第十四讲TCPIP协议讲解材料.ppt

5.1 TCP/IP协议族 TCP/IP与OSI的体系结构都是采用分层结构，结构中的下层向上层提供服务。这种分层结构具有模块划分清晰，扩展性好等优点，所以被TCP/IP和OSI所采用。尽管TCP/IP和OSI都是采用分层结构，它们之间还是存在着许多重要的区别。TCP/IP与OSI分层架构间的对应，可以用下表来表示。 OSI TCP/IP TCP/IP各层主要功能、协议 应用层 应用层 Telnet FTP HTTP SMTP DNS 表示层 会话层 传输层 传输层 TCP UDP 网络层 互联网层 IP ARP RARP ICMP IGMP 数据链路层 网络接口层 逻辑链路子层 介质访问子层 物理层 SONET/SDH/PDH TCP/IP的发展比OSI早了约10年左右，技术上的发展较成热，开发出来的相关应用协议也比较多。TCP/IP协议族作为目前最成功的网络体系结构和协议规范，具有以下特点： 1、TCP/IP协议族适用范围广泛，与多种操作系统良好的兼容性，并既可适用于局域网，又适用于广域网。 2、TCP/IP协议族的通信效率很高，它在通信协议的层次上简化了OSI的七层模型。 3、TCP/IP协议族可靠性高，虽然该协议在纠错能力上相对于其他协议要弱一些，但已经能够完全满足用户的要求。 4、TCP/IP协议族屏蔽了网络的低层结构，给用户进行网络编程带来了很大的方便。 5、TCP/IP协议族对网络的拓扑结构没有规定，因而很容易扩展。 5.2 网络接口层协议 TCP/IP参考模型对IP层之下未加定义，只指出主机必须通过某种协议连接到网络，才能发送IP分组。该层协议未定义，随不同主机、不同网络而不同，因此主机到网络层又称为网络接口层。 这是TCP/IP模型的最低层，负责接收从IP层交来的IP数据报并将IP数据报通过低层物理网络发送出去，或者从低层物理网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。网络接口有两种类型。第一种是设备驱动程序，如局域网的网络接口；第二种是含自身数据链路协议的复杂子系统。TCP/IP未定义数据链路层，是因为在TCP/IP最初的设计中已经使其可以使用包括以太网、令牌环网、FDDI网、ISDN和X.25在内的多种数据链路层协议。 5.3互联网层协议 互联网层协议主要包含：IP、IPSec、IPv4、IPv6、ARP、RARP、ICMP、IGMP、RIP、OSPF、BGP、IS-IS。本节主要介绍IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP、RIP、OSPF、BGP协议。 5.3.1 IP协议（网际协议） IP协议的目的是提供不可靠的、无连接的数据包传送服务，仅提供最好的传输服务。 所谓不可靠指的是IP协议对数据的传输不能提供可靠的保证，对传输过程中出现的数据错误和破坏，只是简单地丢弃。 所谓无连接指的是IP协议不为数据传输建立虚电路，而且每个IP数据报的路由选择都是独立的。 一、IP地址 每个Internet上的主机和路由器都有一个Internet协议地址（简称IP地址），它是网络传输数据的依据。IP地址由网络号和主机号两部分组成，其中网络号标识该网络，而主机号标识该网络中的主机。IP地址的规划与管理由Internet NIC(Internet网络信息中心)统一负责。 二、NAT网络地址转换协议 1．NAT原理 NAT（Network Address Translation）中文意思是“网络地址转换”，它是一个标准，允许一个整体机构(比如一个局域网中所有的电脑)以一个公用IP地址出现在Internet上。它是一种把内部私有网络地址（IP地址）翻译成合法网络IP地址的技术。简单地说，就是在局域网内部网络中，当内部节点要与外部网络进行通讯时，NAT就在网关处，将内部地址替换成公用地址，从而在外部公网上正常使用。 2．NAT特性 NAT的主要作用是节约地址空间。和简化配置，增加网络规划的灵活性。 3．NAT技术类型 NAT地址转换主要类型有三种：静态转换（Static Translation）、动态转换（Dynamic Translations）和网络地址端口转换NAPT（Network Address Port Translation）。 5.3.2 ARP协议 一、ARP协议 ARP（Address Resolution Protocol ,地址解析协议）将网络层（IP层，也就是相当于ISO OSI 的第三层）地址解析为数据连接层（MAC层，也就是相当于ISO OSI的第二层）的MAC地址（MAC地址是一个48位的物理地址，用来标识以太网或令牌环网络接口）。如果一台主机要与另一台主机通信，它必须知道目标主机的MAC地址（如果它们位于同一个网段中）或下一跳路由器的MAC地址。ARP通过本地广播将IP地址解析为MAC地址