IP网络基本知识ppt课件.ppt

为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能IP网络基础知识为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能TCP/IP协议和协议和OSI参考模型参考模型TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应 用 层传输层网络层7654321物理层数据链路层OSI参考模型TCP/IP为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能TCP/IP协议数据封装方式协议数据封装方式TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69SEGMENTIP PACKETSFRAMESBITS为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能TCP/IP协议栈协议栈HTTP、Telnet、FTP、TFTP、Ping、etcTCP/UDPARP/RARPIPIGMP ICMPEthernet、802.3、PPP、HDLC、FR、etc接口和线缆应用层传输层网络层 数据链路层提供应用程序网络接口建立端到端连接寻址和路由选择物理介质访问二进制数据流传输 物理层为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能应用层应用层文件传输FTP、TFTP邮件服务SMTP、POP3网络管理SNMP、Telnet、Ping、Tracert网络服务HTTP、DNS、WINS为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能传输层协议概述传输层协议概述应用层传输层网络层网络接入层TCPUDP为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能0816243116位源端口16位目的端口32位序列号32位确认号URGACKPSHRSTSYNFIN首部长度保留(6位)16位窗口大小16位TCP校验和16位紧急指针选项数据0816243116位源端口16位目的端口16位UDP校验和数据UDPUDP报文格式报文格式TCPTCP报文格式报文格式16位UDP长度为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能源端口号（源端口号（Source port）和目的端口号（）和目的端口号（Destination port）：用于标识和区分源端设备和目的端设备的应用进程，与源IP地址和目的IP地址组成套接字（socket），唯一的确定一条TCP连接 序列号（序列号（Sequence number）：用来标识TCP源端设备向目的端设备发送的字节流，TCP用序列号对每个字节进行计数。ACK：确认序号有效。PSH：接收方应该尽快将这个报文段交给应用层。RST：重建连接。SYN同步序号：同步序号：用来发起一个连接。这个标志和下一个标志。一般在建立连接时使用。FIN：发端完成发送任务，断开连接时使用。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能窗口：窗口：TCP的流量控制由连接的每一端通过声明的窗口大小（windows size）来提供。窗口大小用数据包来表示，大小可以调节。校验和（校验和（checksum）：用于校验TCP报头部分和数据部分的正确性，如果有了差错要重传，这个和UDP不一样，UDP检测出差错以后直接丢弃。MSS（Maximum Segment Size，最大报文大小）：，最大报文大小）：指明本端所能够接收的最大长度的报文段。当一个TCP连接建立时，连接的双方都要通告各自的MSS协商可以传输的最大报文长度。总结：总结：UDP报文没有可靠性保证和顺序保证字段，流量控制字段等，可靠性报文没有可靠性保证和顺序保证字段，流量控制字段等，可靠性较差。当然，使用传输层较差。当然，使用传输层UDP服务的应用程序也有优势。正因为服务的应用程序也有优势。正因为UDP协议较协议较少的控制选项，在数据传输过程中，延迟较小，数据传输效率较高，适合于少的控制选项，在数据传输过程中，延迟较小，数据传输效率较高，适合于对可靠性要求并不高的应用程序，或者可以保障可靠性的应用程序像对可靠性要求并不高的应用程序，或者可以保障可靠性的应用程序像DNS、TFTP、SNMP等；等；UDP协议也可以用于传输链路可靠的网络。协议也可以用于传输链路可靠的网络。UDP报文没有可靠性保证和顺序保证字段，流量控制字段等，可靠性较差。报文没有可靠性保证和顺序保证字段，流量控制字段等，可靠性较差。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能端口号端口号传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序。HTTPFTPTelnet SMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP IP 数数 据据 包包套套 接接 字字8020/2123255369161为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能网络层协议概述网络层协议概述网络接入层应用层传输层网络层 IP ARP RARP ICMP 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能IP报文格式报文格式版本报文长度服务类型总 长 度标 识 符标志片 偏 移生存时间协 议报 头 校 验 和源 IP 地 址目 的 IP 地 址IP 选 项为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能版本号（版本号（Version）：标明了IP协议的版本号，目前的协议版本号为4。下一代IP协议的版本号为6。报文长度：报文长度：指IP包头部长度，占4位。8位的服务类型（位的服务类型（TOS，Type of Service）：包括一个3位的优先权字段（COS，Class of Service），4位TOS字段和1位未用位。4位TOS分别代表最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。4bit中只能置其中1bit。如果所有4bit均为0，那么就意味着是一般服务。总长度（总长度（Total length）：）：是整个IP数据报长度，包括数据部分。标识符（标识符（Identification）：唯一地标识主机发送的每一份数据报。通常每发送一份报文它的值就会加1。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能标志位标志位:3比特 0比特:保留,必须为0 1比特:(DF)0=可以分片,1=不可以分片,2比特:(MF)0=最后的分片,1=更多的分片。片偏移：片偏移：指的是这个分片是属于这个数据流的哪里。生存时间（生存时间（TTL，Time to Live）：）：设置了数据包可以经过的路由器数目。协议协议：确定在数据包内传送的上层协议，和端口号类似，IP协议用协议号区分上层协议 6表示为TCP协议 17表示为UDP协议。报头校验和（报头校验和（Head checksum）：计算IP头部的校验和，检查报文头部的完整性。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能ARP地址解析协议地址解析协议需要10.0.0.2的MAC地址？IP:10.0.0.1/24MAC:00-E0-FC-00-00-11IP:10.0.0.2/24MAC:00-E0-FC-00-00-12ARP Request?ARP Reply10.0.0.2 对应的MAC：00-E0-FC-00-00-12为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能RARP反向地址解析协议反向地址解析协议我的IP地址是什么？无盘工作站RARP ServerRARP Request?RARP Reply你的IP地址是10.0.0.1为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能ICMP协议协议B可达吗？ICMP Echo RequestICMP Echo Reply我在。AB为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能数据链路层数据链路层数据链路层是OSI参考模型的第二层，在物理层基础上向网络层提供服务数据链路层为物理链路上提供可靠的数据传输局域网的数据链路层协议有以太网、令牌环网等广域网数据链路层协议有PPP、HDLC、Frame Relay等为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能物理层物理层物理层位于OSI参考模型的最底层，它直接面向实际承担数据传输的物理媒体(即信道)。物理层的传输单位为比特。物理层是指在物理媒体之上为数据链路层提供一个原始比特流的物理连接。物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道所需的机械的、电气的、功能性的和规程性的特性。其作用是确保比特流能在物理信道上传输。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能物理层的功能物理层的功能为数据端设备提供传送数据的通路,数据通路可以是一个物理媒体,也可以是多个物理媒体连接而成.一次完整的数据传输,包括激活物理连接,传送数据,终止物理连接.传输数据.物理层要形成适合数据传输需要的实体,为数据传送服务.一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数),以减少信道上的拥塞.传输数据的方式能满足点到点,一点到多点,串行或并行,半双工或者全双工，同步或异步传输的需要.为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能5类双绞线的线序类双绞线的线序Side 1Side 1Side 2Side 2Side 1Side 1123456781234567812345678123456781=1=白白/橙橙2=2=橙橙3=3=白白/绿绿4=4=蓝蓝5=5=白白/蓝蓝6=6=绿绿7=7=白白/棕棕8=8=棕棕Side 2Side 2Side 1Side 1Side 2Side 2Side 1Side 1Side 2Side 2123456781234567812345678123456781=1=白白/橙橙2=2=橙橙3=3=白白/绿绿4=4=蓝蓝5=5=白白/蓝蓝6=6=绿绿7=7=白白/棕棕8=8=棕棕1=1=白白/橙橙2=2=橙橙3=3=白白/绿绿4=4=蓝蓝5=5=白白/蓝蓝6=6=绿绿7=7=白白/棕棕8=8=棕棕1=1=白白/绿绿2=2=绿绿3=3=白白/橙橙4=4=蓝蓝5=5=白白/蓝蓝6=6=橙橙7=7=白白/棕棕8=8=棕棕为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能IP地址介绍地址介绍IP地址唯一标示一台网络设备私有IP地址10.0.0.010.255.255.255 172.16.0.0172.31.255.255192.168.0.0192.168.255.255 10.110.192.11120.130.188.144为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能IP地址分类地址分类128.0.0.0191.255.255.255 192.0.0.0223.255.255.255 224.0.0.0239.255.255.255240.0.0.0255.255.255.2551.0.0.0126.255.255.255为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能特殊特殊IP地址地址网络部分主机部分地址类型用 途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”网络地址代表一个网段广播地址特定网段的所有节点环回地址环回测试广播地址本网段所有节点所有网络用于指定默认路由为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能子网掩码介绍子网掩码介绍网络设备使用子网掩码（subnet masking）决定IP地址中哪部分为网络部分，哪部分为主机部分。子网掩码使用与IP地址一样的格式。子网掩码的网络部分和子网部分全都是1，主机部分全都是0。缺省状态下，如果没有进行子网划分，A类网络的子网掩码为255.0.0.0，B类网络的子网掩码为255.255.0.0，C类网络子网掩码为255.255.255.0。利用子网，网络地址的使用会更有效。对外 仍为一个网络，对内部而言，则分为不同的子网。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能网络地址与子网掩码网络地址与子网掩码IP地址：地址：192.168.1.100子网掩码：子网掩码：网络地址：网络地址：192.168.1.0255.255.255.0为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能子网掩码的表示方法子网掩码的表示方法IPIP地址地址子网掩码子网掩码子网掩码比特数子网掩码比特数子网掩码表示子网掩码表示 255 .255 .255 .24011111111 11111111 11111111 11110000 192 .168.1 .711000000 10101000 00000001 000001118+8+8+4=28192.168.1.7/28为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能网络地址的计算网络地址的计算IPIP地址地址子网掩码子网掩码网络地址网络地址(二进制二进制)网络地址网络地址192.168.1.0/28 255 .255 .255 .24011111111 11111111 11111111 11110000 192 .168 .1 .711000000 10101000 00000001 0000011111000000 10101000 00000001 00000000IPIP地址为地址为:192.168.1.7/19:192.168.1.7/19为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能主机数的计算主机数的计算主机数为：主机数为：2 2n n可用主机数为可用主机数为 :2:2n n-2-2子网掩码子网掩码N网络位网络位网络位网络位主机位主机位主机位主机位1111111111111100000000000000为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能主机数计算举例主机数计算举例IP地址为：地址为：192.168.1.100/28 /28=255.255.255.240该子网掩码二进制表示为：该子网掩码二进制表示为：11111111，11111111，11111111，11110000主机总数为：主机总数为：24 可用主机数为可用主机数为:24-2 28bits 网络位4bits主机位为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能子网数计算举例子网数计算举例IP地址为：地址为：192.168.1.100/28 /28=255.255.255.240该子网掩码二进制表示为：该子网掩码二进制表示为：11111111，11111111，11111111，11110000 28bits 网络位4bits主机位子网总数为：子网总数为：28-4可用子网数为可用子网数为:28-4-2为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能无子网编址无子网编址无子网编址是指使用自然掩码，不对网段进行细分。比如B类网段151.16.0.0，采用255.255.0.0作为掩码。/16/16/16为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能带子网编址带子网编址B类网段151.16.0.0151.16.8.1，255.255.255.0151.16.4.1，255.255.255.0为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能子网规划举例子网规划举例例子：某公司分配到C类地址201.222.5.0。假设需要20个子网，每个子网有5台主机，我们该如何划分？201.222.5.0255.255.255.0201.222.5.8255.255.255.248201.222.5.16255.255.255.248201.222.5.24255.255.255.248201.222.5.32255.255.255.248201.222.5.9255.255.255.248201.222.5.17255.255.255.248201.222.5.25255.255.255.248201.222.5.33255.255.255.248为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能变长子网掩码（变长子网掩码（VLSM）192.168.1.32/27192.168.1.64/27192.168.1.96/27192.168.1.128/27192.168.1.160/30192.168.1.164/30192.168.1.168/30192.168.1.172/30ISP通告192.168.1.0为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能无类域间路由（无类域间路由（CIDR）CIDR减少了路由表的规模，增了网络的可扩展性Internet198.168.1.0198.168.2.0198.168.3.0ISP通告路由198.168.0.0/16为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能常用网络测试工具常用网络测试工具PingPing是测试网络联接状况以及信息包发送和接收状况非常有用的工具，是网络测试最常用的命令。Ping向目标主机(地址)发送一个回送请求数据包，要求目标主机收到请求后给予答复，从而判断网络的响应时间和本机是否与目标主机(地址)联通。如果执行Ping不成功，则可以预测故障出现在以下几个方面：网线故障，网络适配器配置不正确，IP地址不正确。如果执行Ping成功而网络仍无法使用，那么问题很可能出在网络系统的软件配置方面，Ping成功只能保证本机与目标主机间存在一条连通的物理路径。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能命令格式：ping IP地址或主机名-t-a-n count-l size 参数含义：-t不停地向目标主机发送数据；-a 以IP地址格式来显示目标主机的网络地址；-n count 指定要Ping多少次，具体次数由count来指定；-l size 指定发送到目标主机的数据包的大小。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能TracertTracert命令用来显示数据包到达目标主机所经过的路径，并显示到达每个节点的时间。命令功能同Ping类似，但它所获得的信息要比Ping命令详细得多，它把数据包所走的全部路径、节点的IP以及花费的时间都显示出来。该命令比较适用于大型网络。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能以太网交换机的工作模型以太网交换机的工作模型为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能基于源地址学习基于源地址学习为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能基于目的地址转发基于目的地址转发为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二层交换机的操作：二层交换机的操作：查查MAC转发表处理转发转发表处理转发对于表中不包含的地址，通过广播的方式转发对于表中不包含的地址，通过广播的方式转发使用地址自动学习和老化机制进行地址表维护使用地址自动学习和老化机制进行地址表维护一般不对帧格式进行修改一般不对帧格式进行修改为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二层交换机原理二层交换机原理接收网段上的所有数据帧接收网段上的所有数据帧利用接收数据帧中的源利用接收数据帧中的源MAC地址来建立地址来建立MAC地址表（源地址自学习），使用地址老地址表（源地址自学习），使用地址老化机制进行地址表维护化机制进行地址表维护在在MAC地址表中查找数据帧中的目的地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，如果找到就将该数据帧发送到相应的地址，如果找到就将该数据帧发送到相应的端口（不包括源端口）；如果找不到，就向端口（不包括源端口）；如果找不到，就向所有的端口发送（不包括源端口）所有的端口发送（不包括源端口）向所有端口转发广播帧和多播帧（不包括源向所有端口转发广播帧和多播帧（不包括源端口）端口）为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能冲突域与广播域冲突域与广播域为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能VLAN原理及配置原理及配置VLAN基础基础VLAN（Virtual Local Area Network）将局域网内的设备逻辑地划分段将局域网内的设备逻辑地划分段VLAN标准标准IEEE 802.1Q优势优势 VLAN内部的广播和单播流量内部的广播和单播流量 不会被转发到其它不会被转发到其它VLAN中中为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能VLAN原理及配置原理及配置 端口分类端口分类根据端口连接的以太网段的主机是否能识别和发送这种带根据端口连接的以太网段的主机是否能识别和发送这种带802.1Q标签头的标签头的数据包，将端口分为：数据包，将端口分为：Access（Untagged）端口：一般接主机或路由器）端口：一般接主机或路由器Tag Aware（tagged）端口：一般接支持）端口：一般接支持802.1Q的交换机或路由器的交换机或路由器为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能VALN的转发流程的转发流程1、接收过程：、接收过程：当当Untagged端口收到帧时：端口收到帧时：交换机将认为该帧不包含交换机将认为该帧不包含802.1Q Tag header，因此将会把它定义为属于接收，因此将会把它定义为属于接收端口的缺省端口的缺省VLAN（对带（对带Tag的处理方法各种交换机不尽相同）的处理方法各种交换机不尽相同）当当Tagged 端口收到帧时：端口收到帧时：若收到没有合法的若收到没有合法的802.1Q Tag header的帧，则利用接收端口的缺省的帧，则利用接收端口的缺省VLAN来来确定该帧所属确定该帧所属VLAN如果该帧已包含如果该帧已包含Tag header，则该帧所属于的虚拟网由，则该帧所属于的虚拟网由Tag header中指明的中指明的VLAN ID所确定所确定2、查找、查找/路由过程：路由过程：根据数据包的目的根据数据包的目的MAC地址、地址、VLAN 标识以及数据库中注册的信息决定把标识以及数据库中注册的信息决定把数据包发送到哪个端口。（过滤数据库）数据包发送到哪个端口。（过滤数据库）3、发送过程：、发送过程：当当Untagged 端口发送帧时：端口发送帧时：交换机同样认为端口所连接的设备不能识别交换机同样认为端口所连接的设备不能识别802.1Q Tag header，因此发送出，因此发送出去的帧也将不包含去的帧也将不包含802.1Q Tag header当当Tagged端口发送帧时：端口发送帧时：一般包含合法的一般包含合法的802.1Q Tag header，（如端口的缺省，（如端口的缺省VLAN与该帧所属的与该帧所属的VLAN相一致时去掉相一致时去掉Tag头）。头）。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能VLAN原理及配置原理及配置UNTAGGED端口不能接TAGGED端口。两个相连的TAGGED端口的PVID值要求一致。与不支持802.1Q的设备相连的端口不能是TAGGED端口。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能