TCPIP原理和子網(wǎng)規(guī)劃

1、HL-002 TCP/IP原理和子網(wǎng)規(guī)劃原理和子網(wǎng)規(guī)劃ISSUE 5.1日期：杭州華三通信技術(shù)有限公司 版權(quán)所有，未經(jīng)授權(quán)不得使用與傳播n 描述描述TCP/IP協(xié)議與協(xié)議與OSI參考模型參考模型n 描述描述TCP/IP協(xié)議棧各層次功能和原理協(xié)議棧各層次功能和原理n 了解了解IPv4的不足和的不足和IPv6的基本特點(diǎn)的基本特點(diǎn)n 描述描述IP地址分類和應(yīng)用地址分類和應(yīng)用n 進(jìn)行子網(wǎng)地址劃分進(jìn)行子網(wǎng)地址劃分課程目標(biāo)課程目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：n TCP/IP協(xié)議協(xié)議n IP的未來的未來n 子網(wǎng)規(guī)劃子網(wǎng)規(guī)劃目錄目錄4TCP/IP協(xié)議和協(xié)議和OSI參考模型參考模型l T

2、CP/IP協(xié)議棧具有簡(jiǎn)單的分層設(shè)計(jì)，與協(xié)議棧具有簡(jiǎn)單的分層設(shè)計(jì)，與OSI參考模型有清參考模型有清晰的對(duì)應(yīng)關(guān)系。晰的對(duì)應(yīng)關(guān)系。TCP/IP應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層1234567應(yīng)應(yīng)用用層層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層OSI參考模型參考模型TCP/IP5TCP/IP協(xié)議棧協(xié)議棧應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層提供應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)接口提供應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)接口常見協(xié)議：常見協(xié)議：HTTP、FTP、SMTP、DNS、TFTP建立端到端連接建立端到端連接常見協(xié)議：常見協(xié)議：TCP、U

3、DP尋址和路由選擇尋址和路由選擇常見協(xié)議：常見協(xié)議：IP（ICMP、ARP/RARP）物理介質(zhì)訪問物理介質(zhì)訪問常見協(xié)議：常見協(xié)議：Ethernet、PPP、HDLC、Frame Relay、X.25定義接口與線纜定義接口與線纜二進(jìn)制數(shù)據(jù)流傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)流傳輸6TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)封裝協(xié)議數(shù)據(jù)封裝TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69 TCP/UDP 6/17 IP PACKETS FRAMES BITS7應(yīng)用層協(xié)議應(yīng)用層協(xié)議應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層l文件傳輸文件傳輸FTP、TFTPl郵件服務(wù)郵件服務(wù)SMTP、POP3l網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)管

4、理SNMPl遠(yuǎn)程登錄遠(yuǎn)程登錄Telnetl網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)HTTP、DNS、WINS8傳輸層協(xié)議傳輸層協(xié)議應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層lTCP（Transmission Control Protocol）lUDP（User Datagram Protocol）9TCP/UDP報(bào)文格式報(bào)文格式0816243116位源端口16位目的端口32位序列號(hào)32位確認(rèn)號(hào)URGACKPSHRSTSYNFIN首部長度保留(6位)16位窗口大小16位TCP校驗(yàn)和16位緊急指針選項(xiàng)數(shù)據(jù)0816243116位源端口16位目的端口16位UDP校驗(yàn)和數(shù)據(jù)UDP報(bào)文格式報(bào)文格式TCP

5、報(bào)文格式報(bào)文格式16位UDP長度10端口號(hào)端口號(hào)l 傳輸層協(xié)議用端口號(hào)來標(biāo)識(shí)和區(qū)分各種上層應(yīng)用程序。傳輸層協(xié)議用端口號(hào)來標(biāo)識(shí)和區(qū)分各種上層應(yīng)用程序。l 套接字（套接字（Socket）IP端口號(hào)端口號(hào)HTTPFTPTelnet SMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP 數(shù) 據(jù) 包套 接 字8020/11如何使用如何使用TCP端口號(hào)端口號(hào)服務(wù)器IP：主機(jī)Telnet ，目的端口23102823源端口 目的端口IP地址12TCP三次握手建立連接三次握手建立連接服務(wù)器主機(jī)SYN (seq=a)SYN (seq=b，acka+1)SYN (seq=a

6、+1，ackb+1)發(fā)送SYN接收SYN，發(fā)送SYN，ACK發(fā)送SYN，建立會(huì)話13滑動(dòng)窗口滑動(dòng)窗口需要修改窗口大小發(fā)送數(shù)據(jù)太快了！len 1024win4096len 1024win4096len 1024win4096ack 4097win2048len 1024win2048len 1024win2048ack 6145win2048len 1024win2048len 1024win2048len 14網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層lInternet Protocol (IP)lInternet Control Message

7、Protocol (ICMP)lAddress Resolution Protocol (ARP)lReverse Address Resolution Protocol (RARP)15IP報(bào)文格式報(bào)文格式版本報(bào)文長度服務(wù)類型總 長 度標(biāo) 識(shí) 符標(biāo)志片 偏 移生存時(shí)間協(xié) 議報(bào) 頭 校 驗(yàn) 和源 IP 地 址目 的 IP 地 址IP 選 項(xiàng)16ARP（地址解析協(xié)議）（地址解析協(xié)議）需要的MAC地址？IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-11IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-12ARP RequestARP Reply1

8、 對(duì)應(yīng)的MAC：00-E0-FC-00-00-17RARP（反向地址解析協(xié)議）（反向地址解析協(xié)議）我的IP地址是什么？無盤工作站RARP ServerRARP RequestRARP Reply你的IP地址是18ICMP協(xié)議協(xié)議B可達(dá)嗎？ICMP Echo RequestICMP Echo Reply我在ABn TCP/IP協(xié)議協(xié)議n IP的未來的未來n 子網(wǎng)規(guī)劃子網(wǎng)規(guī)劃目錄目錄n IPv4取得了極大的成功取得了極大的成功n Internet的快速發(fā)展同的快速發(fā)展同IPv4地址的短缺矛盾越來越突地址的短缺矛盾越來越突出出n 新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)IP提出了更多的要求提出了更

9、多的要求IPv6引入引入IPv4越來越力不從心啦越來越力不從心啦21IP為什么要升級(jí)為什么要升級(jí)l 以IPv4為核心技術(shù)的Internet獲得巨大成功l 但I(xiàn)Pv4地址資源緊張直接限制了IP技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展，到1996年已將80%的A類網(wǎng)絡(luò)地址，50%的B類地址，10%的C類地址全部分配了，有專家估計(jì)到2010年IPv4地址將全部用完l 移動(dòng)和寬帶技術(shù)的發(fā)展要求更多的IP地址l CIDR，VLSM，NAT，混合地址等技術(shù)只能暫時(shí)緩解IPv4地址緊張，但無法根本解決地址問題l IP地址短缺問題直接加速了IPv4升級(jí)的需求電話號(hào)碼要升位啦！電話號(hào)碼要升位啦！22IPv6主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)l 最本

10、質(zhì)的改進(jìn)最本質(zhì)的改進(jìn)幾乎無限的地址空間幾乎無限的地址空間地址長度由32位增加到128位l 其他（錦上添花）：其他（錦上添花）：簡(jiǎn)單簡(jiǎn)化固定的基本報(bào)頭，提高處理效率可擴(kuò)展引入靈活的擴(kuò)展報(bào)頭，協(xié)議易擴(kuò)展即插即用地址配置簡(jiǎn)化，自動(dòng)配置安全網(wǎng)絡(luò)層的IPSec認(rèn)證與加密，端到端安全QoS新增流標(biāo)記域移動(dòng)Mobile IP23IPv6的發(fā)展歷程的發(fā)展歷程l 1992年 IETF成立了IPng工作組l 1994年 IPng工作組提出下一代IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（IPv6）的推薦版本l 1995年 IPng工作組完成IPv6的協(xié)議文本l 1996年 IETF發(fā)起成立全球IPv6實(shí)驗(yàn)床 - 6BONEl 1998年 啟動(dòng)

11、面向?qū)嵱玫腎Pv6教育科研網(wǎng) - 6RENl 1999年 完成IETF要求的協(xié)議審定和測(cè)試l 1999年 成立了IPv6論壇，開始正式分配IPv6地址，IPv6的協(xié)議文本成為標(biāo)準(zhǔn)草案l 2001年 多數(shù)主機(jī)操作系統(tǒng)支持IPv6，Windows XP，Linux，Solarisl 2003年 各主流廠家基本已推出IPv6網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品l 2003年 中國啟動(dòng)國家下一代網(wǎng)絡(luò)示范工程 - CNGI24淺嘗淺嘗IPv6地址地址l IPv6地址與地址與IPv4地址表示方法有所不同地址表示方法有所不同用十六進(jìn)制表示，如：FE08:.4位一組，中間用“:”隔開，如：2001:12FC:.若以零開頭可以省略，全零的

12、組可用“:”表示，如：1:2:ABCD:.地址前綴長度用“/xx”來表示，如：1:1/64l 以下是同一個(gè)地址不同表示法的例子：以下是同一個(gè)地址不同表示法的例子：0001:0123:0000:0000:0000:ABCD:0000:0001/961:123:0:0:0:ABCD:0:1/961:123:ABCD:0:1/96n TCP/IP協(xié)議協(xié)議n IP的未來的未來n 子網(wǎng)規(guī)劃子網(wǎng)規(guī)劃目錄目錄26IP地址介紹地址介紹l IP地址唯一標(biāo)識(shí)一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址唯一標(biāo)識(shí)一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備l IP地址以點(diǎn)分十進(jìn)制的方式進(jìn)行表示地址以點(diǎn)分十進(jìn)制的方式進(jìn)行表示l IP地址通常分為網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位兩部分地址通常分為網(wǎng)

13、絡(luò)位和主機(jī)位兩部分27IP地址格式地址格式2552552552551111111111111111111111111111111119216810012211000000 10101000 01100100 01111010點(diǎn)分十進(jìn)制二進(jìn)制32bit27 26 25 24 23 22 21 20128 64 32 16 8 4 2 1IP地址舉例28IP地址分類地址分類（保留）29特殊特殊IP地址地址網(wǎng)絡(luò)部分主機(jī)部分地址類型用 途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”網(wǎng)絡(luò)地址代表一個(gè)網(wǎng)段廣播地址特定網(wǎng)段的所有節(jié)點(diǎn)環(huán)回地址環(huán)回測(cè)試廣播地址本網(wǎng)段所有節(jié)點(diǎn)所有網(wǎng)絡(luò)通常用于指定默認(rèn)路

14、由30無子網(wǎng)編址無子網(wǎng)編址l無子網(wǎng)編址是指使用自然掩碼，不對(duì)網(wǎng)段進(jìn)行細(xì)分。無子網(wǎng)編址是指使用自然掩碼，不對(duì)網(wǎng)段進(jìn)行細(xì)分。比如比如B類網(wǎng)段類網(wǎng)段，采用，采用作為掩碼。作為掩碼。以太網(wǎng)31帶子網(wǎng)編址帶子網(wǎng)編址lB類網(wǎng)段類網(wǎng)段以太網(wǎng)以太網(wǎng), , 32子網(wǎng)規(guī)劃子網(wǎng)規(guī)劃33B類子網(wǎng)規(guī)劃實(shí)例類子網(wǎng)規(guī)劃實(shí)例子網(wǎng)地址子網(wǎng)地址主機(jī)地址主機(jī)地址54廣播地址廣播地址55IP主機(jī)地址主機(jī)地址

15、20子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼34C類子網(wǎng)規(guī)劃實(shí)例類子網(wǎng)規(guī)劃實(shí)例子網(wǎng)地址子網(wǎng)地址20主機(jī)地址主機(jī)地址21-26廣播地址廣播地址27IP主機(jī)地址主機(jī)地址21子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼35變長子網(wǎng)掩碼（變長子網(wǎng)掩碼（VLSM）2/274/276/2728/2760/3064/3068/3072/30通告ISPISP36無類域間路由（無類域間路由