TCPIP-傳輸控制協(xié)議因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議

TransmissionControlProtocol/InternetProtocolOutline2.1 TCP/IP的歷史2.2 TCP/IP網(wǎng)絡體系結構2.3 IP尋址2.4 IP子網(wǎng)2.5 無類域間路由(CIDR)2.6 可變長度子網(wǎng)掩碼(VLSM)2.1TCP/IP歷史1969年，TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議）是由美國國防部（DoD）創(chuàng)建的。主要是用于確保數(shù)據(jù)的完整性和在毀滅性戰(zhàn)爭中維持通信。1970年，ARPANET主機開始使用網(wǎng)絡控制協(xié)議（NCP)，這就是后來的傳輸控制協(xié)議（TCP）的雛形。1972年，Telnet協(xié)議推出。Telnet用于終端仿真以連接相異的系統(tǒng)。1973年，文件傳輸協(xié)議（FTP）推出。FTP用于在相異的系統(tǒng)之間交換文件。1974年，傳輸控制協(xié)議（TCP）被詳細規(guī)定下來。TCP取代NCP，它為人們提供了更可靠的通信服務。1981年，Internet協(xié)議（IP）（又稱IPv4）被詳細規(guī)定下來。IP為端到端傳遞提供尋址和路由功能。1982年，國防通信署（DCA）和ARPA建立了傳輸控制協(xié)議（TCP）和Internet協(xié)議（IP）作為TCP/IP協(xié)議套件。1983年，ARPANET將NCP替換為TCP/IP。1984年，域名系統(tǒng)（DNS）推出。DNS可將域名解析為IP地址1995年，Internet服務提供商（ISP）開始向企業(yè)和個人提供Internet接入。1996年，超文本傳送協(xié)議（HTTP）推出。萬維網(wǎng)使用HTTP。1996年，第一套IP版本6（IPv6）標準發(fā)布。2.2 TCP/IP網(wǎng)絡體系結構IPICMPIGMPARPUDPTCP2.2.2 HostToHostLayer1 TCPTCP（TransmissionControlProtocol,傳輸控制協(xié)議)是一種面向連接的可靠協(xié)議。IPICMPIGMPARPUDPTCP（1）TCP數(shù)據(jù)格式Sourceport（16)Destinationport（16)Sequencenumber（32)Header

length（4)Acknowledgementnumber（32)Reserved（6)Codebits（6)Window（16)Checksum（16)Urgent（16)Options（0or32ifany)Data（varies)20

BytesBit0Bit15Bit16Bit31（2）TCP的三次握手（three-wayhandshake）發(fā)送SYN(seq=100ctl=SYN)接收SYN發(fā)送SYN,ACK(seq=300ack=101ctl=syn,ack)建立會話(seq=101ack=301ctl=ack)HostAHostB123接收SYN（3）TCP的確認發(fā)送方

接收方發(fā)送1接收1發(fā)送ACK2發(fā)送2接收2發(fā)送ACK3發(fā)送3接收3滑動窗口=1（4）TCP端口號源端口目標端口…HostA102823…SPDPHostZTelnetZ目標端口=23.

（5）TCP的順序號和確認號（6）TCP的窗口Windowsize=3Send2Windowsize=3Send1Windowsize=3Send3ACK3Windowsize=2數(shù)據(jù)3被丟棄Windowsize=3Send4Windowsize=3Send3ACK5Windowsize=2接收方發(fā)送方2 UDPUDP（UserDatagramProtocol,用戶數(shù)報協(xié)議)是一種非面向連接的不可靠協(xié)議

UDPTCPIPICMPIGMPARPUDP的數(shù)據(jù)格式?jīng)]有順序號和確認號Sourceport（16)Destinationport（16)Length（16)Data（ifany)1Bit0Bit15Bit16Bit31Checksum（16)8

Bytes3 端口號（PortNumber）端口號（續(xù)）端口號（續(xù)）常用應用層協(xié)議的端口號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2023255369161R

I

P520212.2.3 InternetLayerIP（InternetProtocol，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）ICMP（InternetControlMessageProtocol，互聯(lián)網(wǎng)控制信息協(xié)議）ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析協(xié)議）RARP（ReverseAddressResolutionProtocol，逆向地址解析協(xié)議）DHCP（

DynamicHostConfigurationProtocol，動態(tài)主機分配協(xié)議）1 IP（InternetProtocol，因特網(wǎng)協(xié)議）IP是非面向連接的不可靠協(xié)議。IP關注每個數(shù)據(jù)包的地址。通過使用路由表，IP可以決定一個數(shù)據(jù)包將發(fā)送給哪一個被選擇好的后續(xù)最佳路徑。IP是從主機到主機層接收數(shù)據(jù)段的，必要時再將它們分成數(shù)據(jù)報（即數(shù)據(jù)包）。然后接收方的IP再重新組合數(shù)據(jù)報為數(shù)據(jù)段。（1）IP包的格式Protocol字段Determinesdestinationupper-layerprotocolTransport

LayerInternet

LayerTCPUDPProtocol

NumbersIP176協(xié)議號（2）IP包的分片數(shù)據(jù)包是被封裝在物理幀中傳輸?shù)模瑢τ诰W(wǎng)絡硬件來說，它們對一個物理幀的可傳輸數(shù)據(jù)量都規(guī)定了一個上限值，這個上限值就是最大傳輸單元，即數(shù)據(jù)包的MTU（maximumtransferunit）。例如：源于令牌環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)包最大傳輸單元（MTU）為4500字節(jié)、以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)包最大傳輸單元為1500字節(jié)、FDDI的數(shù)據(jù)包最大傳輸單元為4770字節(jié)。如果數(shù)據(jù)包的大小比互聯(lián)網(wǎng)中最大網(wǎng)絡的MTU要大，它是無法被封裝到幀中去的；相反如果數(shù)據(jù)包的大小被限制為互連網(wǎng)中最小網(wǎng)絡的MTU，這種做法也是很不經(jīng)濟的（因為在大MTU的網(wǎng)絡上，會造成帶寬浪費）IP包的分片和重組ICMP

（InternetControlmessageProtocol，因特網(wǎng)控制信息協(xié)議）ApplicationTransportInternetDataLinkPhysicalDestination

UnreachableEcho（Ping)OtherICMP1（1）ICMP包的格式（2）ICMP信息類型3 ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析協(xié)議）映射IPEthernetLocalARPIP:Ethernet:0800.0020.1111IP:=???我知道你的請求，這是我的物理地址我需要知道的物理地址.4 RARP（ReverseAddressResolutionProtocol，逆向地址解析協(xié)議）映射Ethernet IPEthernet:0800.0020.1111IP:5Ethernet:0800.0020.1111IP=???我的地址是多少？我聽到了廣播你的地址是5.2.3 IP尋址IP地址是IP網(wǎng)絡上每臺計算機的數(shù)字標識符。它指明了在此網(wǎng)絡上某個設備的位置。IP尋址允許在某網(wǎng)絡上的主機與另一個不同網(wǎng)絡上的主機進行通信，并在此過程中無需考慮這兩臺主機所在具體局域網(wǎng)的類型差異。2.3.1 IP地址的表示方法一個IP地址包含有32位信息。地址的數(shù)量為232個這些位通常被分割為4個部分,被稱為八位位組或字節(jié)，每一部分包含一個字節(jié)(8位)?？梢允褂孟旅?種不同的方式來描述一個IP地址：

點分十進制，如：6

二進制，如：10101l00.00010000.00011110.00111000

十六進制，如：AC.10.1E.382.3.2 IP地址的分類類別w的值

網(wǎng)絡數(shù)量每網(wǎng)絡主機數(shù)A1-12612616,777,214B128-19116,38465,534C192-2232,097,152254D224-239*注：為多播尋址保留E240-254*注：

為實驗性應用保留2.3.3 保留IP地址：本地回環(huán)(loopback)測試地址；55：廣播地址；：代表任何網(wǎng)絡；主機地址全為0：網(wǎng)絡地址，代表該網(wǎng)段的所有主機；主機地址全為1：廣播地址。2.3.4 分層的IP尋址方案IP地址通常被分為兩部分：網(wǎng)絡號主機號1 網(wǎng)絡號（NetworkID）網(wǎng)絡號唯一指定了每個網(wǎng)絡，同一網(wǎng)絡中的每臺計算機都共享相同的網(wǎng)絡地址,并用它作為自己IP地址的一部分。例如：IP地址6中172.16就是網(wǎng)絡號。2 主機號（HostID）主機號/節(jié)點號是在一個網(wǎng)絡中用來標識每臺計算機的，它是一個唯一的標識符。這個地址的主機部分必須唯一，因為相對于網(wǎng)絡(可以把它理解為一個組)而言它是用來獨立標識指定計算機的。主機號地址部分為全0時表示網(wǎng)絡地址；主機號地址為全1時表示廣播地址。例如IP地址6中，30.56就是主機號。A B C類地址的特征wxyzClassANetworkIDHostIDClassBNetworkIDHostIDClassCNetworkIDHostID2.3.5 子網(wǎng)掩碼（SubnetMask）網(wǎng)絡類型子網(wǎng)掩碼A類B類C類子網(wǎng)掩碼的作用IP 19 1000000.10101000.01110010.01110111Mask 11111111.11111111.11111111.00000000IP 11000000.10101000.01110010.01110111Mask 11111111.11111111.11111111.00000000NetworkID 11000000.10101000.01110010.00000000NetworkID 2.3.6 IP地址的類型廣播（Broadcast）

用于在這個網(wǎng)絡向所有的節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。單播（Unicast）

用于向單一日標主機發(fā)送數(shù)據(jù)。組播（Multicast）

用于將來自單一源的數(shù)據(jù)包傳送給在不同網(wǎng)絡上的多臺設各。1 廣播地址55(Directedbroadcast)55(Localnetworkbroadcast)X55(Allsubnetsbroadcast)廣播地址的類型單播地址組播地址2.3.7 公有地址和私有地址公有地址（PublicAddress）：

在Internet中唯一的地址，能夠在Internet中被尋址。使用時需要向ISP注冊許可。私有地址（PrivateAddress）：

用于企業(yè)內(nèi)部使用，在企業(yè)內(nèi)部唯一，不能夠在Internet中被尋址。使用時不需要向ISP注冊許可。私有地址范圍為：

A類：—55

B類：—55

C類：—55IP地址類別練習AddressClassNetworkHost004620練習答案AddressClassNetworkHost004620ABCCB非法IP00462.4 IP子網(wǎng)劃分將一個大的主網(wǎng)通過借用主機地址位來當作子網(wǎng)地址位，從而將一個大的主網(wǎng)分割為一系列較小的子網(wǎng)叫IP子網(wǎng)劃分。2.4.1 子網(wǎng)劃分的優(yōu)點節(jié)約IP地址簡化網(wǎng)絡管理縮減網(wǎng)絡流量未做過子網(wǎng)劃分的網(wǎng)絡劃分過子網(wǎng)的網(wǎng)絡2.4.2 子網(wǎng)劃分的方法子網(wǎng)數(shù)量=2M（M是缺省掩碼被擴展的位數(shù)）。新建的子網(wǎng)中包含子網(wǎng)0和子網(wǎng)1。每個子網(wǎng)能容納的主機數(shù)：2N－2（N是主機地址的可用位數(shù)）。Othersubnets62820subnets5hostspersubnetClassCaddress:

子網(wǎng)劃分實例2.4.3 子網(wǎng)路由在路由器進行地址分配過程中，要求不同的接口必須使用不同的網(wǎng)絡地址。路由器的路由表中記錄網(wǎng)絡地址與接口的對應關系。0060