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1、第八章TCPIP基础v8.1TCPIP网络体系结构v8.2网际协议IPv8.3Internet控制报文ICMPv8.4Internet组管理IGMPv8.5用户数据报协议UDPv8.6传输控制协议TCPv8.7IPv6基础8.1TCPIP网络体系结构vOSIRM的制定具有十分重大的意义，但是由于TCPIP协议得到普遍使用，所以在计算机网络领域一般认为TCPIP是事实上的工业标准，在实际运行的系统中采用OSI模型的并不多。尽管如此，OSI模型仍然对建立计算机网络具有重要的指导意义。vTCPIP协议是世界上最大的计算机网络Internet运行的基础是目前应用最广泛的网络通信协议。vTCPIP协议由
2、五层构成：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。vTCPIP中的应用层可以等同于OSI的会话层、表示层和应用层的结合。应用层运输层网络层网络接口层主机A主机B路由器网络2网络1应用层运输层网络层网络接口层网络层网络接口层4321路由器在转发分组时最高只用到网络层而没有使用运输层和应用层。vRFC文档v所有关于Internet网络的正式标准都以RFC(RequestforComment)文档出版。v所有的RFC文档都可以通过电子邮件或用FTP服务从Internet网络上免费获得v8.2网际协议IPvIP协议是TCPIP协议族中的核心协议。所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP数据都是以I
3、P数据报格式传输。vIP协议为高层提供不可靠、无连接的数据报通信。尽最大努力交付。vIP协议提供的不可靠服务是指它不能保证IP数据报能成功地到达目的地。尽最大努力进行交付。任何要求的可靠性必须由上层来提供。v无连接是指IP协议并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报的处理是相互独立的，IP数据报可以不按发送顺序接收。因特网采用的设计思路v网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。v网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组独立发送，与其前后的分组无关。v网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序，当然也不保证分组传送的时限。尽最大努力
4、交付的好处v由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务，这就使网络中的路由器可以做得比较简单，而且价格低廉（与电信网的交换机相比较）。v如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的主机中的传输层负责（包括差错处理、流量控制等）。v采用这种设计思路的好处是：v网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。v因特网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。8.2.1IP地址v网络中的每个独立主机的每个接口必须有一个唯一的Internet地址，也称为IP地址。vIP地址长度为32位。表示地址空间是232，或4294967296（超过40亿个）。vIP地址的
5、表示方法:vIP地址有三种常用的表示方法：v二进制表示方法v点分十进制表示方法v十六进制表示方法。v二进制表示方法：v在二进制表示方法中，用一个32位的比特序列表示IP地址，为了使这个地址有更好的可读性，通常在每个字节之间加上一个或多个空格做分隔。例如：v10000001000011100000011000011111v不便记忆v点分十进制表示方法v为了使32位地址更加简洁和更容易阅读，因特网的地址通常写成用小数点把各字节分隔开的形式。每个字节用一个十进制数表示，这个数小于256。v例如：v129.14.6.31代替v10000001000011100000011000011111v十六进制表
6、示方法v每个字节用一个十六进制数字表示。v例如：810E061F代替v10000001000011100000011000011111IP地址的编址方法v分类的IP地址。这是最基本的编址方法，在1981年就通过了相应的标准协议。v子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准RFC950在1985年通过。v构成超网。这是比较新的无分类编址CIDR方法。1993年提出后很快就得到推广应用。vIP地址的分类vIP地址按照层次结构划分成五类：A、B、C、D、E类。v例如，某个系统是一个C类地址，它可以表示为:202.198.155.1441.分类IP地址v每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中
7、第一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id，它标志一个主机地址。v两级的IP地址可以记为：IP地址:=net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101IP地址中的网络号字段和主机号字段net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址
8、E类地址保留为今后使用111101A类地址的网络号字段net-id为1字节27=128IP地址中的网络号字段和主机号字段net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101B类地址的网络号字段net-id为2字节214=16384IP地址中的网络号字段和主机号字段net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址0
9、11host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101C类地址的网络号字段net-id为3字节221=2097152IP地址中的网络号字段和主机号字段net-id24bithost-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101A类地址的主机号字段host-id为3字节224=16777216IP地址中的网络号字段和主机号字段net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网
10、络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101B类地址的主机号字段host-id为2字节216=65536IP地址中的网络号字段和主机号字段net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101C类地址的主机号字段host-id为1字节28=256IP地址中的网络号字段和主机号字段net-id24位host-id24
11、位net-id16bitnet-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101D类地址是多播地址IP地址中的网络号字段和主机号字段各类IP地址的范围类型范围A0.0.0.0到127.255.255.255B128.0.0.0到191.255.255.255C192.0.0.0到223.255.255.255D224.0.0.0到239.255.255.255E240.0.0.0到247.255.255.255v特殊的IP地址v网络地址（NET-ID）：主机标识部分为全“0
12、”的IP地址不分配给任何主机，而是作为网络本身的标识。v例：v主机202.198.151.136所在网段的网络地址为：202.198.151.0v主机130.100.100.136所在网段的网络地址为：130.100.0.0v直接广播地址：主机标识为全“1”的IP地址不分配给任何主机，用作广播地址。v例1：主机202.198.151.136所在网段的直接广播地址为：202.198.151.255v例2：主机130.100.100.136所在网段的直接广播地址为：130.100.255.255v有限广播地址：32位为全1的IP地址称为有限广播地址。v例：有限广播地址为：255.255.255.2
13、55网络1网络2202.198.151.0202.198.152.0直接广播和有限广播网关直接广播和有限广播的区别v1、直接广播可以向其他网段广播；有限广播则不能；v2、有限广播是在整个物理网段广播；直接广播是在一个逻辑网段广播；v3、如果一个逻辑网段是一个物理网段，直接广播和有限广播范围相同，使用有限广播可以不必知道自己所在的网段；v主机本身地址：32位为全0的IP地址称为主机本身地址。v例：主机本身地址0.0.0.0v回送地址：127.0.0.1称为回送地址，常用于本机上软件测试和本机上网络应用程序之间的通信地址。v例如：ping127.0.0.1时，数据不会从网卡送出；v专用IP地址：专
14、用IP也叫内部IP，不用申请就可以使用，仅在内部使用，不能连接到INTERNET上去。v例如：v10.0.0.010.255.255.2551个A类172.16.0.0172.31.255.25516个B类192.168.0.0192.168.255.255256个C类v企业内部网主机的IP地址可以设置成专用IP地址，进行企业内部的网络应用；并可通过代理服务器(NAT)访问Internet。这样只需要申请少量的全局IP地址，既解决了IP地址不足的问题，又解决了网络安全问题。2.划分子网v早期的IP地址设计不够合理：vIP地址空间的利用率有时很低，特别是A类情况；v给每一个物理网络分配一个网络号
15、会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。v两级的IP地址不够灵活。v从1985年起在IP地址中又增加了一个“子网号字段”，使两级的IP地址变成为三级的IP地址。v这种做法叫作划分子网(SubNetting)。划分子网已成为因特网的正式标准协议。v目前所有的主机都要求支持子网编址。子网编址不是把IP地址看成由单纯的一个网络号和一个主机号组成，而是把主机号进一步划分为一个子网号和一个主机号。v当没有划分子网时，IP地址是两级结构。v划分子网后IP地址就变成了三级结构。v划分子网只是把IP地址的主机号host-id这部分进行再划分，而不改变IP地址原来的网络号net-id。v从一个IP地址中无法判断源
16、主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网划分。v使用子网掩码(SubnetMask)可以找出IP地址中的子网部分。子网掩码IP地址的各字段和子网掩码145.13.3.10两级IP地址子网号为3的网络的网络号三级IP地址主机号子网掩码net-idhost-id子网的网络地址111111111111111111111111000000000net-idsubnet-idhost-id145.13.145.13.33.10(IP地址)AND(子网掩码)=网络地址网络号net-id主机号host-id两级IP地址网络号三级IP地址主机号net-idhost-idsubnet-id子网号子网掩码子网的网络地址11111111111111111111111100000000net-idsubnet-id0逐位进行AND运算111111111111111111111111000000000000000000000000111111111111111111111111000000000000000000000000net-idnet-idhost-id为全0net-id网络地址A类地址
