《网络互联技术》第章：CI协议模型

主讲教师：彭祺江西工业职业技术学院第二章TCP/IP协议

（理论课时长：6节）【教学目的】：通过本章的学习，使学生能够了解TCP/IP协议模型的结构及各层的功能、IP地址的分类入特殊IP地址的使用；明确ARP协议和RARP协议的必要性、ICMP协议的作用；掌握子网掩码的作用、子网掩码的计算、主机地址和网络地址的计算、TCP协议头结构及其功能、TCP与UDP区别。学会多级子网划分的步骤和方法。【重点难点】重点：子网掩码、ARP协议、TCP协议、ICMP协议。难点：子网划分及VLSM可变长子网掩码的实际应用。第二章：TCP/IP协议【教学内容】TCP/IP概述TCP/IP参考模型简介IP地址分类子网掩码子网划分地址解析协议ICMP协议TCP和UDP协议第二章：TCP/IP协议【教学方法】教学方式：多媒体教学教学方法：对比分析+案例分析+视频教学通过对比分析让学生了解OSI参考模型与TCP/IP协议模型的不同。通过案例的讲解让学生掌握子网掩码的计算、主机地址和网络地址的计算、TCP/UDP的区别与联系、ARP和ARPA协议的原理等。通过录像视频详细讲解子网划分的过程及VLSM可变长子网掩码的实际应用。第二章：TCP/IP协议一、OSI和TCP/IP参考模型1、OSI层次模型结构图示一、OSI和TCP/IP参考模型2、TCP/IP参考模型一、OSI和TCP/IP参考模型3、TCP/IP参考模型简介（1）网络接入层：TCP/IP没有真正描述这一部分，只是指出主机必须使用某种协议与网络连接，以便能在其上传递IP数据报。（2）互联网层：规定季互联网中传输的包格式以及从一台计算机通过一个或多个路由器到最终目标的包转发机制。互联网层定义了正式的数据报格式的和协议，即IP协议。互联网层的功能就是把IP数据报发送到该去的地方。（3）传输层：规定了怎样处理可靠的传输。它的功能是使源端和目标主机上的对等实体可以进行会话，和OSI的传输层一样，这里也定义了两个协议：TCP传输控制协议和UDP用户数据报协议。（4）应用层：规定了应用程序怎么使用网络。二、IP协议IP是TCP/IP协议簇中最核心的协议，所有的TCP、UDP、ICMP和IGMP数据都以IP数据报格式传输。IP是一种无连接不可靠的协议，主要负责给数据包分配IP地址，给它们在网络连接的计算机之间选择路由。虽然IP总是试图投递数据包，但这个数据包可能丢失、被损坏和未顺序到达。然而，IP协议不试图更改这些错误，这些恢复工作由高层协议TCP负责。在TCP/IP协议中，编址由互联网协议规定。协议规定每台主机分配一个32位的二进制数作为该主机的互联网协议地址，简称IP地址。概念上，每个32位IP地址被分割成两部分：网络地址和主机地址。这样的两级层次结构设计使寻址更加有效，网络地址部分确定了计算机从属的物理网络，主机地址部分确定了该网络上的一台计算机。二、IP协议1、IP地址因为TCP/IP网络是为大规模的互联网络设计的，所以我们不能用全部的32位来表示网络上主机的地址，我们需要使用IP地址的一部分来标识网络，剩下的部分用于标识网络中的设备（主机）。因此，IP地址由两部分组成：网络地址和主机地址。用来标识设备所在网络的部分叫做网络ID标识网络设备的部分叫做主机ID2、IP地址的表示每个字节以十进制数表示（最小为0，最大为255）4个十进制数之间用小数点分隔抽象表示方法：w.x.y.z，如：202.101.224.69二、IP协议3、二进制和十进制之间的转换二、IP协议4、IP地址的分类二、IP协议二、IP协议（1）A类地址A类地址是为非常大型的网络而提供的。对于A类网络来说，其IP地址的第一个字节介于1和126之间，表示网络号（而不是1-127，因为网络号为127是一个特殊IP地址，有特殊用途），其余三个字节则标识了该网络的成员，表示主机号。全世界总共只有126个可用的A类地址，每个A类网络在其每个具体的网络内，可有16777214(256*256*256-2，或2的24次方-2)台计算机（减2的目的，是因为：后三个字节全为0的表示网络号不可使用；后三个字节全为1的表示网络广播地址不可使用）。例如，18．128．38．188即是一个A类地址，其中，18为网络号，128．38．188为主机号。二、IP协议（2）B类地址B类地址用于大中型规模网络中。B类地址用两个字节表示网络号，第一字节是一个位于128和191之间的数字，该类地址以IP地址的第1、2两个8位数作为网络号，后两个8位数作为主机号。B类地址共有16384（64*256）个网络号，每个网络中最多可以容纳65534（256*256-2）台主机，B类地址通常用于各地区的网管中心。例如，168.254.119.188就是一个B类地址，其中168.254为网络号，119.188为主机号。

二、IP协议（3）C类地址C类地址：C类地址用于小型网络。在C类网络的IP地址中，第一个8位数组介于192和223之间，第二和第三个8位数组进一步定义了网络地址，即第1、2、3个8位数组作为网络号，最后一个8位数标识该网络上的计算机，作为主机号。C类地址共有2097152（32*256*256）个网络号，并且每个网络中都可以有254(256-2)台计算机。C类地址通常用于校园网或企业网。例如，198.168.119.188就是一个C类地址，其中198.168.119为网络号，188为主机号。

二、IP协议（4）D类地玩址D类地更址用教于多壶路广手播组冰用户耗。这嫂些组手可以富有一绸台或凉多台怒主机税。D类地味址的雹高4位被秧设置愧为11电10，因早此第饱一个8位数晓组介贸于22言4和23趁9之间责。其落余位巷用于挥指明冶客户宗机所哗属的商组。失在多存路广沫播操隶作中仁没有算表示午网络瘦或主赏机的往位，规数据倘包将抄传送寒给网登络中赏选定顺的主风机子爹集，尊该子偷集的阿地址铲就是疤多播录地址夸，只溪有在捡该多猴播地娇址中闭注册与的主碍机才京能接途收到失数据仇包。（5）E类地舍址：E类是侄一个乐通常毙不用痒的实截验性萌地址阔，它孕保留尤作为统以后悬使用扇。E类地愁址的平前导鸡位为11兆11门0，因壳此第邻一个锈八位知组合汤是24券0-稻24谁7。24克8-疾25市4暂时盗无规未定。二、IP协议5、特板殊的IP地址(1骑)主机泼号全服为0的IP地址督表示底网络贼地址捐，用长于标贺识一傍个网岭络，粒不能跨分配岛给一明台主睬机。（某栽台主唤机的IP地址锐是19同2.伞16险8.友8.肠88，则用当前姻主机方所在装网络奴的网虎络地宽址为取：19芬2.梢16跪8.立8.眨0）(2善)网络得地址间部分拐全0表示战本网牢的某年台主迁机，租不可角作为旗有效烈目的榜地址疫使用（例中如：脾某台痒主机标的IP地址背是19颤2.舅16梁8.浪8.平88，则爆其网角络地饼址为愈：19奇2.朝16蜻8.想8.音0，主扑机地瓶址为纯：0.泪0.擦0.每88）二、IP协议(3过)全0地址饿表示菌本主蹈机，得不咸可作峡为有束效目叠的地膨址使逢用。(4雷)回送辰地址(l忘oo需pb鸭ac驴k隙ad哨dr犬es围s)：任币何一桑个以娃数字12隙7开头籍的IP地址独。任构何程桐序用练回送旱地址旷作为公目的似地址晚时，焦计算呀机上软的协帅议软邮件不系会把释该数蔽据报脂向网加络上站发送典，而尘是把城数据眼直接秀返回摆给本祖主机传。不封可作上为有京效地何址出乌现在检网络畏上。(5凝)有限强广播粥地址(l庙im位it怕ed窑b域ro膨ad脖ca孕st虾a抬dd种re绢ss浮)不可梨作为愿源主包机地镇址二、IP协议(6压)直接舰广播滋地址(d盲ir骂ec居t叉br母oa语dc筑as冒t)不可鉴作为场源主烈机地占址：规直接垦广播密地址=网络雨号+主机坊地址净部分兴为全说“1”，（吼例如颈：某骨台主忘机的IP地址魄是17救6.纽奉22指.1战1.负66，则酬当前披主机素所在开的网镜络的窗网络岭地址葬是：17否6.挎22量.0呆.0，当避前网寄络的森直接栏广播舒地址群是：17邮6.河22航.2轮55脆.2毁55）(7关)有限绢广播螺地址写和直接糟广播删地址抄的的况区别有限戒（受担限）奖广播泄地址淘被用胃做在俩本网臂络内拥部广愈播，赶它不室会被报路由穴，有至限广禁播地省址是25量5.敏25泛5.哪25劈燕5.时25纺5;直接截广播虹地址陈可以戏被路肤由，瓣一台落主机抛可以熟用直幻玉接广层播地斯址向迫任何悠指定省的网份络直模接广俱播它岛的数颂据报帐。例妄如：12于0.严25齐5.庆25他5.博25馆5即为12棉0.封0.苏0.滑0网络交的直院接广菠播地让址。二、IP协议6、私召有地言址在A、B、C碌3类地糕址中稿各有棕一段膨地址理作为扒保留珠地址臂不在虫全网芬分配蒙，而担作为袄私有申地址姥。在蜜一个黄网络秒内部眯可随森意使板用私雨有地挨址。欣私有展地址侨范围疏：1个A类地腰址：10冤.0捷.0布.0笨-洽-1权0.疾25攻5.搜25悉5.团25烧516个B类地涝址：17你2.狱16毒.0糠.0概-寇-1考72棒.3蒙1.臣25趟5.歇25稍525为6个C类地忽址：19低2.除16利8.俱0.鼻0滑-泉19新2.靠16稼8.俯25遇5.崇25赵5这些孩地址魂只可丙在一街个网老络内启部使拼用，易不可燥进入梯外网境，如讲，互快联网乌。私狠有地因址的元合理画使用璃可一隆定程垂度上呀缓解IP地址饼短缺劲的矛按盾；名使用佩私有IP地址泽的主温机要蓬访问恭互联睛网需莫经过负代理参服务鼓器，泽或经配过地烧址转蒙换（NA最T）将张私有晴地址绒映到梢公有IP地址敏上。三、IP编址1、子华网掩练码(S它ub昨ne神t们Ma竟sk照)子网解掩码舒是指脸可以吃从IP地址隔中识坝别出踪蝶网络ID的连拒续多涉个以堡“.”符号薪分隔牺的二榆进制动数。霞子网在掩码撤的编备址格惑式与IP地址麦完全望相同歼。在骑子网钥掩码耗中，馅使用芽连续锹多个域“1”标识序网络转地址,使用暴连续啄多个倦“0”标识础主机弹地址服。(主机泻所在精网络翅的网惰络地讲址由转子网而掩码鞋决定)（1）子舰网掩封码的旦作用谨如下汇：可以板从IP地址精中识弱别网档络地薄址和旗主机慈地址当TC杜P/默IP网络股上的胆主机蚁相互蛙通信派时，部可利北用子孕网掩带码得日知这历些主旱机是晚否在孟相同贩的网斯络区咱段内（2）A、B、C三类愤网络融的默疏认子岛网掩皂码（志也称告标准真子网众掩码末）A类网扬络的硬标准蔑子网呼掩码俊是25振5.繁0.侮0.唤0B类网纤络的方标准葛子网那掩码胜是25吉5.枕25蕉5.衔0.恨0C类网恳络的柄标准缸子网适掩码差是25宋5.额25纯5.淡25贤5.赛0三、IP编址（3）子乡丰网掩别码的平具体今操作用子际网掩雾码与IP地址栋进行炮“与太”操没作，她从而袄可以闪得出柴主机运所在索的网勾络ID号）在“悬与”宵操作与过程否中，0和任池何数飞进行挥“与乱”操洽作的驶的结姐果还涛是0，1和1进行汪“与疾”操湖作的彼结果壳还是1标准害子网全掩码贿的“坊与”订运算三、IP编址（4）非广标准似子网疗掩码当一迫个组痛织申委请了兵一段IP地址是后，涉可能逗需要岩对IP地址辛进行化进一舟步的哈子网猜划分怨。例犯如，技某规渡模较沿大的浙公司饺申请页了一滚个B类IP地址16形6.迹13甩3.勺0.刚0。如涨果采角用标休准子慢网掩普码25到5.助25刮5.短0.裙0而不羞进一刊步划瞒分子沈网，痒那么16导6.什13污3.刺0.强0网络固中的陕所有逃主机敏（最栽多共65柴53粮4台）邪都将富处于允同一构个广粗播域劳下，收网络卸中充屡斥的验大量备广播屯数据馒包将恒导致严网络膊最终犁不可榜用。槽解止决方千案是企进行盼非标察准子苏网划蕉分。铅非标蛇准子解网划房诚分的蜻策略倦是借挎用主董机号莲的一脚部分刃充当当网络命号。万此时辽用以虎区分IP地址肺中网躬络地逮址和恼主机煌地址慈的子堪网掩狱码发郑生了浴变化弟，而跟不再凝是默惰认的比子网末掩码博，此险子网裤掩码两称为很非标委准子遮网掩煎码。三、IP编址（5）非氧标准仆子网格掩码知的计泼算和挑表示某主涂机IP地址馆为20侄2.得12拳0.欧3.颂99养(为C类地穗址,默认讯子网等掩码另为25查5.疲25活5.陪25告5.构0)，如甲果当亲前主冷机IP中表驶示主财机所蚕在网和络的摊网络猛位为料定为27位,请计粮算其陆子网川掩码意、主默机地到址和愚网络融地址刮。当前快非标板准子败网掩缘瑞码为25岛5.参25魂5.据25晌5.们22地4当前与主机序所处洁的网弹络的担网络脱地址(I颂D)是：20油2.歌12逗0.基3.暂96当前芒主机有在当击前网致络的女主机负地址(I型D)是：0.流0.坟0.饶3三、IP编址（6）非算标准鹊子网父掩码伯的“框与”添运算地址+掩码嚼的表丽示（13白1.抢10安7.露33苍.1息0，25费5.岛25霉5.疼25筋5.盆22摔4）可耀以确闲定当悦前主绑机所此在的驶网络宜，当匹前表功示也死可写若成更恳简洁马的形纲式：13葱1.篮10奥7.腰33移.1策0/远27，其厨中27表示辛掩码佛中1的个虽数。三、IP编址2、子榆网划转分(1夏)子网稍划分倡的必拆要性在指痛定的址网络兴中,随着持网络梦容量冷的增踩加,通信芹量会蓝急剧鄙增加,这会泛使网王络通醉信效蔽率下鬼降,网络颂拥塞然的机茂会增授加。装通过琴观察砖我们旨可以桑发现,往往肿会有扁一些旁主机坑之间办的通引信频视率相咸当高黄，而岔这些丘主机盗和其枣他主固机之凳间的圾通信咸频率怒相对澡要低坦许多世。为物了合辣理规灭划网右络，井我们吸需要的将当督前网泻络划非分多住个子选网（杀不同棕子网百之间微使用绸路由旅器进送行连削接）粗，将功通信迈频繁兵的主钳机组由放在劈燕同一鸡个子曾网中咸，这葱样可株以达瞒到充芹分的习利用缺网络载资源屿合理升规划缠网络仇结构栗的目弃的。（2）为馒什么须不直锦接使查用多哨个标南准网碗络，判而是消将当通前网较络划巡寿分为据多个排子网统呢？IP地址羊已经和成为惕当前In虏te奏rn箩et中最拿宝贵奋的资活源，续不可苹能为欲企业则分配尖太多首的公皂网地协址，笛企业援只能尤在申呼请的IP范围杀内进眯行子撑网划熔分，护以将做企业乔内的屯主机有按照诸用途雀分别肾规划港到不租同的豪子网闻中，欢以提鹿高网夜络通改信的番效率节。三、IP编址(3任)子网棋划分锅的必唇要性无（示巧意图梁）看以皮下图辣示，叔一个绢路由携器的巡寿每一平个端求口应驰连接呈一个膨不同已的网袜络，纳然后呢通过序制定辆路由理计划驶，让费不同炉网络闭内的篮计算尾机之谣间进吉行相简互通惯信。遵但从状下图禽得知非，每红一个井网络冤中的睡计算呈机主态机数抚目很穿少，垂虽然锻主机艳很少仔，但脂也必雾须占莲用一幅个网乏络地保址，甚这样挥在组画建企误业网艇络时馒，就蝴会浪风费很曾多宝庸贵的P地址傅。三、IP编址造成呀这种糕局面惠的原报因就首在于IP予v4槐(I套nt蚂er馆ne水t协议仰的第卷四版)的地央址分旬级过翻于死拍板，午将网廉络规森模强钉制在A类、B类和C类这姨三个惕级别观上，械而在教实际辈应用壳中，么公司涂或者虚机构改的网插络规比模往吴往是胸灵活京多变皇的。旁解决热这个来问题礼的办塔法是跃将规秧模较雪大的荐网络慢内部呀划分惑成多放个部娇分，驻对外甘像一爱个单呈独网饺络一宇样运丑作，邮这在教因特赌网上覆称做用子网行（Su凡bn湿et）。旋对于虽网络迎外部德来说棉，子慰网是咱不可城见的发，因俘此分撤配一穴个新悉子网烧不必坡与NI杂C联系事或改薪变程递序外镇部数弟据库汗。（4）子副网划罩分以救形成形三维剧地址暴结构原有控地址最结构宫是二予维的躁，即还任何恋一个IP地址马由网菊络地排址和汉主机邀地址蔽两部储分组疮成。景通过亏增加及地址叨空间乓的维同数可娘提高敏地址椒分配顽中的睡灵活隐性和活可用蝇性。三维久结构以由网络概地址、子网李地址和主机蚁地址三部强分组药成。蜂在一晋个C类地宏址中染仅主峰机地赏址可并由网箭管人弄员自病主分横配，简通过斤向主拍机地伏址段浊借位被组成间子网仰地址杯，可具以形食成三迫维地村址结紫构。三、IP编址（5）子跟网地为址位筒数的带确定嫌（对于C类地择址，焦至少暑两位吼，最刊多六松位）。前面界讲述命网络麦地址懒时提姓过：厉网络痛地址对全为0（代偷表一可个主戏机）牌不能尺构成殿一个寸有效阁的IP地址艳，网眉络地帅址全善为1也不搅能组祖成一衰个有宾效的IP地址拼；因匹此，子网课地址扶全为0时不穗能构柜成有忽效的IP地址蚂（不齿可用夸）；副子网垦地址占全为1时也锦不能辟组成呢一个断有效毫的IP地址乓（不梯可用稿）（牢为路送由软倦件所痕限制片，但么目标份已经垦克服捞）。三、IP编址向主慌机地础址借扯一位捎形成疏子网峡地址欺（分毯成两著个子秧网）子网宣地址=察0：表读示本潮子网魂主机酸，不恭可作意为有挤效目却的地今址使恶用，子网嚷地址=汗1：子快网地滥址全1，不所可用滨，结论润：向主乘机地捎址借仔位形环成子捉网地忧址时派，至雾少需析要借忍两位矿。三、IP编址向主冬机地使址借7位形堂成子躁网地潜址主机贤地址=港0：子谎网地吹址，骨不抱可作热为地强址分奔配主机纪地址=椅1：广汗播地烘址，连不鬼可分埋配结论另：对于C类地爬址，递向主父机地疗址借始位形京成子村网地拼址时奖，最多多只掉能借贴六位手。三、IP编址（6）C类IP地址愉子网毕借位奥一览吨表（7）、光子网胞划分抢的原提则一个C类地湿址子祖网划虫分可殃借位镇数在2-招6位之欢间；每种通子网笼划分等方案暮中有2个子恨网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制讲程序粱来判驴断通忆信是有否正质确。五、IC滑MP控制赖信息名协议4、IC鬼MP工具响程序（1）Pi歌ng：Pi浪ng工具恰程序螺可用侧来发茂出IC苹MP响应梦请求与信息哲包。辞网络吼管理佩人员送可以降利用Pi岛ng命令依来发尚出响巨应请史求给仿特定联的主托机或活路由性器，拜来诊叶断网孔络故惧障。涉如果Pi逼ng不成六功，西则可抢以预户测故宜障出余现在肿几个虏方面专：网远线是罗否连葛通、据网卡计配置左是否欲正确赌、IP地址拖是否蕉可用昆等。如果径指定有的网刷络不情可到虎达（地网络么距离常为无株限远铜），洋网关启会向纺发送现源数亮据的掌主机姥发送目的搭不可纯到达男消息如果骨网关桶在处碰理数冲据报削时发胡现生军存周娱期域瓶为零泪，此衔数据梦报必斩须丢发失。扁网关蠢同时彩必须垂将超时留信息通知宏源主修机。如果瓜网关湿接收锐的数哭据报棵太多与无法界处理炒（缓哄存已非满）湖，网递关会宵抛弃羽数据省报，黎并发诱送源抑哗制消麦息给发追送主稼机，连要求生发送炮方减烫少发裹送速沙率。IC包MP重定山向消同息是由防网关驱发给拘主机踢的，巾此消辉息建爱议发茄送主狼机改职变数乘据报如的网欠头地故址，普指向辉另一荣个更双近的线网关即。（2）Tr互ac等er遣t：Tr桑ac嫂er倚t工具现程序求用于料找出订到目汽的地IP地址坊所经铸过的虹路由营器。炒这个装应用暂程序播主要台用于慨显示匆数据亡包到表达目皮的主狼机所狐经过底的路世径。五、TC忌P传输斜控制秆协议1、TC瓶P传输格控制博协议苍简介TC大P是传彩输层撞协议岛，它旱使用IP并提占供可弱靠的滩应用借数据便传输抄。TC应P在两行个或蚂多个榨主机禽之间果建立新面向吧连接肺的通奋信。2、TC娘P报文忘首部打格式晚（由20字节商的固粮定部亲分和涌可选玻项组绿成）六、TC伟P传输狐控制且协议3、TC纷P协议验头字谊段简召介（1）TC宜P源端颈口和TC子P目的欢端口（各占2字节）。端口斯为应震用程途序地尖址接聋口。（2）TC瞒P序列害号（4字节）。由接唇收端快计算盲机使合用，絮重组晕分段猾的报暂文成占最初示形式（3）TC涌P确认供号（4字节）。TC盐P使用32位的瓜确认岛（AC撞K）域物标识挎下一译个希姑望收商到的牵报文活的第溪一个布字节谁。（4）首爹部长盖度（4位）遵。它压指出TC宁P首部附的长霸度。正常丢的TC谈P首部童长度幅是20字节误。（5）保壁留（6位）凉：为扫将来咬定义挡新的馅用户胀保留扩。（6）标志云字段（码元报比特吩，占6位）奥：紧急标志拣、有君意义母的应市答标念志、距推、推重置艰连接斯标志烤、同独步序四列标晕志和诱完成纺发送奔标志僻。（7）窗口班大小（占2字节）。窗泳口字庆段用洞来控流制对责方发叉送的爪数据前量，摇单位排为字皂节。TC摆P连接离的一元端根枝据设排置的线缓存辰空间奶大小汇确定衬自己云的接惭收窗无口大佛小，泄然后额通知席对方筒以确融定对愉方的柄发送搬窗口普的上慕限。（8）检验升和（占2字节）。检菌验和扫字段绸检验稻的范腾围包辫括首晨部和汁数据兴这两怜部分侵。源主俗机基馅于数踪蝶据内言容计说算一愈个数尸值，邀目标姨主机怪要进摇行相膛同的熄计算党，如栽果数请据没梦有变修化，绩则结串果相兰同。（9）紧殿急指塞针。玻在源基和目辛的主勺机之双间网享络中阶的设奏备要勇加快穿处理登标为呆紧急漆的数往据。六、TC搅P传输浅控制独协议4、TC划P协议仙功能（1）多路嘱复用添数据