第3章 计算机网络的软件基础.ppt

第3章 计算机网络的软件基础 网络通信协议 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，它定义了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义 。 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。 TCP/IP协议 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议)是应用最为广泛的一种网络通信协议，无论在局域网、广域网还是Internet，无论是Unix系统Windows平台，它都支持，可以说TCP/IP协议是计算机世界的一个通用“语言”。 　　 TCP/IP也是一种可路由协议，它采用一种分级 的命名规则，获得很好的网络适应性、可管理性和较高的网络带宽使用效率。但同时，TCP/IP协议的配置和管理比NetBEUI 和IPX/SPX 协议更复杂。 1、 IP IP协议的任务是对数据包进行相应的寻址和路由，并从一个网络转发到另一个网络。IP协议在每个发送的数据包前加入一个控制信息，其中包含了源主机的IP地址、目的主机的IP地址和其他一些信息。 IP协议要分割和重编在传输层被分割的数据包。由于数据包要从一个网络到另一个网络，当两个网络所支持传输的数据包的大小不相同时，IP协议就要在发送端将数据包分割，然后在分割的每一段前再加入控制信息进行传输。当接收端接收到数据包后，IP协议将所有的片段重新组合形成原始的数据。 IP是一个无连接的协议。无连接是指主机之间不建立用于可靠通信的端到端的连接，源主机只是简单地将IP数据包发送出去，而数据包可能会丢失、重复、延迟时间大或者IP包的次序会混乱。因此，要实现数据包的可靠传输，就必须依靠高层的协议或应用程序，如传输层的TCP协议。 2、 TCP 3、 UDP TCP和UDP的端口结构 　　　TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口进行确认。 端口是一个软件结构，被客户程序或服务进程用来发送和接收信息。 常用固定端口：SMTP/25、HTTP/80、FTP/21、TELNET/23 4. ICMP和IGMP 　　　Internet控制消息协议ICMP是用于报告错误，并代表IP对消息进行控制的。IP运用互联网管理协议IGMP来告诉路由器，某一网络上指导组中的可用主机。 1) ICMP 　　　ICMP源抑制消息。当TCP/IP主机发送数据到另一主机时，如果速度达到路由器或者链路的饱和状态，路由器将发出一个ICMP源抑制消息。 IGMP 　　　 　　　IGMP组管理协议，用于告诉路由器某一网络上指定组中的可用主机。IGMP信息传给别的路由器以使每个多路广播的路由器获知各主机组所在的网络。 ARP与RARP协议 ARP 　　1) 本地IP地址 　　主机IP地址解析为硬件地址的过程如下。 （1）初始化ARP请求－－（2）ARP建立一个请求－－（3）每个主机都收到广播并寻找相符的IP地址－－（4）直接发送一个ARP答复，将自己的硬件地址传给源主机。 　　　　 　　不同网络中的主机互相通信，ARP广播的是源主机的默认网关。 如果目标IP地址是一个远程网络主机，ARP将广播一个路由器的地址。其过程如下 (1) 通信请求初始化时，得知目标IP地址为远程地址，源主机在本地路由表中查找，若无，源主机认为是默认网关的IP地址。在ARP缓存中查找符合该网关记录的IP地址(硬件地址)。 (2) 若没找到该网关的记录，ARP将广播请求网关地址而不是目标主机的地址。路由器用自己的硬件地址响应源主机的ARP请求。源主机则将数据包送到路由器以传送到目标主机的网络，最终达到目标主机。 (3) 在路由器上，由IP决定目标IP地址是本地的还是远程的。如果是本地，路由器用ARP(缓存或广播)获得硬件地址；如果是远程，路由器在其路由表中查找该网关，然后运用ARP获得此网关的硬件地址。数据包被直接发送到下一个目标主机。 (4) 目标主机收到请求后，形成ICMP响应。因源主机在远程网上，将在本地路由表中查找源主机网的网关。找到网关后，ARP即获取它的硬件地址。 (5) 如果此网关的硬件地址不在ARP缓存中，要通过ARP广播获得。一旦获得硬件地址，ICMP响应就送到路由器上，然后传到源主机。 ARP缓存 　　　为减少广