第6章 TCP IP地址.ppt

1、第6章 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),6. IP地址,在 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)中，每次通信需傳送源和目的網(wǎng)絡(luò)以及與每個終端用戶或主機相連網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的特定機器的地址，該地址稱之為 IP 地址。對于 IPv4，IP 地址為32位，分為兩部分：其中一部分用來識別網(wǎng)絡(luò)，另一部分用來識別該網(wǎng)絡(luò)中的特定機器或主機。組織可使用部分機器地址或主機地址位來識別某特定子網(wǎng)。 IP 地址由三部分構(gòu)成：網(wǎng)絡(luò)號、子網(wǎng)號和主機號。,1. IP地址 主機與主機之間的通信必須有3個橋梁：IP地址、子網(wǎng)掩碼、IP路由器。 IP地址-授權(quán)機構(gòu)對每臺計算機或路由器分配的號碼，由網(wǎng)絡(luò)號與主機號兩部分組成，網(wǎng)絡(luò)號用來標(biāo)識一個邏輯網(wǎng)，主機號用來標(biāo)識網(wǎng)

2、絡(luò)中的一臺主機。 IP地址結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)號 +主機號 IP地址的組成：IP地址長為32個比特，4個字節(jié)，用x.x.x.x來表示，每個x為8位，x的值為0255。,IP地址的格式如圖所示。連接于多個網(wǎng)絡(luò)的機器在各個網(wǎng)絡(luò)上有不同的IP地址。 IP地址格式,IP Address Table,第A類地址格式允許最多有126個網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)可有1600多萬個主機； 第B類地址格式允許最多有16382個網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)可有65534個主機； 第C類地址格式允許最多有200多萬個網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)可有254個主機。 網(wǎng)絡(luò)號由網(wǎng)絡(luò)信息中心NIC（Network Information Center）分配，以避免沖突。

3、32位的網(wǎng)絡(luò)地址通常用帶點十進制標(biāo)記法書寫。在這種格式下，每字節(jié)以十進制記錄，從0到255。例如，十六進制地址C0290614被記為0。最低的IP地址是，最高為55。,幾個特殊的IP地址,1）私有地址上面提到IP地址在全世界范圍內(nèi)唯一，看到這句話你可能有這樣的疑問，像這樣的地址在許多地方都能看到，并不唯一，這是為何？Internet管理委員會規(guī)定如下地址段為私有地址，私有地址可以自己組網(wǎng)時用，但不能在Internet網(wǎng)上用，Internet網(wǎng)沒有這些地址的路由，有這些地址的計算機要上網(wǎng)必須轉(zhuǎn)換成為合法的IP地址，

4、也稱為公網(wǎng)地址，這就像有很多的世界公園，每個公園內(nèi)都可命名相同的大街，如香榭麗舍大街，但對外我們只能看到公園的地址和真正的香榭麗舍大街。下面是A、B、C類網(wǎng)絡(luò)中的私有地址段。自己組網(wǎng)時就可以用這些地址了。555555,2）回送地址A類網(wǎng)絡(luò)地址127是一個保留地址，用于網(wǎng)絡(luò)軟件測試以及本地機進程間通信，叫做回送地址（loopbackaddress）。無論什么程序，一旦使用回送地址發(fā)送數(shù)據(jù)，協(xié)議軟件立即返回之，不進行任何網(wǎng)絡(luò)傳輸。含網(wǎng)絡(luò)號127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)

5、絡(luò)上?！拘〖记伞縋ing,如果反饋信息失敗,說明IP協(xié)議棧有錯,必須重新安裝TCP/IP協(xié)議。如果成功,ping本機IP地址,如果反饋信息失敗,說明你的網(wǎng)卡不能和IP協(xié)議棧進行通信。如果網(wǎng)卡沒接網(wǎng)線，用本機的一些服務(wù)如SqlServer、IIS等就可以用這個地址。,3）廣播地址TCP/IP規(guī)定，主機號全為“1”的網(wǎng)絡(luò)地址用于廣播之用，叫做廣播地址。所謂廣播，指同時向同一子網(wǎng)所有主機發(fā)送報文。4）網(wǎng)絡(luò)地址TCP/IP協(xié)議規(guī)定，各位全為“0”的網(wǎng)絡(luò)號被解釋成“本”網(wǎng)絡(luò)。由上可以看出：（1）含網(wǎng)絡(luò)號127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上；（2）主機和網(wǎng)關(guān)不能為該地址廣播

6、任何尋徑信息。由以上規(guī)定可以看出，主機號全“0”全“1”的地址在TCP/IP協(xié)議中有特殊含義，一般不能用作一臺主機的有效地址。3）廣播地址TCP/IP規(guī)定，主機號全為1的網(wǎng)絡(luò)地址用于廣播之用，叫做廣播地址。所謂廣播，指同時向同一子網(wǎng)所有主機發(fā)送報文。4）網(wǎng)絡(luò)地址TCP/IP協(xié)議規(guī)定，各位全為0的網(wǎng)絡(luò)號被解釋成本網(wǎng)絡(luò)。由上可以看出：（1）含網(wǎng)絡(luò)號127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上；（2）主機和網(wǎng)關(guān)不能為該地址廣播任何尋徑信息。由以上規(guī)定可以看出，主機號全0全1的地址在TCP/IP協(xié)議中有特殊含義，一般不能用作一臺主機的有效地址。,例如： 代表網(wǎng)絡(luò)號為20的一個A類網(wǎng)絡(luò)，也可稱之為是

7、一個A類網(wǎng)絡(luò)地址， 55代表網(wǎng)絡(luò)號為20的網(wǎng)絡(luò)中的所有主機，也可稱之為是一個A類廣播地址。 所有形如127.x.y.z的地址都保留作回路（loopback）測試。發(fā) 送到這個地址的分組不輸出到線路上，它們被內(nèi)部處理并當(dāng)作輸入 分組。這一特性也用來為網(wǎng)絡(luò)軟件查錯。 在每一類地址中還有一些內(nèi)部保留的私有IP地址供用戶的內(nèi)部 局域網(wǎng)使用。 如：10.x.y.z，172.16.y.z 172.31.y.z，192.168.y.z。用戶在其 內(nèi)部局域網(wǎng)中使用這些地址不會與因特網(wǎng)發(fā)生沖突。,2.子網(wǎng)和掩碼,子網(wǎng): 指一個組織中相連的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的邏輯分組。一般，子網(wǎng)可表示為某地理位置內(nèi)

8、（某大樓或相同局域網(wǎng)中）的所有機器。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師將網(wǎng)絡(luò)劃分成一個個邏輯段（即子網(wǎng)），以便于更好地管理網(wǎng)絡(luò)，同時提高網(wǎng)絡(luò)性能，增強網(wǎng)絡(luò)安全性。另外，將一個組織內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)劃分成各個子網(wǎng)，只需要通過單個共享網(wǎng)絡(luò)地址，即可將這些子網(wǎng)連接到互聯(lián)網(wǎng)上，從而減緩了互聯(lián)網(wǎng) IP 地址的耗盡問題。,掩碼 告訴設(shè)備，IP地址的那一部分是網(wǎng)絡(luò)地址，那一部分是主機地址。掩碼也是一個32比特的數(shù)據(jù)，分成4個8位組。 A、B、C類地址的標(biāo)準(zhǔn)掩碼分別為： ；；。 IP地址與掩碼地址相與，得到子網(wǎng)地址； IP地址與掩碼的反碼相與，得到主機地址。,每類地址都有缺省的

9、子網(wǎng)掩碼。,1）標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)掩碼 A類網(wǎng)絡(luò)（1126）缺省子網(wǎng)掩碼：255000255000換算成二進制為11111111000000000000000000000000 可以清楚地看出前8位是網(wǎng)絡(luò)地址，后24位是主機地址，也就是說，如果用的是標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)掩碼，看第一段地址即可看出是不是同一網(wǎng)絡(luò)的。如.1和，第一段為21屬于A類，如果用的是默認的子網(wǎng)掩碼，那這兩個地址就是一個網(wǎng)段的。 B類網(wǎng)絡(luò)（128191）缺省子網(wǎng)掩碼：25525500 C類網(wǎng)絡(luò)（192223）缺省子網(wǎng)掩碼：2552552550 B類、C類分析同上。,2）特殊的子網(wǎng)掩碼標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)掩碼出現(xiàn)的都是2

10、55和0的組合，在實際的應(yīng)用中還有下面的子網(wǎng)掩碼255128002551920025525519202552552400255255255248255255255252這些子網(wǎng)掩碼又是什么意思呢？這些子網(wǎng)掩碼的出現(xiàn)是為了把一個網(wǎng)絡(luò)劃分成多個網(wǎng)絡(luò)。,例如：19216801和1921680200如果是默認掩碼兩個地址就是一個網(wǎng)絡(luò)的，如果掩碼變?yōu)?2這樣各地址就不屬于一個網(wǎng)絡(luò)了。 下面的子網(wǎng)劃分將作詳細介紹。: 11000000.10101000.00000000.0000000100: 11000000

11、.10101000.00000000.11001000: 11111111.11111111.11111111.00000000: 11000000.10101000.00000000.0000000100: 11000000.10101000.00000000.1100100092: 11111111.11111111.11111111.11000000,3.網(wǎng)絡(luò)地址,1) 為什么要計算網(wǎng)絡(luò)地址 就是讓網(wǎng)絡(luò)中的計算機能夠相互通訊。先看看最簡單的網(wǎng)絡(luò)，用網(wǎng)線（交叉線）直接將兩臺計算機連起來。下面是幾

12、種IP地址設(shè)置，看看在不同設(shè)置下網(wǎng)絡(luò)是通還是不通。(1）設(shè)置1號機的IP地址為子網(wǎng)掩碼為，2號機的IP地址為00子網(wǎng)掩碼為，這兩臺計算機就能正常通訊。(2）如果1號機地址不變，將2號機的IP地址改為00子網(wǎng)掩碼還是為，那這兩臺就無法通訊。(3）設(shè)置1號機的IP地址為子網(wǎng)掩碼為92，2號機的IP地址為00子網(wǎng)掩碼為92，注意和第1種情況的區(qū)別在于子網(wǎng)掩碼，1為

13、本例是92這兩臺計算機就能正常通訊。,第1種情況能通是因為這兩臺計算機處在同一網(wǎng)絡(luò)，所以能通，而2、3種情況下兩臺計算機處在不同的網(wǎng)絡(luò)，所以不通。這里先給個結(jié)論：用網(wǎng)線直接連接的計算機或是通過HUB或普通交換機間接的計算機之間要能夠相互通，計算機必須要在同一網(wǎng)絡(luò)，也就是說它們的網(wǎng)絡(luò)地址必須相同，而且主機地址必須不一樣。如果不在一個網(wǎng)絡(luò)就無法通。這就像我們上面舉的例子，同是北大街的住戶由于街道名稱都是北大街，且各自的門牌號不同，所以能夠相互找到對方。計算網(wǎng)絡(luò)地址就是判斷網(wǎng)絡(luò)中的計算機在不在同一網(wǎng)絡(luò)，在就能通，不在就不能通。

14、注意，這里說的在不在同一網(wǎng)絡(luò)指的是IP地址而不是物理連接。那么如何計算呢？,2)如何計算網(wǎng)絡(luò)地址要計算網(wǎng)絡(luò)地址，必須借助子網(wǎng)掩碼。計算過程是這樣的，將IP地址和子網(wǎng)掩碼都換算成二進制，然后進行與運算，結(jié)果就是網(wǎng)絡(luò)地址。與運算如下所示，上下對齊，1位1位的算，1與1=1，其余組合都為0。 與運算_,例如：計算IP地址為：0子網(wǎng)掩碼是的網(wǎng)絡(luò)地址步驟如下：(1）將IP地址和子網(wǎng)掩碼分別換算成二進制0換算成二進制為11001010011000111010000000110010255.2

15、55.255.0換算成二進制為11111111111111111111111100000000(2）將二者進行與運算 1100101001100011101000000011001011111111111111111111111100000000與運算 _11001010011000111010000000000000,(3)將運算結(jié)果換算成十進制，這就是網(wǎng)絡(luò)地址。11001010011000111010000000000000換算成十進制就是 4) 解答上面三種情況的通與不通的問題(1)從下面運算結(jié)果可以看出二臺計算機的網(wǎng)絡(luò)地址都為且IP地址不同

16、，所以可以通。: 11000000.10101000.00000000.00000001 11111111.11111111.11111111.00000000 與運算_ 11000000.10101000.00000000.00000000,00 11000000.10101000.00000000.11001000 11111111.11111111.11111111.00000000 與運算:_ 11000000.10101000.00000000.00000000,(2

17、)從下面運算結(jié)果可以看出1號機的網(wǎng)絡(luò)地址為，2號機的網(wǎng)絡(luò)地址為不在一個網(wǎng)絡(luò)，所以不通。 00 : 11000000.10101000.00000001.11001000 :11111111.11111111.11111111.00000000與運算_ : 11000000.10101000.00000001.00000000,(3)從下面運算結(jié)果可以看出1號機的網(wǎng)絡(luò)地址為，2號機的網(wǎng)絡(luò)地址為92不在一個網(wǎng)絡(luò)，所以不通 192.168.0.

18、1: 11000000.10101000.00000000.00000001 92:11111111.11111111.11111111.11000000 與運算_11000000.10101000.00000000.00000000 00:11000000.10101000.00000000.11001000 9211111111.11111111.11111111.00000000 與運算_192.168.010101000.00000000.11000000,4.計算

19、相關(guān)地址通過IP地址和子網(wǎng)掩碼與運算計算相關(guān)地址,知道IP地址和子網(wǎng)掩碼后可以算出：網(wǎng)絡(luò)地址廣播地址地址范圍本網(wǎng)有幾臺主機,【例】下面例子IP地址為1921681005子網(wǎng)掩碼是2552552550。算出網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址、地址范圍、主機數(shù)。,1、分步驟計算1）將IP地址和子網(wǎng)掩碼換算為二進制，子網(wǎng)掩碼連續(xù)全1的是網(wǎng)絡(luò)地址，后面的是主機地址。虛線前為網(wǎng)絡(luò)地址，虛線后為主機地址11000000.10101000.01100100.0000010111111111.11111111.11111111.00000000,2）IP地址和子網(wǎng)掩碼進行與

20、運算，結(jié)果是網(wǎng)絡(luò)地址 :11000000.10101000.01100100.00000101 :11111111.11111111.11111111.00000000與運算 _ :11000000.10101000.01100100.00000000,3）將上面的網(wǎng)絡(luò)地址中的網(wǎng)絡(luò)地址部分不變，主機地址變?yōu)槿?，結(jié)果就是廣播地址。 網(wǎng)絡(luò)地址為：11000000.10101000.01100100.00000000_將主機地址變?yōu)槿? 廣播地址為：55 1100000

21、0.10101000.01100100.11111111,4）地址范圍就是含在本網(wǎng)段內(nèi)的所有主機網(wǎng)絡(luò)地址+1即為第一個主機地址，廣播地址-1即為最后一個主機地址，由此可以看出地址范圍是：網(wǎng)絡(luò)地址+1至廣播地址-1本例的網(wǎng)絡(luò)范圍是：1921681001至192168100254也就是說下面的地址都是一個網(wǎng)段的。1921681001、1921681002.19216810020. 192168100111.192168100254 5）主機的數(shù)量主機的數(shù)量=2二進制的主機位數(shù)-2減2是因為主機不包括網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址。本例二進制的主機位數(shù)是8位。主機的數(shù)量=256-2=254,例如： 如果我們原來

22、用的是B類地址，當(dāng)?shù)诙€局域網(wǎng)加入時，可將16位的主 機號分成一個6位的子網(wǎng)號和一個10位的主機號，如下圖所示。這種分解 法可以使用62個局域網(wǎng)，每個局域網(wǎng)最多有1022個主機。 將B類網(wǎng)分成若干子網(wǎng)的一種方法,子網(wǎng)尋址 對于一個很大的網(wǎng)絡(luò)來說，廣播信息消耗了網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬。需要將一個網(wǎng)絡(luò)劃分成幾個較小的網(wǎng)絡(luò)，這樣可以控制廣播域 。分割成的較小部分叫子網(wǎng)。子網(wǎng)地址是由本網(wǎng)絡(luò)段內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)管理員來分配。子網(wǎng)地址是A類、B類或C類網(wǎng)絡(luò)段一部分。,子網(wǎng)的劃分,借用8位主機地址時子網(wǎng)地址的計算,例：有個B類網(wǎng)，分別借用8位主機地址和3位主機地址作為子網(wǎng)地址來劃分子網(wǎng)。,借用3位主機地址時子網(wǎng)地址的計算,借

23、用3位主機地址時子網(wǎng)的劃分,6.2 IP數(shù)據(jù)報,1 IP數(shù)據(jù)報,一個IP數(shù)據(jù)報由一個頭部和一個正文部分構(gòu)成。頭部有一個20字 節(jié)的固定長度部分和一個可選任意長度部分。頭部格式如圖所示。 IP頭部的組成,版本字段記錄了數(shù)據(jù)報屬于哪個版本的協(xié)議。 IHL字段是IP分組頭部長度字段。 服務(wù)類型字段使主機可以告訴子網(wǎng)它想要什么樣的服務(wù)。 總長包括數(shù)據(jù)報中的所有信息（頭部和數(shù)據(jù)）的長度。 標(biāo)識字段用來讓目的主機判斷新來的分段屬于哪個分組，所有屬于同一分組的字段包含有同樣的標(biāo)識值。 緊跟著的是2個未用的位，然后是2個1位字段。DF代表不要分段。 MF代表還有進一步的分段。除了最后一個分段外，所有的分段都設(shè)

24、置了這一位。它是用來標(biāo)志是否所有分組都已到達。,分段偏移說明分段在當(dāng)前數(shù)據(jù)報的什么位置。 生命期字段是同一個用來限制分組生命周期的計數(shù)器。推薦以秒來 計數(shù)，最長生命周期是255秒。 協(xié)議字段便是說明將它送給哪個傳輸進程的。協(xié)議的編號在整個因 特網(wǎng)上是全球通用的。 頭部校驗和僅用來校驗頭部。 源地址和目標(biāo)地址指明了網(wǎng)絡(luò)號和主機號。 可選項是用來提供一個余地，以允許后續(xù)版本的協(xié)議中引入最初版 本中沒有的信息，以及避免為很少使用的信息分配頭部位。,2 IP封裝、分片與重組,數(shù)據(jù)封裝 一臺計算機要發(fā)送數(shù)據(jù)到另一臺計算機，數(shù)據(jù)首先必須打包，打包的過程稱為封裝。而相對應(yīng)，當(dāng)目的主機收到信息后，必須將包打開

25、，得到所需信息，這個過程叫拆封。 封裝就是在數(shù)據(jù)前面加上特定的協(xié)議頭部。,發(fā)送郵件的例子：信裝入寫有源地址和目的地址的信封中發(fā)送，還要寫明用航空或掛號。,數(shù) 據(jù),網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中每一層都要依靠下一層提供的服務(wù)。 為了提供服務(wù)，下層把上層的PDU作為本層的數(shù)據(jù)封裝，然后加入本層的頭部（和尾部）。頭部中含有完成數(shù)據(jù)傳輸所需的控制信息。 這樣，數(shù)據(jù)自上而下遞交的過程實際上就是不斷封裝的過程。到達目的地后自下而上遞交的過程就是不斷拆封的過程。由此可知，在物理線路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其外面實際上被包封了多層“信封”。 但是，某一層只能識別由對等層封裝的“信封”，而對于被封裝在“信封”內(nèi)部的數(shù)據(jù)僅僅是拆封后將其提

26、交給上層，本層不作任何處理。,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù) 段 數(shù)據(jù)包 幀 比特 電脈沖,011101000011000010100101111010110,數(shù)據(jù)多層封裝,TCP頭,應(yīng)用層數(shù)據(jù),應(yīng)用層數(shù)據(jù),TCP頭,應(yīng)用層數(shù)據(jù),IP頭,幀頭,TCP頭,應(yīng)用層數(shù)據(jù),IP頭,幀尾,實際例子：TCP/IP協(xié)議的封裝,應(yīng)用層,傳輸層,網(wǎng)際層,數(shù)鏈層,例如：一個IP數(shù)據(jù)報的報頭長20個字節(jié)，數(shù)據(jù)部分長度為800個字節(jié)，現(xiàn)經(jīng)過4個網(wǎng)絡(luò)發(fā)往目的主機，這4個網(wǎng)絡(luò)允許的IP數(shù)據(jù)報最大長度分別是820個字節(jié)、520個字節(jié)、320個字節(jié)和620個字節(jié)。請問：該數(shù)據(jù)報發(fā)往目的主機時分成了幾個數(shù)據(jù)報？各包含多少字節(jié)的數(shù)據(jù)？,答： 第1個

27、網(wǎng)絡(luò)：1個數(shù)據(jù)包，大?。?00個字節(jié) 第2個網(wǎng)絡(luò)：2個數(shù)據(jù)包，大?。?00個字節(jié)、300個字節(jié) 第3個網(wǎng)絡(luò)：3個數(shù)據(jù)包，大?。?00個字節(jié)、200個字節(jié)、300個字節(jié) 第4個網(wǎng)絡(luò)：3個數(shù)據(jù)包，大?。?00個字節(jié)、200個字節(jié)、300個字節(jié),6.3 因特網(wǎng)傳輸協(xié)議,在了解TCP和UDP之前，先了解倆個概念：面向連接的服務(wù)和無連接的服務(wù)。 應(yīng)用面向連接的服務(wù)時，客戶和服務(wù)器在進行數(shù)據(jù)發(fā)送前，彼此向?qū)Ψ桨l(fā)送控制分組，這就是所謂的握手過程，使得客戶和服務(wù)器都做好分組交換準(zhǔn)備。這個準(zhǔn)備是很松散的，面向連接服務(wù)與很多其他的服務(wù)捆綁在一起，包括可靠的數(shù)據(jù)傳輸，流量控制和擁塞控制等，依賴連接以正確的順序無錯地

28、傳遞所有數(shù)據(jù)。還要使用確認和重傳機制實現(xiàn)來可靠性。 無連接服務(wù)側(cè)是沒有握手過程的，當(dāng)一方想發(fā)送數(shù)據(jù)時就直接了當(dāng)?shù)匕l(fā)送，因為沒有握手過程也就沒有什么流量控制和擁塞控制，這樣數(shù)據(jù)可能傳輸?shù)酶?，但是，由于也沒有確認過程，源端就不知道那些分組到達了目的端。因此可能在傳輸過程中丟失數(shù)據(jù)，不適合用在一些文件的傳輸，可以用在因特網(wǎng)電話，視頻會議什么的。,因特網(wǎng)在傳輸層有兩種主要的協(xié)議：一種是面向連接的 協(xié)議TCP，另一種是無連接的協(xié)議UDP。 傳輸控制協(xié)議TCP（Transmission Control Protocol）是 專門設(shè)計用于在不可靠的因特網(wǎng)上提供可靠的、端到端的字節(jié) 流通信的協(xié)議。 IP層并

29、不能保證將數(shù)據(jù)報正確地傳送到目的端，因此TCP 實體需要判定是否超時并且根據(jù)需要重發(fā)數(shù)據(jù)報。到達的數(shù)據(jù) 報也可能是按錯誤的順序傳到的，這也需要由TCP實體按正確 的順序重新將這些數(shù)據(jù)報組裝為報文。TCP協(xié)議提供了用戶所 要的可靠性，而這是IP層所未提供的。,1TCP服務(wù)模型 通過在發(fā)送方和接收方分別創(chuàng)建一個稱為套接字（socket）的通信端點，可以獲得TCP服務(wù)。每個套接字有一個套接字序號（地址），它包含主機的IP地址以及一個主機本地的16位號碼，稱為端口（port）?？偣部捎?5536（216）個端口號。 應(yīng)用程序間的通信具體由多個進程實現(xiàn)，在多用戶多任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)中要求一臺主機能并發(fā)處理多個進

30、程。TCP/IP協(xié)議在傳輸層頂端提供了多個端口的服務(wù)，一個端口對應(yīng)一個進程，從而使一臺主機能同時并發(fā)處理多個進程。TCP/IP端口的概念在通常網(wǎng)絡(luò)中稱為服務(wù)訪問點，亦即本層與上層的層間接口。在TCP/IP中，網(wǎng)絡(luò)層（IP層）不設(shè)多個服務(wù)訪問點（多端口），傳輸層（TCP層或UDP層）上設(shè)立多端口是對IP層的功能的一種補充和加強。 在TCP/IP中進程采用“客戶服務(wù)器”模式，這是一種不對等的主客模式。在該模式中進程總是由客戶機（即客戶程序）發(fā)起，而服務(wù)器（服務(wù)程序）總是隨時等待客戶機進程要求，并予以響應(yīng)提供相應(yīng)進程服務(wù)。,TCP/IP為服務(wù)器規(guī)定了一組標(biāo)準(zhǔn)的端口號，把該組端口的每個端口分給一個固定

31、的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)進程。例如，對應(yīng)TCP協(xié)議上Telnet（遠程登錄）規(guī)定使用端口號23，F(xiàn)TP（文件傳輸）規(guī)定使用端口號21，SMTP（簡單電子郵件傳輸）規(guī)定使用端口號25等等。在傳輸層的UDP協(xié)議上也規(guī)定了一組固定的端口號，如TFTP（簡單文件傳輸）規(guī)定使用端口號69等。 TCP和UDP是傳輸層兩個平等的協(xié)議，它們固定的標(biāo)準(zhǔn)端口號是各自獨立編號的，互不相干。在TCP和UDP中這兩組固定的標(biāo)準(zhǔn)端口號被保留作為標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)進程專用并公布于眾。規(guī)定凡是采用TCP/IP通信的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器必須遵循這種端口分配標(biāo)準(zhǔn)。這就使得這類端口成為全局性的公認端口，也稱“保留端口”，保留端口的值小于256。 除“保留端口”外，

32、應(yīng)用程序還需使用到的其他大量端口稱為“自由端口”。保留端口是固定的全局性的，而自由端口則是本地機隨機動態(tài)分配的。 所有的TCP連接均是全雙工的和點到點的。點到點的意思是每個連接只有兩個端點。TCP不支持多點播送和廣播。,2TCP協(xié)議格式 TCP連接上的每個字節(jié)均有它自己的32位順序號。 發(fā)送和接收方TCP實體以數(shù)據(jù)段的形式交換數(shù)據(jù)。 TCP軟件決定數(shù)據(jù)段的大小。每個網(wǎng)絡(luò)都存在最大傳送單位MTU（Maximun Transfer Unit），要求每個數(shù)據(jù)段必須適合MTU。實踐中，MTU一般為幾千字節(jié)，由此便決定了數(shù)據(jù)段大小的上界。 TCP實體所用的基本協(xié)議是滑動窗口協(xié)議。當(dāng)發(fā)送方傳送一個數(shù)據(jù)段時

33、，它還要啟動計時器。,3.TCP數(shù)據(jù)段頭 下圖表示了TCP頭數(shù)據(jù)段的布局格式。不帶任何數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)段也是合法的，一般用于確認報文和控制報文。,TCP頭數(shù)據(jù)段布局格式,下面介紹TCP頭中每個字段的意義。 源端口和目的端口字段標(biāo)識出本地和遠端的連接點。 順序號和確認號字段執(zhí)行它的通常功能。注意，后者指希望接收的下一個字節(jié)，而不是前面已正確收到的字節(jié)。 TCP頭長表明在TCP頭中包含多少個32位字。 接下來的6位未用。 6個1位的標(biāo)志。 如果用到了應(yīng)急指針，那么URG位置1。 應(yīng)急指針指從當(dāng)前順序號到緊急數(shù)據(jù)位置的偏移量。,ACK位置1表明確認號是合法的。 PSH位表示是帶有PUSH標(biāo)志的數(shù)據(jù)。 RS

34、T位用于復(fù)位。 SYN位用于建立連接。 FIN位用于釋放連接。 TCP中的流量控制是通過使用可變大小的滑動窗口來處理的。窗口大小字段表示在確認了字節(jié)之后還可以發(fā)送多個字節(jié)。,校驗和也是為了確保高可靠性而設(shè)置的。它校驗頭部、數(shù)據(jù)和下圖3所示的概念上的偽TCP頭（Pseudoheader）之和。,包括在TCP校驗和中的偽頭 在校驗和計算中包括了偽TCP頭，有助于檢驗傳輸?shù)姆纸M是否正確，但這樣做卻違反了協(xié)議的分層規(guī)則，因為其中的IP地址是屬于IP層而非TCP層。 選項字段用于提供一種增加額外設(shè)置的方法，而這種設(shè)置在常規(guī)的TCP頭中并不包括。,4TCP協(xié)議功能,可靠的面向連接服務(wù)首先是要在信源機與信宿

35、機之間 建立一條連接，然后才能進行實際數(shù)據(jù)傳輸，并以“確認 和超時重傳”機制保證其可靠性。,（1）確認和超時重傳機制 確認和超時重傳機制的基本思想是：信源機在收到每一正確分組時向信宿機回送一個確認，信源機在某個時間片內(nèi)沒收到確認時，則重傳該分組。 隨之產(chǎn)生的問題是重傳，即可能導(dǎo)致某個報文重復(fù)出現(xiàn)。IP數(shù)據(jù)報在網(wǎng)上都有一個生命期TTL，當(dāng)TTL減為0時該IP數(shù)據(jù)報被拋棄。但當(dāng)IP數(shù)據(jù)報被存儲在某網(wǎng)關(guān)而未到生命期時，而信源機的時間片已到，則也對其認為超時而重傳，導(dǎo)致有兩個相同的報文在網(wǎng)上重傳，致使信宿機難以判斷和處理重復(fù)的報文。信源機重傳機構(gòu)中的時間片大小是很難確定的。 由于重傳機制的重復(fù)報文存在

36、，TCP中的確認機制不是針對段而是采用以字節(jié)為單位的“累計確認”方法，在n字節(jié)累計確認后，前面字節(jié)的確認丟失就不需再重傳。 另外，在最初端到端間建立連接時采用“三次握手”方法，以識別重復(fù)的報文。,（2）TCP連接的建立與拆除 TCP連接的建立 TCP采用“三次握手”建立連接的基本思想是：信源機發(fā)一個帶本次連接序號的請求（第一次握手）；信宿機收到請求后如同意連接則發(fā)回一個帶本次連接序號的確認應(yīng)答，應(yīng)答還包含信源機連接序號（第二次握手）；信源機收到應(yīng)答（含兩個初始序號）后再向信宿機發(fā)一個含兩個序號的確認（第三次握手），信宿機收到后確認，則雙方連接建立。由于連接雙方都以序號確認本次連接，使過時的（以前序號的）報文不會重復(fù)建立連接，只有在TCP建立端到端連接后，才能進入數(shù)據(jù)真正傳輸階段。,連接的拆除 由于TCP連接是一個全雙工的數(shù)據(jù)通道，在一方發(fā)起拆除連接后，連接依然存在，所以，TCP采用三次握手方法拆除兩個“半連接”。 （3）TCP的滑動窗口機制 TCP滑動窗口用于控制流量 TCP滑動窗口用于控制擁塞,5UDP協(xié)議功能,UDP是在傳輸層上與TCP并行的