[理学]第2章 TCPIP协议及常用网络命令.ppt

第2章 TCP/IP协议及常用网络命令 什么是协议？ 在网络上的各台计算机之间也有一种语言，这就是网络协议，不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。 网络协议是网络上所有设备（网络服务器、计算机及交换机、路由器、防火墙等）之间通信规则的集合，它规定了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义。大多数网络都采用分层的体系结构，每一层都建立在它的下层之上，向它的上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。一台设备上的第 n层与另一台设备上的第n层进行通信的规则就是第n层协议。在网络的各层中存在着许多协议，接收方和发送方同层的协议必须一致，否则一方将无法识别另一方发出的信息。网络协议使网络上各种设备能够相互交换信息。 2．1 网络体系结构 2．1．1 计算机网络体系结构 OSI参考模型把整个网络的通信按功能划分为7个层次，同时也定义了层次之间的相互关系以及各层所包括的服务及每层的功能。OSI的七层由低到高依次为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层，下三层（物理层、数据链路层、网络层）面向数据通信，而上三层（会话层、表示层、应用层）则面向资源子网，而传输层则是七层中最为重要的一层。它位于上层和下层中间，起承上启下的作用。 2．1．2 局域网的体系结构 局域网是一个通信网，任何两点之间可以用一条直接的链路，所以，不需要单独设置网络层，而可以将寻址、安排访问排序、流量控制和差错控制等功能在数据链路层中实现。 局域网的大多数标准都包括在了IEEE（国际电气与电子工程师协会）1980年制定的IEEE802中。 2．1．3 Internet的体系结构 Internet是由无数不同类型的服务器、客户端以及路由器、网关、通信线路等连接组成，要实现如此庞大的网络的管理，其难度可想而知。不同网络之间、不同类型设备之间要完成信息的交换、资源的共享需要有功能强大的网络软件的支持，TCP/IP就是能够完成互联网这些功能的协议集。 TCP/IP协议的主要特点： 开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统； 独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互联网中； 统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址； 标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。 TCP/IP协议是现今网络上最常用的协议。它是一组协议的集合，共分为四层。 2．2 传输层协议 传输层定义了端口，端口号的范围从0到65535。服务器要对外提供服务的话，就必须打开相应的端口，例如用于网页服务的80端口，用于FTP服务的21端口等。如果不提供某些服务，为了安全考虑必须关闭对应的端口。 传输层的协议包括TCP协议和UDP协议。 2．2．1 TCP协议 TCP协议传输数据前，通过三次握手，在主机之间建立传输层的连接，通过确认机制和流量控制等方法来保障数据的正确传输。 2．2．2 UDP协议 UDP协议（用户数据报协议）在传输数据前，不在主机之间建立连接，因此速度较快，效率较高，适于传送可靠性要求不高的数据。 2．3 网络层协议 2．3．1 IP协议 IP协议主要是为主机确定了IP地址。IP地址就是主机在网络中的身份证号，可以用来在网络中标识主机和判断主机在网络中的相对位置。IP协议分为IPv4和IPv6两个版本，现在使用的是IPv4版本，IPv6作为未来的发展方向，正在逐渐的成熟之中。IPv4协议规定IP地址由32位二进制数组成，按点分十进制写成四个十进制的数。IP地址由国际互联网信息中心进行分配。 1、什么是IP地址 不同的局域网络中的主机，会有不同的网络地址，当通过路由设备将这些局域网络连成互联网络时，为了方便地实现互联网主机之间的通信，IP协议采用了一种全网通用的地址格式，以此屏蔽各种物理网络地址的差异。目前，IP地址使用32位二进制地址格式，为了方便记忆，通常使用以点号划分的十进制来表示，例如：20。 2、IP地址的分类 由于接入互联网上的物理网络的规模差异很大，有局域网（LAN），也有广域网（WAN）。因此按网络规模大小，IP协议将网络地址分为A类、B类、C类、D类和E类。 A类地址（用于大型网络） A类地址第一字节的第1位为地址类别号“0”，其余7位表示网络号。 第二、三、四个字节共24位二进制数用于表示主机号。 A类地址的网络数为2的7次方（128）个（实际有效数2的7次方7-2=126个），每个网络包含的主机数为2的24次方（实际有效数2的24次方-2）。 A类地址的范围是：0．0．0．0～127．255．255．255。一台主机能使用的A类地址的实际有效范围是：1．0．0．1～126．255．255