B-基于TCPIP的互连网络

第二章基于TCP/IP的互连网络Evan.wu本章目标通过本章的学习，您应该掌握以下内容：了解TCP/IP协议栈，各个分层的主要功能、IP协议的应用

掌握IP地址分类，子网掩码的作用，识别网络标识号、主机标识号，子网的数目

IP子网划分和可变长子网掩码基本的IP寻址故障排除TCP/IP介绍早期的协议族全球范围主机InternetTCP/IP主机TCP/IP协议族7654325432应用层表达层会话层传输层网络层数据链路层物理层1应用层传输层Internet层数据链路层物理层1应用层概述*路由器使用应用层传输层Internet层数据链路层物理层文件传输 -TFTP* -FTP* -NFSE-Mail -SMTP远程登陆 -Telnet* -rlogin*网络管理 -SNMP*名称管理 -DNS*传输层概述TransmissionControlProtocol(TCP)UserDatagramProtocol(UDP)应用层传输层Internet层数据链路层物理层面向连接

非面向连接TCP数据格式源端口(16)目标端口(16)序列号(32)报头长度(4)确认号(32)保留(6)代码位(6)窗口(16)校验和(16)紧急(16)选项(0or32ifany)数据(可变)20

Bytes端口号TCP端口号F

T

P传输层T

E

L

N

E

TD

N

SS

N

M

PT

F

T

PS

M

T

PUDP应用层2123255369161R

I

P520TCP端口号源端口目标端口…HostA102823…SPDPHostZTelnetZ目标端口=23.

发送SYN(seq=100ctl=SYN)接收SYNHostAHostBTCP三次握手1发送SYN(seq=100ctl=SYN)接收SYN发送SYN,ACK(seq=300ack=101ctl=syn,ack)HostAHostB接收SYN12TCP三次握手发送SYN(seq=100ctl=SYN)接收SYN发送SYN,ACK(seq=300ack=101ctl=syn,ack)建立会话(seq=101ack=301ctl=ack)HostAHostB123接收SYNTCP三次握手TCP简单确认滑动窗口=1发送方

接收方TCP简单确认滑动窗口=1发送方

接收方发送1接收1TCP简单确认滑动窗口=1发送方

接收方发送1接收1接收ACK2发送ACK2TCP简单确认滑动窗口=1发送方

接收方发送1接收1接收ACK2发送ACK2发送2接收2TCP简单确认滑动窗口=1发送方

接收方发送1接收1接收ACK2发送ACK2发送2接收2接收ACK3发送ACK3TCP简单确认滑动窗口=1发送方

接收方发送1接收1接收ACK2发送ACK2发送2接收2接收ACK3发送ACK3发送3接收3TCP简单确认滑动窗口=1发送方

接收方发送1接收1接收ACK2发送ACK2发送2接收2接收ACK3发送ACK3发送3接收3接收ACK4发送ACK4TCP顺序号和确认号源端口目标端口…顺序号#确认号#SourceDest.Seq.Ack.102823101我发送#10.TCP顺序号和确认号我已收到#10,现在我需要#11.源端口目标端口…顺序号#确认号#102823SourceDest.10Seq.1Ack.102823SourceDest.11Seq.1Ack.我发送#10.TCP顺序号和确认号102823SourceDest.11Seq.2Ack.102823SourceDest.10Seq.1Ack.102823SourceDest.11Seq.1Ack.我已收到#10,现在我需要#11.我发送#10.源端口目标端口…顺序号#确认号#TCP顺序号和确认号102823SourceDest.11Seq.2Ack.102823SourceDest.10Seq.1Ack.102823SourceDest.11Seq.1Ack.102823SourceDest.12Seq.2Ack.我已收到#11,现在我需要#12.我发送#11源端口目标端口…顺序号#确认号#TCP窗口发送方接收方TCP窗口Windowsize=3Send2发送方接收方Windowsize=3Send1Windowsize=3Send3Windowsize=3Send2TCP窗口发送方Windowsize=3Send1Windowsize=3Send3ACK3Windowsize=2数据3被丢弃接收方Windowsize=3Send2TCP窗口发送方Windowsize=3Send1Windowsize=3Send3ACK3Windowsize=2数据3被丢弃Windowsize=3Send4Windowsize=3Send3接收方Windowsize=3Send2TCP窗口发送方Windowsize=3Send1Windowsize=3Send3ACK3Windowsize=2数据3被丢弃Windowsize=3Send4Windowsize=3Send3ACK5Windowsize=2接收方UDP数据格式没有顺序号和确认号源端口(16)目标端口(16)长度(16)数据(ifany)1Bit0Bit15Bit16Bit31校验和(16)8

BytesInternet层概述OSI网络层对应的是TCP/IP的internet层InternetProtocol(IP)InternetControlMessageProtocol(ICMP)AddressResolutionProtocol(ARP)ReverseAddressResolutionProtocol(RARP)应用层传输层Internet层数据链路层物理层IP数据版本(4)目标IP地址(32)选项(0or32ifany)数据（可变）报头长度(4)TOS(8)总长度(16)标识(16)标志(3)分段偏移(13)存活期(8)协议(8)报头校验和(16)源IP地址(32)20

Bytes协议域决定上层协议Transport

LayerInternet

LayerTCPUDPProtocol

NumbersIP176ICMP协议ApplicationTransportInternetData

LinkPhysicalDestination

UnreachableEcho(Ping)OtherICMP1ARP协议IP:=???我需要知道的物理地址.ARP协议IP:=???我知道你的请求，这是我的物理地址我需要知道的物理地址.ARP协议IP:Ethernet:0800.0020.1111IP:=???我知道你的请求，这是我的物理地址我需要知道的物理地址.ARP协议映射IP MACLocalARPIP:Ethernet:0800.0020.1111IP:=???我知道你的请求，这是我的物理地址我需要知道的物理地址.RARP协议Ethernet:0800.0020.1111IP=???我的地址是多少？RARP协议Ethernet:0800.0020.1111IP=???我的地址是多少？我听到了广播你的地址是5.RARP协议Ethernet:0800.0020.1111IP:5Ethernet:0800.0020.1111IP=???我的地址是多少？我听到了广播你的地址是5.RARP协议MACIPEthernet:0800.0020.1111IP:5Ethernet:0800.0020.1111IP=???我的地址是多少？我听到了广播你的地址是5.TCP/IP地址介绍断点连接需要确定的地址路径选择ocationisrepresentedbyanaddressSADAHDRDATA网络位主机位1010110000010000

0111101011001100

172

16

122

204128

64

32

16

8

4

2

1

IP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:B类:C类:D类: 多播组编号E类:用于实验NetworkHostHostHostNetworkNetworkHostHostNetworkNetworkNetworkHost8比特8比特8比特8比特1A类:0NNNNNNNHostHostHost891617242532(1-126)1B类:10NNNNNNNetworkHostHost891617242532(128-191)1C类:110NNNNNNetworkNetworkHost891617242532(192-223)1D类:1110MMMM多播组多播组多播组891617242532(224-239)IP地址的分类私有地址(RFC1918)私有地址的概念属于非注册地址，专门为组织机构内部使用私有地址的分类A类:至55B类:至55C类:至55子网掩码子网掩码将一个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的子网掩码子网掩码的作用用于区分一个IP地址的网络位和主机位分类地址的子网掩码A类：/8B类：/16C类：/24主机地址02118E1172.161212网络主机..网络端口E0E1路由表E0

11111111计算可用的主机地址172

1600

10101100

00010000

00000000

0000000016

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

网络主机

00000000

00000001

11111111

11111111

11111111

11111110......

00000000

00000011

11111101123655346553565536-...265534N2N-2=216-2=65534IP地址分类练习地址类别网络主机004620IP地址分类练习（答案）地址类别网络主机004620ABCCBNonexistent0046不设子网的地址网络…...5354设置子网的地址网络子网地址00600050E0172.16网络网络端口E0E1新路由表2160主机..E1子网地址00600050E0E1172.162160网络主机..网络端口E0E1新路由表子网十进制和二进制的转换1 0 0 0 0 0 0 0 = 1281 1 0 0 0 0 0 0 = 1921 1 1 0 0 0 0 0 = 2241 1 1 1 0 0 0 0 = 2401 1 1 1 1 0 0 0 = 2481 1 1 1 1 1 0 0 = 2521 1 1 1 1 1 1 0 = 2541 1 1 1 1 1 1 1 = 255128 64 32 16 8 4 2 116网络主机172001010110011111111101011000001000011111111000100000000000000000000101000000000000000000000缺省情况下的子网掩码缺省情况下子网未划分0000001060

网络号利用子网掩码划分子网扩展了8位地址的网络16网络主机6017220101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000000000000000000000000010子网网络号128192224240248252254255利用子网掩码划分子网扩展了10位地址的网络网络主机6092101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010子网161722128网络号128192224240248252254255128192224240248252254255子网掩码练习地址子网掩码类别子网002子网掩码练习（答案）地址子网掩码类别子网002BAA广播地址55(Directedbroadcast)55(Localnetworkbroadcast)X55(Allsubnetsbroadcast)地址汇总示例16172216010101100000100001010000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609241地址汇总示例1010110011111111000100001111111111111111101000001100000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212161722160地址汇总示例1010110011111111000100001111111111111111101000001100000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60921237161722160地址汇总示例101011001111111100010000111111111111111110100000110000001000000000000010HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60921234161722160地址汇总示例10101100111111110001000011111111111111111010000011000000100000000000001010111111HostMaskSubnetBroadcastLastFirst6092123456161722160地址汇总示例1010110011111111000100001111111111111111101000001100000010000000000000101011111110000001HostMaskSubnetBroadcastLastFirst6092123456161722160地址汇总示例101011001111111100010000111111111111111110100000110000001000000000000010101111111000000110111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst60921234567161722160地址汇总示例101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010101011000001000000000010101111111010110000010000000000101000000110101100000100000000001010111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609212345678161722160地址汇总示例101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000110000001000000000000010101011000001000000000010101111111010110000010000000000101000000110101100000100000000001010111110HostMaskSubnetBroadcastLastFirst609228912990123456789161722160IPHostAddress: 21SubnetMask:B类地址子网规划SubnetAddress=HostAddresses=–54BroadcastAddress=55EightbitsofsubnettingNetworkSubnetHost1010110000010000000000101111111121::1010110011111111Subnet:10101100000100000001000011111111000000100000