IP網(wǎng)絡(luò)基本知識

IP網(wǎng)絡(luò)根底知識TCP/IP協(xié)議和OSI參考模型TCP/IP協(xié)議棧具有簡單的分層設(shè)計，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/IPTCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)封裝方式TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69SEGMENTIPPACKETSFRAMESBITSTCP/IP協(xié)議棧HTTP、Telnet、FTP、TFTP、Ping、etcTCP/UDPARP/RARPIPIGMPICMPEthernet、802.3、PPP、HDLC、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

物理層應(yīng)用層文件傳輸FTP、TFTP郵件效勞SMTP、POP3網(wǎng)絡(luò)管理SNMP、Telnet、Ping、Tracert網(wǎng)絡(luò)效勞HTTP、DNS、WINS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TCPUDP0816243116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校驗和16位緊急指針選項數(shù)據(jù)0816243116位源端口16位目的端口16位UDP校驗和數(shù)據(jù)UDP報文格式TCP報文格式16位UDP長度源端口號〔Sourceport〕和目的端口號〔Destinationport〕：用于標(biāo)識和區(qū)分源端設(shè)備和目的端設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)程，與源IP地址和目的IP地址組成套接字〔socket〕，唯一確實定一條TCP連接序列號〔Sequencenumber〕：用來標(biāo)識TCP源端設(shè)備向目的端設(shè)備發(fā)送的字節(jié)流，TCP用序列號對每個字節(jié)進(jìn)行計數(shù)。ACK：確認(rèn)序號有效。PSH：接收方應(yīng)該盡快將這個報文段交給應(yīng)用層。RST：重建連接。SYN同步序號：用來發(fā)起一個連接。這個標(biāo)志和下一個標(biāo)志。一般在建立連接時使用。FIN：發(fā)端完成發(fā)送任務(wù)，斷開連接時使用。窗口：TCP的流量控制由連接的每一端通過聲明的窗口大小〔windowssize〕來提供。窗口大小用數(shù)據(jù)包來表示，大小可以調(diào)節(jié)。校驗和〔checksum〕：用于校驗TCP報頭局部和數(shù)據(jù)局部的正確性，如果有了過失要重傳，這個和UDP不一樣，UDP檢測出過失以后直接丟棄。MSS〔MaximumSegmentSize，最大報文大小〕：指明本端所能夠接收的最大長度的報文段。當(dāng)一個TCP連接建立時，連接的雙方都要通告各自的MSS協(xié)商可以傳輸?shù)淖畲髨笪拈L度?？偨Y(jié)：UDP報文沒有可靠性保證和順序保證字段，流量控制字段等，可靠性較差。當(dāng)然，使用傳輸層UDP效勞的應(yīng)用程序也有優(yōu)勢。正因為UDP協(xié)議較少的控制選項，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，延遲較小，數(shù)據(jù)傳輸效率較高，適合于對可靠性要求并不高的應(yīng)用程序，或者可以保障可靠性的應(yīng)用程序像DNS、TFTP、SNMP等；UDP協(xié)議也可以用于傳輸鏈路可靠的網(wǎng)絡(luò)。UDP報文沒有可靠性保證和順序保證字段，流量控制字段等，可靠性較差。端口號傳輸層協(xié)議用端口號來標(biāo)識和區(qū)分各種上層應(yīng)用程序。HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP數(shù)據(jù)包套接字8020/2123255369161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

ICMPIP報文格式版本報文長度服務(wù)類型總長度標(biāo)識符標(biāo)志片偏移生存時間協(xié)議報頭校驗和源IP地址目的IP地址IP選項版本號〔Version〕：標(biāo)明了IP協(xié)議的版本號，目前的協(xié)議版本號為4。下一代IP協(xié)議的版本號為6。報文長度：指IP包頭部長度，占4位。8位的效勞類型〔TOS，TypeofService〕：包括一個3位的優(yōu)先權(quán)字段〔COS，ClassofService〕，4位TOS字段和1位未用位。4位TOS分別代表最小時延、最大吞吐量、最高可靠性和最小費用。4bit中只能置其中1bit。如果所有4bit均為0，那么就意味著是一般效勞。總長度〔Totallength〕：是整個IP數(shù)據(jù)報長度，包括數(shù)據(jù)局部。

標(biāo)識符〔Identification〕：唯一地標(biāo)識主機發(fā)送的每一份數(shù)據(jù)報。通常每發(fā)送一份報文它的值就會加1。標(biāo)志位:3比特0比特:保存,必須為01比特:(DF)0=可以分片,1=不可以分片,2比特:(MF)0=最后的分片,1=更多的分片。片偏移：指的是這個分片是屬于這個數(shù)據(jù)流的哪里。生存時間〔TTL，TimetoLive〕：設(shè)置了數(shù)據(jù)包可以經(jīng)過的路由器數(shù)目。協(xié)議：確定在數(shù)據(jù)包內(nèi)傳送的上層協(xié)議，和端口號類似，IP協(xié)議用協(xié)議號區(qū)分上層協(xié)議6表示為TCP協(xié)議17表示為UDP協(xié)議。報頭校驗和〔Headchecksum〕：計算IP頭部的校驗和，檢查報文頭部的完整性。ARP－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-00-00-12ARPRequest?ARPReply

對應(yīng)的MAC：00-E0-FC-00-00-12RARP－反向地址解析協(xié)議我的IP地址是什么？無盤工作站RARPServerRARPRequest?RARPReply你的IP地址是ICMP協(xié)議B可達(dá)嗎？ICMPEchoRequestICMPEchoReply我在。AB數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層是OSI參考模型的第二層，在物理層根底上向網(wǎng)絡(luò)層提供效勞數(shù)據(jù)鏈路層為物理鏈路上提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議有以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議有PPP、HDLC、FrameRelay等物理層物理層位于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。物理層的功能為數(shù)據(jù)端設(shè)備提供傳送數(shù)據(jù)的通路,數(shù)據(jù)通路可以是一個物理媒體,也可以是多個物理媒體連接而成.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.傳輸數(shù)據(jù).物理層要形成適合數(shù)據(jù)傳輸需要的實體,為數(shù)據(jù)傳送效勞.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)的方式能滿足點到點,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?shù)男枰?5類雙絞線的線序Side1Side2Side112345678123456781=白/橙2=橙3=白/綠4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=綠7=白/棕8=棕Side2Side1Side2Side1Side212345678123456781=白/橙2=橙3=白/綠4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=綠7=白/棕8=棕1=白/橙2=橙3=白/綠4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=綠7=白/棕8=棕1=白/綠2=綠3=白/橙4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=橙7=白/棕8=棕IP地址介紹IP地址唯一標(biāo)示一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備私有IP地址~55~551144IP地址分類~55

~55

~55~55特殊IP地址網(wǎng)絡(luò)部分主機部分地址類型用途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”網(wǎng)絡(luò)地址代表一個網(wǎng)段廣播地址特定網(wǎng)段的所有節(jié)點環(huán)回地址環(huán)回測試廣播地址本網(wǎng)段所有節(jié)點所有網(wǎng)絡(luò)用于指定默認(rèn)路由子網(wǎng)掩碼介紹網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用子網(wǎng)掩碼〔subnetmasking〕決定IP地址中哪局部為網(wǎng)絡(luò)局部，哪局部為主機局部。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)局部和子網(wǎng)局部全都是1，主機局部全都是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。對外仍為一個網(wǎng)絡(luò)，對內(nèi)部而言，那么分為不同的子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)地址與子網(wǎng)掩碼IP地址：192.168.1.

100子網(wǎng)掩碼：網(wǎng)絡(luò)地址：192.168.1.

0255.255.255.

0子網(wǎng)掩碼的表示方法IP地址子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼比特數(shù)子網(wǎng)掩碼表示

255.255.255.24011111111111111111111111111110000

192.168.1.7110000001010100000000001000001118+8+8+4=28/28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/28

255.255.255.24011111111111111111111111111110000

192.168.1.71100000010101000000000010000011111000000101010000000000100000000IP地址為:/19主機數(shù)的計算主機數(shù)為：

2n可用主機數(shù)為:2n-2子網(wǎng)掩碼N網(wǎng)絡(luò)位主機位1111111111111100000000000000主機數(shù)計算舉例IP地址為：該子網(wǎng)掩碼二進(jìn)制表示為：11111111，11111111，11111111，11110000主機總數(shù)為：24可用主機數(shù)為:24-2

28bits

網(wǎng)絡(luò)位4bits主機位子網(wǎng)數(shù)計算舉例IP地址為：該子網(wǎng)掩碼二進(jìn)制表示為：11111111，11111111，11111111，11110000

28bits

網(wǎng)絡(luò)位4bits主機位子網(wǎng)總數(shù)為：28-4可用子網(wǎng)數(shù)為:28-4-2無子網(wǎng)編址無子網(wǎng)編址是指使用自然掩碼，不對網(wǎng)段進(jìn)行細(xì)分。比方B類網(wǎng)段，采用作為掩碼。/16/16/16帶子網(wǎng)編址B類網(wǎng)段

，，子網(wǎng)規(guī)劃舉例例子：某公司分配到C類地址。假設(shè)需要20個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)有5臺主機，我們該如何劃分？變長子網(wǎng)掩碼〔VLSM〕ISP通告無類域間路由〔CIDR〕CIDR減少了路由表的規(guī)模，增了網(wǎng)絡(luò)的可擴展性InternetISP通告路由常用網(wǎng)絡(luò)測試工具PingPing是測試網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接狀況以及信息包發(fā)送和接收狀況非常有用的工具，是網(wǎng)絡(luò)測試最常用的命令。Ping向目標(biāo)主機(地址)發(fā)送一個回送請求數(shù)據(jù)包，要求目標(biāo)主機收到請求后給予答復(fù)，從而判斷網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間和本機是否與目標(biāo)主機(地址)聯(lián)通。如果執(zhí)行Ping不成功，那么可以預(yù)測故障出現(xiàn)在以下幾個方面：網(wǎng)線故障，網(wǎng)絡(luò)適配器配置不正確，IP地址不正確。如果執(zhí)行Ping成功而網(wǎng)絡(luò)仍無法使用，那么問題很可能出在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟件配置方面，Ping成功只能保證本機與目標(biāo)主機間存在一條連通的物理路徑。命令格式：

pingIP地址或主機名[-t][-a][-ncount][-lsize]參數(shù)含義：

-t不停地向目標(biāo)主機發(fā)送數(shù)據(jù)；

-a以IP地址格式來顯示目標(biāo)主機的網(wǎng)絡(luò)地址；

-ncount指定要Ping多少次，具體次數(shù)由count來指定；

-lsize指定發(fā)送到目標(biāo)主機的數(shù)據(jù)包的大小。TracertTracert命令用來顯示數(shù)據(jù)包到達(dá)目標(biāo)主機所經(jīng)過的路徑，并顯示到達(dá)每個節(jié)點的時間。命令功能同Ping類似，但它所獲得的信息要比Ping命令詳細(xì)得多，它把數(shù)據(jù)包所走的全部路徑、節(jié)點的IP以及花費的時間都顯示出來。該命令比較適用于大型網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)交換機的工作模型基于源地址學(xué)習(xí)基于目的地址轉(zhuǎn)發(fā)二層交換機的操作：查MAC轉(zhuǎn)發(fā)表處理轉(zhuǎn)發(fā)對于表中不包含的地址，通過播送的方式轉(zhuǎn)發(fā)使用地址自動學(xué)習(xí)和老化機制進(jìn)行地址表維護(hù)一般不對幀格式進(jìn)行修改二層交換機原理接收網(wǎng)段上的所有數(shù)據(jù)幀利用接收數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址來建立MAC地址表〔源地址自學(xué)習(xí)〕，使用地址老化機制進(jìn)行地址表維護(hù)在MAC地址表中查找數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址，如果找到就將該數(shù)據(jù)幀發(fā)送到相應(yīng)的端口〔不包括源端口〕；如果找不到，就向所有的端口發(fā)送〔不包括源端口〕向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)播送幀和多播幀〔不包括源端口〕沖突域與播送域在共享式HUB中所有的工作站

共享同一個沖突域和播送域在沒有劃分VLAN的交換機中每一個端口擁有自己的沖突域，但所有的PC仍處于同一個播送域中劃分了VLAN后，交換機的每一個端口

擁有自己的沖突域，在這個交換機中，

每個VLAN是一個播送域VLAN原理及配置

——VLAN根底VLAN〔VirtualLocalAreaNetwork〕將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地劃分段VLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.1Q優(yōu)勢VLAN內(nèi)部的播送和單播流量不會被轉(zhuǎn)發(fā)到其它VLAN中VLAN原理及配置

——

端口分類根據(jù)端口連接的以太網(wǎng)段的