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1、2.5开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型1ISOl国际标准化组织(International Organization for Standardization)简称ISO，是一个全球性的非政府组织，是国际标准化领域中一个十分重要的组织，成立于1946年，当时来自25个国家的代表在伦敦召开会议，决定成立一个新的国际组织，以促进国际间的合作和工业标准的统一。于是，ISO这一新组织于1947年2月23日正式成立，总部设在瑞士的日内瓦。lISO的组织机构包括全体大会、主要官员、成员团体、通信成员、捐助成员、政策发展委员会、理事会、ISO中央秘书处、特别咨询组、技术管理局、标样委员会、技术咨询组、
2、技术委员会等。23OSI参考模型参考模型l计算机网络的发展经历了单机系统、多机系统等发展阶段。lIBM公司在20世纪70年代推出了自己公司内部的“SNA系统网络体系结构”以后，世界上很多的公司纷纷效仿，建立起自己公司内部的网络体系结构，如Digital公司的DNA、宝来机器公司的BNA以及Honeywell公司的DSA等，这些体系结构的出现大大加快了计算机网络的发展。但是同时也带来相应的问题，由于各个公司的体系结构的着眼点是各公司内部的网络连接，没有统一的标准，因此各公司之间的网络很难连接起来。4开放系统开放系统l为了实现不同厂家生产的计算机系统之间以及不同网络之间的数据通信，国际标准化组织I
3、SO对当时的各类计算机网络体系进行了研究，并于1981年正式公布了一个网络体系结构模型作为国际标准，称为开放系统互连参考模型，即OSI/RM，也称为ISO/OSI。5OSI/RM简介简介lOSI并不是一个具体的网络，他只给出了一些原则性的说明，规定了开放系统的层次结构所提供的服务。lOSI协议将网络通信过程划分为七个相互独立的功能组（层次），并为每个层次制定一个标准框架。上面三层（应用层、表示层、会话层）与应用问题有关，而下面四层（传输层、网络层、数据链路层、物理层）则主要处理网络控制和数据传输/接收问题。6OSIOSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型 7信息流动信息流动8OSI模型的
4、特点模型的特点l 每层的对应实体之间都通过各自的协议进行通信；l 各个计算机系统都有相同的层次结构；l 不同系统的相应层次具有相同的功能；l 同一系统的各层次之间通过接口联系；l 相邻的两层之间，下层为上层提供服务，上层使用下层提供的服务。9开放系统参考模型开放系统参考模型物理层物理层链路层链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层 应应用层用层10OSI层层应用层应用层层功能介绍例子应用层（第七层）一个同其他计算机通讯的应用便实现了OSI应用层的原理。应用层给应用提供通讯服务。FTP，WWW浏览器，Telnet，NFS，SMTP gateways，SNMP，X.400，FTAM1
5、1例子例子l例如一个没有通讯功能的字处理程序当然不会去编写通讯代码，程序员也不必关心OSI第七层。然而，如果增加一个传输文件的选项，程序员就不得不实现OSI第七层（或者其他协议中等价的层）文件传输服务。12OSI层层表示层表示层表示层（第六层）表示层的主要作用是定义了数据格式，例如，ASCII文本，EBCDIC文本，binary，BCD和JPEG。加密也被OSI定义为一个表示层服务。TIFF，GIF，JPEG，PICT，ASCII，EBCDIC，encryption，MPEG，MIDI，HTML13例子例子lFTP允许你选择二进制和ASCII两种传输方式。如果是二进制方式，发送端就不会改变文件
6、的内容。如果是ASCII方式，发送端就会先把内容从发送端的字符集转换成标准的ASCII码再发送。接受端再从ASCII码转换为本地的字符集。14OSI层层会话层会话层会话层（第五层）会话层定义了如何开始，控制，结束会话。会话层确认会话的顺序，确保每一个步骤按顺序进行。RPC，SQL，NFS，NetBios names，AppleTalk ASP，DECnet SCP15例子例子l从ATM提款机提款时，需要插卡、输入密码、输入提款金额、提取现金。每一步都需要上一步确认。16OSI层层传输层传输层传输层（第四层）第四层包括协议的选择提供和不提供出错处理。记录进来的数据流，如果包在传输过程中被分片还要
7、进行包的重组。TCP，UDP，SPX（序列分组交序列分组交换协议换协议）17例子例子lTCP提供了一个4200字节的数据段给IP进行投递。如果某种媒体不能传输4200个字节的包，那么IP将对数据进行分片。这样，接收端的TCP也许就会接收到3个不同的1400字节的段。并且，接收段可能按照和发送不同的顺序接收，所以它需要记录接收的段，并将它们重组为4200字节的段。然后将数据送给上一层。18OSI层层网络层网络层网络层（第四层）网络层提供了端到端的包传递。网络层定义了逻辑地址，所以任何端点都可以被唯一的标识。它也定义了路由如何工作和如何学习。网络层还定义了如何对数据报分片来适应较小的最大传输单元。
8、IP，IPX（互联互联网分组交换协议网分组交换协议），19例子例子l对于一个运行IP的Cisco路由器来说，它会检查包的目的IP，将这个IP同路由表进行比较，如果输出界面需要一个比较小的包的话，还需要对包进行分片，然后将包送入队列等待发送。20OSI层层数据链路层数据链路层数据链路层（第二层）数据链路层规范主要关心数据如何在一种特定连接或媒体上传输。PPP（点对点协议点对点协议）, IEEE 802.3/802.2（以太网/局域网协议）, FDDI分布式数据接口, ATM, IEEE 802.5指令牌环网/802.221OSI层层物理层物理层物理层（第一层）物理层定义了物理媒体的特性。连接器，
9、针，针的使用，电气参数，编码和光的调制等都是物理层规范的一部分。EIA/TIA-232电信工业联盟, EIA/TIA-499, V.35通用终端接口, V.24, RJ45, Ethernet, 802.3, 802.5局域网（LAN）, FDDI, NRZI非归零反相编码非归零反相编码, NRZ不归零码22例子例子lRJ45定义了连接器的形状和电缆芯/针的数量。Ethernet和802.3定义了1，2，3，6芯/针的使用。所以一根给Ethernet使用的带有RJ45连接器的5类电缆，同时应用了Ethernet和802.3物理层规范。23物理层物理层 24物理层物理层l物理层是OSI参考模型的
10、最低层，也是最基础的一层，它并不是指连接计算机的具体的物理设备或具体的传输媒体。l它向下是物理设备之间的接口，直接与传输介质相连接，使二进制数据流通过该接口从一台设备传给相邻的另一台设备，向上为数据链路层提供数据流传输服务。l物理层传输数据有基本单位是比特，也称为位。25物理层的主要功能物理层的主要功能l物理层是OSI的第一层，处于最底层，因此也是开放系统的基础。l物理层是为数据端设备提供传送数据的通路。l一次完整的数据传输，包括激活物理连接、传送数据、终止物理连接。l传输数据物理层为数据端提供传送数据的通路。l形成适合数据传输需要的实体，为数据传送服务。l第一要保证数据能顺利通过，二是要提供
11、足够的带宽。l完成物理层的一些管理工作26通信接口与传输媒体的物理特性通信接口与传输媒体的物理特性l物理接口标准定义了物理层与物理传输介质之间的边界与接口，物理接口的四个特性是：机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。27机械特性机械特性l物理层的机械特性规定了物理连接时所使用可接插连接器的形状和尺寸，连接器中引脚的数量与排列情况。如如EIA标准RS-232C设备交谈或交换数据的接口规定的D型25针接口，ITU-T X.21标准规定的15针接口等。28电气特性电气特性l电气特性规定了在物理信道上传输比特流时信号电平的大小、数据的编码方式、阻抗匹配、传输速率和传输距离限制等。如如：在使用RS-2
12、32C接口且传输距离不大于15m时，最大传输速率为19.2Kbps。29功能特性功能特性l物理层的功能特性定义了物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。物理接口信号线一般分为：数据线、控制线、定时线和地线。30规程特性规程特性l物理层的规程特性规定了信号线进行二进制比特流传输的一组操作过程，包括各信号线的工作规则和时序。31四、 RS232D接口标准 RS232D是美国电子工业协会制定的物理接口标准，也是目前数据通信与网络中应用最为广泛的一种标准。它的前身是EIA在1969年制定的RS-232C标准，经1987年1月修改后，定名为EIA-232D，由于相差不大，人们常简称它们为“RS-232
13、标准”。 母头 公头32主要特性 机械方面的技术指标是：RS-232D规定使用一个25根 插 针 的 标 准 连 接 器 ， 该 连 接 器 宽（47.04+.13）mm（螺丝中心间的距离），每个插座有25针插头，上面一排针（从左到右）分别编号为113，下面一排针（从左到右）编号为1425等。电气特性方面RS-232D采用负逻辑，即逻辑0用515V表示，逻辑1用-5-15V表示，允许的最大数据传输率为20Kbps，最长可驱动电缆15m。在功能特性方面，RS-232D定义了连接器中20条连接线的功能。 33针号 功能信号功能/传输方向 1保护性接地 地线 2发送数据 数据/DTEDCE 3接收数
14、据 数据/DTEDCE 4请求发送 控制信号/ DTEDCE 5清除发送 控制信号/ DTEDCE 6数据设备准备好 控制信号/ DTEDCE 7信号地 地线 8载波检测 控制信号/ DTEDCE 20数据终端准备好 控制信号/ DTEDCE 常用连接线的功能 34数据链路层数据链路层l数据链路层是OSI模型的第二层，它把物理层的原始数据打包成帧，并负责帧在计算机之间无差错的传递。并负责帧在计算机之间无差错的传递。l帧是存放数据的、逻辑的、结构化的包。l建立数据链路层的主要目的是将一条原始的、有差错的物理线路变为对网络层无差错的数据链路。l数据链路层的作用：在不太可靠的物理链路上，通过数据链路
15、层协议实现可靠的数据传输。35数据链路层的主要功能数据链路层的主要功能a.链路管理链路的建立、维持、释放b.帧同步接收方能够从收到的比特流中准确区分一帧的开始结束。c.流量控制等待发送方法、预约缓冲区法、滑动窗口控制法、许可证和限制管道容量法d.差错控制常采用ARQ。e.透明传输控制信息和数据信息区别f.寻址源节点和目的节点地址：物理地址。36数据链路层协议数据链路层协议l数据链路层的协议主要分为两类：面向字符型和面向比特型。l面向字符十个控制字符。l面向字符是指在链路上所传送的数据及控制信息必须是由规定的字符集中的字符所组成。面向字符型的数据链路控制协议传输效率比较低。37流量控制流量控制C
16、ongestion Avoidance Flow ControlSenderReceiver123Stopgo4538流量控制流量控制Windowing Flow Control123ACK=24ACK=456Win=339面向比特型面向比特型高级数据链路协议高级数据链路协议HDLCl随着通信量的增加及计算机网络应用范围的不断扩大，面向字符的链路控制协议使用率越来越低，在20世纪60年代末人们提出了面向比特的数据链路控制协议，代表协议为HDLC。lHDLC定义了3种站结构、2种链路结构以及3种数据响应模式。403种站结构种站结构 l主站：负责控制链路的操作和运行。l次站：次站在主站的控制下进行
17、工作，对链路无控制权，次站间不能直接通信。l组合站：主站与次站的复合站。412种链路结构：种链路结构： l不平衡链路结构：是由一个主站与一个以上的次站构成，既可以用于点到点链路，也可用于多点链路，主站控制次站并实现链路管理。l平衡链路结构：由组合站构成，只用于点到点的链路。423种响应方式：种响应方式：l正常响应方式：用于不平衡链路结构，次站只有在得到主站允许之后才能向主站传送数据；l异步平衡方式：用于平衡链路结构，任何一个组合站不必事先得到对方许可就可以开始传输过程；l异步响应方式：用于不平衡链路结构，允许次站在事先不得到主站的允许下开始传输数据，主站仍然负责控制和链路管理。l数据链路层对等
18、实体间的的通信一般要经过数据链路的建立、数据传输和数据链路的释放三个阶段。43 HDLC帧格式帧格式 l数据链路层的数据传输是以帧为单位。lF标志字段：帧的首尾均有一个由固定比特序列组成的帧标志字段，用来标志一帧的开始和结束。lA地址字段：在非平衡结构中，帧地址字段总是写入次站地址；在平衡结构中，帧地址字段填入应答站地址。lC控制字段：是HDLC帧的关键字段，用以标识帧的类型和功能，使对方站能够执行特定的操作。lInfo信息字段：可以是任意比特序列的组合，用于存放要传输的数据信息。lFCS帧校验字段：FCS字段为帧校验序列，HDLC采用CRC循环冗余编码进行校验。44例子例子l对于一个运行IP
19、的Cisco路由器来说，它会检查包的目的IP，将这个IP同路由表进行比较，如果输出界面需要一个比较小的包的话，还需要对包进行分片，然后将包送入队列等待发送。45网络层网络层l网络层（通信子网层），是通信子网与网络高层的界面，主要负责控制通信子网的操作，实现数据从网络上的任一节点准确无误的传输到目的节点。l设置网络的主要目的就是要为报文分组以最佳路径通过通信子网到达目的主机提供服务。l而不需要关心网络的拓扑结构和使用的通信介质。46网络层的主要功能网络层的主要功能 网络层相传输层提供数据报和虚电路的两种类型的接口，网络层的任务就是实现这两种任务。l路径选择l流量控制l数据的传输与中继l清除子网的
20、质量差异47路径选择路径选择路由路由l网络层主要功能之一l好的路由算法：1.算法必须是正确的2.算法能够适应结点或链路引起的变化。3.算法能够适应流量的变化4.算法应具有稳定性5.算法应该是公平的6.算法应该尽可能简单48路由逻辑路由逻辑F.R.10.1.1.1PC1目标地址在另外一组；发送到最近的路由器。Eth.IP PacketR1HDLC IP Packet168.10.0.0R2我的路由显示那一组需要从串口连接出去。168.11.0.0FRIP Packet我的路由显示那一组需要从帧中继连接出去。49路由逻辑（续）路由逻辑（续）F.R.168.11.0.0PC2168.1.1.1192
21、.1.1.0直接发送到目标FRIP PacketTRIP Packet50流量控制流量控制数据链路层也有数据链路层也有l防止网络过载而引起的吞吐量下降和延时增加l避免死锁l在相互竞争的各用户之间公平的分配资源51网络服务网络服务l网络层所提供的服务有两大类，即面向连接的网络服务和无连接的网络服务，这两种服务的具体实现就是虚电路服务和数据报服务 。l 虚电路服务l虚电路服务的数据传输过程分为三个阶段：建立连接阶段、数据传输阶段和拆除连接阶段。l 数据报服务l数据报服务一般仅由数据报交换网来提供。当发送端要发送数据时，网络层给该数据附加上地址、序号等信息，作为分组发送给网络节点，目的端接收到的分组
22、可能不是按发送顺序到达的，也可能有分组丢失。这种方式没有建立、释放及确认等额外开销，在传输的信息不太长时非常适用。52虚电路与数据报的对比项目类型数据报子网虚电路子网端到端的连接不要必须有目的站地址每个分组都有目的站的全地址仅在建立连接阶段使用分组的顺序到达目的站可能不按发送顺序总是按发送顺序到达目的站差错控制由主机负责由通信子网负责流量控制由主机负责由通信子网负责53传输层传输层l传输层是用户的资源子网与通信子网的界面和桥梁，下面三层属于通信子网，面向数据通信，上面三层属于资源子网，面向数据处理，传输层是OSI协议中最重要的一层。54传输层的地位与作用传输层的地位与作用l传输层是为了可靠地把
23、信息送给对方而进行搬运、输送，通常被解释成“补充各种通信子网的质量差异，保证在相互通信的两处终端进程之间进行透明数据传输的层”，是OSI/RM的整个协议层次的核心。l传输层在七层模型中起到了对高层屏蔽低层，对低层屏蔽高层的作用。55先来看通信子网分类先来看通信子网分类l通信子网按照服务质量的不同，分为A、B、C三种类型：lA型：网络连接具有可接受的残留差错率和可接受的失效通知率；lB型：网络连接具有可接受的残留差错率和不可接受的失效通知率；lC型：网络连接具有不可接受的残留差错率；l质量由高到低56按照通信子网质量按照通信子网质量传输层协议分传输层协议分5类类l五类传输协议都是面向服务的。l0
24、简单l1差错控制l2复用、流量控制l3差错控制和复用l4差错检测、控制和复用l复杂由低到高57传输层协议与网络搭配传输层协议与网络搭配58传输层提供哪些服务呢？传输层提供哪些服务呢？寻址：建立连接：流量控制：崩溃恢复：多路复用：59高层简介高层简介60会话层会话层 l会话层是利用传输层提供的端到端的服务向表示层或会话层用户提供会话服务。l主要功能有：提供远程会话地址、会话建立后的管理和提供把报文分组重新组成报文的功能。l提供的服务：会话连接的建立与拆除、与会话管理有关的服务、隔离、出错和恢复控制。lRPC，SQL，NFS，NetBios names，AppleTalk ASP，DECnet S
25、CP61例子例子l从ATM提款机提款时，需要插卡、输入密码、输入提款金额、提取现金。每一步都需要上一步确认。62表示层表示层l表示层处理的是OSI系统之间用户信息的表示问题，它主要涉及到被传输的信息的内容和表示形式等。l主要功能有：语法转换、传送语法的选择等l提供的服务有：数据转换和格式转换、语法的选择、数据加密与解密和文本压缩。l表示层的主要作用是定义了数据格式，TIFF，GIF，JPEG，PICT，ASCII，EBCDIC，encryption，MPEG，MIDI，HTML63例子例子lFTP允许你选择binary和ASCII两种传输方式。如果是binary方式，发送端就不会改变文件的内容
26、。如果是ASCII方式，发送端就会先把内容从发送端的字符集转换成标准的ASCII码再发送。接受端再从ASCII码转换为本地的字符集。64应用层应用层l应用层是OSI/RM的最高层，它是计算机网络与最终用户间的接口，它包含了系统管理员管理网络服务所涉及的所有的问题和基本功能。l常用的网络服务包括文件服务、电子邮件（E-mail）服务、打印服务、集成通信服务、目录服务、网络管理服务、安全服务、多协议路由与路由互连服务、分布式数据库服务以及虚拟终端服务等。FTP，WWW浏览器，Telnet，NFS，SMTP gateways，SNMP，X.400，FTAM65例子例子l例如一个没有通讯功能的字处理程
27、序当然不会去编写通讯代码，程序员也不必关心OSI第七层。然而，如果增加一个传输文件的选项，程序员就不得不实现OSI第七层（或者其他协议中等价的层）文件传输服务。66ISO/OSI归纳归纳l应用层 与用户进程的接口，即相当于做什么？l表示层 数据格式的转换，即相当于对方看起来像什么？l会话层 会话的管理与数据传输的同步，即相当于该谁讲话和从何处讲？l传输层 从端到端经网络透明地传输报文，即相当于对方在何处？l网络层 分组传送、路由选择和流量控制，即相当于走哪条路？l数据链路层 在数据链路上无差错地传送帧，即相当于每一步该怎样走？l物理层 将比特流送到物理媒体上传送，相当于对上一层的每一步怎样利用
28、物理媒体？672.6 网络协议网络协议68TCP/IP的体系结构的体系结构应 用 层传 输 层网 间 网 层网络接口层Http、ftp、pop3、smtpTelnet、IE、Outlook等TCP、UDPIP、ARP、RARP、ICMP等应 用 层传 输 层网 络 层物理层和数链层OSITCP/IPTCP/IP的各层主要子协议网络接口层：是TCP/IP提供与各种物理网络的接口（具体协议由各物理网络提供）TCP/IP各层对数据的处理请点击692.6.1网间网层的网间网层的-IP协议协议lIP协议（Internet protocoL):是核心协议，具有对IP地址的管理功能；子网划分；为数据包路由选
29、择等功能。70lIP地址有固定的格式：32位二进制数，分成4段（每段8位），中间用“.”分隔，常用4个十进制数表示。如：10101100.00010000.00000000.00001010172.16.0.10IP地址地址71l接入INTERNET的每台主机必需有一个IP地址。主机获取IP地址方式：1)静态分配：手工设置2)动态分配：要借助DHCP服务72lIP地址的分类：第一字节范围用 殊A类1126可供用户分配B类128191可供用户分配C类192223可供用户分配D类224239有特殊之用，不可供用户自由分配E类240254保留，也不可供用户自由分配另外：127.0.0.1默认为任何主
30、机的IP地址，不可供用户分配。73lIP地址由“网络号”+“主机号”组成一个人的身份证号码：3 4 0 1 25801012233地区代码个人标识代码一个主机的IP地址：192.168.0. 10网络号主机号74lIP地址由“网络号”+“主机号”组成网络号：用于表示该机所在的网络标识主机号：用于表示该机在该网络中区别其他主机的标识应用原则：应用原则：网络号相同的主机，处于同一网段中；同一网段中，不允许有主机号相同的主机75lIP地址由“网络号”+“主机号”组成一般情况下A、B、C三类IP地址中的网络号和主机号的划分网络号主机号例A类第1字节第2、3、4字节120.98.108.1B类第1、2字
31、节第3、4字节172.16.0.11C类第1、2、3字节第4字节192.168.0.576因特网规模的急剧增长，对因特网规模的急剧增长，对IP地址的需求激增，带来地址的需求激增，带来的问题是：的问题是：IP地址资源的严重匮乏地址资源的严重匮乏路由表规模的急速增长路由表规模的急速增长解决办法：解决办法：从主机号部分拿出几位作为子网号从主机号部分拿出几位作为子网号这种在原来这种在原来IP地址结构的基础上增加一级结构的方法地址结构的基础上增加一级结构的方法称为称为子网划分子网划分。前提：网络规模较小，前提：网络规模较小，IP地址空间没地址空间没有全部利用。有全部利用。例例如如：五五个个LAN，主主机
32、机数数为为30，25，20，15,10均均少少于于C类类地地址址允允许许的的主主机机数数。为为这这五五个个LAN申申请请5个个C类类IP地址显然有点浪费。地址显然有点浪费。77子网划分举例子网划分举例例例如如：C类类网网络络192.168.1.0，主主机机号号部部分分的的前前三三位位用用于于标标识识子网号，即：子网号，即： 11000000 10101000 00000001 xxxyyyyy网络号网络号+子网号子网号新的主机号部分新的主机号部分子子网网号号为为全全“0”全全“1”不不能能使使用用，于于是是划划分分出出23-2=6个个子子网网，子网地址分别为：子网地址分别为： 11000000
33、 10101000 00000001 00100000 - 192.168.1.32 11000000 10101000 00000001 01000000 - 192.168.1.64 11000000 10101000 00000001 01100000 - 192.168.1.96 11000000 10101000 00000001 10000000 - 192.168.1.128 11000000 10101000 00000001 10100000 - 192.168.1.160 11000000 10101000 00000001 11000000 - 192.168.1.192
34、78子网掩码（子网掩码（Subnet MaskSubnet Mask）子网划分后，如何识别不同的子网？子网划分后，如何识别不同的子网？解决：采用解决：采用子网掩码子网掩码来分离网络号和主机号。来分离网络号和主机号。子子网网掩掩码码格格式式：32比比特特，网网络络号号(包包括括子子网网号号)部部分分全全为为“1”，主机号部分全为，主机号部分全为“0”。“网络号网络号+子网号子网号”部分部分“主机号主机号”部分部分11 11 00 . 0079 子网掩码既不能作为子网掩码既不能作为IPIP地址使用，也不同单独存在，地址使用，也不同单独存在，必须结合必须结合IPIP地址一起使用。地址一起使用。子网掩
35、码使用规则子网掩码使用规则80子网掩码计算子网掩码计算 前面的例子中：网络号前面的例子中：网络号24位，子网号位，子网号3位，总共位，总共27位。所以子网掩码为：位。所以子网掩码为： 11111111 11111111 11111111 11100000 即即 255 . 255 . 255 . 224 缺省子网掩码：缺省子网掩码：A类：类：255.0.0.0 B类：类：255.255.0.0 C类：类：255.255.255.081子网地址计算子网地址计算子网掩码子网掩码 IP地址，结果就是该地址，结果就是该 IP地址的网络号。地址的网络号。例如：例如：IP地址地址192.168.1.203
36、，子网掩码，子网掩码255.255.255.224 11000000 10101000 00000001 110 01011 11111111 11111111 11111111 111 00000 11000000 01110101 00000001 110 00000子网地址为：子网地址为：192.168.1.192 主机号为：主机号为：11 主机之间要能够通信，它们必须在同一子网内，主机之间要能够通信，它们必须在同一子网内，否则需要使用路由器（或网关）实现互联。否则需要使用路由器（或网关）实现互联。82子网规划举例子网规划举例网络分配了一个网络分配了一个C类地址：类地址：192.198.
37、3.0。假设需要。假设需要12个子个子网，每个子网有网，每个子网有13台主机。台主机。试确定各子网地址和子网掩码。试确定各子网地址和子网掩码。1）对）对C类地址，要从最后类地址，要从最后8位中分出几位作为子网地址：位中分出几位作为子网地址： 231224，选择选择4位作为子网地址，共可提供位作为子网地址，共可提供 14个子网地址。个子网地址。2）检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求）检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求 子网地址为子网地址为4位，故还剩位，故还剩4位可以用作主机地址。而位可以用作主机地址。而 2413+2，所以可以满足每子网，所以可以满足每子网13台主机的要
38、求。台主机的要求。3）子网掩码为）子网掩码为255.255.255.240。 （11110000B = 240 ）4）子网地址可在子网地址可在16、32、224共共14个地址中任意选择个地址中任意选择12个。个。83IP协议的路由控制协议的路由控制l进行IP处理的IP模块被安装在主机和路由器上;到达接收主机的各IP模块从送达的数据通信报的IP报头部分寻找IP地址然后将数据报发送到IP地址指定的中间路由器或目的主机.l路由器接收到数据报后必须判断将数据报送到哪里,这个判断是通过参考路由选择表来做出的. 84其他子协议ICMP（Internet Control Message Protocol）提
39、供控制和提供控制和传递消息的功能；传递消息的功能；(IP协议不保证可靠性。因此，导致由于网络故障，数据包不能到达，中途路由器或目标主机缓冲器发生溢出而造成数据包被抛弃等事故的发生。这时，有必要将数据包未到达的情况由信宿通知信源。ICMP把这样的信息由发现错误的主机或路由器发回信源。另外进行发送前，可以确认目标（接收地址）是否存在或查看路由器的状态。)ARP（Address Resolution Protocol）为已知的为已知的IP地址确地址确定相应的定相应的MAC地址；地址；RARP（Reverse Address Resolution Protocol）根据根据MAC地址确定相应的地址确定
40、相应的IP地址。地址。852.6.2 传输层协议传输层协议lTCP协议lUDP协议86TCP协议特点协议特点TCPTCP（即传输控制协议）：即传输控制协议）：是一种面向连接的传输层协议，它能提供高可靠性通信(即数据无误、数据无丢失、数据无失序、数据无重复到达的通信。)适用情况：1、适合于对传输质量要求较高，以及传输大量数据的通信。2、点到点的通信中采用TCP。87UDP协议的特点协议的特点lUDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议，是不可靠的无连接的协议。在数据发送前，因为不需要进行连接，所以可以进行高效率的数据传输。与TCP协议相比，肯有传输速度高的优点。l适用情
41、况：1、发送小尺寸数据（如：对DNS服务器进行IP地址查询时，若进行连接之后再进行数据传输就会降低效率，这时就使用UDP。）2、在接收到数据，给出应答较困难的网络中使用UDP。（如：无线网络）3、适合于广播式通信中。882.6.3 TCP/IP应用层协议应用层协议l应用层是网络用户与TCP/IP网络的接口，包括各类用户应用程序和应用协议l常见应用协议：TELNET（远程登陆协议）、FTP（文件传输协议）、SMTP（电子邮件协议）、 NNTP （电子新闻传输协议）、HTTP（超文本传输协议）等。89TELNET协议协议一、TELNET协议的作用 它是把本地计算机作为远程终端与网络上其他计算机相连
42、接的协议 例如：在进行程序开发时，需要参考保存在其他计算机中的文件，如果计算机就在很近的地方，那么使用者只需稍微移动就可以轻松地使用。但是目的计算机不一定都在很近的地方。这时，假如这个目的计算机和身边的计算机都连接在INTERNET上，那么通过使用TELNET，就可登陆到目的计算机，通过身边的计算机就可以使用它了。90二、TELNET协议的工作原理 1、使用TELNET进行连接是通过客户机/服务器实现的。 2、TELNET因为要在本地和远程计算机之间实现高可靠性的通信，所以它是在TCP上实现的。 3、TELNET协议处理数据是通过23号端口91POP、SMTP协议协议1、电子邮件系统：由和用户
43、进行交换的接口MUA（报文用户媒介）、进行邮件（信息）发送的MTA（报文传递媒介）以及信息形式构成。如下图邮件服务器1.邮件的发送接收2.邮件制作。MUA（邮件）软件MTA（邮件服务器）邮箱SMTPPOP3INTERNET客户机（1）在MUA中根据信息形式生成的电子邮件通过MTA发送给对方，MUA在用户和MTA之间发挥桥梁作用。（2）MTA在电子邮件系统中进行邮件的发送的工作。92POP、SMTP协议协议2、POP的功能POP的基本功能是鉴别用户的登录名和口令，把用户的邮件从服务器传送到客户机的邮件软件（邮件解释程序）。现在使用的版本为POP3。POP协议工作在110号端口。3、SMTP协议邮
44、件发送协议，工作在25号端口。93FTP协议协议FTP是用于两台计算机之间进行文件传输的协议FTP是通过客户机/服务器进行通信，提供文件传输服务的一方是服务器，连接服务器提出文件传输请求的一方就是客户机。94TCP/IP网络工具网络工具vping命令vTraceroute命令vNetstat命令vipconfig（ifconfig）命令95ping命令命令lPING命令是为了检查网络的连接状况而使用的网络工具之一，用它来检测数据包到达目的主机的可能性。l通过使用PING命令也可以检测数据包到达目的计算机的往返时间。lPING命令使用的是ICMP协议的回送请求、回送应答。客户机传送一个回送请求给
45、服务器，服务器返回一个ICMP回应应答。PING命令使用方法：在命令使用方法：在DOS提示符状态下直接输入提示符状态下直接输入 PING 对方对方IP地址（或者对方主机名），可以测试连接是地址（或者对方主机名），可以测试连接是否正常。具体参数可以使用否正常。具体参数可以使用PING /？查查 阅。阅。96Traceroute命令命令1、功能： TRACERoute工具可找出至目的IP地址经过的路由器。2、工作原理： TRACERoute工具利用的是IP报头的TTL域和ICMP报文。 TRACERoute首先对目的计算机发送IP数据报的IP报头的TTL值设为1 。接收这个数据报的第一个路由器将T
46、TL值减1。设置TTL的目的是为了防止在路由选择的途中数据报进入无限循环。因此，路由器一接收到IP数据报就将TTL值减1，在TTL值变为0时，IP数据报就被抛弃。 另外，路由器抛弃IP数据报的同时，将ICMP的超时报文返回IP数据报的信源机。这时，返回的IP数据报把这个路由器的地址作为信源地址记录下来。 然后， TRACERoute发送TTL设为2的IP数据报。由于第2个路由器要返回超时报告，所以就可以知道第2个路由器的IP地址。这个操作要一直循环到IP数据报到达目的计算机为止。为了了解是否到达了目的地， Traceroute使用一个无效的端口号。因此，数据报到达计算机时，目的计算机返回一个I
47、CMP端口不可到达报文。 Traceroute 接收到这个报文就可以知道IP数据报到达了目的计算机3、 TRACERoute命令使用： TRACERoute 主机名97Traceroute命令命令ABR1R2.TTL=1TTL=0IP数据报的丢弃ICMP超时报头TTL=2TTL=1TTL=0IP数据报的丢弃ICMP超时报头TTL=3TTL=1TTL=2未使用的UCP端口ICMP端口不可到达报文98Netstat命令命令lNetstat是显示网络连接和有关协议的统计信息的工具。lNetstat主要用于：网络接口的状况；程序表的状况；协议类的统计信息的显示三个方面。l在WINDOWS环境下，在DO
48、S提示符下执行：1、 Netstat a：显示本机端口的连接状态。（如图1)2、 Netstat s：显示协议类的统计信息（如图2)3、 Netstat r：显示程序信息（如图3)99Netstat命令命令图1100Netstat命令命令图2101Netstat命令命令图3102ipconfig（ifconfig）命令）命令l显示DNS服务器地址、IP地址、子网掩码地址、默认网关的IP地址。（如下图所示）103DNS服务服务l使用域名便于记录，比较形象、直观l从HOSTS文件到DNS域名系统l域名系统及其组成lDNS域名空间l资源记录lDNS服务器lDNS客户端104DNS服务基础服务基础l名称解析l解析过程l解析方式l递归查询l迭代查询l反向查询l常见的DNS域名服务器软件l如何规划企业DNS域名系统105DNS服务器的配置和管理服务器的配置和管理lDNS服务器的安装l根据安装向导完成安装lDNS服务器的配置和管理l服务器级的管理l区域的建立和管理l域、子域的建立和管理l资源记录的建立和管理l建立和管理反向搜索区域106
