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1、课程课程 DA000002TCP/IP协议与子网规划协议与子网规划ISSUE 2.0DA000002 TCP/IP 协议与子网规划 ISSUE2.0ISSUE 2.0目 录华为技术有限公司 版权所有, 未经许可不得扩散i目 录课程说明.1课程介绍.1课程目标.1相关资料.1第 1 章 TCP/IP 协议.21.1 TCP/IP 协议与 OSI 参考模型 .21.2 应用层.71.3 传输层.91.4 网络层.16第 2 章 子网规划.222.1 IP 地址介绍 .22DA000002 TCP/IP 协议与子网规划 ISSUE2.0课程说明华为技术有限公司 版权所有, 未经许可不得扩散1课程说明
2、课程说明课程介绍本课程主要介绍 TCP/IP 协议的基础知识。课程目标完成本课程的学习后，您应该能够：理解 TCP/IP 分层模型理解 IP 地址的分类与应用运用 IP 子网的规划原则对简单网络进行规划相关资料DA000002 TCP/IP 协议与子网规划 ISSUE2.0第 1 章 TCP/IP 协议华为技术有限公司 版权所有, 未经许可不得扩散2第第 1 章章 TCP/IP 协议协议1.1 TCP/IP 协议与 OSI 参考模型TCP/IP协协议议与与OSI参参考考模模型型TCP/IP协协议议与与OSI参参考考模模型型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。
3、一 一 一一 一 一一 一 一一 一 一一 一 一一 一 一 一 一一 一 一一一一一 一 一一 一 一7654321一 一 一一 一 一 一 一OSI参考模型TCP/IP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 起源于 6 0 年代末美国政府资助的一个分组交换网络研究项目，到9
4、0 年代已发展成为计算机之间最常应用的组网形式。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)”的基础与 OSI 参考模型一样，TCP（Transfer Control Protocol）/IP（Internet Protocol）协议（传输控制协议/网际协议）也分为不同的层次开发，每一层负责不同的通信功能。但是，TCP/IP 协议简化了层次设计，只有五层：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。从上图可以看出，TCP/IP 协议栈与 OSI 参考模型有清晰的对应关系，覆盖了 OSI 参
5、考模型的所有层次。应用层包含了 OSI 参考模型所有高层协议。DA000002 TCP/IP 协议与子网规划 ISSUE2.0第 1 章 TCP/IP 协议华为技术有限公司 版权所有, 未经许可不得扩散3因为 TCP/IP 协议栈支持所有的标准的物理层和数据链路层协议，而且物理层和数据链路层在前面已经做过简述，所以本章不对 TCP/IP 协议的物理层和数据链路层做进一步的描述。关于这两层协议和标准的深入细节，在后续章节会有讲解。两种协议的异同点：相同点：(1) 都是分层结构，并且工作模式一样，都要层和层之间很密切的协作关系；(2) 有相同的应用层，传输层，网络层，数据链路层，物理层；（注意：这
6、里为了方便比较，TCP/IP 才分为 5 层，在 CISCO，在其他很多文献资料里都把数据链路层和物理层合并为数据链路层或网络接口层-network access layer）。 (3) 都使用包交换技术（packet-switched）(4) 网络工程师必须都要了解这两个模型；不同点：(1) TCP/IP 把表示层和会话层都归入了应用层；(2) TCP/IP 的结构比较简单，因为分层少；(3) TCP/IP 标准是在 internet 网络不断的发展中 建立的，基于实践，有很高的信任度。相比较而言，OSI 参考模型是基于理论上的，是做为一种向导！同 OSI 参考模型数据封装过程一样，TCP/
7、IP 协议在报文转发过程中，封装和去封装也发生在各层之间。DA000002 TCP/IP 协议与子网规划 ISSUE2.0第 1 章 TCP/IP 协议华为技术有限公司 版权所有, 未经许可不得扩散4发送方，加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）对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
8、、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。图中帧头和帧尾下面所标注的数字是典型以太网帧首部的字节长度。在后面的章节中 我们将详细讨论这些帧头的具体含义。以太网数据帧的物理特性是其长度必须在 4 61500 字节之间。所有的 Internet 标准和大多数有关 TCP/IP 的书都使用 octet 这个术语来表示
9、字节。使用这个过分雕琢的术语是有历史原因的，因为 TCP/IP 的很多工作都是在 DEC-10 系统上进行的，但是它并不使用 8 bit 的字节。由于现在几乎所有的计算机系统都采用 8 bit 的字节。更准确地说，图中 IP 和网络接口层之间传送的数据单元应该是分组（packet）。分组既可以是一个 IP 数据报，也可以是 I P 数据报的一个片（fragment）。UDP 数据与 TCP 数据基本一致。唯一的不同是 UDP 传给 IP 的信息单元称作 UDP 数据报（UDP datagram），而且 UDP 的首部长为 8 字节。由于 TCP、UDP、ICMP 和 IGMP 都要向 IP 传
10、送数据，因此 IP 必须在生成的 IP 首部中加入某种标识，以表明数据属于哪一层。为此，IP 在首部中存入一个长度为 8bit 的数值，称作协议域。1 表示为 I C M P 协议，2 表示为IGMP 协议，6 表示为 TCP 协议，17 表示为 UDP 协议。类似地，许多应用程序都可以使用 TCP 或 UDP 来传送数据。运输层协议在生成报文首部时要存入一个应用程序的标识符。TCP 和 UDP 都用一个 16bit 的端口号来表示不同的应用程序。TCP 和 UDP 把源端口号和目的端口号分别存入报文首部中。网络接口分别要发送和接收 IP、ARP 和 RARP 数据，因此也必须在以太网的帧首部
11、中加入某种形式的标识，以指明生成数据的网络层协议。为此，以太网的帧首部也有一个 16bit 的帧类型域。DA000002 TCP/IP 协议与子网规划 ISSUE2.0第 1 章 TCP/IP 协议华为技术有限公司 版权所有, 未经许可不得扩散5当应用程序用 T C P 传送数据时，数据被送入协议栈中，然后逐个通过每一层直到被当作一串比特流送入网络。其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息（有时还要增加尾部信息）。T C P 传给 I P 的数据单元称作 T C P 报文段或简称为 T C P 段（TCPsegment）。I P 传给网络接口层的数据单元称作 I P 数据报(IP PACKE
12、TS)。通过以太网传输的比特流称作帧(Fr a m e )。在物理层转变为二进制 BIT 流。DA000002 TCP/IP 协议与子网规划 ISSUE2.0第 1 章 TCP/IP 协议华为技术有限公司 版权所有, 未经许可不得扩散6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（In
