OSI模型TCPIP协议.ppt
第第2 2章章 OSI模型及模型及TCP/IP协议协议 本章内容OSI七层参考模型概述数据封装和拆封过程TCP/IP协议栈lIP地址及其分类lIP地址的子网划分课程议题OSI七层参考模型概述数据封装和拆封过程TCP/IP协议栈lIP地址及其分类lIP地址的子网划分计算机网络介绍SOHOServerIntranet移动宽带上网 计算机网络就是将分布在不同地理位置，具有计算机网络就是将分布在不同地理位置，具有独立功能的多台计算机，通过通信线路和通信设备独立功能的多台计算机，通过通信线路和通信设备相互连接起来，进行数据通信，实现资源共享。相互连接起来，进行数据通信，实现资源共享。计算机通信的分类单播广播多播OSI参考模型网络世界的法律网络世界的法律!OSIOSI参考模型：参考模型：Open System InterconnectOpen System Interconnect开放系开放系 统互连参考模型统互连参考模型OSIOSI参考模型是由参考模型是由ISOISO（国际标准化组织）定义的（国际标准化组织）定义的5.会话层会话层 6.表示层表示层 7.应用层应用层4.传输层传输层2.数据链路层数据链路层3.网络层网络层1.物理层物理层4.传输层传输层2.数据链路层数据链路层3.网络层网络层1.物理层物理层5.会话层会话层 6.表示层表示层 7.应用层应用层OSI Reference ModelsOSI Reference Models数据数据网络设备传输数据的过程是按照网络设备传输数据的过程是按照OSIOSI参考模型来运动的参考模型来运动的4.传输层传输层2.数据链路层数据链路层3.网络层网络层1.物理层物理层5.会话层会话层 6.表示层表示层 7.应用层应用层面向用户应用面向用户应用面向数据传输面向数据传输OSI参考模型OSIOSI模型每层都有自己的功能集模型每层都有自己的功能集层与层之间相互独立又相互依靠层与层之间相互独立又相互依靠上层依赖于下层，下层为上层提供服务上层依赖于下层，下层为上层提供服务应用层应用层的作用主要是为应用程序提供接口，从而使得应用程应用层的作用主要是为应用程序提供接口，从而使得应用程序能够使用网络服务。序能够使用网络服务。常见的应用层协议常见的应用层协议httphttp、ftpftp、smtpsmtp、pop3pop3、telnettelnet、dnsdns等等表示层表示层的功能表示层的功能l l数据的解码和编码数据的解码和编码 l l数据的加密和解密数据的加密和解密 l l数据的压缩和解压缩数据的压缩和解压缩 表示层是各节点应用程序、文件传输的翻译官。表示层是各节点应用程序、文件传输的翻译官。会话层会话层的作用主要是建立、维护、管理应用程序会话层的作用主要是建立、维护、管理应用程序之间的会话。之间的会话。会话层的责任主要有：会话层的责任主要有：l l对话控制对话控制l l同步同步传输层传输层负责建立端到端的连接，负责数据在端到传输层负责建立端到端的连接，负责数据在端到端之间的传输端之间的传输传输层通过端口号区分上层服务传输层通过端口号区分上层服务传输层的主要功能服务点编址服务点编址 分段与重组分段与重组 连接控制连接控制 流量控制流量控制 差错控制差错控制 网络层为网络设备提供逻辑地址为网络设备提供逻辑地址负责数据从源端发送到目的端负责数据从源端发送到目的端负责数据传输的寻径和转发负责数据传输的寻径和转发网络层的主要任务逻辑地址逻辑地址 路由选择路由选择 数据链路层数据链路层决定数据通讯的机制，差错检测数据链路层决定数据通讯的机制，差错检测提供对网络层的服务提供对网络层的服务数据链路层的构成MACMAC层层管管理理网网络络设设备备的的物物理理地地址址，物物理理地地址址也也被被称称作作MACMAC地址。地址。LLCLLC层层主主要要负负责责对对各各种种网网络络协协议议进进行行封封装装，使使得得协协议能在物理线路上传输。议能在物理线路上传输。数据链路层数据链路层LLCLLC层层MACMAC层层IEEE 802.3IEEE 802.3以太网标准以太网标准数据数据源地址源地址帧检测序列帧检测序列类型类型目的地址目的地址可变可变2664XXXXXX XXXXXX由厂商分配给由厂商分配给设备设备由由IEEE分配给分配给厂商厂商(如如:锐捷网锐捷网络络00-D0-F8)前导位前导位MAC 地址地址8单位单位:字节字节 Ethernet II的帧格式物理层物物理理层层的的主主要要作作用用是是负负责责二二进进制制信信号号在在物物理线路上的传输。理线路上的传输。物物理理层层是是不不提提供供数数据据的的纠纠错错服服务务的的，但但是是在在物物理理层层上上能能对对数数据据的的传传输输速速度度作作一一定定的的控制，并能监测数据的出错率。控制，并能监测数据的出错率。在在物物理理层层传传输输电电气气信信号号的的载载体体我我们们称称之之为为位流或比特流。位流或比特流。物理层所涉及的内容物理层关心的是以下的一些内容：物理层关心的是以下的一些内容：l l接口和媒体的物理特性位的表示接口和媒体的物理特性位的表示l l传输数率传输数率l l位的同步位的同步l l线路配置：设备与媒体的连接。线路配置：设备与媒体的连接。l l物理拓扑：星状拓扑、环状拓扑、总线拓扑等等。物理拓扑：星状拓扑、环状拓扑、总线拓扑等等。l l传输模式：单工、半双工或全双工。传输模式：单工、半双工或全双工。允许接入网络资源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建立、管理和终止会话将分组从源端传送到目的端；提供网络互联在媒体上传输比特；提供机械的和电气的规约对数据进行转换、加密和压缩提供可靠的进程到进程的报文传输和差错恢复将比特组装成帧；提供节点到节点方式的传输各层间的联系课程议题OSI七层参考模型概述数据封装和拆封过程TCP/IP协议栈数据段数据段Segment数据包数据包Packet比特比特Bit数据帧数据帧Frame协议数据单元协议数据单元协议数据单元协议数据单元数据封装传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物理层 网络层网络层 数据数据数据数据传输层报头传输层报头数据数据网络层报头网络层报头数据数据数据链路层报头数据链路层报头 表示层表示层应用层应用层会话层会话层端口端口号号源源IP+目的目的IP上层协议上层协议源源MAC+目的目的MAC将数据帧转换成高低将数据帧转换成高低电平，即电平，即“0”或或“1”代码代码发送数据的过程，发送数据的过程，就是一个数据封装的过程就是一个数据封装的过程设备A设备B7654321L7数据L7数据H6L6数据H5L5数据H4L4数据H3L3数据H2T27654321L7数据L7数据H6L6数据H5L5数据H4L4数据H3L3数据H2010101000011110000101010T2传输媒体数据通信过程数据数据网络层报头网络层报头+传输层报头传输层报头+数据数据数据链路层报头数据链路层报头传输层报头传输层报头+数据数据网络层报头网络层报头数据数据传输层报头传输层报头0101110101001000010传输层传输层 数据链路层数据链路层物理层物理层 网络层网络层 表示层表示层应用层应用层会话层会话层数据拆封接收数据的过程，接收数据的过程，就是一个数据拆封的过程就是一个数据拆封的过程课程议题OSI七层参考模型概述数据封装和拆封过程TCP/IP协议栈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Internet层层网络接口层网络接口层协议栈：利用一组协议完成协议栈：利用一组协议完成OSIOSI所实现的功能。所实现的功能。TCP/IPTCP/IP协议栈：是一组由不同的协议组合在一起构协议栈：是一组由不同的协议组合在一起构 成的协议栈。成的协议栈。TCP/IP协议栈TCP/IP中的协议IP 数据包格式主要用于主要用于:l1.1.测试目的端的可达性测试目的端的可达性(ping)(ping)l2.2.测试到达目的端的路径测试到达目的端的路径 (tracert,pathping,traceroutetracert,pathping,traceroute,扩展扩展ping)ping)ICMP(网际控制消息协议)ARP(地址解析协议)ARPARP的作用：将的作用：将IPIP地址解析为地址解析为MACMAC地址地址RARPARP-地址解析协议，已知IP地址，解析为MAC地址。RARP-反向ARP，已知MAC地址，解析为IP地址。ARP相关问题Free ARP IP地址冲突问题ARP欺骗 网络中ARP欺骗出现的问题 TCP(传输控制协议传输控制协议)属于面向连接的网络协议属于面向连接的网络协议UDP(用户报文协议用户报文协议)属于无连接的网络协议属于无连接的网络协议应用层应用层传输层传输层Internet层层物理层物理层数据链路层数据链路层TCP/IP传输层主机主机 A102823源端口源端口目的端口目的端口主机主机 B应用客户端使用的源端口号一般为系统中未使用应用客户端使用的源端口号一般为系统中未使用的且大于的且大于10231023目的端口号为所进行的操作。如目的端口号为所进行的操作。如telnettelnet为为2323。源/目的端口号应用协议应用协议应用协议应用协议 传输层协议传输层协议传输层协议传输层协议 端口号端口号端口号端口号FTPFTPFTPFTPTCPTCPTCPTCP 20 20 20 20，21212121TelnetTelnetTelnetTelnetTCPTCPTCPTCP 23 23 23 23HTTPHTTPHTTPHTTP TCP TCP TCP TCP 80 80 80 80DNSDNSDNSDNSTCP,UDP 53TCP,UDP 53TCP,UDP 53TCP,UDP 53TFTPTFTPTFTPTFTPUDPUDPUDPUDP 69 69 69 69Well-knownWell-known端口：端口：0-10230-1023注册端口：注册端口：1024-491511024-49151动态或私有端口：动态或私有端口：49152-6553549152-65535常见的端口号TCP协议TCP-传输控制协议TCP属于面向连接的协议TCP可以提供可靠的、有序的端到端之间的传输，并且进行流量控制源端口号源端口号(16比特比特)目的端口号目的端口号(16比特比特)顺序号顺序号(32比特比特)应答号应答号(32比特比特)窗口大小窗口大小(16比特比特)校验和校验和(16比特比特)其它其它TCP控制信息（如控制信息（如SYN,ACK等）等）数据数据20发送发送 SYN1(seq#=100)接收接收SYN发送发送SYN1,ACK1(seq#=300 ack#=101)建立连接，建立连接，ACK1(ack#=301)主机主机A主机主机B123接收接收SYN,ACKTCP三次握手过程102823SP.DP.102102Seq.302Ack.102823DP.101101Seq.301Ack.102823SP.DP.102102Seq.301Ack.102823SP.DP.103103Seq.302Ack.SP.HostAHostBTCP的工作过程SeqSeq序列号：标识该数据段在已发送数据流中的位置序列号：标识该数据段在已发送数据流中的位置AckAck应答：发送方通过返回一条消息来验证数据已被接收应答：发送方通过返回一条消息来验证数据已被接收Window size=3发送发送 2发送方发送方Window size=3发送发送 3ACK 3Window size=2第三个数据第三个数据段被丢弃段被丢弃Window size=2发送发送 4Window size=2发送发送 3ACK 5Window size=2接收方接收方Window size=3发送发送 1Window大小为发送方或接收大小为发送方或接收方的缓存大小。方的缓存大小。TCP窗口数的应用源端口号源端口号(16比特比特)目的端口号目的端口号(16比特比特)其它其它UDP控制信息控制信息数据数据校验和校验和(16比特比特)8字节字节UDPUDP应用在对延时比较敏感或应用在对延时比较敏感或应用在对延时比较敏感或应用在对延时比较敏感或不要求确认的数据传输时。不要求确认的数据传输时。不要求确认的数据传输时。不要求确认的数据传输时。UDP 段格式课程回顾OSI七层参考模型概述数据封装和拆封过程TCP/IP协议栈课程议题IP地址及其分类IP地址的子网划分网络位网络位主机位主机位10101100 00010000 01111010 11001100 172 16 122 2041286432168421IP 地址IP地址属于网络层地址，用于标识网络中的节点设备。IP地址由32bit构成，每8bit一组，共占用4个字节IP地址由两部分组成，网络位和主机位IP地址的分类A类类:B类类:C类类:D类类:多播组编号多播组编号 E类类:用于实验用于实验NetworkHostHostHostNetwork NetworkHostHostNetwork Network NetworkHost8 比特比特8 比特比特8 比特比特8 比特比特1A类类:0NNNNNNNHostHostHost8 916 1724 2532(1-126)1B类类:10NNNNNNNetworkHostHost8 916 1724 2532(128-191)1C类类:110NNNNNNetworkNetworkHost8 916 17242532(192-223)1D类类:1110MMMM多播组多播组多播组多播组多播组多播组8 916 17242532(224-239)IP地址的分类AA类类至至BB类类至至CC类类至至私有地址(RFC1918)子网掩码子网掩码用于区分一个IP地址的网络位和主机位将一个IP地址的网络位全置为1，主机位全置为0，这样一个新的地址就是该IP的子网掩码A类：255.0.0.0 /8B类：255.255.0.0 /16C类：255.255.255.0 /24VLSM和CIDRVLSM（可变长子网掩码）CIDR（无类域间路由）特殊的IP地址本地回环地址l IP地址的网络位不变,主机位全为0IP地址的网络位不变,主机位全为1IP地址的网络位全为0,主机位随意l IP地址的网络位和主机位全为0IP地址的 网络位和主机位全为1例题：1、求下列地址的网络编号和广播地址l172.16.10.255 /16l192.168.1.30 /282、请问下列地址是否可以分配给主机l172.16.10.255/193、请问下列地址中哪些地址分配给主机后可以直接通信（无需路由）。注意：网络编号和广播地址不能分配给主机使用。注意：网络编号和广播地址不能分配给主机使用。注意：网络编号和广播地址不能分配给主机使用。注意：网络编号和广播地址不能分配给主机使用。2 2 2 2N N N N-2-2-2-2公式公式公式公式:“N”N”代表主机位数代表主机位数主机位全主机位全“0”0”表示网络编号表示网络编号主机位全主机位全“1”1”表示该网络中的广播表示该网络中的广播IP网络中主机数的计算方法216-2=65534.B类网络可容纳的主机数量课程议题IP地址及其分类IP地址的子网划分网络地址规划已知 一个C类网络 将其划分为20个子网,每个子网5台主机1920主类网络主类网络主机主机子网数的计算=2n-216862550主类网络位主类网络位主机位主机位25525511111111111111111111111100000000255025525511111111111111111111111111111000VLSMVLSM子网掩码子网掩码子网掩码子网掩码IPIP地址地址地址地址在标准在标准在标准在标准C C类网基础上，通过借用主机位中的类网基础上，通过借用主机位中的类网基础上，通过借用主机位中的类网基础上，通过借用主机位中的5 5位，标识为网位，标识为网位，标识为网位，标识为网络位，可划分络位，可划分络位，可划分络位，可划分2 25 5=32=32个子网。其中个子网。其中个子网。其中个子网。其中0000000000和和和和1111111111不可用。不可用。不可用。不可用。真实可用子网数为真实可用子网数为真实可用子网数为真实可用子网数为3030。每个子网主机数为每个子网主机数为每个子网主机数为每个子网主机数为2 23 3-2=6-2=6子网划分锐捷路由器支持全0和全1的子网Router(config)#ip subnet-zero命令默认开启192.168.6.0 192.168.6.7 /29192.168.6.8 192.168.6.15 /29192.168.6.16192.168.6.23 /29192.168.6.24192.168.6.31 /29192.168.6.32192.168.6.39 /29 192.168.6.248192.168.6.255 /29子网划分实例例：已知一个B类网络，进行子网划分，要求每个子网最少要求有100台主机，请问最多可以划分多少个子网,子网掩码是多少？课程回顾IP地址及其分类IP地址的子网划分
