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1、第八课第八课 TCP/IPTCP/IP协议协议TCP/IP协议体系概述v TCP/IP协议源于1969年，是针对Internet开发的一种体系结构和协议标准，其目的在于解决异种计算机网络的通信问题。使得网络在互联时能为用户提供一种通用、一致的通信服务。是国际互联网Internet采用的协议标准。 v TCP/IP是一组通信协议的代名词，是由一系列协议组成的协议簇。它本身指两个协议集：v TCP传输控制协议v IP互联网络协议。 TCP/IP网络互联 InternetTCP/IPTCP/IP的分层及基本工作原理v 网络协议通常分不同层次进行开发，每一层分别负责不同的通信功能v TCP/IP协议族
2、是一组不同层次上的多个协议的组合。TCP/IP通常被认为是一个四层协议系统 。应用层应用层传输层传输层网络层网络层网络接口层网络接口层Telnet、Ftp、Smtp等等TCP和和UDPIP、ICMP和和IGMP接口卡及设备驱动接口卡及设备驱动TCP/IP的分层 TCP/IP的分层 Internet 层层IPICMPIGMPARP网络接口层网络接口层EthernetATM 传输层传输层UDPTCP 应用层应用层FTPHTTP 应用层应用层 表示层表示层 传输层传输层网络层网络层 链路层链路层物理层物理层会话层会话层TCP/IP 分层模型 TCP/IP体系结构与协议栈之间关系应用层表示层会话层传输
3、层网络层数据链路层物理层SMTPFTPTELNETDNSSNMPNFSTFTPRPCTCPUDPIPICMP IGMPRARPARP由底层网络定义的协议应用程序TCP/IP与OSI的比较 TCP/IP协议集的主要协议协议协议提供服提供服务务相相应应OSI层层IP数据数据报报服服务务3ICMP差差错错和控制和控制3ARP互互联联网地址网地址物理地址物理地址3RARP物理地址物理地址互互联联网地址网地址3TCP可靠流服可靠流服务务4FTP文件文件传传送送57TELNET终终端仿真端仿真57DNS域名域名互互联联网地址网地址57 基于TCP/IP的文件传输（FTP）应用数据链路层协议 vSLIP ：
4、全称是Serial Line IP。它是一种在串行线路上对IP数据报进行封装的简单形式 vPPP：点对点协议修改了SLIP协议中的所有缺陷。与SLIP类似，PPP经常用于低速的串行链路 网络层协议：IP协议v网际协议（IP）v 主要负责在主机之间寻址和选择数据包的路由。IP协议不含错误恢复的编码,属于不可靠的协议。IP数据报格式TCP/IP的核心协议的核心协议24 位位24 位位00.00.0c.12. 34.56厂家代码厂家代码序列号序列号ROMRAM引言引言1: MAC 地址固化在网卡的地址固化在网卡的 ROM 中中IP地址和地址和MAC地址的映射地址的映射: ARPRARP32位位IP地
5、址地址 48位以太网地址位以太网地址 查看本机查看本机IP和和MAC地址地址 :1.网络层协议网络层协议vv1 1、地址解析协议、地址解析协议、地址解析协议、地址解析协议ARP:ARP:v ARP把基于TCP/IP软件使用的IP 地址解析成局域网硬件使用的媒体访问控制(MAC)地址。HEY - Everyone please listen! Will 128.213.1.5 please send me his/her Ethernet address，my is 128.213.1.4, and my Ethernet address is 87:A2:15:35:02:CCnot meHi
6、 Red! Im 128.213.1.5, and my Ethernet address is 87:A2:15:35:02:C3地址解析协议地址解析协议ARP:Map IP Ethernet172.16.3.1IP: 172.16.3.2 Ethernet: 08.00.00.20.11.11 172.16.3.2IP: 172.16.3.2 = ?我我收到了这个广播信息，收到了这个广播信息，我的我的MAC地址是地址是08.00.00.20.11.11 我想知道我想知道IP地址地址为为 176.16.3.2的的MAC地址是什么地址是什么？2、反向地址解析协议反向地址解析协议RARP : :
7、 主要应用于无盘节点主要应用于无盘节点主要应用于无盘节点主要应用于无盘节点, , , ,把无盘节把无盘节把无盘节把无盘节点的点的点的点的IPIPIPIP地址解析成地址解析成地址解析成地址解析成MACMACMACMAC地址地址地址地址. . . .Ethernet: 08.00.00.20.11.11IP: 172.16.3.25Ethernet: 08.00.00.20.11.11 IP = ?我的我的 IP地址是地址是什么什么?我我收到了你收到了你的广播，你的广播，你的的IP地址是地址是 172.16.3.25. Map Ethernet IP3、互连网控制报文协议、互连网控制报文协议ICM
8、P:v ICMP传递差错报文以及其他需要注意的信息。ICMP报文通常被网络层或更高层协议（TCP或UDP）使用。一些ICMP报文把差错报文返回给用户进程。v ICMPICMP用来传送一些关于网络和主机用来传送一些关于网络和主机用来传送一些关于网络和主机用来传送一些关于网络和主机的控制信息。的控制信息。的控制信息。的控制信息。如目标主机是不可到达的、路由的重定向等。常用的ping命令就是使用了ICMP协议。v ICMP不为数据提供错误控制服务，只是报告数据出错报告数据出错报告数据出错报告数据出错并不再传送错误的数据，并在IP数据报的生存期过后将期抛弃。2.传输层协议传输层协议v 传输层的服务允许
9、用户按照传输层的数据格式分段及封装应用层送来的数据。这一层数据流提供了端到端的传输服务，它在发送主机与接收主机之间构建了一个逻辑连接 。它允许在Internet上两台主机之间信息的无差错传输无差错传输无差错传输无差错传输。TCP还进行流量控制，以避免发送过快而发生拥塞。 v 传输层包括两个协议传输层包括两个协议传输层包括两个协议传输层包括两个协议:第一个是第一个是TCPTCP协议协议，即传输控制协议，是一个可靠的、面向连接的协议。第二个是第二个是UDPUDP协议协议，它采用无连接的方式，不管发送的数据包是否到达目的主机，数据包是否出错。收到数据包的主机也不会告诉发送方是否正确收到了数据，它的可
10、靠性是由上层协议来保障的。 vv1、传输控制协议、传输控制协议 TCP：v 传输控制协议TCP将数据分成数据报，用能够到达目的地的路径信息连行包装,接收端则将这些数据进行重组。它提供可靠的、面向连接的数据报传递服务。 v TCP协议位于IP协议的上层，为数据提供错误校验错误校验，流量控制流量控制及及序列信息序列信息用以补充IP协议的不足。 传输到网络层 v TCP是面向连接的协议。是面向连接的协议。所谓连接，就是两个对等实体为进行数据通信而进行的一种结合。面向连接服务是在数据交换之前，必须先建立连接。当数据交换结束后，则应终止这个连接。面向连接服务具有：面向连接服务具有：连接建立连接建立、数据
11、传输数据传输和连接释放连接释放这三个阶段。在传送数据时是按序传送的。传输控制协议传输控制协议TCP：TCPTCP协议数据格式：协议数据格式：协议数据格式：协议数据格式： 源端口源端口Source Port（16 bit）宿端口宿端口Destination Port（16 bit）序列号序列号Sequence Number（32 bit） 确确认认号号Acknowledgment Number（32 bit）数据偏移数据偏移（DataOffset（4bit）保留（保留（为为）Reserved（6 bit）URGACKPSHRSTSYNFIN窗口窗口Windowing（16 bit）校校验验和和C
12、hecksum（16 bit） 紧紧急指急指针针Urgent Pointer（16 bit）可可选项选项Option（32 bit）数据数据Data（32 bit） TCP报头各部分意义：报头各部分意义：源端口源端口源端口源端口, ,目的端口目的端口目的端口目的端口: 表示发送方和接收方的端口号.序列号序列号序列号序列号, ,确认号确认号确认号确认号: : 序列号表示数据部分第一个字节的序列号(即表示此数据在数据段中的位置),确认号表示数据已被接收,所期待下一个TCP数据段的序号.数据偏移数据偏移数据偏移数据偏移: : TCP报头的长度.保留保留保留保留: : 不用,置0.URG:URG:置1
13、表示包含紧急数据(此时紧急数据指针有效). ACK:ACK:确认.PSH:接收方尽快将数据交应用层 RSTRST：复位 SYNSYN：同步 FINFIN：结束窗口窗口窗口窗口：缓冲区的大小，（即接收端可以接收最大字节数）校验和：校验和：校验和：校验和：校验数据发送有没有遭到破坏紧急指针：紧急指针：紧急指针：紧急指针：表明紧急数据位置TCP协议工作机制协议工作机制 （三次握手）：（三次握手）：（三次握手）：（三次握手）：发发送送SYN信息信息(序号序号=x)接收接收SYN信息信息(序号序号=x)发发送送ACK 信息信息(确确认认号号=y+1)主机主机A主机主机B接收接收SYN信息信息(序号序号=
14、y, 确认号确认号=x+1)发送发送SYN信息信息(序号序号=y, 确认号确认号=x+1)接收接收ACK 信息信息(确认号确认号=y+1)v 用用户户数数据据报报协协议议UDPUDP是是无无连连接接的的服服务务。在无连接服务的情况下，两个实体之间的通信不不不不需需需需先先先先建建建建立立立立好好好好一一一一个个个个连连连连接接接接，因此其下层的有关资源不需要事先进行预定保留。这些资源将在数据传输时动态地进行分配。无连接服务的另一特征就是它不不不不需需需需要要要要通通通通信信信信的的的的两两两两个个个个实实实实体体体体同同同同时时时时是是是是活活活活跃跃跃跃的的的的（即即即即处处处处于于于于激激
15、激激活活活活态态态态）。当发送端的实体正在进行发送时，它才必须是活跃的。无连接服务的优点是灵活方便和比较迅速。但无连接服务不能防止报文的丢失、重复或失序。无连接服务特别适合于传送少量零星的报文。2 2、用户数据报协议、用户数据报协议、用户数据报协议、用户数据报协议UDPUDP： 传输层就是通过协协协协议议议议端端端端口口口口（protocol protocol portport，简简简简称称称称端端端端口口口口）与应用层的应用程序进行信息交互的，应用层各种用户进程通过相应的端口与传输层实体进行信息交互。端口实际上是一个16Bit长的地址，范围可以从0至65535。将0至1023端口号称为熟知端
16、口（Well-Known Port），其余1024至65535端口号称为一般端口或（动态）连接端口（Registered/Dynamic），在数据传输过程中，应用层中的各种不同的服务器进程不断地检测分配给它们的端口，以便发现是否有某个应用进程要与它通信。端口端口 端口端口 TCP 端口号端口号FTP传输层传输层TELNETDNSSNMPTFTPSMTPUDP应用层应用层2123255369161 在windows中使用的套接字称为winsock，套接字的作用就是建立连接。Socket=IP+TCP/UDP+端口，其中IP地址标识主机,TCP 或UDP协议用于指明传输套型,端口号标明使用的服务。
17、端口端口 各端口的意义 协议端口号关键字描述UDP42NAMESERVER主机名字服务器UDP53DOMAIN域名服务器UDP67BOOTP Client客户端启动协议服务UDP68BOOTP Server服务器端启动协议服务UDP69TFTP简单文件传输协议UDP111RPC微系统公司RPCTCP20FTP Data文件传输服务器（数据连接）TCP21FTP Control文件传输服务器（控制连接）TCP23Telnet远程终端服务器TCP25SMTP简单邮件传输协议TCP80HTTP超文本传输协议端口端口 通过SMTP进行通信的主机 端口端口 TCP数据封装示意图 UDP数据封装示意图 传输层的功能及特点传输层的功能及特点v分割上层应用程序v建立连接v使用流量控制来发送数据v使用窗口技术来保证可靠性v确认技术v传输到网络层建立连接 归纳总结归纳总结vISO/OSI参考模型参考模型 物理层：二进制传输数据链路层：介质访问网络层：确定地址和最佳路径传输层：端到端连接会话层：互连主机通信表示层：数据表示应用层：为应用程序提供网络服务vTCP/IP分层及各层主要协议分层及各层主要协议数据链路层：SLIP、PPP网络层：IP、ARP、RARP、ICMP传输层：TCP、UDP应用层：FTP、TELNET、SMTP、HTTP、TFTP
