TCPIP_传输控制协议因特网互联协议

TransmissionControlProtocol/InternetProtocolOutline•2.1TCP/IP的历史•2.2TCP/IP网络体系结构•2.3IP寻址•2.4IP子网•2.5无类域间路由(CIDR)•2.6可变长度子网掩码(VLSM)2.1TCP/IP历史•1969年，TCP/IP（传输控制协议/因特网协议）是由美国国防部（DoD）创建的。主要是用于确保数据的完整性和在毁灭性战争中维持通信。•1970年，ARPANET主机开始使用网络控制协议（NCP)，这就是后来的传输控制协议（TCP）的雏形。•1972年，Telnet协议推出。Telnet用于终端仿真以连接相异的系统。•1973年，文件传输协议（FTP）推出。FTP用于在相异的系统之间交换文件。•1974年，传输控制协议（TCP）被详细规定下来。TCP取代NCP，它为人们提供了更可靠的通信服务。•1981年，Internet协议（IP）（又称IPv4）被详细规定下来。IP为端到端传递提供寻址和路由功能。•1982年，国防通信署（DCA）和ARPA建立了传输控制协议（TCP）和Internet协议（IP）作为TCP/IP协议套件。•1983年，ARPANET将NCP替换为TCP/IP。•1984年，域名系统（DNS）推出。DNS可将域名解析为IP地址•1995年，Internet服务提供商（ISP）开始向企业和个人提供Internet接入。•1996年，超文本传送协议（HTTP）推出。万维网使用HTTP。•1996年，第一套IP版本6（IPv6）标准发布。2.2TCP/IP网络体系结构IPICMPIGMPARPUDPTCP2.2.2HostToHostLayer1TCP•TCP（TransmissionControlProtocol,传输控制协议)是一种面向连接的可靠协议。IPICMPIGMPARPUDPTCP（1）TCP数据格式Sourceport（16)Destinationport（16)Sequencenumber（32)Headerlength（4)Acknowledgementnumber（32)Reserved（6)Codebits（6)Window（16)Checksum（16)Urgent（16)Options（0or32ifany)Data（varies)20BytesBit0Bit15Bit16Bit31（2）TCP的三次握手（three-wayhandshake）发送SYN(seq=100ctl=SYN)接收SYN发送SYN,ACK(seq=300ack=101ctl=syn,ack)建立会话(seq=101ack=301ctl=ack)HostAHostB123接收SYN（3）TCP的确认发送方接收方发送1接收1发送ACK2发送2接收2发送ACK3发送3接收3滑动窗口=1（4）TCP端口号源端口目标端口…HostA102823…SPDPHostZTelnetZ目标端口=23.（5）TCP的顺序号和确认号（6）TCP的窗口Windowsize=3Send2Windowsize=3Send1Windowsize=3Send3ACK3Windowsize=2数据3被丢弃Windowsize=3Send4Windowsize=3Send3ACK5Windowsize=2接收方发送方2UDP•UDP（UserDatagramProtocol,用户数报协议)是一种非面向连接的不可靠协议UDPTCPIPICMPIGMPARPUDP的数据格式没有顺序号和确认号Sourceport（16)Destinationport（16)Length（16)Data（ifany)1Bit0Bit15Bit16Bit31Checksum（16)8Bytes3端口号（PortNumber）端口号（续）端口号（续）常用应用层协议的端口号TCP端口号FTP传输层TELNETDNSSNMPTFTPSMTPUDP应用层2023255369161RIP520212.2.3InternetLayer•IP（InternetProtocol，互联网协议）•ICMP（InternetControlMessageProtocol，互联网控制信息协议）•ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析协议）•RARP（ReverseAddressResolutionProtocol，逆向地址解析协议）•DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol，动态主机分配协议）1IP（InternetProtocol，因特网协议）•IP是非面向连接的不可靠协议。•IP关注每个数据包的地址。通过使用路由表，IP可以决定一个数据包将发送给哪一个被选择好的后续最佳路径。•IP是从主机到主机层接收数据段的，必要时再将它们分成数据报（即数据包）。然后接收方的IP再重新组合数据报为数据段。（1）IP包的格式Protocol字段•Determinesdestinationupper-layerprotocolTransportLayerInternetLayerTCPUDPProtocolNumbersIP176协议号（2）IP包的分片•数据包是被封装在物理帧中传输的，对于网络硬件来说，它们对一个物理帧的可传输数据量都规定了一个上限值，这个上限值就是最大传输单元，即数据包的MTU（maximumtransferunit）。•例如：源于令牌环网的数据包最大传输单元（MTU）为4500字节、以太网的数据包最大传输单元为1500字节、FDDI的数据包最大传输单元为4770字节。•如果数据包的大小比互联网中最大网络的MTU要大，它是无法被封装到帧中去的；相反如果数据包的大小被限制为互连网中最小网络的MTU，这种做法也是很不经济的（因为在大MTU的网络上，会造成带宽浪费）IP包的分片和重组2ICMP（InternetControlmessageProtocol，因特网控制信息协议）ApplicationTransportInternetDataLinkPhysicalDestinationUnreachableEcho（Ping)OtherICMP1（1）ICMP包的格式（2）ICMP信息类型3ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析协议）•映射IPEthernet•LocalARP172.16.3.1IP:172.16.3.2Ethernet:0800.0020.1111172.16.3.2IP:172.16.3.2=???我知道你的请求，这是我的物理地址我需要知道176.16.3.2的物理地址.4RARP（ReverseAddressResolutionProtocol，逆向地址解析协议）•映射EthernetIPEthernet:0800.0020.1111IP:172.16.3.25Ethernet:0800.0020.1111IP=???我的地址是多少？我听到了广播你的地址是172.16.3.25.2.3IP寻址IP地址是IP网络上每台计算机的数字标识符。它指明了在此网络上某个设备的位置。IP寻址允许在某网络上的主机与另一个不同网络上的主机进行通信，并在此过程中无需考虑这两台主机所在具体局域网的类型差异。2.3.1IP地址的表示方法•一个IP地址包含有32位信息。地址的数量为232个•这些位通常被分割为4个部分,被称为八位位组或字节，每一部分包含一个字节(8位)。•可以使用下面3种不同的方式来描述一个IP地址：点分十进制，如：172.16.30.56二进制，如：10101l00.00010000.00011110.00111000十六进制，如：AC.10.1E.382.3.2IP地址的分类•类别w的值网络数量每网络主机数•A1-12612616,777,214•B128-19116,38465,534•C192-2232,097,152254•D224-239*注：为多播寻址保留•E240-254*注：为实验性应用保留2.3.3保留IP地址•127.0.0.1：本地回环(loopback)测试地址；•255.255.255.255：广播地址；•0.0.0.0：代表任何网络；•主机地址全为0：网络地址，代表该网段的所有主机；•主机地址全为1：广播地址。2.3.4分层的IP寻址方案•IP地址通常被分为两部分：网络号主机号1网络号（NetworkID）•网络号唯一指定了每个网络，同一网络中的每台计算机都共享相同的网络地址,并用它作为自己IP地址的一部分。•例如：IP地址172.16.30.56中172.16就是网络号。2主机号（HostID）•主机号/节点号是在一个网络中用来标识每台计算机的，它是一个唯一的标识符。这个地址的主机部分必须唯一，因为相对于网络(可以把它理解为一个组)而言它是用来独立标识指定计算机的。•主机号地址部分为全0时表示网络地址；主机号地址为全1时表示广播地址。•例如IP地址172.16.30.56中，30.56就是主机号。ABC类地址的特征wxyzClassANetworkIDHostIDClassBNetworkIDHostIDClassCNetworkIDHostID2.3.5子网掩码（SubnetMask）网络类型子网掩码A类255.0.0.0B类255.255.0.0C类255.255.255.0子网掩码的作用IP192.168.114.1191000000.10101000.01110010.01110111Mask255.255.255.011111111.11111111.11111111.00000000IP11000000.10101000.01110010.01110111Mask11111111.11111111.11111111.00000000NetworkID11000000.10101000.01110010.00000000NetworkID192.168.114.02.3.6IP地址的类型•广播（Broadcast）用于在这个网络向所有的节点发送数据。•单播（Unicast）用于向单一日标主机发送数据。•组播（Multicast）用于将来自单一源的数据包传送给在不同网络上的多台设各。1广播地址172.16.1.0172.16.2.0172.16.3.0172.16.4.0172.16.3.255(Directedbroadcast)255.255.255.255(Localnetworkbroadcast)X172.16.255.255(Allsubnetsbroadcast)广播地址的类型单播地址组播地址2.3.7公有地址和私有地址•公有地址（PublicAddress）：在Internet中唯一的地址，能够在Internet中被寻址。使用时需要向ISP注册许可。•私有地址（PrivateAddress）：用于企业内部使用，在企业内部唯一，不能够在Internet中被寻址。使用时不需要向ISP注册许可。•私有地址范围为：A类：10.0.0.0—10.255.255.255B类：172.16.0.0—172.31.255.255C类：192.168.0.0—192.168.255.255IP地址类别练习AddressClassNetworkHost10.2.1.1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10练习答案AddressClassNetworkHost10.2.1.1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10ABCCB非法IP10.0.0.0128.63.0.0201.222.5.0192.6.141.0130.113.0.00.2.1.10.0.2.1000.0.0.640.0.0