7TCPIP原理與IP子網(wǎng)規(guī)劃

1、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之 TCP/IP原理與IP子網(wǎng)規(guī)劃V1.0數(shù)據(jù)用服部學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握TCP/IP體系結(jié)構(gòu)與相關(guān)原理 了解TCP/IP與OSI的異同熟悉IPv4地址計算方法熟悉IP子網(wǎng)規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容第一章 TCP/IP原理第二章 IPv4編址方法學(xué)習(xí)內(nèi)容第一章 TCP/IP原理 第一節(jié) TCP/IP概述 第二節(jié) 應(yīng)用層 第三節(jié) 傳輸層 第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)層最早使用的協(xié)議棧全球事實上的通訊標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP概述HostInternetTCP/IPHost應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層TCP/IP與OSI模型比較TCP/IP協(xié)議棧與OSI參考模型有清晰的對應(yīng)關(guān)系，覆蓋了OSI參

2、考模型的所有層次OSITCP/IP應(yīng)用層會話層表示層傳輸層TCPUDP網(wǎng)絡(luò)層ICMPRARPARPIGMPIP數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)接口層由底層網(wǎng)絡(luò)定義的協(xié)議SMTPFTPTELNETDNSSNMPNFS提供應(yīng)用程序間接口建立端到端連接提供編址和路由功能物理介質(zhì)訪問二進(jìn)制數(shù)據(jù)流傳輸TCP/IP協(xié)議棧TFTPTCP/IP數(shù)據(jù)流封裝過程：網(wǎng)絡(luò)接口層IP層TCP層應(yīng)用層用戶數(shù)據(jù)TCP段 網(wǎng)絡(luò)接口層IP層TCP層應(yīng)用層IP包用戶數(shù)據(jù)TCP段實際物理網(wǎng)絡(luò)的幀IP包實際傳輸數(shù)據(jù)封裝和解封裝過程PDUdatasegmentpacketframe實際物理網(wǎng)絡(luò)的幀bitsTCP/IP數(shù)據(jù)流解封裝過程：學(xué)習(xí)內(nèi)容第一

3、章 TCP/IP原理 第一節(jié) TCP/IP概述 第二節(jié) 應(yīng)用層 第三節(jié) 傳輸層 第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層文件傳輸- TFTP- FTP - NFSE-Mail- SMTP遠(yuǎn)程登錄- Telnet - rlogin 網(wǎng)絡(luò)管理- SNMP 域名服務(wù)- DNS應(yīng)用層學(xué)習(xí)內(nèi)容第一章 TCP/IP原理 第一節(jié) TCP/IP概述 第二節(jié) 應(yīng)用層 第三節(jié) 傳輸層 第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)層Transmission ControlProtocol (TCP)User Datagram Protocol (UDP)應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層傳輸層分割上層應(yīng)用程序建立主機應(yīng)用程序間端到端的連接將數(shù)據(jù)段從一

4、臺主機傳到另一臺主機保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性傳輸層的功能端口號TCPFTP傳輸層TELNETDNSSNMPTFTPSMTPUDP應(yīng)用層2123255369161 服務(wù)器一般都是通過知名端口號來識別應(yīng)用程序的,范圍為11023 客戶端口號，又稱臨時端口號，范圍一般為10245000，大于5000端口號為其他服務(wù)器預(yù)留 UDP和TCP的端口號是獨立的，但傾向于對兩者都能提供的服務(wù)功能指定相同的端口號。如：在UDP和TCP中，53號端口保留用于提供域名服務(wù)器功能端口號HTTP80DOMAIN53ECHO7TCP傳輸控制協(xié)議源端口 (16)目的端口 (16)序列號 (32)首部長度 (4)確認(rèn)號 (32)

5、保留(6)代碼 (6)窗口大小 (16)TCP校驗和 (16)緊急指針(16)TCP選項數(shù)據(jù)01631源端口目的端口Host ADest. port = 23.將數(shù)據(jù)包送到我的TELNET端口102823SPDPHost ZTelnet ZTCP 端口號多個連接時端口號的使用源端口目的端口Host A102823SPDPHost ZTelnet ZTelnet Z102923102823SourceDest.11Seq.2Ack.102823SourceDest.10Seq.1Ack.102823SourceDest.11Seq.1Ack.102823SourceDest.12Seq.2Ack

6、.I just got #11,now I need #12.I justsent #11.TCP 序號和確認(rèn)號綜述源端口目的端口序號#確認(rèn)序號#internetSend SYN (seq=100 ctl=SYN)SYN receivedSend SYN, ACK (seq=300 ack=101 ctl=syn,ack)Established(seq=101 ack=301 ctl=ack)Host AHost B123SYN receivedTCP三次握手/建立連接為了建立或初始化一個連接，兩個TCP通信者必須同步各自的初始序號。初始序列號是建立一個TCP連接時的開始號，用于跟蹤通信順序并

7、確保每個數(shù)據(jù)包傳輸時無丟失。FIN的ACKFIN的ACKFINFIN應(yīng)用程序關(guān)閉主機A主機B應(yīng)用程序關(guān)閉TCP四次握手/終止連接Window size = 1Send 1Receive 1Ack 2Send 2Receive 2Ack 3Send 1Send 2Receive 1Receive 2Window size = 3Send 3Receive 3Ack 4Send 4SenderReceiverSenderReceiver窗口控制UDP用戶報文協(xié)議源端口 (16)目的端口 (16)長度(16)數(shù)據(jù)bit 0151631校驗和 (16)8bytes UDP的特點：無序號及確認(rèn)不可靠、面

8、向無連接 高效、快速TCPUDP是否面向連接面向連接無連接是否提高可靠性可靠傳輸不提供可靠性是否流量控制流量控制不提供流量控制傳輸速度慢快協(xié)議開銷大小TCP/UDP比較學(xué)習(xí)內(nèi)容第一章 TCP/IP原理 第一節(jié) TCP/IP概述 第二節(jié) 應(yīng)用層 第三節(jié) 傳輸層 第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)層Internet Protocol(IP)地址解析/反向解析協(xié)議(ARP/RARP)互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議(ICMP)應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層路由、尋徑功能，提供主機到主機的連接功能IP數(shù)據(jù)包格式版本(4)目的IP地址 (32)IP選項數(shù)據(jù)01631頭部長度 (4)服務(wù)類型 (8)總長度 (16)標(biāo)識符 (16)標(biāo)志(

9、3)片偏移 (13)存活時間 (8)協(xié)議(8)報頭校驗和 (16)源IP地址 (32)協(xié)議字段決定目的地的上層協(xié)議類型 傳輸層網(wǎng)絡(luò)層TCPUDP協(xié)議號IP176協(xié)議類型字段ApplicationTransportInternetData LinkPhysicalDestination UnreachableEcho (Ping)OtherICMP1ICMP是一種集差錯報告與控制于一身的協(xié)議，消息類型包括： 錯誤消息 詢問消息ICMPARP工作機制實現(xiàn)IP地址向MAC地址的映射本地ARP解析IP: Ethernet: 0800.0020.1111 IP: = ?我聽到廣播包了，這條消息是給我的

10、，這是我的物理地址.我需要IP地址為主機的物理地址廣播單播Ethernet: 0800.0020.1111IP: 5Ethernet: 0800.0020.1111 IP = ?我聽到廣播包了.你的 IP 地 址是5RARP工作機制我的IP地址是什么？廣播單播學(xué)習(xí)內(nèi)容第二章 IPv4編址方法 第一節(jié) IPv4地址介紹 第二節(jié) IP地址分類 第三節(jié) 地址計算 SADAHDRDATAIPv4地址介紹(1)IP地址為32位二進(jìn)制數(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)部分與主機部分IP地址唯一標(biāo)識一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IPv4地址介紹(2)02118172.161212NetworkHost.Fei_1/1Fei_1/2學(xué)習(xí)內(nèi)容第二章

11、IPv4編址方法 第一節(jié) IPv4地址介紹 第二節(jié) IP地址分類 第三節(jié) 地址計算 1Class A:0Network（8bit）Host891617242532Range (1-126)Class B: 10 Network(16bit) HostRange (128-191)Class C: 110 Network(24bit) HostRange (192-223)Class D:1110組播Range (224-239)IP地址分類Class E:11110Range (240-255)保留地址 RFC1918中規(guī)定如下地址是私有地址： 55 55 55 用于廣播，也稱定向廣播，需要指

12、定目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)主機地址全1用于指定網(wǎng)絡(luò)本身，稱之為網(wǎng)絡(luò)地址或者網(wǎng)絡(luò)號主機地址全0指本地節(jié)點(一般為)，用于測試網(wǎng)卡及TCP/IP軟件網(wǎng)絡(luò)用途地址特殊IP地址學(xué)習(xí)內(nèi)容第二章 IPv4編址方法 第一節(jié) IPv4地址介紹 第二節(jié) IP地址分類 第三節(jié) 地址計算 11111111可用主機地址數(shù)量計算 172 16 0 0 10101100 00010000 00000000 0000000016151413121110 987654321NetworkHost 00000000 00000001 11111111 11111111 11111111 11111110. 00000000 00000011

13、11111101123655346553565536-.265534N2N-2 = 216-2 = 65534沒有子網(wǎng)的編址.5354采用自然掩碼，不對網(wǎng)段進(jìn)行細(xì)分。比方說B類的，掩碼為。00600050Fei_1/1Fei_1/2172.162160NetworkHost.NetworkInterfaceNew Routing TableSubnet有子網(wǎng)的編址Fei_1/2Fei_1/1子網(wǎng)掩碼172160025525500IP 地址缺省掩碼8位子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)位主機位子網(wǎng)位主機位也可寫作 “/16” 其中16表示掩碼的位數(shù) 11111111 111111110000000000000000也

14、可寫作 “/24” 其中24表示掩碼的位數(shù)網(wǎng)絡(luò)位主機位網(wǎng)絡(luò)位2552552550 11111111 1111111111111111網(wǎng)絡(luò)位擴展了8位帶子網(wǎng)劃分的子網(wǎng)掩碼(1)16網(wǎng)絡(luò)位主機位60 17220101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000000000000000000000000010子網(wǎng)位網(wǎng)絡(luò)地址128192224240248252254255帶子網(wǎng)劃分的子網(wǎng)掩碼(2)60 9210101100111111111010110000

15、0100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010161722128網(wǎng)絡(luò)地址128192224240248252254255128192224240248252254255網(wǎng)絡(luò)位擴展了10位網(wǎng)絡(luò)位主機位子網(wǎng)位示例101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010101011000001000000000010101111111010110000010000000000101000000110101100000100000000001010111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609228912990123456789161722160AddressSubnet MaskClassSubnet002BAA子網(wǎng)掩碼練習(xí)27AddressClassSubnetBroadcast0 48C36Subnet Mask A553 52B527 28B計算廣播地址練習(xí)2/27172