TCP-IP基础知识

二进制：100＝64＋32＋4 ＝01100100 十进制：11001000＝ 27 ＋ 26 ＋ 23 ＝128 ＋64 ＋8 ＝200
IP地址的表示方法
1
二进制 十进制
8 9
32 bits 16 17
24 25
32
11111111 255
11111111 255
11111111 255
11111111 255
•建立端到端连接 •寻址和路由选择
•提供介质访问控制 •二进制数据流传输
数据链路层
物理层
TCP/IP与OSI
应用层
表示层
会话层 传输层 网络层 数据链路层
应用层
传输层 网络层 数据链路层
物理层
OSI分层体系模型
物理层
TCP/IP协议栈
• OSI网络体系结构标准被广泛认可，但并没有被广泛应用，真正 的广泛应用的网络体系结构标准是TCP/IP标准。 • TCP/IP先有协议栈，后提出模型；OSI提出模型后迟迟没有实用的 协议栈问世。
Host A NETWORK
Host B
我发一个，你收 到后给个确认， 我再发下个。
Transmission Control Protocol (TCP)
端口号的作用
应用程序
F T P
传输协议
T E L N E T
23
TCP
S M T P
25
D N S
T F T P
69
S N M P
161
UDP
R I P
10101…00101 10101…00101 10101…00101
10101…00101
10101…00101
10101…00101
• TCP/IP网络是包交换网络，数据以“段”的方式而不是“流”的 方式传送是其基本特征。
数据发送时的逐层封装
应用层 应用层APDU 应用层APDU TCP/UDP首部 TCP/UDP首部 TCP/UDP首部 TCP/UDP首部 IP头部 IP头部 IP头部 帧头 帧头 定界苻/同步码 NETWORK
IP的辅助协议
Host A
我找191.168.1.1， 你在就回个话吧！
ICMP
RARP 我是无盘工作站， 请给我分配IP地 址！
ARP 我找192.168.1.1，他 的MAC是多少？
NETWORK Host B
与IP协议配套的还有4个协议： • 地址解析协议ARP（Address Resolution Protocol）； • 逆向地址解析协议RARP（Reverse Address Resolution Protocol）； • 因特网控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol）； • 因特网组管理协议IGMP（Internet Group Management Protocol）；
16
00010000
122
01111010
204
11001100
10101100
二进制 掩码
255
11111111
255
11111111
0
00000000
0
00000000
网络号
主机号
• Internet的IP地址由国际网络信息中心组织（International Network Information Center，InterNIC）根据公司大小进行分配。
21
53
520
端口号
常用应用协议对应端口号 • TCP协议和UDP协议使用16bit端口号来表示和区别网络中的不同应用程序。 • 任何TCP/IP实现所提供的服务都是1～1023之间的端口号，这些端口号由IANA （Internet Assigned Numbers Authority，Internet号码分配机构）分配管理。对于 高于1023的端口号，称为临时端口号。
TCP/IP的分层结构
TCP/IP协议栈
（Application layer）
功能
•为应用程序提供网 络接口
应用层 传输层 网络层
包含协议范例
HTTP、Telnet、FTP TFTP TCP/UDP IP Ethernet、802.3、PPP V24、DB25
（Transport layer）
（Network layer） （Data link layer） （Physical layer）
TCP/IP各层的对等通信
NETWORK
实体A 实体B
应用层
传输层
网络层 数据链路层 物理层
APDU Segments报文 Packets分组 Frames帧 Bits比特
应用层
传输层 网络层 数据链路层 物理层
PDU（Protocol Data Unit）：协议数据单元
TCP/IP网络数据的分段传输
物理层（Physical layer）
OSI分层体系模型
OSI体系架构存在的问题
• 设计OSI的专家们缺少实际经验，缺乏对实
际网络市场的认识。
• OSI的协议标准实现过于复杂，且运行效 率很低。
• OSI标准制订时间过长，对应的设备无法及 时进入市场。
OSI＝Oh my god! Sorry, It is Impossible!
因特网的网际协议-IP
Host A NETWORK
00-02-7A-01-11-11 192.169.1.1/24
Host B
请问张三住哪 个房间？
姓名（IP）：张三
他在2－01，上 楼左走就是了。
前台（网关）
IPV4地址格式
地址 掩码
172.16.122.204 255.255.0.0
172
二进制 地址
本节内容回顾
TCP/IP协议栈
（Application layer）
功能
•为应用程序提供网 络接口
应用层 传输层 网络层
包含协议范例
HTTP、Telnet、FTP TFTP TCP/UDP IP Ethernet、802.3、PPP V24、DB25
（Transport layer）
（Network layer） （Data link layer） （Physical layer）
Host B
数据链路层定义功能 物理地址定义、网络拓扑、物理介质访问、帧排序、数据流控 制、错误检测和校验等；
• 数据链路层协议：Ethernet（IEEE802.3、IEEE802.2）、 HDLC、PPP、FR、SLIP等； • 数据链路层设备：以太网交换机、FR交换机等；
MAC(媒体接入控制)地址
APDU
Segments Packets
链路层
物理层 网络层
传输层
应用层APDU
应用层APDU 应用层APDU
Frames Bits
1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 ……
数据接收时的逐层封装
1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 ……
物理层
Bits
链路层
应用层APDU 应用层APDU
•建立端到端连接 •寻址和路由选择
•提供介质访问控制 •二进制数据流传输
数据链路层
物理层
课程内容
1
2 3 网络的体系架构 TCP/IP协议族介绍 IP子网规划方法
基础知识-十进制二进制的互换
27 26 25 32 24 16 23 8 22 4 21 2 20 1
128 64
例子： •十进制 •二进制
TCP or UDP
TCP的服务，安全、 放心、可靠！交给 我们办，一切都有 保障！ 我们的收费只有 TCP的40％，高 效快捷的UDP是 您不二的选择！
TCP环球运输
UDP迅捷快递
应用层的协议
•文件传输 –FTP、TFTP •邮件服务 –SMTP、POP3 •网络管理 –SNMP、Telnet •网络服务 –HTTP、DNS、WINS
00-01-7A-01-11-11
00-01-7A-01-11-13
Host B
00-01-7A-01-11-12
网络层功能
Host A Host B
NETWORK
网络层定义功能 逻辑地址定义、网络路由、不同链路网络互联；
• 网络层协议：IP [RFC 791]；ARP [RFC 826] 、RARP [RFC 903] 、 ICMP [RFC 792] 、IGMP [RFC 1112]等； • 网络层设备：路由器等；
通信网络
用串行还是并行？ 同步还是异步？ 怎么保证收到的 数据没有错误？
多点通信环境呢?
在中途如果有数 据丢失怎么办？
我怎么知道 对方在哪？
怎么选择网 络中的路径？
网络的层次化体系架构
实体A 第n+1层
接口
接口 接口 接口
实体B
各
第n+1层
第n层
第…层 第2层 第1层 物 理
层
对 应 协 议
第n层
第…层 第2 层 第1 层 介 质
分层体系结构模型
网络体系架构间的兼容问题
SNA体系架构
TCP/IP体系架构
DNA体系架构
OSI开放互连系统参考模型
• 为了解决网络之间的兼容性问题，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于1983年提出了OSI RM（Open System Interconnection Reference Model，开放系统互连参考模 型）。OSI 参考模型很快成为计算机网络通信的基础模型。 在设计OSI 参考模型时，遵循了以下原则： 1、各个层之间有清晰的边界，便于理解； 2、每个层实现特定的功能； 3、层次的划分有利于国际标准协议的制定； 4、层的数目应该足够多，避免各层功能重复。
•
OSI分层体系模型
应用层（Application layer） 应用层： 网络数据的应用处理 表示层（Presentation layer） 会话层（Session layer）
传输层（Transport layer）
数据流层： 控制着网络之间消息 的传送流通 网络层（Network layer） 数据链路层（Data link layer）
• OSI的层次划分不太合理，有些功能在多个 层次重复出现。
TCP/IP协议族的兴起
TCP/IP
TCP/IP TCP/IP TCP/IP TCP/IP
TCP/IP
TCP/IP
法律标准 事实标准
TCP/IP
TCP/IP
TCP/IP
OSI
TCP/IP
TCP/IP
课程内容
1
2 3 网络的体系架构 TCP/IP协议族介绍 IP子网规划方法
传输层功能
Host A
NETWORห้องสมุดไป่ตู้ Host B
传输层定义功能
辨别上层应用、建立端到端连接逻辑、保证数据有序、可靠、正 确传输、流量控制；
• 传输层协议：TCP [RFC 793]、UDP [RFC 768]等；
TCP协议与UDP协议
我一个个接着 发，这样效率 高点！
User Datagram Protocol (UDP)
• 物理层协议概念：DCE/DTE、同步/异步、V.35、V.24、RS-232、 100Base-T、G.703等； • 物理层设备：中继器、集线器、MODEM、光收发器、无线天线等；
常用网络接口与线缆
E1/CE1接口
同轴电缆
以太网电接口/光接口
五类双绞线
SC－PC型光尾纤接头
数据链路层功能
Host A
00000000 00000001 01111010
OUI
00000001 00000001 00000001
EI
我就是啊，请 问贵姓？
0001.7A01.0101 00-01-7A-01-01-01
Host A
00-01-7A-01-1111是哪位？ 00-01-7A-01-11-14 00-01-7A-01-11-15
TCP/UDP首部 TCP/UDP首部 TCP/UDP首部 TCP/UDP首部
IP头部 IP头部 IP头部
帧头 帧头
定界苻/同步码
Frames
Packets Segments
应用层 传输层 网络层
应用层APDU
应用层APDU
NETWORK
APDU
应用层APDU
TCP/IP与实际网络
Host A
Modem Modem
TCP/IP基础知识
课程内容
1
2 3 网络的体系架构 TCP/IP协议族介绍 IP子网规划方法
通过通信网络进行信息交流
二进制代码
你好！今天天气哈哈哈～
字符信息
光电信号
光电信号 通信网络 二进制代码
字符信息
点对点通信需要解决的问题
使用ASCII码吗？ 怎样识别发来的 信号？有干扰怎 么办？
使用什么接口？ 什么线缆？
最大值
• 一个32位IP地址被写成4个8位组（8－bit组），每个8位组表示为一个十进制数， 8位组之间用句号分开，这就是著名的“点分十进制计数”（Dotted Decimal Notation）。 • 范例：172.16.122.204，可以写为： 10101100 00010000 01111010 11001100
Host B
Router Switch
APDU 应用层 传输层 网络层 链路层 物理层 Bits比特流 物理层 物理层 Packets分组 网络层 链路层 物理层
应用层 Frames帧
链路层 物理层 传输层 网络层 链路层
物理层
物理层功能
Host A Host B
物理层定义功能 确定传输媒介类型、连接器类型、传输数据类型、接口类型、 传输方式等；