计算机网络协议

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计算机网络协议教案

一、TCＰ/ＩP协议族的结构和协议

TＣＰ/IP协议簇是Intｅrnet的基础，也是当今最流行的组网形式。ＴCＰ／IP是一组协议的代名词,包括许多别的协议，组成了TCP/IP协议簇。其中比较重要的有ＳLIP协议、PP Ｐ协议、IP协议、ICMＰ协议、ＡRP协议、TCP协议、UDP 协议、FTP协议、DNＳ协议、SMTP协议等。TCP/IP协议并不完全符合OＳI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型，其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。而TCＰ/IP通讯协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。

(一）熟悉Ｉnternet地址结构

(二)了解Inteｒnet地址的概念

互联网上的每个接口必须有一个唯一的I n t e r n e t地址(也称作I P地址)。ＩP地址长32bit。

I n t ｅr n e ｔ地址并不采用平面形式的地址空间,如

1、２、3等。I P地址具有一定的结构，五类不同的互联网地址格式如图1 - 5所示。

这些３２位的地址通常写成四个十进制的数,其中每个整数对应一个字节。这种表示方法称作“点分十进制表示法(Do ｔtedｄｅcimａlｎotation)”。例如，作者的系统就是一个B类地址,它表示为:1 40 ．２5 2 ．13. 3 3。区分各类地址的最简单方法是看它的第一个十进制整数。图１－6列出了各类地址的起止范围，其中第一个十进制整数用加黑字体表示。

需要再次指出的是，多接口主机具有多个I P地址，其中每个接口都对应一个I P地址。

由于互联网上的每个接口必须有一个唯一的I Ｐ地址，因此必须要有一个管理机构为接入互

联网的网络分配I P地址。这个管理机构就是互联网络信息中心( Ｉnternｅt Neｔwｏｒk Inｆｏrmatｉon Ｃｅntre),称作I nｔ e r ＮI C。Iｎt ｅr ＮI C只分配网络号。主机号的分配由系统管理员来负责。

有三类I P地址：单播地址(目的为单个主机)、广播地址(目的端为给定网络上的所有主

机）以及多播地址(目的端为同一组内的所有主机）。

二、熟悉Interｎeｔ协议通信原理及报文格式

(一）控制报文协议

ICMＰ协议

引言

I C M P经常被认为是I P层的一个组成部分。它传递差错报文以及其他需要注意的信息。

I C M P报文通常被IＰ层或更高层协议（T C P或U D P)使用。一些I ＣM P报文把差错报文返回给用户进程。Ｉ C MＰ报文是在ＩP数据报内部被传输的，如图6-1所示。

ICＭＰ的正式规范参见RＦC 792 [Pｏstｅｒl1 9 ８ 1 b ]。I C M P报文的格式如图6 - ２所示。

所有报文的前4个字节都是一样的，但是剩下的其他字节则互不相同。下面我们将逐个介绍各种报文格式。

类型字段可以有 1 5个不同的值，以描述特定类型的Ｉ C M P报文。某些I C M P报文还使用代码字段的值来进一步描述不同的条件。

检验和字段覆盖整个I C M P报文。使用的算法与我们在3. 2节中介绍的IＰ首部检验和算法相同。I ＣM P的检验和是必需的。

ICMP报文的类型

各种类型的ＩＣM Ｐ报文如图6 - 3所示，不同类型由报文中的类型字段和代码字段来共同决定。

图中的最后两列表明I C M Ｐ报文是一份查询报文还是一份差错报文。因为对I ＣＭＰ差错报文有时需要作特殊处理,因此我们需要对它们进行区分。例如，在对I C M P差错报文进行响应时，永远不会生成另一份I C M Ｐ差错报文（如果没有这个限制规则，可能会遇到一个差错产生另一个差错的情况,而差错再产生差错，这样会无休止地循环下去）。当发送一份I C M P差错报文时,报文始终包含ＩP的首部和产生I C M P差错报文的I P数据报的前8个字节。这样，接收I ＣM P差错报文的模块就会把它与某个特定的协议(根据ＩP数据报首部中的协议字段来判断)和用户进程(根据包含在I P数据报前８个字节中的ＴC P或Ｕ D Ｐ报文首部中的T C P或U ＤP端口号来判断)联系起来。下面各种情况都不会导致产生I C M P差错报文:

1）IＣMP差错报文（但是，I C M P查询报文可能会产生

I C M Ｐ差错报文)。

2) 目的地址是广播地址(见图3 －9）或多播地址（D类地址,见图1- 5)的I P数据报。

3)作为链路层广播的数据报。

4) 不是I P分片的第一片（将在1１. 5节介绍分片)。

5）源地址不是单个主机的数据报。这就是说,源地址不能为零地址、环回地址、广播地址或多播地址。

这些规则是为了防止过去允许I ＣM P差错报文对广播分

组响应所带来的广播风暴。

ＩCMP地址掩码请求与应答

I C ＭP地址掩码请求用于无盘系统在引导过程中获取自己的子网掩码（３. 5节）。系统广播它的ＩＣM P请求报文（这一过程与无盘系统在引导过程中用R A RＰ获取ＩP地址是类似的）。无盘系统获取子网掩码的另一个方法是B O O T P协议,我们将在第1 6章中介绍。I C M P地址掩码请求和应答报文的格式如图6 - 4所示。

ＩＣＭP报文中的标识符和序列号字段由发送端任意选择设定,这些值在应答中将被返回。

这样,发送端就可以把应答与请求进行匹配。

我们可以写一个简单的程序（取名为i c m p a ｄ d r m ａｓｋ)，它发送一份ＩCＭＰ地址掩码请求报文，然后打印出所有的应答。由于一般是把请求报文发往广播地址,因此这里我们也这样做。

目的地址（１ 4 0．２ 5 ２.１ 3 ．６３)是子网1 40. ２ 5 2. １ 3 ． 3 2的广播地址(见图3-