ZCNE002C1TCPIP原理与IP地址规划.ppt

中兴通讯学院 中兴通讯学院 ZCNE-002-C1TCP/IP原理与子网规划V1.0中兴通讯学院数据课程团队 中兴通讯学院 中兴通讯学院 本章学习目标掌握TCP/IP体系结构与相关原理 熟悉IPv4编址方法 中兴通讯学院 中兴通讯学院 内容提示FTCP/IP原理FIPv4编制方法 中兴通讯学院 中兴通讯学院 最早使用的协议栈全球事实上的通讯标准TCP/IPHostInternetTCP/IPHost 中兴通讯学院 中兴通讯学院 应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层TCP/IP与OSI参考模型比较 中兴通讯学院 中兴通讯学院 TCP/IP协议栈应用层会话层表示层传输层TCPUDP网络层ICMPRARPARPIGMPIPIP数据链路层物理层网络接口层由底层网络定义的协议SMTPFTPTELNETDNSSNMPNFSTFTP提供应用程序间接口建立端到端连接提供编址和路由功能物理介质访问二进制数据流传输 中兴通讯学院 中兴通讯学院 TCP/IP数据流封装过程：网络接口层IP层TCP层应用层用户数据TCP段 网络接口层IP层TCP层应用层IP包用户数据TCP段实际物理网络的帧IP包实际传输TCP/IP封装过程PDUdatasegmentpacketframe实际物理网络的帧bits 中兴通讯学院 中兴通讯学院 应用层传输层网络层网络接口层文件传输文件传输-TFTP-FTP-NFSE-Mail-SMTP远程登录远程登录-Telnet-rlogin 网络管理网络管理-SNMP 名称管理名称管理-DNS应用层 中兴通讯学院 中兴通讯学院 传输层Transmission ControlProtocol(TCP)User Datagram Protocol(UDP)应用层传输层网络层网络接口层 中兴通讯学院 中兴通讯学院 传输层的功能分割上层应用程序建立主机应用程序间端到端的连接将数据段从一台主机传到另一台主机保证数据传送的可靠性 中兴通讯学院 中兴通讯学院 端口号TCPFTPTransportLayerTELNETDNSSNMPTFTPSMTPUDPApplicationLayer2123255369161服务器一般都是通过知名端口号来识别应用程序的端口号用来标示互相通信的应用程序端口号 中兴通讯学院 中兴通讯学院 TCP 传输控制协议源端口源端口(16)目的端口目的端口(16)序列号序列号(32)首部长度首部长度(4)确认号确认号(32)保留保留(6)Code bits(6)窗口大小窗口大小(16)TCP校验和校验和(16)紧急指针紧急指针(16)TCP选项选项数据数据01631 中兴通讯学院 中兴通讯学院 源端口目的端口Host ADest.port=23.将数据包送到我的TELNET端口102823SPDPHost ZTelnet ZTCP 端口号 中兴通讯学院 中兴通讯学院 多个连接时端口号的使用源端口目的端口Host A102823SPDPHost ZTelnet ZTelnet Z102923 中兴通讯学院 中兴通讯学院 I justsent#10.源端口目的端口序号#确认序号#102823Source Dest.1010Seq.0Ack.TCP 序号和确认号综述 中兴通讯学院 中兴通讯学院 I justsent#10.I just got#10,now I need#11.102823Source Dest.1010Seq.1Ack.102823Source Dest.1111Seq.1Ack.源端口目的端口序号#确认序号#TCP 序号和确认号综述 中兴通讯学院 中兴通讯学院 I justsent#10.I just got#10,now I need#11.102823Source Dest.1010Seq.1Ack.102823Source Dest.1111Seq.2Ack.102823Source Dest.1111Seq.1Ack.源端口目的端口序号#确认序号#TCP 序号和确认号综述 中兴通讯学院 中兴通讯学院 102823Source Dest.1111Seq.2Ack.102823Source Dest.1010Seq.1Ack.102823Source Dest.1111Seq.1Ack.102823Source Dest.1212Seq.2Ack.I just got#11,now I need#12.I justsent#11.TCP 序号和确认号综述源端口目的端口序号#确认序号#中兴通讯学院 中兴通讯学院 Send SYN(seq=100 ctl=SYN)SYN receivedHost AHost B1TCP三次握手/建立连接 中兴通讯学院 中兴通讯学院 Send SYN(seq=100 ctl=SYN)SYN receivedSend SYN,ACK(seq=300 ack=101 ctl=syn,ack)Host AHost BSYN received12TCP三次握手/建立连接 中兴通讯学院 中兴通讯学院 Send SYN(seq=100 ctl=SYN)SYN receivedSend SYN,ACK(seq=300 ack=101 ctl=syn,ack)Established(seq=101 ack=301 ctl=ack)Host AHost B123SYN receivedTCP三次握手/建立连接为了建立或初始化一个连接，两个TCP通信者必须同步各自的初始序号。初始序列号是建立一个TCP连接时的开始号，用于跟踪通信顺序并确保每个数据包传输时无丢失。中兴通讯学院 中兴通讯学院 FIN的ACKFIN的ACKFINFIN应用程序关闭主机A主机B应用程序关闭 TCP四次握手/终止连接 中兴通讯学院 中兴通讯学院 Window size=1Send 1Receive 1SenderReceiver窗口控制 中兴通讯学院 中兴通讯学院 Window size=1Send 1Receive 1Ack 2SenderReceiver基本概念窗口控制 中兴通讯学院 中兴通讯学院 Window size=1Send 1Receive 1Ack 2Send 2Receive 2SenderReceiver基本概念窗口控制 中兴通讯学院 中兴通讯学院 Window size=1Send 1Receive 1Ack 2Send 2Receive 2Ack 3SenderReceiver基本概念窗口控制 中兴通讯学院 中兴通讯学院 Window size=1Send 1Receive 1Ack 2Send 2Receive 2Ack 3Send 1Send 2Receive 1Receive 2Window size=3Send 3Receive 3SenderReceiverSenderReceiver基本概念窗口控制 中兴通讯学院 中兴通讯学院 Window size=1Send 1Receive 1Ack 2Send 2Receive 2Ack 3Send 1Send 2Receive 1Receive 2Window size=3Send 3Receive 3Ack 4SenderReceiverSenderReceiver基本概念窗口控制 中兴通讯学院 中兴通讯学院 Window size=1Send 1Receive 1Ack 2Send 2Receive 2Ack 3Send 1Send 2Receive 1Receive 2Window size=3Send 3Receive 3Ack 4Send 4SenderReceiverSenderReceiver基本概念窗口控制 中兴通讯学院 中兴通讯学院 UDP 用户报文协议Source port(16)Destination port(16)Length(16)Data(if any)Bit 0Bit 15Bit 16Bit 31Checksum(16)8Bytes无序号及确认不可靠、面向无连接 高效、快速 中兴通讯学院 中兴通讯学院 TCPUDP是否面向连接面向连接无连接是否提高可靠性可靠传输不提供可靠性是否流量控制流量控制不提供流量控制传输速度慢快协议开销大小TCP/UDP 比较 中兴通讯学院 中兴通讯学院 Internet Protocol(IP)地址解析/反向解析协议（ARP/RARP）互联网控制消息协议（ICMP）应用层传输层网络层网络接口层网络层路由、寻径功能，提供主机到主机的连接功能 中兴通讯学院 中兴通讯学院 IP数据包格式版本版本(4)目的目的IP地址地址(32)IP选项选项数据数据01631头部长度头部长度(4)服务类型服务类型(8)总长度总长度(16)标识符标识符(16)标志标志(3)片偏移片偏移(13)存活时间存活时间(8)协议协议(8)报头校验和报头校验和(16)源源IP地址地址(32)中兴通讯学院 中兴通讯学院 决定目的地的上层协议类型 传输层网络层TCPUDP协议号IP176 协议类型字段 中兴通讯学院 中兴通讯学院 ICMPApplicationTransportInternetData LinkPhysicalDestination UnreachableEcho(Ping)OtherICMP1 ICMP消息类型：错误消息 询问消息 中兴通讯学院 中兴通讯学院 ARP工作机制172.16.3.1172.16.3.1172.16.3.2172.16.3.2IP:172.16.3.2=?IP:172.16.3.2=?我需要IP地址为172.16.3.2主机的物理地址实现IP地址向MAC地址的映射本地ARP解析 中兴通讯学院 中兴通讯学院 ARP工作过程172.16.3.1172.16.3.2IP:172.16.3.2=?我听到广播包了，这条消息是给我的 ，这是我的物理地址.我需要IP地址为176.16.3.2主机的物理地址 中兴通讯学院 中兴通讯学院 ARP工作过程IP:172.16.3.2 Ethernet:0800.0020.1111 172.16.3.1172.16.3.2IP:172.16.3.2=?我听到广播包了，这条消息是给我的 ，这是我的物理地址.我需要IP地址为176.16.3.2主机的物理地址 中兴通讯学院 中兴通讯学院 ARP工作过程实现IP地址向MAC地址的映射本地ARP解析IP:172.16.3.2 Ethernet:0800.0020.1111 172.16.3.1172.16.3.2IP:172.16.3.2=?我听到广播包了，这条消息是给我的 ，这是我的物理地址.我需要IP地址为176.16.3.2主机的物理地址 中兴通讯学院 中兴通讯学院 Ethernet:0800.0020.1111 IP=?我的IP地址是什么？RARP工作机制 中兴通讯学院 中兴通讯学院 实现MAC地址向IP地址的映射Ethernet:0800.0020.1111IP:172.16.3.25Ethernet:0800.0020.1111 IP=?我听到广播包了.你的 IP 地 址是172.16.3.25RARP工作机制我的IP地址是什么？中兴通讯学院 中兴通讯学院 内容提示FTCP/IP原理FIPv4编制方法 中兴通讯学院 中兴通讯学院 172.18.0.2172.18.0.1172.17.0.2172.17.0.1172.16.0.2172.16.0.1SADAHDRDATA10.13.0.0192.168.1.010.13.0.1192.168.1.1IPv4地址介绍IP地址唯一标识一台网络设备32位二进制 中兴通讯学院 中兴通讯学院 IPv4地址172.16.2.1172.16.3.10172.16.12.1210.1.1.110.250.8.1110.180.30.118172.161212NetworkHost.172.16.2.110.6.24.2Fei_1/1Fei_1/2 中兴通讯学院 中兴通讯学院 1Class A:Bits:0Network（8bit）Host8 916 1724 2532Range(1-126)1Class B:Bits:10 Network(16bit)Host8 916 1724 2532Range(128-191)1Class C:Bits:110 Network(24bit)Host8 916 17242532Range(192-223)1Class D:Bits:1110组播组播8 916 17242532Range(224-239)IP地址分类1Class E:Bits:111108 916 17242532Range(240-255)保留地址保留地址 中兴通讯学院 中兴通讯学院 特殊IP地址 RFC1918中规定如下地址是私有地址：10.0.0.010.255.255.255、172.16.0.0172.31.255.255、192.168.0.0192.168.255.255 用于广播，也称定向广播，需要指定目标网络主机地址全1用于指定网络本身，称之为网络地址或者网络号主机地址全0指本地节点(一般为127.0.0.1)，用于测试网卡及TCP/IP软件网络127.0.0.0用途用途地址地址 中兴通讯学院 中兴通讯学院 11111111可用主机地址数量计算 172 16 0 0 10101100 00010000 00000000 0000000016151413121110 987654321NetworkHost 00000000 00000001 11111111 11111111 11111111 11111110.00000000 00000011 11111101123655346553565536-.265534N2N-2=216-2=65534 中兴通讯学院 中兴通讯学院 172.16.0.0没有子网的编址172.16.0.1 172.16.0.2 172.16.0.3.172.16.255.253 172.16.255.254采用自然掩码，不对网段进行细分。比方说B类的172.16.0.0，掩码为255.255.0.0。中兴通讯学院 中兴通讯学院 172.16.2.200172.16.2.2172.16.2.160172.16.2.1172.16.3.5172.16.3.100172.16.3.150172.16.3.1Fei_1/1Fei_1/2172.162160NetworkHost.NetworkInterface172.16.2.0172.16.3.0New Routing TableSubnet有子网的编址Fei_1/2Fei_1/1 中兴通讯学院 中兴通讯学院 子网掩码172160025525500IP 地址地址缺省掩码缺省掩码8位子网掩码位子网掩码网络位网络位主机位主机位子网位子网位主机位主机位也可也可写作写作“/16”其中其中16表示掩码的位数表示掩码的位数 11111111 111111110000000000000000也可也可写作写作“/24”其中其中24表示掩码的位数表示掩码的位数网络位网络位主机位主机位网络位网络位2552552550 11111111 1111111111111111 中兴通讯学院 中兴通讯学院 网络位扩展了8位带子网划分的子网掩码16网络位网络位主机位主机位172.16.2.160 255.255.255.017220101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000000000000000000000000010子网位子网位网络地址网络地址128192224240248252254255 中兴通讯学院 中兴通讯学院 带子网划分的子网掩码(续)172.16.2.160 255.255.255.192101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010161722128网络地址网络地址128192224240248252254255128192224240248252254255网络位扩展了10位网络位网络位主机位主机位子网位子网位 中兴通讯学院 中兴通讯学院 16172216010101100000100001010000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst172.16.2.160255.255.255.19241地址计算示例 中兴通讯学院 中兴通讯学院 1010110011111111000100001111111111111111101000001100000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst172.16.2.160255.255.255.19212161722160地址计算示例 中兴通讯学院 中兴通讯学院 1010110011111111000100001111111111111111101000001100000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst172.16.2.160255.255.255.1921237地址计算示例161722160 中兴通讯学院 中兴通讯学院 101011001111111100010000111111111111111110100000110000001000000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst172.16.2.160255.255.255.1921234地址计算示例161722160 中兴通讯学院 中兴通讯学院 10101100111111110001000011111111111111111010000011000000100000000000001010111111HostMaskSubnetBroadcastLastFirst172.16.2.160255.255.255.192123456地址计算示例161722160 中兴通讯学院 中兴通讯学院 1010110011111111000100001111111111111111101000001100000010000000000000101011111110000001HostMaskSubnetBroadcastLastFirst172.16.2.160255.255.255.192123456162160地址计算示例161722160 中兴通讯学院 中兴通讯学院 地址计算示例101011001111111100010000111111111111111110100000110000001000000000000010101111111000000110111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst172.16.2.160255.255.255.1921234567161722160 中兴通讯学院 中兴通讯学院 地址计算示例10101100111111111010110000010000111111110001000011111111000000101010000011000000100000000000001010101100000100000000001010111111101011000001000000000010 1000000110101100000100000000001010111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst172.16.2.160255.255.255.19212345678161722160 中兴通讯学院 中兴通讯学院 地址计算示例10101100111111111010110000010000111111110001000011111111000000101010000011000000100000000000001010101100000100000000001010111111101011000001000000000010 1000000110101100000100000000001010111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst172.16.2.160255.255.255.192172.16.2.128172.16.2.191172.16.2.129172.16.2.190123456789161722160 中兴通讯学院 中兴通讯学院 子网掩码练习AddressSubnet MaskClassSubnet172.16.2.1010.6.24.2010.30.36.12255.255.255.0255.255.240.0255.255.255.0 中兴通讯学院 中兴通讯学院 AddressSubnet MaskClassSubnet172.16.2.1010.6.24.2010.30.36.12255.255.255.0255.255.240.0255.255.255.0BAA172.16.2.010.6.16.010.30.36.0子网掩码练习答案 中兴通讯学院 中兴通讯学院 计算广播地址练习AddressClassSubnetBroadcast201.222.10.60 255.255.255.248Subnet Mask15.16.193.6 255.255.248.0128.16.32.13 255.255.255.252153.50.6.27 255.255.255.128 中兴通讯学院 中兴通讯学院 计算广播地址练习答案153.50.6.127AddressClassSubnetBroadcast201.222.10.60 255.255.255.248C201.222.10.63201.222.10.56Subnet Mask15.16.193.6 255.255.248.0A15.16.199.25515.16.192.0128.16.32.13 255.255.255.252B128.16.32.15128.16.32.12153.50.6.27 255.255.255.128B153.50.6.0 中兴通讯学院 中兴通讯学院 172.16.14.32/27172.16.14.64/27172.16.14.96/27 子网172.16.14.0/24 被划分为更小的子网以适应网络的需求并避免了IP地址的浪费，需要路由协议支持C CB BA A172.16.1.0/24172.16.2.0/24centercenter172.16.0.0/16172.16.14.136/30172.16.14.132/30172.16.14.140/30变长子网掩码 中兴通讯学院 中兴通讯学院 内容回顾 TCP/IP协议簇常用协议 应用层协议 传输层协议 网络层协议 链路层协议 IPv4编址方法 IP地址的格式 IP地址的分类 网络掩码 子网的划分 网络地址，主机地址和广播地址的计算 中兴通讯学院 中兴通讯学院 思考题常用的TCP/IP应用层协议有哪些？简述ARP将IP地址映射为MAC地址的运作过程。UDP和TCP最大的区别是什么？Ping是用什么协议来实现的？168.1.88.10是哪类IP地址？它的默认网络掩码是多少？如果对其进行子网划分，子网掩码是255.255.240.0，请问有多少个子网？每个子网有多少个主机地址可以用？