TCPIP协议与Internet

第六章TCP/IP协议与Internet教学目的：1、了解TCP/IP协议的特点；2、掌握IP地址结构，掌握TCP协议的工作过程；3、了解Internet的原理与结构；4、掌握Internet的IP地址与域名系统，掌握Internet的主要服务；计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/102OSI/RM模型的七层协议应用层：向用户提供各种服务表示层：完成数据格式的转换会话层：建立会话关系传输层：在端点建立通道，保证传送的正确性网络层：负责路由选择和拥塞控制数据链路层：保证链路上数据帧的可靠传输物理层：在通信线路上传输比特流。计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1036.1TCP/IP协议四层模型1、TCP/IP的起源2、TCP/IP的层次模型3、TCP/IP的工作原理计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/104１、TCP/IP的起源:(2)1969年美国的ARPANET网，基于这样的假设：网络层永远不会完全可靠，而完善的服务由传送层来提供。(1)全称：TransmissionControlProtocol/InternetProtocol(3)1983年TCP/IP成为DOD及ARPANET的标准(4)Internet与UNIX系统大量使用计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/105２、TCP/IP的层次模型应用层提供各种应用程序:Telnet,FTP,SMTP，DNS传输层提供可靠的传输服务，确保数据无差错地到达：TCP网络层接收来自传输层的请求，将带有目的地址的分组分发出去：IP网络接口层：各种局域网接口计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/106计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/107３、TCP/IP的工作原理(1)应用层将数据传给传输层(2)传输层将发送的信息分成若干段，并形成TCP包，送往网际(络)层(3)网际层把来自传输层的报文分组，连同应当发送给哪个计算机的标识符及一些控制信息，形成IP包发送至网络接口层(4)网络接口层负责接收IP包，并将数据包传给指定网络主机计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1086.2IP层的主要内容1、IP层的功能(1)数据封装和产生协议头(2)选择路由(3)将数据交给其他协议(4)数据分段和重组２、IP层的组成(1)IP—因特网协议(2)ICMP—因特网控制协议报文(3)ARP—地址解析协议(4)RARP—反向地址解析协议计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1093、IP协议的数据格式（无连接)IP数据包由两部分组成：报头和数据，总长度不超过64KB版本报头长度服务类型总长度16位标识符分段位移生存时间TTL协议报头校验和32位源端地址32位目的端地址任选项padding32位16位标志计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/10104、IP地址分类A类：大型网络24位B类：中型网络16位0.0.0.0---126.255.255.255127个A类网络，每个最多可有16777214台主机128.0.0.0---191.255.255.25516384个B类网络，每个最多可有65534台主机0主机标识24位7位1主机标识16位014位计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1011C类：小型网络8位192.0.0.0---223.255.255.2552097152个C类网络，每个最多可有254台主机1主机标识1021位D类：110多点广播标识符28位1E类：110试验性地址，27位11224.0.0.0---239.255.255.255240.0.0.0---247.255.255.255计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1012特殊地址：(1)广播地址：主机号部分各位全为1的IP地址用于广播。如：136.78.255.255是一个B类地址中的一个广播地址，代表网络136.78中的所有主机。(2)有限广播地址：255.255.255.255用于本网广播。(3)“0”地址：0.0.0.0用于本网广播。(4)回送地址：127.X.X.X用于网络软件测试及本地机进程间通信。计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/10135、子网与子网掩码(1)子网的划分(P134)将一个大的网段划分成多个小的网段，改变IP地址的结构，扩展网络部分(将主机号的高位部分作为子网号),即从主机号中分出8位作为子网号。例如：B类网络中网络号为：128.100.X.X分出子网号：128.100.100.x128.100.200.x128.100.300.x计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1014(3)掩码(P134)掩码用来确定IP地址所在的网络（子网）号。缺省子网掩码：A类：255.0.0.0B类：255.255.0.0C类：255.255.255.0(2)子网的寻址先找到大的网段，再找到子网络。计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1015(4)子网的操作(P134)IP地址与子网掩码进行“按位与”运算，结果得到IP的网络号：IP1:192.168.3.1子网掩码:255.255.255.0子网号：192.168.3IP2:192.168.3.224子网掩码:255.255.255.0子网号：192.168.3所以IP1与IP2属于同一个子网。问题：若子网掩码为255.255.255.128它们还属于同一个子网吗？IP1属于子网192.168.3.0IP2属于子网192.168.3.1计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1016•(5)IP子网地址限制：一个子网地址不能取全0或者全1,子网地址必须连续,10001100.10110011.11011100.11001000140.179.220.200IP地址11111111.11111111.11100000.00000000255.255.224.0子网掩码--------------------------------------------------------10001100.10110011.11000000.00000000140.179.192.0子网地址10001100.10110011.11011111.11111111140.179.223.255广播地址计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1017(6)子网的个数：–如果子网掩码为n比特，则子网的个数为2n–如果主机部分为m比特，则子网中的主机数为2m-2例1，对于B类网络：140.179.0.0采用3比特作为子网掩码(255.255.224.0)，则总共有8个子网，每个子网最多有213-2=8190个节点，整个B类子网有65520个节点。而如果不划分子网，则最多有216-2＝65534个节点计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1018计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1019例2：C类网络200.133.175.0，4比特的子网ID，16个子网，每个子网14个节点。子网掩码为255.255.255.240SubnetbitsNetworkNumberNodeAddressesBroadcastAddress0000200.133.175.0.1thru.14200.133.175.150001200.133.175.16.17thru.30200.133.175.310010200.133.175.32.33thru.46200.133.175.470011200.133.175.48.49thru.62200.133.175.630100200.133.175.64.65thru.78200.133.175.790101200.133.175.80.81thru.94200.133.175.950110200.133.175.96.97thru.110200.133.175.1110111200.133.175.112.113thru.126200.133.175.1271000200.133.175.128.129thru.142200.133.175.1431001200.133.175.144.145thru.158200.133.175.1591010200.133.175.160.161thru.174200.133.175.1751011200.133.175.176.177thru.190200.133.175.1911100200.133.175.192.193thru.206200.133.175.2071101200.133.175.208.209thru.222200.133.175.2231110200.133.175.224.225thru.238200.133.175.2391111200.133.175.240.241thru.254200.133.175.255计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/10206、IP路由技术(1)直接与间接路由直接：在本网络内的传送间接：在不同网络内的传送（通过路由器)ABCEFG202.1.2.1202.1.2.2202.1.3HIJ202.1.4D123202.1.2.4202.1.3.4202.1.4.4路由器202.1.2.3计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1021(2)路由表目标网络：目标网络号导向信息：数据报应从哪个网络接口（输出链路）发送出去路径信息：数据报要到达的下一节点（路由器）地址是什么方式信息：指示出这一次路由是直接的还是间接的(3)路由过程第一步：确定是直接路由还是间接路由第二步：确定网络接口号、下一个路由器IP地址第三步：调用ARP，将数据通过接口发送到下一个路由器第四步：路由器根据路由表进行新的发送，直到目的地址计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1022(4)路由选择算法分类：非自适应路由算法（静态路由）自适应路由算法最短路径路由选择：Dijkstra算法孤立的路由选择分布式路由选择（距离矢量路由选择）链路状态路由选择分级路由选择移动主机选路广播选路组播选路计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1023IP地址映射：ARP•直接递交：必须把IP地址映射为硬件地址–直接映射：•proNet：192.12.69.x，其中x为主机的proNet地址–静态地址表映射•映射表手工维护，很少改变•X.25使用一个IP地址到“电话号码”的映射表–动态映射：ARP•通过询问网络中的主机来维护一个动态映射表计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1024•ARP：IP地址MAC地址–用于以太网等广播网络中解析地址–如果不知道IP地址对应的MAC地址，发送ARP请求，暂时保留IP分组在缓冲区–ARP请求采用广播发送：SenderIP、MACaddress;TargetIP、MACaddress–所有站点收到ARP请求，更新相应的cache–TargetIP站点响应ARP请求，源和目的字段相同，并且填写源MAC地址–缓冲ARP响应，在20分钟后清除–arp–a显示ARP表计算机网络第6章TCP/IP协议与Internet2020/1/1025(1)功能：完成IP地址与MAC地址的转换7、ARP协议(2)MAC地址网卡的48位物理地址例如：0x00001b3b21b2(3)ARP的工作过程YYF(192.168.100.1)与TSJ(192.168.100.20