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ST01 中小企业网络建设. CEAC 国家信息化计算机教育认证项目 www.ceac.org.cn. 本演示文稿可能包含观众讨论和即席反应。使用 PowerPoint 可以跟踪演示时的即席反应, 在幻灯片放映中,右键单击鼠标 请选择“会议记录” 选择“即席反应”选项卡 必要时输入即席反应 单击“确定”撤消此框 此动作将自动在演示文稿末尾创建一张即席反应幻灯片,包括您的观点。. TCP/IP 基础讲义. 主要内容. TCP/IP 分层模型 网际协议中的 IP 地址. 一 .TCP/IP 分层模型. 1.1 分层概念的出现
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ST01 中小企业网络建设 CEAC国家信息化计算机教育认证项目 www.ceac.org.cn 张智勇
本演示文稿可能包含观众讨论和即席反应。使用 PowerPoint 可以跟踪演示时的即席反应, • 在幻灯片放映中,右键单击鼠标 • 请选择“会议记录” • 选择“即席反应”选项卡 • 必要时输入即席反应 • 单击“确定”撤消此框 • 此动作将自动在演示文稿末尾创建一张即席反应幻灯片,包括您的观点。 TCP/IP基础讲义 张智勇
主要内容 • TCP/IP分层模型 • 网际协议中的IP地址 张智勇
一.TCP/IP分层模型 1.1 分层概念的出现 怎样统一管理计算机网络?为了说明这一点,可以设想一个最简单的情况:连接在网路上的两台计算机要相互传送文件,需要完成哪些工作才能进行呢? 计算机网络 张智勇
至少要完成以下工作 • 两台计算机之间必须有一条传送数据的通路 • 发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活 • 要告诉网络如何识别接受数据的计算机 • 发起通信的计算机必须知道,接受数据的计算机是否已经准备好接受数据的工作 • 对出现的各种差错和以外事故,如数据传送错误,重复或丢失,网络中某个节点出故障,应当有可靠的措施保证对方计算机最终能够收到正确的数据 • …… 张智勇
为了设计这样复杂的计算机网络,自然就出现了分层的方法。“分层”可将庞大而复杂的问题,转化为若干较小的局部问题,而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。为了设计这样复杂的计算机网络,自然就出现了分层的方法。“分层”可将庞大而复杂的问题,转化为若干较小的局部问题,而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。 张智勇
7 应用层 Application Layer 6 表示层 Present Layer 5 会话层 Semission Layer 4 传输层 Transport Layer 3 网络层 Internet Layer 2 数据链路层 Data Link Layer 1 物理层 Physical Layer 1.2 OSI七层模型 OSI(Open system interconnection) 中文名:开放系统互联参考模型,这是ISO(国际标准 化组织)的一个专门机构提出的网络标准模 型。 张智勇
物理层:透明的传输比特流。即对比特流的传送不加控制,它要物理层:透明的传输比特流。即对比特流的传送不加控制,它要 考虑的是多大的电压表示“1”和“0”。 数据链路层:在两个相连的节点间的线路上无差错的传送以帧为 单位的数据。这样,数据链路层就把一条有可能出差错的实际链 路,转变成让网络层向下看起来好像是一条不出差错的链路。 网络层:网络层数据传送的单位是分组或包。其任务就是要选择 合适的路由,正确无误的按照地址找到目的站,这就是网络层的 寻址功能。 运输层:该层传送的数据单位是报文。其任务最佳的利用网络资 源,并以可靠和经济的方式,为两端主机的进程之间,建立一条 运输连接。或者说,运输层相上一层进行通信的两个进程之间提 供一个可靠的端到端的服务,使它们看不到运输层一下的数据通 信细节。 张智勇
OSI从一张白纸开始,试图达到一种理想境界,即全世界的计算机网络都遵循这一统一的标准,因而全世界的计算机都能够很方便的进行互联和交换数据,但是OSI事与愿违的失败了。OSI从一张白纸开始,试图达到一种理想境界,即全世界的计算机网络都遵循这一统一的标准,因而全世界的计算机都能够很方便的进行互联和交换数据,但是OSI事与愿违的失败了。 OSI失败的原因可以归结为: 1.OSI专家们缺乏实际经验,完成OSI标准时没有商 业驱动力 2.OSI的协议实现过分复杂,而且运行效率低 3.OSI的层次划分不太合理,有些功能在多个层次 重复出现 张智勇
1.3 TCP/IP分层模型 由于Internet已经得到了全世界的承认,因此Internet所使用的TCP/IP体系在计算机网络领域就占有特殊重要的地位。 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 中文译名:传输控制协议/网际协议 TCP/IP实际上是一个协议族,而不仅仅是上面所说的那两个。 张智勇
应用层 Application Layer 表示层 Present Layer 会话层 Semission Layer 传输层 Transport Layer 网络层 Internet Layer 数据链路层 Data Link Layer 物理层 Physical Layer 两种分层模型对照 OSI TCP/IP 应用层 运输层 网际层 网络接口层 张智勇
TCP/IP中各层的主要功能 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。 网际层:Internet协议将数据包封装成Internet数据包并运行必 要的路由算法。 传输层:为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。 应用层:在模型的顶部是应用层。本层是应用程序进入网络的通 道,负责处理应用程序细节。 张智勇
模拟数据在各层的传输过程 计算机1 计算机2 AP1 AP2 应用程序数据 4 4 H4 数据部分 3 3 H3 数据部分 2 2 H2 数据部分 1 1 101011…比特流…010111 物理传输媒体 张智勇
对等层 虽然数据要经过复杂的过程才能够送到对方的应用进程,但这些复杂的过程对用户来说,却都被屏蔽掉了,以致应用程序AP1觉得好像是直接把数据交给了进程AP2。 这就是所谓的“对等层”(PEER LAYERS)之间的通信。 张智勇
协议栈 我们提到的各种协议,实际上就是在各个对等层之间传递数据时 的各项规定。 应用层 (各种应用层协议如 TELNET,FTP,SMTP等) 应用层 (各种应用层协议如 TELNET,FTP,SMTP等) 运输层 TCP,UDP 运输层 TCP,UDP 网际层 IP 网际层 IP 网络接口层 网络接口层 张智勇
二.网际协议IP 2.1 IP地址 定义:在Internet网络中,给连接到Internet的主机分 配一个在全世界范围内唯一的32bit地址。 IP地址分为两部分,前一部分为网络号(net-id),后一部分为主机号(host-id)。 Net-id Host-id 张智勇
Ip地址的分类 用二进制格式时共有32位组成,为了方便记忆,用点号每八位一分割,称为点分十进制。 比如:10000000 00001011 00000011 00011111 记为:128.11.3.31 为了对IP地址进行管理,ip地址分为5类,分别为A,B,C,D,E A类地址格式 A类地址用于主机数目非常多的网络。A类地址的最高位为0,接下来的7 位完成网络ID,剩余的24位二进制位代表主机ID。A类地址允许126个网 络,每个网络大约一千七百万台主机;第一个八位体是1~126。127是一个 特殊的网络ID,是用来检查,TCP/IP协议工作状态。 A类地址的网络号从1到126 0 Net-id Host-id 张智勇
Ip地址的分类 10 Net-id Host-id B类地址用于中型到大型的网络。B类地址的最高位为10,接下来的14位 完成网络ID,剩余的16位二进制位代表主机ID。B类地址允许16384个网 络,每个网络大约65000台主机;第一个八位体是128~191。 网络号从128.0~191.255 C类地址用于小型本地网络。C类地址的最高位为110,接下来的21位完 成网络ID,剩余的8位二进制位代表主机ID。C类地址允许大约二百万个 网络,每个网络有254台主机;第一个八位体是192~223。 网络号从192.0.0~223.255.255 D类地址高4位为1110,为组播地址,主要是留给Internet体系结构使用的 E类地址高5位为11110,保留今后使用 110 Net-id Host-id 张智勇
一般不使用的IP地址 张智勇
让我们来做几个有关IP地下的练习 例1:Which of the following IP addresses are invalid for a TCP/IP host? A.233.100.2.2 B.120.1.0.0 C.127.120.50.30 D.131.107.256.60 E.188.56.4.255 F.200.18.65.255 答案:A,C,D,F 分析: A. 233属于D类地址 B. 120属于A类地址, 其网络ID为120, 主机ID为1.0.0, 都不全为0或1, 故 为有效的IP地址 C. 127属于127.0.0.0的网络地址, 此网址是做Loopback测试用的, 不可以 指派给主机 D. 256是无效的数字 E. 188属于B类地址, 其网络ID为188.56, 主机ID为4.255, 都不全为0或1, 故为有效的IP地址 F. 200属于C类地址, 其网络ID为200.18.65, 主机ID为255, 故为无效的IP 地址 张智勇
2.2 子网掩码 为什么还要提出这个概念? 为了提高IP地址的使用效率,可将一个网络划分为子网: 采用借位的方式,从主机位最高位开始借位变为新的子 网位,所剩余的部分则仍为主机位。这使得IP地址的结 构分为三部分:网络位、子网位和主机位。 张智勇
从上面的介绍我们知道,IP地址是以网络号和主机号来表示网络从上面的介绍我们知道,IP地址是以网络号和主机号来表示网络 上的主机的,只有在一个网络号下的计算机之间才能“直接”互通, 不同网络号的计算机要通过路由器才能互通。但这样的 划分在某些情况下显得并十分不灵活。为此IP网络还允许划分成 更小的网络,称为子网(Subnet),这样就产生了子网掩码。子 网掩码的作用就是用来判断任意两个IP地址是否属于同一子网络, 这时只有在同一子网的计算机才能“直接”互通 。 张智勇
下面举出一个B类IP地址作为例子 B类地址 增加了子网号 字段 子网掩码 TCP/IP体系规定用一个32bit的子网掩码来表示子网号字段的长度。 具体的做法如上图所示 对于上图的例子,第一个子网可是用的IP地址从130.50.4.1开始, 第二个子网可以使用的IP地址从130.50.8.1开始。 10 Net-id Host-id 10 Net-id Subnet-id Host-id 11111111 11111111 111111 0000000000 张智勇
若知道一个主机的IP地址和子网掩码,那么就能知道某若知道一个主机的IP地址和子网掩码,那么就能知道某 个IP数据报是发给: .该子网上的一个主机,或 .在本网络的另外一个子网上的一个主机,或 .在另一个网络上的一个主机 若一个单位不进行子网划分,则其子网掩码即为默认 值,此时子网掩码中“1”的长度就是网络号的长度。因 此对于A,B,C类IP地址,其对应的子网掩码默认值分别 是255.0.0.0,255.255.0.0和255.255.255.0 张智勇
采用子网掩码就相当于三级寻址 每一个路由器在收到一个分组时,首先检查该分组的IP地址中的 网络号。若网络号不是本网络,则由路由表找出下一站地址将其 转发出去。若是本网络号,则再检查IP地址中的子网号。若子网 不是本子网,则同样地转发此分组。若子网是本子网,则根据主 机号即可查出应从何端口将分组交给该主机。 张智勇
IP地址和物理地址 IP地址 TCP报文 网际层以上使用IP地址 硬件地址 IP数据报 链路层以下使用硬件地址 MAC帧 首部 应用层数据 首部 数据 首部 数据 尾部 张智勇