第02章TCP-IP协议和子网规划(V5.0)..doc

第2章 TCP/IP与子网规划 2-1 2.1 培训目标 2-1 2.2 TCP/IP协议 2-2 2.2.1 TCP/IP协议与OSI参考模型 2-2 2.2.2 应用层 2-5 2.2.3 传输层 2-7 2.2.4 网络层 2-14 2.3 子网规划 2-19 2.3.1 IP地址介绍 2-19 2.3.2 子网规划 2-25 2.4 小结 2-32  TCP/IP与子网规划 培训目标 b 前面您已经学习了OSI参考模型和相关的网络基础知识，相信您已经对互联网络有了一个大致的了解。 OSI参考模型为清晰的理解互联网络、开发网络产品和网络设计等带来了极大的方便，但是由于OSI过于复杂，各层功能具有一定的重复性，难于实现，再加上OSI参考模型提出时间不是非常好（这时候，TCP/IP协议逐渐占据主导地位），OSI参考模型并没有流行开来。 相反，TCP/IP协议现在得到了广泛应用，成为Internet的事实标准。TCP/IP协议源于美国国防部高级研究项目机构（DARPA，Defense Advanced Research Project Agency）六十年代开发的ARPAnet。 本章我们将重点介绍TCP/IP协议各层的功能，掌握支持TCP/IP协议的网络的数据通信流程。 最后，您将学习基于TCP/IP协议的网络地址表示方式和地址分配方法。 这些内容是顺利完成后续章节学习的基础。 TCP/IP协议 TCP/IP协议与OSI参考模型 与OSI参考模型一样，TCP（Transfer Control Protocol）/IP（Internet Protocol）协议（传输控制协议/网际协议）也分为不同的层次开发，每一层负责不同的通信功能。但是，TCP/IP协议简化了层次设计，只有五层：应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。从上图可以看出，TCP/IP协议栈与OSI参考模型有清晰的对应关系，覆盖了OSI参考模型的所有层次。应用层包含了OSI参考模型所有高层协议。 因为TCP/IP协议栈支持所有的标准的物理层和数据链路层协议，而且物理层和数据链路层在前面已经做过简述，所以本章不对TCP/IP协议的物理层和数据链路层做进一步的描述。关于这两层协议和标准的深入细节，在后续章节会有讲解。  物理层和数据链路层涉及到在通信信道上传输的原始比特流，它实现传输数据所需要的机械、电气、功能性及过程等手段，提供检错、纠错、同步等措施，使之对网络层显现一条无错线路；并且进行流量调控。网络层（检查网络拓扑，以决定传输报文的最佳路由，执行数据转发。其关键问题是确定数据包从源端到目的端如何选择路由。网络层的主要协议有IP、ICMP（Internet Control Message Protocol，互联网控制报文协议）、IGMP（Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议）、ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）和RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议）等。 传输层的基本功能是为两台主机间的应用程序提供端到端的通信。传输层从应用层接受数据，并且在必要的时候把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误。传输层的主要协议有TCP、UDP（User Datagraph Protocol，用户数据报协议）。 应用层负责处理特定的应用程序细节。应用层显示接收到的信息，把用户的数据发送到低层，为应用软件提供网络接口。应用层 包含大量常用的应用程序，例如HTTP（HyperText Transfer Protocol超文本传输协议）、Telnet（远程登录）、FTP（File Transfer Protocol）等。  同OSI参考模型数据封装过程一样，TCP/IP协议在报文转发过程中，封装和去封装也发生在各层之间。 发送方，加封装的操作是逐层进行的。各个应用程序将要发送的数据送给传输层；传输层（TCP/UDP）把数据分段为大小一定的数据段，加上本层的报文头。发送给网络层。在传输层报文头中，包含接收它所携带的数据的上层协议或应用程序的端口号，例如，Telnet 的端口号是 23。传输层协议利用端口号来调用和区别应用层各种应用程序。 网络层对来自传输层的数据段进行一定的处理（利用协议号区分传输层协议、寻找下一跳地址、解析数据链路层物理地址等），加上本层的IP报文头后，转换为数据包，再发送给链路层（以太网、帧中继、PPP、HDLC 等）； 链路层依据不同的数据链路层协议加上本层的帧头，发送给物理层以比特流的形式将报文发送出去。 在接收方，这种去封装的操作也是逐层进行的。从物理层到数据链路层，逐层去