第3章 TCP_IP协议与IP地址
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第3章 TCP/IP协议与IP地址
3.1 TCP/IP协议 3.2 IP地址 3.3 子网划分 3.4 Internet域名系统
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3.1 TCP/IP协议
一、TCP/IP协议的基本概念
TCP/IP协议是Internet中计算机之间进行网络通信所必 须共同遵循的一种通信协议；
是以传输控制协议（Transmission Control Protocol） 和网际协议（Internet Protocol）为核心的一组协议。
二、TCP/IP参考模型的发展
在TCP/IP协议研究时没有提出参考模型； 1974年Kahn定义了最早的TCP/IP参考模型； 1985年Leiner等对TCP/IP参考模型进一步的研究； 目前我们使用的是版本4，一般被称为IPv4； IPv6被称为下一代的IP协议。
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三、TCP/IP协议的特点
开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于 特定的计算机硬件与操作系统，随着新的网络 服务的不断出现， TCP/IP 不断补充；
独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、 广域网，更适用于互连网中；适用于不同类型 的计算机与网络之间的互联。
采用统一的网络地址分配方案，使得整个 TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址；
标准化的高层协议，提供多种可靠的用户服务。
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四、TCP/IP的参考模型
TCP/IP分为四个层次，分别是网络接口层、网 际层、传输层和应用层。
TCP/IP的层次结构与OSI层次结构的对照关系 如下图所示：
OSI的参考模型
TCP/IP的参考模型
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
应用层
传输层 网际层 网络接口层
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1. 网络接口层
又被称为网络访问层，包括了能使用TCP/IP与 物理网络进行通信的协议，它对应OSI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，仅定义了如何与不同网络进 行接口。
TCP/IP参考模型的最低层，负责通过网络介质发送 和接收TCP/IP数据包;
允许主机连入网络时使用多种现成的与流行的协议， 例如局域 网的 Ethernet、令牌 网 、分组 交换网的 X.25、帧中继、ATM协议等;
充分体现出TCP/IP协议的兼容性与适应性，它也为 TCP/IP的成功奠定了基础。
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2. 网际层(网络互联层)
网际层是在TCP/IP标准中正式定义的第一层。 网际层所执行的主要功能：
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。
处理接收的数据报：检查地址、处理或转发。 处理互连的路径、流量控制、拥塞问题。
在网际层中，最常用的协议是网际协议IP，其 它一些协议用来协助IP的操作。
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网际层的协议
网际协议IP (Internet Protocol)
IP协议的任务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。
向上一层提供统一的IP数据报，屏蔽低层各物理数据 帧的差异性。
网际控制报文协议ICMP (Internet Control Message Protocol)
为IP协议提供差错报告。专门用来处理错误报告和控 制。
地址解析协议ARP (Address Resolution Protocol)和反向地址解析协议RARP
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3. 传输层
传输层也被称为主机至主机层，主要负责主机到主机之间 实体间端对到端通信，解决下层没有处理的通信问题。
传输控制协议TCP (Transmission Control Protocol) 是传输层一种面向连接的通信协议，提供可靠的数据 传送。 完成流量控制和差错检验的任务，保证可靠的数据传 输。
用户数据报协议UDP (User Datagram Protocol) UDP协议是一种面向无连接的协议，它不能提供可靠 的数据传输。 UDP不进行差错检验，必须由应用层的应用程序实现 可靠性机制和差错控制，以保证端到端数据传输的正 确性。
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4. 应用层
包含多有的高层协议，为应用程序提供访 问其它层服务的能力，定义应用程序用于 交换数据的协议，为用户提供所需的各种 服务。
在TCP/IP模型中，应用程序接口是最高 层，它与OSI模型中的高三层的任务相同， 用于提供网络服务，比如文件传输、远程 登录、域名服务和简单网络管理等。
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应用层协议（一）
超文本传输协议HTTP
用于Internet中的客户机与WWW服务器之间的数 据传输；
文件传输协议FTP
实现主机之间的文件传送；
远程终端协议TELNET
本地主机作为仿真终端，登录到远程主机上运行应 用程序；
简单邮件传输协议SMTP
实现主机之间电子邮件的传送；
域名服务DNS
用于实现主机名与IP地址之间的映射；
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应用层协议（二）
路由信息协议RIP
用于网络设备之间交换路由信息；
动态主机配置协议DHCP
实现对主机的地址分配和配置工作。
网络文件系统NFS
实现主机之间的文件系统的共享；
引导协议BOOTP
用于无盘主机或工作站的启动
简单网络管理协议SNMP
实现网络的管理；
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五、TCP/IP协议集
应用层
SMTP
FTP
DNS SNMP
NFS
HTTP
TELNET
传输层 网际层
TCP
ICMP
IGMP
网络接口层
LAN
IP MAN
UDP
ARP
RARP
WAN
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3.2 IP地址
一、 IP地址概述
概念：
为了实现主机间的通信，Internet采用一种全局通 用的地址格式，为每一台主机分配一个唯一不重复 地址，以此屏蔽物理网络地址的差异。
作用：
用于标识连入因特网上的每台主机，它是每台主机 唯一的标识。
IP地址是全球认可的通用地址格式，IP地址是全网 唯一的。
IP地址是运行TCP/IP协议的唯一标识。
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二、IP地址的格式
IP地址的格式：
IP地址由网络号与主机号两部分组成，网络号标识一 个逻辑网络，主机号标识网络中一台主机；
在IPv4中，一个IP地址由32个二进制比特数字组成， 通常被分割为4段，每段8比特，并用点分十进制表示。 如：202.117.179.251
3.1 TCP/IP协议 3.2 IP地址 3.3 子网划分 3.4 Internet域名系统
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3.1 TCP/IP协议
一、TCP/IP协议的基本概念
TCP/IP协议是Internet中计算机之间进行网络通信所必 须共同遵循的一种通信协议；
是以传输控制协议（Transmission Control Protocol） 和网际协议（Internet Protocol）为核心的一组协议。
二、TCP/IP参考模型的发展
在TCP/IP协议研究时没有提出参考模型； 1974年Kahn定义了最早的TCP/IP参考模型； 1985年Leiner等对TCP/IP参考模型进一步的研究； 目前我们使用的是版本4，一般被称为IPv4； IPv6被称为下一代的IP协议。
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三、TCP/IP协议的特点
开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于 特定的计算机硬件与操作系统，随着新的网络 服务的不断出现， TCP/IP 不断补充；
独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、 广域网，更适用于互连网中；适用于不同类型 的计算机与网络之间的互联。
采用统一的网络地址分配方案，使得整个 TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址；
标准化的高层协议，提供多种可靠的用户服务。
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四、TCP/IP的参考模型
TCP/IP分为四个层次，分别是网络接口层、网 际层、传输层和应用层。
TCP/IP的层次结构与OSI层次结构的对照关系 如下图所示：
OSI的参考模型
TCP/IP的参考模型
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
应用层
传输层 网际层 网络接口层
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1. 网络接口层
又被称为网络访问层，包括了能使用TCP/IP与 物理网络进行通信的协议，它对应OSI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，仅定义了如何与不同网络进 行接口。
TCP/IP参考模型的最低层，负责通过网络介质发送 和接收TCP/IP数据包;
允许主机连入网络时使用多种现成的与流行的协议， 例如局域 网的 Ethernet、令牌 网 、分组 交换网的 X.25、帧中继、ATM协议等;
充分体现出TCP/IP协议的兼容性与适应性，它也为 TCP/IP的成功奠定了基础。
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2. 网际层(网络互联层)
网际层是在TCP/IP标准中正式定义的第一层。 网际层所执行的主要功能：
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。
处理接收的数据报：检查地址、处理或转发。 处理互连的路径、流量控制、拥塞问题。
在网际层中，最常用的协议是网际协议IP，其 它一些协议用来协助IP的操作。
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网际层的协议
网际协议IP (Internet Protocol)
IP协议的任务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。
向上一层提供统一的IP数据报，屏蔽低层各物理数据 帧的差异性。
网际控制报文协议ICMP (Internet Control Message Protocol)
为IP协议提供差错报告。专门用来处理错误报告和控 制。
地址解析协议ARP (Address Resolution Protocol)和反向地址解析协议RARP
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3. 传输层
传输层也被称为主机至主机层，主要负责主机到主机之间 实体间端对到端通信，解决下层没有处理的通信问题。
传输控制协议TCP (Transmission Control Protocol) 是传输层一种面向连接的通信协议，提供可靠的数据 传送。 完成流量控制和差错检验的任务，保证可靠的数据传 输。
用户数据报协议UDP (User Datagram Protocol) UDP协议是一种面向无连接的协议，它不能提供可靠 的数据传输。 UDP不进行差错检验，必须由应用层的应用程序实现 可靠性机制和差错控制，以保证端到端数据传输的正 确性。
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4. 应用层
包含多有的高层协议，为应用程序提供访 问其它层服务的能力，定义应用程序用于 交换数据的协议，为用户提供所需的各种 服务。
在TCP/IP模型中，应用程序接口是最高 层，它与OSI模型中的高三层的任务相同， 用于提供网络服务，比如文件传输、远程 登录、域名服务和简单网络管理等。
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应用层协议（一）
超文本传输协议HTTP
用于Internet中的客户机与WWW服务器之间的数 据传输；
文件传输协议FTP
实现主机之间的文件传送；
远程终端协议TELNET
本地主机作为仿真终端，登录到远程主机上运行应 用程序；
简单邮件传输协议SMTP
实现主机之间电子邮件的传送；
域名服务DNS
用于实现主机名与IP地址之间的映射；
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应用层协议（二）
路由信息协议RIP
用于网络设备之间交换路由信息；
动态主机配置协议DHCP
实现对主机的地址分配和配置工作。
网络文件系统NFS
实现主机之间的文件系统的共享；
引导协议BOOTP
用于无盘主机或工作站的启动
简单网络管理协议SNMP
实现网络的管理；
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五、TCP/IP协议集
应用层
SMTP
FTP
DNS SNMP
NFS
HTTP
TELNET
传输层 网际层
TCP
ICMP
IGMP
网络接口层
LAN
IP MAN
UDP
ARP
RARP
WAN
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3.2 IP地址
一、 IP地址概述
概念：
为了实现主机间的通信，Internet采用一种全局通 用的地址格式，为每一台主机分配一个唯一不重复 地址，以此屏蔽物理网络地址的差异。
作用：
用于标识连入因特网上的每台主机，它是每台主机 唯一的标识。
IP地址是全球认可的通用地址格式，IP地址是全网 唯一的。
IP地址是运行TCP/IP协议的唯一标识。
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二、IP地址的格式
IP地址的格式：
IP地址由网络号与主机号两部分组成，网络号标识一 个逻辑网络，主机号标识网络中一台主机；
在IPv4中，一个IP地址由32个二进制比特数字组成， 通常被分割为4段，每段8比特，并用点分十进制表示。 如：202.117.179.251