《数据通信协议介绍》PPT课件.ppt

DA010002 TCP/IP之网络层协 议介绍 ISSUE 1.0 Page 2 网络层位于TCP/IP协议栈数据链路层和 传输层中间，为了保证数据包的成功转 发，定义了一些协议. Page 3 参考资料 TCP/IP协议详解卷一：协 议 用TCP/IP进行网际互联 第一卷 Page 4 学习完此课程，您将会： 阐述IP协议 复述IP地址分类和进行子网 地址划分 了解ARP协议 了解RARP协议 了解ICMP协议 Page 5 第第1 1章章 IPIP协议协议 第2章 ARP/ RARP协议 第3章 ICMP协议 Page 6 第第1 1章章 IPIP协议协议 第1节 IP报文结构 第2节 IP路由功能 第3节 IP地址介绍 第4节 IP子网划分 Page 7 网络层协议概述 IP ARP RARP ICMP HTTP、Telnet、FTP TFTP、Ping、etc TCP/UDP IP Ethernet、802.3、PPP 接口和线缆 Page 8 IP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 0 15 16 31 20字节 Page 9 IP分片（一） 分片原则：IP把数据长度与MTU进行比较 ，前者大于后者则需要进行分片 分片可以发生在发送端主机上，也可以发 送在中间路由器上 把一份IP数据包分片后，只有到达目的地 才能重组 IP首部用于分片的字段有： 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 Page 10 IP分片（二） 即使丢失一片数据也要重传整个数 据报 任何传输层首部只出现在第一片数 据中 UDP分片举例 Page 11 IP分片（三） 举例：分别以数据长度为1471, 1472, 1473和1474字节运行sock程序 Page 12 第第1 1章章 IPIP协议协议 第1节 IP报文结构 第2节 IP路由功能 第3节 IP地址介绍 第4节 IP子网划分 Page 13 IP路由功能 查找路由表，确定下一跳 Page 14 第第1 1章章 IPIP协议协议 第1节 IP报文结构 第2节 IP路由功能 第3节 IP地址介绍 第4节 IP子网划分 Page 15 IP地址 IP地址唯一标示一台网络设备，由32个二进 制位组成 IP地址分为两部分 网络地址部分 主机地址部分 IP地址采用点分十进制格式显示 Page 16 二进制与十进制的转化 11111111 1286432168421 十进制总合为255 8bit Page 17 二进制与十进制的转化示例 2726252423222120 1286432168421 11101001 1*1281*641*320*161*80*40*21*1 64320 233 010128 + 8 例子： Page 18 IP地址的进制转化 IP地址：1 字节（8位） 字节（8位） 字节（8位 ） 字节（8位） 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 等于 192 168 1 11 Page 19 IP地址分类 55 55 55 55 55 Page 20 私有IP地址 私有IP地址 55 55 55 Page 21 特殊IP地址 网络部分 主机部分地址类型用 途 127 any 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 厂家Quidway路由器 用于指定默认路由 Page 22 第第1 1章章 IPIP协议协议 第1节 IP报文结构 第2节 IP路由功能 第3节 IP地址介绍 第4节 IP子网划分 Page 23 子网掩码介绍 使用子网掩码（subnet masking）区分网络 部分和主机部分 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 例如： B类网络的子网掩码为 Page 24 网络地址与子网掩码 IP地址： 子网掩码： 网络地址： 192.168.1 255.255.255 192.168.1 100 0 0 Page 25 子网掩码的表示方法 255 . 255 . 255 . 240 11111111 11111111 11111111 11110000 192 . 168 . 1 . 7 11000000 10101000 00000001 00000111 8 + 8 + 8+ 4 = 28 192 . 168 . 1 . 7 / 28 IP地址 子网掩码 子网掩码比特数 子网掩码表示 Page 26 网络地址的计算 /28 11000000 10101000 00000001 00000000 IP地址为: /28 192 . 168 . 1 . 7 11000000 10101000 00000001 00000111 255 . 255 . 255 . 240 11111111 11111111 11111111 11110000 IP地址 子网掩码 网络地址 (二进制) 网络地址 Page 27 主机数的计算 主机数为： 2n 可用主机数为 : 2n - 2 子网掩码 N 网络位主机位 1111111111111100000000000000 Page 28 主机数计算举例 IP地址为：00/28 /28=40 该子网掩码二进制表示为： 11111111，11111111，11111111，11110000 28bits 网络位 4bits 主机位 主机总数为： 24 可用主机数为: 24 -2 Page 29 子网数计算举例 IP地址为：00/28 /28=40 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： 28-4 Page 30 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 ，采用作为掩 码。 /16/16 /16 Page 31 带子网编址 B类网段 ， ， Page 32 子网规划举例 例子：某公司分配到C类地址 。假设需要20个子网， 每个子网有5台主机，我们该如何划 分？ 子网地址可用的主机地址 /29 /294 6/2952 32/293138 40/293946 48/294754 Page 33 B类子网规划实例 子网地址 主机地址54 广播地址55 IP主机地址20 子网掩码 Page 34 C类子网规划实例 子网地址20 主机地址21-26 广播地址27 IP主机地址21 子网掩码48 Page 35 变长子网掩码（VLSM） 2/27 4/27 6/27 28/27 60/30 64/30 68/30 72/30 ISP 通告 Page 36 无类域间路由（CIDR） CIDR (Classless Inter Domain Routing) 减少了路由表的规模，增了网络的 可扩展性。 Internet ISP 通告路由 /16 Page 37 第1章 IP协议 第第2 2章章 ARP/ RARPARP/ RARP协议协议 第3章 ICMP协议 Page 38 ARP/RARP ARP-地址解析协议(Address Resolution Protocol) RARP-逆地址解析协议(Reverse Address Resolution Protocol) Page 39 ARP作用 需要的 MAC地址？ IP:/24 MAC:00-E0-FC-00-00-11 IP:/24 MAC:00-E0-FC-00-00-12 ARP Request? ARP Reply 对应的MAC：00- E0-FC-00-00-12 Page 40 ARP报文格式（以太网） 用于以太网的ARP请求或应答分组格式 ARP请求除目的端硬件地址外的所有其他的字段都有填充值 Page 41 Proxy ARP 如果ARP请求 是从一个网 络的主机发 往另一个网 络上的主机 ，那么连接 这两个网络 的路由器就 可以回答该 请求，这个 过程称作委 托ARP或ARP 代理(Proxy ARP)。 Page 42 免费ARP 免费ARP：gratuitous ARP 免费ARP的作用： 相同IP地址检查：发送ARP查找自己的IP地址 更新ARP Cache中的硬件地址 Page 43 RARP 我的IP地址 是什么？ 无盘工作站 RARP Server RARP Request? RARP Reply 你的IP地址是 Page 44 RARP的问题 RARP请求是在硬件层上进行广播的 不能经过路由器进行转发 RARP服务器的实现与系统相关 并不是所有的TCP/IP实现都提供RARP服务器 Page 45 第1章 IP协议 第2章 ARP/ RARP协议 第第3 3章章 ICMPICMP协议协议 Page 46 ICMP协议 ICMP (Internet Control Message Protocol)： 一种主机与路由器传达控制与差错信息的 协议。 它传递差错、控制、查询报文等信息。 ICMP报文通常被IP层或更高层协议（TCP或 UDP）使用。 20字节 Page 47 ICMP报文格式 类型字段可以有15个不同的值，以描述特 定类型的ICMP报文 ICMP报文 Page 48 ICMP报文类型 差错报文 信宿不可达 超时 参数出错 控制报文 拥塞控制与源抑制 路径控制与重定向报文 请求/应答报文对 回显请求/应