第3章 计算机网络体系结构-TCPIP.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,计算机网络应用技术,第,3,章 计算机网络体系结构,本章要点,掌握,OSI,参考模型的结构和各层功能。,了解网络体系结构分类、功能特点。,掌握,TCP/IP,体系结构的层次和功能。,掌握,IP,地址管理和子网划分的方法。,本章内容,3.1,基本概念,3.2 OSI,模型,3.3 TCP/IP,模型,3.4 IP,地址管理和子网划分,3.5 IEEE802,局域网参考标准,TCP/IP,模型,3,.,3,TCP/IP,简介,1,TCP/IP,的结构,2,TCP/IP,协议族,3,IP,地址管理和子网划分,4,1,、,TCP/IP,简介,TCP/IP,是目前最流行的商业化的协议，并被公认为当前的工业标准。,TCP/IP,模型,实际上是一组协议，,TCP/IP,协议族包括上百个协议。不同的协议分布在不同的协议层。,由,于,Internet,已经得到了全世界的承认，因此,Internet,所使用的,TCP/IP,协议集自然也就成为当今计算机网络领域中使用最广泛的互联网络体系结构。,2,、,TCP/IP,的结构,应用层,传输层,网络层,表示层,会话层,数据链路层,物理层,7,6,5,4,3,2,1,OSI,的体系结构,应用层,网络接口层,(Ethernet),网络互连层（,IP,）,(,各种应用层协议如,TELNET,FTP,SMTP,等,),传输层,(,TCP,或,UDP,),TCP/IP,的体系结构,TCP/IP,各层的功能,TCP/IP,模型分层,主 要 功 能,网络接口层,定义了,Internet,与各种物理网络之间的网络接口,网络互连层,负责相邻计算机之间（即点对点）通信，包括处理来自传输层的发送分组请求，检查并转发数据报，并处理与此相关的路径选择，流量控制及拥塞控制等问题。,传输层,提供可靠的端到端的数据传输，确保源主机传送分组到达并正确到达目标主机。,应用层,提供各种网络服务，如,SMTP,，,DNS,，,FTP,等,3,、,TCP/IP,协议族,SMTP,DNS,FTP,Telnet,其他协议,TCP,UDP,ICMP,IP,ARP RARP,TCP/IP,各层协议关系,Ethernet,Token Ring,其他协议,应用层,传输层,网络互联层,网路接口层,3,、,TCP/IP,协议族,网络互连层,网际协议（,IP,）,它是一种无连接协议，,IP,协议的任务是对数据包,进行相应的寻址和路由，使其通过网络。,IP,报头附,加在每个数据报上，并加入源地址、目的地址等。,IP,协议的另一项工作是分段和重编那些在传输层,被分割的数据。,3,、,TCP/IP,协议族,网络互连层,因特网控制报文协议（,ICMP,）,它为,IP,协议提供差错报告。因为,IP,是无连接的，且不进行差错控制，所以发生错误时不能检测错误。,ICMP,能报告一些错误类型。,地址解析协议（,ARP,）,将,IP,地址转换为,MAC,地址。,MAC,地址（,Media Access Control,介质访问地址）是指网络上每个设备所对应的一个唯一的物理地址。,MAC,地址由网卡生产商烧入网卡的芯片中，具有全球唯一性。例如著名的以太网卡，物理地址是,48,位的整数。,3,、,TCP/IP,协议族,传输层协议,传输控制协议（,TCP,）,一种面向连接的传输协议。,TCP,打开并维护网络上两个通信主机间的连接。使用端口号（相当于邮箱）建立虚拟连接。传输,IP,数据报时，一个包含流量控制、排序和差错校验的,TCP,报头被附加在数据报上。,用户数据报协议（,UDP,）,一种无连接传输协议，,UDP,仅负责传输数据报。虽然也使用端口号，但不需要对应一个虚拟连接。,3,、,TCP/IP,协议族,应用层协议,域名系统（,DNS,）,将,IP,地址转换成用户易于理解的名称。,文件传输协议（,FTP,）,最常用的文件共享协议。这个协议允许用户从远端登录至网络上其他计算机，并浏览、下载和上传文件。,简单邮件传输协议（,SMTP,）,负责交付邮件。,动态主机配置协议（,DHCP,）,负责网络中分配地址和配置计算机。,DHCP,被指定了一个,IP,地址范围，并将这些地址分发给网络设备。,本章内容,3.1,基本概念,3.2 OSI,模型,3.3 TCP/IP,模型,3.4 IP,地址管理和子网划分,3.5 IEEE802,局域网参考标准,4,、,IP,地址管理和子网划分,(1),、,IP,编址技术,IP,网络中每台主机都必须有一个,惟一,的,IP,地址；,IP,地址是一个,逻辑,地址,(,与,MAC,地址比较,),IP,地址,(,IPv,4),是由,网络号,和,主机号,组成。,32,位,二进制，常用,4,个,十进制表示，中间用,.,隔开：,如,00001010,00000010,00000000,00000001,记为,10,.,2.,0.1,IP,地址划分为五类：,A-E,类，常用的为,A,类、,B,类、,C,类,A,类,0.0.0.0,126.255.255.255,B,类,128.0.0.0,191.255.255.255,C,类,192.0.0.0,223.255.255.255,2,地址范围,A,类,0,7bits,24,bits,网络号,主机号,2,7,个网络,2,24,-2,个主机,14,bits,B,类,0,1,16,bits,网络号,主机号,2,14,个网络,2,16,-2,个主机,C,类,0,1,1,网络号,主机号,21,bits,8bits,2,21,个网络,2,8,-2,个主机,网络号为,127,有特殊用途,当给网络上的设备分配地址时，有一些地址是不能用的。,一种保留地址是,网络地址,。网络地址由网络号和,全为,0,的主机域组成。如,20.0.0.0,，,162.100.0.0,，,211.100.254.0,。,一种保留地址是,广播地址,。用这个地址时，网络上所有的设备都会收到广播信息。广播地址由网络号和,全为,1,的主机域组成。如,20.255.255.255,，,162.100.255.255,，,211.100.254.255,。,（,2,）、子网（,Subnet,）划分,背景：,因特网规模的急剧增长，对,IP,地址的需求激增。使得,IP,地址资源严重匮乏。,解决办法：,从主机号部分拿出几位作为子网号,在原来,IP,地址结构的基础上增加一级结构的方法称为子网划分。,前提：,网络规模较小,IP,地址空间没有全部利用。,例如：三个,LAN,，主机数为,20,，,25,，,48,，均少于,C,类地址,允许的主机数。为这三个,LAN,申请,3,个,C,类,IP,地址显然浪费。,主机号,网络号,主机号,子网号,网络号,子网划分举例,例如：,C,类网络,192.10.1.0,，主机号部分的前三位用于标识子网号，即：,11000000 00001010 00000001,xxx,yyyyy,网络号,新的主机号部分,子网号为全“,0”,全“,1”,不能使用，于是划分出,2,3,-2=6,个子网，子网地址分别为：,11000000 00001010 00000001,001,00000 -192.10.1.32,11000000 00001010 00000001,010,00000 -192.10.1.64,11000000 00001010 00000001,011,00000 -192.10.1.96,11000000 00001010 00000001,100,00000 -192.10.1.128,11000000 00001010 00000001,101,00000 -192.10.1.160,11000000 00001010 00000001,110,00000 -192.10.1.192,子网号,子网掩码（,Subnet Mask,）,子网划分后，如何识别不同的子网呢？,解决办法：采用子网掩码来分离网络号和主机号。,子网掩码格式：,32,个比特，网络号,(,包括子网号,),部分全为“,1”,，主机号部分全为“,0”,。,“网络号,+,子网号”部分,“主机号”部分,11 11 00.00,子网掩码计算,11000000 00001010 00000001,xxx,yyyyy,网络号,24,位，子网号,3,位，总共,27,位。所以子网掩码为：,11111111,11111111,11111111,11100000,即,255 .255 .255 .224,缺省子网掩码：,A,类：,255.0.0.0,B,类：,255.255.0.0,C,类：,255.255.255.0,子网地址计算,子网掩码,IP,地址，结果就是该,IP,地址的网络地址。,例如：,IP,地址,202.117.1.207,，子网掩码,255.255.255.224,11001010 01110101 00000001,110,01111,11111111 11111111 11111111,111,00000,11001010 01110101 00000001,110,00000,子网地址为：,202.117.1.192,主机号为：,15,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。,子网规划举例,网络分配了一个,C,类地址：,201.222.5.0,。假设需要,20,个子网，每个子网有,5,台主机。,问够不够用？若够用试确定各子网地址和子网掩码。,1,）对,C,类地址，要从最后,8,位中分出几位作为子网地址：,2,4,20,2,5,，选择,5,位作为子网地址，共可提供,30,（,2,5,-2,）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：,子网地址为,5,位，故还剩,3,位可以用作主机地址。而,2,3,5+2,，所以可以满足每子网,5,台主机的要求。,3,）子网掩码为,255.255.255.248,。,（,11111000B=248,）,4,）子网地址可在,8,、,16,、,24,、,32,、,、,240,共,30,个地,址中任意选择,20,个。,（,3,）、,IPv6,技术,扩大了地址空间。长度为,16,个字节，,128,位。,增加了安全认证机制。,提高了路由器的转发效率。,增强了协议的可扩充性。,本章内容,3.1,基本概念,3.2 OSI,模型,3.3 TCP/IP,模型,3.4 IP,地址管理和子网划分,3.5 IEEE802,局域网参考标准,5,、,IEEE802,局域网参考标准,应用层,运输层,网络层,表示层,会话层,数据链路层,物理层,76,5,4,3,2,1,OSI,的体系结构,物理层,介质访问控制子层,逻辑链路控制子层,IEEE802,体系结构,IEEE802,局域网的结构只相当,于,OSI,的最低的两层。功能与,OSI,对应层的功能类似。,IEEE802,标准，其具体内容包括以下几项：,IEEE802.1a,标准：定义了系统结构。,IEEE802.1b,标准：定义了网络管理和网际互连。,IEEE802.2,标准：定义了逻辑链路控制,LLC,协议。,IEEE802.11,标准：定义了无线局域网技术。,IEEE802.12,标准：定义了高速局域网技术。,本章小结,