網(wǎng)絡通信協(xié)議

網(wǎng)絡通信協(xié)議講師:啜立明本章目標了解網(wǎng)絡協(xié)議的概念了解網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)熟悉ISO/OSI參考模型以及每一層的功能掌握TCP/IP模型各層的主要協(xié)議及其功能熟練掌握IP地址、子網(wǎng)規(guī)劃等相關內(nèi)容本章內(nèi)容IP地址TCP/IP協(xié)議OSI參考模型網(wǎng)絡協(xié)議的概念TCP/IP與OSI的比較計算機網(wǎng)絡協(xié)議負責在網(wǎng)絡上建立通信通道和控制通過通道的信息流的規(guī)則計算機網(wǎng)絡協(xié)議的組成語義語法定時1計算機網(wǎng)絡協(xié)議2

ISO/OSI參考模型OpenSystemInterconnection，簡稱ISO/OSIRM是一個邏輯結(jié)構(gòu)，并非一個具體的計算機設備或網(wǎng)絡任何兩個遵守協(xié)議的標準的系統(tǒng)都可以互連通信描述的是通信軟件的結(jié)構(gòu)2.1分層的概念2.2

OSI七層模型應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層1234567OSI參考模型應用層7-6接口表示層6-5接口會話層5-4接口傳輸層4-3接口網(wǎng)絡層3-2接口數(shù)據(jù)鏈路層2-1接口物理層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應用層7-6接口表示層6-5接口會話層5-4接口傳輸層4-3接口網(wǎng)絡層3-2接口數(shù)據(jù)鏈路層2-1接口物理層12345671234567物理通信設備A設備B中間結(jié)點中間結(jié)點2.2

OSI七層模型的邏輯結(jié)構(gòu)L7數(shù)據(jù)FTPDNSNFS用戶應用層到表示層L7數(shù)據(jù)FTPDNSNFS用戶應用層從表示層2.2.1第7層：應用層L6數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密和壓縮H6L7數(shù)據(jù)從應用層到會話層表示層L6數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的解碼、解密和解壓縮H6L7數(shù)據(jù)到應用層從會話層表示層2.2.2第6層：表示層L6數(shù)據(jù)H5L5數(shù)據(jù)到傳輸層從傳輸層從表示層到表示層會話層L6數(shù)據(jù)H5L5數(shù)據(jù)會話層2.2.3第5層：會話層

到網(wǎng)絡層

從網(wǎng)絡層H4L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)L5數(shù)據(jù)L5數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)

從會話層

到會話層傳輸層傳輸層H4H4H4H4H42.2.4第4層：傳輸層L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)

L3數(shù)據(jù)L3數(shù)據(jù)H3H3到數(shù)據(jù)鏈路層從傳輸層到傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層分組從數(shù)據(jù)鏈路層分組2.2.5第3層：網(wǎng)絡層L3數(shù)據(jù)L3數(shù)據(jù)

L2數(shù)據(jù)L2數(shù)據(jù)H2H2T2T2到物理層從物理層從網(wǎng)絡層到網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層幀幀2.2.6第2層：數(shù)據(jù)鏈路層L2數(shù)據(jù)10010110101物理層L2數(shù)據(jù)10010110101物理層從數(shù)據(jù)鏈路層到數(shù)據(jù)鏈路層傳輸媒體2.2.7第1層：物理層為應用程序提供網(wǎng)絡服務數(shù)據(jù)表示互連主機通信端到端連接確定地址和最佳路徑介質(zhì)訪問二進制傳輸應用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層76543212.2

OSI模型各層的主要功能2.3模型的使用L7數(shù)據(jù)L7數(shù)據(jù)H6L6數(shù)據(jù)H5L5數(shù)據(jù)H4L4數(shù)據(jù)H3L3數(shù)據(jù)T2H20101010101111110010101012345671234567傳輸媒體L7數(shù)據(jù)L7數(shù)據(jù)H6L6數(shù)據(jù)H5L5數(shù)據(jù)H4L4數(shù)據(jù)H3L3數(shù)據(jù)T2H2010101010111111001010103

TCP/IP協(xié)議3.1

TCP/IP協(xié)議體系概述TCP/IP協(xié)議是針對Internet開發(fā)的一種體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議標準TCP/IP協(xié)議是國際互聯(lián)網(wǎng)Internet采用的協(xié)議標準TCP/IP是一組通信協(xié)議的代名詞，是由一系列協(xié)議組成的協(xié)議簇應用層傳輸層網(wǎng)絡層網(wǎng)絡接口層Telnet、Ftp、Smtp等TCP和UDPIP、ICMP和IGMP接口卡及設備驅(qū)動3.2

TCP/IP模型3.2.1

TCP/IP各層的主要功能網(wǎng)絡接口層也稱作數(shù)據(jù)鏈路層或鏈路層網(wǎng)絡層處理數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡中的活動提供無連接的分組交換服務傳輸層為兩臺主機上的應用程序提供端到端的通信應用層處理特定的應用程序細節(jié)3.2.2

TCP/IP的基本工作原理協(xié)議提供服務相應OSI層IP數(shù)據(jù)報服務3ICMP差錯和控制3ARP互聯(lián)網(wǎng)地址物理地址3RARP物理地址互聯(lián)網(wǎng)地址3TCP可靠流服務4FTP文件傳送5~7TELNET終端仿真5~7DNS域名互聯(lián)網(wǎng)地址5~73.2.2

TCP/IP協(xié)議集的主要協(xié)議3.2.2

TCP/IP的文件傳輸（FTP）封裝3.3

網(wǎng)絡接口層協(xié)議TCP/IP支持多種不同的網(wǎng)絡接口層協(xié)議以太網(wǎng)令牌環(huán)FDDI廣域網(wǎng)常用協(xié)議SLIP（串行鏈路網(wǎng)際協(xié)議）PPP（點對點協(xié)議）3.4網(wǎng)絡層協(xié)議IP協(xié)議ARP（地址解析協(xié)議）RARP（反向地址解析協(xié)議）ICMP（互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議）3.4.1

IP協(xié)議——功能尋址和路由傳遞服務不可靠，可靠性由上層協(xié)議提供無連接數(shù)據(jù)包分段和重組版本（4）頭部長度（4）優(yōu)先級和服務類型（8）總長度（16）標識（16）標志（3）片偏移（13）生存時間（8）協(xié)議（8）頭部校驗和（16）源IP地址（32）目的IP地址（32）選項（如果有）數(shù)據(jù)0153120字節(jié)16注：字段后面括號中的數(shù)字是指該字段在IP數(shù)據(jù)包頭部信息中所占的位（bit）數(shù)。3.4.1

IP協(xié)議——數(shù)據(jù)報格式3.4.2

ARP（地址解析協(xié)議）RARP32位IP地址ARP48位以太網(wǎng)地址3.4.2

ARP——MAC地址24位24位0000.0c12.3456廠家代碼序列號ROMRAMMAC

地址固化在網(wǎng)卡的ROM

中3.4.2

ARPMapIP EthernetIP:Ethernet:0800.0020.1111IP:=???我收到了這個廣播信息，我的MAC地址是0800.0020.1111我想知道IP地址為的MAC地址是什么？3.4.3

RARP（反向地址解析協(xié)議）Ethernet:0800.0020.1111IP:5Ethernet:0800.0020.1111IP=???我的IP地址是什么?我收到了你的廣播，你的IP地址是5.MapEthernet IP用來傳送一些關于網(wǎng)絡和主機的控制信息ICMP回送應答（Ping）ICMP重定向ICMP源抑制3.4.4

ICMP（互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議）3.5傳輸層協(xié)議分段及封裝應用層送來的數(shù)據(jù)提供端到端的傳輸服務在發(fā)送主機與接收主機之間構(gòu)建邏輯通信包括兩個協(xié)議TCPUDP3.5.1

TCP協(xié)議——服務面向連接通訊雙方交換數(shù)據(jù)之前必須建立連接可靠的多種確?？煽啃缘臋C制字節(jié)流服務8bit（1Byte）為最小單位構(gòu)成的字節(jié)流3.5.1

TCP協(xié)議——數(shù)據(jù)報格式FINSYNRSTPSHACKURG保留（6）標志（6）緊急指針（16）窗口（16）選項校驗和（16）數(shù)據(jù)偏移（4）數(shù)據(jù)確認號（32）序列號（32）目的端口（16）源端口（16）0153120字節(jié)16注：字段后面括號中的數(shù)字是指該字段在TCP頭部信息中所占的位（bit）數(shù)。03.5.1

TCP協(xié)議——建立連接3.5.1

TCP協(xié)議——終止連接3.5.1

TCP協(xié)議——確認機制3.5.1

TCP協(xié)議——窗口機制3.5.2

UDP協(xié)議UDP協(xié)議的特點無連接不可靠3.5.2UDP協(xié)議——數(shù)據(jù)格式源端口（16）目的端口（16）長度（16）校驗和（16）數(shù)據(jù)0153116注：字段后面括號中的數(shù)字是指該字段在UDP頭部信息中所占的位（bit）數(shù)。3.5.2UDP協(xié)議——數(shù)據(jù)封裝3.5.2關于端口TCP

端口號F

T

P傳輸層T

E

L

N

E

TD

N

SS

N

M

PT

F

T

PS

M

T

PUDP應用層21232553691613.6應用層協(xié)議網(wǎng)頁瀏覽（HTTP，SSL）文件傳輸（FTP，TFTP，NFS）E-Mail（SMTP，POP3）遠程登錄（Telnet，Rlogin）域名服務（DNS）網(wǎng)絡管理（SNMP）用戶應用程序接口服務器協(xié)議接口用戶協(xié)議解釋器用戶數(shù)據(jù)傳輸功能用戶數(shù)據(jù)傳輸功能控制連接數(shù)據(jù)連接（FTP命令、應答）文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)終端用戶客戶機服務器3.6.1

FTPTelnet客戶機進程偽終端驅(qū)動終端驅(qū)動TCP/IPTelnet服務器進程TCP連接終端用戶登錄ShellTCP/IP內(nèi)核內(nèi)核3.6.2

Telnet報文傳送代理用戶代理發(fā)送方用戶接收方用戶用戶代理報文傳送代理用戶郵箱要發(fā)送郵件的隊列客戶服務器TCP連接TCP端口253.6.3

SMTP是WWW瀏覽器和WWW服務器之間的應用層通訊協(xié)議不僅保證正確傳輸超文本文檔，還確定傳輸文檔中的哪一部分，以及哪部分內(nèi)容首先顯示（如文本先于圖形）等等HTTP協(xié)議是基于請求/響應范式的（相當于客戶機/服務器）缺省端口是TCP的80的端口，但其它的端口也是可用的3.6.4

HTTP超文本傳輸協(xié)議3.6.5

TFTP簡單文件傳送協(xié)議TFTP是一個簡單的文件傳輸協(xié)議，適合小文件的傳輸，使用UDP協(xié)議作為支撐，可用于無盤系統(tǒng)進行系統(tǒng)引導4

IP地址IP協(xié)議所使用的地址結(jié)構(gòu)IP尋址子網(wǎng)劃分IP路由選擇4.1

IP尋址——地址格式4.1

IP尋址——地址分類第一個八位組（二進制）轉(zhuǎn)化為十進制地址所屬類0xxxxxxx1-126A10xxxxxx128-191B110xxxxx192-223C1110xxxx224-239D1111xxxx240-255E4.1

IP尋址——地址分類4.1

IP尋址——私有地址地址類起始地址結(jié)束地址A55B55C554.2子網(wǎng)劃分——子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼用來界定IP地址的網(wǎng)絡標識部分和主機地址與IP地址做與運算，計算網(wǎng)絡地址IP地址11001010．11000010．00100100．00100110子網(wǎng)掩碼11111111．11111111．11111111．00000000網(wǎng)絡地址11001010．11000010．00100100．000000004.2子網(wǎng)劃分從左面第一位不是網(wǎng)絡號的位開始借，而且借位必須是連續(xù)的不能跳躍網(wǎng)絡號子網(wǎng)掩碼（十進制）子網(wǎng)掩碼（二進制）劃分前

11111111.11111111.00000000.00000000劃分后11111111.11111111.11000000.000000004.2子網(wǎng)劃分——變長子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡號子網(wǎng)掩碼（十進制）子網(wǎng)掩碼（二進制）劃分前11111111.11111111.00000000.00000000劃分后11111111.11111111.11000000.0000000011111111.11111111.11000000.0000000011111111.11111111.1