《计算机 网络通信基础ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机 网络通信基础ppt课件（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2.3 网络通信基础 w2.3.1 TCPIP 概念 应用层TelnetFTPSMTPDN SSN MPHTTP应用层表示层会话层传输层TCPUDP传输（TCP ）层网络层ICMP 互联（IP） 层IPAR PRARP链路层 EthernetToken Ring其他网络接口层 物理层OSI/R MTCP/IP模型协议作用网际协议（IP）负责在主机和网络之间寻址和路由数据包。地址解析协议（ARP）获得同一物理网络中的硬件主机地址。逆向地址解析协议（RARP ）ARP的反向协议网际控制消息协议（ICMP ）发送消息，并报告有关数据包的传送错误。互联组管理协议（IGMP）被IP主机拿来向本地多路广播
2、路由器报告主机组成员传输控制协议（TCP）为应用程序提供可靠的通信连接。适合于一次传输大批数据 的情况。并适用于要求得到响应的应用程序。用户数据报协议（UDP）提供了无连接通信，且不对传送包进行可靠的保证。适合于 一次传输小量数据，可靠性则由应用层来负责。远程登录协议（Telnet）登录到远程服务器上并进行信息访问，访问所有的数据库、 联机游戏、对话服务以及电子公告牌。文件传输协议（FTP）除了完成文件的传送之外，还允许用户建立与远程计算机的 连接，登录到远程主机上，并可在远程主机上的目录间移动 。 简单邮件传输协议（SMTP ）负责传输电子邮件。用户主机网络地址标识方法w物理网络地址： 02
3、-60-8C 二进制数，数据链路层地址，软件使用；wIP 地 址： 192.30.56.8 点分十进制， 网络层地址，寻址使用；w域 名： 字符型，应用层，用户使用；物理网络地址wMAC层地址； wEthernet地址 - 48bit物理网络地址- 不含位置信息，只能用于区 别网络中不同的站点； w无位置信息的地址-能力有限； w物理地址的长度,格式因不同的物理网络的协议而不同 ； w物理地址是不能修改的； w互连网络对物理地址的“统一”是通过上层软件来实 现的；物理网络地址结构wEthernet地址:24bit 24bit 0 8 0 1 0 F （ 固定）00000000 0000100
4、0 0000000000000001 00000000 11111111 wToken Ring地址：16bit (可 设置）例如：设置NIC ID = 0E00000000 11111110Manufactuter ID NIC ID NIC IDIP地址 w网络层地址； wIP地址类型：层次型地址；带有对象的位置信息；wIP地址实质: 对应物理网络连接的标识；wIP地址管理: IP地址结构层次性-IP地址管理结构管理方法层次性 -NIC(Network Information Centre) 网 间网. . . . 网 络 . 主 机互连网地址 :网间网网络1网络n主机主机主机主机网络号主
5、机号IP地址结构 wIP地址长度: 32bit wIP地址结构: 网络号 (netid)主机号 (hostid) wIP地址长度=32bit 确定;网络号长度 决定整个互连网中能包括多少个网络? 主机号长度 决定每个网络中能包括多少个网络? wIP地址根据其结构的不同可以分为5类;6.IP地址分类A类IP地址7bit 24bitw网络地址空间长度为7位，主机地址空间长度为24位； wA类地址是从：1.0.0.0127.255.255.255； w网络地址空间长度为7位，允许有126个不同的A类网络(网络地址 的0和127保留用于特殊目的)； w主机地址空间长度为24位，每个A类网络的主机地址数
6、多达 16,000,000个； wA类IP地址结构适用于有大量主机的大型网络。0networkhostB类IP地址14bit 16bitw网络地址空间长度为14位，主机地址空间长度为16位； wB类IP地址是从：128.0.0.0191.255.255.255； w网络地址空间长度为14位，允许有16384个不同的B类网络； w主机地址空间长度为16位，每个B类网络的主机地址数多达65536 个； wB类IP地址适用于一些国际性大公司与政府机构等。10networkhostC类IP地址21bit 8bitw网络地址空间长度为21位，主机地址空间长度为8位； wC类IP地址是从：192.0.0.
7、0223.255.255.255； w网络地址空间长度为21位，允许有2,000,000个不同的C类网络； w主机地址空间长度为8位，每个C类网络的主机地址数最多为256个 ； wC类IP地址特别适用于一些小公司与普通的研究机构。110networkhostIP地址：wA类IP地址是从：1.0.0.0127.255.255.255 35.8.1.212 - A类IP地址 wB类IP地址是从：128.0.0.0191.255.255.255190.18.0.166 -B类IP地址 wC类IP地址是从：192.0.0.0223.255.255.255202.6.18.1 -C类IP地址网络地址 主
8、机地址 1100000001011010010110001010IPv4 地址的讨论wIPv4地址表示形式：32bit二进制数-软件使用；点分十进制 - 表示直观；w当C类地址网络中的地址数超过256个时，向B类地址升级时不能 平滑进行；升级过程是一个“休克”过程，必须突然停止使用某个 网络地址，然后修改所以网络地址，再恢复通信；wIP地址表示的是网络连接；w网络中多归属主机的寻址光知道一个地址是不够的；7.IP地址、网络连接与节点的关系总结wIP地址是实现网络互连的关键技术，它有效地屏蔽了 物理地址的差异，在不同的网络之间实现了一种统一 、有效的地址模式； wIP地址长度为32bit,主要有
9、3种类型，分别适用于大、 中、小型网络； wIP地址的地址结构对应于网络的层次结构，可以提高 寻址效率，但也造成了多归属主机的不可访问等问题 ； w网络层及以上各层均使用IP地址;Internet网络层协议集wIP (Internet Protocol ) wICMP (Internet Control Message Protocol ) wARP ( Address Resolution Protocol ) wRARP ( Reverse Address Resolution Protocol ) wOSPF ( Open Shortest Path First ) wBGP ( Bor
10、der Gateway Protocol ) wIGMP ( Internet Group Management Protocol )地址解析协议1.地址解析的基本概念 w地址解析(resolution)-地址之间的映射; w地址解析： IP地址 物理网络地址 w反向地址解析：物理网络地址 IP地址2. 地址解析协议（ARP,Address Resolution Protocol)w根据IP地址查询对应的节点物理网络地址；w映射方法：*表格方法-事先在各主机内建立一张“IP地址物 理网络地址映射表”；*直接映射-对于物理网络地址短、可由用 户由配置（如通过拨动地址开关来设置的令 牌环网），可以
11、将它直接编入网络地址中；地址解析中直接从网络地址中取出；*动态联编（dynamic binding) w针对典型的Ethernet(具有广播功能，物理网络地址长 且固定），TCP/IP协议设计了动态联编方式进行地址 解析; wARP-根据动态联编的思想设计的地址解析的协议; wARP基本工作原理wARP实际运行过程:*在ARP请求报文中放入信源机的IP地址-物理地址联编,以防止信 宿机再次要求解析信源机的物理地址；*信宿机在广播自己的IP地址-物理地址联编时，网上所有主机将 它存入自己的高速缓存之中；*新机入网时，主动广播地址联编信息；w互连网运行必须使用ARP，但有些硬件能直接识别IP地址，
12、软件就 可以不需要ARP；wARP可以看成是在物理地址上加入的一层新的地址机制，可以看成 是物理网中的一部分；3.反向地址解析协议(RARP, Reverse Address Resolution Protocol)w问题：如何根据给出的物理网络地址找出对应的节点IP地址？ w基本解决方法：*网中设置一个 RARP Server；*RARP Server:维护一个本网的“物理网络地址-IP地址”映射表；多RARP Server结构：*为防止服务器超载，好多网络中采用了多RARP Server结构；*如何解决哪个服务器回答同一个RARP请求的问题？事先为每台主机分配一个主服务器（primary
13、server),其他的为从服务器（secondary server);一般由主服务器回答RARP请求，从服务器只记录请 求达到时间；如主服务器超载或停机，不能应答时，用户再次发出RARP请求时，第一个接到一个RARP 请求的从服务器响应；如何防止多个从服务器同时应答的问题？4.ARP与 RARP区别与联系wARP只用来解析对方的物理网络地址； wRARP除了用来解析本机的IP地址之外，还可以用来解析第三方的 IP地址； w二者报文格式是相同的； wARP/ RARP报文格式：ARP/ RARP报文格式说明： wTCP/IP 协议设计ARP/ RARP报文能适应各种物理网络地址与网络 层地址；
14、w其中：硬件类型 = 1 - Ethernet协议类型 = 0x0800 - IP协议操作 = 1 - ARP请求= 2 - ARP响应= 3 - RARP请求= 4 - RARP响应 硬件地址长度 = 6 byteIP地址长度 = 4 byte五.IP协议1.IP协议的特点及功能 w特点:无连接的数据报传输服务；对等实体间点-点通信； w主要功能: * 无连接的数据报传输服务；* 数据报寻址；* 差错控制； w地位：通过IP数据报与IP地址屏蔽低层物理网络的差异；2 . IP数据报格式IP数据报格式说明：w版本与协议类型版本（VERS) - 当前IP协议版本号是IPv4；协议（Protocol) - 创建该数据报数据区数据的高层协议 类型，如TCP协议；实际表示数据区的数据格式；版本 - IP数据报报头的数据格式，属网络层的范畴；协议 - IP数据报数据区的数据格式，属传输层的范畴；长度域：w长度：头标长（HLEN) 、总长(Totol Length) w头标长： w4bit长； w指出32bit长度单元的报头长度； wIP数据报中除IP选项与填充域外，其它域为定长； w不含IP选项与填充域的普通IP数据报报头长为“5”； w
