网络工程概论第二章TCP-IP协议

第一章练习题1.计算机网络的发展经过哪几个阶段？2.什么是计算机网络？3.计算机网络分为哪些子网？各个子网都包括哪些设备？4.计算机网络的拓扑结构有哪些？简单描述下每层的特点5.

OSI互联参考模型分层几层，各层的基本功能。

第2章TCP/IP协议本章学习目标：掌握TCP/IP参考模型每层的名称和常见协议掌握IP地址的划分及基本的计算了解ICMP，TCP,UDP的区别TCP/IP基本概念网络协议:在计算机网络中通信主体间共同遵守的规则与约定。TCP/IP协议是Internet中计算机之间通信所必须共同遵循的一种通信规定；TCP/IP是以传输控制协议和网际协议为核心的一组协议。TCP/IP的发展1.1974年Kahn定义了最早的TCP/IP参考模型；2.1985年Leiner、Clark等对TCP/IP参考模型进一步的研究；3.TCP/IP协议一共出现了6个版本，后3个版本是版本4、版本5与版本6；4.目前我们使用的是版本4，一般被称为IPv4；5.IPv6被称为下一代的IP协议。TCP/IP的主要特点功能丰富是以TCP和IP为核心的一组协议，还包括有FTP、HTTP、SMTP、POP等一系列的协议。基本可以满足网络服务的各种功能。开放性由非专利性质的协议组成，这些协议不属于任何一家公司。并且随着新的网络服务的出现，TCP/IP协议还在不断的补充。普遍性由于开放，所以被普遍使用，并成为一个工业标准，从而得到大多数网络设备制造商的认同。TCP/IP参考模型TCP/IP分为四个层次，分别是网络接口层、网际层、传输层和应用层。TCP/IP的层次结构与OSI层次结构的对照关系如下图所示：物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层网络接口层网际层传输层应用层OSI的参考模型TCP/IP的参考模型Page

71.网络接口层又被称为网络访问层，它对应OSI的物理层和数据链路层。TCP/IP参考模型的最低层，负责通过网络介质发送和接收数据包;允许主机连入网络时使用多种现成的与流行的协议，例如局域网的Ethernet、令牌网、分组交换网的X.25、帧中继、ATM协议等;82.网际层(网络互联层)网际层所执行的主要功能：将分组形成数据包（IP数据包），并为该数据包进行路径选择，最终将数据包从源主机发送到目的主机。处理接收的数据报：检查地址、处理或转发。处理互连的路径、流量控制、拥塞问题。在网际层中，最常用的协议是网际协议IP，其它一些协议用来协助IP的操作。网际层的协议网际协议IP(InternetProtocol)IP协议的任务是对数据包进行相应的寻址和路由，并从一个网络转发到另一个网络。网际控制报文协议ICMP(InternetControlMessageProtocol)为IP协议提供差错报告。专门用来处理错误报告和控制。地址解析协议ARP(AddressResolutionProtocol)和反向地址解析协议RARP103.传输层(1)主要负责主机到主机之间实体间端对到端通信。(2)传输控制协议TCP(TransmissionControlProtocol)-是传输层一种面向连接的通信协议，完成流量控制和差错检验的任务，保证可靠的数据传输。(3)用户数据报协议UDP(UserDatagramProtocol)-UDP协议是一种面向无连接的协议，UDP不进行差错检验，必须由应用层的应用程序实现可靠性机制和差错控制，以保证端到端数据传输的正确性。4.应用层包含多有的高层协议，为应用程序提供访问其它层服务的能力，为用户提供所需的各种服务。在TCP/IP模型中，它与OSI模型中的高三层的任务相同，用于提供网络服务，比如文件传输、远程登录、域名服务和简单网络管理等。应用层协议（一）超文本传输协议HTTP用于Internet中的客户机与WWW服务器之间的数据传输；文件传输协议FTP实现主机之间的文件传送；远程终端协议TELNET本地主机作为仿真终端，登录到远程主机上运行应用程序；简单邮件传输协议SMTP实现主机之间电子邮件的传送；域名服务DNS用于实现主机名与IP地址之间的映射；二月2313IP地址概述一、IP地址概念为了实现主机间的通信，Internet采用一种全局通用的地址格式，为每一台主机分配一个唯一不重复地址，以此屏蔽物理网络地址的差异。这个地址称为IP地址。二、IP地址物理含义（作用）用于标识连入因特网上的每台主机，它是每台主机唯一的标识。IP地址是全球认可的通用地址格式，IP地址是全网唯一的。2/5/202314三、IP地址的格式基本的IP地址是分成4个字节的32位二进制数。IP地址中的每一个8位位组用0～255之间的一个十进制数表示

这些数之间用点(.)隔开最小的IPv4地址值为，最大的地址值为552/5/202315IP地址的表示方法

1、十进制表示例：2、二进制表示例： 11000000.10101000.00000000.00000001

Byte2

xxxxxxxx

Byte3

xxxxxxxx

Byte4

xxxxxxxx

Byte1

xxxxxxxx

上图表示二进制格式中的IP地址:X代表二进制的0或1

注：在实际应用中多用十进制表示，每8位二进制数对应一位十进制数。2/5/202316IP地址的分类

Internet组织已经将地址进行分类以适应不同规模的网络。IP地址中的网络地址分为（A、B、C、D、E）五类，每一类网络可以从IP地址的第一个数字看出。网络类决定了IP地址4个字节如何划分成网络地址和主机地址部分。2/5/202317A类0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx网络主机

1—126224-2=16,777,214

D类1110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx多播224—239E类11110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx实验室保留240—255网络主机B类10xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx128—191216-2=65534网络主机C类110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx192—22328-2=2542/5/202318注意：1、IP地址中，主机号全为0或全为1时分别作为本网络地址和广播地址使用，所以这个特殊的IP地址不能分配给用户使用。2、D类网络用于广播，它可以将信息同时传送到网上的所有设备，而不是点对点的信息传送，这种网络可以用来召开电视电话会议。3、127开头的网络地址作为测试地址。如:本机地址，主要用于测试。用汉语表示，就是“我自己”。在Windows系统中，这个地址有一个别名“Localhost”。特殊的IP地址

地址类型网络号全0网络号网络号全1127主机号全0全0全1全1任意本机网络直接广播有限广播回送用途系统启动时使用标识一个网络在特定网络上广播在本地网络上广播测试举例5555子网划分就是利用IP地址和子网掩码技术将一个含有较多主机的大网划分为若干含有较少主机的小网，以实现网络性能的优化，提高网络的安全。通过划分子网，形成一个三层的结构，即网络号、子网号和主机号IP子网及其划分子网的划分对子网的划分，可以将单个网络的主机号分为两个部分，其中一部分用于子网号编址，另一部分用于主机号编址。划分子网号的位数，取决于具体的需要。若子网号所占的比特位越多，可分配给主机的位数就越少。22子网掩码一、作用⑴子网掩码的第一个作用是分割网络。

把一个大的网络分割为若干个小网络，防止IP地址的浪费。⑵子网掩码的第二个作用是计算网络号把自己IP和自己的子网掩码进行“与”操作，判断两台主机是否在同一网段内。二、格式子网掩码是一个32位的二制地址，子网掩码网络地址，子网地址(netid)全为1，主机地址(hostid)全为0。三、子网掩码的表示方法默认表示。根据IP地址的类型判断直接表示直接给出掩码的4组数字，如说明子网掩码的1的位数利用在IP地后加上子网掩码中1的位数，如

51/24通过子网掩码识别网络地址TCP/IP对子网掩码和IP地址进行“按位与”的操作。经过按位与运算，可以将每个IP地址的网络地址取出，从而知道IP地址所对应的网络号和主机号。

IP地址1100000010101000000001010000001111111111111111111111111100000000子网掩码·

·

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·

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按位逻辑与运算·

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·

·

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·110000001010100000000101

网络号192.168.5

00000011主机号35.子网划分实例确定子网掩码确定标识每一个子网的网络地址0011

92确定每个子网的主机地址范围

练习

答案在windows操作系统中配置ICMP属于网络层协议，主要用于在主机与路由器之间传递控制信息，发送报告错误、交换受限控制和状态信息等。当遇到IP数据无法访问目标、IP路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时，会自动发送ICMP消息。我们可以通过Ping命令发送ICMP回应请求消息并记录收到ICMP回应回复消息，通过这些消息来对网络或主机的故障提供参考依据。我们在网络中经常会使用到ICMP协议，只不过我们觉察不到而已。比如我们经常使用的用于检查网络通不通的Ping命令，这个“Ping”的过程实际上就是ICMP协议工作的过程。Page

34对方可能装有防火墙或已关机以外，还有就是本机的IP不正确和网关设置错误。Page

35TCP和UDP的区别TCP（传输控制协议）在正式收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“握手对话”才能建立起来，其中的过程非常复杂，简单理解这个过程。三次“对话”的目的是使数据包的发