1、DP100002 TCP/IP協議與子網劃分 ISSUE 1.0InternalPage 1前 言TCP/IP協議棧是構建Internet的基礎Page 2學習指南TCP/IP協議棧分層結構以及各層功能，需要深刻理解IP地址分類與子網劃分，必須掌握網絡測試工具，了解并會使用Page 3參考資料TCP/IP 協議卷Page 4學習完此課程，您將會：了解TCP/IP協議棧與OSI 參考模型的區別與聯系了解TCP/IP協議棧各層的功能掌握IP地址的分類和子網劃分目 標Page 5第1章 TCP/IP協議與OSI參考模型第2章 IP地址分類與子網劃分內容介紹Page 6TCP/IP協議和OSI參考模型

2、TCP/IP協議棧具有簡單的分層設計，與OSI參考模型有清晰的對應關系。應用層表示層會話層傳輸層網絡層數據鏈路層物理層應 用 層傳輸層網絡層7654321物理層數據鏈路層OSI參考模型TCP/IPPage 7TCP/IP協議棧的封裝過程 用戶數據用戶數據Appl首部 應用數據Tcp首部Ip首部 應用數據Tcp首部以太網首部 應用數據Tcp首部Ip首部以太網首部TCP段IP數據報14 20204以太網幀46-1500字節應用程序 TCP IP以太網驅動程序Page 8TCP/IP協議數據封裝方式TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69SEGMENTIP PACKETSFRAMES

3、BITSPage 9TCP/IP協議棧HTTP、Telnet、FTP、TFTP、Ping、etcTCP/UDPARP/RARPIPIGMP ICMPEthernet、802.3、PPP、HDLC、FR、etc接口和線纜應用層傳輸層網絡層 數據鏈路層提供應用程序網絡接口建立端到端連接尋址和路由選擇物理介質訪問二進制數據流傳輸 物理層Page 10傳輸層協議概述應用層傳輸層網絡層網絡接入層TCPUDPPage 11TCP/UDP報文格式0816243116位源端口16位目的端口32位序列號32位確認號URGACKPSHRSTSYNFIN首部長度保留(6位)16位窗口大小16位TCP校驗和16位緊急

4、指針選項數據0816243116位源端口16位目的端口16位UDP校驗和數據UDP報文格式TCP報文格式16位UDP長度Page 12端口號 傳輸層協議用端口號來標識和區分各種上層應用程序。HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP 數 據 包套 接 字8020/2123255369161Page 13TCP連接clientserverSYN(seq=a)SYN(seq=b,ack=a+1)ACK(seq=b+1)Page 14斷開TCP連接clientserverFIN(seq=a)ACK(seq=a+1)FIN(seq=b,ack=a+1）ACK(seq=b+

5、1)Page 15滑動窗口需要修改窗口大小發送數據太快了！len 1024win4096len 1024win4096len 1024win4096ack 4097win2048len 1024win4096len 1024win4096ack 6145win2048len 1024win4096len 1024win4096len 1024win4096Page 16網絡層協議概述網絡接入層應用層傳輸層網絡層 IP ARP RARP ICMP Page 17IP報文格式版本報文長度服務類型總 長 度標 識 符標志片 偏 移生存時間協 議報 頭 校 驗 和源 IP 地 址目 的 IP 地 址I

6、P 選 項Page 18ARP地址解析協議需要的MAC地址？IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-11IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-12ARP Request?ARP Reply 對應的MAC：00-E0-FC-00-00-12Page 19RARP反向地址解析協議我的IP地址是什么？無盤工作站RARP ServerRARP Request?RARP Reply你的IP地址是Page 20ICMP協議B可達嗎？ICMP Echo RequestICMP Echo Reply我在。ABPage 21網絡層常見物理設備 路由器Page 22數據鏈路層數據鏈路層是OS

7、I參考模型的第二層，在物理層基礎上向網絡層提供服務數據鏈路層為物理鏈路上提供可靠的數據傳輸局域網的數據鏈路層協議有以太網、令牌環網等廣域網數據鏈路層協議有PPP、HDLC、Frame Relay等Page 23 數據鏈路層功能 幀同步功能 差錯控制功能 流量控制功能 鏈路管理功能1物 理 層2數據鏈路層4傳 輸 層3網 絡 層5會 話 層7應 用 層6表 示 層Page 24幀同步功能幀同步是指能夠從接收到的比特流中明確地區分出數據幀的起始與終止的地方常見幀同步的方法有： 字節計數法 字符填充的首尾定界符法 比特填充的首尾定界符法 違法編碼法Page 25流量控制和鏈路管理流量控制功能不是只有

8、數據鏈路層才提供流量控制功能是控制發送方發送數據的速率鏈路管理是指數據鏈路層連接的建立、維持和釋放Page 26LAN數據鏈路層標準IEEE 802制定了系列局域網標準IEEE802.3： 以太網IEEE802.4：令牌總線IEEE802.5：令牌環IEEE802.11：無線局域網IEEE802標準涵蓋了物理層和數據鏈路層Page 27WAN數據鏈路層標準WAN服務通常由電信運營商提供WAN數據鏈路層標準包括：HDLCPPPX.25Frame RelayPage 28數據鏈路層常見設備 交換機Page 29物理層物理層位于OSI參考模型的最底層，它直接面向實際承擔數據傳輸的物理媒體(即信道)。

9、物理層的傳輸單位為比特。物理層是指在物理媒體之上為數據鏈路層提供一個原始比特流的物理連接。物理層協議規定了與建立、維持及斷開物理信道所需的機械的、電氣的、功能性的和規程性的特性。其作用是確保比特流能在物理信道上傳輸。Page 30物理層的功能為數據端設備提供傳送數據的通路,數據通路可以是一個物理媒體,也可以是多個物理媒體連接而成.一次完整的數據傳輸,包括激活物理連接,傳送數據,終止物理連接. 傳輸數據.物理層要形成適合數據傳輸需要的實體,為數據傳送服務.一是要保證數據能在其上正確通過，二是要提供足夠的帶寬(帶寬是指每秒鐘內能通過的比特(BIT)數),以減少信道上的擁塞.傳輸數據的方式能滿足點到

10、點,一點到多點,串行或并行,半雙工或者全雙工，同步或異步傳輸的需要 . Page 31常見的物理層接口10M以太網接口100M以太網接口1000M以太網接口Page 3210M以太網接口10Base-T目前使用最廣泛的局域網標準之一使用雙絞線作為物理傳輸介質10Base5曾經廣泛應用于主干局域網使用粗同軸電纜作為物理傳輸介質 10Base2使用細同軸電纜作為物理傳輸介質Page 3310Base-T的物理介質3類雙絞線4類雙絞線5類雙絞線超5類雙絞線6類雙絞線有屏蔽與非屏蔽之分均為8芯電纜雙絞線的類型由單位長度內的絞環數確定Page 345類雙絞線的線序直連網線交叉網線Side 1Side 2

11、Side 11=白/橙2=橙3=白/綠4=藍5=白/藍6=綠7=白/棕8=棕Side 2Side 1Side 2Side 1Side 21=白/橙2=橙3=白/綠4=藍5=白/藍6=綠7=白/棕8=棕1=白/橙2=橙3=白/綠4=藍5=白/藍6=綠7=白/棕8=棕1=白/綠2=綠3=白/橙4=藍5=白/藍6=橙7=白/棕8=棕Page 35100M以太網接口100Base-TX物理介質采用5類以上雙絞線網段長度最多100米100Base-FX物理介質采用單模光纖，網段長度可達10公里物理介質采用多模光纖，網段長度最多2000米快速以太網由IEEE 802.3u標準定義Page 361000M以

12、太網接口1000Base-T物理介質采用5類以上雙絞線，網段長度最多100米1000Base-F物理介質采用多模光纖，網段長度最多500米IEEE 802.3z和802.3abPage 37設備連接方式Page 38第1章 TCP/IP協議與OSI參考模型第2章 IP地址分類與子網劃分內容介紹Page 39二進制與十進制的轉化111111111286432168421十進制總合為2558bitPage 40二進制與十進制之間的轉化27262524232221201286432168421111010011*1281*641*320*161*80*40*21*164320233010128+8例

13、子：Page 41IP地址的進制轉化IP地址：1 字節（8位） 字節（8位） 字節（8位） 字節（8位） 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 等于 192 168 1 11Page 42IP地址介紹IP地址唯一標示一臺網絡設備私有IP地址55 5555 1144Page 4355 55 5555IP地址分類55Page 44特殊IP地址網絡部分主機部分地址類型用 途12

14、7any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”網絡地址代表一個網段廣播地址特定網段的所有節點環回地址環回測試廣播地址本網段所有節點所有網絡華為Quidway路由器用于指定默認路由Page 45子網掩碼介紹網絡設備使用子網掩碼（subnet masking）決定IP地址中哪部分為網絡部分，哪部分為主機部分。子網掩碼使用與IP地址一樣的格式。子網掩碼的網絡部分和子網部分全都是1，主機部分全都是0。缺省狀態下，如果沒有進行子網劃分，A類網絡的子網掩碼為，B類網絡的子網掩碼為，C類網絡子網掩碼為。利用子網，網絡地址的使用會更有效。對外 仍為一個網絡，對內部而言，則分為不同的子網。Page 46網

15、絡地址與子網掩碼IP地址：192 . 168 . 1. 100子網掩碼：網絡地址：192 . 168 . 1. 0255.255.255. 0Page 47子網掩碼的表示方法IP地址子網掩碼子網掩碼比特數子網掩碼表示 255 . 255 . 255 . 24011111111 11111111 11111111 11110000 192 . 168 . 1 . 711000000 10101000 00000001 000001118 + 8 + 8+ 4 = 28/28Page 48網絡地址的計算 IP地址子網掩碼網絡地址(二進制)網絡地址/28 255 . 255 . 255 . 2401

16、1111111 11111111 11111111 11110000 192 . 168 . 1 . 711000000 10101000 0000011000000 10101000 00000001 00000000IP地址為: /19Page 49主機數的計算主機數為： 2n可用主機數為 : 2n - 2子網掩碼N網絡位主機位1111111111111100000000000000Page 50主機數計算舉例IP地址為：00/28 /28=40該子網掩碼二進制表示為：， 28bits 網絡位4bits主機位主機總數為： 24 可用主機數為: 24 -2Page 51子網數計算舉例IP地址為：00/28 /28=40該子網掩碼二進制表示為：， 28bits 網絡位4bits主機位子網總數為： 28-4可用子網數為: 28-4-2Page 52無子網編址無子網編址是指使用自然掩碼，不對網段進行細分。比如B類網段，采用作為掩碼。/16/16/16Page 53帶子網編址B類網