7TCPIP原理与IP子网规划课件

网络基础之TCP/IP原理

与IP子网规划V1.0数据用服部网络基础之TCP/IP原理

与IP子网规划V1.01学习目标掌握TCP/IP体系结构与相关原理了解TCP/IP与OSI的异同熟悉IPv4地址计算方法熟悉IP子网规划学习目标掌握TCP/IP体系结构与相关原理学习内容第一章TCP/IP原理第二章IPv4编址方法学习内容第一章TCP/IP原理学习内容第一章TCP/IP原理第一节TCP/IP概述第二节应用层第三节传输层第四节网络层学习内容第一章TCP/IP原理最早使用的协议栈全球事实上的通讯标准TCP/IP概述HostInternetTCP/IPHost最早使用的协议栈TCP/IP概述HostInternetTC5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网络接口层TCP/IP与OSI模型比较TCP/IP协议栈与OSI参考模型有清晰的对应关系，覆盖了OSI参考模型的所有层次OSITCP/IP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6应用层会话层表示层传输层TCPUDP网络层ICMPRARPARPIGMPIP数据链路层物理层网络接口层由底层网络定义的协议SMTPFTPTELNETDNSSNMPNFS提供应用程序间接口建立端到端连接提供编址和路由功能物理介质访问二进制数据流传输TCP/IP协议栈TFTP应用层会话层表示层传输层TCPUDP网络层ICMPRARPA7TCP/IP数据流封装过程：网络接口层IP层TCP层应用层用户数据TCP段网络接口层IP层TCP层应用层IP包用户数据TCP段实际物理网络的帧IP包实际传输数据封装和解封装过程PDUdatasegmentpacketframe实际物理网络的帧bitsTCP/IP数据流解封装过程：TCP/IP数据流封装过程：网络IP层TCP层应用层用户数据8学习内容第一章TCP/IP原理第一节TCP/IP概述

第二节应用层第三节传输层第四节网络层学习内容第一章TCP/IP原理应用层传输层网络层网络接口层文件传输 -TFTP -FTP -NFSE-Mail -SMTP远程登录 -Telnet -rlogin网络管理 -SNMP域名服务 -DNS应用层应用层传输层网络层网络接口层文件传输应用层10学习内容第一章TCP/IP原理第一节TCP/IP概述第二节应用层

第三节传输层第四节网络层学习内容第一章TCP/IP原理TransmissionControlProtocol(TCP)UserDatagramProtocol(UDP)应用层传输层网络层网络接口层传输层TransmissionControl应用层传输层网络层网12分割上层应用程序建立主机应用程序间端到端的连接将数据段从一台主机传到另一台主机保证数据传送的可靠性传输层的功能分割上层应用程序传输层的功能13端口号TCPFTP传输层TELNETDNSSNMPTFTPSMTPUDP应用层2123255369161服务器一般都是通过知名端口号来识别应用程序的,范围为1－1023客户端口号，又称临时端口号，范围一般为1024－5000，大于5000端口号为其他服务器预留UDP和TCP的端口号是独立的，但倾向于对两者都能提供的服务功能指定相同的端口号。如：在UDP和TCP中，53号端口保留用于提供域名服务器功能端口号HTTP80DOMAIN53ECHO7端口号TCPFTP传输层TELNETDNSSNMPTFTPS14TCP传输控制协议源端口(16)目的端口(16)序列号(32)首部长度(4)确认号(32)保留(6)代码(6)窗口大小(16)TCP校验和(16)紧急指针(16)TCP选项数据01631TCP传输控制协议源端口(16)目的端口(16)序列号15源端口目的端口HostADest.port=23.

将数据包送到我的TELNET端口102823SPDPHostZTelnetZTCP端口号源端口目的端口HostADest.port=23.

16多个连接时端口号的使用源端口目的端口HostA102823SPDPHostZTelnetZTelnetZ102923多个连接时端口号的使用源端口目的端口HostA10282317102823SourceDest.11Seq.2Ack.102823SourceDest.10Seq.1Ack.102823SourceDest.11Seq.1Ack.102823SourceDest.12Seq.2Ack.Ijustgot#11,nowIneed#12.Ijustsent#11.TCP序号和确认号综述源端口目的端口序号#确认序号#internet102823SourceDest.11Seq.2Ack.1018SendSYN(seq=100ctl=SYN)SYNreceivedSendSYN,ACK(seq=300ack=101ctl=syn,ack)Established(seq=101ack=301ctl=ack)HostAHostB123SYNreceivedTCP三次握手/建立连接为了建立或初始化一个连接，两个TCP通信者必须同步各自的初始序号。初始序列号是建立一个TCP连接时的开始号，用于跟踪通信顺序并确保每个数据包传输时无丢失。SendSYNSYNreceivedSendSYN,19FIN的ACKFIN的ACKFINFIN应用程序关闭主机A主机B应用程序关闭TCP四次握手/终止连接FIN的ACKFIN的ACKFINFIN应用程序关闭主机A主20Windowsize=1Send1Receive1Ack2Send2Receive2Ack3Send1Send2Receive1Receive2Windowsize=3Send3Receive3Ack4Send4SenderReceiverSenderReceiver窗口控制Windowsize=1Send1Receive121UDP用户报文协议源端口(16)目的端口(16)长度(16)数据bit0151631校验和(16)8

bytesUDP的特点：无序号及确认不可靠、面向无连接高效、快速UDP用户报文协议源端口(16)目的端口(16)长度(122TCPUDP是否面向连接面向连接无连接是否提高可靠性可靠传输不提供可靠性是否流量控制流量控制不提供流量控制传输速度慢快协议开销大小TCP/UDP比较TCPUDP是否面向连接面向连接无连接是否提高可靠性可靠传输23学习内容第一章TCP/IP原理第一节TCP/IP概述第二节应用层第三节传输层第四节网络层学习内容第一章TCP/IP原理InternetProtocol(IP)地址解析/反向解析协议(ARP/RARP)互联网控制消息协议(ICMP)应用层传输层网络层网络接口层网络层路由、寻径功能，提供主机到主机的连接功能InternetProtocol(IP)应用层传输层网络层25IP数据包格式版本(4)目的IP地址(32)IP选项数据01631头部长度(4)服务类型(8)总长度(16)标识符(16)标志

(3)片偏移(13)存活时间(8)协议(8)报头校验和(16)源IP地址(32)IP数据包格式版本(4)目的IP地址(32)IP选项数据026协议字段决定目的地的上层协议类型传输层网络层TCPUDP协议号IP176协议类型字段协议字段决定目的地的上层协议类型传输层网络层TCPUDP协27ApplicationTransportInternetDataLinkPhysicalDestination

UnreachableEcho(Ping)OtherICMP1ICMP是一种集差错报告与控制于一身的协议，消息类型包括：错误消息询问消息ICMPApplicationTransportInternetDa28ARP工作机制实现IP地址向MAC地址的映射本地ARP解析IP:Ethernet:0800.0020.1111IP:=???我听到广播包了，这条消息是给我的，这是我的物理地址.我需要IP地址为主机的物理地址广播单播ARP工作机制实现IP地址向MAC地址的映射IP:172.29Ethernet:0800.0020.1111IP:5Ethernet:0800.0020.1111IP=???我听到广播包了.你的IP地址是5RARP工作机制我的IP地址是什么？广播单播Ethernet:0800.0020.1111Ethern30学习内容第二章IPv4编址方法第一节IPv4地址介绍第二节IP地址分类第三节地址计算

学习内容第二章IPv4编址方法SADAHDRDATAIPv4地址介绍(1)IP地址为32位二进制数，包括网络部分与主机部分IP地址唯一标识一台网络设备32IPv4地址介绍(2)02118172.161212NetworkHost..Fei_1/1Fei_1/2IPv4地址介绍(2)3学习内容第二章IPv4编址方法第一节IPv4地址介绍第二节IP地址分类第三节地址计算

学习内容第二章IPv4编址方法1ClassA:0Network（8bit）Host891617242532Range(1-126)ClassB:10Network(16bit)

HostRange(128-191)ClassC:110Network(24bit)

HostRange(192-223)ClassD:1110××××组播Range(224-239)IP地址分类ClassE:11110×××Range(240-255)保留地址1ClassA:0Network（8bit）Host89135RFC1918中规定如下地址是私有地址：－55－55－55

用于广播，也称定向广播，需要指定目标网络主机地址全1用于指定网络本身，称之为网络地址或者网络号主机地址全0指本地节点(一般为)，用于测试网卡及TCP/IP软件网络用途地址特殊IP地址RFC1918中规定如下地址是私有地址：用于广播，也称定向36学习内容第二章IPv4编址方法第一节IPv4地址介绍第二节IP地址分类

第三节地址计算

学习内容第二章IPv4编址方法11111111可用主机地址数量计算

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16001010110000010000000000000000000016

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NetworkHost000000000000000111111111111111111111111111111110......000000000000001111111101123655346553565536-...265534N2N-2=216-2=6553411111111可用主机地址数量计算172 38没有子网的编址…...5354采用自然掩码，不对网段进行细分。比方说B类的，掩码为。没有子网的编址1723900600050Fei_1/1Fei_1/2172.162160NetworkHost..NetworkInterfaceNewRoutingTableSubnet有子网的编址Fei_1/2Fei_1/100172.16.240子网掩码172160025525500IP地址缺省掩码8位子网掩码网络位主机位子网位主机位也可写作“/16”其中16表示掩码的位数11111111111111110000000000000000也可写作“/24”其中24表示掩码的位数网络位主机位网络位2552552550111111111111111111111111子网掩码172160025525500IP地址缺省掩码8位41网络位扩展了8位带子网划分的子网掩码(1)16网络位主机位6017220101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000000000000000000000000010子网位网络地址128192224240248252254255网络位扩展了8位带子网划分的子网掩码(1)16网络位主机位142带子网划分的子网掩码(2)6092101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010161722128网络地址128192224240248252254255128192224240248252254255网络位扩展了10位网络位主机位子网位带子网划分的子网掩码(2)6025543示例101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010101011000001000000000010101111111010110000010000000000101000000110101100000100000000001010111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609228912990123456789161722160示例101011001111111110101100000144AddressSubnetMaskClassSubnet002BAA子网掩码练习AddressSubnetMaskClassSubnet14527AddressClassSubnetBroadcast048C36SubnetMask

A55352B52728B计算广播地址练习27AddressClassSubnet462/27

4/27

6/27

子网/24被划分为更小的子网以适应网络的需求并避免了IP地址的浪费，需要路由协议支持CBA/24/24center/16

36/3032/3040/30变长子网掩码(VLSM)2/27

4/47小结常用的TCP/IP应用层协议有哪些？简述ARP将IP地址映射为MAC地址的运作过程。UDP和TCP最大的区别是什么？Ping是用什么协议来实现的？0是哪类IP地址？它的默认网络掩码是多少？如果对其进行子网划分，子网掩码是，请问有多少个子网？每个子网有多少个主机地址可以用？小结常用的TCP/IP应用层协议有哪些？48谢谢谢谢49网络基础之TCP/IP原理

与IP子网规划V1.0数据用服部网络基础之TCP/IP原理

与IP子网规划V1.050学习目标掌握TCP/IP体系结构与相关原理了解TCP/IP与OSI的异同熟悉IPv4地址计算方法熟悉IP子网规划学习目标掌握TCP/IP体系结构与相关原理学习内容第一章TCP/IP原理第二章IPv4编址方法学习内容第一章TCP/IP原理学习内容第一章TCP/IP原理第一节TCP/IP概述第二节应用层第三节传输层第四节网络层学习内容第一章TCP/IP原理最早使用的协议栈全球事实上的通讯标准TCP/IP概述HostInternetTCP/IPHost最早使用的协议栈TCP/IP概述HostInternetTC54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网络接口层TCP/IP与OSI模型比较TCP/IP协议栈与OSI参考模型有清晰的对应关系，覆盖了OSI参考模型的所有层次OSITCP/IP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55应用层会话层表示层传输层TCPUDP网络层ICMPRARPARPIGMPIP数据链路层物理层网络接口层由底层网络定义的协议SMTPFTPTELNETDNSSNMPNFS提供应用程序间接口建立端到端连接提供编址和路由功能物理介质访问二进制数据流传输TCP/IP协议栈TFTP应用层会话层表示层传输层TCPUDP网络层ICMPRARPA56TCP/IP数据流封装过程：网络接口层IP层TCP层应用层用户数据TCP段网络接口层IP层TCP层应用层IP包用户数据TCP段实际物理网络的帧IP包实际传输数据封装和解封装过程PDUdatasegmentpacketframe实际物理网络的帧bitsTCP/IP数据流解封装过程：TCP/IP数据流封装过程：网络IP层TCP层应用层用户数据57学习内容第一章TCP/IP原理第一节TCP/IP概述

第二节应用层第三节传输层第四节网络层学习内容第一章TCP/IP原理应用层传输层网络层网络接口层文件传输 -TFTP -FTP -NFSE-Mail -SMTP远程登录 -Telnet -rlogin网络管理 -SNMP域名服务 -DNS应用层应用层传输层网络层网络接口层文件传输应用层59学习内容第一章TCP/IP原理第一节TCP/IP概述第二节应用层

第三节传输层第四节网络层学习内容第一章TCP/IP原理TransmissionControlProtocol(TCP)UserDatagramProtocol(UDP)应用层传输层网络层网络接口层传输层TransmissionControl应用层传输层网络层网61分割上层应用程序建立主机应用程序间端到端的连接将数据段从一台主机传到另一台主机保证数据传送的可靠性传输层的功能分割上层应用程序传输层的功能62端口号TCPFTP传输层TELNETDNSSNMPTFTPSMTPUDP应用层2123255369161服务器一般都是通过知名端口号来识别应用程序的,范围为1－1023客户端口号，又称临时端口号，范围一般为1024－5000，大于5000端口号为其他服务器预留UDP和TCP的端口号是独立的，但倾向于对两者都能提供的服务功能指定相同的端口号。如：在UDP和TCP中，53号端口保留用于提供域名服务器功能端口号HTTP80DOMAIN53ECHO7端口号TCPFTP传输层TELNETDNSSNMPTFTPS63TCP传输控制协议源端口(16)目的端口(16)序列号(32)首部长度(4)确认号(32)保留(6)代码(6)窗口大小(16)TCP校验和(16)紧急指针(16)TCP选项数据01631TCP传输控制协议源端口(16)目的端口(16)序列号64源端口目的端口HostADest.port=23.

将数据包送到我的TELNET端口102823SPDPHostZTelnetZTCP端口号源端口目的端口HostADest.port=23.

65多个连接时端口号的使用源端口目的端口HostA102823SPDPHostZTelnetZTelnetZ102923多个连接时端口号的使用源端口目的端口HostA10282366102823SourceDest.11Seq.2Ack.102823SourceDest.10Seq.1Ack.102823SourceDest.11Seq.1Ack.102823SourceDest.12Seq.2Ack.Ijustgot#11,nowIneed#12.Ijustsent#11.TCP序号和确认号综述源端口目的端口序号#确认序号#internet102823SourceDest.11Seq.2Ack.1067SendSYN(seq=100ctl=SYN)SYNreceivedSendSYN,ACK(seq=300ack=101ctl=syn,ack)Established(seq=101ack=301ctl=ack)HostAHostB123SYNreceivedTCP三次握手/建立连接为了建立或初始化一个连接，两个TCP通信者必须同步各自的初始序号。初始序列号是建立一个TCP连接时的开始号，用于跟踪通信顺序并确保每个数据包传输时无丢失。SendSYNSYNreceivedSendSYN,68FIN的ACKFIN的ACKFINFIN应用程序关闭主机A主机B应用程序关闭TCP四次握手/终止连接FIN的ACKFIN的ACKFINFIN应用程序关闭主机A主69Windowsize=1Send1Receive1Ack2Send2Receive2Ack3Send1Send2Receive1Receive2Windowsize=3Send3Receive3Ack4Send4SenderReceiverSenderReceiver窗口控制Windowsize=1Send1Receive170UDP用户报文协议源端口(16)目的端口(16)长度(16)数据bit0151631校验和(16)8

bytesUDP的特点：无序号及确认不可靠、面向无连接高效、快速UDP用户报文协议源端口(16)目的端口(16)长度(171TCPUDP是否面向连接面向连接无连接是否提高可靠性可靠传输不提供可靠性是否流量控制流量控制不提供流量控制传输速度慢快协议开销大小TCP/UDP比较TCPUDP是否面向连接面向连接无连接是否提高可靠性可靠传输72学习内容第一章TCP/IP原理第一节TCP/IP概述第二节应用层第三节传输层第四节网络层学习内容第一章TCP/IP原理InternetProtocol(IP)地址解析/反向解析协议(ARP/RARP)互联网控制消息协议(ICMP)应用层传输层网络层网络接口层网络层路由、寻径功能，提供主机到主机的连接功能InternetProtocol(IP)应用层传输层网络层74IP数据包格式版本(4)目的IP地址(32)IP选项数据01631头部长度(4)服务类型(8)总长度(16)标识符(16)标志

(3)片偏移(13)存活时间(8)协议(8)报头校验和(16)源IP地址(32)IP数据包格式版本(4)目的IP地址(32)IP选项数据075协议字段决定目的地的上层协议类型传输层网络层TCPUDP协议号IP176协议类型字段协议字段决定目的地的上层协议类型传输层网络层TCPUDP协76ApplicationTransportInternetDataLinkPhysicalDestination

UnreachableEcho(Ping)OtherICMP1ICMP是一种集差错报告与控制于一身的协议，消息类型包括：错误消息询问消息ICMPApplicationTransportInternetDa77ARP工作机制实现IP地址向MAC地址的映射本地ARP解析IP:Ethernet:0800.0020.1111IP:=???我听到广播包了，这条消息是给我的，这是我的物理地址.我需要IP地址为主机的物理地址广播单播ARP工作机制实现IP地址向MAC地址的映射IP:172.78Ethernet:0800.0020.1111IP:5Ethernet:0800.0020.1111IP=???我听到广播包了.你的IP地址是5RARP工作机制我的IP地址是什么？广播单播Ethernet:0800.0020.1111Ethern79学习内容第二章IPv4编址方法第一节IPv4地址介绍第二节IP地址分类第三节地址计算

学习内容第二章IPv4编址方法SADAHDRDATAIPv4地址介绍(1)IP地址为32位二进制数，包括网络部分与主机部分IP地址唯一标识一台网络设备81IPv4地址介绍(2)02118172.161212NetworkHost..Fei_1/1Fei_1/2IPv4地址介绍(2)2学习内容第二章IPv4编址方法第一节IPv4地址介绍第二节IP地址分类第三节地址计算

学习内容第二章IPv4编址方法1ClassA:0Network（8bit）Host891617242532Range(1-126)ClassB:10Network(16bit)

HostRange(128-191)ClassC:110Network(24bit)

HostRange(192-223)ClassD:1110××××组播Range(224-239)IP地址分类ClassE:11110×××Range(240-255)保留地址1ClassA:0Network（8bit）Host89184RFC1918中规定如下地址是私有地址：－55－55－55

用于广播，也称定向广播，需要指定目标网络主机地址全1用于指定网络本身，称之为网络地址或者网络号主机地址全0指本地节点(一般为)，用于测试网卡及TCP/IP软件网络用途地址特殊IP地址RFC1918中规定如下地址是私有地址：用于广播，也称定向85学习内容第二章IPv4编址方法第一节IPv4地址介绍第二节IP地址分类

第三节地址计算

学习内容第二章IPv4编址方法11111111可用主机地址数量计算

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NetworkHost000000000000000111111111111111111111111111111110......000000000000001111111101123655346553565536-...265534N2N-2=216-2=6553411111111可用主机地址数量计算172 87没有子网的编址…...5354采用自然掩码，不对网段进行细分。比方说B类的，掩码为。没有子网的编址1728800600050Fei_1/1Fei_1/2172.162160NetworkHost..NetworkInterfaceNewRoutingTableSubnet有子网的编址Fei_1/2Fei_1/100172.16.289子网掩码172160025525500IP地址缺省掩码8位子网掩码网络位主机位子网位主机位也可写作“/16”其中16表示掩码的位数11111111111111110000000000000000也可写作