tcp-ip和子網(wǎng)的劃分2

TCP-IP原理和IP子網(wǎng)劃分

2016.01李星明培訓(xùn)目標(biāo)TCP-IP的協(xié)議模型掌握TCP和UDP協(xié)議掌握數(shù)據(jù)的封裝與解封裝能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的識別和子網(wǎng)的劃分學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能掌握：TCP-IP的協(xié)議模型13IP子網(wǎng)劃分和識別TCP-IP的原理2目錄

OSI參考模型

OSIRM－開放系統(tǒng)互連參考模型〔OpenSystemInterconnectionReferenceModel〕：層次化設(shè)計，降低復(fù)雜度。實(shí)現(xiàn)開放系統(tǒng)環(huán)境中的互連性、互操作性和應(yīng)用的可移植性。

OSI參考模型應(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1234567提供給用程序間通信處理數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)加密等建立、維護(hù)和管理會話建立主機(jī)端到端連接〔數(shù)據(jù)段〕尋址和路由選擇〔三層包〕提供介質(zhì)訪問、鏈路管理等〔二層幀〕將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可通過物理介質(zhì)傳送的電子信號〔比特流〕底層:負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸高層:負(fù)責(zé)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸

TCP/IP概念TCP/IP〔TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)的簡寫，傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，又叫網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，這個協(xié)議是Internet最根本的協(xié)議、Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的根底。

TCP/IP模型應(yīng)用層物理層

數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會話層表示層

網(wǎng)際層傳輸層應(yīng)用層FTP、HTTP、HTML、POP3、SNMP、PING、NNTPTCP、UDPIP、ICMP、ARP、RARP以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)、ATM、PPP接口層物理層的數(shù)據(jù)單位是位(BIT)，典型設(shè)備是集線器HUB。鏈路層數(shù)據(jù)單位是幀，實(shí)現(xiàn)對MAC地址的訪問，典型設(shè)備是交換機(jī)Switch。網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)單位是包，使用的是IP地址，典型設(shè)備是路由器Router。TCP-IP的協(xié)議模型13IP子網(wǎng)劃分和識別TCP-IP的原理2目錄傳輸層協(xié)議介紹傳輸層協(xié)議主要是：傳輸控制協(xié)議TCP(TransmissionControlProtocol)和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP(UserDatagramprotocol)。TCP是面向連接的通信協(xié)議，通過三次握手建立連接，通訊時完成時要撤除連接，由于TCP是面向連接的所以只能用于點(diǎn)對點(diǎn)的通訊。TCP提供的是一種可靠的數(shù)據(jù)流效勞，采用“帶重傳的肯定確認(rèn)”技術(shù)來實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)目煽啃?。TCP還采用一種稱為“滑動窗口”的方式進(jìn)行流量控制，所謂窗口實(shí)際表示接收能力，用以限制發(fā)送方的發(fā)送速度。UDP是面向無連接的通訊協(xié)議，UDP數(shù)據(jù)包括目的端口號和源端口號信息，由于通訊不需要連接，所以可以實(shí)現(xiàn)播送發(fā)送。UDP通訊時不需要接收方確認(rèn)，屬于不可靠的傳輸，可能會出丟包現(xiàn)象，實(shí)際應(yīng)用中要求在程序員編程驗(yàn)證。TCP連接的建立TCP連接通過三次握手完成。Client首先請求連接，發(fā)一個SYN包；Server收到后回應(yīng)SYN_ACK包；Client收到后再發(fā)ACK包。即：

ClientServerSYN--->收收<---SYN+ACKACK--->收

established表示建立狀態(tài)，當(dāng)某端發(fā)出數(shù)據(jù)包后收到了回應(yīng)那么進(jìn)established狀態(tài)。

在TCP/IP連接時，如果兩端都是established狀態(tài)，那么握手成功，否那么是無連接或半聯(lián)接狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議介紹網(wǎng)絡(luò)層包括：IP(InternetProtocol)協(xié)議、ICMP(InternetControlMessageProtocol)控制報文協(xié)議、ARP(AddressResolutionProtocol)地址轉(zhuǎn)換協(xié)議、RARP(ReverseARP)反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議。IP是網(wǎng)絡(luò)層的核心，通過路由選擇將下一跳IP封裝后交給接口層。IP數(shù)據(jù)報是無連接效勞。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議介紹ICMP是網(wǎng)絡(luò)層的補(bǔ)充，可以回送報文。用來檢測網(wǎng)絡(luò)是否通暢。Ping命令就是發(fā)送ICMP的echo包，通過回送的echorelay進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測試。ARP是正向地址解析協(xié)議，通過的IP，尋找對應(yīng)主機(jī)的MAC地址。RARP是反向地址解析協(xié)議，通過MAC地址確定IP地址。比方DHCP效勞。對等通信，封裝和解封裝應(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)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層Bit比特流ReceiverSender封裝解封裝數(shù)據(jù)在發(fā)送時是數(shù)據(jù)從應(yīng)用層至物理層的一個打包的過程，接收時是數(shù)據(jù)從物理層至應(yīng)用層的一個解包的過程。從功能角度可分為三組，1、2層解決網(wǎng)絡(luò)信道問題，3、4層解決傳輸問題，5、6、7層處理對應(yīng)用進(jìn)程的訪問。從控制角度可分為二組，第1、2、3層是通信子網(wǎng)層，第4、5、6、7層是主機(jī)控制層。數(shù)據(jù)的發(fā)送-報文的封裝數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層報頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層報頭傳輸層

數(shù)據(jù)鏈路層物理層

網(wǎng)絡(luò)層

應(yīng)用層應(yīng)用層源端口1030目的端口80源IP、目的IP源MAC、目的MAC、二進(jìn)制流“0、1”傳輸層報頭TCP/IP協(xié)議棧的封裝用戶數(shù)據(jù)App頭部用戶數(shù)據(jù)TCP頭部IP頭部TCPSegmentIPPacket46-1500字節(jié)14B20-60B20-60B4BEthernetFrame應(yīng)用程序TCPIP以太網(wǎng)驅(qū)動程序用戶數(shù)據(jù)TCP頭部以太網(wǎng)尾部用戶數(shù)據(jù)TCP頭部IP頭部以太網(wǎng)頭部

IP頭部

版本報文長度效勞類型總長度標(biāo)識符標(biāo)志片偏移生存時間協(xié)議報頭校驗(yàn)和源IP地址目的IP地址IP選項(xiàng)0151631以太網(wǎng)幀PRE:先導(dǎo)字節(jié),7個10101010SFD:幀開始標(biāo)志,10101011DA:目的MAC地址SA:源MAC地址TYPE:以太網(wǎng)類型，2個字節(jié)。0x0800代表數(shù)據(jù)字段為IP協(xié)議DATA:數(shù)據(jù)字段，字段長度在46-1500之間PAD:填充字段FCS:幀校驗(yàn)序列字段71662464到1518字節(jié)字節(jié)FCSPADDATATYPESADASFDPRE17

以太網(wǎng)的MAC地址

MAC地址由IEEE進(jìn)行管理和分配，全球唯一標(biāo)識硬件。MAC地址有48位，前24位為廠商編號，后24為序列號。MAC地址的48個bit通常表示為12位的點(diǎn)分十六位數(shù)，如：00-e0-fc-00-00-06MAC地址分類單播地址：第一字節(jié)最低位為0，如00-e0-fc-00-00-06多播地址：第一字節(jié)最低位為1，如01-e0-fc-00-00-06播送地址：48位全1，如ff-ff-ff-ff-ff-ffTCP-IP的協(xié)議模型13IP子網(wǎng)劃分和識別TCP-IP的原理2目錄

地址的概念

Internet上的每臺主機(jī)(Host)都有一個唯一的IP地址。IP協(xié)議就是使用這個地址在主機(jī)之間傳遞信息，這是Internet能夠運(yùn)行的根底。IP地址就像是我們的家庭住址一樣，如果你要樣郵遞員才能把信送到。計算機(jī)發(fā)送信息是就好比是郵遞員，它必須知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送錯人家。只不過我們的地址使用文字來表示的，計算機(jī)的地址用十進(jìn)制數(shù)字表示。眾所周知，在通訊中，用戶是靠號碼來識別的。同樣，在網(wǎng)絡(luò)中為了區(qū)別不同的計算機(jī)，也需要給計算機(jī)指定一個號碼，這個號碼就是“IP地址”。

MAC地址和IP地址

MAC地址IP地址

L3標(biāo)志——IP地址

IP地址唯一標(biāo)識一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，由4個字節(jié)，32比特組成192.168.1.5110000001010100000000001000001018bits8bits32比特8bitsIP地址分為兩局部：網(wǎng)絡(luò)局部和主機(jī)局部主機(jī)地址網(wǎng)絡(luò)地址IP地址網(wǎng)絡(luò)地址：唯一標(biāo)識一個網(wǎng)段〔比方區(qū)號〕主機(jī)地址：唯一標(biāo)識網(wǎng)段內(nèi)的主機(jī)設(shè)備〔樓棟和門牌號〕8bits二進(jìn)制和十進(jìn)制轉(zhuǎn)化1 0 0 0 0 0 0 0 = 1281 1 0 0 0 0 0 0 = 1921 1 1 0 0 0 0 0 = 2241 1 1 1 0 0 0 0 = 2401 1 1 1 1 0 0 0 = 2481 1 1 1 1 1 0 0 = 2521 1 1 1 1 1 1 0 = 2541 1 1 1 1 1 1 1 = 255128 64 32 16 8 4 2 1

IP地址分類

首字節(jié)法那么0Network(7bits)Host(24bits)1Network(14bits)Host(16bits)01Network(21bits)Host(8bits)011MulticastAddress01110111ReservedClassAClassBClassCClassDClassE~~~~~

IP地址類型

公有地址公有地址〔Publicaddress〕由InterNIC〔InternetNetworkInformationCenter因特網(wǎng)信息中心〕負(fù)責(zé)。這些IP地址分配給注冊并向InterNIC提出申請的組織機(jī)構(gòu)。通過它直接訪問因特網(wǎng)私有IP地址私有地址〔Privateaddress〕屬于非注冊地址，專門為組織機(jī)構(gòu)內(nèi)部使用A類網(wǎng)段：~55B類網(wǎng)段：C類網(wǎng)段：地址轉(zhuǎn)換〔NAT〕實(shí)現(xiàn)采用私網(wǎng)訪問互聯(lián)網(wǎng)

特殊IP-網(wǎng)絡(luò)地址

網(wǎng)絡(luò)地址〔網(wǎng)段〕：主機(jī)標(biāo)識位全部為0的地址從不分配給單個主機(jī)，而是作為網(wǎng)絡(luò)本身的標(biāo)識。例如：主機(jī)IP——36，那么網(wǎng)絡(luò)地址——網(wǎng)絡(luò)地址00000000主機(jī)地址

特殊IP-播送地址

播送地址:主機(jī)標(biāo)識位全部為1的地址從不分配給單個主機(jī)，而是作為同網(wǎng)絡(luò)的播送地址。例如：主機(jī)IP為36，那么播送地址為55。網(wǎng)絡(luò)地址11111111主機(jī)地址

特殊IP地址

掩碼技術(shù)的提出

在兩臺主機(jī)之間通信的情況有同一個網(wǎng)絡(luò)中，兩臺主機(jī)之間相互通信在不同網(wǎng)絡(luò)中，兩臺主機(jī)之間相互通信區(qū)分這兩種情況如果源主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)地址等于目的主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)地址，那么為相同網(wǎng)絡(luò)主機(jī)之間的通信。如果源主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)地址不等于目的主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)地址，那么為不同網(wǎng)絡(luò)主機(jī)之間的通信。如何獲得一個主機(jī)IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址信息，這就需要借助于掩碼(NetMask)。

子網(wǎng)掩碼

功能：

區(qū)分IP地址的網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID。用連續(xù)的“1”表示IP地址網(wǎng)絡(luò)ID，用連續(xù)的“0”表示主機(jī)ID，如：

11111111.11111111.11111111.00000000,我們可以用進(jìn)行表示。說明：子網(wǎng)掩碼的簡寫形式：在IP地址后面加上“/n”，n為子網(wǎng)掩碼中“1”的位數(shù)，如。

缺省掩碼

A類地址B類地址C類地址

掩碼〔AddressMask〕

掩碼用來標(biāo)識IP地址的網(wǎng)絡(luò)局部和主機(jī)局部。32bits長，用點(diǎn)分十進(jìn)制表示A類地址掩碼：，用/8表示B類地址掩碼：，用/16表示C類地址掩碼：，用/24表示AndIP地址地址掩碼網(wǎng)絡(luò)地址

IP地址及子網(wǎng)掩碼

IP地址子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼比特數(shù)IP地址及子網(wǎng)的表示方法255.255.255.24011111111111111111111111111110000192.168.1.5110000001010100000000001000001018+8+8+4=28

網(wǎng)絡(luò)地址的計算

IP地址子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)地址(二進(jìn)制)網(wǎng)絡(luò)地址255.255.255.24011111111111111111111111111110000192.168.1.51100000010101000000000010000010111000000101010000000000100000000IP地址為

主機(jī)數(shù)計算舉例

IP地址為：192.168