计算机网络与通信 第6章 TCPIP协议基础
TCPIP协议基础知识
2.3端口扫描网络中的每一台计算机如同一座城堡，在这些城堡中，有的对外完全开放，有的却是紧锁城门。
入侵者们是如何找到，并翻开它们的城门的呢？这些城门究竟通向城堡的何处呢？在网络技术中，把这些城堡的“城门”称之为计算机的“端口”。
端口扫描是入侵者信息的几种常用手法之一，也正是这一过程最容易使入侵者暴露自己的身份和意图。
一般来说，扫描端口有如下目的：、判断目标主机上开放了哪些服务；、判断目标主机的操作系统。
如果入侵者掌握了目标主机开放了哪些服务，运行何种操作系统，他们就能够使用相应的手段实现入侵。
本节将会详尽地分析端口扫描所涉及的问题，并以实用为主要目的来介绍一些基本概念，以便更加清楚地了解入侵者如何扫描目标主机的端口。
网络基础知识本书尽量防止使用较大篇幅来介绍理论知识，但为了让大家更透彻地了解入侵者的手段，这里给大家介绍一些网络的基础知识。
只对应用感兴趣的读者可以略过这局部。
“端口”在计算机网络领域中是个非常重要的概念。
它是专门为计算机通信而设计的，它不是硬件，不同于计算机中的“插槽”，可以说是个“软插槽”。
如果有需要的话，一台计算机中可以有上万个端口。
端口是由计算机的通信协议TCP/IP协议定义的。
其中规定，用IP地址和端口作为套接字，它代表TCP连接的一个连接端，一般称为Socketo具体来说，就是用［IP：端口］来定位一台主机中的进程。
可以做这样的比喻，端口相当于两台计算机进程间的大门，可以随便定义，其目的只是为了让两台计算机能够找到对方的进程。
计算机就像一座大楼，这个大楼有好多入口（端口），进到不同的入口中就可以找到不同的公司（进程）。
如果要和远程主机A的程序通信，那么只要把数据发向［A：端口］就可以实现通信了。
可见，端口与进程是一一对应的，如果某个进程正在等待连接，称之为该进程正在监听，那么就会出现与它相对应的端口。
由此可见，入侵者通过扫描端口，便可以判断出目标计算机有哪些通信进程正在等待连接。
TCPIP基础.doc
TCP/IP 应用基础⒈ 简介Internet 是众多网络间的互联网，即计算机网络互相连接组成的一个大的网络。
现在，这个网络已经覆盖了全球。
在其形成初期，每个网络都使用不同的方法来进行互联或传输数据，因而有必要采用一个通用的协议使这些网络可以互相通讯。
TCP/IP （传输控制协议/互联网协议）就是Internet 上的通讯协议。
⒉ 理解 TCP/IP 在Internet 最初建立时，各个终端通过不同的电话线同不同的主机相连接。
在不同计算机之间进行互联的过程是很复杂的。
图1阐明了不同的终端需要不同的协议来进行连接。
图 1. 用于互联的不同的硬件和软件计算机商家用不同的硬件和软件解决方式来在他们的系统之间进行互联，不久人们意识到需要采用简单的方法来对计算机进行互联。
其目的是建立一种连接方法，可以支持不同传输方式上的不同种类的计算机。
在1973年，Bob Kahn 和Vincent Cerf 开始研究传输控制协议组。
它就是传输控制协议/互联网协议，在1978年研制成功。
很快TCP/IP 成为Internet 上的通讯协议。
那么什么是TCP/IP 呢？它是一组数据传输协议，其中TCP 和IP 本身就是不同的协议。
在协议组中还有其他几种协议，每一个组件都有其不同的规则。
TCP/IP 协议组包括：传输控制协议(TCP) - - 实现主机间的可靠的连接。
同时负责数据包按正确的顺序发送。
如果数据丢失了，TCP 负责自动重新传输丢失的数据。
DOSWorkstationsApple MacintoshUNIX WorkstationOS/2workstation互联网协议(IP) - - 提供数据流服务。
UDP (用户数据流协议) - - 负责传输不同主机间任意的数据流。
ICMP (Internet控制信息协议)- - 用于主机间携带不同的错误和状态信息。
TCP/IP指定了Internet上计算机的编址方式。
并定义了数据在网络上通过不同的计算机或程序进行传输的方式。
TCPIP基础教程PPT课件
.
9
三 、 LAN 交换转 发
LAN 交换机主要有两种转发方式：
• 存储转发(store-and-forward )
LAN 交换机将整个帧拷贝到入站缓冲区，并由计算机 执行循环冗余校验(CRC)，如果出现CRC错误，或该帧是小帧( 包括CRC小于64字节)/ 大帧(包括CRC小于1518字节)/，则丢 弃该帧，如果帧没有任何错误，LAN交换机在转发或交换时寻 找目的地址，确定外出接口，然后将帧转发到目的地址。
.
10
路由器基本功能、作用(四)
• 地区网：路由器主要作用是网络连接和路由选择， 即连接下层各个基层网络单位－园区网，同时负责 下层网络之间的数据转发。
• 园区网：路由器主要作用是分隔子网，各个子网在 逻辑上独立，而路由器是唯一能够分隔它们的设备 ，它负责子网之间报文转发和广播隔离，同时在边 界上的路由器与上层网络连接。
•最近LAN交换机涉及到OSI的多层，具有处理高带宽 应用得协议。
.
8
二 、VLAN交换工作原理
一、LAN交换机在功能上类似透明桥：
1、当交换机通电时，它们通过分析所有相邻网络的输
入帧源地址获取网络拓扑结构。如交换机从链路1上接收到一个
来自主机A的帧，则该交换机推断可通过网络连接链路1访问主机A。
• 直通(cut-through)
LAN 交换机仅将目的地址(跟在序号后的6个字节)拷贝 到入站缓冲区，然后在交换表中寻找目的地址， 确定外出接 口 ，将帧转发到目的地。直通方式交换一旦读到目的地址并 确定出站接口，就开始转发，因而减少了等待时间。
有些交换可以先将每个端口配置为直通交换方式，当 到达用户定义的出错限制时，将自动改变到存储转发方式。 一旦错率降到限制以下，端口自动转回到直通交换模式。
《TCPIP基础知识》PPT课件
IP地址也可以看成是由网络号码与主机号码两部 分组成。网络号码用于区别连接在Internet上的无数个网 络，主机号码用于区分该网络上的主机。例如：
Ip:134.37.87.1 , mask :255.255.255.0 •网络号码：134.37.87.0 表示服务器所拥有的地址段； •主机号码：1 表示服务器的主机号 •合起来的IP地址： 134..37.87.1表示Internet某台主机 的地址。
址方式;不同物理网络中的主机,有不同的物理网 络地址. 网间网技术是将不同物理网络技术统一 起来的高层软件技术,在统一的过程中, 首先要解 决的就是地址的统一问题. 网间网技术采用一种 全局通用的地址格式, 为全网的每一网络和主机 都分配一个网间网地址(IP地址),以此屏蔽物理网 络地址的差异。
ARP和RARP
Байду номын сангаас
序号
在资料传输时，TCP将上 层应用程式传来的资料 以 8 bits（即 1 byte）为单位给予 一个计数的号码 即每个序 号均分别代表 1 byte 的资料 ，如此即可运用序号进行资 料传输的管理， 在连接设定 时，双方的序号必须是同步 的，以後根据发送的资料量 对序号进行加法运算。
d.核对和检查
TCP的资料传输流程与资料封装的方式
数据资料流动则是由发源层依序传至最底层，之 後透过传输介质送抵对方的最底层，再依序传至目标 层，每一层将资料传至下一层之前会先於其资料区块 的前端附加一称作表头（header）的控制资讯，此表 头记录了该数据块相对於该层的特性及资讯，每一层 会将上一层传来的资料连同其表头一同视为上层的资 料，并附加该层的表头之後再送至下一层，这种资料 封装(encapsulation)过程大抵上与OSI描述的相同，当 资料送抵对方时也会发生解封装(decapsulation)动作 ，意即，每一层由下一层收到资料之後，会先剥去该 层的表头，之後再将剩余的部份送至上一层
Tcpip协议基础知识
第 2 页
目录
什么是TCP/IP 什么是TCP/IP TCP/IP的介绍 TCP/IP的介绍 TCP/IP通讯协议 TCP/IP通讯协议 TCP/IP整体构架概述 TCP/IP整体构架概述 TCP/IP中的协议 TCP/IP中的协议 IP TCP IP地址及其分类 IP地址及其分类 A类地址 B类地址 C类地址 TCP/IP的主要特点 TCP/IP的主要特点 优点 缺点 TCP与UDP的区别 TCP与UDP的区别 第 3 页
第 6 页
TCP/IP介绍 TCP/IP介绍
TCP/IP中的协议 TCP/IP中的协议 1.IP 2.TCP
以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功 以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功 能,都是如何工作的
第 7 页
TCP/IP中的协议 TCP/IP中的协议
IP 网际协议IP是TCP/IP的心脏,也是网络层中最重要的协议. 网际协议IP是TCP/IP的心脏,也是网络层中最重要的协议. IP层接收由更低层(网络接口层例如以太网设备驱动程序)发来的数据包, IP层接收由更低层(网络接口层例如以太网设备驱动程序)发来的数据包, 并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层;相反,IP层也把从TCP或 并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层;相反,IP层也把从TCP或UDP 层接收来的数据包传送到更低层.IP数据包是不可靠的,因为IP并没有做任 层接收来的数据包传送到更低层.IP数据包是不可靠的,因为IP并没有做任 何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏.IP数据包中含有发送 何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏.IP数据包中含有发送 它的主机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址). 高层的TCP和UDP服务在接收数据包时,通常假设包中的源地址是有效的. 高层的TCP和UDP服务在接收数据包时,通常假设包中的源地址是有效的. 也可以这样说,IP地址形成了许多服务的认证基础,这些服务相信数据包是 也可以这样说,IP地址形成了许多服务的认证基础,这些服务相信数据包是 从一个有效的主机发送来的.IP确认包含一个选项,叫作IP 从一个有效的主机发送来的.IP确认包含一个选项,叫作IP source routing, routing, 可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径.对于一些TCP和 可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径.对于一些TCP和UDP 的服务来说,使用了该选项的IP包好像是从路径上的最后一个系统传递过来 的服务来说,使用了该选项的IP包好像是从路径上的最后一个系统传递过来 的,而不是来自于它的真实地点.这个选项是为了测试而存在的,说明了它 可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接.那么,许多依靠IP源地址 可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接.那么,许多依靠IP源地址 做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵.
《TCPIP协议基础》课件
1
数据传输
了解数据在计算机网络中如何传输和交换，包括数据包的概念和传输方式。
2
网络地址
学习IP地址和子网掩码的概念，了解如何进行网络寻址和路由。
3
端口和套接字
探索端口和套接字的作用，包括如何识别应用程序和进行进程间通信。
TCP/IP协议的定义和作用
TCP/IP协议是一组用于互联网通信的协议，它定义了数据如何在网络中传输 和交换，并提供了可靠的数据传输和错误检测功能。
3 远程访问
通过TCP/IP协议，用户可以远程访问计算机、服务器和其他网络设备。
总结和展望
通过学习《TCPIP协议基础》，您将获得深入了解网络通信和TCP/IP协议的 知识，为将来的网络工作和研究打下坚实的基础。
传输层
提供端到端的可靠数据传输，确保数据的完整据在网络中正确传输。 负责物理媒介之间的数据传输，如以太网和Wi-Fi。
实际应用场景
1 Web开发
TCP/IP协议是Web开发中的基础，用于传输网页和其他互联网数据。
2 云计算
云计算基于TCP/IP协议进行数据传输和管理，使数据在云中的传输更安全可靠。
《TCPIP协议基础》PPT 课件
本课程将深入介绍TCPIP协议的基础知识，包括协议基础简介，网络通信基 础，TCP/IP协议的定义和作用，以及TCP/IP协议的四层模型。
协议基础简介
网络协议是计算机网络中进行通信和数据传输的规则和约定。了解协议基础 对于理解TCP/IP协议至关重要。
网络通信基础
TCP/IP协议的四层模型
应用层
负责应用程序之间的通信，包括HTTP、FTP等 协议。
传输层
提供端到端的数据传输服务，包括TCP和UDP。
《TCPIP基础》课件
IP是一种无连接的网络层协议，它负责将数据包从源主机传递到目标主机。IP 使用IP地址来标识主机和网络，并提供路由和分包等功能。
TCP/IP的数据传输过程
1
建立连接
客户端和服务器通过进行三次握手来建立TCP连接。
2
数据传输
数据按照TCP协议进行分组并在IP网络上进行传输。
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
关闭连接
当数据传输完成后，客户端和服务器通过四次握手来关闭TCP连接。
常见的TCP/IP应用和实例
Web浏览
通过使用TCP/IP协议，用户可以通过Web浏览器访问互 联网上的各种网页。
电子邮件通信
TCP/IP协议也被广泛应用于电子邮件通信，使人们能 够发送和接收电子邮件。
文件传输
FTP是一种基于TCP/IP协议的文件传输协议，用于在客
视频流媒体
通过使用TCP/IP协议，用户可以通过互联网观看实时
《TCPIP基础》PPT课件
在这份PPT课件中，我们将回顾TCP/IP的基础知识并进行介绍。探讨TCP/IP的基 本概念、协议栈的层次结构、TCP和IP的特点功能，以及数据传输过程和常见 应用实例。
TCP/IP基本概念
TCP/IP是一种网络协议套件，用于在互联网上进行通信。它由两个主要协议组成：传输控制协议（TCP）和Internet协 议（IP）。
TCP/IP协议栈的层次结构
TCP/IP协议栈包含多个层次，每个层次负责不同的功能。从低到高分别是物理 层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
TCP的特点和功能
TCP是一种可靠的传输协议，它通过使用序列号和确认应答来确保数据包的传 输完整性。TCP还提供流控制、拥塞控制和可靠性保证等功能。
IP的特点和功能
《TCPIP协议详解》PPT课件
— DNS
传输层协议
1、传输控制协议 TCP： TCP将数据分成数据报，用能够到达目的地的路径 信息连行包装,接收端则将这些数据进行重组。它 提供可靠的、面向连接的数据报传递服务。 TCP协议位于IP协议的上层，为数据提供错误校验， 流量控制及序列信息用以补充IP协议的不足。
传输层协议
1、传输控制协议 TCP： TCP是面向连接的协议。所谓连接，就是两个对 等实体为进行数据通信而进行的一种结合。面 向连接服务是在数据交换之前，必须先建立连 接。当数据交换结束后，则应终止这个连接。 面向连接服务具有：连接建立、数据传输和连 接释放这三个阶段。在传送数据时是按序传送 的。
TCP/IP的分层及基本工作原理
HTTP
FTP
应用层
TCP
UDP
传输层
IP
ICMP
IGMP
ARP
Internet 层
ATM
Ethernet
网络接口层
应用层 表示层
会话层 传输层 网络层 链路层 物理层
TCP/IP的分层及基本工作原理
TCP/IP的分层及基本工作原理
TCP/IP体系结构与协议栈之间关系
1
发送 SYN (seq=100 ctl=SYN)
Host B
接收 SYN
TCP 三次握手
第二次握手：
服务器收到syn包，必须确认客户的SYN
（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），
即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态。
TCP 三次握手
Host A
1
发送 SYN (seq=100 ctl=SYN)
《计算机网络课件TCPIP协议》
VPN技术和SSL/TLS协议
VPN技术和SSL/TLS协议是用于保护网络通信安全的两种常用方法，确保数据 在传输过程中的机密性和完整性。
IPv6协议和IPv4到IPv6的转换
IPv6协议是TCP/IP协议中的下一代网络协议，用于解决IPv4地址不足的问题，并提供更好的网络性能。
网络安全基础知识
网络安全基础知识包括数据加密、身份认证、访问控制等内容，用于保护互 联网上的信息安全。
IP地址欺骗和DOS攻击
IP地址欺骗和DOS攻击是两种常见的网络安全攻击方式，它们会导致网络服务 的中断和数据泄露。
防火墙和入侵检测
防ห้องสมุดไป่ตู้墙和入侵检测是网络安全中常用的两种保护方法，用于检测和阻止非法 访问和攻击。
TCP连接管理
TCP连接管理包括建立连接、数据传输和连接释放三个过程，确保数据的可靠传输。
TCP数据可靠传输
TCP使用确认机制和序号机制来保证数据的可靠传输，确保数据按照正确的顺序到达目标主机。
TCP流量控制和拥塞控制
TCP使用滑动窗口机制来控制数据的流量，同时通过拥塞控制算法来避免网络 拥塞。
IP地址和子网掩码
IP地址是互联网上用来标识主机的唯一地址，而子网掩码则用来确定网络地址和主机地址的划分。
路由选择和路由表
路由选择是指在多个路由器之间选择最佳路径的过程，而路由表则是存储路由器所知道的路由信息的表 格。
传输层协议：TCP和UDP
TCP和UDP是TCP/IP协议中的两个重要的传输层协议，它们分别提供了可靠的 数据传输和不可靠的数据传输服务。
计算机网络课件:TCP/IP协 议
这个课件将深入介绍TCP/IP协议，包括概述、网络层协议、传输层协议、应用 层协议等内容。
《TCPIP基础知识》课件
TCP/IP协议是计算机网络通信的基础，它包含多个组件和层次结构，并在不 同的应用场景下发挥重要作用。
TCP/IP协议简介
TCP/IP协议是互联网通信的基础协议，用于实现可到端的数据传输、应用程序的通信控制和错误处理。
3 网络安全
TCP/IP协议用于实现网络安全的认证和加密。
TCP/IP协议的优点与局限
优点
• 成熟稳定 • 灵活可扩展 • 公开标准
局限
• 安全性问题 • 性能瓶颈 • 可靠性依赖网络环境
TCP/IP协议的发展历程
1
互联网时代
2
1990年代，互联网迅速发展，TCP/IP
成为标准协议。
3
ARPANET时期
1969年，ARPANET采用TCP/IP协议。
IPv6的引入
2000年，IPv6作为TCP/IP的扩展被引 入。
1
封装数据
将上层数据封装成数据包，添加地址和控制信息。
2
传输数据
通过网络传输数据包，经过路由选择最佳路径。
3
接收数据
目标主机接收数据包，解析并交付给上层应用程序。
TCP/IP协议的应用场景
1 互联网通信
TCP/IP协议是互联网的核心协议，实现全球范围的数据传输。
2 局域网
用于构建局域网内部的设备连接和通信。
网络层
负责将数据包从源主机发送到目标主机，进行路由和转发。
链路层
负责将数据帧从一个网络节点传输到相邻节点。
TCP/IP协议栈的层次结构
应用层
提供应用程序与网络之间的接口。
传输层
提供可靠的端到端数据传输。
网络层
负责网络间的数据传输和路由。
TCPIP协议基础
TCP/IP协议基础TCP/IP协议基础之一1、TCP/IP协议栈四层模型TCP/IP这个协议遵守一个四层的模型概念：应用层、传输层、互联层和网络接口层。
网络接口层模型的基层是网络接口层。
负责数据帧的发送和接收，帧是独立的网络信息传输单元。
网络接口层将帧放在网上，或从网上把帧取下来。
互联层互联协议将数据包封装成internet数据报，并运行必要的路由算法。
这里有四个互联协议：网际协议IP：负责在主机和网络之间寻址和路由数据包。
地址解析协议ARP：获得同一物理网络中的硬件主机地址。
网际控制消息协议ICMP：发送消息，并报告有关数据包的传送错误。
互联组管理协议IGMP：被IP主机拿来向本地多路广播路由器报告主机组成员。
传输层传输协议在计算机之间提供通信会话。
传输协议的选择根据数据传输方式而定。
两个传输协议：传输控制协议TCP：为应用程序提供可靠的通信连接。
适合于一次传输大批数据的情况。
并适用于要求得到响应的应用程序。
用户数据报协议UDP：提供了无连接通信，且不对传送包进行可靠的保证。
适合于一次传输小量数据，可靠性则由应用层来负责。
应用层应用程序通过这一层访问网络。
网络接口技术IP使用网络设备接口规范NDIS向网络接口层提交帧。
IP支持广域网和本地网接口技术。
串行线路协议TCP/IPG一般通过internet串行线路协议SLIP或点对点协议PPP在串行线上进行数据传送。
(是不是我们平时把它称之为异步通信，对于要拿LINUX提供建立远程连接的朋友应该多研究一下这方面的知识)?2、ARP要在网络上通信，主机就必须知道对方主机的硬件地址(我们不是老遇到网卡的物理地址嘛)。
地址解析就是将主机IP地址映射为硬件地址的过程。
地址解析协议ARP用于获得在同一物理网络中的主机的硬件地址。
解释本地IP地址(要了解地址解析工作过程的朋友看好了)主机IP地址解析为硬件地址：(1)当一台主机要与别的主机通信时，初始化ARP请求。
TCPIP协议基础知识
TCPIP协议基础知识TCPIP协议是计算机网络中最重要的协议之一，它在不同的网络设备间进行数据传输和通信。
本文将介绍TCPIP协议的基础知识，包括协议的定义、分层结构、常见协议和应用。
一、协议的定义TCPIP协议（Transmission Control Protocol / Internet Protocol）是计算机网络中用于互联网通信的一套协议集合。
它是互联网的核心协议，负责在不同的网络设备之间传输数据包。
TCPIP协议是由美国国防部高级研究计划署（ARPA）在1969年创建的，旨在连接不同类型的计算机和网络，形成一个统一的互联网。
它采用分层结构，将通信过程分解为不同的层次，从而实现高效的数据传输和通信。
二、分层结构TCPIP协议采用分层结构，由四个主要层次构成：物理层、数据链路层、网络层和传输层。
1. 物理层物理层是TCPIP协议的最底层，负责将比特流转换为网络设备可识别的信号，以实现数据的物理传输。
它定义了电气、机械和功能接口等规范，例如网线的类型、接口的种类等。
2. 数据链路层数据链路层负责将数据包从一个节点传输到下一个节点。
它将原始的比特流组织成数据帧，通过物理连接传输数据。
数据链路层还负责错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。
3. 网络层网络层是TCPIP协议的核心部分，负责将数据包从源主机发送到目标主机。
它使用IP地址来标识网络中的每一台计算机，并进行路由选择，以确定数据包的最佳路径。
主要的网络层协议有IP、ICMP和ARP。
4. 传输层传输层负责在主机之间建立可靠的数据传输通道，以确保数据的完整性和顺序性。
最常用的传输层协议是TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）。
TCP提供面向连接的服务，保证数据传输的可靠性；而UDP提供无连接的服务，适用于实时性要求较高的应用。
三、常见协议和应用TCPIP协议中有许多常见的协议和应用，下面将介绍几个重要的协议和应用。
tcpip协议基础教学课件
2021/1/21
25
2.1.3 网络层 ARP－地址解析协议
IP:10.0.0.1/24 MAC:00-E0-FC-00-00-11
需要10.0.0.2的 MAC地址？
10.0.0.2 对应的MAC：00-E0FC-00-00-12
ARP Reply
IP:10.0.0.2/24 MAC:00-E0-FC-00-00-12
应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
10Base-T
100Base-TX 光纤
物理层
2021/1/21
7
2.1.1物理层
物理层位于OSI参考模型的最底层，它直接面向实际承担数据传输的物理媒体(即信道)。物理层的传输单位 为比特。物理层是指在物理媒体之上为数据链路层提供一个原始比特流的物理连接。物理层协议规定了与建 立、维持及断开物理信道所需的机械的、电气的、功能性的和规程性的特性。其作用是确保比特流能在物理 信道上传输。
2021/1/21
17
2.1.2 数据链路层
数据链路层的功能 帧同步功能 差错控制功能 流量控制功能 链路管理功能
2021/1/21
18
2.1.2 数据链路层
帧同步是指能够从接收到的比特流中明确地区分出数据帧的起始与终止的地方 常见帧同步的方法有：
字节计数法 字符填充的首尾定界符法 比特填充的首尾定界符法 违法编码法
tcp-ip协议基础教学 课件
主要内容
2.1、TCP/IP协议栈的结构以及各层功能 2.2、IP地址
2.2.1 IP互联原理 2.2.2 IP协议特点 2.2.3 IP地址的格式 2.2.4 IP地址的定义 2.2.5 IP地址分类 2.2.6 特殊IP地址 2.2.7 子网掩码 2.3 IP数据报格式 2.3.1 IP数据报各字段的功能 2.3.2 IP数据报分片与重组 2.3.3 IP数据报选项 2.4、TCP/UDP
第6章 TCPIP协议基础
问题引入：某单位有4个部门，需建立4个子网， 其中部门1有50台主机，部门2有25台主机，部 门3和部门4则只有10台主机。现有一个内部C类 地址：192.168.1.0。请为该单位进行IP地址规划。
思考：什么是IP地址？IP地址作用是什么？Ip地址和IP 协议的关系？这个作用发生在参考模型的哪一层？这个 参考模型是OSI吗？TCP/IP参考模型分几层？各层的功 能是什么？IP地址怎么规划的？
6.4.5子网技术
学习目标（第三周）：
了解TCP/IP参考模型分几层？各层功能？ 了解IP协议的功能？IP数据报的格式？ 掌握IP地址的格式？分类？特殊IP地址？ 理解什么是子网？为什么划分子网？ 根据需求，熟练配置子网掩码 掌握子网如何划分？
3.4.2 TCP/IP体系结构
回顾一下OSI/RM出现背景 OSI/RM存在的问题： 适用于单个网络，在多个网络互连时存 在问题。出现TCP/IP参考模型。
共分5类： A、B、C、D、E
0 78 15 16 23 24 31
E类地址 1 10网络地址 B类地址 A类地址 1 0 组播地址 保留主机地址 主机地址 D类地址 0 1101 0 网络地址 网络地址 主机地址 C类地址 主机地址 A类地址 0 网络地址 1、D类地址用于在I P网络中的组播(multicasting，又称为多目广播)。D 主机地址 B类地址 1 0 网络地址 1、一个A类I P地址仅使用第一个8位位组表示网络地址。剩下的3个8位位 类组播地址机制仅有有限的用处。 1、一个B类I P地址使用两个8位位组表示网络号，另外两个8位 组表示主机地址 1、C类地址使用三个8位位组表示网络地址，仅用一个8位位组表示主机号。 2、一个组播地址是一个惟一的网络地址，它能指导报文到达预定义的IP地 2、A类地址的第一个位总为0 ，这一点在数学上限制了A类地址的范围小于 位组表示主机号。 网络地址 主机地址 C类地址 1 1 0 址组。 2、C类地址的前3位数为110，前两位和为192 ( 128 + 64 )，这形成了C类 127 E类地址虽被定义但却被保留作研究之用。因此Internet上没有 地址空间的下界。第三位等于十进制数3 2，这一位为0限制了地址空间的上 2、B类地址的第1个8位位组的前两位总置为1 0，剩下的6位既 3、D类地址的前4位恒为1110，意味着D类地址开始于128+64+32等于224， 组播地址 可用的E类地址。E类地址的前4位恒为1，因此有效的地址范围 D类地址 1 1 1 0 3、A类网络地址的范围从1.0.0.0到126.0.0.0。注意只有第一个8位位组表 界。不能使用第三位限制了此8位位组的最大值为255-32等于223。因此C类 最大值为128+64+32+8+4+2+1为239，因此D类地址空间的范围从224.0.0.0 可以是0也可以是1，B类网络地址范围从128.1.0.0到 示网络地址，剩余的3个8位位组用于表示第一个8位位组所表示网络中惟一 从240.0.0.0至255.255.255.255 网络地址范围从192.0.1.0至223.255.254.0。最后一个8位位组用于主机寻 到239.255.255.254 191.254.0.01 1 1 1 0 的主机地址。注意技术上讲，127.0.0.0也是一个A类地址，但是它已被保 保留 址 E类地址 留作闭环（look back）测试之用而不能分配给一个网络。每一个A类地址 4、D类地址不是用于互联单独的端系统或网络。D类地址用于传输组播报文 3、C类网的主机数为2的1 6次方减2 个 能支持2的2 4次方再减去2个不同的主机地址，。减2是必要的，因为I 至IP地址定义的端系统组中。因此没有必要把地址中的8位位组或地址位分 3、每一个B类地址能支持2的1 6次方减2个惟一的主机地址 P把 全0保留为表示网络而全1表示网络内的广播地址 开表示网络和主机。相反，整个地址空间用于识别一个I P地址组
TCPIP协议基础
TCPIP协议基础TCP/IP协议是互联网通信协议的基础，它规定了计算机在网络中如何进行通信。
本文将介绍TCP/IP协议的基本原理和各个协议的功能。
TCP/IP协议是由两个协议族组成：TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）和IP（Internet Protocol，网际协议）。
其中，IP协议用于实现网络层的功能，负责将数据包从源主机传输到目标主机；而TCP协议用于实现传输层的功能，负责在网络中可靠地传输数据。
IP协议是TCP/IP协议中最重要的协议之一、它定义了互联网中数据包的格式和传输方式，是实现数据包传输的基础。
IP协议主要包括IP地址和路由两个重要概念。
IP地址是用于标识网络中的主机和路由器的唯一地址，它由32位二进制数表示，通常以点分十进制的方式呈现。
路由则是数据包在网络中传输的路径选择问题，路由器根据目标IP地址选择最佳路径将数据包传输到目标主机。
TCP协议则是建立在IP协议之上的传输协议。
它提供面向连接的、可靠的数据传输服务。
TCP协议通过三次握手的方式建立连接，在数据传输过程中保证数据的正确、有序的传输。
TCP协议还支持流量控制和拥塞控制机制，使得网络能够在高负载时保持稳定的性能。
TCP协议通过端口号标识不同的应用程序，以实现多进程的并发通信。
总结起来，TCP/IP协议是互联网通信的基础，它定义了数据包的传输方式和各种网络服务的协议。
通过TCP/IP协议，不同类型的计算机可以互相通信，并利用各种网络服务实现数据的传输和共享。
TCPIP协议基础
引言Internet（互联网）是全世界靠TCP/IP协议连接起来的所有计算机及其各级网络的统称，是所谓“信息高速公路”的客观实物，它是在美国1969年创建的ArpaNet基础上逐步发展成型的。
现在，Internet已连通了160多个国家和地区，而且仍在高速发展之中。
可以预见：Internet必将迅速覆盖全球并对人类生活产生深远影响，使“信息时代”真正到来。
一．TCP/IP协议基础TCP是Transmission Control Protocol (传输控制协议)的缩写，IP是Internet Protocol (网际协议)的缩写，TCP/IP即传输控制与网际协议，是一个工业标准的协议集，这是INTERNET 得以存在的理论基础。
TCP/IP它是为广域网(W ANs)设计的。
它是由ARPANET网的研究机构发展起来的。
TCP/IP协议是Internet上最基本的协议。
Internet上使用的一个关键的底层协议是网际协议，通常称IP协议。
IP非常详细的规定了计算机在通信时应遵循的规则，包括规定的全部细节。
例如，分组包的组成，如何传送、如何接受等问题。
其中IP协议提供了能适应各种网络硬件的灵活性，任何一个网络只要能够传送二进制数据，就可以使用IP协议加入Internet。
连接到Internet上的每台计算机都必须遵守IP协议，所产生的分组必须使用IP规定的格式。
为此使用Internet的每台计算机都必须运行IP 软件，以便时刻准备发送或接收分组。
IP协议只保证计算机能发送和接受分组数据，但IP并不能解决数据传输中可能出现的问题。
Internet是个庞大的国际网络，连接地理区域很广，传送的距离相差甚远，加上线路有时拥挤又有时空闲，数据传输所用时间会时长时短。
如何确定所需要的传送时间呢？这个问题由TCP协议很好地解决了。
TCP协议具有自动调整“超时值”的能力，它能极好的适应Internet网上的各种变化，确保传输数值的正确。
计算机网络与通信第6章TCPIP协议范文基础
计算机网络与通信第6章TCPIP协议范文基础第6章TCP/IP协议基础6.16.26.36.46.56.6TCP/IP协议概述TCP/IP的层次结构网络接口层网际互联层传输层应用层第6章【本章内容简介】TCP/IP协议是Internet发展的基础。
通过本章内容的学习将会对Internet的组织结构、工作过程以及数据传输的理解有很大帮助。
本章首先介绍TCP/IP协议的基本概念，然后按照TCP/IP协议栈的层次分别介绍网际互联层协议、传输层协议、应用层协议以及TCP/IP协议模型的各个层次所包含的概念及其协议的应用。
【本章重点难点】重点掌握TCP/IP协议体系的基本概念，TCP/IP协议模型中各个层次包含的协议的基本概念和功能。
6.1TCP/IP协议概述TCP/IP(TranmiionControlProtocol/InternetProtocol)协议是当今技术最成熟、应用最广泛的网络传输协议，并拥有完整的体系结构和协议标准。
TCP/IP是一种网络体系结构，是Internet上使用的一组完整的标准网络连接协议。
它起源于美国ARPANET网，由它的两个主要协议即传输控制协议TCP和网际协议IP而得名。
TCP/IP是协议簇。
TCP/IP具有如下特点：(1)开放的协议标准，可以免费使用，并且独立与特定的计算机硬件与操作系统。
(2)独立与特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网中，更适用于互联网中。
(3)统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网络中都具有唯一的IP地址。
(4)标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。
6.2TCP/IP的层次结构与其它网络体系结构一样，TCP/IP协议也是分层的体系结构，但TCP/IP分成4层，分别是网络接口层、网际互联层(IP)、传输层和应用层，与OSI/RM的对应关系如图6-1所示。
应用层表示层应用层会话层网络层数据链路层网络接口层物理层传输层网际互联层应用层图6-1TCP/IP与OSI的对应关系6.2TCP/IP的层次结构在TCP/IP的层次结构中，虽然包括4个层次，但实际上只有3个层次包含了实际的协议。
计算机网络与TCPIP协议基础.
R= 链路带宽 (bps)
L= 分组长度 (比特) 发送比特进入链路的时 间= L/R
A B
传输 传播
节点处理 排队
节点时延
dnodal dproc dqueue dtrans dprop
dproc = 处理时延
• 通常几个微秒或更少
dqueue = 排队时延
• 取决于拥塞
dtrans = 传输时延
会话层
数据流层的作用
应用层
表示层
会话层
例子
• 可靠或不可靠的数据传输 • 数据重传前的错误纠正 提供路由器用来决定路径的逻辑寻址 • 将比特组合成字节进而组合成帧 • 用MAC地址访问介质 • 错误发现但不能纠正 • 设备间接收或发送比特流 • 说明电压、线速和线缆等
传输层
TCP UDP SPX IP IPX 802.3 / 802.2 HDLC EIA/TIA-232 V.35
CSMA/CD CSMA/CD
Switch
CSMA/CD CSMA/CD
HighSpeed Backplane
CSMA/CD CSMA/CD
CSMA/CD CSMA/CD
Input Buf fers
Output Buf fers
网络层功能
网络层
IP, IPX
数据链路层
• 定义与指定协议相关联 的源和目标逻辑地址 • 定义通过网络的路径 • 多链路连接
路由表
目标网络 端口 距离
1 2 4
E0 S0 S0
0 0 1
1 2 4
S0 S0 E0
1 0 0
• 逻辑地址提供分层结构的网络 • 需要的配置 • 利用配置信息来识别到达目标网络的路径
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6.4.4 IP地址
IP协议把IP地址分成5类，包括A类、B类、C类、D类和E类。 5类IP地址的格式如图6-7所示。
2．IP地址的分类
图6-7 IP地址的分类
A类：网络数27=128个，每个网络含主机数224=16777216个，A类地址 范围是0.0.0.0-127.255.255.255。 B类：网络数214=16384，每个网络含主机数216=65536个，B类地址范 围是128.0.0.0-191.255.255.255。 C类：网络数221=2097152个，每个网络含的主机数28=256个，C类地 址范围是192.0.0.0-223.255.255.255。 D类：地址范围是224.0.0.0-239.255.255.255。 E类：地址预留。
6.4 网际互联层
网际层是在Internet标准中正式定义的第l个层。 网际层所执行的主要功能是处理来自传输层的分组,将分组形 成数据包(IP数据包) ,并为该数据包进行路径选择,最终将数据包 从源主机发送到目的主机。
在网际层中,包含的协议主要有： 网际协议 (Internet Protocol IP) , 网际控制报文协议 (Internet Control Message Protocol ICMP) , 网际主机组管理协议(Internet Group Management Protocol IGMP) , 地址解析协议 (Address Resolution Protocol ARP) 逆向地址解析协议 (Reverse Address Resolution RARP)等，最常用的协 议是网际协议IP,其他一些协议用来协助IP的工作。
6．可变长子网划分(VLSM) 7．超网和无类域间路由CIDR
6.4.6 网际控制报文协议
网际控制报文协议（Internet Control Message Protocol， ICMP）作为IP协议的补充，为IP协议提供差错报告。用于 传送这方面的控制信息或差错信息。因为这些信息可能需要 穿过几个物理网络才能到达它们的最终报宿，因而只靠物理 层传递是不能实现的，需要将它们封装在IP数据报中才能进 行传递。这时被封装在IP数据报的ICMP报文不能看作是高 层协议，而只是IP需要的一部分。显然载有ICMP报文的IP 数据报也有可能产生错误。为此规定，对载送ICMP报文的 数据报，若出现差错，不产生ICMP报文，否则就要引起递 归了。
第6章 TCP/IP协议基础
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 TCP/IP协议概述 TCP/IP的层次结构 网络接口层 网际互联层 传输层 应用层 Nhomakorabea 第6章
TCP/IP协议基础
【本章内容简介】 TCP/IP协议是Internet发展的基础。 通过本章内容的学习将会对Internet的组织结构、工作过 程以及数据传输的理解有很大帮助。本章首先介绍TCP/IP 协议的基本概念，然后按照TCP/IP协议栈的层次分别介绍 网际互联层协议、传输层协议、应用层协议以及TCP/IP协 议模型的各个层次所包含的概念及其协议的应 用。 【本章重点难点】 重点掌握TCP/IP协议体系的基本 概念，TCP/IP协议模型中各个层次包含的协议的基本概念 和功能。
6.4.1 IP协议的主要功能
网际协议简称IP协议，它和TCP传输控制协议是整个 TCP/IP协议簇中最重要的部分。 IP协议的基本任务是屏蔽下层各种物理网络的差异， 向上层提供统一的IP数据报，由IP协议控制传输的协议单 元称为IP数据报，各个IP数据报之间是相互独立的。 IP协议的基本功能是对数据包进行相应的寻址和路由， 并从一个网络转发到另一个网络。IP协议在每个发送的数 据包前加入一个控制信息，其中包含了源主机的IP地址和 其他一些信息。
图6-1l 一个大型网络可划分为若干个子网互连
6.4.5子网技术
1．划分子网的原因
(1)充分使用地址 (2)划分管理职责 (3)提高网络性能
2．划分子网的方法 3．子网掩码（网络号对应部分设为1，主机号对应部分设 为0) 4．划分子网的规则 5．子网划分实例
(1)确定需要多少子网号来唯一标识网络上的每一个子网。 (2)确定需要多少主机号来标识每一个子网上的每一台主机。 (3)定义一个符合网络要求的子网掩码。 (4)确定标识每一个子网的网络地址。 (5)确定每一个子网所使用的主机地址范围。
6.2 TCP/IP的层次结构
与其它网络体系结构一样，TCP/IP协议也是分层 的体系结构，但TCP/IP分成4层，分别是网络接口层、 网际互联层(IP)、传输层和应用层，与OSI/RM的对 应关系如图6-1所示。
应用层 表示层 应用层 会话层 网络层 数据链路层 网络接口层 物理层 传输层 网际互联层 应用层
6.4.7 网际主机组管理协议
IP协议只是负责网络中点到点的数据包传输，而 点到多点的数据包传输则要依靠网际主机组管理协议 (Internet Group Management Protocol，IGMP)来完 成。它主要负责报告主机组之间的关系，以便相关的 设备(路由器)可支持多播发送。
6.4.8 地址解析协议(ARP)
表6-2 特殊IP地址表
6.4.4 IP地址
(1)网络地址：又称网段地址。网络号不空而主机号全“0” 的IP地址表示网络地址，即网络本身。 (2)直接广播地址：网络号不空而主机号全“1”的IP地址 表示直接广播地址，表示这一网段下的所有用户。 (3)有限广播地址：网络号和主机号都全“1”的IP地址是 有限广播地址，在系统启动时，还不知道网络地址的情形 下进行广播就是使用这种地址对本地物理网络进行广播。 (4)本机地址：网络号和主机号都是全“0”的IP地址表示 本机地址。 (5) 环回测试地址：网络号为“127”而主机号为任意的IP 地址为环回测试地址。常用的有127.0.0.1
6.4.9 反向地址解析协议(RARP)
主机节点的IP地址与硬件是无关的，因此一般是保存 在磁盘中的。机器启动后即从磁盘中取出IP地址，然后与 别的主机进行通信。但如果这个节点是一个无盘工作站， 它无处保存自己的IP地址，这就要依靠无盘工作站的物理 地址了。因为无盘工作站自己的物理地址它是知道的，因 此就可以广播一个报文分组给本地的文件服务器，让文件 服务器告诉它的IP地址。这就是由物理地址向IP地址的转 换。描述该转换的协议是反向地址解析协议（Reverse Address Resolution Protocol ,RARP）。
路由器 Internet
172. 17. 15. 0
子网 172. 17. 20. 0 子网 子网
172. 17. 32. 0 172. 17. 32. 32 172. 17. 32. 125 172. 17. 20. 131 172. 17 . 20. 82 站点 172. 17. 0. 0
172. 17. 32. 126
…
传输层 网际互联层
ARP RARP
TCP IP Token Ring Frame Relay
IGMP
UDP
ICMP
网络接口层
Ethernet
ATM
…
图6-2 TCP/IP体系结构中的协议与网络
6.3 网络接口层
TCP/IP模型的最低层是网络接口层，也称为网络访问层， 用于实现主机与传输媒介的物理接口，为网络层发送和接收 IP数据报，包括能使用TCP/IP与物理网络进行通信的协议， 且对应着OSI/RM的物理层和数据链路层。 TCP/IP标准并没有定义具体的网络接口协议，而是旨在 提供灵活性，以适应各种网络类型，如LAN、MAN和WAN。 这也说明了TCP/IP协议可以运行在任何网络之上。
路由器 Internet 网络172.17.0.0
172. 17. 32. 126 172. 17. 32. 125 172. 17. 32. 32
172.17. 20. 131
172. 17. 15. 20
172. 17. 15. 156 172. 17. 20. 53 172. 17. 20. 54
图6-1 TCP/IP与OSI的对应关系
6.2 TCP/IP的层次结构
在TCP/IP的层次结构中，虽然包括4个层次，但实际上 只有3个层次包含了实际的协议。TCP/IP中各层对应的协议 主要如图6-2所示。（TCP传输控制协议，IP网际协议）
应用层 Telnet FTP DNS SMTP HTTP
6.4.4 IP地址
3．特殊IP地址
对于任何一个网络号,其全为“0”或全为“l”的主机 地 址 均 为 特 殊 的 IP 地 址 . 例 如 ,210.40.13.0 和 210.40.13.255都是特殊的IP地址.特殊的IP地址有特殊的 用途,不分配给任何用户使用,如表6-2所示.
网络地址 全0 有网络号 有网络号 全1 127 主机地址 全0 全0 全1 全1 任意 地址类型 本机地址 网络地址 直接广播地址 有限广播地址 环回地址 用 途 启动时使用 标识一个网络 在特殊网上广播 在本地网上广播 环回测试
6.4.3 IP数据报格式
IP数据报封装到以太网的MAC数据帧，与一般网络层分组 格式相似，IP数据报也分为两部分：首部和数据 。
4bit 版本 4bit 首部长 标识符 生存时间 协议 源IP地址 目的IP地址 任选项 „ 数据 „ 填充字段 8bit 服务类型 标志 首部校验和 16bit 总长度 片偏移
TCP/IP是协议簇。
TCP/IP具有如下特点：
（1）开放的协议标准，可以免费使用，并且独立与特定 的计算机硬件与操作系统。 （2）独立与特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域 网中，更适用于互联网中。 （3）统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在 网络中都具有唯一的IP地址。 （4）标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。
6.4.5子网技术
出于对管理、性能和安全方面的考虑，许多单位把单一 网络划分为多个物理网络，并使用路由器将它们连接起来。 子网划分技术能够使单个网络地址横跨几个物理网络，如 图6-11所示，这些物理网络统称为子网。