第4 TCPIP協(xié)議

1、第第4章章 tcp/ip協(xié)議協(xié)議 本章內(nèi)容 4.1 tcp/ip協(xié)議層次模型與各層主要協(xié)議協(xié)議層次模型與各層主要協(xié)議 4.2 ip地址地址 4.3 子網(wǎng)與超網(wǎng)子網(wǎng)與超網(wǎng) 4.4 配置配置tcp/ip屬性屬性 4.5 ip路由協(xié)議路由協(xié)議 4.6 端口與進程通信端口與進程通信 4.7 ipv6 4.8 tcp/ip常用命令常用命令4.1 tcp/ip協(xié)議層次模型與各層主要協(xié)議協(xié)議層次模型與各層主要協(xié)議4.1.1 tcp/ip層次結(jié)構(gòu)的劃分層次結(jié)構(gòu)的劃分4.1.2 互連層主要協(xié)議互連層主要協(xié)議4.1.3 傳輸層主要協(xié)議傳輸層主要協(xié)議4.1.4 應(yīng)用層主要協(xié)議應(yīng)用層主要協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用4.1

2、.1 tcp/ip層次結(jié)構(gòu)的劃分層次結(jié)構(gòu)的劃分計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1tcp/ip的層次結(jié)構(gòu)應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)接口層互連層傳輸層應(yīng)用層圖4-1 tcp/ip與osi參考模型的比較計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2各層的作用1）網(wǎng)絡(luò)接口層主要任務(wù)是在一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的不同節(jié)點之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)幀。在這個層次上tcp/ip沒有定義任何協(xié)議，而是利用了其他網(wǎng)絡(luò)的低層協(xié)議。2）互連層互連層的主要任務(wù)是：通路由選擇將ip分組從源主機送到目的主機，包括5個協(xié)議。3）傳輸層負責(zé)在兩個通信的主機之間建立端到端的進程間的通信。提供兩種類型的服務(wù)，一種是面向連接的可靠的服務(wù)（tcp），一種是面向無連

3、接的不可靠的服務(wù)（udp）。4）應(yīng)用層提供了豐富的應(yīng)用層協(xié)議，為用戶訪問網(wǎng)絡(luò)提供接口。4.1.2 互連層主要協(xié)議互連層主要協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1ip協(xié)議ip協(xié)議的主要作用是：盡力而為的將ip分組從發(fā)送端主機通過互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境送達接收端主機。ip協(xié)議的作用體現(xiàn)在以下幾個方面。1）ip協(xié)議規(guī)定了全網(wǎng)通用的地址格式，并在統(tǒng)一機構(gòu)管理下進行地址分配，保證一個ip地址對應(yīng)一臺主機。2）ip協(xié)議采用數(shù)據(jù)報交換方式。3）ip協(xié)議為傳輸層提供盡力而為的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，不保證ip分組一定送達，也不負責(zé)處理傳輸中的錯誤，發(fā)現(xiàn)錯誤的分組就丟棄，分組的重新組裝和糾錯問題都交給傳輸層去解決。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2arp協(xié)

4、議1）arp協(xié)議的作用將ip地址轉(zhuǎn)換為物理地址。這里的ip地址指的是為到達最終的目的主機，路由器或網(wǎng)關(guān)所指定的下一站的ip地址，物理地址也是下一站ip所對應(yīng)的物理地址。arp的解析，只能在一個局域網(wǎng)內(nèi)完成。圖4-2 arp的作用網(wǎng)絡(luò)接口層數(shù)據(jù)鏈路層ip層物理層主 機a主機br1tcp層數(shù)據(jù)鏈路層ip層物理層tcp層數(shù)據(jù)鏈路層ip層物理層a2b1b2a1應(yīng)用層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口層lan1lan2根 據(jù) i p地 址 尋址需要與i p地 址對應(yīng)的物理地址計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2）arp協(xié)議的原理主機需要與任何其他計算機或路由器進行通信時，首先要查詢本地arp高速緩存，如果arp高速緩存中存在這個ip地址

5、及其對應(yīng)的物理地址，解析便告完成.如果arp高速緩存中沒有該ip地址，那么arp便在lan上發(fā)出一個廣播，“你們誰的ip地址是*？請把你的物理地址告訴我”，lan上的每一臺主機或路由器均要查看arp請求中包含的ip地址，如果該ip地址與某一臺主機或路由器的ip地址一致，那么該主機或路由器便生成一個arp應(yīng)答信息，信息中包含了與ip地址對應(yīng)的物理地址。然后源主機arp將ip地址與物理地址的組合添加到它的高速緩存中，以便以后查詢。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用3rarp協(xié)議rarp是反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議。當物理地址已知，但ip地址不知道時，則使用rarp解析。4internet控制信息協(xié)議internet控制信

6、息協(xié)議的作用是向源主機報告差錯。送往遠程計算機的數(shù)據(jù)要經(jīng)過一個或多個路由器，這些路由器在將信息發(fā)送到它的最終目的地的過程中會遇到一系列問題，如分組是否到達目的主機？在傳輸過程中出現(xiàn)了哪些差錯？路由器使用icmp信息將這些問題通知源主機。5多播協(xié)議（igmp）igmp協(xié)議是一個支持多播的協(xié)議，它運行在路由器上，用于幫助多播路由器識別加入到一個多播組的成員主機，并將組成員信息轉(zhuǎn)發(fā)給其他多播路由器。4.1.3 傳輸層主要協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1tcp協(xié)議1）協(xié)議概述tcp協(xié)議是面向連接的協(xié)議，發(fā)送數(shù)據(jù)之前通信雙方要建立連接，通信結(jié)束要拆除連接；tcp協(xié)議通過確認和超時重傳機制保證數(shù)據(jù)傳輸可靠，若收

7、到正確的幀，就給發(fā)送方發(fā)送“確認信息”，若發(fā)送方在規(guī)定的時間內(nèi)沒有收到“確認”信息就重發(fā)數(shù)據(jù)；tcp還提供流量控制功能。tcp協(xié)議為應(yīng)用層要求傳輸可靠的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2）tcp協(xié)議的工作過程（1）建立連接tcp在發(fā)送方和接收方之間經(jīng)過三次數(shù)據(jù)交換來建立連接主機a主機bb主機a主機bb.我想與你建立連接，我的初始序號是x.同意與你建立連接，我的初始序號是y.那我們開始吧，本報文的序號是x+1我發(fā)送的當前報文序號是x+2,準備收你的y+1號報文，請回答。我發(fā)送的當前報文號是y+1,準備收你的x+3號報文，請回答。（2）數(shù)據(jù)傳輸tcp的數(shù)據(jù)傳輸過程是一系列的發(fā)送確認過程計

8、算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用主機a主機bb.我的數(shù)據(jù)傳輸完畢，想與你拆除連接。.我知道了你的意思。.繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。.數(shù)據(jù)傳輸完畢，拆除連接吧。.好，拆除連接圖4-5 tcp拆除連接的過程（3）拆除連接在數(shù)據(jù)傳輸完成后要拆除連接。tcp采用“文雅”釋放的方法來拆除連接計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（4）tcp的差錯控制。tcp協(xié)議采用檢錯、確認和超時機制實現(xiàn)差錯控制，發(fā)送端發(fā)送報文后開始計時，接收端收到報文后檢查錯誤，若發(fā)現(xiàn)錯誤就將報文丟棄，若正確就向發(fā)送端發(fā)回確認信息，若發(fā)送方在規(guī)定時間內(nèi)沒有收到確認信息就將該報文重發(fā)一遍。（5）tcp的流量控制。為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，tcp協(xié)議允許發(fā)送方連續(xù)發(fā)送多個報文，而不

9、需要接收方逐個報文的加以確認，接收方只要確認x號報文正確收到，就意味著x號以前的報文都正確收到。tcp采用滑動窗口（一個窗口代表一個數(shù)據(jù)段）的方法對發(fā)送端允許發(fā)送數(shù)據(jù)的最大數(shù)量和接收端允許接收數(shù)據(jù)的最大數(shù)量進行調(diào)整。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2udp協(xié)議udp協(xié)議向應(yīng)用層提供面向無連接無確認的服務(wù)在發(fā)送數(shù)據(jù)時，不需要和接收方建立連接在數(shù)據(jù)傳輸過程中不需要接收方給予確認udp也不負責(zé)重發(fā)丟失或錯誤的報文對收到的亂序報文也沒有重組能力但是udp協(xié)議由于免去了建立與拆除連接的過程和繁瑣的發(fā)送確認過程，傳輸效率高。4.1.4 應(yīng)用層主要協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（1）虛擬終端協(xié)議telnet（2）文件傳輸協(xié)議

10、ftp（3）簡單郵件傳輸協(xié)議smtp（4）域名系統(tǒng)dns（5）超文本傳輸協(xié)議http（6）郵局協(xié)議pop（7）簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議snmp4.2 ip地址地址4.2.1 物理地址與物理地址與ip地址地址4.2.2 ip地址的組成與分類地址的組成與分類4.2.3 特殊地址與保留地址特殊地址與保留地址4.3.4 ip地址的管理與分配地址的管理與分配計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用4.2.1 物理地址與物理地址與ip地址地址計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用每個主機都有一個可識別的地址，這個地址叫物理地址。物理地址不包含位置信息。物理地址固化在網(wǎng)卡上，是網(wǎng)卡制造商在制造網(wǎng)卡時寫進去的，一旦寫入就不能更改在局域網(wǎng)以及小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)互

11、連情況下，使用物理地址尋址在大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)互連中，用物理地址尋址效率太低，所以引入ip地址。ip地址帶有位置信息，它表達了兩個信息，一個是主機所屬的網(wǎng)絡(luò)號，一個是主機在網(wǎng)絡(luò)中的編號。ip地址尋址時先尋網(wǎng)絡(luò)號，到達目的網(wǎng)絡(luò)后再尋主機號，尋址效率高計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用物理地址和ip地址的區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）ip地址是網(wǎng)絡(luò)層的地址，物理地址是數(shù)據(jù)鏈路層的地址；（2）ip地址帶有位置信息（網(wǎng)絡(luò)號），物理地址沒有位置信息，僅僅是一個標識符；（3）當一個主機插上一塊網(wǎng)卡后，這個主機的物理地址就確定了，一般是不能更改的，與物理地址不同，ip地址是用戶根據(jù)需要人為指定的，理論上講，是可以隨意更改的，當

12、然這種更改是以不與其他主機地址沖突和不影響主機正常工作為前提的；（4）物理地址的表示方法隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不同而不同，不同類型的網(wǎng)絡(luò)物理地址的編址方案是不同的，而ip地址是全網(wǎng)統(tǒng)一編址的，不管具體的物理網(wǎng)絡(luò)如何，在互聯(lián)網(wǎng)上都使用ip地址標識主機。4.2.2 ip地址的組成與分類地址的組成與分類計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1ip地址的組成在ip v4編址方案中，ip地址由32位的二進制組成這32為二進制數(shù)被分為4組，每組8位，各組之間用“.”分割為便于表示，將每組二進制數(shù)寫成十進制數(shù)。例如：一個ip地址的二進制表示為：10000010 . 00001001 . 00010000 . 0001000用十進制數(shù)表

13、示為：ip地址由兩個部分組成網(wǎng)絡(luò)號，用于標識主機所屬的網(wǎng)絡(luò)主機號，用于標識該主機是網(wǎng)絡(luò)中第幾號主機網(wǎng)絡(luò)號主機號計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2ip地址的分類a類地址 0 xxxxxxx yyyyyyyy yyyyyyyy yyyyyyyy網(wǎng)絡(luò)號8位 主機號24位b類地址 10 xxxxxx xxxxxxxx yyyyyyyy yyyyyyyy網(wǎng)絡(luò)號16位主機號16位c類地址 110 xxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx yyyyyyyy網(wǎng)絡(luò)號24位主機號8位ip地址的第一組數(shù)在1126之間共有126個網(wǎng)絡(luò)號每個網(wǎng)絡(luò)最多可提供大約16777214個主機地址ip地址的第一組數(shù)在

14、128191之間共有16384個網(wǎng)絡(luò)號每個網(wǎng)絡(luò)可提供65534 個主機地址ip地址的第一組數(shù)在192223之間共有2097152個網(wǎng)絡(luò)號每個網(wǎng)絡(luò)可提供254個主機地址計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用3ip地址的分配每個聯(lián)網(wǎng)的主機至少插一塊網(wǎng)卡，那么它至少有一個ip地址ip地址是按網(wǎng)絡(luò)接口分配的如果主機中插入了兩個網(wǎng)卡，它就有了兩個網(wǎng)絡(luò)接口，則每塊網(wǎng)卡都需要指定一個ip地址路由器是網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，它至少要有兩個接口，以連接兩個或兩個以上的網(wǎng)絡(luò)，因此一個路由器要擁有兩個以上的ip地址，路由器的每一個端口都至少擁有一個ip地址同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機要分配相同的網(wǎng)絡(luò)標識號，同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的不同主機必須分配不同的主機號，以

15、區(qū)分主機不同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每臺主機必須具有不同的網(wǎng)絡(luò)標識號，但是可以具有相同的主機標識號計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用圖4-9 ip地址分配r4.2.3 特殊地址與保留地址特殊地址與保留地址計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1特殊的ip地址。ip地址中網(wǎng)絡(luò)號全為0或全為1、主機號全為0或全為1的地址都被賦予了特殊的意義，不能用于主機使用。（1）如果網(wǎng)絡(luò)地址為127，主機地址任意，用于做循環(huán)測試（2）如果主機地址為全1，是一個網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)的廣播地址。（3）如果主機地址為

16、全0，為網(wǎng)絡(luò)地址或子網(wǎng)地址（4）如果32位全1，為受限廣播地址（5）如果網(wǎng)絡(luò)號全0，表示這個網(wǎng)的這個主機地址（6）如果網(wǎng)絡(luò)號全1，表示這個網(wǎng)絡(luò)上的特定主機地址計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2保留ip地址網(wǎng)絡(luò)類型地址范圍網(wǎng)絡(luò)總數(shù)a541b5416c54256為了便于各組織在組織內(nèi)部使用tcp/ip協(xié)議組網(wǎng)，iana（因特網(wǎng)地址分配管理局）保留了一批ip地址，供內(nèi)部組網(wǎng)使用，這些地址不需要申請，可以直接使用。但這些地址只能在局域網(wǎng)內(nèi)部使用，不能出現(xiàn)在internet上4.3.4

17、 ip地址的管理與分配地址的管理與分配計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1ip地址的管理機構(gòu)為了使internet上的每一個主機都得到一個唯一的ip地址，ip地址由統(tǒng)一的機構(gòu)來規(guī)劃，分級管理。目前ip地址的管理機構(gòu)分三個層次。第一層次是icann第二層次是地區(qū)nic，由三大區(qū)域性ip地址分配機構(gòu)組成。（1）arin。負責(zé)北美、南美、加勒比以及非洲撒哈拉部分的ip地址分配。（2）ripe。負責(zé)歐洲、中東、北非、西亞部分地區(qū)。（3）apnic。負責(zé)亞洲、太平洋地區(qū)。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用第三層次是國內(nèi)nic，如中國的cnnic，負責(zé)為我國的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商（isp）和網(wǎng)絡(luò)用戶提供ip地址和as（自治系統(tǒng)）號碼的分配管理

18、服務(wù)。機構(gòu)代碼機構(gòu)全稱服務(wù)器地址負責(zé)區(qū)域internic 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心美國及其他地區(qū)apnic亞洲與太平洋地區(qū)網(wǎng)絡(luò)信息中心東亞、南亞、大洋洲r(nóng)ipe歐州ip地址注冊中心歐洲、北非、西亞地區(qū)cnnic中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心w中國（除教育網(wǎng)內(nèi)）cernic中國教育與科研網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息中心中國教育網(wǎng)內(nèi)arin美國internet號碼注冊中心北美、撒哈拉沙漠以南非洲計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2申請ip地址我國的ip地址申請分為兩級結(jié)構(gòu)：isp向各級網(wǎng)絡(luò)信息中心申請普通用戶再向isp申請。下面以學(xué)校向中國教育與科研計算機網(wǎng)絡(luò)（cernet）申請ip地址為例，簡單介紹ip地址申請過程。1）需要提供的材料（1）單位

19、申請證明，需單位蓋章，一式兩份；（2）完整、正確的ip申請表；（3）正確的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖；其中，ip地址申請表的內(nèi)容包括：（1）單位規(guī)模介紹：單位簡介、機構(gòu)設(shè)置、師資規(guī)模、學(xué)生分布等；（2）校園網(wǎng)建設(shè)規(guī)模：校園網(wǎng)規(guī)劃、聯(lián)網(wǎng)樓群、院系；信息點分布；地址配置策略等；（3）項目資金支持說明：項目來源；資金數(shù)量、來源；（4）本次申請的地址的用途描述；（5）聯(lián)網(wǎng)設(shè)備詳細清單：設(shè)備名稱、型號、數(shù)量；計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2）ip申請的程序（1）用戶在http:/ 分配地址后以電子郵件方式通知地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心和cernet用戶部，地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心通知用戶。4.3 子網(wǎng)與超網(wǎng)子網(wǎng)與超網(wǎng)4.3.1 子網(wǎng)與子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)與子網(wǎng)掩

20、碼4.3.2 子網(wǎng)劃分子網(wǎng)劃分4.3.3 超網(wǎng)與超網(wǎng)與cidr技術(shù)技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用4.3.1 子網(wǎng)與子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)與子網(wǎng)掩碼計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1子網(wǎng)的概念一個邏輯網(wǎng)絡(luò)號包含的主機數(shù)量是大量的一個單獨的物理網(wǎng)絡(luò)可能沒有這樣多的主機，這將導(dǎo)致ip地址浪費。可以在邏輯網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部劃分子網(wǎng)，讓一個子網(wǎng)號對應(yīng)于一個物理網(wǎng)絡(luò)，讓多個物理網(wǎng)絡(luò)共同使用一個網(wǎng)絡(luò)號例如，某公司四個分布于不同位置的物理網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)大約有20臺左右的計算機，如果為每個物理網(wǎng)絡(luò)申請一個c類網(wǎng)絡(luò)地址，這顯然非常浪費（因為c類網(wǎng)絡(luò)可支持254個主機地址），而且還會增加路由器的負擔（路由表記錄增多），這時就可以考慮只申請一個網(wǎng)絡(luò)號，然

21、后在一個網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部進一步劃分成若干個子網(wǎng)，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2子網(wǎng)的劃分方法可以從原來的主機地址中拿出幾位用于標識子網(wǎng)地址從主機號中拿出幾位做子網(wǎng)號？劃分幾個子網(wǎng)？網(wǎng)絡(luò)管理員可以根據(jù)本單位的實際需要來劃分，不需要向internet地址管理部門申請，劃分子網(wǎng)后，一個ip地址可以看成由三個部分組成：網(wǎng)絡(luò)號、子網(wǎng)號和主機號圖4-11 劃分子網(wǎng)后的ip地址的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)號主機號計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用3子網(wǎng)掩碼劃分子網(wǎng)后，因為每個子網(wǎng)都具有相同的網(wǎng)絡(luò)號，所以對于外部網(wǎng)絡(luò)和外部路由器來說沒有任何影響。對于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)來說，由于各個物理網(wǎng)絡(luò)都是獨立的網(wǎng)絡(luò)，他們之間也要靠路由器互連才能夠相互通信，而內(nèi)部物理網(wǎng)絡(luò)

22、的網(wǎng)絡(luò)號又是相同的，那么內(nèi)部路由器只能根據(jù)子網(wǎng)號來判斷一次通信是一個子網(wǎng)內(nèi)部的通信還是不同子網(wǎng)間的通信。為了讓路由器能夠正確的識別子網(wǎng)號，我們必須將子網(wǎng)的劃分方案告訴路由器，在tcp/ip協(xié)議中，用子網(wǎng)掩碼來表達子網(wǎng)劃分方案。子網(wǎng)掩碼也是由32位二進制數(shù)組成，但是規(guī)定網(wǎng)絡(luò)號部分和子網(wǎng)號部分全為1，主機號部分全為0。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用圖4-12 劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)互連 內(nèi)部網(wǎng)絡(luò) 外部網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)1子網(wǎng)n 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用路由器收到分組后，會將源主機的ip地址與子網(wǎng)掩碼做逐位相“與”（相乘），求出源主機的子網(wǎng)號，再將目的主機的ip

23、地址與子網(wǎng)掩碼逐位相“與”，求出目的主機的子網(wǎng)號，然后比較這兩個子網(wǎng)號是否相同，若相同就丟棄，否則就轉(zhuǎn)發(fā)。例例4.1：設(shè)源主機ip地址：， 子網(wǎng)掩碼是 目的主機ip地址：2 子網(wǎng)掩碼是判斷兩個主機是否屬于同一個子網(wǎng)？計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用因為子網(wǎng)號都是從靠近網(wǎng)絡(luò)號的部分來拿的，所以，子網(wǎng)掩碼有一定的規(guī)律，下面以c類網(wǎng)絡(luò)為例，說明子網(wǎng)號的位數(shù)與子網(wǎng)掩碼、有效子網(wǎng)數(shù)、每個子網(wǎng)有效主機數(shù)的關(guān)系。如表4-3。子網(wǎng)號的位數(shù)最后一個字節(jié)的子網(wǎng)掩碼（二進制）子網(wǎng)掩碼（十進制）劃分的有效子網(wǎng)數(shù)每子網(wǎng)有效主機地址數(shù)110

24、000000280-2110000009226231110000024630411110000401414511111000483066111111005262271111111054126081111111155-計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用劃分子網(wǎng)后，每個子網(wǎng)的第一個地址（主機號全0）為該子網(wǎng)的子網(wǎng)號每個子網(wǎng)的最后一個地址（主機號全1）為該子網(wǎng)的廣播地址所以，每個子網(wǎng)的有效主機地址是該子網(wǎng)所有

25、主機地址減2在沒有劃分子網(wǎng)的情況下，a、b、c類網(wǎng)絡(luò)默認的子網(wǎng)掩碼是：a類網(wǎng)絡(luò)：b類網(wǎng)絡(luò)：c類網(wǎng)絡(luò)：4.3.2 子網(wǎng)劃分計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用子網(wǎng)劃分一般經(jīng)過以下步驟：（1）根據(jù)物理網(wǎng)絡(luò)數(shù)，確定子網(wǎng)數(shù)；（2）根據(jù)需要的子網(wǎng)數(shù)，確定用幾位做子網(wǎng)號；（2）根據(jù)每個子網(wǎng)可以提供的主機數(shù)，判斷能否滿足物理網(wǎng)絡(luò)需要；（3）確定子網(wǎng)掩碼；（4）確定每個子網(wǎng)主機地址分布范圍。例例4.2：4.3.3 超網(wǎng)與cidr技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1）標準分類ip地址的局限性（1）分類ip地址分配方法會導(dǎo)致大量ip地址的浪費。（2）internet路由表幾

26、乎飽和（3）ip地址將被耗盡。1超網(wǎng)的概念計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用 張博編著 清華大學(xué)出版社cidr是幫助減緩ip地址耗盡和路由表增大問題的一項技術(shù)。cidr的基本思想是取消ip地址的分類結(jié)構(gòu)，將多個地址塊聚合在一起生成一個更大的網(wǎng)絡(luò)，以包含更多的主機。cidr允許以可變長掩碼的方式分配網(wǎng)絡(luò)中的主機地址數(shù)量cidr支持路由聚合，能夠?qū)⒙酚杀碇械脑S多路由條目合并為成更少的數(shù)目，因此可以限制路由器中路由表的增大。cidr有助于ipv4地址的充分利用。2） cidr的優(yōu)勢計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2cidr地址分配方法cidr地址采用“斜線記法”，如：/20，這里是ip

27、地址，/20代表掩碼中1的個數(shù)，稱為網(wǎng)絡(luò)前綴，意為32位ip地址中前20為為網(wǎng)絡(luò)標識，12（32-20）位為主機標識。在cidr地址分配方案中，地址是按“塊”分配的。具體地說, 整個世界被分為四個地區(qū)，每個地區(qū)分配一塊連續(xù)的c類地址: 歐洲:55北美:55中南美:55亞太地區(qū):55在各州內(nèi)部再進一步按塊劃分計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用這種分配方式的優(yōu)點是很明顯的（1）地址的分配是連續(xù)的（2）cidr使路由表的設(shè)置更容易。3cid

28、r地址分配舉例cidr地址分配的步驟一般是：（1）根據(jù)需要的地址數(shù)，計算需要的主機位數(shù)。（2）計算網(wǎng)絡(luò)前綴位數(shù)。（3）找到能夠使主機地址連續(xù)的位置分配。例例4.54.4 配置配置tcp/ip屬性屬性4.4.1 tcp/ip屬性屬性4.4.2 靜態(tài)配置靜態(tài)配置tcp/ip屬性屬性4.4.3 dhcp的基本原理的基本原理4.4.4 dhcp服務(wù)器的安裝與設(shè)置服務(wù)器的安裝與設(shè)置計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用4.4.1 tcp/ip屬性屬性計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用配置內(nèi)容描述ip地址本欄輸入該計算機的ip地址，用于在網(wǎng)絡(luò)上標識該主機，由32位二進制數(shù)組成，用點分十進制數(shù)表示，該地址可以是申請到得合法地址，也可以使用

29、保留地址。在一個公用的網(wǎng)絡(luò)中，需要由管理員指定，在私有的網(wǎng)絡(luò)中，用戶可以自行確定。子網(wǎng)掩碼表示子網(wǎng)劃分方案，描述32位的ip地址中，哪些位是屬于網(wǎng)絡(luò)標識，哪些位屬于主機標識，用于幫助路由器確定一個計算機屬于哪一個子網(wǎng)，并正確的選擇路由。默認網(wǎng)關(guān)通常是路由器的某個端口的ip地址。對于計算機而言，默認網(wǎng)關(guān)表示本計算機與本網(wǎng)以外的其他網(wǎng)絡(luò)（遠程網(wǎng)絡(luò)）的計算機通信時，數(shù)據(jù)包要交給哪一個路由器才能夠送達；當一臺計算機需要與其他網(wǎng)絡(luò)的計算機通信時，必須配置默認網(wǎng)關(guān)；若不與其他網(wǎng)絡(luò)的計算機通信，默認網(wǎng)關(guān)可以不回答。對于路由器而言，默認網(wǎng)關(guān)表示當在路由表中找不到所需的路徑信息時，交給哪個路由器去進一步尋址。d

30、ns服務(wù)器本欄輸入域名服務(wù)器的ip地址，當用戶在本計算機上鍵入一個要訪問的主機域名時，該域名將被送往域名服務(wù)器，通過域名服務(wù)器獲取目的計算機的ip地址。該地址由網(wǎng)絡(luò)管理員指定（本地域名服務(wù)器），也可以自己選擇dns服務(wù)器。4.4.2 靜態(tài)配置tcp/ip屬性計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用4.4.3 dhcp的基本原理的基本原理計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1問題的提出不是所有用戶都能正確的配置ip地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)等參數(shù)計算機經(jīng)常從一個子網(wǎng)移動到另一個子網(wǎng)時，其ip地址也要重新配置；在計算機數(shù)量眾多的場合下，如果每臺計算機都手工配置ip地址，不僅工作量很大，而且也容易配錯動態(tài)主機配置協(xié)議dhcp：可以自動為

31、用戶主機配置ip地址和相關(guān)參數(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（1）dhcp客戶機用廣播的方式向發(fā)出請求（2）網(wǎng)上所有dhcp服務(wù)器都向客戶機發(fā)出一個可提供ip地址的信息（單播）。dhcp客戶機選擇一個服務(wù)器（3）被選中的dhcp服務(wù)器向dhcp客戶機發(fā)送一個確認信息（4）客戶機收到確認信息就使用服務(wù)器的回復(fù)信息配置自己的tcp/ip屬性，并加入網(wǎng)絡(luò)。dhcp的工作原理計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用 張博編著 清華大學(xué)出版社圖4-17 dhcp工作原理dhcp服務(wù)器dhcp客戶機dhcp客戶機dhcp客戶機廣播單播地址池4.4.4 dhcp服務(wù)器的安裝與設(shè)置計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1安裝dhcp組件。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)

32、用2啟動dhcp控制臺計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用3定義dhcp作用域（1）建立作用域計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（2）輸入ip地址范圍。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（3）輸入排除地址范圍計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（4）設(shè)置租約期限計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（5）選擇是否【配置dhcp選項】計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（6）配置默認網(wǎng)關(guān)地址計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（7）配置dns服務(wù)器地址計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（8）配置wins服務(wù)器的地址計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（9）激活作用域計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用4配置保留地址通過設(shè)置保留地址可以確保dhcp客戶機永遠得到同一個ip地址計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用5配置dhcp客戶端4.5 ip路由協(xié)議4.5.1 ip

33、路由的相關(guān)概念路由的相關(guān)概念4.5.2 rip協(xié)議協(xié)議4.5.3 ospf協(xié)議協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用4.5.1 ip路由的相關(guān)概念路由的相關(guān)概念計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1自治系統(tǒng)所謂自治系統(tǒng)是指由一個獨立的管理實體控制的一組網(wǎng)絡(luò)和路由器。是一個有權(quán)自主地決定在本系統(tǒng)中應(yīng)采用何種路由協(xié)議的單位在internet上，為了便于交換路由信息，internet采用了“分層路由”的方法，即將網(wǎng)絡(luò)劃分成一個個的“自治系統(tǒng)”，先在自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由器間交換路由信息，再通過每個自治系統(tǒng)的“發(fā)言人”與其他自治系統(tǒng)交換路由信息。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議與外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議一個自治系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進行路由信息的交換的協(xié)

34、議典型的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議有路由信息協(xié)議rip和開放最短路徑協(xié)議ospf外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議egp兩個自治系統(tǒng)使用不同的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議時，自治系統(tǒng)間交換路由信息的協(xié)議主要的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議是邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議bgp內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議igp：計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用自治系統(tǒng)3主干路由器3igpigpigp自治系統(tǒng)1主干路由器1igpigpigp自治系統(tǒng)2主干路由器2igpigpigpbgpbgpbgp主干區(qū)域圖4-33 自治系統(tǒng)與路由選擇協(xié)議4.5.2 rip協(xié)議協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1rip協(xié)議原理路由信息協(xié)議rip也稱距離向量協(xié)議，根據(jù)經(jīng)過的路由站點數(shù)作為選擇路由的依據(jù)運行rip協(xié)議的路由器周期性（每隔30秒）地向物理連接上

35、相鄰的路由器發(fā)送路由刷新報文，其他路由器在接收到某個路由器的（v，d）報文后，按照最短路徑原則對各自的路由表進行刷新。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用rip路由器照以下規(guī)律更新路由表。（1）如果獲取到本路由器沒有的路由信息，則在本路由器增加這條新的路由信息（2）如果獲取到本路由器已經(jīng)存在的路由信息，若新獲取的路由距離比本路由器原來的距離短，則用新路徑更新原來的路徑，否則，保留原來的路徑。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用s1 e0s0 s1e0 s0 r1r

36、2r3目的網(wǎng)絡(luò)下一跳出口跳數(shù)e00s00目的網(wǎng)絡(luò)下一跳出口跳數(shù)s00s10目的網(wǎng)絡(luò)下一跳出口跳數(shù)s10e00初始路由表計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用目的網(wǎng)絡(luò)下一跳出口跳數(shù)e00s00s01目的網(wǎng)絡(luò)下一跳出口跳數(shù)s00s10s0s11目的網(wǎng)絡(luò)下一跳出口跳數(shù)s1040.0.0

37、.0e00s11目的網(wǎng)絡(luò)下一跳出口跳數(shù)e00s00s0s02目的網(wǎng)絡(luò)下一跳出口跳數(shù)s00s10s0s11目的網(wǎng)絡(luò)下一跳出口跳數(shù)s10e00s1s12經(jīng)過30秒后經(jīng)過60秒后計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2rip協(xié)議的特點（1）采用向量距離（v，d）算法，用跳數(shù)作為唯一的路由選擇度量標

38、準，沒有考慮鏈路帶寬等因素。（2）路由器間交換的路由信息量大，接力式的信息傳輸方式，導(dǎo)致信息傳播時延較長。（3）rip經(jīng)過的最長路徑是15個路由器（15跳），超過此數(shù)則認為該目的地址不能到達。（4）每30秒廣播一次路由更新數(shù)據(jù)。（5）rip版本1不支持可變長子網(wǎng)掩碼（vlsm）和不連續(xù)的子網(wǎng)，rip版本2支持vlsm和不連續(xù)的子網(wǎng)，并使用組播地址發(fā)送路由信息。4.5.3 ospf協(xié)議協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用在一個自治系統(tǒng)內(nèi)，運行ospf協(xié)議的路由器間要頻繁的交換路由信息，交換的路由信息包括本路由器與哪些路由器相鄰，以及鏈路狀態(tài)的度量等，最后生成鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫根據(jù)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，每個路由器都掌握

39、了該區(qū)域上所有路由器的鏈路狀態(tài)信息，也就等于了解了整個網(wǎng)絡(luò)的拓撲狀況。在此基礎(chǔ)上路由器利用“最短路徑優(yōu)先算法，獨立地計算出從本路由器到達任意目的地網(wǎng)絡(luò)的路由，并生成路由表。1ospf協(xié)議的工作原理計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用為了減少信息交換量，ospf協(xié)議引入“分層路由”的方法先將自治系統(tǒng)劃分成一個個的區(qū)域(area)，其中有一個區(qū)域為主干區(qū)域，用于連接其他區(qū)域，主干區(qū)域的路由器叫主干路由器，用于連接其他區(qū)域的路由器叫邊界路由器。主干區(qū)域負責(zé)在區(qū)域之間交換鏈路狀態(tài)信息。為了減少區(qū)域內(nèi)交換信息的數(shù)量，ospf協(xié)議在運行時要選舉一個指派路由器（dr），區(qū)域內(nèi)的所有路由器都只和指派路由器建立鄰居關(guān)系，指派路

40、由器負責(zé)收集區(qū)域內(nèi)的鏈路狀態(tài)信息，并發(fā)布給其他路由器。最后通過邊界路由器將本區(qū)域的鏈路狀態(tài)信息發(fā)布給主干區(qū)域，與其他區(qū)域交換鏈路狀態(tài)信息。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2ospf路徑選擇過程5210136431251510679493565413n6n7n5n4n2n1n3n9n8區(qū)域 區(qū)域 區(qū)域 r1r2r3r4r5r6r7r8r9r10r11r12r13r14r15r16主干區(qū)域 圖4-36 鏈路狀態(tài)拓撲結(jié)構(gòu)圖計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1r1r2r3r4r5r6r7r8r9r11r12r13r14r15r16234351510745541n6n7n5

41、n4n2n1n3n9n8圖4-37 r7到達各網(wǎng)絡(luò)的最短路徑計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用目的網(wǎng)絡(luò)下一路由目的網(wǎng)絡(luò)下一路由n1r6n6r9n2r6n7r9n3r6n8r8n4r6n9r8n5r6 r7的路由表計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用3ospf的特點（1）采用鏈路狀態(tài)算法，綜合考慮了距離、帶寬、延時等因素。（2）收斂快。由于采用了分層路由的思想，減少了通信量，使路由更新過程更快。（3）不會形成回路。（4）帶寬消耗少，由于ospf交換的是鏈路狀態(tài)信息，不是像rip那樣交換整個路由表，所以交換的信息量要少。ospf協(xié)議受到了大多數(shù)路由器廠商的支持，適合于大型網(wǎng)絡(luò)。4.6 端口與進程通信4.6.1 進程通信基本概念

42、進程通信基本概念4.6.2 端口概念與常用端口計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用4.6.1 進程通信基本概念進程通信基本概念計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用兩個主機之間的通信，最終是兩個主機上的應(yīng)用進程間的通信進程1tcp網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層udp進程n 進程1tcp網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層udp進程n 4.6.2 端口概念與常用端口端口概念與常用端口計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用為了能夠讓傳輸層識別應(yīng)用層上不同的應(yīng)用進程，在傳輸層給應(yīng)用層的每一個應(yīng)用都編了一個地址，這個地址叫端口號。端口號可以幫助傳輸層來分離字節(jié)流并且把相應(yīng)字節(jié)傳遞給正確的應(yīng)用程序。根據(jù)ip地址和端口號就可以唯一地確定信宿主機中某個特定進程計算機a計算機b目的端口21，源

43、端口50000目的端口50000，源端口21ip地址：ip地址：0計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用端口號分為三類：從01023的端口號被稱為眾所周知的端口號，所謂眾所周知的端口是指由iana分配給特定應(yīng)用程序的端口號，這些端口號已分配給標準的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)程序端口號服務(wù)說明name42主機名稱服務(wù)dns53域名服務(wù)bootps67引導(dǎo)協(xié)議服務(wù)程序/dhcpbootpc68引導(dǎo)協(xié)議客戶程序/dhcptftp69簡單文件傳輸協(xié)議snmp161簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議表4-8 常用的眾所周知的udp端口號計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用服務(wù)程序端口號服務(wù)說明ftp20文件傳輸協(xié)議（數(shù)據(jù)連

44、接）ftp21文件傳輸協(xié)議（控制連接）telnet23虛擬終端協(xié)議smtp25簡單郵件傳輸協(xié)議name42主機名服務(wù)器dns53dns服務(wù)器gopher70gopher服務(wù)程序http80超文本傳輸協(xié)議pop109郵局協(xié)議pop3110郵局協(xié)議3sftp115安全ftp程序news144網(wǎng)絡(luò)新聞協(xié)議表4-7 常用的眾所周知的tcp端口號計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用從102449151的端口號稱為注冊端口號，用來標識那些已經(jīng)向iana注冊的應(yīng)用。從4915265535的端口號稱為私有端口或臨時端口號，是非注冊的，并且可以動態(tài)地分配給任何應(yīng)用進程。 服務(wù)器端總是在一個眾所周知的或注冊的端口上來監(jiān)聽客戶端的

45、訪問請求，客戶端使用臨時端口在本地標識一個對話?？蛻舳说亩丝谥辉谑褂胻cp服務(wù)時候才存在，而服務(wù)器端口只要服務(wù)器進程在運行就一直存在。4.7 ipv64.7.1 ipv4的局限性的局限性4.7.2 ipv6對對ipv4的改進的改進4.7.3 ipv6地址表示方法地址表示方法4.7.4 從從ipv4過渡到過渡到ipv64.7.5 ipsec協(xié)議協(xié)議計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用4.7.1 ipv4的局限性的局限性計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1ipv4協(xié)議的局限性1）ip地址耗盡2）網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換nat給網(wǎng)絡(luò)性能、安全帶來隱患3）骨干路由器路由表幾近飽和4）手動配置ip地址不方便5）ip級的安全性不高4.7.2 ip

46、v6對對ipv4的改進的改進計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1）新的協(xié)議頭格式2）巨大的地址空間3）有效的分級路由結(jié)構(gòu)4）支持地址自動配置5）內(nèi)置的安全性6）更好地支持qos7）協(xié)議更加簡潔8）可擴展性4.7.3 ipv6地址表示方法地址表示方法計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用1ipv6地址表示pv6的128位地址按每16位劃分為一個位段，每個位段被轉(zhuǎn)換為一個4位的十六進制數(shù)，并用冒號“：”隔開例：用二進制格式表示128位的一個ipv6地址：00100001110110100000000000000000000000000000000000101111001110110000001010101010000000000

47、000111111111110000010001001110001011010按每16位劃分為8個位段：0010000111011010 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000001010101010 0000000000001111 1111111000001000 1001110001011010然后將每個位段轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)，并用冒號隔開： 21da：0000：0000：0000： 02aa：000f：fe08：9c5a2ipv6地址的簡化表示計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（1）如果某個位段中有前導(dǎo)0，可以將其省略，例如，00d3可以簡寫為d3（2）如果幾個連續(xù)位段的值都為0，那么這些0就可以簡寫為：，稱為雙冒號表示法如： 21da：0：0：0：2aa：f：fe08：9c5a可以簡化寫為：21da：2aa：f：fe08：9c5a雙冒號：在一個地址中只能出現(xiàn)一次，否則，