TCPIP協(xié)議與子網(wǎng)劃分ISSUEA

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDHUAWEI Confidential Security Level: DP100002 TCP/IP協(xié)議與子網(wǎng)劃分 ISSUE 1.0InternalHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 1lTCP/IP協(xié)議棧是構(gòu)建協(xié)議棧是構(gòu)建Internet的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 2學(xué)習(xí)指南lTCP/IP協(xié)議棧分層結(jié)構(gòu)以及各層功能，需要深刻理解lIP地址分類與子網(wǎng)劃分，必須掌握l網(wǎng)絡(luò)測試

2、工具，了解并會使用HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 3參考資料lTCP/IP 協(xié)議卷HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 4l學(xué)習(xí)完此課程，您將會：了解TCP/IP協(xié)議棧與OSI 參考模型的區(qū)別與聯(lián)系了解TCP/IP協(xié)議棧各層的功能掌握IP地址的分類和子網(wǎng)劃分HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 5第第2 2章章 IPIP地址分類與子網(wǎng)劃分地址分類與子網(wǎng)劃分HUAWEI TECHNO

3、LOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 6TCP/IP協(xié)議和OSI參考模型lTCP/IP協(xié)議棧具有簡單的分層設(shè)計(jì)，與OSI參考模型有清晰的對應(yīng)關(guān)系。應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng) 用 層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層7654321物理層數(shù)據(jù)鏈路層OSI參考模型TCP/IPHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 7TCP/IP協(xié)議棧的封裝過程 用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)Appl首部 應(yīng)用數(shù)據(jù)Tcp首部Ip首部 應(yīng)用數(shù)據(jù)Tcp首部以太網(wǎng)首部 應(yīng)用數(shù)據(jù)Tcp首部Ip首部以太網(wǎng)首部TCP段IP數(shù)據(jù)報(bào)14

4、 20204以太網(wǎng)幀46-1500字節(jié)應(yīng)用程序 TCP IP以太網(wǎng)驅(qū)動程序HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 8TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)封裝方式TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69SEGMENTIP PACKETSFRAMESBITSHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 9TCP/IP協(xié)議棧HTTP、Telnet、FTP、TFTP、Ping、etcTCP/UDPARP/RARPIPIGMP ICMPEthernet、802.3、PPP、H

5、DLC、FR、etc接口和線纜應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層提供應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)接口建立端到端連接尋址和路由選擇物理介質(zhì)訪問二進(jìn)制數(shù)據(jù)流傳輸 物理層HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 10傳輸層協(xié)議概述應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接入層TCPUDPHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 11TCP/UDP報(bào)文格式0816243116位源端口16位目的端口32位序列號32位確認(rèn)號URGACKPSHRSTSYNFIN首部長度保留(6位)16位窗口大小16位TCP校驗(yàn)和1

6、6位緊急指針選項(xiàng)數(shù)據(jù)0816243116位源端口16位目的端口16位UDP校驗(yàn)和數(shù)據(jù)UDPUDP報(bào)文格式報(bào)文格式TCPTCP報(bào)文格式報(bào)文格式16位UDP長度HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 12端口號l 傳輸層協(xié)議用端口號來標(biāo)識和區(qū)分各種上層應(yīng)用程序。HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP IP 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 包包套套 接接 字字8020/2123255369161HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 13TCP連接cl

7、ientserverSYN(seq=a)SYN(seq=b,ack=a+1)ACK(seq=b+1)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 14斷開TCP連接clientserverFIN(seq=a)ACK(seq=a+1)FIN(seq=b,ack=a+1）ACK(seq=b+1)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 15滑動窗口需要修改窗口大小發(fā)送數(shù)據(jù)太快了！len 1024win4096len 1024win4096len 1024win4096ac

8、k 4097win2048len 1024win4096len 1024win4096ack 6145win2048len 1024win4096len 1024win4096len 1024win4096HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 16網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議概述網(wǎng)絡(luò)接入層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層 IP ARP RARP ICMP HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 17IP報(bào)文格式版本報(bào)文長度服務(wù)類型總 長 度標(biāo) 識 符標(biāo)志片 偏 移生存時(shí)間協(xié) 議報(bào) 頭 校

9、驗(yàn) 和源 IP 地 址目 的 IP 地 址IP 選 項(xiàng)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 18ARP地址解析協(xié)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(yīng)的MAC：00-E0-FC-00-00-12HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 19RARP反向地址解析協(xié)

10、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HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 20ICMP協(xié)議B可達(dá)嗎？ICMP Echo RequestICMP Echo Reply我在。ABHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 21網(wǎng)絡(luò)層常見物理設(shè)備l 路由器(1)(2)(3)(4)(5)(6)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confide

11、ntial Page 22數(shù)據(jù)鏈路層l數(shù)據(jù)鏈路層是OSI參考模型的第二層，在物理層基礎(chǔ)上向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)l數(shù)據(jù)鏈路層為物理鏈路上提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸l局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議有以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等l廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議有PPP、HDLC、Frame Relay等HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 23 數(shù)據(jù)鏈路層功能n 幀同步功能n 差錯(cuò)控制功能n 流量控制功能n 鏈路管理功能1 1物 理 層2 2數(shù)據(jù)鏈路層4 4傳 輸 層3 3網(wǎng) 絡(luò) 層5 5會 話 層7 7應(yīng) 用 層6 6表 示 層HUAWEI TECHNOLOGIES C

12、O., LTD.HUAWEI Confidential Page 24幀同步功能l幀同步是指能夠從接收到的比特流中明確地區(qū)分出數(shù)據(jù)幀的起始與終止的地方l常見幀同步的方法有： 字節(jié)計(jì)數(shù)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HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 25流量控制和鏈路管理l流量控制功能不是只有數(shù)據(jù)鏈路層才提供l流量控制功能是控制發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)的速率l鏈路管理是指數(shù)據(jù)鏈路層連接的建立、維持和釋放HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Pa

13、ge 26LAN數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)lIEEE 802制定了系列局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3： 以太網(wǎng)IEEE802.4：令牌總線IEEE802.5：令牌環(huán)IEEE802.11：無線局域網(wǎng)lIEEE802標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 27WAN數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)lWAN服務(wù)通常由電信運(yùn)營商提供lWAN數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)包括：HDLCPPPX.25Frame RelayHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 28數(shù)據(jù)鏈路層常見設(shè)備l 交換

14、機(jī)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 29物理層l物理層位于OSI參考模型的最底層，它直接面向?qū)嶋H承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢砻襟w(即信道)。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(shù)據(jù)鏈路層提供一個(gè)原始比特流的物理連接。物理層協(xié)議規(guī)定了與建立、維持及斷開物理信道所需的機(jī)械的、電氣的、功能性的和規(guī)程性的特性。其作用是確保比特流能在物理信道上傳輸。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 30物理層的功能l為數(shù)據(jù)端設(shè)備提供傳送數(shù)據(jù)的通路,數(shù)據(jù)通路可以是一個(gè)物理

15、媒體,也可以是多個(gè)物理媒體連接而成.一次完整的數(shù)據(jù)傳輸,包括激活物理連接,傳送數(shù)據(jù),終止物理連接. l傳輸數(shù)據(jù).物理層要形成適合數(shù)據(jù)傳輸需要的實(shí)體,為數(shù)據(jù)傳送服務(wù).一是要保證數(shù)據(jù)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(nèi)能通過的比特(BIT)數(shù)),以減少信道上的擁塞.傳輸數(shù)據(jù)的方式能滿足點(diǎn)到點(diǎn),一點(diǎn)到多點(diǎn),串行或并行,半雙工或者全雙工，同步或異步傳輸?shù)男枰?. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 31常見的物理層接口l10M以太網(wǎng)接口l100M以太網(wǎng)接口l1000M以太網(wǎng)接口HUAWEI TECHNOLOGI

16、ES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 3210M以太網(wǎng)接口l10Base-T目前使用最廣泛的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一使用雙絞線作為物理傳輸介質(zhì)l10Base5曾經(jīng)廣泛應(yīng)用于主干局域網(wǎng)使用粗同軸電纜作為物理傳輸介質(zhì) l10Base2使用細(xì)同軸電纜作為物理傳輸介質(zhì)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 3310Base-T的物理介質(zhì)l3類雙絞線l4類雙絞線l5類雙絞線l超5類雙絞線l6類雙絞線有屏蔽與非屏蔽之分有屏蔽與非屏蔽之分均為均為8 8芯電纜芯電纜雙絞線的類型由單位長度雙絞線的類型由單位長度內(nèi)的絞環(huán)

17、數(shù)確定內(nèi)的絞環(huán)數(shù)確定HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 345類雙絞線的線序l直連網(wǎng)線l交叉網(wǎng)線Side 1Side 1Side 2Side 2Side 1Side 1123456781234567812345678123456781=1=白白/ /橙橙2=2=橙橙3=3=白白/ /綠綠4=4=藍(lán)藍(lán)5=5=白白/ /藍(lán)藍(lán)6=6=綠綠7=7=白白/ /棕棕8=8=棕棕Side 2Side 2Side 1Side 1Side 2Side 2Side 1Side 1Side 2Side 212345678123456781234

18、5678123456781=1=白白/ /橙橙2=2=橙橙3=3=白白/ /綠綠4=4=藍(lán)藍(lán)5=5=白白/ /藍(lán)藍(lán)6=6=綠綠7=7=白白/ /棕棕8=8=棕棕1=1=白白/ /橙橙2=2=橙橙3=3=白白/ /綠綠4=4=藍(lán)藍(lán)5=5=白白/ /藍(lán)藍(lán)6=6=綠綠7=7=白白/ /棕棕8=8=棕棕1=1=白白/ /綠綠2=2=綠綠3=3=白白/ /橙橙4=4=藍(lán)藍(lán)5=5=白白/ /藍(lán)藍(lán)6=6=橙橙7=7=白白/ /棕棕8=8=棕棕HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 35100M以太網(wǎng)接口l100Base-TX物理介質(zhì)采用5類

19、以上雙絞線網(wǎng)段長度最多100米l100Base-FX物理介質(zhì)采用單模光纖，網(wǎng)段長度可達(dá)10公里物理介質(zhì)采用多模光纖，網(wǎng)段長度最多2000米l快速以太網(wǎng)由IEEE 802.3u標(biāo)準(zhǔn)定義HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 361000M以太網(wǎng)接口l1000Base-T物理介質(zhì)采用5類以上雙絞線，網(wǎng)段長度最多100米l1000Base-F物理介質(zhì)采用多模光纖，網(wǎng)段長度最多500米lIEEE 802.3z和802.3abHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 37

20、設(shè)備連接方式主機(jī)主機(jī)路由器路由器交換機(jī)普通口交換機(jī)普通口交換機(jī)級連口交換機(jī)級連口交換機(jī)光口交換機(jī)光口主機(jī)主機(jī)crosscrossnormalN/ASC/ST路由器路由器crosscrossnormalN/ASC/ST交換機(jī)交換機(jī)普通口普通口normalnormalcrossNormalN/A交換機(jī)交換機(jī)級連口級連口N/AN/ANormalN/AN/A交換機(jī)交換機(jī)光口光口SC/STSC/STN/AN/ASC/STHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 38第第1 1章章 TCP/IPTCP/IP協(xié)議與協(xié)議與OSIOSI參考模型參

21、考模型HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 39二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)化11111111128 6432168421十進(jìn)制總合為十進(jìn)制總合為2552558bitHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 40二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)化27262524232221201286432168421111010011*1281*641*320*161*80*40*21*164320233010128+8例子：例子：HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HU

22、AWEI Confidential Page 41IP地址的進(jìn)制轉(zhuǎn)化lIP地址：1 字節(jié)（8位） 字節(jié)（8位） 字節(jié)（8位） 字節(jié)（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 11HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 42IP地址介紹lIP地址唯一標(biāo)示一

23、臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備l私有IP地址55 5555 144HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 4301 011 01 1 1 01 1 1 1 0Network(7bit)Network(14bit)Network(21bit)組 播 地 址保 留Host(24bit)Host(16bit)Host(8bit)A類 地 址B類 地 址C類 地 址D類 地

24、址E類 地 址55 55 5555IP地址分類l55HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 44特殊IP地址網(wǎng)絡(luò)部分主機(jī)部分地址類型用 途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”網(wǎng)絡(luò)地址代表一個(gè)網(wǎng)段廣播地址特定網(wǎng)段的所有節(jié)點(diǎn)環(huán)回地址環(huán)回測試廣播地址本網(wǎng)段所有節(jié)點(diǎn)所有網(wǎng)絡(luò)華為Quidway路由器用于指

25、定默認(rèn)路由HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 45子網(wǎng)掩碼介紹l網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用子網(wǎng)掩碼（subnet masking）決定IP地址中哪部分為網(wǎng)絡(luò)部分，哪部分為主機(jī)部分。l子網(wǎng)掩碼使用與IP地址一樣的格式。子網(wǎng)掩碼的網(wǎng)絡(luò)部分和子網(wǎng)部分全都是1，主機(jī)部分全都是0。缺省狀態(tài)下，如果沒有進(jìn)行子網(wǎng)劃分，A類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為，B類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為，C類網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)掩碼為。利用子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)地址的使用會更有效。對外 仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，對內(nèi)部而言，則分為不同的子網(wǎng)。HUAWEI TECH

26、NOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 46網(wǎng)絡(luò)地址與子網(wǎng)掩碼IP地址：地址：192 . 168 . 1. 100子網(wǎng)掩碼：子網(wǎng)掩碼：網(wǎng)絡(luò)地址：網(wǎng)絡(luò)地址：192 . 168 . 1. 0255.255.255. 0HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 47子網(wǎng)掩碼的表示方法IPIP地址地址子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼比特?cái)?shù)子網(wǎng)掩碼比特?cái)?shù)子網(wǎng)掩碼表示子網(wǎng)掩碼表示11111111 11111111 11111111 1111000011000000 10101000 00000001 0

27、00001118 + 8 + 8+ 4 = 28HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 48網(wǎng)絡(luò)地址的計(jì)算 IPIP地址地址子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)地址( (二進(jìn)制二進(jìn)制) )網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)地址11111111 11111111 11111111 1111000011000000 10101000 00000001 0000011111000000 10101000 00000001 00000000IPIP地址為地址為: /19: /19HUAWEI TECHNOLOGIES C

28、O., LTD.HUAWEI Confidential Page 49主機(jī)數(shù)的計(jì)算主機(jī)數(shù)為：主機(jī)數(shù)為： 2 2n n可用主機(jī)數(shù)為可用主機(jī)數(shù)為 : 2: 2n n - 2 - 2子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼N主機(jī)位主機(jī)位1111111111111100000000000000HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 50主機(jī)數(shù)計(jì)算舉例IP地址為：地址為：00/28 /28=40該子網(wǎng)掩碼二進(jìn)制表示為：該子網(wǎng)掩碼二進(jìn)制表示為：11111111，11111111，11111111，11110000

29、28bits 網(wǎng)絡(luò)位4bits主機(jī)位主機(jī)總數(shù)為：主機(jī)總數(shù)為： 24 可用主機(jī)數(shù)為可用主機(jī)數(shù)為: 24 -2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 51子網(wǎng)數(shù)計(jì)算舉例IP地址為：地址為：00/28 /28=40該子網(wǎng)掩碼二進(jìn)制表示為：該子網(wǎng)掩碼二進(jìn)制表示為：11111111，11111111，11111111，11110000 28bits 網(wǎng)絡(luò)位4bits主機(jī)位子網(wǎng)總數(shù)為：子網(wǎng)總數(shù)為： 28-4可用子網(wǎng)數(shù)為可用子網(wǎng)數(shù)為: 28-4-2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 52無子網(wǎng)編址l無子網(wǎng)編址是指使用自然掩碼，不對網(wǎng)段進(jìn)行細(xì)分。比如B類網(wǎng)段，采用作為掩碼。以太網(wǎng)0172.16.30