TCP、IP协议简介.ppt
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TCP/IP起源于60年代末美国政府资助的一个分组交换网络研究项目，到90年 代已发展成为计算机之间最常用的组网形式。它是一个真正的开放系统，因为协 议族的定义及其多种实现可以不用花钱或花很少的钱就可以公开地得到。它成为 被称作“全球互联网”或“因特网（Internet）”的基础。
传输控制协议/网际互连协议(TCP/IP)是一系列协议，或者说是一个协议栈。 它定义了如何通过国际互连网(Internet)进行传输交换。
• 应用层负责处理特定的应用程序细节。应用层显示接收到的信息，把用户的数据发送 到低层，为应用软件提供网络接口。应用层包含大量常用的应用程序，例如HTTP（ Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议）、Telnet（远程登录）、FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）、TFTP（Trivial File Transfer Protocol，简单文件传输 协议）等
为了解决网络之间兼容性的问题，帮助各个厂商生产出可兼容的网络设备， 国际标准化组织ISO(International Standards Organization)于1984年提出了开放系统 互连参考模型OSI/RM（Open System Interconnection Reference Model），它很快成 为计算机网络通信的基础模型。
TCP/IP协议简介
• 网络协议(Protocol)是网络设备之间通信规则的正式描述 。
TCP/IP TCP/IP
5
协
议 栈
4
5
协
4
议
栈
3
3
2
2
1 Source Host A
请问可以用 TCP/IP和你通
信吗?
1
好啊！我刚好也
懂TCP/IP。
Destination Host B
TCP/IP基本介绍
TCP/IP是根据它最常用的两个协议进行命名的。这个协议实际上已经应用了大 约20个年头，在世界范围内证明了自己的有效性。
TCP/IP协议族开发早于OSI模型，与之不严格对称。
TCP/IP基本介绍
同OSI参考模型数据封装过程一样，TCP/IP协议在报文转发过程中，封装和解 封装也发生在各层之间。
发送方，封装的操作是逐层进行的。各个应用程序将要发送的数据送给传输 层；传输层（TCP/UDP）把数据分段为大小一定的数据段，加上本层的报文头。发 送给网络层。在传输层报文头中，包含接收它所携带的数据的上层协议或应用程 序的端口号，例如Telnet 的端口号是 23。传输层协议利用端口号来调用和区别应 用层各种应用程序。
• 网络层检查网络拓扑，以决定传输报文的最佳路由，执行数据转发。其关键问题是确 定数据包从源端到目的端如何选择路由。网络层的主要协议有IP（Internet protocol）、 ICMP（Internet Control Message Protocol，互联网控制报文协议）、IGMP（Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议）、ARP（Address Resolution Protocol ，地址解析协议）和RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议） 等。
• 传输层的基本功能是为两台主机间的应用程序提供端到端的通信。传输层从应用层接 受数据，并且在必要的时候把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的 各段信息正确无误。传输层的主要协议有TCP（Transfer Control Protocol，传输控制协议 ）、UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）。
• TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。
OSI参考模型
TCP/IP
7
应用层
6
表示层
应用层
5
5
会话层
4
传输层
传输层
4Fra Baidu bibliotek
3
网络层
网络层
3
2
数据链路层
数据链路层
2
1
物理层
物理层
1
TCP/IP协议栈的封装过程
用户数据
应用程序
App首部
用户数据
以太网首部 14
IP首部
IP首部 20
TCP三次握手协议
在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。 第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服 务器确认； 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； 第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发 送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。 完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据，
TCP首部
应用数据
TCP首部
TCP段 应用数据
IP数据报
TCP首部
应用数据
20 以太网帧 46-1500字节
TCP
IP 以太网驱动程序 以太网首部 4
TELNET 23
TCP/IP协议数据封装方式
FTP 20/21
SMTP 25
SEGMENT IP PACKETS
FRAMES BITS
TFTP 69
应用层
TCP/IP协议栈
HTTP、Telnet、FTP TFTP、Ping、etc
提供应用程序网络接口
传输层 网络层 数据链路层 物理层
TCP/UDP IP
Ethernet、802.3、PPP 接口和线缆
建立端到端连接 寻址和路由选择
物理介质访问 二进制数据流传输
• 物理层和数据链路层涉及到在通信信道上传输的原始比特流，它实现传输数据所需要 的机械、电气、功能性及过程等手段，提供检错、纠错、同步等措施，使之对网络层 显现一条无错线路；并且进行流量调控。
网络层对来自传输层的数据段进行一定的处理（利用协议号区分传输层协议、 寻找下一跳地址、解析数据链路层物理地址等），加上本层的IP报文头后，转换为 数据包，再发送给链路层（以太网、帧中继、PPP、HDLC等）。
链路层依据不同的数据链路层协议加上本层的帧头，发送给物理层以比特流的 形式将报文发送出去。
在接收方，这种去封装的操作也是逐层进行的。从物理层到数据链路层，逐 层去掉各层的报文头部，将数据传递给应用程序执行。
传输控制协议/网际互连协议(TCP/IP)是一系列协议，或者说是一个协议栈。 它定义了如何通过国际互连网(Internet)进行传输交换。
• 应用层负责处理特定的应用程序细节。应用层显示接收到的信息，把用户的数据发送 到低层，为应用软件提供网络接口。应用层包含大量常用的应用程序，例如HTTP（ Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议）、Telnet（远程登录）、FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）、TFTP（Trivial File Transfer Protocol，简单文件传输 协议）等
为了解决网络之间兼容性的问题，帮助各个厂商生产出可兼容的网络设备， 国际标准化组织ISO(International Standards Organization)于1984年提出了开放系统 互连参考模型OSI/RM（Open System Interconnection Reference Model），它很快成 为计算机网络通信的基础模型。
TCP/IP协议简介
• 网络协议(Protocol)是网络设备之间通信规则的正式描述 。
TCP/IP TCP/IP
5
协
议 栈
4
5
协
4
议
栈
3
3
2
2
1 Source Host A
请问可以用 TCP/IP和你通
信吗?
1
好啊！我刚好也
懂TCP/IP。
Destination Host B
TCP/IP基本介绍
TCP/IP是根据它最常用的两个协议进行命名的。这个协议实际上已经应用了大 约20个年头，在世界范围内证明了自己的有效性。
TCP/IP协议族开发早于OSI模型，与之不严格对称。
TCP/IP基本介绍
同OSI参考模型数据封装过程一样，TCP/IP协议在报文转发过程中，封装和解 封装也发生在各层之间。
发送方，封装的操作是逐层进行的。各个应用程序将要发送的数据送给传输 层；传输层（TCP/UDP）把数据分段为大小一定的数据段，加上本层的报文头。发 送给网络层。在传输层报文头中，包含接收它所携带的数据的上层协议或应用程 序的端口号，例如Telnet 的端口号是 23。传输层协议利用端口号来调用和区别应 用层各种应用程序。
• 网络层检查网络拓扑，以决定传输报文的最佳路由，执行数据转发。其关键问题是确 定数据包从源端到目的端如何选择路由。网络层的主要协议有IP（Internet protocol）、 ICMP（Internet Control Message Protocol，互联网控制报文协议）、IGMP（Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议）、ARP（Address Resolution Protocol ，地址解析协议）和RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议） 等。
• 传输层的基本功能是为两台主机间的应用程序提供端到端的通信。传输层从应用层接 受数据，并且在必要的时候把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的 各段信息正确无误。传输层的主要协议有TCP（Transfer Control Protocol，传输控制协议 ）、UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）。
• TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。
OSI参考模型
TCP/IP
7
应用层
6
表示层
应用层
5
5
会话层
4
传输层
传输层
4Fra Baidu bibliotek
3
网络层
网络层
3
2
数据链路层
数据链路层
2
1
物理层
物理层
1
TCP/IP协议栈的封装过程
用户数据
应用程序
App首部
用户数据
以太网首部 14
IP首部
IP首部 20
TCP三次握手协议
在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。 第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服 务器确认； 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； 第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发 送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。 完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据，
TCP首部
应用数据
TCP首部
TCP段 应用数据
IP数据报
TCP首部
应用数据
20 以太网帧 46-1500字节
TCP
IP 以太网驱动程序 以太网首部 4
TELNET 23
TCP/IP协议数据封装方式
FTP 20/21
SMTP 25
SEGMENT IP PACKETS
FRAMES BITS
TFTP 69
应用层
TCP/IP协议栈
HTTP、Telnet、FTP TFTP、Ping、etc
提供应用程序网络接口
传输层 网络层 数据链路层 物理层
TCP/UDP IP
Ethernet、802.3、PPP 接口和线缆
建立端到端连接 寻址和路由选择
物理介质访问 二进制数据流传输
• 物理层和数据链路层涉及到在通信信道上传输的原始比特流，它实现传输数据所需要 的机械、电气、功能性及过程等手段，提供检错、纠错、同步等措施，使之对网络层 显现一条无错线路；并且进行流量调控。
网络层对来自传输层的数据段进行一定的处理（利用协议号区分传输层协议、 寻找下一跳地址、解析数据链路层物理地址等），加上本层的IP报文头后，转换为 数据包，再发送给链路层（以太网、帧中继、PPP、HDLC等）。
链路层依据不同的数据链路层协议加上本层的帧头，发送给物理层以比特流的 形式将报文发送出去。
在接收方，这种去封装的操作也是逐层进行的。从物理层到数据链路层，逐 层去掉各层的报文头部，将数据传递给应用程序执行。