TCPIP與子網(wǎng)規(guī)劃課件

2024年8月12日星期一1

TCP/IP與子網(wǎng)規(guī)劃2024年8月12日星期一2

TCP/IP協(xié)議棧和OSI參考模型OSI參考模型TCP/IP應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)路層資料鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)路層7654321物理層資料鏈路層2024年8月12日星期一3TCP/IP協(xié)議棧HTTP、Telnet、FTP、TFTP、etcTCP/UDPARP/RARPIPICMPEthernet、802.3、PPP、HDLC、FR、etc介面和線纜應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)路層

資料鏈路層提供應(yīng)用程式網(wǎng)路介面建立端到端連接尋址和路由選擇無(wú)差錯(cuò)地傳輸數(shù)據(jù)幀透明地傳輸比特流物理層2024年8月12日星期一4TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)封裝TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69TCP/UDP6/17IPPACKETSFRAMESBITS2024年8月12日星期一5

應(yīng)用層檔傳輸

Ftp、Tftp電子郵件服務(wù)

Smtp、Pop3網(wǎng)路管理

Snmp、Telnet、Ping、Tracert網(wǎng)路服務(wù)

Http、DNS、Wins2024年8月12日星期一6

檔傳輸協(xié)議FTP(1)FTP(FileTransferProtocol，檔傳輸協(xié)議)：使用TCP協(xié)議在支持FTP的終端系統(tǒng)間執(zhí)行檔傳輸，提供可靠的面向連接的服務(wù)。適合於遠(yuǎn)距離、可靠性較差的線路上傳輸。FTP使用客戶伺服器方式。一個(gè)FTP伺服器進(jìn)程可同時(shí)為多個(gè)客戶進(jìn)程提供服務(wù)。FTP的伺服器進(jìn)程由兩大部分組成：一個(gè)主進(jìn)程，負(fù)責(zé)接受新的請(qǐng)求；另外有若干個(gè)從屬進(jìn)程，負(fù)責(zé)處理單個(gè)請(qǐng)求。2024年8月12日星期一7

檔傳輸協(xié)議FTP(2)打開(kāi)熟知端口(端口號(hào)為21)，使客戶進(jìn)程能夠連接上。等待客戶進(jìn)程發(fā)出連接請(qǐng)求。若接收到客戶進(jìn)程的連接請(qǐng)求，則啟動(dòng)從屬進(jìn)程來(lái)處理該請(qǐng)求。從屬進(jìn)程對(duì)客戶進(jìn)程的請(qǐng)求處理完畢後即終止(從屬進(jìn)程在運(yùn)行期間根據(jù)需要還可能創(chuàng)建其他一些子進(jìn)程)。主進(jìn)程回到等待狀態(tài)，繼續(xù)接受其他客戶進(jìn)程發(fā)來(lái)的請(qǐng)求。主進(jìn)程與從屬進(jìn)程的處理是併發(fā)地進(jìn)行。2024年8月12日星期一8

檔傳輸協(xié)議FTP(3)控制連接在整個(gè)會(huì)話期間一直保持打開(kāi)，F(xiàn)TP客戶發(fā)出的傳送請(qǐng)求通過(guò)控制連接發(fā)送給伺服器端的控制進(jìn)程，但控制連接不用來(lái)傳送檔。實(shí)際用於傳輸檔的是“數(shù)據(jù)連接”。伺服器端的控制進(jìn)程在接收到FTP客戶發(fā)送來(lái)的檔傳輸請(qǐng)求後就創(chuàng)建“數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程”和“數(shù)據(jù)連接”，用來(lái)連接客戶端和服務(wù)器端的數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程。數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程實(shí)際完成檔的傳送，在傳送完畢後關(guān)閉“數(shù)據(jù)傳送連接”並結(jié)束運(yùn)行。2024年8月12日星期一9FTP使用的兩個(gè)TCP連接

控制進(jìn)程數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程用戶介面控制進(jìn)程數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程客戶端伺服器端因特網(wǎng)控制連接數(shù)據(jù)連接檔傳輸協(xié)議FTP(4)2024年8月12日星期一10當(dāng)客戶進(jìn)程向伺服器進(jìn)程發(fā)出建立連接請(qǐng)求時(shí)，要尋找連接伺服器進(jìn)程的熟知端口(21)，同時(shí)還要告訴伺服器進(jìn)程自己的另一個(gè)端口號(hào)，用於建立數(shù)據(jù)傳送連接。接著，伺服器進(jìn)程用自己傳送數(shù)據(jù)的熟知端口(20)與客戶進(jìn)程所提供的端口號(hào)碼建立數(shù)據(jù)傳送連接。由於FTP使用了兩個(gè)不同的端口號(hào)，所以數(shù)據(jù)連接與控制連接不會(huì)發(fā)生混亂。

兩個(gè)不同的端口號(hào)

檔傳輸協(xié)議FTP(5)使用兩個(gè)獨(dú)立的連接的主要好處是使協(xié)議更加簡(jiǎn)單和更容易實(shí)現(xiàn)。在傳輸檔時(shí)還可以利用控制連接（例如，客戶發(fā)送請(qǐng)求終止傳輸）。

2024年8月12日星期一11

簡(jiǎn)單檔傳輸協(xié)議TFTPTFTP是一個(gè)很小且易於實(shí)現(xiàn)的檔傳送協(xié)議。使用客戶伺服器方式和UDP數(shù)據(jù)報(bào)，因此TFTP需要有自己的差錯(cuò)改正措施。TFTP的工作很像停止等待協(xié)議發(fā)送完一個(gè)檔塊後就等待對(duì)方的確認(rèn)，確認(rèn)時(shí)應(yīng)指明所確認(rèn)的塊編號(hào)。發(fā)完數(shù)據(jù)後在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收不到確認(rèn)就要重發(fā)數(shù)據(jù)PDU。發(fā)送確認(rèn)PDU的一方若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收不到下一個(gè)檔塊，也要重發(fā)確認(rèn)PDU。這樣就可保證檔的傳送不致因某一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的丟失而告失敗。2024年8月12日星期一12

電子郵件電子郵件(e-mail)是因特網(wǎng)上使用得最多的和最受用戶歡迎的一種應(yīng)用。它不僅使用方便，而且還具有傳遞迅速和費(fèi)用低廉的優(yōu)點(diǎn)。目前電子郵件不僅可傳送文字資訊，而且還可附上聲音和圖像、動(dòng)畫(huà)。電子郵件的一些標(biāo)準(zhǔn)：

1982年制定出簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議

SMTP(SimpleMailTransferProtocol)。

1993年提出了通用因特網(wǎng)郵件擴(kuò)充

MIME(MultipurposeInternetMailExtensions)。2024年8月12日星期一13

電子郵件系統(tǒng)最主要的組成構(gòu)件

發(fā)送方郵件緩存

接收端郵件伺服器用戶代理SMTPSMTPPOP3

發(fā)送端郵件伺服器用戶代理用戶郵箱接收方用戶代理用戶代理

郵件伺服器

郵件伺服器SMTPSMTPPOP3(發(fā)送郵件)(發(fā)送郵件)（發(fā)送郵件）(發(fā)送郵件)(讀取郵件)(讀取郵件)(TCP

連接)(TCP

連接)(TCP

連接)因特網(wǎng)2024年8月12日星期一14

電子郵件系統(tǒng)的組成構(gòu)件用戶代理UA(UserAgent)

用戶代理UA就是用戶與郵件伺服器的介面，功能是：撰寫(xiě)、顯示和處理郵件。郵件伺服器功能是發(fā)送和接收郵件，同時(shí)還要向發(fā)信人報(bào)告郵件傳送的情況（已交付、被拒絕等）。工作方式：客戶伺服器方式。郵件伺服器需要使用兩個(gè)不同的協(xié)議。SMTP協(xié)議用於發(fā)送郵件。郵局協(xié)議POP

(PostOfficeProtocol)用於接收郵件。一個(gè)郵件伺服器既可以作為客戶，也可以作為伺服器2024年8月12日星期一15

電子郵件的發(fā)送和接收過(guò)程

發(fā)送方郵件緩存

接收端郵件伺服器用戶代理

發(fā)送端郵件伺服器用戶代理接收方用戶代理用戶代理

郵件伺服器

郵件伺服器(發(fā)送郵件)SMTPSMTP(發(fā)送郵件)(TCP

連接)因特網(wǎng)(1)發(fā)信人調(diào)用用戶代理來(lái)編輯要發(fā)送的郵件。用戶代理把郵件傳送給發(fā)送端郵件伺服器。

2024年8月12日星期一16

電子郵件的發(fā)送和接收過(guò)程

發(fā)送方

接收端郵件伺服器用戶代理SMTP

發(fā)送端郵件伺服器郵件緩存用戶代理接收方用戶代理用戶代理

郵件伺服器

郵件伺服器SMTP(發(fā)送郵件)(發(fā)送郵件)(TCP連接)因特網(wǎng)(2)發(fā)送端郵件伺服器將郵件放入郵件緩存佇列中，等待發(fā)送。2024年8月12日星期一17

電子郵件的發(fā)送和接收過(guò)程

發(fā)送方郵件緩存

接收端郵件伺服器用戶代理SMTP

發(fā)送端郵件伺服器用戶代理接收方用戶代理用戶代理

郵件伺服器

郵件伺服器SMTP(發(fā)送郵件)(發(fā)送郵件)(TCP連接)連接請(qǐng)求(TCP

連接請(qǐng)求)因特網(wǎng)(3)運(yùn)行在發(fā)送端郵件伺服器的SMTP客戶進(jìn)程，發(fā)現(xiàn)在郵件緩存中有待發(fā)送的郵件，就向運(yùn)行在接收端郵件伺服器的SMTP伺服器進(jìn)程發(fā)起TCP連接的建立請(qǐng)求。2024年8月12日星期一18

電子郵件的發(fā)送和接收過(guò)程

發(fā)送方郵件緩存

接收端郵件伺服器用戶代理SMTP

發(fā)送端郵件伺服器用戶代理用戶郵箱接收方用戶代理用戶代理

郵件伺服器

郵件伺服器SMTP(發(fā)送郵件)(發(fā)送郵件)(TCP連接)SMTPSMTP（發(fā)送郵件）(發(fā)送郵件)(TCP

連接)因特網(wǎng)(4)TCP連接建立後，SMTP客戶進(jìn)程開(kāi)始向遠(yuǎn)程的SMTP服務(wù)器進(jìn)程發(fā)送郵件。當(dāng)所有的待發(fā)送郵件發(fā)完了，SMTP就關(guān)閉所建立的TCP連接。2024年8月12日星期一19

電子郵件的發(fā)送和接收過(guò)程

發(fā)送方郵件緩存

接收端郵件伺服器用戶代理SMTP

發(fā)送端郵件伺服器用戶代理用戶郵箱接收方用戶代理用戶代理

郵件伺服器

郵件伺服器SMTP(發(fā)送郵件)(發(fā)送郵件)(TCP

連接)SMTPSMTP（發(fā)送郵件）(發(fā)送郵件)(TCP

連接)因特網(wǎng)(5)運(yùn)行在接收端郵件伺服器中的SMTP伺服器進(jìn)程收到郵件後，將郵件放入收信人的用戶郵箱中，等待收信人在方便時(shí)進(jìn)行讀取。2024年8月12日星期一20

電子郵件的發(fā)送和接收過(guò)程

發(fā)送方郵件緩存

接收端郵件伺服器用戶代理SMTP

發(fā)送端郵件伺服器用戶代理用戶郵箱接收方用戶代理用戶代理

郵件伺服器

郵件伺服器SMTP(發(fā)送郵件)(發(fā)送郵件)(TCP

連接)SMTPSMTP（發(fā)送郵件）(發(fā)送郵件)(TCP

連接)POP3POP3(讀取郵件)(讀取郵件)(TCP

連接)因特網(wǎng)(6)收信人收信時(shí)，調(diào)用用戶代理，使用POP3(或IMAP)協(xié)議將自己的郵件從接收端郵件伺服器的用戶郵箱中的取回(如果郵箱中有來(lái)信的話)。2024年8月12日星期一21電子郵件的組成電子郵件由信封(envelope)和內(nèi)容(content)兩部分組成。電子郵件的傳輸程式根據(jù)郵件信封上的資訊來(lái)傳送郵件。用戶在從自己的郵箱中讀取郵件時(shí)才能見(jiàn)到郵件的內(nèi)容。在郵件的信封上，最重要的就是收信人的地址。電子郵件地址的格式

TCP/IP體系的電子郵件系統(tǒng)規(guī)定電子郵件地址的格式如下：

收信人郵箱名@郵箱所在主機(jī)的功能變數(shù)名稱

電子郵件的組成和格式2024年8月12日星期一22

簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議SMTPSMTP所規(guī)定的就是在兩個(gè)相互通信的SMTP進(jìn)程之間應(yīng)如何交換資訊。SMTP使用客戶伺服器方式，負(fù)責(zé)發(fā)送郵件的SMTP進(jìn)程就是SMTP客戶，而負(fù)責(zé)接收郵件的SMTP進(jìn)程就是SMTP伺服器。SMTP通信的三個(gè)階段 連接建立連接是在發(fā)送主機(jī)的SMTP客戶進(jìn)程和接收主機(jī)的SMTP伺服器進(jìn)程之間建立的。SMTP不使用中間的郵件伺服器。

傳送郵件連接釋放

2024年8月12日星期一23

郵件讀取協(xié)議POP3郵局協(xié)議POP是一個(gè)非常簡(jiǎn)單、但功能有限的郵件讀取協(xié)議，現(xiàn)在使用的是它的第三個(gè)版本POP3。POP也使用客戶伺服器的工作方式。在接收郵件的用戶PC機(jī)中必須運(yùn)行POP客戶程式，而在用戶所連接的ISP的郵件伺服器中則運(yùn)行POP伺服器程式。2024年8月12日星期一24

網(wǎng)路管理網(wǎng)路管理包括對(duì)硬體、軟體和人力的使用、綜合與協(xié)調(diào)，以便對(duì)網(wǎng)路資源進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)試、配置、分析、評(píng)價(jià)和控制，這樣就能以合理的價(jià)格滿足網(wǎng)路的一些需求，如實(shí)時(shí)運(yùn)行性能，服務(wù)品質(zhì)等。網(wǎng)路管理常簡(jiǎn)稱為網(wǎng)管。網(wǎng)路管理的基本原理若要管理某個(gè)對(duì)象，就必然要給該對(duì)象添加一些軟體或硬體，但這種“添加”必須對(duì)原有對(duì)象的影響儘量小些。2024年8月12日星期一25管理站因特網(wǎng)網(wǎng)路管理員

被管設(shè)備——管理程式（運(yùn)行SNMP客戶程式）——代理程式（運(yùn)行SNMP伺服器程式）AAAAM

被管設(shè)備

被管設(shè)備

被管設(shè)備MAA

被管設(shè)備網(wǎng)管協(xié)議

網(wǎng)路管理的一般模型2024年8月12日星期一26

網(wǎng)路管理模型的主要構(gòu)件(1)管理站也常稱為網(wǎng)路運(yùn)行中心

NOC(NetworkOperationsCenter)，是網(wǎng)路管理系統(tǒng)的核心。管理站（硬體）或管理程式（軟體）都可稱為管理者(manager)，不是指人而是指機(jī)器或軟體。網(wǎng)路管理員(administrator)指的是人。大型網(wǎng)路往往實(shí)行多級(jí)管理，因而有多個(gè)管理者，而一個(gè)管理者一般只管理本地網(wǎng)路的設(shè)備。2024年8月12日星期一27

網(wǎng)路管理模型的主要構(gòu)件(2)代理程式裝備了SNMP的平臺(tái)，如主機(jī)、網(wǎng)橋、路由器及集線器均可作為代理者工作。代理者對(duì)來(lái)自管理站的資訊請(qǐng)求和動(dòng)作請(qǐng)求進(jìn)行應(yīng)答，並隨機(jī)地為管理站報(bào)告一些重要的意外事件。網(wǎng)管協(xié)議管理站和代理者之間通過(guò)網(wǎng)路管理協(xié)議通信，網(wǎng)管協(xié)議的主要能力：

Get：管理站讀取代理者處對(duì)象的值；

Set：管理站設(shè)置代理者處對(duì)象的值；

Trap：代理者向管理站通報(bào)重要事件。

2024年8月12日星期一28SNMP的指導(dǎo)思想SNMP最重要的指導(dǎo)思想就是要盡可能簡(jiǎn)單。SNMP的基本功能包括監(jiān)視網(wǎng)路性能、檢測(cè)分析網(wǎng)路差錯(cuò)和配置網(wǎng)路設(shè)備等。在網(wǎng)路正常工作時(shí)，SNMP可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)、配置、和測(cè)試等功能。當(dāng)網(wǎng)路出故障時(shí)，可實(shí)現(xiàn)各種差錯(cuò)檢測(cè)和恢復(fù)功能。雖然SNMP是在TCP/IP基礎(chǔ)上的網(wǎng)路管理協(xié)議，但也可擴(kuò)展到其他類型的網(wǎng)路設(shè)備上。

簡(jiǎn)單網(wǎng)路管理協(xié)議SNMP2024年8月12日星期一29

遠(yuǎn)程登錄協(xié)議TELNETTELNET

是一個(gè)簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)程終端協(xié)議，也是因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)。用戶用TELNET就可在其所在地通過(guò)TCP連接註冊(cè)（即登錄）到遠(yuǎn)地的另一個(gè)主機(jī)上（使用主機(jī)名或IP地址）。TELNET能將用戶的擊鍵傳到遠(yuǎn)地主機(jī)，同時(shí)也能將遠(yuǎn)地主機(jī)的輸出通過(guò)TCP連接返回到用戶螢?zāi)?。這種服務(wù)是透明的，因?yàn)橛脩舾杏X(jué)到好像鍵盤(pán)和顯示器是直接連在遠(yuǎn)地主機(jī)上。2024年8月12日星期一30TELNET使用網(wǎng)路虛擬終端NVT格式

因特網(wǎng)TCP

連接

客戶端

伺服器端

使用客戶端的格式

使用伺服器端的格式

使用

NVT

格式客戶伺服器

遠(yuǎn)程終端協(xié)議TELNET(2)2024年8月12日星期一31客戶軟體把用戶的擊鍵和命令轉(zhuǎn)換成NVT格式，並送交伺服器。伺服器軟體把收到的數(shù)據(jù)和命令，從NVT格式轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)地系統(tǒng)所需的格式。向用戶返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，伺服器把遠(yuǎn)地系統(tǒng)的格式轉(zhuǎn)換為NVT格式，本地客戶再?gòu)腘VT格式轉(zhuǎn)換到本地系統(tǒng)所需的格式。

網(wǎng)路虛擬終端NVT格式2024年8月12日星期一32

Ping和TracertPing：診斷網(wǎng)路設(shè)備是否正確連接。Ping支持兩種網(wǎng)路協(xié)議IP和IPX，缺省為IP。

ping命令的結(jié)果：“requesttimedout”；顯示回應(yīng)報(bào)文中數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)、報(bào)文序號(hào)、TTL和回應(yīng)時(shí)間等。Tracert：基本功能與Ping相同。用於測(cè)試數(shù)據(jù)包從發(fā)送主機(jī)到目的地所經(jīng)過(guò)的網(wǎng)關(guān)，主要用於檢查網(wǎng)路連接是否可達(dá)，以及分析網(wǎng)路什麼地方發(fā)生了故障。使用方法：ping(tracert)IP地址2024年8月12日星期一33

超文本傳送協(xié)議HTTP(1)為了使超文本的鏈接能夠高效率地完成，需要用HTTP協(xié)議來(lái)傳送一切必須的資訊。從層次的角度看，HTTP是面向事務(wù)的(transaction-oriented)應(yīng)用層協(xié)議，它是萬(wàn)維網(wǎng)WWW(WorldWideWeb)上能夠可靠地交換檔(包括文本、聲音、圖像等各種多媒體檔)的重要基礎(chǔ)。1.HTTP的操作過(guò)程2024年8月12日星期一34

萬(wàn)維網(wǎng)的工作過(guò)程

因特網(wǎng)伺服器鏈接到URL的超鏈HTTP使用此TCP

連接流覽器程式伺服器程式HTTP客戶清華大學(xué)院系設(shè)置建立TCP

連接釋放TCP連接

HTTP回應(yīng)報(bào)文②回應(yīng)文檔

HTTP請(qǐng)求報(bào)文①請(qǐng)求文檔2024年8月12日星期一35

用戶點(diǎn)擊滑鼠後所發(fā)生的事件

(1)流覽器分析超鏈接指向頁(yè)面的URL(UniformResourceLocator，統(tǒng)一資源定位符)。(2)流覽器向DNS(功能變數(shù)名稱伺服器)請(qǐng)求解析

的IP地址。(3)功能變數(shù)名稱系統(tǒng)DNS解析出清華大學(xué)伺服器的IP地址。(4)流覽器與伺服器建立TCP連接(5)流覽器發(fā)出取檔命令：

GET/chn/yxsz/index.htm。(6)伺服器給出回應(yīng)，把檔index.htm

發(fā)給流覽器。(7)TCP連接釋放。(8)流覽器顯示“清華大學(xué)院系設(shè)置”檔index.htm中的所有文本。2024年8月12日星期一362.HTTP的主要特點(diǎn)HTTP是面向事務(wù)的客戶伺服器協(xié)議。HTTP協(xié)議本身也是無(wú)連接的，雖然它使用了面向連接的TCP向上提供的服務(wù)。萬(wàn)維網(wǎng)流覽器就是一個(gè)HTTP客戶，而在萬(wàn)維網(wǎng)伺服器等待HTTP請(qǐng)求的進(jìn)程常稱為HTTPdaemon，有的文獻(xiàn)將它縮寫(xiě)為HTTPD。HTTPdaemon在收到HTTP客戶的請(qǐng)求後，把所需的檔返回給HTTP客戶。HTTP的主要特點(diǎn)2024年8月12日星期一37

功能變數(shù)名稱系統(tǒng)DNS主要作用就是實(shí)現(xiàn)主機(jī)功能變數(shù)名稱到IP地址的轉(zhuǎn)換。因特網(wǎng)採(cǎi)用層次結(jié)構(gòu)的命名樹(shù)作為主機(jī)的名字，並使用分佈式的功能變數(shù)名稱系統(tǒng)DNS。因特網(wǎng)的功能變數(shù)名稱系統(tǒng)DNS採(cǎi)用客戶伺服器方式。名字到IP地址的解析是由若干功能變數(shù)名稱伺服器程式完成的。功能變數(shù)名稱伺服器程式在專設(shè)的節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，運(yùn)行該程式的機(jī)器稱為功能變數(shù)名稱伺服器。2024年8月12日星期一38因特網(wǎng)採(cǎi)用了層次樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的命名方法。任何一個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)或路由器，都有一個(gè)惟一的層次結(jié)構(gòu)的名字，即功能變數(shù)名稱。功能變數(shù)名稱的結(jié)構(gòu)由若干個(gè)分量組成，各分量之間用點(diǎn)隔開(kāi)：

….三級(jí)功能變數(shù)名稱.二級(jí)功能變數(shù)名稱.頂級(jí)功能變數(shù)名稱各分量分別代表不同級(jí)別的功能變數(shù)名稱。功能變數(shù)名稱只是一個(gè)邏輯的概念，並不反映電腦所在的物理地點(diǎn)。

因特網(wǎng)的功能變數(shù)名稱結(jié)構(gòu)2024年8月12日星期一39(1)國(guó)家頂級(jí)功能變數(shù)名稱如:.cn

表示中國(guó)，.us表示美國(guó)，.uk

表示英國(guó)等。(2)國(guó)際頂級(jí)功能變數(shù)名稱：.int。(3)通用頂級(jí)功能變數(shù)名稱：最早的頂級(jí)功能變數(shù)名稱有

.com表示公司企業(yè)

.net表示網(wǎng)路服務(wù)機(jī)構(gòu)

.org表示非贏利性組織

.edu

表示教育機(jī)構(gòu)

.gov

表示政府部門(mén)(美國(guó)專用).mil表示軍事部門(mén)(美國(guó)專用)頂級(jí)功能變數(shù)名稱TLD(TopLevelDomain)2024年8月12日星期一40.firm用於公司企業(yè).shop用於銷售公司和企業(yè).web用於突出萬(wàn)維網(wǎng)活動(dòng)的單位.arts用於突出文化、娛樂(lè)活動(dòng)的單位.rec

用於突出消遣、娛樂(lè)活動(dòng)的單位.info用於提供資訊服務(wù)的單位.nom用於個(gè)人

新的七個(gè)通用頂級(jí)功能變數(shù)名稱2024年8月12日星期一41comnetorgedugovmilcoopbizinfoaerointcnuk…h(huán)kjsshbjorgnetgoveducomac…pkufudansjtutsinghua…樹(shù)根cctvibmhpmot…頂級(jí)功能變數(shù)名稱二級(jí)功能變數(shù)名稱三級(jí)功能變數(shù)名稱mailep四級(jí)功能變數(shù)名稱mailcsnetl……seu

因特網(wǎng)的名字空間2024年8月12日星期一42因特網(wǎng)允許各個(gè)單位根據(jù)具體情況將本單位的功能變數(shù)名稱劃分為若干個(gè)功能變數(shù)名稱伺服器管轄區(qū)(zone)，並在各管轄區(qū)中設(shè)置相應(yīng)的授權(quán)功能變數(shù)名稱伺服器。

comyabcwvxu根功能變數(shù)名稱伺服器域

管轄區(qū)的授權(quán)功能變數(shù)名稱伺服器

管轄區(qū)

管轄區(qū)管轄區(qū)的授權(quán)功能變數(shù)名稱伺服器t

授權(quán)功能變數(shù)名稱伺服器2024年8月12日星期一43……comabcxyzabcxy因特網(wǎng)uvwxyz.com頂級(jí)功能變數(shù)名稱伺服器本地功能變數(shù)名稱伺服器

授權(quán)功能變數(shù)名稱伺服器

“樹(shù)根”edu.edu頂級(jí)功能變數(shù)名稱伺服器y……本地功能變數(shù)名稱伺服器

授權(quán)功能變數(shù)名稱伺服器

本地功能變數(shù)名稱伺服器

授權(quán)功能變數(shù)名稱伺服器

②③④⑤⑥⑦⑧

①的IP地址是什麼？

遞歸查詢遞歸查詢2024年8月12日星期一44

④⑤⑥⑦根功能變數(shù)名稱伺服器本地功能變數(shù)名稱伺服器

本地功能變數(shù)名稱伺服器

本地功能變數(shù)名稱伺服器

②③①I(mǎi)P()=?⑧IP()=(5)

遞歸與迭代相結(jié)合的查詢2024年8月12日星期一45

網(wǎng)際功能變數(shù)名稱伺服器WINS(WindowsInternetNameServer，Windows網(wǎng)際功能變數(shù)名稱伺服器)：將NetBIOS名稱註冊(cè)並解析為網(wǎng)路上使用的IP地址。NetBIOS：網(wǎng)路基本輸入/輸出系統(tǒng)

該協(xié)議是由IBM公司開(kāi)發(fā)，主要用於數(shù)十臺(tái)電腦的小型局域網(wǎng)。NetBIOS協(xié)議是一種在局域網(wǎng)上的程式可以使用的應(yīng)用程式編程介面(API)，為程式提供請(qǐng)求低級(jí)服務(wù)的統(tǒng)一命令集，作用是為了給局域網(wǎng)提供網(wǎng)路以及其他特殊功能，幾乎所有的局域網(wǎng)都是在NetBIOS協(xié)議的基礎(chǔ)上工作。2024年8月12日星期一46BOOTP全稱BootstrapProtocol(自舉協(xié)議或者引導(dǎo)協(xié)議)，該協(xié)議是一個(gè)基於UDP/IP的協(xié)議，它可以讓無(wú)盤(pán)站從一個(gè)中心伺服器上獲得IP地址，為局域網(wǎng)中的無(wú)盤(pán)工作站分配動(dòng)態(tài)IP地址，並不需要每個(gè)用戶去設(shè)置靜態(tài)IP地址。使用BOOTP協(xié)議的時(shí)候，一般包括BootstrapProtocolServer(自舉協(xié)議伺服器端)和BootstrapProtocolClient(自舉協(xié)議客戶端)兩部分。2024年8月12日星期一47BOOTP的應(yīng)用該協(xié)議主要用於有無(wú)盤(pán)工作站的局域網(wǎng)中，客戶端獲取IP地址的過(guò)程如下：首先，由BOOTP啟動(dòng)代碼啟動(dòng)客戶端，這個(gè)時(shí)候客戶端還沒(méi)有IP地址，使用廣播形式以IP地址向網(wǎng)路中發(fā)出IP地址查詢要求。接著，運(yùn)行BOOTP協(xié)議的伺服器接收到這個(gè)請(qǐng)求，會(huì)根據(jù)請(qǐng)求中提供的MAC地址找到客戶端，併發(fā)送一個(gè)含有IP地址、伺服器IP地址、網(wǎng)關(guān)等資訊的FOUND幀。最後，客戶端會(huì)根據(jù)該FOUND幀來(lái)通過(guò)專用TFTP伺服器下載啟動(dòng)鏡像檔，模擬成磁片啟動(dòng)。2024年8月12日星期一48

無(wú)盤(pán)網(wǎng)路、無(wú)盤(pán)工作站(1)什麼是無(wú)盤(pán)網(wǎng)路？一個(gè)網(wǎng)路中的所有工作站上都不安裝硬碟，而全部通過(guò)網(wǎng)路伺服器來(lái)啟動(dòng)，這樣的網(wǎng)路就是無(wú)盤(pán)網(wǎng)路，這些工作站被稱為無(wú)盤(pán)工作站省錢(qián)是無(wú)盤(pán)網(wǎng)路的一大優(yōu)點(diǎn)，而實(shí)際上無(wú)盤(pán)網(wǎng)路的最主要優(yōu)點(diǎn)是“管理和維護(hù)”。網(wǎng)路管理員的主要工作就是要保證一個(gè)網(wǎng)路能正常運(yùn)行。一個(gè)普通的有盤(pán)網(wǎng)路，例如一個(gè)網(wǎng)路實(shí)驗(yàn)室，如果網(wǎng)路中的工作站出了什麼問(wèn)題，開(kāi)不了機(jī)、上不了網(wǎng)，或者網(wǎng)路中的軟體需要升級(jí)，這時(shí)網(wǎng)路管理員要負(fù)責(zé)把每臺(tái)機(jī)器都調(diào)整好，安裝上新的軟體，甚至每臺(tái)機(jī)器的硬碟都要重新格式化、分區(qū)、安裝好系統(tǒng)等。也許過(guò)不了多久，系統(tǒng)又被學(xué)生不小心破壞掉，於是又是繁瑣的安裝、調(diào)試等，影響用戶的正常使用。2024年8月12日星期一49

無(wú)盤(pán)網(wǎng)路、無(wú)盤(pán)工作站(2)因此，一種新的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)：無(wú)盤(pán)網(wǎng)路出現(xiàn)了。無(wú)盤(pán)網(wǎng)路的本意是為了降低工作站的成本，但主要卻是為了管理和維護(hù)的方便。無(wú)盤(pán)網(wǎng)路把工作站要用到的操作系統(tǒng)的檔和軟體檔都放到伺服器上，系統(tǒng)的管理和維護(hù)都在伺服器上完成，軟體升級(jí)只需要配置一次，網(wǎng)路中的所有電腦就都能用上新軟體，這對(duì)網(wǎng)路管理員來(lái)說(shuō)的確是福音。但無(wú)盤(pán)網(wǎng)路配置比有盤(pán)網(wǎng)路配置麻煩。2024年8月12日星期一50

傳輸層協(xié)議概述應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)路層網(wǎng)路接入層TCPUDP2024年8月12日星期一51

端到端數(shù)據(jù)通信的可靠性TCP通過(guò)以下機(jī)制來(lái)保證端到端的可靠通信：確認(rèn)機(jī)制啟動(dòng)計(jì)時(shí)器校驗(yàn)和重新排序機(jī)制流量控制——滑動(dòng)窗口機(jī)制2024年8月12日星期一52從通信和資訊處理的角度看，傳輸層向它上面的應(yīng)用層提供通信服務(wù)，它屬於面向通信部分的最高層，同時(shí)也是用戶功能中的最低層。物理層網(wǎng)路層運(yùn)輸層應(yīng)用層資料鏈路層面向資訊處理面向通信用戶功能網(wǎng)路功能

傳輸層協(xié)議概述傳輸層的主要功能傳輸層為應(yīng)用進(jìn)程之間提供端到端的邏輯通信(但網(wǎng)路層是為主機(jī)之間提供邏輯通信)。傳輸層還要對(duì)收到的報(bào)文進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。傳輸層需要有兩種不同的傳輸協(xié)議，即面向連接的TCP和無(wú)連接的UDP。2024年8月12日星期一53

傳輸層為相互通信的應(yīng)用進(jìn)程提供了邏輯通信

54321傳輸層提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信主機(jī)A主機(jī)B應(yīng)用進(jìn)程應(yīng)用進(jìn)程路由器1路由器2AP1LAN2WANAP2AP3AP4IP層LAN1AP1AP2AP4端口端口54321IP協(xié)議的作用範(fàn)圍傳輸層協(xié)議TCP和UDP的作用範(fàn)圍AP32024年8月12日星期一54兩個(gè)主機(jī)進(jìn)行通信實(shí)際上就是兩個(gè)主機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程互相通信。應(yīng)用進(jìn)程之間的通信又稱為端到端的通信。傳輸層的一個(gè)很重要的功能就是複用和分用。應(yīng)用層不同進(jìn)程的報(bào)文通過(guò)不同的端口向下交到運(yùn)輸層，再往下就共用網(wǎng)路層提供的服務(wù)。“傳輸層提供應(yīng)用進(jìn)程間的邏輯通信”?！斑壿嬐ㄐ拧钡囊馑际牵簜鬏攲又g的通信好像是沿水準(zhǔn)方向傳送數(shù)據(jù)。但事實(shí)上這兩個(gè)傳輸層之間並沒(méi)有一條水準(zhǔn)方向的物理連接。

應(yīng)用進(jìn)程之間的通信2024年8月12日星期一55TCP/IP的傳輸層有兩個(gè)不同的協(xié)議：(1)用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP(UserDatagramProtocol)(2)傳輸控制協(xié)議TCP(TransmissionControlProtocol)兩個(gè)對(duì)等傳輸實(shí)體在通信時(shí)傳送的數(shù)據(jù)單位叫作傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元

TPDU(TransportProtocolDataUnit)TCP傳送的數(shù)據(jù)單位是TCP報(bào)文段(segment)UDP傳送的數(shù)據(jù)單位是UDP報(bào)文或用戶數(shù)據(jù)報(bào)

TCP與UDP(1)2024年8月12日星期一56TCP與UDP(2)

UDP在傳送數(shù)據(jù)之前不需要先建立連接。對(duì)方的傳輸層在收到UDP報(bào)文後，不需要給出任何確認(rèn)。雖然UDP不提供可靠交付，但在某些情況下UDP是一種最有效的工作方式。TCP則提供面向連接的服務(wù)。TCP不提供廣播或多播服務(wù)。由於TCP要提供可靠的、面向連接的運(yùn)輸服務(wù)，因此不可避免地增加了許多的開(kāi)銷。這不僅使協(xié)議數(shù)據(jù)單元的首部增大很多，還要佔(zhàn)用許多的處理機(jī)資源。2024年8月12日星期一57傳輸層的UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)與網(wǎng)際層的IP數(shù)據(jù)報(bào)有很大區(qū)別。IP數(shù)據(jù)報(bào)要經(jīng)過(guò)互連網(wǎng)中許多路由器的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，但UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)是在傳輸層端到端抽象的邏輯通道中傳送的。TCP報(bào)文段是在傳輸層抽象的端到端邏輯通道中傳送，這種通道是可靠的全雙工通道。但這樣的通道卻不知道究竟經(jīng)過(guò)了哪些路由器，而這些路由器也根本不知道上面的傳輸層是否建立了TCP連接。

強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)2024年8月12日星期一58TCP/UDP報(bào)文格式0816243116位源端口16位目的端口32位序列號(hào)32位確認(rèn)號(hào)URGACKPSHRSTSYNFIN首部長(zhǎng)度保留(6位)16位窗口大小16位TCP校驗(yàn)和16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)UDP報(bào)文格式TCP報(bào)文格式16位UDP長(zhǎng)度2024年8月12日星期一59UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)的首部格式偽首部源端口目的端口報(bào)文長(zhǎng)度檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)首部UDP長(zhǎng)度源IP地址目的IP地址017IP數(shù)據(jù)報(bào)位元組44112122222位元組發(fā)送在前數(shù)據(jù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)2024年8月12日星期一60UDP報(bào)文格式說(shuō)明源端口和目的端口：用來(lái)區(qū)分和標(biāo)識(shí)源端設(shè)備和目的端設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)程。報(bào)文長(zhǎng)度：UDP報(bào)文的長(zhǎng)度。校驗(yàn)和：檢驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸中是否出現(xiàn)差錯(cuò)。偽首部：在計(jì)算檢驗(yàn)和時(shí)，臨時(shí)把“偽首部”和UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)連接在一起。偽首部?jī)H僅是為了計(jì)算檢驗(yàn)和。所以它既不向上遞交也不向下傳送。17：IP數(shù)據(jù)報(bào)首部中協(xié)議字段的值。網(wǎng)路層協(xié)議IP使用特定的協(xié)議號(hào)(UDP17,TCP6)來(lái)表示和區(qū)分傳輸層協(xié)議。2024年8月12日星期一61

傳輸控制協(xié)議TCP

端口…發(fā)送

TCP

報(bào)文段TCP…TCP接收緩存發(fā)送緩存報(bào)文段…報(bào)文段報(bào)文段端口發(fā)送端接收端向發(fā)送緩存寫(xiě)入數(shù)據(jù)塊從接收緩存讀取數(shù)據(jù)塊應(yīng)用進(jìn)程應(yīng)用進(jìn)程

2024年8月12日星期一62TCP報(bào)文格式TCP首部20位元組的固定首部16位目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗(yàn)和選項(xiàng)（長(zhǎng)度可變）16位源端口32位序列號(hào)緊急指針窗口32位確認(rèn)序號(hào)保留FINSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充TCP數(shù)據(jù)部分TCP首部TCP報(bào)文段IP數(shù)據(jù)部分IP首部2024年8月12日星期一63

各字段的含義(1)源、目的端口各占2位元組。端口是傳輸層與應(yīng)用層的服務(wù)介面。傳輸層的複用和分用功能都要通過(guò)端口才能實(shí)現(xiàn)。序列號(hào)：占4位元組。TCP連接中傳送的數(shù)據(jù)流中每一個(gè)位元組都編上一個(gè)序號(hào)。序號(hào)字段的值則指的是本報(bào)文段所發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個(gè)位元組的序號(hào)。確認(rèn)號(hào)：占4位元組。上次已成功收到的數(shù)據(jù)的最後一個(gè)位元組序列號(hào)加1。即期望收到對(duì)方的下一個(gè)報(bào)文段的數(shù)據(jù)的第一個(gè)位元組的序號(hào)。數(shù)據(jù)偏移(首部長(zhǎng)度)：占4bit，它指出TCP報(bào)文段的數(shù)據(jù)起始處距離TCP報(bào)文段的起始處有多遠(yuǎn)?！皵?shù)據(jù)偏移”的單位是4位元組。

2024年8月12日星期一64

各字段的含義(2)保留字段：占6bit，保留為今後使用，但目前應(yīng)置為0。緊急比特URG：當(dāng)URG

1時(shí)，表明緊急指針字段有效。它告訴系統(tǒng)此報(bào)文段中有緊急數(shù)據(jù)，應(yīng)儘快傳送(相當(dāng)於高優(yōu)先順序的數(shù)據(jù))。確認(rèn)比特ACK：只有當(dāng)ACK

1時(shí)確認(rèn)序號(hào)字段才有效。當(dāng)ACK

0時(shí)，確認(rèn)序號(hào)無(wú)效。推送比特PSH：接收端TCP收到推送比特置1的報(bào)文段，就儘快地交付給接收應(yīng)用進(jìn)程，而不再等到整個(gè)緩存都填滿了後再向上交付。2024年8月12日星期一65

各字段的含義(3)複位比特RST：當(dāng)RST

1時(shí)，表明TCP連接中出現(xiàn)嚴(yán)重差錯(cuò)(如由於主機(jī)崩潰或其他原因)，必須釋放當(dāng)前連接，然後再重新建立傳輸連接。同步比特SYN：同步比特SYN置為1，就表示這是一個(gè)連接請(qǐng)求或連接接受報(bào)文。當(dāng)ACK=0時(shí)表明是請(qǐng)求報(bào)文；當(dāng)ACK=1時(shí)表明是連接接受報(bào)文。終止比特FIN：當(dāng)FIN

1時(shí)，表明此報(bào)文段的發(fā)送端的數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢，並要求釋放傳輸連接。2024年8月12日星期一66

各字段的含義(4)窗口字段:占2位元組。窗口字段用來(lái)控制對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù)量，單位為位元組。TCP連接的一端根據(jù)設(shè)置的緩存空間大小確定自己的接收窗口大小，然後通知對(duì)方以確定對(duì)方的發(fā)送窗口的上限。檢驗(yàn)和：占2位元組。檢驗(yàn)和字段檢驗(yàn)的範(fàn)圍包括首部和數(shù)據(jù)這兩部分。緊急指針：占16bit。緊急指針指出在本報(bào)文段中緊急數(shù)據(jù)的最後一個(gè)位元組的序號(hào)。2024年8月12日星期一67

各字段的含義(5)選項(xiàng)字段：長(zhǎng)度可變。TCP只規(guī)定了一種選項(xiàng)，即最大報(bào)文段長(zhǎng)度

MSS(MaximumSegmentSize)。MSS告訴對(duì)方TCP：“我的緩存所能接收的報(bào)文段的數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度是MSS個(gè)位元組?！碧畛渥侄危褐饕饔檬菫榱耸拐麄€(gè)首部長(zhǎng)度是4位元組的整數(shù)倍。2024年8月12日星期一68

端口號(hào)傳輸層協(xié)議用端口號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)和區(qū)分各種上層應(yīng)用程式；網(wǎng)路層協(xié)議IP用協(xié)議號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)和區(qū)分傳輸層協(xié)議HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP數(shù)據(jù)包套接字8020/21232553691612024年8月12日星期一69

端口號(hào)的分類端口號(hào)由16個(gè)二進(jìn)位數(shù)組成，用來(lái)表示和區(qū)別網(wǎng)路中不同的應(yīng)用程式。端口號(hào)的分類：

周知端口：範(fàn)圍從0到1023。這些端口都有默認(rèn)的應(yīng)用服務(wù)與之對(duì)應(yīng)。例如WWW服務(wù)的默認(rèn)端口為80。網(wǎng)路服務(wù)可以使用其他端口號(hào)，如果不是默認(rèn)的端口號(hào)則應(yīng)該在地址欄上指定端口號(hào)。方法是在地址後面加上冒號(hào)“:”(半角)，再加上端口號(hào)。比如使用”8080”作為WWW服務(wù)的端口，則需要在地址欄裏輸入":8080"。

2024年8月12日星期一70

動(dòng)態(tài)端口和套接字動(dòng)態(tài)端口的範(fàn)圍是從1024到65535。之所以稱為動(dòng)態(tài)端口，是因?yàn)樗话悴还潭ǚ峙淠撤N服務(wù)，而是動(dòng)態(tài)分配。動(dòng)態(tài)分配是指當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)程或應(yīng)用程式進(jìn)程需要網(wǎng)路通信時(shí)，它向主機(jī)申請(qǐng)一個(gè)端口，主機(jī)從可用的端口號(hào)中分配一個(gè)供它使用。當(dāng)這個(gè)進(jìn)程關(guān)閉時(shí)，同時(shí)也就釋放了所佔(zhàn)用的端口號(hào)。套接字(Socket)：由IP地址和端口號(hào)組成。分為源套接字和目的套接字。源套接字和目的套接字用於唯一確定一條TCP連接2024年8月12日星期一71

TCP連接的建立InternetSYN(seq=a)SYN(seq=b,ack=a+1)SYN(seq=a+1,ack=b+1)clientserver2024年8月12日星期一72

三次握手過(guò)程TCP協(xié)議連接的三次握手過(guò)程是這樣的：

首先客戶端在連接請(qǐng)求中，發(fā)送SYN=1，ACK=0的TCP數(shù)據(jù)報(bào)給伺服器端，表示要求同伺服器端建立一個(gè)連接；然後如果伺服器端回應(yīng)這個(gè)連接，就返回一個(gè)SYN=1，ACK=1的數(shù)據(jù)報(bào)給客戶端，表示伺服器端同意這個(gè)連接，並要求客戶端確認(rèn)；最後客戶端就再發(fā)送SYN=0，ACK=1的數(shù)據(jù)包給伺服器端，表示確認(rèn)建立連接。

2024年8月12日星期一73TCP連接舉例Internetseq=42,ack=79,data=‘c’seq=79,ack=43,data=‘c’seq=43,ack=80clientserver2024年8月12日星期一74TCP連接的釋放InternetFIN(seq=x)ack=x+1ack=y+1ABFIN,seq=y,ack=x+12024年8月12日星期一75

四次握手的過(guò)程A的應(yīng)用進(jìn)程先向其TCP發(fā)出連接釋放請(qǐng)求，並且不再發(fā)送數(shù)據(jù)。TCP通知對(duì)方要釋放從A到B的連接。主機(jī)B的TCP收到釋放連接的通知後發(fā)出確認(rèn)，同時(shí)通知高層應(yīng)用進(jìn)程。這樣從A到B的連接就釋放了，連接處?kù)栋腙P(guān)閉狀態(tài)。此後若B還有數(shù)據(jù)要發(fā)往A，則可以繼續(xù)發(fā)送，A收到後仍然回應(yīng)。在B向A的數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束後，其應(yīng)用進(jìn)程通知TCP釋放連接。B發(fā)出連接釋放報(bào)文，A對(duì)此發(fā)出確認(rèn)，並向其應(yīng)用進(jìn)程報(bào)告。這樣從B到A的反方向連接也釋放掉，整個(gè)連接全部釋放。2024年8月12日星期一76

滑動(dòng)窗口需要修改窗口大小發(fā)送數(shù)據(jù)太快了！len1024win4096len1024win4096len1024win4096ack

4097win2048len1024win4096len1024win4096ack6145win2048len1024win4096len1024win4096len1024win40962024年8月12日星期一77

滑動(dòng)窗口的缺陷滑動(dòng)窗口機(jī)制為端到端設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸提供了可靠的流量控制機(jī)制。然而，它只能在源端設(shè)備和目的端設(shè)備起作用，當(dāng)網(wǎng)路中間設(shè)備(路由器等)發(fā)生擁塞時(shí)，滑動(dòng)窗口機(jī)制將不起作用。這種情況可以利用ICMP的源抑制機(jī)制進(jìn)行擁塞管理。2024年8月12日星期一78

網(wǎng)路層協(xié)議概述網(wǎng)路接入層(物理層和數(shù)據(jù)鏈路層)應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)路層IP

ARP

RARP

ICMP2024年8月12日星期一79固定部分可變部分04816192431版本標(biāo)誌生存時(shí)間協(xié)議標(biāo)識(shí)服務(wù)類型總長(zhǎng)度片偏移填充首部檢驗(yàn)和源地址目的地址可選字段（長(zhǎng)度可變）比特首部長(zhǎng)度01234567DTRC未用優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)部分比特?cái)?shù)據(jù)部分首部傳送IP

數(shù)據(jù)報(bào)首部2024年8月12日星期一80IP報(bào)文首部版本首部長(zhǎng)度服務(wù)類型總長(zhǎng)度標(biāo)識(shí)符標(biāo)誌片偏移生存時(shí)間協(xié)議報(bào)頭校驗(yàn)和源IP地址目的IP地址IP選項(xiàng)和填充2024年8月12日星期一81

各字段含義(1)版本：占4bit，指IP協(xié)議的版本，目前的IP協(xié)議版本號(hào)為4(即IPv4)首部長(zhǎng)度：占4bit，單位是4位元組。服務(wù)類型：占8bit，包括3位優(yōu)先順序字段，4位服務(wù)類型字段，1位未用。4位TOS(DTRC)分別代表最小延遲、最大吞吐量、最高可靠性和最小費(fèi)用?？傞L(zhǎng)度：占16位，指首部和數(shù)據(jù)之和的長(zhǎng)度，單位是位元組。因此數(shù)據(jù)報(bào)的最大長(zhǎng)度為65535(2^16-1)個(gè)位元組?？傞L(zhǎng)度必須不超過(guò)最大傳送單元MTU。識(shí)別字：占16位，唯一標(biāo)識(shí)主機(jī)發(fā)送的每一份數(shù)據(jù)報(bào)。通常每發(fā)送一份報(bào)文，它的值就會(huì)加1。因此可看作是一記數(shù)器。2024年8月12日星期一82

各字段含義(2)標(biāo)誌：占3位，數(shù)據(jù)段是否分段的標(biāo)誌，只有前兩個(gè)比特有意義。最低位為MF(MoreFragment)，為1時(shí)表示還有分片，為0表示這是最後一個(gè)分片；中間一位為DF(Don’tFragment)，只有當(dāng)DF為0時(shí)，才允許分片。片偏移：占12位，較長(zhǎng)分組分片後，某片在原分組中的相對(duì)位置。單位：8個(gè)位元組。IP數(shù)據(jù)報(bào)分片的舉例生存時(shí)間：占8位，TTL(TimeToLive)：數(shù)據(jù)包在網(wǎng)路中的壽命。即設(shè)置的數(shù)據(jù)包可以經(jīng)過(guò)的路由器數(shù)目。一旦經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器，TTL值就會(huì)減1；當(dāng)該字段值為0時(shí)，數(shù)據(jù)包被丟棄。協(xié)議：占8位，指出數(shù)據(jù)包攜帶的數(shù)據(jù)使用的是哪一種上層協(xié)議，即傳輸層協(xié)議。TCP：6，UDP：172024年8月12日星期一83偏移=0/8=0偏移=0/8=0偏移=1400/8=175偏移=2800/8=350140028003799279913993799需分片的數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)片1首部數(shù)據(jù)部分共3800位元組首部1首部2首部3位元組0數(shù)據(jù)報(bào)片2數(shù)據(jù)報(bào)片314002800位元組0IP數(shù)據(jù)報(bào)分片的舉例2024年8月12日星期一84

各字段含義(3)首部校驗(yàn)和：占16位，只校驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)的首部，不校驗(yàn)數(shù)據(jù)部分。源、目的IP地址：各占4個(gè)位元組可選字段：用來(lái)支持排錯(cuò)、測(cè)量以及安全等措施。選項(xiàng)字段長(zhǎng)度可變，從1到40個(gè)位元組不等。這些選項(xiàng)一個(gè)個(gè)拼湊起來(lái)，中間不需分隔符號(hào)。填充字段：這個(gè)字段全是二進(jìn)位0，以便使可變部分長(zhǎng)度為4個(gè)位元組的整數(shù)倍。2024年8月12日星期一85

地址轉(zhuǎn)換協(xié)議ARP地址轉(zhuǎn)換協(xié)議ARP是一種廣播協(xié)議，主機(jī)通過(guò)它可以動(dòng)態(tài)地發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)於一個(gè)IP地址的MAC層地址。假設(shè)主機(jī)A需要知道主機(jī)B的MAC地址，主機(jī)A廣播ARP請(qǐng)求以獲取B的MAC地址。發(fā)送的ARP請(qǐng)求報(bào)文中帶有自己的IP和MAC地址，同時(shí)還帶有需要解析的目的主機(jī)的IP地址。目的主機(jī)B接收到請(qǐng)求報(bào)文後，將其中主機(jī)A的IP和MAC地址存到自己的ARP高速緩存中，並把自己的IP和MAC地址作為回應(yīng)發(fā)回主機(jī)A。主機(jī)A收到ARP應(yīng)答之後，就得到了B的MAC地址。同時(shí)A緩存B的IP和MAC地址，以便下一次源站點(diǎn)對(duì)同一目的站點(diǎn)的地址轉(zhuǎn)換可直接引用高速緩存中的地址內(nèi)容。

2024年8月12日星期一86ARP地址解析協(xié)議舉例需要的MAC地址？IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-11IP:/24MAC:00-E0-FC-00-00-12ARPRequest?ARPReply

對(duì)應(yīng)的MAC：00-E0-FC-00-00-122024年8月12日星期一87ARP

回應(yīng)AYXBZ主機(jī)B向A發(fā)送ARP回應(yīng)分組

主機(jī)A廣播發(fā)送ARP請(qǐng)求分組

ARP

請(qǐng)求ARP

請(qǐng)求ARP

請(qǐng)求ARP

請(qǐng)求00-00-C0-15-AD-1808-00-2B-00-EE-0A我是，硬體地址是00-00-C0-15-AD-18我想知道主機(jī)

的硬體地址我是硬體地址是08-00-2B-00-EE-0AAYXBZ00-00-C0-15-AD-182024年8月12日星期一88

反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議RARP反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議用於一種特殊情況，如果站點(diǎn)初始化以後，只有自己的物理地址而沒(méi)有IP地址，則它可以通過(guò)RARP協(xié)議，發(fā)出廣播請(qǐng)求，徵求自己的IP地址，而RARP伺服器則負(fù)責(zé)回答。這樣，無(wú)IP地址的站點(diǎn)可以通過(guò)RARP協(xié)議取得自己的IP地址，這個(gè)地址在下一次系統(tǒng)重新開(kāi)始以前都有效，不用連續(xù)廣播請(qǐng)求。RARP廣泛用於獲取無(wú)盤(pán)工作站的IP地址。

2024年8月12日星期一89RARP反向地址解析協(xié)議舉例我的IP地址是什麼？無(wú)盤(pán)工作站RARP

ServerRARP

Request?RARP

Reply你的IP地址是反向地址解析協(xié)議RARP使只知道自己硬體地址的主機(jī)能夠知道其IP地址。這種主機(jī)往往是無(wú)盤(pán)工作站。因此RARP協(xié)議目前已很少使用。2024年8月12日星期一90

因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMP為了提高IP數(shù)據(jù)報(bào)交付成功的機(jī)會(huì)，在網(wǎng)際層使用了因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMP。ICMP允許主機(jī)或路由器報(bào)告差錯(cuò)情況和提供有關(guān)異常情況的報(bào)告，通常是由發(fā)現(xiàn)別的站發(fā)來(lái)的報(bào)文有問(wèn)題的站產(chǎn)生的。ICMP不是高層協(xié)議，而是IP層的協(xié)議。ICMP報(bào)文作為IP層數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)，加上數(shù)據(jù)報(bào)的首部，組成IP數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送出去。ICMP報(bào)文的種類有兩種，即ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文和ICMP詢問(wèn)報(bào)文。2024年8月12日星期一91ICMP報(bào)文的格式

首部ICMP

報(bào)文0數(shù)據(jù)部分檢驗(yàn)和類型代碼長(zhǎng)度可變部分(取決於ICMP報(bào)文的類型)81631IP

數(shù)據(jù)報(bào)前4個(gè)位元組都是一樣的ICMP的數(shù)據(jù)部分(長(zhǎng)度取決於類型)2024年8月12日星期一92

各字段的含義類型：用來(lái)標(biāo)識(shí)ICMP報(bào)文的類型。代碼：進(jìn)一步區(qū)分某種類型中的幾種不同情況。校驗(yàn)和：檢驗(yàn)整個(gè)ICMP報(bào)文長(zhǎng)度可變部分：取決於ICMP的類型2024年8月12日星期一93ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文當(dāng)傳送IP數(shù)據(jù)包發(fā)生錯(cuò)誤－－比如主機(jī)不可達(dá)，路由不可達(dá)等等，ICMP協(xié)議將會(huì)把錯(cuò)誤資訊封包，然後傳送回給主機(jī)。差錯(cuò)報(bào)文有幾種：終點(diǎn)不可達(dá)

源站抑制時(shí)間超時(shí)參數(shù)問(wèn)題

改變路由(重定向)2024年8月12日星期一94

源抑制報(bào)文和超時(shí)報(bào)文源抑制報(bào)文(SourceQuench)：當(dāng)一個(gè)路由器收到太多的數(shù)據(jù)報(bào)以至於用完了緩衝區(qū)，就發(fā)送一個(gè)源抑制報(bào)文。當(dāng)主機(jī)收到源抑制報(bào)文時(shí)，就需要降低傳送速率。超時(shí)報(bào)文(TimeExceeded)：有兩種情況會(huì)發(fā)送超時(shí)報(bào)文。當(dāng)一個(gè)路由器將一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的生存時(shí)間(TIMETOLIVE)域減到零時(shí)，路由器會(huì)丟棄這一數(shù)據(jù)報(bào)，併發(fā)送一個(gè)超時(shí)報(bào)文。在一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的所有段到達(dá)之前，重組計(jì)時(shí)器到點(diǎn)了，則主機(jī)也會(huì)發(fā)送一個(gè)超時(shí)報(bào)文。2024年8月12日星期一95

目的不可達(dá)報(bào)文目的不可達(dá)(DestinationUnreachable)報(bào)文無(wú)論何時(shí)，當(dāng)一個(gè)路由器檢測(cè)到數(shù)據(jù)報(bào)無(wú)法傳遞到最終目的地時(shí)，就向創(chuàng)建這一數(shù)據(jù)報(bào)的主機(jī)發(fā)送一個(gè)目的不可達(dá)報(bào)文。這種報(bào)文告知是特定的目的主機(jī)不可達(dá)還是目的主機(jī)所連的網(wǎng)路不可達(dá)。換句話說(shuō)，這一差錯(cuò)報(bào)文能讓我們區(qū)分是某個(gè)網(wǎng)路暫時(shí)不在互聯(lián)網(wǎng)上（例如一個(gè)路由器出錯(cuò)），還是某一特定主機(jī)臨時(shí)斷線（例如主機(jī)關(guān)了）。2024年8月12日星期一96

重定向和參數(shù)問(wèn)題報(bào)文重定向(Redirect)報(bào)文。當(dāng)一臺(tái)主機(jī)創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)往遠(yuǎn)程網(wǎng)路，主機(jī)先將這一數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)給一個(gè)路由器，由路由器將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到它的目的地。如果路由器發(fā)現(xiàn)主機(jī)錯(cuò)誤地將應(yīng)發(fā)給另一路由器的數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)給了自己，則使用一個(gè)重定向報(bào)文通知主機(jī)應(yīng)改變它的路由。一個(gè)重定向報(bào)文能指出一臺(tái)特定主機(jī)或一個(gè)網(wǎng)路的變化，後者更為常見(jiàn)。?參數(shù)問(wèn)題報(bào)文。指出數(shù)據(jù)報(bào)中的某一參數(shù)不正確。比如協(xié)議號(hào)不正確。2024年8月12日星期一97

ICMP詢問(wèn)報(bào)文(1)回送請(qǐng)求和回答報(bào)文時(shí)間戳請(qǐng)求和回答報(bào)文掩碼地址請(qǐng)求和回答報(bào)文路由器詢問(wèn)和通告報(bào)文

2024年8月12日星期一98

ICMP詢問(wèn)報(bào)文(2)回應(yīng)請(qǐng)求/應(yīng)答（EchoRequest/Reply）。請(qǐng)求報(bào)文是由主機(jī)或路由器向一個(gè)特定的目的主機(jī)發(fā)出的詢問(wèn)。收到此報(bào)文的機(jī)器必須給源主機(jī)發(fā)送回答報(bào)文。Ping命令就使用了ICMPEcho請(qǐng)求與

ICMPEcho回答報(bào)文。?掩碼地址請(qǐng)求/應(yīng)答(AddressMaskRequest/Reply)當(dāng)一臺(tái)主機(jī)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)廣播一個(gè)地址掩碼請(qǐng)求報(bào)文。路由器收到這一請(qǐng)求就會(huì)發(fā)送一個(gè)地址掩碼應(yīng)答報(bào)文，其中包含了本網(wǎng)使用的32位的子網(wǎng)掩碼。時(shí)間戳請(qǐng)求/回答報(bào)文：請(qǐng)某個(gè)主機(jī)或路由器回答當(dāng)前的日期和時(shí)間。用來(lái)進(jìn)行時(shí)間同步和測(cè)量時(shí)間。2024年8月12日星期一99

不應(yīng)發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文的幾種情況對(duì)ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文不再發(fā)送

ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。對(duì)第一個(gè)分片的數(shù)據(jù)報(bào)分片的所有後續(xù)數(shù)據(jù)報(bào)分片都不發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。對(duì)具有多播地址的數(shù)據(jù)報(bào)都不發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。對(duì)具有特殊地址（如或）的數(shù)據(jù)報(bào)不發(fā)送ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。2024年8月12日星期一100

子網(wǎng)規(guī)劃

IP地址介紹子網(wǎng)規(guī)劃2024年8月12日星期一101

IP地址介紹和MAC地址的異同點(diǎn)組成和表示形式結(jié)構(gòu)化層次IP地址分類解決IP地址短缺的方法特殊的IP地址2024年8月12日星期一102IP地址與MAC地址的異同點(diǎn)相同點(diǎn)：全球唯一，獨(dú)一無(wú)二的。不同點(diǎn)：工作的層次：網(wǎng)路層和數(shù)據(jù)鏈路層組成及表示形式

IP地址:32個(gè)二進(jìn)位位構(gòu)成;表示形式有2、10、16進(jìn)制。

MAC地址:48個(gè)二進(jìn)位位構(gòu)成;表示形式是16進(jìn)制。層次性:

前者層次清晰；後者沒(méi)有清晰的地址層次。靈活性:

後者靈活性較差，因此對(duì)於不同網(wǎng)路間互聯(lián)，通常採(cǎi)用基於軟體實(shí)現(xiàn)的IP地址通信。2024年8月12日星期一103

組成及表示形式組成

由32個(gè)二進(jìn)位位組成，這些二進(jìn)位數(shù)字被分為四個(gè)8位數(shù)組，又稱為四個(gè)位元組。表示形式點(diǎn)分十進(jìn)位(例如：11)二進(jìn)位十六進(jìn)制2024年8月12日星期一104

結(jié)構(gòu)化層次提出的背景將IP地址分為網(wǎng)路部分(網(wǎng)路地址)和主機(jī)部分(主機(jī)地址)。網(wǎng)路地址用於唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)段，同一網(wǎng)段中的網(wǎng)路設(shè)備有同樣的網(wǎng)路地址；主機(jī)地址用於唯一標(biāo)識(shí)同一網(wǎng)段內(nèi)的網(wǎng)路設(shè)備。二者依據(jù)地址掩碼來(lái)區(qū)分。地址掩碼的結(jié)構(gòu)與IP地址相同；其特點(diǎn)是前部分是若干個(gè)連續(xù)的1，後部分是若干個(gè)連續(xù)的0；網(wǎng)路部分位於IP地址掩碼前面的連續(xù)1位，主機(jī)部分位於後面連續(xù)二進(jìn)位0位。2024年8月12日星期一105IP地址分類為了便於對(duì)IP地址進(jìn)行管理，同時(shí)考慮到網(wǎng)路規(guī)模的差異很大。因此互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)者根據(jù)網(wǎng)路規(guī)模將IP地址進(jìn)行分類，分為A、B、C、D、E五類。每一類網(wǎng)路所能包含的主機(jī)個(gè)數(shù)不同。2024年8月12日星期一106IP地址中的網(wǎng)路號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段

net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bit0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

1

1

0組播地址E類地址保留為科研使用1

1

1

1

0012024年8月12日星期一107第一個(gè)位元組的取值範(fàn)圍及地址範(fàn)圍類別第一個(gè)位元組的取值範(fàn)圍地址範(fàn)圍A1~126(00000001~01111110)1.0.0.0~126.255.255.2552^24個(gè)主機(jī)B128~191(10000000~10111111)~552^16個(gè)主機(jī)C192~223(11000000~11011111)~552^8個(gè)主機(jī)D224~239(11100000~11101111)~55E240~247(1111

0000~1111

0111)~552024年8月12日星期一108

單播、組播和廣播單播：報(bào)文的目的地址只有一個(gè)，發(fā)送一個(gè)報(bào)文只能到達(dá)一個(gè)主機(jī)。組播：源主機(jī)只需要發(fā)送一個(gè)報(bào)文就可以到達(dá)每個(gè)需要接收的主機(jī)上，中間需要路由器對(duì)組員和組之間的關(guān)係進(jìn)行維護(hù)和選擇。廣播：把報(bào)文傳送到網(wǎng)上的每個(gè)主機(jī)上，不管這個(gè)主機(jī)是否對(duì)報(bào)文感興趣。這樣就造成了帶寬的浪費(fèi)和主機(jī)的資源浪費(fèi)。2024年8月12日星期一109

解決IP地址短缺的方法解決IP地址短缺的方法有私有IP地址和IPv6協(xié)議。私有IP地址是由InterNIC預(yù)留的由各個(gè)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)自由支配的IP地址。私有IP地址不能直接訪問(wèn)Internet，必須借助網(wǎng)路地址轉(zhuǎn)換技術(shù)NAT才能訪問(wèn)。私有IP地址：

~55；~55~55思考：為什麼說(shuō)私有IP地址節(jié)省了IP地址資源？2024年8月12日星期一110IPv6協(xié)議雖然私有IP地址可以在一定程度上解決IP地址短缺的問(wèn)題，但它並不能完全解決地址短缺問(wèn)題。目前已提出了IPv6協(xié)議，IPv6地址有128個(gè)二進(jìn)位位，約2^128個(gè)IP地址，完全可以解決IP地址短缺的問(wèn)題。但從IPv4到IPv6的轉(zhuǎn)換是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，不會(huì)像電話號(hào)碼升級(jí)那麼容易。2024年8月12日星期一111

特殊IP地址IP地址用於唯一標(biāo)識(shí)一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但並不是每個(gè)IP地址都可用。下麵介紹幾種特殊IP地址及其用途：主機(jī)部分全為“0”的IP地址

稱為網(wǎng)路地址，用於標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)段。例如：主機(jī)部分全為“1”的IP地址

稱為網(wǎng)段廣播地址，用於標(biāo)識(shí)一個(gè)特定網(wǎng)段內(nèi)的所有主機(jī)。例如：55網(wǎng)路地址為127的IP地址稱為環(huán)回地址，用於環(huán)回測(cè)試。例如Ping，用於測(cè)試本機(jī)TCP/IP協(xié)議棧是否正確安裝。2024年8月12日星期一112

特殊IP地址(續(xù))全“0”的IP地址()

代表所有不清楚的主機(jī)和目的網(wǎng)路，通常路由器用此地址指定默認(rèn)路由。全“1”的IP地址(55)

也是廣播地址(與網(wǎng)段廣播地址不同)，但代表所有主機(jī)，用於向