1、第八章第八章 计算机网络基础计算机网络基础 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 局域网技术局域网技术 TCP/IP协议协议 网络互联技术网络互联技术 WWW技术技术8.1 概述概述计算机网络是计算机网络是计算机技术计算机技术和和通信技术通信技术密切密切结合的综合性技术：结合的综合性技术：计算机技术在通信领域的应用，使通信技术计算机技术在通信领域的应用，使通信技术向综合服务方向发展向综合服务方向发展通信技术又为计算机之间进行信息通信和资通信技术又为计算机之间进行信息通信和资源共享提供手段，促进了计算机网络的发展。源共享提供手段，促进了计算机网络的发展。概述概述 计算机网络使指把若干台计算机网络
2、使指把若干台地理位置不同地理位置不同，且，且具有具有独立功能独立功能的计算机，通过数据发送和接受设备、的计算机，通过数据发送和接受设备、通信软件以及通信网络互相连接起来，通过发送、通信软件以及通信网络互相连接起来，通过发送、接受和处理不同长度的数据分组，来接受和处理不同长度的数据分组，来实现信息传实现信息传输和软硬件资源共享输和软硬件资源共享。概述概述按照设备按照设备和网络连和网络连接划分接划分常规网络常规网络移动网络移动网络ad-hoc网络网络:有固定的计算设施，主有固定的计算设施，主机均是可移动的，链路特性高度动态变化，机均是可移动的，链路特性高度动态变化，由于距离导致连接不能自由创建由于
3、距离导致连接不能自由创建nomadic网络网络:介于常规网络和介于常规网络和adhoc网络之间，即存在核心的固定设备和网络，如：网络之间，即存在核心的固定设备和网络，如：路由器、交换机、服务器等，在固定网络边缘的路由器、交换机、服务器等，在固定网络边缘的基站移动主机间进行无线通信交互。基站移动主机间进行无线通信交互。概述概述计算机网络组成：计算机网络组成：从组成部件上从组成部件上网络结点网络结点通信链路通信链路资源结点资源结点互连结点互连结点概述概述计算机网络结构计算机网络结构 概述概述计算机网络软件：计算机网络软件：操作系统核心软件操作系统核心软件通信协议软件通信协议软件管理软件管理软件(安
4、全、记账、出错和配置等安全、记账、出错和配置等)交换及路由软件交换及路由软件1.应用软件应用软件 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 为了允许不同系统实体互联和互操作，不同系统为了允许不同系统实体互联和互操作，不同系统的实体在通信时都必须遵从相互均能接受的规则，的实体在通信时都必须遵从相互均能接受的规则，这些规则的集合称为这些规则的集合称为协议协议(Protocol)。计算机网络体系结构计算机网络体系结构计算机网络层次结构计算机网络层次结构 1.层次化网络体系的优点层次化网络体系的优点 2.通信的方式通信的方式ISO/OSI网络体系结构网络体系结构 七层模型是一个定义异构计算机连接标准的框架
5、结构，特七层模型是一个定义异构计算机连接标准的框架结构，特点如下：点如下：异构节点层次相同，相同层次功能相同。异构节点层次相同，相同层次功能相同。同一节点内相邻层次之间通过接口通信。同一节点内相邻层次之间通过接口通信。相邻层次间的接口定义原语操作，由低层向高层提相邻层次间的接口定义原语操作，由低层向高层提供服务。供服务。不同节点的相同层次之间的通信由该层次的协议管不同节点的相同层次之间的通信由该层次的协议管理，理，每层次完成对该层所定义的功能，修改本层次功能每层次完成对该层所定义的功能，修改本层次功能不影响其它层不影响其它层 仅在最低层进行直接数据传送。仅在最低层进行直接数据传送。定义的是抽象
6、结构，并非具体实现的描述。定义的是抽象结构，并非具体实现的描述。ISO/OSI网络体系结构网络体系结构 ISO/OSI参考模型参考模型 数据传输过程数据传输过程垂直传输垂直传输逐层添加控制和识别信逐层添加控制和识别信息息各层详细细节各层详细细节 ISO/OSI参考模型参考模型 一、物理层一、物理层(Physical Layer)物理层的特性物理层的特性 物理层提供与通信介质的连接，提供为建物理层提供与通信介质的连接，提供为建立、维护立、维护 和释放物理链路所需的机械的、和释放物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性，提供在物电气的、功能的和规程的特性，提供在物理链路上传输非结构的位流以
7、及故障检测理链路上传输非结构的位流以及故障检测指示。物理层向上层提供位指示。物理层向上层提供位(bit)信息的正信息的正确传送确传送。物理层功能物理层功能 l 物理连接的建立与拆除物理连接的建立与拆除 l 物理服务数据单元传输物理服务数据单元传输 1.1.物理层管理物理层管理 ISO/OSI参考模型参考模型二数据链路层二数据链路层 数据链路层的目的数据链路层的目的 提供建立、维持和释放数据链路连接以及传输数据链路服务提供建立、维持和释放数据链路连接以及传输数据链路服务数据单元所需的功能和过程的手段。数据单元所需的功能和过程的手段。数据链路层的功能和服务数据链路层的功能和服务 为网络层提供连接服
8、务，并在数据链路连接上传为网络层提供连接服务，并在数据链路连接上传送数据链路协议数据单元送数据链路协议数据单元L-PDU（帧），分为：帧），分为：1.无应答、无连接服务无应答、无连接服务 2.有应答、无连接服务有应答、无连接服务 3.面向连接的服务面向连接的服务 数据链路数据单元数据链路数据单元 数据链路层协议数据链路层协议 1.1.面向字符的通信规程面向字符的通信规程 2.2.面向比特的通信规程面向比特的通信规程 ISO/OSI参考模型参考模型三、网络层三、网络层(NetWork Layer)网络层功能网络层功能：支持网络层的连接支持网络层的连接 l 建立和拆除网络连接建立和拆除网络连接 l
9、 路径选择、中继和多路复用路径选择、中继和多路复用 l 分组、组块和流量控制分组、组块和流量控制 l 差错的检测与恢复差错的检测与恢复 数据报和虚电路数据报和虚电路 l 数据报数据报(Datagram)服务服务 l 虚电路虚电路(Virtue Circuit)服务服务 1.1.路由选择路由选择(多次选择或一次选择多次选择或一次选择)ISO/OSI参考模型参考模型四、四、传输层传输层(Transport Layer)传输层功能传输层功能 l 独立于所使用的物理网络，提供传输服务的建独立于所使用的物理网络，提供传输服务的建立、维护和连接拆除的功能；立、维护和连接拆除的功能；l 选择网络层提供的最适
10、合的服务选择网络层提供的最适合的服务 l 端端之间的可靠通信端端之间的可靠通信l 面向连接和无连接两种服务面向连接和无连接两种服务 传输层协议类型传输层协议类型 传输层协议和网络层提供的服务有关传输层协议和网络层提供的服务有关l 五类传输层服务五类传输层服务 1.1.四种不同类型的标识四种不同类型的标识 ISO/OSI参考模型参考模型五、五、会话层会话层(Session Layer)会话层的主要功能会话层的主要功能 提供一个面向应用的连接服务提供一个面向应用的连接服务 会话活动会话活动 会话活动由会话令牌来控制，保证会话有序会话活动由会话令牌来控制，保证会话有序进行进行 会话同步会话同步 IS
11、O/OSI参考模型参考模型六、六、表示层表示层(Presentation Layer)表示层的目的是处理信息传送中数据表表示层的目的是处理信息传送中数据表 示的问题示的问题。表示层协议主要功能有：为用户提供执行表示层协议主要功能有：为用户提供执行会话层服务原语的手段；提供描述负载数据结会话层服务原语的手段；提供描述负载数据结构的方法；管理当前所需的数据结构集和完成构的方法；管理当前所需的数据结构集和完成数据的内部与外部格式之间的转换。数据的内部与外部格式之间的转换。ISO/OSI参考模型参考模型七、七、应用层应用层(Application Layer)Application Layer)应用层
12、作为用户访问网络的接口层，给应用应用层作为用户访问网络的接口层，给应用进程提供了访问进程提供了访问OSIOSI环境的手段。它在实现应环境的手段。它在实现应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务功能。当然这些服务功能与所处理所需的服务功能。当然这些服务功能与所处理的业务有关。的业务有关。局域网技术 局域网是一个在局域网是一个在有限地理范围有限地理范围内，内，允许多个相互允许多个相互独立的设备以一定速率在共享介质上进行通信独立的设备以一定速率在共享介质上进行通信的系统。的系统。局域网特点为：局域网特点为：通信速率高，一般为基带传输，通信速率高，一
13、般为基带传输，数据传输率数据传输率11000Mb/s 或更高；或更高；地理范围有限，一般为地理范围有限，一般为10m10km左右；左右；采用广播或组播通信；采用广播或组播通信；采用多种通信介质，可连接几百个相互独立的采用多种通信介质，可连接几百个相互独立的设备。设备。局域网按网络拓扑可分为局域网按网络拓扑可分为总线型、星型、树型总线型、星型、树型和环型和环型等。等。基带传输：由计算机或终端产生的数字信号，频谱都是从零开始的，这种未经调制的信号所占用的频率范围叫基本频带（这个频带从直流起可高到数百千赫，甚至若干兆赫），简称基带（base band）。这种数字信号就称基带信号。举个简单的例字拉：在
14、有线信道中，直接用电传打字机进行通信时传输的信号就是基带信号。而传送数据时，以原封不动的形式，把基带信号送入线路，称为基带传输。基带传输不需要调制解调器，设备花费小，适合短距离的数据输，比如一个企业、工厂，就可以采用这种方式将大量终端连接到主计算机。另外就是传输介质，局域网中一般都采用基带同轴电缆作传输介质。单播方式工作的原理单播主要完成数据从一方传送到另一方的任务，传送数据时必须在发送方和接收方之间建立通道，网络软件中的单播方式多以 TCP 的连接方式工作。发送方必须知道接收方的 IP 地址，数据将发送到接收方 IP 地址的缓冲区中，接收方必须在自己的IP 地址处建立缓冲区，等待数据的接收，
15、同时要维护好这个缓冲区，避免溢出。组播的工作原理组播是一种允许一个或多个发送者（组播源）发送单一的数据包到多个接收者（一次的，同时的）的网络技术。实现IP组播传输时组播源和接收者以及两者之间的下层网络都必须支持组播。组播的数据传送需要通过一个特殊的组播组，这个组播组是由一个组播 IP 地址命名的。为了对组播组进行管理，IP 网络对组播采用IGMP 的管理协议，它主要用来管理组成员的加入和退出问题，防止组播数据的泛滥。广播能够传送一个单独的数据流到整个网，路由器和连接器传播广播，占用资源和带宽，并且无法知道其他网络上节点是否需要广播数据，无效的消耗网络资源。通常委了阻止广播风暴淹没网络，通常设置
16、路由企来阻止广播的传输，将广播限制在一个物理或者逻辑分段上。局域网技术局域网技术1.1.星型拓扑结构星型拓扑结构星型结构是最古老的一种连接方式，大家每天都使星型结构是最古老的一种连接方式，大家每天都使用的电话都属于这种结构。用的电话都属于这种结构。便于集中控制便于集中控制 易于维护和安全易于维护和安全 中心系统必须具有中心系统必须具有极高的可靠性极高的可靠性（采用采用双机热备份双机热备份）局域网技术局域网技术 2.2.环型网络拓扑结构环型网络拓扑结构 环型结构在环型结构在LANLAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户个端
17、用户,直到将所有端用户连成环型。直到将所有端用户连成环型。它消除了端用户通信时对中心系它消除了端用户通信时对中心系统的依赖性。统的依赖性。每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作。于是,便有上游端用户和下游端用户之称。例如图中,用户N是用户N+1的上游端用户,N+1是N的下游端用户。如果N+1端需将数据发送到N端，则几乎要绕环一周才能到达N端。局域网技术局域网技术 3.3.总线拓扑结构总线拓扑结构 总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式,或者说，连接或者说，连接端用户的物理媒体由所有设备共享
18、端用户的物理媒体由所有设备共享 。使用这种结构必须解决的一个问题是确。使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信布线要求简单,扩充容易,端用户失效、增删不影响全网工作 一次仅能一个端用户发送数据，其它端用户必须等待到获得发送权媒体访问获取机制较复杂。在总线共享型网络使用的媒体访问方法:带有碰撞检测的载波侦听多路访问,英文缩写成CSMA/CD。局域网技术局域网技术CSMA/CD介质访问控制介质访问控制：CSMA/CD(Carries Sense Mul
19、tiple Access/Collision Detect)载波监听多路访问载波监听多路访问/冲突冲突检测方式，是一种对总线的控制方式。为了解检测方式，是一种对总线的控制方式。为了解决由于竞争使用总线引发的冲突问题，决由于竞争使用总线引发的冲突问题，CSMA/CD规定了信息发送的控制方式规定了信息发送的控制方式。局域网技术局域网技术4.4.树型拓扑结构树型拓扑结构 树形结构是总结型结构的扩展，它是在总线网上树形结构是总结型结构的扩展，它是在总线网上加上分支形成的，其传输介质可有多条分支，但加上分支形成的，其传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路，树形网是一种分层网，其结构不形成闭合回路，树形网
20、是一种分层网，其结构可以对称，联系固定，具有一定容错能力，一般可以对称，联系固定，具有一定容错能力，一般一个分支和结点的故障不影响另一分支结点的工一个分支和结点的故障不影响另一分支结点的工作，任何一个结点送出的信息都可以传遍整个传作，任何一个结点送出的信息都可以传遍整个传输介质，也是广播式网络。一般树形网上的链路输介质，也是广播式网络。一般树形网上的链路相对具有一定的专用性，无须对原网做任何改动相对具有一定的专用性，无须对原网做任何改动就可以扩充工作站。就可以扩充工作站。局域网技术局域网基本组成：局域网基本组成：服务器服务器(Server)：提供各种网络服务提供各种网络服务 客户机客户机(Cl
21、ients)：通过网络接口卡、传输介质、通过网络接口卡、传输介质、通信设备以及通信程序与服务通信设备以及通信程序与服务 器通信，与网络中其它工作站器通信，与网络中其它工作站 交换信息，共享网络资源交换信息，共享网络资源 网络互连设备网络互连设备：主要包括网络接口卡、收发器、主要包括网络接口卡、收发器、中继器、网桥、路由器等中继器、网桥、路由器等 局域网技术局域网技术以太网结构：以太网结构：计算机 网络接口卡 集线器 交换机中继器局域网技术局域网技术IEEE 802标准：标准：1985年年 IEEE 802 委员会委员会 IEEE802标准标准 IEEE802.1 IEEE802.12IEEE8
22、02标准系列之间的关系 局域网技术局域网技术应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层逻辑链路控制逻辑链路控制LLC介质访问控制介质访问控制MAC物理层物理层OSI参考模型局域网参考模型局域网技术局域网技术IEEE802.3标准标准：定义了定义了Ethernet的的CSMA/CD总线访问控制方总线访问控制方式以及物理层规范。式以及物理层规范。IEEE802.3网络体系结构分网络体系结构分为物理层和介质访问控制层。为物理层和介质访问控制层。l 物理层物理层 物理信令物理信令PLS(Physical Signaling)子层子层 物理介质连接物理介
23、质连接PMA(Physical Medium Attachment)子层子层 l 介质访问控制层介质访问控制层(Media Access Control)前同步码前同步码 起始界符起始界符 目的地址目的地址 源地址源地址 数据长度数据长度 LLC帧（填充）帧（填充）帧校验序列帧校验序列 71662数据4 MAC帧 局域网技术局域网技术IEEE802.2：IEEE802.2描述了描述了LAN协议中逻辑链路控制协议中逻辑链路控制LLC(Logical Link Control)子层的功能、特性子层的功能、特性和协议，描述了和协议，描述了LLC子层对网络层、子层对网络层、MAC子子层的界面服务规范。
24、层的界面服务规范。局域网技术局域网技术lLLC地址地址：LLC地址为数据链路层的服务访问点地址为数据链路层的服务访问点：第一种为第一种为MAC地址，规定了工作站的地地址，规定了工作站的地址址第二种为服务访问点第二种为服务访问点SAP地址，规定了地址，规定了访问访问 某一进程的地址。某一进程的地址。局域网技术局域网技术lLLC帧结构帧结构 目标地址目标地址DSAP 源地址源地址SSAP 控制字段控制字段 信息字段信息字段局域网技术局域网技术lLLC服务服务 不确认无连接服务不确认无连接服务 面向连接的服务面向连接的服务 局域网技术局域网技术 802.5令牌环型访问控制方法令牌环型访问控制方法 8
25、02.8光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口FDDI访问控制方法访问控制方法 802.11无线网访问控制方法无线网访问控制方法 TCP/IP协议协议 TCP/IP：(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)传输控制协议传输控制协议/互连网络协议互连网络协议 TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。是网络中使用的基本的通信协议。TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协协议和议和IP协议是保证数
26、据完整传输的两个基本的重要协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说协议。通常说TCP/IP是是Internet协议族，而不单单是协议族，而不单单是TCP和和IP.TCP/IP协议的功能协议的功能:将许多小网联成一个大网。并将许多小网联成一个大网。并在这个大网也就是在这个大网也就是Internet上提供应用程序所需要的上提供应用程序所需要的相互通信的服务相互通信的服务 TCP/IP协议协议 TCP/IP协议的基本传输单位是数据包协议的基本传输单位是数据包(datagram)TCP协议负责把数据分成若干个数据包，并给每个数据包加上包协议负责把数据分成若干个数据包，并给每个数据包加上包头头
27、(就像给一封信加上信封就像给一封信加上信封)，包头上有相应的编号，以保证在数，包头上有相应的编号，以保证在数据接收端能将数据还原为原来的格式，据接收端能将数据还原为原来的格式，IP协议在每个包头上再加上接收端主机地址，这样数据找到自己协议在每个包头上再加上接收端主机地址，这样数据找到自己要去的地方要去的地方(就像信封上要写明地址一样就像信封上要写明地址一样)，如果传输过程中出现，如果传输过程中出现数据丢失、数据失真等情况，数据丢失、数据失真等情况，TCP协议会自动要求数据重新传输，协议会自动要求数据重新传输，并重新组包。并重新组包。总之，总之，IP协议保证数据的传输，协议保证数据的传输，TCP
28、协议保证数据协议保证数据传输的质量。传输的质量。TCP/IP协议协议 TCP/IP分层：Internet网络体系结构以网络体系结构以TCP/IP协议为核心。协议为核心。IP协议用于为各种不同的通信子网或局域网提协议用于为各种不同的通信子网或局域网提供统一的互连平台，供统一的互连平台，TCP协议则用于为应用程协议则用于为应用程序提供端到端的控制和通信功能。序提供端到端的控制和通信功能。TCP/IP协议层次和协议集协议层次和协议集 TCP/IP基本上是基本上是OSI的的7层模型的简化，它只分层模型的简化，它只分为为4层：层：网络接口层网络接口层、网络层网络层、传输层传输层和和应用应用层层。TCP/
29、IP协议协议网络接口层网络接口层(SubNetwork Layer)：传输经网络传输经网络层处理过的消息层处理过的消息。与与OSI协议的协议的物理层、数据链路层以及网络层物理层、数据链路层以及网络层的部分相对应的部分相对应 该层没有规定新的物理层和数据链路层协议，该层没有规定新的物理层和数据链路层协议，允许通信子网采用已有的或将来的各种协议允许通信子网采用已有的或将来的各种协议 只定义了只定义了TCP/IPTCP/IP与各种通信子网之间的网络与各种通信子网之间的网络接口接口 TCP/IP协议协议网络层网络层(Internet Layer)与与OSI网络层网络层相对应相对应，具有更强的网际通信具
30、有更强的网际通信能力能力 网络层协议为网络层协议为IP协议，将传输层送来的消息协议，将传输层送来的消息组装成组装成IP数据包，并传递数据包，并传递 提供建立独立的局域网之间的互连网络提供建立独立的局域网之间的互连网络 TCP/IP协议协议 传输层传输层(Transport Layer)与与OSI传输层传输层相对应，为应用程序提供端到端通信相对应，为应用程序提供端到端通信功能功能 有有3个主要协议，其分别为个主要协议，其分别为传输控制协议传输控制协议TCP，用用户数据报协议户数据报协议UDP和和互联网控制消息协议互联网控制消息协议ICMP。TCP协议负责将用户数据按规定长度组成数据包发送，协议负
31、责将用户数据按规定长度组成数据包发送，在接收端对数据包按顺序进行分解重组以恢复用户数在接收端对数据包按顺序进行分解重组以恢复用户数据据 UDP协议负责主机和网关以及协议负责主机和网关以及Internet运行管理中心等运行管理中心等的信息通信，控制管理网络的运行的信息通信，控制管理网络的运行 ICMP协议负责当数据包传输有误时，发送出错信息协议负责当数据包传输有误时，发送出错信息给数据包发送端主机，另外还具有控制数据包流量的给数据包发送端主机，另外还具有控制数据包流量的功能功能 TCP/IP协议协议 应用层应用层(Application Layer)包含了包含了OSI会话层，表示层和应用层的功会
32、话层，表示层和应用层的功能，为用户提供各类服务能，为用户提供各类服务 TCP/IP协议集以及分层结构协议集以及分层结构 参考书参考书图图8.8 TCP/IP协议协议 TCPIP分层工作原理分层工作原理 TCP/IP分层工作原理 TCP/IP协议协议 TCP/IP模型的分界线模型的分界线 协议地址的划分界线，以区分不同的寻址协议地址的划分界线，以区分不同的寻址操作系统的划分，以区分系统程序与应用程操作系统的划分，以区分系统程序与应用程序序 网络协议与操作系统的关系网络协议与操作系统的关系 TCP/IP协议协议 IP协议：IP协议为网络层协议，其内容包括：基本传输单元，也协议为网络层协议，其内容包
33、括：基本传输单元，也就是就是IP报文的类型与定义、报文的类型与定义、IP报文的地址以及分配方法、报文的地址以及分配方法、IP报文的路由转发以及报文的路由转发以及IP报文的分段与重组。报文的分段与重组。除了可以提供网络路由之外，除了可以提供网络路由之外，IP协议还具有错误控制协议还具有错误控制以及网络分段等众多功能，是整个以及网络分段等众多功能，是整个Internet协议栈的核心。协议栈的核心。IP协议仅具有有限的报错功能，数据包在传输过程中的协议仅具有有限的报错功能，数据包在传输过程中的差错检测和恢复都由传输层协议差错检测和恢复都由传输层协议TCP来完成。来完成。TCP/IP协议协议 1IP数
34、据报数据报:IP数据报包括报文头和正文部分数据报包括报文头和正文部分 TCP/IP协议协议数据报分段与重装数据报分段与重装 TCP/IP协议协议3.IP地址地址 一个完整的一个完整的IP地址由地址由4字节字节，即，即32位数字组成，为了方便人们的使用，位数字组成，为了方便人们的使用，IP地址地址经常被写成经常被写成10进制的形式，中间使用符号进制的形式，中间使用符号“.”分开不同的字节。分开不同的字节。A类地址类地址:网络地址网络地址126个个(1个字节个字节)，主机地址，主机地址16387064个个(3个字节个字节)，其，其范围为范围为0.0.0.0127.255.255.255。A类地址用
35、于大型网络，由国际网络中心类地址用于大型网络，由国际网络中心来分配来分配(所有的所有的A类网络的地址最左边一位的值均为类网络的地址最左边一位的值均为0，而其它剩余，而其它剩余31位的位的值既可以取值既可以取0也可以取也可以取1。即：。即：0 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx)B类地址类地址:网络地址网络地址16256个个(2个字书个字书)，主机地址，主机地址64576个个(2个字节个字节)，其范，其范围为围为128.0.0.0191.255.255.255。B类地址用于各地区的网管中心，由欧州、类地址用于各地区的网管中心，由欧州、北美和亚太三大区网络信息中心负责分
36、配北美和亚太三大区网络信息中心负责分配(B类网络地址从左向右第一位类网络地址从左向右第一位必须为必须为1，第二为必须为，第二为必须为0，其它，其它30位则可以自由取值。例如：位则可以自由取值。例如：10 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx)C类地址类地址:网络地址网络地址2064512个个(3个字节个字节)，主机地址，主机地址254个个(1个字节个字节)，其，其范围为范围为192.0.0.0223.255.255.255。C类地址用于校园网或企业网。由国家类地址用于校园网或企业网。由国家或地区网络信息中心负责分配或地区网络信息中心负责分配例如：例如：110 xxxxx
37、xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx)D类地址类地址:为组播地址为组播地址(例如：例如：1110 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx)E类地址类地址:保留保留(例如：例如：11110 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx)TCP/IP协议协议TCP/IP协议协议4.子网和子网和IP地址屏蔽码地址屏蔽码 除了由主机地址和网络类型决定的网络地址之外，除了由主机地址和网络类型决定的网络地址之外，IP协议还支持用户根据自己网络的实际需要，创建子协议还支持用户根据自己网络的实际需要，创建子网络。子网与网络地址相结合，不仅可以把位于不网络。子网与网络地址相结
38、合，不仅可以把位于不同物理位置的主机组合在一起，还可以通过分离关同物理位置的主机组合在一起，还可以通过分离关键设备或者优化数据传送等措施提高网络安全性能，键设备或者优化数据传送等措施提高网络安全性能，降低网络流量。降低网络流量。IP地址屏蔽码地址屏蔽码是和是和IP地址配合的，用于说明某大型网地址配合的，用于说明某大型网络所具有的子网数，以及每个子网所包含的主机数，络所具有的子网数，以及每个子网所包含的主机数，屏蔽码是对地址分类的扩展。屏蔽码是对地址分类的扩展。TCP/IP协议协议掩码规则掩码规则 子网掩码既不能作为子网掩码既不能作为IP地址使用，也不同单独存在，必须结地址使用，也不同单独存在，
39、必须结合合IP地址一起使用。子网掩码的作用就是对地址一起使用。子网掩码的作用就是对IP地址进行划分，地址进行划分，形成扩展网络地址和主机地址两部分。形成扩展网络地址和主机地址两部分。一个有效的子网掩码由两部分组成，分别是左边的一个有效的子网掩码由两部分组成，分别是左边的扩展网络扩展网络地址位地址位（用数字（用数字1表示）和右边的表示）和右边的主机地址位主机地址位（用数字（用数字0表表示）。象下面这两个子网掩码都是无效的。示）。象下面这两个子网掩码都是无效的。0000000000000000000000000000000011111111111111111111111111111111以以C类地
40、址为例，例如，屏蔽码类地址为例，例如，屏蔽码255.255.255.192(11000000B)表示有表示有4个子个子网号，每个子网可以有网号，每个子网可以有64台主机，设台主机，设IP地趾为地趾为 202.117.80.1 主机号为主机号为00000001 202.117.80.3 主机号为主机号为00000011 202.117.80.130 主机号为主机号为10000010 TCP/IP协议协议 5路由选择路由选择 6ICMP，ARP和和RARP协议协议 互连网控制报文协议互连网控制报文协议ICMP(Internetwork Control Message Protocol)为差错和控制
41、报文协议，用于传输错误报告和控制信息。为差错和控制报文协议，用于传输错误报告和控制信息。地址解析协议地址解析协议ARP(Address Resolution Protocol)提供提供IP地址到物地址到物理地址的映射服务。理地址的映射服务。逆向地址解析协议逆向地址解析协议RARP(Reverse Address Resolution Protocol)提提供从物理地址到供从物理地址到IP地址的映射服务。地址的映射服务。目的地址目的地址路由器地址路由器地址忙闲度忙闲度TCP/IP协议协议TCPTCP协议协议 TCP为传输层协议，提供可靠的进程间通信机制，该协议可以自动纠正各为传输层协议，提供可靠
42、的进程间通信机制，该协议可以自动纠正各种差错种差错:通过使用序列号和确认信息，通过使用序列号和确认信息，TCP协议能够向发送方提供协议能够向发送方提供到达接收方的数据包的传送信息到达接收方的数据包的传送信息 当传送过程中出现数据包丢失情况时，当传送过程中出现数据包丢失情况时，TCP协议可以重新协议可以重新发送丢失的数据包直到数据成功到达接收方或者出现网络发送丢失的数据包直到数据成功到达接收方或者出现网络超时。超时。TCP协议还可以识别重复信息，丢弃不需要的多余信息，协议还可以识别重复信息，丢弃不需要的多余信息，使网络环境得到优化。使网络环境得到优化。如果发送方传送数据的速度大大快于接收方接收数
43、据的速如果发送方传送数据的速度大大快于接收方接收数据的速度，度，TCP协议可以采用数据流控制机制减慢数据的传送速协议可以采用数据流控制机制减慢数据的传送速度，协调发送和接收方的数据响应。度，协调发送和接收方的数据响应。TCP支持许多高层协议支持许多高层协议ULP(Upper Level Protocol)，它提供一它提供一 对对ULP之间面向连接的传输服务，包括建立连接、数据传输和终止连接。之间面向连接的传输服务，包括建立连接、数据传输和终止连接。TCP主要通过套接字主要通过套接字(Socket)为为ULP提供面向连接的传输服务。提供面向连接的传输服务。TCP/IP协议协议1接口和套接字接口和
44、套接字 传输层协议和应用程序之间的数据接口由运行在某传输层协议和应用程序之间的数据接口由运行在某主机上的主机上的TCP协议为其分配端口号。为了使其具有协议为其分配端口号。为了使其具有全局唯一性，将此端口号和全局唯一性，将此端口号和IP地址合起来组成套接地址合起来组成套接字。字。使用使用TCPTCP协议的网络应用程序分为协议的网络应用程序分为服务程序服务程序和和客户程客户程序序。服务程序：为其他主机提供服务，有固定的端服务程序：为其他主机提供服务，有固定的端口号。口号。例如例如TelnetTelnet服务端口号为服务端口号为2323，FTPFTP为为2121号，号，E-mailE-mail为为2
45、525号。号。客户程序：使用服务程序提供的服务，客户程客户程序：使用服务程序提供的服务，客户程序可选择通信端口号。序可选择通信端口号。TCP/IP协议协议TCP/IPTCP/IP的的socketsocket提供下列三种类型套接字：提供下列三种类型套接字：流式套接字（SOCK_STREAM）提供了一个面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、提供了一个面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复地发送，且按发送顺序接收。内设流量控制，避免数无重复地发送，且按发送顺序接收。内设流量控制，避免数据流超限；数据被看作是字节流，无长度限制。文件传送协据流超限；数据被看作是字节流，无长度限制。文件传送
46、协议（议（FTP）即使用流式套接字。即使用流式套接字。数据报式套接字（SOCK_DGRAM）提供了一个无连接服务。数据包以独立包形式被发送，不提提供了一个无连接服务。数据包以独立包形式被发送，不提供无错保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱。网供无错保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱。网络文件系统（络文件系统（NFS）使用数据报式套接字。使用数据报式套接字。原始式套接字（SOCK_RAW）该接口允许对较低层协议，如该接口允许对较低层协议，如IP、ICMP直接访问。常用于检直接访问。常用于检验新的协议实现或访问现有服务中配置的新设备。验新的协议实现或访问现有服务中配置的新设备。TCP
47、/IP协议协议2TCP报文格式报文格式 TCP协议中的基本传输单元为段，协议中的基本传输单元为段，TCP报文又称报文又称 为为TCP段。一个段。一个TCP段由段头和数据流两部分组段由段头和数据流两部分组 成成。TCP数据流是无结构的字节流，这一特征允许数据流是无结构的字节流，这一特征允许TCP 段长可变段长可变。TCP/IP协议协议3 3建立连接建立连接 建立连接实际上是双方序列号同步的过程建立连接实际上是双方序列号同步的过程：TCP的三次握手的三次握手 TCP对话通过三次握手来初始化。三次握手的目的是使对话通过三次握手来初始化。三次握手的目的是使数据段的发送和接收同步；告诉其它主机其一次可接
48、收的数数据段的发送和接收同步；告诉其它主机其一次可接收的数据量，并建立虚连接。据量，并建立虚连接。来看看这三次握手的简单过程：来看看这三次握手的简单过程：(1)初始化主机通过一个同步标志置位的数据段发出会话请初始化主机通过一个同步标志置位的数据段发出会话请求。求。(2)接收主机通过发回具有以下项目的数据段表示回复：同步接收主机通过发回具有以下项目的数据段表示回复：同步标志置位、即将发送的数据段的起始字节的顺序号、应答并标志置位、即将发送的数据段的起始字节的顺序号、应答并带有将收到的下一个数据段的字节顺序号。带有将收到的下一个数据段的字节顺序号。(3)请求主机再回送一个数据段，并带有确认顺序号和
49、确认号。请求主机再回送一个数据段，并带有确认顺序号和确认号。TCP/IP协议协议 “三次握手三次握手”TCP/IP协议协议4关闭连接关闭连接 关闭过程也是一个三次握手过程。（关闭过程也是一个三次握手过程。（FIN,ACK）5UDP协议协议(User Datagram Protocol,用户数据报用户数据报协议协议)UDP协议是对协议是对IP协议集的扩充，提供了复用功协议集的扩充，提供了复用功能，区分一台主机中多个不同应用。能，区分一台主机中多个不同应用。UDP提供提供无连接服务，通讯开销很小，效率较高，适用无连接服务，通讯开销很小，效率较高，适用于简单的请求于简单的请求/响应通信方式的应用，例
50、如响应通信方式的应用，例如DNS应用等。应用等。网络互连技术网络互连技术 网络互连的目的是使一个网络上的用户能访问其网络互连的目的是使一个网络上的用户能访问其他网络上的资源，可使不同网络上用户能互相通他网络上的资源，可使不同网络上用户能互相通信和交换信息信和交换信息。从拓扑结构来划分 LANLAN LANWAN LANWANLAN WANWAN 网络互连技术网络互连技术互连主要形式互连主要形式 网络互连技术网络互连技术2中继系统中继系统 将网络互相连接起来要使用一些中间设备（或中间系统），将网络互相连接起来要使用一些中间设备（或中间系统），I的术语称的术语称之之为中继（为中继（relay）系统
