TCPIP协议第1章概述

TCP/IP协议河南大学软件学院刘志丹主讲课程安排总课时：64学时学分:2课时类型:理论课+8次实验成绩计算期末总评=平时成绩*10%+实验成绩*20%+期未成绩*70%其中，平时成绩=点到50%+作业50%重点：TCP/IP协议簇的概念、原理、应用难点：TCP/IP协议簇的原理第1章概述下午4时13分2目标通过本课程的学习，掌握TCP/IP协议的概念、原理、功能，以及在网络、通信和电子中的应用。理解TCP/IP协议的实现原理、实现TCP/IP的应用第1章概述下午4时13分31、听懂课：抓紧课堂上的四十五分钟，和教师一起讨论，一起学习。2、看懂书：包括教材及相关参考书，至少读三本关于TCP/IP协议的书。3、多实践：自己动手分析或编相关的协议，实现特定的功能。4、阅读TCP/IP协议相关的论文。地址：中国程序员之TCP/IP论坛。第1章概述要求下午4时13分4要求5、有创新：有自己的IDEA，敢于挑战权威，挑战旧模式、旧方法，并容许出错或失败。6、完成作业：包括教材上的作业和老师布置的实践作业。第1章概述下午4时13分5本课程的教材参考资料1、教材《TCP/IP详解卷1：协议》W.RechardSteven著:机械工业出版社,范建华等译，20002、参考资料（1）教材每一章后面指定的网站。（2）其它相关网站。第1章概述下午4时13分6本书书评现在人人在谈网络,张口闭口INTERNET,那么这一切的基础是什么呢?TCP/IP!想学习TCP/IP最应该看的书又是什么呢?当然是这套W.RichardStevens所著的TCP/IP详解了!这套书无疑相关书籍之中的经典之作，极具收藏价值，如果多看一些TCP/IP方面的书，可以发现，本书经常被引用或推荐。第1章概述下午4时13分7本书书评本书--卷一:协议是整套书的基础.本书的组织结构相当合理,描述解释清楚细致,内容覆盖极广，并在每一章节的后面有帮助记忆的习题,相应的答案请见附录.第一章概述介绍了基础和背景知识,但也提出了许多重要特性如:分层;TCP,UDP的根本区别;EndtoEnd与HopbyHop;IP地址的分类和点分十进制表示法;数据封装过程;端口号...这些术语在后面的章节会有详细的解释.第1章概述下午4时13分8本书书评第二章介绍了TCP/IP的链路层协议.以太网与IEEE802数据封装的比较;SLIP(现在还有人用么?)和PPP.文中作者提到现在SLIP用户仍然比PPP用户多,是由于本书的写作时间比较早.另外本章还详细介绍了LOOPBACK,MTU等概念.第1章概述下午4时13分9本书书评第三至十章详细介绍了IP.IP包结构;IP路由选择;子网及其掩码;ARP,RARP协议;ICMP,特别是时间戳和端口不可到达;详细讨论了PING,TRACEROUTE这两个常用的测试用程序;IP路由和动态选路(路由)协议,特别详细介绍了RIP，并简单介绍了OSPF，BGP.与一般的书不同的是本书没有提及CISCO的IGRP，EIGRP，毕竟这不是为CISCO认证编写的。第1章概述下午4时13分10本书书评第十一章介绍UDP,起初觉得奇怪,因为夹在中间而不是和第十七章开始的TCP放在一起.后来才发现,从第十二章的广播开始UDP已经开始使用.第十二,十三章对广播,多播(现在一般叫组播)和IGMP协议进行讨论.对各种广播形式进行描述，对组播及其IGMP协议论述相当详细，组播现在用的越来越多，大家可以好好学习一下。第1章概述下午4时13分11本书书评第十四,十五,十六章分别介绍DNS,TFTP,BOOTP这些基于UDP的应用.对于大家自认为熟悉的这些应用，只有在读完之后，你才会说：原来是这么回事！第十七至二十四章详细的讨论了TCP.TCP封装结构;TCP连接建立(三次握手)和拆除,其中介绍了很多一般书上没有出现的内容如半打开和半关闭;TCP数据交互和窗口机制;TCP超时与重传(可靠传输),并描述了多种实际算法;TCP的各种计时器;TCP的一些修改建议,并提出了T/TCP,详细的介绍和源代码在下一卷.第1章概述下午4时13分12本书书评第二十五章介绍SNMP网管协议.详细讨论了MIB和TRAP.做网管的朋友们，这可是福音啊。其余的章节用来讨论基于TCP的各种应用如远程登录的TELNET,RLOGIN,文件传输FTP,电子邮件用的SMTP,基于SUNRPC的NFS,和常用的一些FINGER,WHOIS,XWINDOW等应用程序.作者使用了大量的篇幅对每种应用进行了剖析.在附录中,作者提供了书中经常提到的tcpdump,sock程序的相关内容;UNIX常用的配置选项;和大量的免费资源和参考文献.第1章概述下午4时13分13本书书评本书的翻译一直遭到许多读者的批评,的确译文中有些术语的把握有些问题,但是还不会影响到读者的理解.毕竟本书的写作和翻译时间较早.这是一本百读不厌的宝书,第一次看时可以是对TCP/IP有一个比较全面的了解过程，以后每次看都会发现还需要可以学到新的并发现可以进一步学习的东西.可惜的是本书不会再有进一步的修改了，已成绝响。对于新技术如IPV6，就只有靠大家自己努力了。有兴趣进行进一步研究的编程人员,请继续关注卷二和卷三。第1章概述下午4时13分14W.RichardStevens国际知名的Unix和网络专家，《TCP/IP详解》（三卷本），《UNIX网络编程》（两卷本）以及《UNIX环境高级编程》的作者W.RichardStevens（1951-1999），是国际知名的Unix和网络专家；受人尊敬的计算机图书作家；同时他还是广受欢迎的教师和顾问。Stevens先生1951年生于赞比亚，他的家庭曾多次搬迁，最终定居于南非。早年，他就读于美国弗吉尼亚州的费什本军事学校，后获得密歇根大学学士、亚利桑那大学系统工程硕士和博士学位。他曾就职于基特峰国家天文台，从事计算机编程；还曾在康涅狄格州纽黑文市的健康系统国际公司任主管计算机服务的副总裁。Stevens先生不幸逝于1999年9月1日，至于死因家人不便透露，不过有三种说法：攀岩、滑翔意外、滑雪。他的离去是计算机界的巨大损失。第1章概述下午4时13分15内容提要整个课程分为十六章，（只选择了教材的上部分章节），目录如下：第1章概述第2章链路层第3章IP:网际协议第4章ARP:地址解析协议第1章概述下午4时13分16内容提要第5章（原第9章）IP选路第6章（原第10章）动态选路协议第7章（原第11章）UDP：用户数据报协议第8章（原第14章）DNS：域名系统第9章(原第17章）TCP：传输控制协议第1章概述下午4时13分17内容提要第10章（原第18章）TCP连接的建立和终止第11章（原第25章）SNMP：简单网络管理协议第12章（原第26章）Telnet和Rlogin:远程登录第13章（原第27章）FTP：文件传输协议第14章（原第28章）SMTP：简单邮件传输协议第15章（原第30章）其它的TCP/IP应用程序第1章概述下午4时13分18第1章概述课时安排:3课时教学课型:理论课教学目的:通过本章学习,使学生了解TCP/IP的含义、组成及相关基础知识。教学重点：TCP/IP的四层模型教学难点：TCP/IP的相关概念及四层模型中各层的作用教学方法及手段：应用多媒体技术，详细演示TCP/IP的四层模型及协议结构第1章概述下午4时13分19第1章概述解释概念：1、ISO、OSI、ISOOSI2、TCP、IP、TCP/IP、3、两种模型的各层大致对应关系第1章概述下午4时13分20TCP/IPTCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)已成为一个事实上的工业标准。TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。TCP/IP协议簇分为四层，IP位于协议簇的第二层(对应OSI的第三层)，TCP位于协议簇的第三层(对应OSI的第四层)。TCP和IP是TCP/IP协议簇的中间两层，是整个协议簇的核心，起到了承上启下的作用。第1章概述下午4时13分21TCP/IP主要特点（1）开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统；（2）独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互联网中；（3）统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址；（4）标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。第1章概述下午4时13分22TCP/IPTCP/IP模型的主要缺点有：首先，该模型没有清楚地区分哪些是规范、哪些是实现；其次，TCP/IP模型的主机—网络层定义了网络层与数据链路层的接口，并不是常规意义上的一层，接口和层的区别是非常重要的，TCP/IP模型没有将它们区分开来。第1章概述下午4时13分231、TCP/IP：TransmissionControlProtocol/InternetProtocol。2、TCP/IP起源于60年代末美国的分组交换网络项目，到90年代已发展成为最常用的组网形式。3、TCP/IP协议是一组开放式协议，可以进行任何组合间的通信。(1)对硬件及操作系统开放。很多不同的厂家生产各种型号的计算机，它们运行完全不同的操作系统，但TCP/IP协议族允许它们互相进行通信。(2)免费：协议族的定义及其多种实现可以不用花钱或花很少的钱就可以公开地得到。它成为被称作“全球互联网”或“因特网(Internet)”的基础。第1章概述第1章概述1.1引言下午4时13分241.2分层1、四层体系结构TCP/IP，是一组不同层次上的多个协议的组合，通常被认为是一个四层协议系统，如图1-1所示。第1章概述下午4时13分251.2分层2、各层的功能概述（1）链路层，有时也称作数据链路层或网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。第1章概述下午4时13分261.2分层（2）网络层，有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。在TCP/IP协议族中，网络层协议包括IP协议（网际协议），ICMP协议（Internet互联网控制报文协议），以及IGMP协议（Internet组管理协议）。第1章概述下午4时13分271.2分层（3）运输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议族中，有两个互不相同的传输协议：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。TCP为两台主机提供高可靠性的数据通信。UDP则为应用层提供一种非常简单的服务。第1章概述下午4时13分281.2分层（4）应用层负责处理特定的应用程序细节。几乎各种不同的TCP/IP实现都会提供下面这些通用的应用程序：•Telnet远程登录。•FTP文件传输协议。•SMTP简单邮件传送协议。•SNMP简单网络管理协议。第1章概述下午4时13分291.2分层3、四层模型应用实例（1）两台主机之间的通信假设在一个局域网（LAN）如以太网中有两台主机，二者都运行FTP协议，图1-2列出了该过程所涉及到的所有协议。第1章概述下午4时13分301.2分层第1章概述下午4时13分311.2分层注意：在图1-2中，顶层与下三层之间还有另一个关键的不同之处。应用层关心的是应用程序的细节，而不是数据在网络中的传输活动。下三层对应用程序一无所知，但它们要处理所有的通信细节。第1章概述下午4时13分321.2分层（2）互联网的通信在80年代，网络不断增长的原因之一是大家都意识到只有一台孤立的计算机构成的“孤岛”没有太大意义，于是就把这些孤立的系统组在一起形成网络。随着这样的发展，到了90年代，我们又逐渐认识到这种由