16.192.0,128.16.32.13,255.255

21、.255.252,B,128.16.32.15,128.16.32.12,153.50.6.27,255.255.255.128,B,153.50.6.0,计算广播地址练习,172.16.14.32/27,172.16.14.64/27,172.16.14.96/27,子网172.16.14.0/24 被划分为更小的子网以适应网络的需求并避免了IP地址的浪费，需要路由协议支持,C,B,A,172.16.1.0/24,172.16.2.0/24,center,172.16.0.0/16,172.16.14.136/30,172.16.14.132/30,172.16.14.140/30,变长子网掩码(VLSM),小结,常用的TCP/IP应用层协议有哪些？简述ARP将IP地址映射为MAC地址的运作过程。UDP和TCP最大的区别是什么？Ping是用什么协议来实现的？168.1.88.10是哪类IP地址？它的默认网络掩码是多少？如果对其进行子网划分，子网掩码是255.255.240.0，请问有多少个子网？每个子网有多少个主机地址可以用？,谢 谢,