第三课_TCPIP协议及IP地址

IP地址层次
32位IP地址分成两部分：前缀和后缀。前缀确 定计算机从属的物理网络，后缀确定该网络上 的一台计算机。
互联网中的每一个物理网络都分配了唯一的值 作为网络号，同一网络上的两台计算机必须分 配不同的后缀，但一个后缀值可在多个网络上 使用。
（
网络号
主机号
前缀
后缀
IP地址层次
IP地址层次保证了两个重要性质：
RARP协议：实现物理地址到IP地址的转换。
网际控制报文协议ICMP
ICMP用于网络设备和结点之间的控制和差错 报告报文的传输。
IP协议本身没有内在的机制获取差错信息并 进行相应的控制，而基于网络的差错可能性 很多如：线路出错、网关出错、信宿主机不 可到达、TTL时间到、系统拥塞等等。ICMP补 充了部分差错报告的功能。
常见端口号
• FTP服务的21端口 、Telnet服务的23端口，SMTP服务 的25端口，HTTP服务的80端口
• DNS服务的53端口，SNMP服务的161端口，QQ使用的 8000和4000端口等等。
TCP、UDP比较
服务性质 传输可靠性 传输开销，速度 传输类型
• 是否广播
网际层
A类地址共有2(8-1) =128个（网络地址部分第一位为0，故 减1）。点分十进制表示中首整数a的取值范围为0—127， 其中a等于0、127的IP地址在因特网中留作特殊用途，因 此，全球范围内可有的A类地址共有126个，a的取值范围 为1—126。由此可知：a<128的网络地址一定是A类地址。
• 名字 标示对象是什么 • 地址 标示对象在那里 • 路径 指出怎么去访问对象
物理地址
在任何一个物理网中，各站点都有一个机器 可识别的地址，该地址叫做物理地址（硬件 地址）。简称MAC地址。
MAC地址是12位16进制数（48位二进制数） 即248个地址。
MAC地址不能用于互联网的通信。
互联网地址
地址空间的划分
端口号
物理意义上的端口：集线器、交换机、路 由器的端口指的是连接其他网络设备的接 口，如RJ-45端口等 。
逻辑意义上的端口，一般是指TCP/IP协议 中的端口，比如用于浏览网页服务的80端 口，用于FTP服务的21端口等等。
端口号
TCP/IP协议中的端口指的是什么呢？如果 把IP地址比作一间房子 ，端口就是出入这 间房子的门。真正的房子只有几个门，但 是一个IP地址的端口可以有65536个之多！ 端口是通过端口号来标记的，端口号只有 整数，范围是从0 到65535。
• 处理ICMP报文，处理路径、流控、拥塞等 问题。
网际层协议
网际协议－IP协议。该层最重要的 协议。与IP协议配套使用的还有：
地址解析协议ARP 反向地址解析协议RARP Internet控制报文协议ICMP
IP协议
TCP/IP协议的核心。它提供关于数据应如 何传输以及传输到何处的信息。
IP协议是一种不可靠的、无连接的协议， 它不保证数据的可靠传输。即它可以正确 地将数据传送到已连接的网络，但它不检 验数据是否被正确地接收。
地址解析协议
ARP协议：完成IP地址到物ห้องสมุดไป่ตู้地址的转换。
• IP地址是网络的逻辑地址，若要将网际层中传送 的数据最终交给目的主机，还必须知道该主机的 物理地址即MAC地址。
ICMP
主机A
网关1
网关2
网关3
主机B
网1
网2
网3
网4
ICMP报文返回
当中间网关（路由器）发现传输错误时，IP模块丢弃该 IP数据报，ICMP实体则向信源主机返回ICMP报文，报告 出错情况，以便信源主机采取相应的措施。
IP 地 址
互联网地址
地址实际上是一种标识符，用于标识系 统中的某个对象。通常标识符被分为三 部分：
互联网是将不同的物理网络互联在一起的虚拟 网。必须统一异网地址，保证异网互通。
IP协议为每台主机分配一个32位二进制数作为 该主机的互联网协议地址，常简写为IP地址或 互联网地址。
在互联网上发送的每个包都含有这种32位的发 送方IP地址和接收方IP地址。
互联网地址(IP地址)是一个分配给一台主机，并用于该 主机所有通信的唯一的32位二进制数。为将信息快速地从一 台计算机传送到另外一台计算机，必须知道IP地址。
• 网际协议（Internet Protocol—IP）
虽然还有很多其它协议，但TCP和IP是两个最重要 的协议。整个协议集常被称为TCP/IP体系结构或 简称为TCP/IP。
概述
TCP/IP是20世纪70年代美国国防部为其远景研究 规划署网络（ARPANET）开发的网络体系结构和协 议标准，由于它成本低并可在多个不同平台间可 靠通信，所以TCP/IP迅速发展并流行开来。
点分十进制表示法
IP地址由4组8位二进制数组成。从二进制转换为十进制， 即将每组的8位二进制都分别转换为十进制。 当组内所有位都为0时，最小可能值为0；当组内所有位都 为1时，最大可能值为255。这样，点分十进制地址范围为 0.0.0.0到255.255. 255.255
地址空间的划分
A类地址：前8位（第一段）为网络地址，后24位为主机地 址。每个A类地址中可容纳224-2=16777214台主机（主机 地址全为“0”和全为“1”的地址是两个特殊的地址，所 以要减2），A类地址适合于大型网络中。
在网中都有唯一的地址。 各种标准化的高级协议。可广泛、持续地提
供多种用户服务。
（
TCP/IP协议的分层模型
对应于OSI模型的七层结构，TCP/IP协议可被大致 分为四层。其对应关系如下：
OSI分层模式
应用层 表示层 会话层 传输层
网络层
数据链路层 物理层
TCP/IP分层模 式
应用层
传输层 网际层
32位二进制数中的每8位为一组，用十进制表示， 利用句点分割各个部分。这种表示方法叫“点分 十进制”表示法，即a .b. c. d
十进制与位的等值
128 64 32 16 8 4 2 1
1 0 0 0 0 0 0 0 = 128 1 1 0 0 0 0 0 0 = 192 1 1 1 0 0 0 0 0 = 224 1 1 1 1 0 0 0 0 = 240 1 1 1 1 1 0 0 0 = 248 1 1 1 1 1 1 0 0 = 252 1 1 1 1 1 1 1 0 = 254 1 1 1 1 1 1 1 1 = 255
TCP/IP对该层协议未做具体规定。只是指出通信 主机必须采用某种协议连接到网络上，并且能够 传输网络数据分组。具体使用那种协议，在本层 里并没有规定.一种物理网络标准对应一个协议。
应用层
向用户提供一组常用的应用程序。
• HTTP—超文本传输协议。使用浏览器查询Web服 务器上超文本信息所使用的协议
• 每台计算机分配一个唯一地址（即一个 地址从不分配给多台计算机）。
• 虽然网络号分配必须全球一致，但后缀 可本地分配，不需全球一致。
IP地址分类
32位的IP地址
• 前缀部分需要足够的位数以允许分配唯 一的网络号给互联网上的每一个物理网 络。
• 后缀部分也需要足够位数以允许从属于 一个网络的每一台计算机都分配一个唯 一的主机号。
传输控制协议：可靠的面向连接的协议。 面向连接服务具有：
• 建立连接 • 数据传输 • 连接释放
TCP协议
TCP
A
B
TCP协议
TCP提供可靠的数据传输服务，适合 大的数据块的传输。
HTTP、FTP、SMTP、TELNET等
UDP协议
UDP：不可靠的无连接数据报协议。
传递服务时，通信双方不建立连接，发 送方发送完数据，任务就完成。UDP不保 证数据报以正确的序列被接收。
TCP/IP协议
概述
协议是管理网络如何通信的规则。它为网络 设备之间的通信指定了标准。没有协议，设 备不能解释由其他设备发送来的信号，数据 也不能传输到任何其它的地方。
协议是构成了网络通信的基石。
（
概述
TCP/IP协议：一整套的数据通信协议。 其名字是 由这些协议中的两个协议组成。
• 传输控制协议（Transmission Control Protocol — TCP）
位数 1
IP地址分类
8
16
24
32
IP地址类别的计算
如图所示：8组以0开 头的地址对应于A类； 4组以10开头的对应于 B类， 2组以110开头 的对应于C类，一个以 111开头的地址属于D 类，最后一个以1111 开头的地址属于保留 类，现在不用。
点分十进制表示法
在协议软件中IP地址是以二进制方式出现的，易 于运算。但这种形式使用户感到繁琐，难于记忆， 更易搞错。为方便用户使用，IP地址被直观地用 三个小数点隔开的十进制数来表示。
TCP/IP参考模型中最重要的一层，通信的 枢纽。
主要功能是负责在互连网上传输数据分组：
• 处理传输层的分组发送请求：收到请求后，将 分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿 机的路径，将数据报发往适当的网络接口。
网际层
• 处理输入数据报：首先检查其合法性，然 后进行寻径。假如该数据报已到达信宿地 （本地），则去掉报头，将剩下部分交个 适当的传输协议；否则转发该数据报。
以ARPANET为基础组建的Internet就是一个采用 TCP/IP协议，将不同规模的网络连接起来的全球 性的计算机互联网。
TCP/IP的特点
开放式协议标准。可免费使用。 与物理网络硬件无关。允许TCP/IP可以将很
多不同类型的网络连接在一起。 统一的网络地址分配方案。每个TCP/IP设备
网络接口层
TCP/IP常用协议 （
TELNET FTP DNS HTTP SMTP SNMP