一、TCPIP原理和子网规划

1、TCP/IP原理和子网规划原理和子网规划n 描述描述TCP/IP协议与协议与OSI参考模型参考模型n 描述描述TCP/IP协议栈各层次功能和原理协议栈各层次功能和原理n 了解了解IPv4的不足和的不足和IPv6的基本特点的基本特点n 描述描述IP地址分类和应用地址分类和应用n 进行子网地址划分进行子网地址划分课程目标课程目标学习完本课程，您应该能够：学习完本课程，您应该能够：n TCP/IP协议协议n IP的未来的未来n 子网规划子网规划目录目录TCP/IP协议和协议和OSI参考模型参考模型l TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清参考模型有清晰

2、的对应关系。晰的对应关系。TCP/IP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1234567应应用用层层传输层传输层互联网层互联网层网络接口层网络接口层OSI参考模型参考模型TCP/IPTCP/IP协议栈协议栈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物理层物理层提供应用程序网络接口提供应用程序网络接口常见协议：常见协议：HTTP、FTP、SMTP、DNS、TFTP建立端到端连接建立端到端连接常见协议：常见协议：TCP、UDP寻址和路由选择寻址和路由选择常见协议：常见协议：IP（ICMP、ARP/RARP）物理介质访问物理介质访

3、问常见协议：常见协议：Ethernet、PPP、HDLC、Frame Relay、X.25定义接口与线缆定义接口与线缆二进制数据流传输二进制数据流传输TCP/IP协议数据封装协议数据封装TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69 TCP/UDP 6/17 IP PACKETS FRAMES BITS应用层协议应用层协议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物理层物理层l文件传输文件传输FTP、TFTPl邮件服务邮件服务SMTP、POP3l网络管理网络管理SNMPl远程登录远程登录Telnetl网络服务网络服务HTTP、DNS、WINS传输层协议传输层协议应用层应

4、用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lTCP（Transmission Control Protocol）lUDP（User Datagram Protocol）TCP/UDP报文格式报文格式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UDP报文格式报文格式TCP报文格式报文格式16位UDP长度端口号端口号l 传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序。传输层协议用端口号来

5、标识和区分各种上层应用程序。l 套接字（套接字（Socket）IP端口号端口号HTTPFTPTelnet SMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP 数 据 包套 接 字8020/2123255369161如何使用如何使用TCP端口号端口号服务器IP：主机Telnet ，目的端口23102823源端口 目的端口IP地址TCP三次握手建立连接三次握手建立连接服务器主机SYN (seq=a)SYN (seq=b，acka+1)SYN (seq=a+1，ackb+1)发送SYN接收SYN，发送SYN，ACK发送SYN，建立会话滑动窗口滑动窗口需要修

6、改窗口大小发送数据太快了！len 1024win4096len 1024win4096len 1024win4096ack 4097win2048len 1024win4096len 1024win4096ack 6145win2048len 1024win4096len 1024win4096len 1024win4096网络层协议网络层协议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物理层物理层lInternet Protocol (IP)lInternet Control Message Protocol (ICMP)lAddress Resolution Protocol

7、(ARP)lReverse Address Resolution Protocol (RARP)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ARP（地址解析协议）（地址解析协议）需要的MAC地址？IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-11IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-12ARP RequestARP Reply 对应的MAC：00-E0-FC-00-00-12RARP（反向地址解析协议）（反

8、向地址解析协议）我的IP地址是什么？无盘工作站RARP ServerRARP RequestRARP Reply你的IP地址是ICMP协议协议B可达吗？ICMP Echo RequestICMP Echo Reply我在ABn TCP/IP协议协议n IP的未来的未来n 子网规划子网规划目录目录n IPv4取得了极大的成功取得了极大的成功n Internet的快速发展同的快速发展同IPv4地址的短缺矛盾越来越突地址的短缺矛盾越来越突出出n 新技术的应用对新技术的应用对IP提出了更多的要求提出了更多的要求IPv6引入引入IPv4越来越力不从心啦越来越力不从心啦IP为什么要升级为什

9、么要升级l 以IPv4为核心技术的Internet获得巨大成功l 但IPv4地址资源紧张直接限制了IP技术应用的进一步发展，到1996年已将80%的A类网络地址，50%的B类地址，10%的C类地址全部分配了，有专家估计到2010年IPv4地址将全部用完l 移动和宽带技术的发展要求更多的IP地址l CIDR，VLSM，NAT，混合地址等技术只能暂时缓解IPv4地址紧张，但无法根本解决地址问题l IP地址短缺问题直接加速了IPv4升级的需求电话号码要升位啦！电话号码要升位啦！IPv6主要特点主要特点l 最本质的改进最本质的改进几乎无限的地址空间几乎无限的地址空间地址长度由32位增加到128位l 其

10、他（锦上添花）：其他（锦上添花）：简单简化固定的基本报头，提高处理效率可扩展引入灵活的扩展报头，协议易扩展即插即用地址配置简化，自动配置安全网络层的IPSec认证与加密，端到端安全QoS新增流标记域移动Mobile IPv6IPv6的发展历程的发展历程l 1992年 IETF成立了IPng工作组l 1994年 IPng工作组提出下一代IP网络协议（IPv6）的推荐版本l 1995年 IPng工作组完成IPv6的协议文本l 1996年 IETF发起成立全球IPv6实验床 - 6BONEl 1998年 启动面向实用的IPv6教育科研网 - 6RENl 1999年 完成IETF要求的协议审定和测试l

11、 1999年 成立了IPv6论坛，开始正式分配IPv6地址，IPv6的协议文本成为标准草案l 2001年 多数主机操作系统支持IPv6，Windows XP，Linux，Solarisl 2003年 各主流厂家基本已推出IPv6网络产品l 2003年 中国启动国家下一代网络示范工程 - CNGI浅尝浅尝IPv6地址地址l IPv6地址与地址与IPv4地址表示方法有所不同地址表示方法有所不同用十六进制表示，如：FE08:.4位一组，中间用“:”隔开，如：2001:12FC:.若以零开头可以省略，全零的组可用“:”表示，如：1:2:ABCD:.地址前缀长度用“/xx”来表示，如：1:1/64l 以

12、下是同一个地址不同表示法的例子：以下是同一个地址不同表示法的例子：0001:0123:0000:0000:0000:ABCD:0000:0001/961:123:0:0:0:ABCD:0:1/961:123:ABCD:0:1/96n TCP/IP协议协议n IP的未来的未来n 子网规划子网规划目录目录IP地址介绍地址介绍l IP地址唯一标识一台网络设备地址唯一标识一台网络设备l IP地址以点分十进制的方式进行表示地址以点分十进制的方式进行表示l IP地址通常分为网络位和主机位两部分地址通常分为网络位和主机位两部分144IP地址格式地址格式255

13、2552552551111111111111111111111111111111119216810012211000000 10101000 01100100 01111010点分十进制二进制32bit27 26 25 24 23 22 21 20128 64 32 16 8 4 2 1IP地址举例IP地址分类地址分类（保留）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通常用于指定默认路由无子网编址无子网编址l无子网编址是指使用自然掩码，不对

14、网段进行细分。无子网编址是指使用自然掩码，不对网段进行细分。比如比如B类网段类网段，采用，采用作为掩码。作为掩码。以太网0带子网编址带子网编址lB类网段类网段以太网以太网, , 子网规划子网规划486484255.

15、255.255.24824848748548348B类子网规划实例类子网规划实例子网地址子网地址主机地址主机地址54广播地址广播地址55IP主机地址主机地址 20子网掩码子网掩码C类子网规划实例类子网规划实例子网地址子网地址20主机地址主机地址21-26广播地址广播地址27IP主机地址主机地址21子网掩码子网掩码48变长子网掩码（变长子网掩码（VLSM）2/274/276/2728/2760/3064/3068/3072/30通告192.1