《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課件-TCPIP協(xié)議棧

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網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)TCP/IP協(xié)議棧目錄Contents了解TCP/IP協(xié)議棧特點(diǎn)掌握TCP/IP分層方式掌握TCP/IP與OSI對應(yīng)關(guān)系學(xué)習(xí)目標(biāo)1TCP/IP協(xié)議簡介2TCP/IP協(xié)議特點(diǎn)3TCP/IP與OSI對應(yīng)關(guān)系1.TCP/IP協(xié)議簡介1.網(wǎng)絡(luò)接口層2.網(wǎng)際層3.傳輸層4.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧TCP/IP主要由傳輸控制協(xié)議(TCP)和網(wǎng)際協(xié)議(IP)而得名，它是Internet上所有網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)之間進(jìn)行交流所使用的共同“語言”，是Internet上使用的一組完整的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議。與OSI參考模型不同，TCP／IP模型更側(cè)重于通信的實(shí)現(xiàn)方式而不是嚴(yán)格的功能層次劃分發(fā)送端接收端Internet2.TCP/IP協(xié)議特點(diǎn)1.網(wǎng)絡(luò)接口層2.網(wǎng)際層3.傳輸層4.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)分配地址標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議可以免費(fèi)使用，并獨(dú)立于特定的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，更適合于互聯(lián)網(wǎng)使得整個(gè)TCP／IP設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中都具有唯一的地址可以提供多種可靠的用戶服務(wù)1.物理層2.數(shù)據(jù)鏈路層3.網(wǎng)絡(luò)層4.傳輸層5.會話層6.表示層7.應(yīng)用層OSI參考模型3.TCP/IP與OSI對應(yīng)關(guān)系1.網(wǎng)絡(luò)接口層2.網(wǎng)際層3.傳輸層4.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧1.物理層2.數(shù)據(jù)鏈路層3.網(wǎng)際層4.傳輸層5.應(yīng)用層分解后TCP/IP協(xié)議棧N

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)TCP/IP協(xié)議棧各層功能目錄Contents理解TCP/IP各層功能理解TCP/IP各層主要協(xié)議學(xué)習(xí)目標(biāo)1TCP/IP各層功能2TCP/IP協(xié)議棧各層協(xié)議1.TCP/IP各層功能4.網(wǎng)絡(luò)接口層3.網(wǎng)際層2.傳輸層1.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧主要是向用戶提供調(diào)用和訪問網(wǎng)絡(luò)中各種應(yīng)用程序的接口，并向用戶提供各種標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序及相應(yīng)的協(xié)議?？蛻舳朔?wù)器Web瀏覽器FTP客戶端E-mail客戶端Web服務(wù)器FTP服務(wù)器E-mail服務(wù)器請求（Request）響應(yīng)（Response）注：提供服務(wù)的程序叫服務(wù)端，接受服務(wù)的程序叫客戶端?？蛻舳丝梢噪S時(shí)發(fā)送請求給服務(wù)端。提供服務(wù)的程序會預(yù)先被部署到主機(jī)上。1.TCP/IP各層功能4.網(wǎng)絡(luò)接口層3.網(wǎng)際層2.傳輸層1.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧應(yīng)用層不用關(guān)心數(shù)據(jù)是如何傳輸?shù)?，就類似于，我們寄快遞時(shí)，只需要把包裹交給快遞員，由他負(fù)責(zé)運(yùn)輸快遞，我們不需要關(guān)心快遞是如何被運(yùn)輸?shù)膽?yīng)用層包含的協(xié)議：HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等1.TCP/IP各層功能4.網(wǎng)絡(luò)接口層3.網(wǎng)際層2.傳輸層1.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧能夠讓應(yīng)用程序之間實(shí)現(xiàn)通信，與OSI參考模型傳輸層功能相似?？蛻舳朔?wù)器Web瀏覽器FTP客戶端E-mail客戶端Web服務(wù)器FTP服務(wù)器E-mail服務(wù)器傳輸層實(shí)現(xiàn)的是端到端應(yīng)用程序間的通信注：同一時(shí)間運(yùn)行著多個(gè)程序，分清哪些程序與哪些程序在進(jìn)行通信靠的是端口號1.TCP/IP各層功能在傳輸層有兩個(gè)傳輸協(xié)議，分別是TCP和UDP。TCP的全程叫傳輸控制協(xié)議（TransmissionControlProtocol），TCP相比UDP多了很多特性，比如流量控制、超時(shí)重傳、擁塞控制等，這些都是為了保證數(shù)據(jù)包能可靠的傳輸給對方UDP又叫用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UserDatagramProtocol），是一種無連接的傳輸層協(xié)議，只負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)，不保證數(shù)據(jù)包是否能抵達(dá)對方，但是它實(shí)時(shí)性相對更好，傳輸效率也高。1.TCP/IP各層功能4.網(wǎng)絡(luò)接口層3.網(wǎng)際層2.傳輸層1.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧網(wǎng)際層負(fù)責(zé)確定一臺計(jì)算機(jī)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的位置，并找出通向它的路徑，然后才能夠相互交換數(shù)據(jù)。主機(jī)A主機(jī)B網(wǎng)路層負(fù)責(zé)選擇一條路徑將數(shù)據(jù)傳送到目的端1.TCP/IP各層功能網(wǎng)絡(luò)層最常使用的是IP協(xié)議（InternetProtocol）,IP協(xié)議會將傳輸層的報(bào)文作為數(shù)據(jù)部分，再加上IP包頭組成IP報(bào)文，如果IP報(bào)文大小超過MTU（以太網(wǎng)一般為1500字節(jié)）就會再次進(jìn)行分片。1.TCP/IP各層功能網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從一個(gè)設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)設(shè)備，世界上那么多設(shè)備，又該如何找到對方呢？因此網(wǎng)絡(luò)層需要有區(qū)分設(shè)備的編號。我們一般用IP地址給設(shè)備進(jìn)行編號，對于IPv4協(xié)議，IP地址一共32位，分成了四段（比如)，每段是8位。只有一個(gè)單純的IP地址雖然做到了區(qū)分設(shè)備，但是尋址起來特別麻煩，全世界那么多臺設(shè)備，難道一個(gè)個(gè)去匹配？這顯然不科學(xué)。因此，需要將IP地址分成兩種意義：一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)號，負(fù)責(zé)標(biāo)識該IP地址是屬于哪個(gè)【子網(wǎng)】的一個(gè)是主機(jī)號，負(fù)責(zé)標(biāo)識同一【子網(wǎng)】下的不同主機(jī)1.TCP/IP各層功能那么怎么將IP分成網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號呢？這需要配合子網(wǎng)掩碼才能算出IP地址的網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號。舉個(gè)例子，比如/24，后面的24表示就是子網(wǎng)掩碼：的二進(jìn)制是[11111111-11111111-11111111-00000000]1.TCP/IP各層功能知道了子網(wǎng)掩碼，該怎么計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址呢？將

和

進(jìn)行按位與運(yùn)算，就可以得到網(wǎng)絡(luò)號IP地址：00001010011001000111101000000010子網(wǎng)掩碼：11111111111111111111111100000000網(wǎng)絡(luò)號：00001010011001000111101000000000IP地址和子網(wǎng)掩碼做與運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)號將2

取反后與IP地址進(jìn)行按位與運(yùn)算，就可以得到主機(jī)號1.TCP/IP各層功能那么在尋址的過程中，先匹配到相同的網(wǎng)絡(luò)號（表示要找到同一個(gè)子網(wǎng)），才會找到對應(yīng)的主機(jī)。除了尋址能力，IP協(xié)議還有一個(gè)重要的能力就是路由。實(shí)際場景中，兩臺設(shè)備并不是用一條網(wǎng)絡(luò)連接起來的，而且通過很多網(wǎng)關(guān)、路由器、交換器等眾多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來的。那么就會形成很多條網(wǎng)絡(luò)的路徑，因此當(dāng)數(shù)據(jù)包達(dá)到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，就需要通過路由算法決定下一步去哪條路徑。所以，IP協(xié)議的尋址作用是告訴我們?nèi)ネ乱粋€(gè)目的地該超哪個(gè)方向走，路由則是根據(jù)[下一個(gè)目的地]，選擇路徑。尋址更像在導(dǎo)航，路由更像在操做方向盤。1.TCP/IP各層功能4.網(wǎng)絡(luò)接口層3.網(wǎng)際層2.傳輸層1.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧接收網(wǎng)際層下傳的IP數(shù)據(jù)報(bào)并通過物理網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。主機(jī)A主機(jī)B010101010101網(wǎng)際層網(wǎng)際層1.TCP/IP各層功能1.網(wǎng)絡(luò)接口層2.網(wǎng)際層3.傳輸層4.應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議棧1.接收網(wǎng)際層下傳的IP數(shù)據(jù)報(bào)并通過物理網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。2.接收物理網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)幀，去掉本層的控制信息再傳送到網(wǎng)際層3.對數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)控制N

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)TCP/IP通信處理方式目錄Contents理解TCP/IP通信處理方式理解TCP/IP數(shù)據(jù)封裝過程理解TCP/IP數(shù)據(jù)解封裝過程學(xué)習(xí)目標(biāo)1TCP/IP通信處理過程2TCP/IP數(shù)據(jù)封裝過程3TCP/IP數(shù)據(jù)解封裝過程1.

TCP/IP通信處理過程發(fā)送端接收端路由器應(yīng)用層應(yīng)用程序傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層封裝解封裝2.TCP/IP數(shù)據(jù)封裝過程應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)TCP首部數(shù)據(jù)TCP首部IP首部數(shù)據(jù)TCP首部IP首部數(shù)據(jù)TCP首部IP首部LLC首部LLC首部MAC首部FCSFCS0101010111010010101