TCPIP协议课件

深入浅出学习TCP/IP协议2目录1、TCP/IP协议的历史及作用2、TCP/IP协议的层次结构2.1、TCP/IP数据的封装过程TCP/IP协议2.2、TCP/IP协议的各层功能3、IP地址管理4、路由器工作原理3.1、IP地址分类及子网划分3.2、VLSM技术5、总结31、TCP/IP协议的发展史多个计算机网络出现出现问题：多个大型公司拥有各自的网络技术，但没有一个统一的规范。所以相互之间不能互联。如何解决？能否建立一个公用互联网络协议，隐藏目前的所有协议，实现所有网络互通？解决问题：TCPv1→TCPv2、→TCPv3和IPv3→TCP/IPv4该时间段也同时出现了OSI参考模型VintonG.CerfIPv6IETF（互联网工程任务组）设计的下一代IP协议41、TCP/IP协议的作用我们已经学习了OSI模型，我们为什么还要学习TCP/IP模型？OSI的七层协议体系结构概念清楚，理论较完整，但在实践中没有完全按照他的结构设立的协议。TCP/IP协议是人们在网络建设中边实践边开发研究的一个产物，已经成了人们公认的，在Internet上使用的事实上的工业标准协议。理论实践52、TCP/IP协议的层次结构应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层OSI模型提供应用程序间通信处理数据格式、数据加密等建立、维护和管理会话建立主机端到端连接寻址和路由选择提供介质访问、链路管理等比特流传输TCP/IP模型应用层传输层网际层网络接口层Windows、SQL、ASPTCP、UDP、RTPIP、ICMP以太网、令牌环、X.25、帧中继RS-232、v.35HTTP、Telnet、FTP、SMTP62、TCP/IP协议的层次结构TCP/IP模型应用层传输层网际层网络接口层IP各类网络接口ARPRARPIGMPICMPTCPUDP应用进程应用进程应用进程应用进程能否建立一个公用互联网络协议，隐藏目前的所有协议，实现所有网络互通？设计理念：7数据应用层2.1、TCP/IP数据的封装过程数据的封装过程传输层网际层网络接口层数据TCP头TCP+数据IP头IP+TCP+数据LLC头LLC+IP+TCP+数据MAC头FCS01011101010010000108数据数据的解封装过程数据TCP+数据IP+TCP+数据LLC+IP+TCP+数据01011101010010000102.1、TCP/IP数据的封装过程应用层传输层网际层网络接口层FCS92.2、TCP/IP协议的各层功能物理层功能：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。数据链路层的功能：物理地址定义，网络拓扑结构，链路的建立拆除分离，差错验证，流控制。包含线缆接口：（目前我们网络用到的所有线缆和接口）包含设备：中继器、集线器（物理层）Modem、交换机、网桥（链路层）网络接口层102.2、TCP/IP协议的各层功能网络接口层数据目标SAP源SAPCtrl前导符目标地址源地址长度/类型数据FCSMAC子层LLC子层目前应用最广泛的IEEE802局域网标准LLC层：逻辑链路层主要功能：数据包的分段，重组，排序。面向网络层协议。MAC层：媒体访问控制层主要功能：数据帧的封装/卸装，帧的差错控制。屏蔽物理层的差异性。112.2、TCP/IP协议的各层功能网络层网络层的功能：寻址和路由选择（IP）广播信息控制（IGMP）多点发送信息控制（IGMP）流量管制（ICMP）提供WAN连接（IP）网络层设备：路由器功能：1.通过IP地址对应路由器的路由表进行寻址，决定IP包的传送方向。2.通过封装/解封装IP头，实现传输层与链路接口层的联系。特点：1.IP数据包无连接，让路由器的路由表决定它的去向。2.开放协议，不对数据包做排序或纠错，交由终端上层协议处理。122.2、TCP/IP协议的各层功能网络层目的地址数据源地址IP头IP包129.0.10.1网络层的核心：IP协议个人心得：每一层级的封装都包括三个信息：你是谁？你从哪里来？你到哪里去？132.2、TCP/IP协议的各层功能网络层IP协议的辅助：ICMP，IGMPICMP协议：网际控制包协议1.功能：差错报告，查询2.分类：差错报告包，查询包3.应用：windows的ping，tracert，path等指令IGMP协议：网际组管理协议1.功能：创建更新组播路由器的成员表实现组播功能2.分类：查询包，成员报告包，退出报告包3.应用：视频点播142.2、TCP/IP协议的各层功能传输层传输层功能：区分不同的上层应用，建立应用间的端到端连接，定义流量控制，为数据传输提供可靠或不可靠的连接服务TCP协议：TransmissionControlProtocol传输控制协议1.特点：基于连接的可靠协议，有流量控制和差错控制，传输效率比UDP低2.应用：文件传输（FTPHTTP），发送或接收邮件（POPIMAPSMTP），远程登录（TELNETSSH）152.2、TCP/IP协议的各层功能传输层同步请求回应同步请求,同步请求回应同步请求数据传输连接建立你好，我想给你发东西可以吗？好啊，你现在就发过来吗？我现在就发TCP协议UDP协议：UserDataProtocol用户数据报协议1.特点：基于无连接的不可靠协议，没有控制手段，仅仅是将数据发送给对方，效率比TCP要高2.应用：即时通信（QQ聊天），在线视频（RTSP），网络语音电话（VoIP）162.2、TCP/IP协议的各层功能传输层UDP协议我要和XXX说点事，寄封信去吧172.2、TCP/IP协议的各层功能应用层常用应用层协议：FTP：文件传输协议，一般上传下载用FTP服务，数据端口是20H，控制端口是21H。Telnet：用户远程登录服务，使用23H端口。DNS：域名解析服务，提供域名到IP地址之间的转换，使用端口53。SMTP：简单邮件传输协议，用来控制信件的发送、中转，使用端口25。NFS：网络文件系统，用于网络中不同主机间的文件共享。HTTP：超文本传输协议，用于实现互联网中的服务，使用端口80。183、IP地址管理目的地址数据源地址IP头IP包129.0.10.1IP地址管理IP地址分类及子网划分VLSM技术IP地址：就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址,保证用户在连网的计算机上操作时，能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。地址为一个4字节（32bits位）的数字。统一由一个叫“ICANN”（互联网赋名和编号公司）的组织来管理。表示方法：二进制：十进制：十六进制：193.1、IP地址分类及子网划分110010110.01000100.00101111.00110001203.66.47.49CB.42.2F.313.1、IP地址分类及子网划分IP地址分为4类：0A类网络地址1.0.0.0~127.255.255.255主机地址10B类网络地址128.0.0.0~191.255.255.255主机地址110C类网络地址192.0.0.0~223.255.255.255主机地址1110D类广播地址224.0.0.0~239.255.255.2558bits8bits8bits8bits个人心得：如何记住每类的地址段？只要记住每类的网络地址前的几位固定数字就可以推算出该类地址段了。根据A，B，C类地址所能容纳的主机数目，这些地址段分别分配给大，中，小型公司使用。（目前已基本分配完了）203.1、IP地址分类及子网划分特殊用途的IP地址段：10.X.X.X（A类）：私有地址（所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址）。127.X.X.X（A类）：保留地址，用做循环测试用的。172.16.0.0---172.31.255.255（B类）：私有地址169.254.X.X（B类）：保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器。就会得到其中一个IP。192.168.X.X（C类）：私有地址。240.0.0.0---247.255.255.255（E类）：(即IP地址前五位为11110）保留给实验用的地址，也叫E类地址。21为什么需要划分子网？3.1、IP地址分类及子网划分我们公司要8个固定IP为了安全我们公司的IP不想和别人的共同网关ISP（网络服务提供商）168.95.X.X我如何把我的IP段租用一段给他？申请人/公司共有2∧16-2=65534个IP地址可分配拥有IP段我如何解决这6多万个IP的广播问题？解决方法：划分子网223.1、IP地址分类及子网划分子网划分23定义：基于每类的IP段，利用主机地址部分划分出子网地址和主机地址，把IP段进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址，这种方法叫做子网划分。目的：1.节约IP地址，避免浪费。2.限定广播的传播。3.保证网络的安全。4.有助于覆盖大型地理区域。3.1、IP地址分类及子网划分子网划分24以IP段为例：我们把它切割成两个子网168.95.X.X普通网络地址：IP地址=网络地址+主机地址子网网络地址：IP地址=网络地址+子网地址+主机地址普通网络地址：IP地址(32bits)=网络地址(16bits)+主机地址(16bits)168.95.X.X168.95X*8.X*8子网网络地址：IP地址(32)=网络地址(16)+子网地址(1)+主机地址(15)168.95.X.X168.95X*7.X*81168.95.X.X168.95X*7.X*80结果可得168.95.0.0~168.95.127.255,168.95.128.0~168.95.255.255两个子网段，各有2∧15-2=32766个IP地址可以分配。同理我们可以分成4，8,16…个子网，但同时子网的可分配IP会相应减少。为什么需要VLSM技术？我们公司要8个固定IPISP（网络服务提供商）168.95.X.X我如何把我的IP段按他们需求租用？申请人/公司共有2∧16-2=65534个IP地址可分配拥有IP段解决方法：VLSM技术划分子网253.2、VLSM技术我们公司要200个固定IP我们公司要20个固定IP存在问题：子网划分只能划分出拥有同等IP数目的子网段，无法既满足不同需求又同时节省IP资源。3.2、VLSM技术VLSM技术26定义：VLSM(可变长度的子网掩码），为了有效的使用无类别域间路由（CIDR）和路由汇总来控制路由表的大小，网络管理员使用先进的IP寻址技术。可变长度的子网掩码1、先按可容纳200IP地址的子网划分子网段：3.2、VLSM技术VLSM技术27还是以IP段为例：同时实现A公司需要一个200IP子网，B,C,D公司各需要一个60IP子网，还有8家小公司各需要一个20IP子网168.95.X.X168.95XXXXXXXXXXXXXXXX网络地址(16)子网地址(8)主机地址(8)12345678….256生成256个可以容纳254个IP的子网256个子网168.95.0.0~168.95.0.255168.95.1.0~168.95.1.255…..24bit子网掩码2、分配给A公司第1个容纳254个IP的子网，第2个子网继续分割3.2、VLSM技术VLSM技术28还是以IP段为例：同时实现A公司需要一个200IP子网，B,C,D公司各需要一个60IP子网，还有8家小公司各需要一个20IP子网168.95.X.X168.95XXXXXXXXXXXXXX.XX网络地址(16)子网地址(10)主机地址(6)12345678….256子网1:A公司168.95.0.0/24168.95.1.0~168.95.1.2551234168.95.1.0~168.95.1.63168.95.1.64~168.95.1.127…168.95.1.192~168.95.1.25526bit子网掩码生成4个可以容纳62个IP的子网3、2.1,2.2,2.3分别分配给B,C,D公司，第3个子网继续分割3.2、VLSM技术VLSM技术2