计算机网络技术 第6章 TCPIP协议集

第六章TCP/IP协议集TCP/IP层次结构6.1网络接口层6.2网络层6.3传输层6.4应用层6.1网络接口层负责从网络设备上接收IP数据报和把数据报通过选定的网络发送出去TCP/IP没有严格定义该层协议，支持流行的网络技术以太网、令牌环网、FDDI、千兆以太网等SLIP、PPPX.25和ATMIEEE制定的以太网标准300meters300mMMF/10kmSMF10km/40km300m/10km/40km10GBase-SR10GBase-LX410GBase-LR/ER10GBase-SW/LW/EW10Gbps802.3ae10GigabitEthernet100meters275/550meters550/5000meters1000Base-T1000Base-SX1000Base-LX1000Mbps802.3zGigabitEthernet/GigE100meters2000meters100Base-TX100Base-FX100Mbps802.3uFastEthernet/100Base-T10010Base-T10Mbps802.3Ethernet最大距离（米）传输介质类型数据传输速率IEEE标准名称局域网中使用以太网协议规定：物理层的连线电信号介质访问技术MAC地址以太网地址，48bit也被称为物理地址固定在硬件设备上IEEE负责管理以太网地址空间并按照需要分配地址值MAC地址:44-45-6E-53-3A-05帧（Frame）以太网中数据传输的单位数据帧格式前导码字段(PRE)帧开始标志(SDF)信源地址(DA和SA)数据字段长度（L）用户数据字段（Data）填充字段（PAD）帧检验序列(FCS)介质访问技术CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）载波监听（CarrierSense）多路访问（MultipleAccess）冲突检测（CollisionDetect）演示：http://202.117.35.160/jpkc/xt_sy/demo/net_flash/c42.swfSLIP协议远距离环境，使用点对点协议相连串行线路IP（SerialLineInternetProtocol）规定了在串行线路上对IP数据报进行封装的形式适用于通过RS-232串行端口（即计算机上的串口）和高速调制解调器（Modem）接入Internet替代ESC替代ENDSLIP数据帧格式定义了两个特殊的字符用于封装IP数据报：END（0xC0） 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示数据帧开始、结束ESC（0xDB）替代正文中END字符SLIP的缺陷每一端都必须知道对方的IP地址拨号用户很不方便数据帧中没有类型字段数据帧中没有校验和纠错字段PPP协议点到点协议PPP（Point-to-PointProtocol）PPP克服了SLIP的不足在ADSL等网络连接方式中广泛使用PPP主要功能链路控制链路控制协议LCP（LinkControlProtocol，LCPPPP为用户发起呼叫以建立链路；在建立链路时协商参数选择；通信过程中随时测试线路，当线路空闲时释放链路等。建立链路，根据不同用户的需要，配置上层协议所需的环境，为上层提供服务网络控制协议NCP（NetworkControlProtocol，NCP）PPP过程PC终端首先通过调制解调器呼叫远程访问服务器远程访问服务器应答，建立初始的物理连接两端LCP分组，协商选择将要采用的PPP参数认证（可选）交换NCP分组来配置网络层，逻辑通信链路建立完成双方在此链路上交换上层数据。数据传送完成后，一方会发起断开连接的请求。释放网络层的连接关闭数据链路层连接；通信设备或模块关闭物理链路回到空闲状态PPP数据帧格式PPP优点PPP支持在单根串行线路上运行多种协议，不只是IP协议每一个数据帧都进行传输错误校验通过使用网络控制协议，通信双方可以进行IP地址的动态协商对IP报文首部进行压缩链路控制协议可以对多个数据链路选项进行设置6.2网络层功能接收传输层请求，传输具有目的地址信息的分组分组封装到IP数据报中，使用路由算法来选择是直接把数据报发送到目的主机还是把数据报发送给路由器，然后把数据报交给网络接口层来处理发送ICMP差错和控制报文实现协议IP协议路由协议ICMP协议、ARP与RARP协议IPv6技术IP协议IP协议（InternetProtocol）是TCP/IP协议族中最核心的协议IP协议主要提供不可靠、无连接的数据报传输服务IP数据报格式网络最大传送单元MTU（MaximumTransferUnit）分片或分段（fragmentation）版本号：该字段用于指名IP版本号报头长度：报头长度指报头占32位字的数目服务类型：该字段用于存储关于服务质量（QoS）的参数：优先权子字段（PR）、延迟位（D）、吞吐量位（T）、可靠性位（R）总长度：该字段标明IP数据报的总长度标识：该字段用于标识被分段传输的数据报标志：D位（Donotfragment），M位（Morefragment）段偏移：该字段标明了该数据报中所包含的数据在分片数据报中的位置生存时间TTL（Time-To-Live）：该字段设置了数据报可以经过的路由器数据高层协议：该字段标明所传送的数据区域中所包含数据的协议信息首部校验和：该字段是对IP报头部分计算的校验和码，不对数据区域进行计算源IP地址和目的IP地址：分别标明发送端和接收端的IP地址。参数和选项：该字段为可选字段。IP地址格式IP地址的表示形式为：由句点分隔开的四个十进制形式的数字表示。例如：一个由句点分隔的IP地址为：128.10.2.31对应的二进制形式：10000000000010100000001000011111十六进制形式：80.0A.02.1EIP地址分类IP地址被划分为网络号和主机号两部分IP地址被分为A—E类5类地址保留地址247.255.255.255240.0.0.011110E广播地址239.255.255.255224.0.0.01110D28（1字节）223.255.255.0192.0.0.0110C216（2字节）191.255.0.0128.0.0.010B224（3字节）126.0.0.0(127保留)1.0.0.0（0—未使用）0A网络中主机数目最大网络号最小网络号开始位分类当IP地址32位都为0时:未定义地址如果IP地址的网络号各位都为0，表示接受端和发送端在同一网络内如果IP目的地址的32位都为1：有限广播如果IP目的地址的主机的各位都为1：广播掩码（mask）使用掩码（mask）是划分一个IP地址的网络号和主机号两个部分的另一种方式掩码中相对于IP网络号的部分的各位都为1，相对于主机号的各位都为0掩码被广泛应用于IP路由方面掩码举例1对于标准的网络号，其相应的掩码为：A类地址11111111.00000000.00000000.00000000（255.0.0.0）B类地址11111111.11111111.00000000.00000000（255.255.0.0）C类地址11111111.11111111.11111111.00000000（255.255.255.0）掩码举例2IP地址129.64.134.5掩码255.255.128.0网络号主机号10000001.01000000.10000110.0000010111111111.11111111.10000000.00000000路由协议基于TCP／IP的网络都是通过路由器互连起来的路由器不仅负责对IP数据报的转发，还要负责与别的路由器进行联络每个路由器都有一个路由表，该路由表就是路由器转发IP数据报的依据路由表194.27.18.5194.27.19.0132.11.0.101132.17.0.0直接交付194.27.18.0直接交付201.36.14.0下一站路由器地址目的主机所在网络路由表建立静态（static）路由表管理员手工维护动态（dynamic）路由表根据实测或估计距离、时延、拓扑结构等度量权值路由选择算法自动计算最佳路径，建立路由表不同的路由选择算法，产生不同的路由协议实际应用两者相结合路由协议分类Internet路由协议将Internet划分为多个自治系统AS（AutonomousSystem）一个自治系统由一个ISP来管理自治系统内部协议：内部网关协议IGP（InteriorGatewayProtocol）RIP（RoutingInformationProtocol）、OSPF(OpenShortestPathFirst)、IS-IS(IntermediateSystemtoIntermediateSystem)自治系统之间协议：外部网关协议EGP（ExternalGatewayProtocol）BGP（BorderGatewayProtocol）RIP协议RIP协议把参加通信的设备分为主动的和被动的主动路由器向其它路由器通告路由信息被动路由器接收通告，更新路由信息，但不发送RIP使用跳数（hop）来衡量到达目的网络的距离，跳数也就是到达该网络所经过的路由器的数目RIP协议目前有两个版本：RIPv1和RIPv2RIP如何建立路由表？1.建立初始路由表13202.101.15.1202.101.15.012194.27.19.1194.27.19.011194.27.18.51194.27.18.0R3最小路由表13132.15.0.6132.15.0.012132.17.0.1132.17.0.011132.11.0.101132.11.0.0R2最小路由表13194.27.18.1194.27.18.012132.11.0.7132.11.0.011201.36.14.3210.36.14.0R1最小路由表距离(跳数)端口下一路由器地址网络号2.将最小路由表发送邻居结点R1→R2、R3R2→R1、R4R3→R1、R4R4→R2、R33.接收邻居RIP数据报，更新路由表202.101.15.1194.27.19.1194.27.18.51132.15.0.6132.17.0.1132.11.0.101194.27.18.1132.11.0.7201.36.14.3下一地址1202.101.15.01194.27.19.01194.27.18.0R31132.15.0.01132.17.0.01132.11.0.0R21194.27.18.01132.11.0.01210.36.14.0R1距网络号23194.27.28.51202.101.15.023194.27.18.51194.27.19.022132.11.0.101132.15.0.022132.11.0.101132.17.0.013194.27.18.1194.27.18.012132.11.0.7132.11.0.011201.36.14.3210.36.14.0距离端口下一地址网络号路由器R1原始收到更新后路由表RIP建立路由表演示http://202.117.35.160/jpkc/xt_sy/demo/net_flash/c82.swf这里将直连的网络的距离计为0OSPF协议OSPF是一个链路状态协议运行OSPF的每个路由器的路由表中存放的是关于整个网络的拓扑结构图OSPF路由表的建立过程如下：发现邻居节点；测量到各邻居节点的代价；网络带宽、时延等发布链路状态；计算到自治系统中其它每个路由器的最短路由。BGP协议BGP是一种在不同自治系统的路由器间进行通信的外部网关协议目前，Internet普遍使用BGPv4作为交换路由信息的协议BGP之间发送的信息报：初始(open)信息更新信息通知信息keep-alive信息无类型域间路由CIDR（ClasslessInterDomainRouting）CIDR化的网络地址:指一个IP地址的网络部分在32位范围内可以是任意长CIDR化的IP地址一般用斜线记法或前缀记法，又称CIDR记法例如：202.196.73.5/201100101011000100010010010000010120位网络前缀主机地址CIDR技术应用—子网划分例：ISP有连续IP地址空间193.20.0.0——193.23.255.255（11000001.00010100.00000000.00000000—11000001.00010111.11111111.11111111）Submask:11111111.11111100.00000000.00000000需求：划分8个子网23=818位主机号中取3位作为子网号Submask：193.255.128.0，11111111.11111100.00000000.00000000CIDR前缀为/14可分配给客户的地址数为：218CIDR前缀：/17每个子网的主机数目不超过：215-2Internet控制报文协议ICMP（InternetControlMessageProtocol）ICMP的主要功能：检测目标节点是否可达；拥塞和数据流控制；路由重定向；建立和维护路由信息。封装在IP数据报中ICMP报文和封装（1）地址掩码回答18地址掩码请求17时间戳应答14时间戳请求13数据报参数错误12数据报超时11回送请求8重定向（改变路由）5源站抑制4目的地不可达3回送应答0ICMP报文类型类型字段报文的类型对整个ICMP信息报进行错误校验ICMP报文和封装（2）进一步区分错误类型的代码对所请求的服务类型ToS，主机不可达12对所请求的服务类型ToS，网络不可达11与目的主机的通信被禁止10与目的网络的通信被禁止9源主机被隔离8目的主机未知7目的网络未知6源路由失败5需要分片，但DF置位4端口不可达3协议不可达2主机不可达1网络不可达0含义代码类型:3回送/请求报文类型:0/8回送协议（echoprotocol）主机或路由器向指定目的站点发送ICMP回送请求报文类型=0收到回送请求的主机或路由器形成回送应答并发送给最初的发送者类型=8在许多操作系统中，用户发送的ICMP回送请求的命令叫pingDOS中演示ARP与RARP协议IP地址与物理地址的映射网络接口层数据帧发送地址ARP解析过程主机192.168.5.23向主机192.168.5.74发送数据广播“IamIP192.168.5.23,MAC00-E0-F7-7F-19-20,Iwant192.168.5.74”收到分组，检查其目标IP回复“Iam192.168.5.74,MAC00-80-48-EB-7E-60”ARPARP协议的基本功能是通过目标设备的IP地址获取目标设备的物理地址，以保证通信的顺利进行在使用ARP的计算机上都保留有一个高速缓存，存放着它获得的IP地址和物理地址的映射表static00-80-48-EB-75-67194.85.135.61dynamic00-80-48-EB-7E-60194.85.135.76dynamic00-E0-F7-7F-19-20194.85.135.45类型MAC地址IP地址ARP报文的封装当ARP报文从一台主机传送到另一台上时，它们必须被封装在数据帧中报文格式由网络接口层技术决定以太网ARP报文格式RARPRARP的作用与ARP正好相反，它用于将局域网中某个主机的物理地址转换为IP地址RARP使用计算机的硬件地址识别计算机，在使用上存在较大的限制目前使用较多的是后来出现的两种替代协议：自举协议BOOTP（BOOTstrapProtocol）和动态主机配置协议DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol）IPv632位的IP地址即将耗尽对网络传输服务质量的需求1994年，IPng（thenextgenerationInternetprotocol）的建议被采纳作为开发下一代IP的基础，如今IPv6普遍被用来指新版IP的版本号IPv6编址IPv6的地址占128位IPv6地址使用冒号分隔的8个16进制数表示例如:2002:1db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344IPv6还允许使用零压缩来使IP地址的表示更为简化，即一连串的零可以用一对冒号来取代，并且在任一地址中，零压缩只能使用一次。例如：FF05:0:0:0:0:0:B1√FF05::B1√2001::25de::cade×IPv6地址分配1/25611111111多播地址1/10241111111011站点本地单播地址1/10241111111010链路本地单播地址1/8001可聚合的全局单播地址1/1280000001为NSAP分配保留1/25600000000保留地址空间所占份额前缀地址类型IPv4与IPv6IPv4兼容地址：使IPv6地址可以很方便地转换为IPv4地址,确保IPv6数据报可以通过IPv4网络进行自动传输。IPv4兼容地址0:0:0:0:0:0:w.x.y.z或::w.x.y.zIPv4映射地址：IPv4映射地址被用来解决将IPv4数据报通过IPv6网络进行传输的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。IPv4映射地址0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z或::FFFF:w.x.y.zIPv6数据报格式IPv6扩展首部IPv6路由IPv6去除了一些路由器的附属功能：IPv6采用端到端的分片 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 IPv6可聚合的全局单播地址是在全局范围内使用的地址，必须进行层次划分及地址聚合IPv6广泛使用由发送源节点来指定路由IPv6中，路由器不需要处理分析报头可选字段的参数IPv6可聚合的全局单播地址的最后64位为接口标识字段，一般该接口标识直接对应主机的物理地址，接口标识字段省去了使用ARP进行寻址的必要