OSIRM模型与TCPIP协议体系.ppt

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1、第二章第二章OSI/RM模型与模型与TCP/IP协议体系协议体系 一一 .OSI/RM.OSI/RM模型模型1 1 1 1OSI/RMOSI/RMOSI/RMOSI/RM的形成的形成的形成的形成（1 1）异构网络互联的问题）异构网络互联的问题 众多的网络供应商提供了众多不同种类的网络，各种网络众多的网络供应商提供了众多不同种类的网络，各种网络的设备、协议等均不相同，造成各个网络之间无法互通。的设备、协议等均不相同，造成各个网络之间无法互通。（2 2）OSI/RMOSI/RM的推出的推出 从从6060年代诞生计算机网络以来，经过十几年的无序发年代诞生计算机网络以来，经过十几年的无序发展，于展，于

2、19821982年国际标准化组织推出年国际标准化组织推出OSIOSI参考模型，只要遵参考模型，只要遵循循 OSI OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。l l在市场化方面在市场化方面 OSI OSI 却失败了：却失败了：OSI OSI 的专家们在完成的专家们在完成 OSI OSI 标准时没有商业驱动力；标准时没有商业驱动力；OSI OSI 的协议实现起来过分复杂，的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；且运行效率很低；OSI OSI 标准的制定周期太长，因而

3、使得按标准的制定周期太长，因而使得按 OSI OSI 标准生产的设备无法及时进入市场；标准生产的设备无法及时进入市场；OSI OSI 的层次划分的层次划分并也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。并也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。l l法律上的国际标准法律上的国际标准 OSI OSI 并没有得到市场的认可。非国际并没有得到市场的认可。非国际标准标准 TCP/IP TCP/IP 现在获得了最广泛的应用。现在获得了最广泛的应用。TCP/IP TCP/IP 常被称常被称为事实上的国际标准。为事实上的国际标准。（1 1）网络分层的必要性：）网络分层的必要性：相互通信的两个计算机系统必须高度

4、协调工作才相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种行，而这种“协调协调”是相当复杂的。是相当复杂的。“分层分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。于研究和处理。划分层次的优点划分层次的优点l l各层之间是独立的。灵活性好。结构上可分割开。各层之间是独立的。灵活性好。结构上可分割开。易于实现和维护。能促进标准化工作易于实现和维护。能促进标准化工作l l若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。l l层数太多又会在描述和综

5、合各层功能的系统工程层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。任务时遇到较多的困难。2OSI/RM层次结构层次结构 2OSI/RM层次结构层次结构（2 2）OSI/RMOSI/RM的层次结构：其中下三层为通讯子网，上四层为资源子网。的层次结构：其中下三层为通讯子网，上四层为资源子网。3OSI/RM的数据封装拆封的数据封装拆封（1 1）数据封装过程）数据封装过程 （2 2）数据拆封装过程）数据拆封装过程 4OSI/RM各层的功能各层的功能4OSI/RM各层的功能各层的功能l l物理层：规定数据传输时的物理特性，物理层：规定数据传输时的物理特性，l l数据链路层：查看及向数据

6、上加入数据链路层：查看及向数据上加入MACMAC地址；流地址；流量控制；差错检测。量控制；差错检测。l l网络层：向数据上加入网络地址；根据目的网络网络层：向数据上加入网络地址；根据目的网络地址为数据选择网络路径。地址为数据选择网络路径。l l传输层：将数据分段重组保证数据传输无误性。传输层：将数据分段重组保证数据传输无误性。l l会话层：建立、保持、结束会话。会话层：建立、保持、结束会话。l l表示层：翻译。表示层：翻译。l l应用层：将用户请求交给相应应用程序应用层：将用户请求交给相应应用程序4OSI/RM各层的功能各层的功能5协议和协议的三要素协议和协议的三要素（1 1）协议的概念）协议

7、的概念 网络协议是控制计算机网络有序、正确传输数据的约定俗网络协议是控制计算机网络有序、正确传输数据的约定俗成。成。任何两个主机系统需要通信，他们必须要运行相同的网络任何两个主机系统需要通信，他们必须要运行相同的网络协议，这样才能正确理解对方所传输的数据。协议，这样才能正确理解对方所传输的数据。l l协议必须将各种不利的条件事先都估计到，而不能假定一切协议必须将各种不利的条件事先都估计到，而不能假定一切情况都是很理想和很顺利的。情况都是很理想和很顺利的。l l必须非常仔细地检查所设计协议能否应付所有的不利情况。必须非常仔细地检查所设计协议能否应付所有的不利情况。协议的理解：协议的理解：l l计

8、算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。l l这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题（同步含有时序的意思）。题（同步含有时序的意思）。l l为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即网络为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即网络协议协议(network protocol)(network protocol)，简称为协议。，简称为协议。（2）协议的三要素l l语法:数据与控制信息的结构或格式。l l语义:需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。l

9、l同步:事件实现顺序的详细说明。（3）协议的层次性 协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则（含语法、语义、同步）6OSI/RM对等层的协议通信对等层的协议通信l l实体实体(entity)(entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。程。l l协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。l l在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。上一层提供服务。l l要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。要实现本层协议，

10、还需要使用下层所提供的服务。l l本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。l l下面的协议对上面的服务用户是透明的。下面的协议对上面的服务用户是透明的。l l协议是协议是“水平的水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规，即协议是控制对等实体之间通信的规则（含语法、语义、同步）。则（含语法、语义、同步）。l l服务是服务是“垂直的垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。提供的。l l同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点点 SAP(

11、Service Access Point)SAP(Service Access Point)。6OSI/RM对等层的协议通信对等层的协议通信7面向连接服务与无连接服务面向连接服务与无连接服务 l l面向连接服务(connection-oriented)l l面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段。释放这三个阶段。l l无连接服务(connectionless)l l两个实体之间的通信不需要先建立好连接。两个实体之间的通信不需要先建立好连接。l l是一种不可靠的服务。这种服务常被描述为是一种不可靠的服务。这种服务常被描述为“尽最大努力交付尽

12、最大努力交付”(best effort delivery)(best effort delivery)或或“尽尽力而为力而为”。二二.TCP/IP协议体系协议体系1TCP/IP协议体系的层次结构协议体系的层次结构l lTCP/IP协议族的前身是实验性分组交换网APRANET（由美国国防部高级研究计划署DoD ARPA所资助）。l lTCP/IP协议族包含了大量由Internet体系结构委员会（Internet Architecture Board,IAB）作为Internet标准发布的协议。二二.TCP/IP协议体系协议体系二二.TCP/IP协议体系协议体系2 2TCP/IPTCP/IP协议体

13、系的协议分布协议体系的协议分布应用层：各种应用程序相关协议，如FTP、SMTP、HTTP、DNS、TELNET等。运输层：有TCP和UDP二个协议。TCP提供面向连接、有服务质量保证的可靠传输服务；UDP提供无连接、无服务质量保证的不可靠传输服务。网际层：主要有IP、ICMP、ARP、RARP等。网络接口层：（只是一个接口，主要取决于所接入的局域网）3TCP/IP协议体系的数据封装拆封协议体系的数据封装拆封数据封装的名称和地址信息HostAHostA如何知道发给如何知道发给routerJrouterJ呢？这就是我们网关的概念了。呢？这就是我们网关的概念了。4IP协议简介协议简介l l一个 IP

14、 数据报由首部和数据两部分组成。l l首部的前一部分是固定长度，共 20 字节，是所有 IP 数据报必须具有的。l l在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。l lIP协议为面向无连接，不可靠的协议，只能做到尽量交付。l l版本版本占占 4 bit4 bit，指，指IPIP协议的版本，目前的协议的版本，目前的 IP IP 协议版本号为协议版本号为 4(4(即即 IPv4)IPv4)l l首部长度首部长度占占 4 bit4 bit，可表示的最大数值是，可表示的最大数值是 15 15 个单位个单位(一个单位一个单位为为 4 4 字节字节)，因此，因此 IP IP 的首部长度的最大值是

15、的首部长度的最大值是6060字节。字节。l l服务类型服务类型占占 8 bit8 bit，用来获得更好的服务，这个字段以前一直，用来获得更好的服务，这个字段以前一直没有被人们使用没有被人们使用 l l总长度总长度占占 16 bit16 bit，指首部和数据之和的长度，单位为字节，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为因此数据报的最大长度为 65535 65535 字节。总长度必须不超过最大字节。总长度必须不超过最大传送单元传送单元 MTUMTU。l l标识标识(identification)(identification)占占 16 bit16 bit，它是一个计数器，用来

16、产生数据，它是一个计数器，用来产生数据报的标识。报的标识。l l片偏移片偏移(12 bit)(12 bit)指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。片偏移以位置。片偏移以 8 8 个字节为偏移单位。个字节为偏移单位。l l生存时间生存时间(8 bit)(8 bit)记为记为 TTL(Time To Live)TTL(Time To Live)数据报在网络中的寿命，数据报在网络中的寿命，其单位为秒。其单位为秒。l l协议协议(8 bit)(8 bit)字段指出此数据报携带的数据使用何种协议以便目的字段指出此数据报携带的数据使用何种协议以便目的

17、主机的主机的 IP IP 层将数据部分上交给哪个处理过程层将数据部分上交给哪个处理过程l l首部检验和首部检验和(16 bit)(16 bit)只检验数据报的首部，不包括数据部分。这里只检验数据报的首部，不包括数据部分。这里不采用不采用 CRC CRC 检验码而采用简单的计算方法。检验码而采用简单的计算方法。l l源地址和目的地址都各占源地址和目的地址都各占 4 4 字节字节5IP地址与子网掩码地址与子网掩码IPIP地址唯一的标识网络上计算机，地址唯一的标识网络上计算机，IPIP地址就是由地址就是由0 0和和1 1组成的组成的3232位字符串。位字符串。l l我们把整个因特网看成为一个单一的、

18、抽象的网络。我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IP IP 地地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是惟一的个在全世界范围是惟一的 32 bit 32 bit 的标识符。的标识符。l lIP IP 地址现在由因特网名字与号码指派公司地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配进行

19、分配 IP IP 地址的编址方法地址的编址方法 l l分类的分类的 IP IP 地址。这是最基本的编址方法，在地址。这是最基本的编址方法，在 1981 1981 年就通年就通过了相应的标准协议。过了相应的标准协议。l l子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准RFC 950RFC 950在在 1985 1985 年通过。年通过。l l构成超网。这是比较新的无分类编址方法。构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993 1993 年提出年提出后很快就得到推广应用。后很快就得到推广应用。（1）IP地址的分类地址的分类 每一类地址都由两个固定长

20、度的字段组成，其中一个字段是网络号每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-idnet-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号是主机号 host-idhost-id，它标志该主机（或路由器）。，它标志该主机（或路由器）。地址分配（Address Allocating）l l分配A类IP：国际网络信息中心NICl l分配B类IP：InterNIC、APNIC、ENICl l分配C类IP：国家或地区的NICIP IP 地址的一些重要特点地址的一些重要特点 *IP IP 地址是一种分等级的地址

21、结构。分两个等级的好处是：地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是：l l第一，第一，IP IP 地址管理机构在分配地址管理机构在分配 IP IP 地址时只分配网络号，而剩下的主地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP IP 地址的管地址的管理。理。l l第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路

22、由表所占的存储空间。小了路由表所占的存储空间。*实际上实际上 IP IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。l l当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的应的 IP IP 地址，其网络号地址，其网络号 net-id net-id 必须是不同的。这种主机称为多接口必须是不同的。这种主机称为多接口主机主机(multihomed host)(multihomed host)。l l由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将由于一个路由器至少应当连接

23、到两个网络（这样它才能将 IP IP 数据报数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的同的 IP IP 地址。地址。*用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号网都具有同样的网络号 net-idnet-id。*所有分配到网络号所有分配到网络号 net-id net-id 的网络，不管是范围很小的局域网，还是可能的网络，不管是范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。覆盖很大地理范围的广

24、域网，都是平等的。（2）特殊的）特殊的IP地址地址l l网络号不能为127,127.0.0.1代表loopback地址l l主机号不能全为0或255，全0代表网络，全1代表网络中所有的设备。l l0.0.0.0（3 3）子网掩码）子网掩码）子网掩码）子网掩码IPv4IPv4规定了规定了A A类、类、B B类、类、C C类的标准子网掩码：类的标准子网掩码：A A类：类：255.0.0.0 B255.0.0.0 B类：类：255.255.0.0 C255.255.0.0 C类：类：255.255.255.0 255.255.255.0（4）子网划分）子网划分（5）VLSMl lRFC 1878RF

25、C 1878中定义了可变长子网掩码（中定义了可变长子网掩码（Variable Length Subnet MaskVariable Length Subnet Mask，VLSMVLSM）。）。l lVLSMVLSM规定了如何在一个进行了子网划分的网络中的不同部分使用不同的子网规定了如何在一个进行了子网划分的网络中的不同部分使用不同的子网掩码。掩码。（6）CIDR划分子网在一定程度上缓解了因特网在发展中遇到的困难。划分子网在一定程度上缓解了因特网在发展中遇到的困难。然而在然而在 1992 1992 年因特网仍然面临三个必须尽早解决的问题，年因特网仍然面临三个必须尽早解决的问题，这就是：这就是：

26、l lB B 类地址在类地址在 1992 1992 年已分配了近一半，眼看就要在年已分配了近一半，眼看就要在 1994 1994 年年 3 3 月全部分配完毕！月全部分配完毕！l lCIDR CIDR 消除了传统的消除了传统的 A A 类、类、B B 类和类和 C C 类地址以及划分子网类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 IPv4 的地址空间。的地址空间。l lCIDRCIDR使用各种长度的使用各种长度的“网络前缀网络前缀”(network-prefix)(network-prefix)来代来代替分类地址中的网络号和子网号。替分类地址中的网

27、络号和子网号。l lIP IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。l l因特网主干网上的路由表中的项目数急剧增长（从几千个因特网主干网上的路由表中的项目数急剧增长（从几千个增长到几万个）。增长到几万个）。l l整个整个 IPv4 IPv4 的地址空间最终将全部耗尽。的地址空间最终将全部耗尽。l l无类域间路由（无类域间路由（Classless Inter-Domain RoutingClassless Inter-Domain Routing，CIDRCIDR）在）在RFC 1517RFC 1517RFC 1520RFC 1520中

28、都有描述中都有描述 （7）IPV6在在IPv6IPv6中，中，IPIP地址由十六个八位域，共地址由十六个八位域，共128128位二进制位二进制数组成，用点号每八位一分割数组成，用点号每八位一分割l l从计算机本身发展以及从因特网规模和网络传输从计算机本身发展以及从因特网规模和网络传输速率来看，现在速率来看，现在 IPv4 IPv4 已很不适用。已很不适用。l l最主要的问题就是最主要的问题就是 32 bit 32 bit 的的 IP IP 地址不够用。地址不够用。l l要解决要解决 IP IP 地址耗尽的问题的措施：地址耗尽的问题的措施：l l采用无类别编址采用无类别编址 CIDRCIDR，使

29、，使 IP IP 地址的分配更加合理。地址的分配更加合理。l l采用网络地址转换采用网络地址转换 NATNAT方法以节省全球方法以节省全球 IP IP 地址。地址。l l采用具有更大地址空间的新版本的采用具有更大地址空间的新版本的 IP IP 协议协议 IPv6IPv6。6TCP协议简介协议简介l l两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作运输协议数据单元两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作运输协议数据单元 TPDU(Transport Protocol Data Unit)TPDU(Transport Protocol Data Unit)。l lTCP TCP 传送的数据单位协议是

30、传送的数据单位协议是 TCP TCP 报文段报文段(segment)(segment)l l UDP UDP 传送的数据单位协议是传送的数据单位协议是 UDP UDP 报文或用户数据报。报文或用户数据报。l lTCP TCP 协议是面向字节的。协议是面向字节的。TCP TCP 将所要传送的报文看成是字节组成的数据将所要传送的报文看成是字节组成的数据流，并使每一个字节对应于一个序号。流，并使每一个字节对应于一个序号。l l在连接建立时，双方要商定初始序号。在连接建立时，双方要商定初始序号。TCP TCP 每次发送的报文段的首部中每次发送的报文段的首部中的序号字段数值表示该报文段中的数据部分的第一

31、个字节的序号。的序号字段数值表示该报文段中的数据部分的第一个字节的序号。l l TCP TCP 的确认是对接收到的数据的最高序号表示确认。接收端返回的确认的确认是对接收到的数据的最高序号表示确认。接收端返回的确认号是已收到的数据的最高序号加号是已收到的数据的最高序号加 1 1。因此确认号表示接收端期望下次收。因此确认号表示接收端期望下次收到的数据中的第一个数据字节的序号。到的数据中的第一个数据字节的序号。l lTCP TCP 采用大小可变的滑动窗口进行流量控制。窗口大小的单位是字节。采用大小可变的滑动窗口进行流量控制。窗口大小的单位是字节。l l在在 TCP TCP 报文段首部的窗口字段写入的

32、数值就是当前给对方设置的发送窗报文段首部的窗口字段写入的数值就是当前给对方设置的发送窗口数值的上限。口数值的上限。l l发送窗口在连接建立时由双方商定。但在通信的过程中，接收端可根据发送窗口在连接建立时由双方商定。但在通信的过程中，接收端可根据自己的资源情况，随时动态地调整对方的发送窗口上限值自己的资源情况，随时动态地调整对方的发送窗口上限值(可增大或减小可增大或减小)。l l发送端的主机在确定发送报文段的速率时，既要根据接收端的接收能力，发送端的主机在确定发送报文段的速率时，既要根据接收端的接收能力，又要从全局考虑不要使网络发生拥塞。又要从全局考虑不要使网络发生拥塞。l lTCP TCP 每

33、发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。只要计时器每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器。只要计时器设置的重传时间到但还没有收到确认，就要重传这一报文段。设置的重传时间到但还没有收到确认，就要重传这一报文段。（1）TCP报头结构l l源端口和目的端口字段源端口和目的端口字段各占各占 2 2 字节。端口是运输层与应用层的服务接口。运输层的复用和分字节。端口是运输层与应用层的服务接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。用功能都要通过端口才能实现。l l序号字段序号字段占占 4 4 字节。字节。TCP TCP 连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个序号。序号字段的连接中传

34、送的数据流中的每一个字节都编上一个序号。序号字段的值则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。值则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。l l确认号字段确认号字段占占 4 4 字节，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。字节，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。l l数据偏移数据偏移占占 4 bit4 bit，它指出，它指出 TCP TCP 报文段的数据起始处距离报文段的数据起始处距离 TCP TCP 报文段的起始处有多远。报文段的起始处有多远。“数据偏移数据偏移”的单位不是字节而是的单位不是字节而是 32 bit 32 bit 字（字（4 4

35、字节为计算单位）。字节为计算单位）。l l保留字段保留字段占占 6 bit6 bit，保留为今后使用，但目前应置为，保留为今后使用，但目前应置为 0 0。l l紧急比特紧急比特 URG URG 当当 URG URG 1 1 时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送据，应尽快传送(相当于高优先级的数据相当于高优先级的数据)。l l确认比特确认比特 ACK ACK 只有当只有当 ACK ACK 1 1 时确认号字段才有效。当时确认号字段才有效。当 ACK ACK 0 0 时，确认号无效。时，确认号无效。l l推送比特

36、推送比特 PSH(PuSH)PSH(PuSH)接收接收 TCP TCP 收到推送比特置收到推送比特置 1 1 的报文段，就尽快地交付给接收应用进的报文段，就尽快地交付给接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。l l复位比特复位比特 RST(ReSeT)RST(ReSeT)当当 RST RST 1 1 时，表明时，表明 TCP TCP 连接中出现严重差错（如由于主机崩溃连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立运输连接。或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立运输连接。l l同步比特同步比特 SYN S

37、YN 同步比特同步比特 SYN SYN 置为置为 1 1，就表示这是一个连接请求或连接接受报文。，就表示这是一个连接请求或连接接受报文。l l终止比特终止比特 FIN(FINal)FIN(FINal)用来释放一个连接。当用来释放一个连接。当FIN FIN 1 1 时，表明此报文段的发送端的数据已发时，表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。送完毕，并要求释放运输连接。l l窗口字段窗口字段 占占 2 2 字节。窗口字段用来控制对方发送的数据量，单位为字节。字节。窗口字段用来控制对方发送的数据量，单位为字节。TCP TCP 连接的一端连接的一端根据设置的缓存空间大小确定自己的接

38、收窗口大小，然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限。根据设置的缓存空间大小确定自己的接收窗口大小，然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限。l l检验和检验和 占占 2 2 字节。检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分。在计算检验和时，要字节。检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分。在计算检验和时，要在在 TCP TCP 报文段的前面加上报文段的前面加上 12 12 字节的伪首部。字节的伪首部。l l紧急指针字段紧急指针字段 占占 16 bit16 bit。紧急指针指出在本报文段中的紧急数据的最后一个字节的序号。紧急指针指出在本报文段中的紧急数据的最后一个字节的序号。（1）TCP报头结构

39、（2 2）TCPTCP连接的三次握手与释放的四次挥手连接的三次握手与释放的四次挥手7UDP协议简介l lUDP UDP 只在只在 IP IP 的数据报服务之上增加了很少一点的数据报服务之上增加了很少一点的功能，即端口的功能和差错检测的功能。的功能，即端口的功能和差错检测的功能。l l虽然虽然 UDP UDP 用户数据报只能提供不可靠的交付，但用户数据报只能提供不可靠的交付，但 UDP UDP 在某些方面有其特殊的优点。在某些方面有其特殊的优点。l l发送数据之前不需要建立连接发送数据之前不需要建立连接l lUDP UDP 的主机不需要维持复杂的连接状态表。的主机不需要维持复杂的连接状态表。l

40、lUDP UDP 用户数据报只有用户数据报只有8 8个字节的首部开销。个字节的首部开销。l l网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。这对网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。这对某些实时应用是很重要的。某些实时应用是很重要的。（1 1）UDPUDP报头结构报头结构（2）UDP面向无连接不可靠的特点8ARP协议网际协议网际协议 IP IP 是是 TCP/IP TCP/IP 体系中两个最主要的协议之体系中两个最主要的协议之一一 。与。与 IP IP 协议配套使用的还有四个协议：协议配套使用的还有四个协议：l l地址解析协议地址解析协议 ARP (Address Resolution ARP

41、 (Address Resolution Protocol)Protocol)l l逆地址解析协议逆地址解析协议 RARP (Reverse Address RARP (Reverse Address Resolution Protocol)Resolution Protocol)l l因特网控制报文协议因特网控制报文协议 ICMP (Internet Control ICMP (Internet Control Message Protocol)Message Protocol)l l因特网组管理协议因特网组管理协议 IGMP (Internet Group IGMP (Internet G

42、roup Management Protocol)Management Protocol)IP 地址与硬件地址：网络层及以上 使用 IP 地址，链路层及以下使用硬件地址（1）ARP工作过程l l不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。l l每一个主机都设有一个每一个主机都设有一个 ARP ARP 高速缓存高速缓存(ARP(ARP cache)cache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的器的 IP IP 地址到硬件地址的映

43、射表。地址到硬件地址的映射表。l l当主机当主机 A A 欲向本局域网上的某个主机欲向本局域网上的某个主机 B B 发送发送 IP IP 数据报时，就先在其数据报时，就先在其 ARP ARP 高速缓存中查看有无主高速缓存中查看有无主机机 B B 的的 IP IP 地址。如有，就可查出其对应的硬件地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入地址，再将此硬件地址写入 MAC MAC 帧，然后通过帧，然后通过局域网将该局域网将该 MAC MAC 帧发往此硬件地址。帧发往此硬件地址。为什么我们不直接使用硬件地址进行通信？l l由于全世界存在着各式各样的网络，它们使用不同的硬件地址。要使这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作，因此几乎是不可能的事。（2）ARP报文格式WindowsWindows环境下，命令环境下，命令arp aarp a的输出的输出作业题2-12-22-6