TCP-IP协议原理-07.ppt

1、第7章TCP/IP协议原理(讲师专用PPT)，中国netcom(集团)有限公司2006年十二月24日，中国netcom运输人员培训丛书数据主修，保持内部资料注意的秘密，了解熟悉TCP/IP的协议系统IP的地址分类和掩码区分，了解IP碎片化和重组的原理IP 7.1.1 TCP/IP生成背景和特征、7.1 TCP/IP概述、TCP/IP生成背景TCP/IP是1969年美国国防部(DoD TCP/IP是这些协议中的两个协议，即传输控制协议(TCP)和网络间协议(IP) 虽然有很多其他协议，但TCP和IP是两个茄子最重要的协议TCP/IP的特征。开放式协议标准是独立于物理网络硬件的通用寻址方案多种标准

2、化高级协议、7.1 TCP/IP概述、7.1.2 TCP/IP协议系统、TCP/IP参考模型网络层：牙齿层(也称为IP层)将分组封装在IP数据报中，填充数据报的第一部分，然后使用路由算法选择数据报的传输路径。然后将数据传递到下面网络介面层中相应的网络介面模块。传输层：允许源主机和目标主机上的对等实体执行会话的功能。分为TCP和UDP协议。应用层：将OSI参考模型的会话和表示层的功能集成到应用层实施中。应用层徐璐为不同的网络应用程序引入不同的应用层协议。图2 TCP/IP参考模型，图1 OSI与TCP/IP参考模型比较，7.1 TCP/IP概述，包：从网络传输的数据片段，也称为分组。服务：表示特

3、定层提供的功能。介面：调用功能并在父层和子层之间传输数据的方法。协议：对等层必须遵循的标准。寻址：网络的核心概念。网络上的所有设备都分配了唯一的id，该id遵循设备的地址，即标准格式。7.1.3 TCP/IP一般概念简介，7.1 TCP/IP概述，通信端口编号：标识应用进程。也就是说，TCP/UDP通过主机IP地址和分配给应用进程的通信端口编号来标识应用进程。7.1、7.2、TCP/IP概述、IP协议和IP地址、3、7.3、TCP协议、UDP协议、通过IP提供的不可靠、不连接的数据报传输服务，只要各种物理网络能够提供数据报传输，就可以徐璐连接，这是互联网多年来风靡全球的主要原因。Unrelia

4、ble: IP数据报不能保证成功到达目的地。IP仅提供尽最大努力交付的传输服务。如果路由器在发生某个错误时临时用完了缓冲区，则IP具有简单的错误处理算法。这意味着删除数据报，然后向发件人发送ICMP消息。所有必需的可靠性都必须在上层(例如TCP)提供。无连接：是IP不保留后续数据报的状态信息。每个数据报的处理徐璐独立。这还表明，根据传输顺序，可能不会接收IP数据报。如果发送方向同一接收方发送两个连续的数据报(首先A，B)，则每个数据报将独立路由，并且可以选择不同的路径，因此B可以在A到达之前到达。IP提供了三个茄子的重要定义。(1)IP定义了用于在整个TCP/IP internet上传输数据的

5、基本单位，因此指定了在internet上传输数据的精确格式。(2)IP软件完成路由功能，并选择数据传输的路径。(3)除了数据格式和路由的准确、正式的定义外，IP还包含一组规则，其中包含不可靠的组转发思想，指明主机和路由器应如何处理分组、如何实际发送错误消息以及何时可以放弃分组。7.2.1 IP协议简介，7.2 IP协议和IP地址，IP地址简介internet上的每个主机和路由器都分配了唯一的32位地址，以便许多连接到internet的主机在通信时徐璐识别。IP地址由句点分隔的4个字节组成，每个字节由0 255表示为十进制数(8位二进制数最多为111111111或10进制数255)。牙齿表示法称

6、为IP地址的点分段表示法(dotted decimal notation)，7.2.2 IP地址和子网，IP地址分类IP协议将IP地址分为AE的五个茄子类别。其中A、B和C是基本类型，如下图所示。7.2 IP协议和IP地址、子网和子网掩码：实际应用程序还可以通过分层IP地址将网络划分为多个子网。分层时，IP地址不是由简单的网络编号和主机编号组成，而是将主机编号除以子网编号和主机编号。例如，B类网络可以将主机地址的前8位用于表示子网地址，将后8位保留为主机地址。牙齿B类网络IP地址格式如图所示。这将允许254个子网，每个子网可以有254台主机。7.2.2 IP地址和子网，同一网络中的其他子网以子

7、网掩码分隔。子网掩码(subnet mask)是与网络地址的相应网络ID编码相对应的你们1。对应于主机ID编码的你是0的4字节整数。也称为子网掩码代码。对于a、B和C网络，有其自己的默认掩码，即不划分子网时的掩码，如下图所示。7.2 IP协议和IP地址，7.2.3 IP数据包消息结构，版本字段：4位，IP协议版本号，当前为4。标头长度：4位，IP数据报的标头长度(32位)。服务类型字段：8位，定义优先级、波特率、吞吐量、可靠性等参数。总长度：16位数据单元(包括IP标头)的总长度(字节)。标识符：表示数据报或段数据的16位。旗标：3位数，资料图表是否为区段旗标。打折偏移字段：如果数据报拆分为两

8、个或多个段，则段偏移字段指示该段距传递的初始数据报的偏移。因此，牙齿字段表示整个数据报中段的位置。寿命字段：8位，允许数据报在网络之间传输的生存时间。协议字段：8位，发送数据报的父协议。标头校验和：16位，仅用于标头检查。源地址和目标地址字段：每个地址表示网络和网络中的一台主机。7.2 IP协议和IP地址，IP路由主要包括7.2.4 IP包选择、路由表搜索，以及查找与目标IP地址完全匹配的表。浏览路由表以查找与目标网络编号匹配的表条目。搜索路由表以查找标记为“默认值”的表条目。完全主机地址匹配在网络编号匹配之前完成。仅当全部失败时，才选择默认路径。主路由和下一站路由器发送的ICMP间接消息(为

9、数据报选择了错误的主路径)是IP路由机制的强大功能。IP路由机制的另一个基本功能是将路由器分配给网络，而不是将路由器分配给每个主机。，MTU:网络最大传输单元。根据物理帧可以传输的数据量，徐璐指定其他上限。分割和重新配置：在MTU的小型网络中，将大型数据报分为较小的单元。牙齿的较小单位称为数据报或分段，划分数据报的过程称为分段或分段。下图显示网络1和3的MTU为1500，网络2的MTU为620。当主机A与主机B通信时，路由器R1从A发送到B的长数据报碎片，路由器R2从B发送到A的长数据报碎片。重建数据报：有两种茄子方法。一种是通过网络后重建零散的数据报。而是在到达目标主机后重新配置。TCP/I

10、P实现使用后一种方法。数据标头中的ID、标志和片段变位三个字段用作控制片段和重组。7.2 IP协议和IP地址，7.2.6 IP分区和重新配置，7.2 IP协议和IP地址，ARP/RARP协议简介：IP地址和硬件地址(MAC地址)之间的相互分析ARP/RARP标头结构，7协议类型字段：表示发件人提供的高级协议类型，iii硬件地址长度和协议长度：指示硬件地址和高级协议地址的长度，使ARP消息可用于所有硬件和所有协议的网络。操作字段：用于指示牙齿消息的类型。ARP请求为1，ARP响应为2，RARP请求为3，RARP响应为4。7.2 IP协议和IP地址，ARP工作原理：每个主机在其ARP缓冲区(ARP

11、缓存)中创建一个ARP列表，表示IP地址和MAC地址之间的对应关系。如果需要将数据包从源主机发送到目标主机，请首先验证自己的ARP列表中是否有与该IP地址对应的MAC地址，如果有，请直接转发。否则，在本地网络段启动ARP请求广播数据包，查询目标主机的MAC地址。当网络上的所有主机收到牙齿ARP请求时，验证数据包的目标IP是否与自己的IP地址匹配。否则，牙齿数据包将被忽略。如果相同，主机首先将发件人的MAC地址和IP地址添加到其自己的ARP列表中，如果有关该IP的信息已存在于ARP表中，则复盖该信息，然后将ARP响应包发送给源主机，通知其这是需要查找的MAC地址。源主机收到牙齿ARP响应包后，将

12、生成的目标主机的IP地址和MAC地址添加到其ARP列表中，并使用牙齿信息开始发送数据。如果源主机未继续收到ARP响应包，则表示ARP查询失败。7.2.6 IP层协议实例，7.2 IP协议和IP地址，RARP工作原理：反向ARP协议。也就是说，从在硬件地址中查找逻辑地址的传输主机发送本地RAP广播。牙齿广播软件包声明自己的MAC地址，并请求为收到请求的RAP服务器分配IP地址。当本地网络段中的RAP服务器收到牙齿请求时，它将检查相应的RAP列表，以查找与MAC地址相对应的IP地址。如果存在，RARP服务器会将响应包发送到源主机，并将牙齿IP地址提供给其他主机。如果不存在，RARP服务器不会对此做

13、出任何响应。源主机从RARP服务器收到响应信息后，将使用生成的IP地址进行通信。如果未继续收到RARP服务器的响应信息，则表示初始化失败。7.2.6 IP层协议实例，7.2 IP协议和IP地址，ICMP协议：通过属于IP协议和OSI的网络层传递通信问题消息，进行故障隔离和故障恢复。ICMP消息格式如下图所示。7.2.6 IP层协议实例，类型：标识ICMP消息的第一个字段，即生成的错误消息。代码：进一步限制ICMP消息的生成。牙齿字段用于查找错误的原因。校验和：存储ICMP使用的校验和值。未使用：保留字段供将来使用，并将起始值设置为0。，7.2 IP协议和IP地址，ICMP协议提供的诊断消息类型

14、如下表所示。7.2.6 IP层协议实例、7.2 IP协议和IP地址，实例分析ping一词源于声纳定位操作，以测试其他主机是否可以到达。牙齿程序将ICMP回显请求消息发送到主机，并等待返回ICMP回显响应。ICMP回显请求和回显响应消息如下图所示。在7.2.6 IP层协议实例、主机100 . 0 . 6 . 46 ping主机218.56.46.2上，通过捕获工具进行的快照可以更清楚地理解上述内容。7.2 IP协议和IP地址，实例分析，7.2.6 IP层协议实例，图1 PING回显请求和回显响应，图2 Ping回显请求消息，图2 Ping回显响应消息，7.2 IP协议和IP地址，实例分析，7.使

15、用的IP协议编号为1。Ping回显请求消息的ICMP类型字段值为8，回显响应消息的ICMP类型字段值为0。TTL(实时)为249。回显延迟在文件包的时间戳字段中相减。下图显示了第一个回显响应如何获得时间值。同时，我们可以知道向延迟(time)牙齿ping主机发送消息所需的总时间。(a)回显请求时间戳，(b)回显响应时间戳回显延迟=762-609=153毫秒，7.1，7.2，TCP/Ping概述缓冲到数据流虚拟电路连接的传输非结构化数据流全双工连接，用于标识从TCP源端发送到TCP目标端的数据字节流。表示牙齿消息段中第一个数据字节的顺序号。确认号码：占用32位。确认编号字段仅在ACK标志为1时有效。标头长度：占用4位。显示报告标题中的32位单词数表示数据实际开始的位置。标志位(u、a、p、r、s、f):占6位。您可以同时将其中几个设定为1。URG: 1表示费翔指针有效。ACK: 1表示确认编号有效。PSH: 1是具有PUSH标志的数据，指示接收方应尽快向应用程序层提交牙齿消息段，而不是等待缓冲区满。RST:用于重置由于主机崩溃或其他原因而导致错误的连接。SYN:表示连接设置和序列号同步的连接请求的同步序列号。接脚：中断连接。1表示发件人不再发送数据