第02章TCP-IP協(xié)議和子網(wǎng)規(guī)劃(V5.0)

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1、第2章TCP/IP與子網(wǎng)規(guī)劃2-12.1培訓目標2-12.2TCP/IP協(xié)議2-22.2.1TCP/IP協(xié)議與OSI參考模型2-22.2.2應(yīng)用層2-52.2.3傳輸層2-72.2.4網(wǎng)絡(luò)層2-142.3子網(wǎng)規(guī)劃2-192.3.1IP地址介紹2-192.3.2子網(wǎng)規(guī)劃2-252.4小結(jié)2-32課程HL-002TCP/IP協(xié)議與子網(wǎng)規(guī)劃Issue5.0第2章TCP/IP與子網(wǎng)規(guī)劃2.1培訓目標b前面您已經(jīng)學習了OSI參考模型和相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識，相信您已經(jīng)對互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有了一個大致的了解。OSI參考模型為清晰的理解互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、開發(fā)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計等帶來了極大的方便

2、，但是由于OSI過于復(fù)雜，各層功能具有一定的重復(fù)性，難于實現(xiàn)，再加上OSI參考模型提出時間不是非常好（這時候，TCP/IP協(xié)議逐漸占據(jù)主導地位），OSI參考模型并沒有流行開來。相反，TCP/IP協(xié)議現(xiàn)在得到了廣泛應(yīng)用，成為Internet的事實標準。TCP/IP協(xié)議源于美國國防部高級研究項目機構(gòu)（DARPA，DefenseAdvancedResearchProjectAgency）六十年代開發(fā)的ARPAnet。本章我們將重點介紹TCP/IP協(xié)議各層的功能，掌握支持TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信流程。最后，您將學習基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)地址表示方式和地址

3、分配方法。這些內(nèi)容是順利完成后續(xù)章節(jié)學習的基礎(chǔ)。2-32課程HL-002TCP/IP協(xié)議與子網(wǎng)規(guī)劃Issue5.0TCP/IP協(xié)議2.1.1TCP/IP協(xié)議與OSI參考模型與OSI參考模型一樣，TCP（TransferControlProtocol）/IP（InternetProtocol）協(xié)議（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議）也分為不同的層次開發(fā)，每一層負責不同的通信功能。但是，TCP/IP協(xié)議簡化了層次設(shè)計，只有五層：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。從上圖可以看出，TCP/IP協(xié)議棧與OSI參考模型有清晰的對應(yīng)關(guān)系，覆蓋了OSI參考模型的所有層次。應(yīng)

4、用層包含了OSI參考模型所有高層協(xié)議。因為TCP/IP協(xié)議棧支持所有的標準的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，而且物理層和數(shù)據(jù)鏈路層在前面已經(jīng)做過簡述，所以本章不對TCP/IP協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層做進一步的描述。關(guān)于這兩層協(xié)議和標準的深入細節(jié)，在后續(xù)章節(jié)會有講解。2-32課程HL-002TCP/IP協(xié)議與子網(wǎng)規(guī)劃Issue5.0物理層和數(shù)據(jù)鏈路層涉及到在通信信道上傳輸?shù)脑急忍亓?，它實現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)所需要的機械、電氣、功能性及過程等手段，提供檢錯、糾錯、同步等措施，使之對網(wǎng)絡(luò)層顯現(xiàn)一條無錯線路；并且進行流量調(diào)控。網(wǎng)絡(luò)層（檢查網(wǎng)絡(luò)拓撲，以決定傳輸報文的最佳路由，執(zhí)行數(shù)據(jù)

5、轉(zhuǎn)發(fā)。其關(guān)鍵問題是確定數(shù)據(jù)包從源端到目的端如何選擇路由。網(wǎng)絡(luò)層的主要協(xié)議有IP、ICMP（InternetControlMessageProtocol，互聯(lián)網(wǎng)控制報文協(xié)議）、IGMP（InternetGroupManagementProtocol，互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議）、ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析協(xié)議）和RARP（ReverseAddressResolutionProtocol，反向地址解析協(xié)議）等。傳輸層的基本功能是為兩臺主機間的應(yīng)用程序提供端到端的通信。傳輸層從應(yīng)用層接受數(shù)據(jù)，并且在必要的時候把它分成較小的單元，傳遞

6、給網(wǎng)絡(luò)層，并確保到達對方的各段信息正確無誤。傳輸層的主要協(xié)議有TCP、UDP（UserDatagraphProtocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）。應(yīng)用層負責處理特定的應(yīng)用程序細節(jié)。應(yīng)用層顯示接收到的信息，把用戶的數(shù)據(jù)發(fā)送到低層，為應(yīng)用軟件提供網(wǎng)絡(luò)接口。應(yīng)用層包含大量常用的應(yīng)用程序，例如HTTP（HyperTextTransferProtocol超文本傳輸協(xié)議）、Telnet（遠程登錄）、FTP（FileTransferProtocol）等。2-32課程HL-002TCP/IP協(xié)議與子網(wǎng)規(guī)劃Issue5.0同OSI參考模型數(shù)據(jù)封裝過程一樣，TCP/IP協(xié)議在報文轉(zhuǎn)發(fā)

7、過程中，封裝和去封裝也發(fā)生在各層之間。發(fā)送方，加封裝的操作是逐層進行的。各個應(yīng)用程序?qū)⒁l(fā)送的數(shù)據(jù)送給傳輸層；傳輸層（TCP/UDP）把數(shù)據(jù)分段為大小一定的數(shù)據(jù)段，加上本層的報文頭。發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)層。在傳輸層報文頭中，包含接收它所攜帶的數(shù)據(jù)的上層協(xié)議或應(yīng)用程序的端口號，例如，Telnet的端口號是23。傳輸層協(xié)議利用端口號來調(diào)用和區(qū)別應(yīng)用層各種應(yīng)用程序。網(wǎng)絡(luò)層對來自傳輸層的數(shù)據(jù)段進行一定的處理（利用協(xié)議號區(qū)分傳輸層協(xié)議、尋找下一跳地址、解析數(shù)據(jù)鏈路層物理地址等），加上本層的IP報文頭后，轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)包，再發(fā)送給鏈路層（以太網(wǎng)、幀中繼、PPP、HDLC等）；鏈路層依

8、據(jù)不同的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議加上本層的幀頭，發(fā)送給物理層以