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1、 第第8 8章章 TCP/IPTCP/IP管理管理 8.1 TCP/IP8.1 TCP/IP协协议基础议基础 8.2 Windows 8.2 Windows 20002000中的中的TCP/IPTCP/IP程序程序 8.3 TCP/IP8.3 TCP/IP协议协议的的3 3个基本参数个基本参数 8.4 8.4 划分子网划分子网 8.5 TCP/IP8.5 TCP/IP协协议的议的3 3种管理方法种管理方法 8.6 DHCP8.6 DHCP服务系统的管理服务系统的管理8.1 TCP/IP8.1 TCP/IP协议协议基础基础 TCP/IPTCP/IP（TransmissionTransmissio
2、nControlControlProtocol/InternetProtocol/InternetProtocolProtocol）的的中中文文名名称称为为“ “传传输输控控制制协协议议/ /网网间间协协议议” ”。它它是是一一个个3232位位的的、可可路路由由的的工工业业标标准准的的协协议议集集，也也是是目目前前使使用用最最为为广广泛泛的的通信协议。通信协议。实实际际上上是是一一组组协协议议，包包括括多多个个具具有有不不同同功功能能且且互互为为关关联联的的协协议议。TCP/IPTCP/IP是是多多个个独独立立定定义义的的协协议议集集合，因此也被称为合，因此也被称为TCP/IPTCP/IP协议
3、族。协议族。TCP/IPTCP/IP协议模型从更实用的角度出发，形成了高效的协议模型从更实用的角度出发，形成了高效的四层体系结构，即网络接口层、四层体系结构，即网络接口层、IPIP层、传输层和应用层、传输层和应用层。下图表示了层。下图表示了TCP/IPTCP/IP的分层结构和与的分层结构和与OSIOSI参考模型参考模型的对应关系。的对应关系。1.1.网络接口层网络接口层TCP/IPTCP/IP模模型型中中的的网网络络接接口口层层与与OSI/RMOSI/RM的的物物理理层层、数数据据链链路路层层以以及及网网络络层层的的一一部部分分相相对对应应。该该层层中中所所使使用用的的协协议议大大多多是是各各
4、通通信信子子网网固固有有的的协协议议，例例如如以以太太网网802.3802.3协协议议、令令牌牌环环网网802.5802.5协协议议或或分分组组交交换换网网X.25X.25协协议等。议等。网网络络接接口口层层的的作作用用是是传传输输经经IPIP层层处处理理过过的的信信息息，并并提提供供一一个个主主机机与与实实际际网网络络的的接接口口，而而具具体体的的接接口口关关系系则则可以由实际网络的类型所决定。可以由实际网络的类型所决定。2.2.网际层网际层IPIP层层，InternetInternetProtocolProtocol层层，也也被被称称为为网网际际层层、网网络络互互连连层层。是是TCP/IP
5、TCP/IP模模型型的的关关键键部部分分。它它的的功功能能是是使使主主机机可可以以把把IPIP数数据据报报（datagramdatagram）发发往往任任何何网网络络，并并使使数据报独立地传向目标（中途可能经由不同的网络）。数据报独立地传向目标（中途可能经由不同的网络）。这些分组到达的顺序和发送的顺序可能不同，因此当这些分组到达的顺序和发送的顺序可能不同，因此当需要按顺序发送和接收时，高层必须对分组排序。分需要按顺序发送和接收时，高层必须对分组排序。分组路由和拥塞控制是组路由和拥塞控制是IPIP层的主要设计问题，其功能与层的主要设计问题，其功能与OSIOSI网络层功能很近似。网络层功能很近似。
6、IPIP层所使用层所使用IPIP协议。它把传输层送来的消息组装协议。它把传输层送来的消息组装成成IPIP数据报，并把数据报，并把IPIP数据报传递给网络接口层。数据报传递给网络接口层。IPIP协协议制定了统一的议制定了统一的IPIP数据报格式，以消除各通信子网的数据报格式，以消除各通信子网的差异，从而为信息发送方和接收方提供透明的传输通差异，从而为信息发送方和接收方提供透明的传输通道。道。 IPIP层的主要任务是：为层的主要任务是：为IPIP数据报分配一个全网唯一的数据报分配一个全网唯一的传送地址（称为传送地址（称为IPIP地址），实现地址），实现IPIP地址的识别与管理；地址的识别与管理；I
7、PIP数据报的路由机制；发送或接收时使数据报的路由机制；发送或接收时使IPIP数据报的长数据报的长度与通信子网所允许的数据报长度相匹配等。例如，度与通信子网所允许的数据报长度相匹配等。例如，以太网所传输的帧长为以太网所传输的帧长为15001500字节，而字节，而ARPANETARPANET所传所传输的数据包长度为输的数据包长度为10081008字节，当以太网上的数据帧转字节，当以太网上的数据帧转发给发给ARPANETARPANET时，就要进行数据帧的分解处理。时，就要进行数据帧的分解处理。3.传输层传输层为应用程序提供端到端通信功能，这与OSI/RM中的传输层相似。该层协议处理IP层没有处理的
8、通信问题，保证通信连接的可靠性，能够自动适应网络的各种变化。传输层主要有两个协议：传输控制协议TCP（TransmissionControlProtocol）用户数据报协议UDP（UserDatagramProtocol）TCPTCP协议提供面向连接的服务，以建立高可靠协议提供面向连接的服务，以建立高可靠性的消息传输连接为目的。它负责把用户数性的消息传输连接为目的。它负责把用户数据（字节流）按一定的格式和长度组成多个据（字节流）按一定的格式和长度组成多个数据报进行发送，并在接收到数据报之后按数据报进行发送，并在接收到数据报之后按分解顺序重新组装和恢复用户数据。分解顺序重新组装和恢复用户数据。T
9、CPTCP不提不提供广播或多播服务。供广播或多播服务。UDPUDP是一个不可靠的、无连接的协议，主要用是一个不可靠的、无连接的协议，主要用于不需要于不需要TCPTCP的排序和流量控制能力、而是自的排序和流量控制能力、而是自己完成这些功能的应用程序。它被广泛地应己完成这些功能的应用程序。它被广泛地应用于端主机和网关以及用于端主机和网关以及InternetInternet网络管理中心网络管理中心等的消息通信，以达到控制管理网络运行的等的消息通信，以达到控制管理网络运行的目的，或者应用于快速递送比准确递送更重目的，或者应用于快速递送比准确递送更重要的应用程序，例如传输语音或视频图象。要的应用程序，例
10、如传输语音或视频图象。常见的应用是常见的应用是ICQICQ和和OICQOICQ，它们使用的都是，它们使用的都是UDPUDP包来传输。包来传输。4.4.应用层应用层位于传输层之上的应用层包含所有的高位于传输层之上的应用层包含所有的高层协议，为用户提供所需要的各种服务。主层协议，为用户提供所需要的各种服务。主要的服务有：远程登录（要的服务有：远程登录（TelnetTelnet）、文件传输）、文件传输（FTPFTP）、电子邮件（）、电子邮件（SMTPSMTP）、）、WebWeb服务服务（HTTPHTTP）、域名系统（）、域名系统（DNSDNS）等。）等。TCP/IPTCP/IP模型中的应用层与模型中
11、的应用层与OSI/RMOSI/RM中的中的应用层有较大的差别，它不仅包括了会话层应用层有较大的差别，它不仅包括了会话层及上面三层的所有功能，而且还包括了应用及上面三层的所有功能，而且还包括了应用进程本身在内。因此，进程本身在内。因此，TCP/IPTCP/IP模型的简洁性模型的简洁性和实用性就体现在它不仅把网络层以下的部和实用性就体现在它不仅把网络层以下的部分留给了实际网络，而且将高层部分和应用分留给了实际网络，而且将高层部分和应用进程结合在一起，形成了统一的应用层。进程结合在一起，形成了统一的应用层。 （1）应用层的协议（2）非标准化协议8.2 Windows 20008.2 Windows
12、2000中中的的TCP/IPTCP/IP程序程序1.Windows2000提供的实用程序2.使用TCP/IP协议的Windows2000网络的特点3.Windows2000Server提供的TCP/IP服务8.3 TCP/IP8.3 TCP/IP协议的协议的3 3个基本参数个基本参数8.3.18.3.1地址概述地址概述1.1.网络中地址的含义网络中地址的含义 在在网网络络中中，地地址址被被用用来来标标识识网网络络中中的的各各种种对对象象，标标识识符符有有3 3类类，即即名名字字（namename）、地地址址（addressaddress）和和路路由由（routeroute，即即路路径径），它它
13、们们分分别别告告诉诉人人们们，对对象象是是什什么么、去去何何处处和和怎样去寻找对象。怎样去寻找对象。 2.2.物理地址和逻辑地址物理地址和逻辑地址（1 1）物理地址物理地址 在任何一个物理网络中，各个站点的机在任何一个物理网络中，各个站点的机器必须都有一个可以识别的地址，才能使信器必须都有一个可以识别的地址，才能使信息在其中进行交换，这个地址称为物理地址息在其中进行交换，这个地址称为物理地址（physicaladdressphysicaladdress）. .（2 2）逻辑地址逻辑地址 一般将网络层的一般将网络层的IPIP地址、传输层的端口地址、传输层的端口号，以及应用层的用户名等叫做逻辑地址
14、，号，以及应用层的用户名等叫做逻辑地址，其中的其中的IPIP地址又是最为典型的逻辑地址。地址又是最为典型的逻辑地址。 3.3.地址解析地址解析（1 1）域名解析域名解析 域域名名解解析析的的任任务务是是将将用用户户习习惯惯使使用用的的域域名名（如如）解解析析为为其其对对应应的的IPIP地地址；或者是反过来将址；或者是反过来将IPIP地址解析为域名。地址解析为域名。（2 2）IPIP地址解析地址解析8.3.2 IP地址的使用1.1.IPIP地址中网络地址的使用规则地址中网络地址的使用规则网络地址必须惟一。网络地址必须惟一。 网网络络地地址址中中WW字字段段的的各各位位不不能能全全为为“ “1”1
15、”（即，十进制的（即，十进制的255255）。）。255255为广播地址。为广播地址。网网络络地地址址不不能能以以127127开开头头。因因为为127127保保留给诊断用的回送函数使用。留给诊断用的回送函数使用。网网络络地地址址中中WW字字段段的的各各位位不不能能全全为为“ “0”0”，0 0表表示示本本地地网网络络上上的的特特定定主主机机，不不能能传送。传送。网网络络地地址址的的各各位位不不能能全全为为“ “1”1”，全全为为1 1时时，仅仅在在本本网网络络上上进进行行广广播播，各各路路由由器器均均不不转发。转发。表表8-2 A、B、C网络地址和主机地址的取值范围网络地址和主机地址的取值范围
16、网络类别网络类别网络地址始网络地址始值值网络地址终网络地址终值值主机编号始主机编号始值值主机编号终主机编号终值值A001.X.Y.Z126.X.Y.ZW.0.0.1W.255.255.254B128.0.Y.Z191.255.Y.ZW.X.0.1W.X.255.254C192.0.0.Z223.255.255.ZW.X.Y.1W.X.Y.2542.2.IPIP地址中主机地址的使用规则地址中主机地址的使用规则IPIP地地址址中中主主机机编编号号的的各各位位不不能能全全为为0 0，全，全0 0表示本网表示本网IPIP地址。地址。IPIP地地址址中中主主机机编编号号的的各各位位不不能能全全为为“ “
17、1”1”，全，全1 1用作本网广播。用作本网广播。在在网网络络地地址址相相同同时时，即即在在同同一一网网络中，主机地址（编号）必须惟一。络中，主机地址（编号）必须惟一。127.0.0.1127.0.0.1代代表表本本地地主主机机的的IPIP地地址址，用用于于测测试试；因因此此，该该地地址址不不能能分分配配给给网网络络上上的任何计算机使用。的任何计算机使用。3.3.IPIP地址的分配和使用的基本原则小结地址的分配和使用的基本原则小结8.3.3 子网掩码和默认网关1.1.子网掩码（子网掩码（subnetmaskssubnetmasks）（1 1）什么是子网掩码什么是子网掩码 子子网网掩掩码码是是由
18、由前前面面连连续续的的“ “1”1”和和后后面面连连 续续 的的 “ “0”0”组组 成成 的的 3232位位 二二 进进 制制 地地 址址 ， 在在TCP/IPTCP/IP网网络络中中，每每一一台台主主机机和和路路由由器器都都要要求求使用子网掩码。使用子网掩码。（2 2）默认子网掩码及其类型默认子网掩码及其类型 默认的子网掩码用在没有划分子网的默认的子网掩码用在没有划分子网的TCP/IPTCP/IP网络。不同类型的网络使用的默认的网络。不同类型的网络使用的默认的 表表8-3 各类网络默认的子网掩码各类网络默认的子网掩码网络网络类别类别子网掩码子网掩码（以二进制位表示）（以二进制位表示）子网掩
19、码子网掩码（以十进制表示）（以十进制表示）A11111111.00000000.00000000.00000000255.0.0.0B11111111.11111111.00000000.00000000255.255.0.0C11111111.11111111.11111111.00000000255.255.255.02.2. 默默认认网网关关或或IPIP路路由由（defaultdefaultgatewaygateway或或 IProuterIProuter） 默默认认网网关关又又称称IPIP路路由由。简简单单地地说说，默默认认网网关关就就是是通通向向远远程程网网络络接接口口的的IPIP地
20、地址址。在在子子网网之之间间进进行行通通讯讯时时，主主机机可可以以通通过过默默认认网网关关将将数据发送给目的主机。数据发送给目的主机。3.3.TCP/IPTCP/IP主机的工作过程和示例主机的工作过程和示例 由由于于InternetInternet上上主主机机的的IPIP地地址址是是二二级级层层次的：次的：“ “网络号网络号. .主机号主机号” ”。 8.4 8.4 划分子网划分子网8.4.18.4.1划分子网的方法划分子网的方法1.1.子网的概念子网的概念 基基于于人人们们对对网网络络性性能能、安安全全和和管管理理方方面面的的考考虑虑，人人们们常常常常把把一一个个较较大大的的网网络络分分成成
21、多多个个较较小小的的物物理理网网络络，并并通通过过路路由由器器或或第第三三层层交交换换机机将将多多个个子子网网连连接接起起来来。每每个个小小的的网网络络使使用用不不同同的的网网络络编编号号，这这样样的的小小网网络络被被称称为为“ “子网子网” ”。2.2.划分子网的原因划分子网的原因 充充分分利利用用现现有有的的IPIP地址资源地址资源 提高网络性能提高网络性能 提提高高安安全全性性利利于于网网管管 3.3.划分子网的规则划分子网的规则（1 1）划分子网的思想划分子网的思想（2 2）IPIP地址的三级层次结构地址的三级层次结构 （3 3）划分三级划分三级IPIP地址时的注意事项地址时的注意事项
22、4.4.划分子网的计算公式划分子网的计算公式8.4.2 划分子网的应用实例1.方法和思路2.设计条件和要求3.方案设计表表8-5 不遵循不遵循RFC950标准的子网划分结果标准的子网划分结果子网子网编号编号子网地址子网地址子网广播地址子网广播地址子网主机的子网主机的IP地址地址初值初值子网主机的子网主机的IP地地址址终值终值1202.112.161.0202.112.161.63202.112.161.1202.112.161.622202.112.161.64202.112.161.127202.112.161.65202.112.161.1263202.112.161.128202.112
23、.161.191202.112.161.129202.112.161.1904202.112.161.192202.112.161.255202.112.161.193202.112.161.254表表8-6 遵循遵循RFC950标准的子网划分结果标准的子网划分结果子网子网编号编号子网地址子网地址子网广播地址子网广播地址子网主机的子网主机的IP地址地址初值初值子网主机的子网主机的IP地址地址终值终值1202.112.161.32202.112.161.63202.112.161.33202.112.161.622202.112.161.64202.112.161.95202.112.161.6
24、5202.112.161.943202.112.161.96202.112.161.127202.112.161.97202.112.161.1264202.112.161.128202.112.161.159202.112.161.129202.112.161.1585202.112.161.160202.112.161.191202.112.161.161202.112.161.1906202.112.161.192202.112.161.223202.112.161.193202.112.161.222图8-4公司网络和部门子网的结构示意图8.5 TCP/IP8.5 TCP/IP协议协议
25、的的3 3种管理方法种管理方法1.1.静态静态IPIP地址及地址及TCP/IPTCP/IP的静态管理的静态管理（1 1） 静态静态IPIP地址地址 静静态态IPIP地地址址是是指指为为一一个个主主机机配配置置的的IPIP地地址址是是固固定定不不变变的的，也也可可以以理理解解为为是是分分配配的的静静态（即固定）态（即固定）IPIP地址。地址。（2 2） TCP/IPTCP/IP的静态管理的静态管理 TCP/IPTCP/IP的的静静态态管管理理是是指指在在进进行行IPIP地地址址的的规规划划之之后后，由由网网络络管管理理员员对对网网络络中中的的每每一一个个主主机机，及及各各种种网网络络设设备备（路
26、路由由器器或或网网关关）进进行手工配置。行手工配置。（3 3） 适用场合适用场合 在在较较小小的的局局域域网网中中，经经常常使使用用静静态态管管理理方方式式，配配置置时时需需要要网网络络管管理理员员对对网网络络中中的的各各主主机机的的TCP/IPTCP/IP协协议议逐逐一一进进行行手手工工配配置置。在在局局域域网网内内部部，所所配配置置的的IPIP地地址址通通常常没没有有什什么么特特殊殊的的要要求求，而而在在InternetInternet上上使使用用的的静静态态IPIP地地址址需需要要到到指指定定的的机机构构去去申请。申请。（4 4） 手工安装和配置手工安装和配置TCP/IPTCP/IP协议
27、的总结协议的总结2.2.自动专用自动专用IPIP地址及地址及TCP/IPTCP/IP的动态管理的动态管理APIPAAPIPA的是的是AutomaticPrivateIPAutomaticPrivateIPAddressingAddressing的英文缩写，其中文名称是自动专的英文缩写，其中文名称是自动专用用IPIP寻址。它是寻址。它是Windows2000Windows2000中的一个增强中的一个增强功能。功能。 3.3.动态动态IPIP地址及地址及TCP/IPTCP/IP的动态管理的动态管理（1 1） 动态动态IPIP地址地址 动态动态IPIP地址是指由网络中的地址是指由网络中的DHCPDH
28、CP服务器服务器动态分配的动态分配的IPIP地址。地址。（2 2） TCP/IPTCP/IP的动态管理的动态管理 当当网网络络中中主主机机数数目目较较多多时时，为为了了方方便便管管理理，通通常常配配置置有有一一个个或或多多个个DHCPDHCP（动动态态主主机机配配置置协协议议）服服务务器器。它它们们负负责责为为网网络络用用户户提提供供动动态态的的IPIP地地址址，并并对对TCP/IPTCP/IP协协议议有有关关的的各各种种配置信息进行统一的管理。配置信息进行统一的管理。8.6 DHCP8.6 DHCP服务系统的管理服务系统的管理8.6.18.6.1使用使用DHCPDHCP的主要目的的主要目的使
29、用使用DHCPDHCP服务的主要原因如下：服务的主要原因如下：很很多多普普通通用用户户对对TCP/IPTCP/IP并并不不了了解解，因此，不知道如何正确配置这因此，不知道如何正确配置这3 3个参数。个参数。管管理理员员或或用用户户在在对对TCP/IPTCP/IP的的3 3个个参参数数进进行行配配置置时时，由由于于手手误误可可能能将将基基本本参参数数输输错，导致计算机不能正常通信。错，导致计算机不能正常通信。一一些些网网络络客客户户的的计计算算机机由由于于经经常常在在多多个个子子网网间间移移动动，将将给给网网络络管管理理员员造造成成很很多管理和配置方面的负担。多管理和配置方面的负担。所获得的所获
30、得的IPIP地址不足以支持当前网络的所有地址不足以支持当前网络的所有主机数目；但是，可以满足同时使用的主机主机数目；但是，可以满足同时使用的主机数目。数目。 8.6.2 DHCP服务1.1.DHCPDHCP服务的基本概念服务的基本概念（1 1）DHCPDHCP协议协议 DHCPDHCP是是“ “DynamicDynamic HostHost ConfigurationConfigurationProtocol”Protocol”的的英英文文简简写写，其其中中文文名名称称是是动动态态主主机机配配置置协协议议。它它是是一一种种简简化化主主机机“ “IPIP配配置置管管理理” ”的的TCP/IPTC
31、P/IP高高层层的的协协议议，DHCPDHCP标标准准为为动动态态管管理理IPIP地地址址、自自动动配配置置DHCPDHCP客客户户机机的的TCP/IPTCP/IP协议提供了有效的管理手段。协议提供了有效的管理手段。（2 2）DHCPDHCP的工作模式的工作模式 DHCPDHCP使使用用的的仍仍然然是是客客户户/ /服服务务器器的的工工作作模模型型。即即谁谁使使用用DHCPDHCP服服务务，谁谁就就是是DHCPDHCP客客户户机机，而而不不管管该该计计算算机机安安装装的的是是服服务务器器版版本本，还是工作站版本的软件。还是工作站版本的软件。8.6.3 DHCP服务系统的管理 在在网网络络中中，DHCPDHCP服服务务器器端端和和客客户户端端的的配置和管理如下：配置和管理如下：1.1.DHCPDHCP服务器的规划要求服务器的规划要求2.2.建立建立DHCPDHCP服务器服务器3.3.DHCPDHCP服务器的授权服务器的授权4.4.在在DHCPDHCP服务器中添加作用域服务器中添加作用域 5.5.激活激活DHCPDHCP服务器中的作用域服务器中的作用域6.6.DHCPDHCP服务器上服务器上IPIP地址的活动租用管理地址的活动租用管理图8-5DHCP服务器工作过程
