TCPIP 协议组语文

TCP/IP 协议组协议组CEAC考试网络基础专题考试网络基础专题本章大纲本章大纲wOSI（开放系统互联）参考模型（开放系统互联）参考模型wTCP/IP 协议组协议组w网络监视器网络监视器w试题分析试题分析OSI 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型w概述概述:为了理解为了理解TCP/IP协议如何实现通信，协议如何实现通信，我们必须理解网络通信较底层的概念，我们必须理解网络通信较底层的概念，OSI(开放系统互联）参考系统就是为了帮助开放系统互联）参考系统就是为了帮助用户理解网络通信所最常使用的参考模型用户理解网络通信所最常使用的参考模型w开放系统互联参考模型描述了信息如何从一开放系统互联参考模型描述了信息如何从一台计算机的应有层通过网络媒体传输到另一台计算机的应有层通过网络媒体传输到另一台计算机的应用层软件中，它是由七层协议台计算机的应用层软件中，它是由七层协议组成的概念模型，每一层都定义了特定的网组成的概念模型，每一层都定义了特定的网路功能路功能OSI 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型w1978年国际标准化组织发布了OSI（开放系统互联）参考模型w开放系统互联模型将网络通信分成了7层结构 应用层-Application-laver 应用层 表示层-Presentaion-laver 会话层-Session-laver 传输层-Transport-laver 网络层-Nnetwork-laver 数据链路层-Data-Link-laver 物理层-Physical-laver数据传输层高层高层底层底层OSI 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型wOSI(开放系统互联）参考模型的特点开放系统互联）参考模型的特点w每一层都定义了对应的网络功能每一层都定义了对应的网络功能 每一层只和它相邻的上下两层通信每一层只和它相邻的上下两层通信 第七层提供的服务使得应用程序可以访问网第七层提供的服务使得应用程序可以访问网络络 第一层和第二层定义了网络的物理媒介及相第一层和第二层定义了网络的物理媒介及相关的任务关的任务 OSI 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型w物理层：物理层：OSI参考模型最低的一层，定义了参考模型最低的一层，定义了诸如电位级别，电位变化间隔，物理数据率，诸如电位级别，电位变化间隔，物理数据率，最大传输距离和物理互联装置特性。通过一最大传输距离和物理互联装置特性。通过一个物理媒介接收和转发无结构的原始比特流，个物理媒介接收和转发无结构的原始比特流，可以利用电信号、光信号和无线电信号构成可以利用电信号、光信号和无线电信号构成一个物理回路，并将接收的信号传输到数据一个物理回路，并将接收的信号传输到数据链路层。在链路层。在Windows 2003下，物理层由网下，物理层由网络接口卡（络接口卡（NIC）来实现）来实现OSI 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型w数据链路层：数据链路层的作用是让数据通数据链路层：数据链路层的作用是让数据通过一条单独链路从一台计算机传输到另一台过一条单独链路从一台计算机传输到另一台计算机。为数据传输提供可靠的数据传输。计算机。为数据传输提供可靠的数据传输。数据链路层从网络层接收数据包，然后将信数据链路层从网络层接收数据包，然后将信息打包到帧的数据单元中，并将其向下传输息打包到帧的数据单元中，并将其向下传输到物理层。到物理层。w电子与电气工程师学会（电子与电气工程师学会（IEEE）将）将OSI定义定义的数据链路层分为两层：的数据链路层分为两层：OSI 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型w数据链路层的分类：数据链路层的分类：一：逻辑链路控制层（一：逻辑链路控制层（LLC）二：媒体访问控制层（二：媒体访问控制层（MAC）逻辑链路控制层管理单一网络链路上的设备间逻辑链路控制层管理单一网络链路上的设备间通信，负责将数据帧从一个节点无错误的传输到另通信，负责将数据帧从一个节点无错误的传输到另一个节点。一个节点。LLC层负责建立并终止逻辑链路、控制层负责建立并终止逻辑链路、控制帧传输、帧排序、确认帧和再次传输非确认帧。利帧传输、帧排序、确认帧和再次传输非确认帧。利用确认帧和再次传输非确认帧来向上一层提供最终用确认帧和再次传输非确认帧来向上一层提供最终的无错误传输。是由传输驱动程序实现的无错误传输。是由传输驱动程序实现OSI 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型w数据链路层的分类：数据链路层的分类：一：逻辑链路控制层（一：逻辑链路控制层（LLC）二：媒体访问控制层（二：媒体访问控制层（MAC）媒体访问控制层（媒体访问控制层（MAC）定义了）定义了MAC地地址，以标识数据链路层中的多个设备，并负址，以标识数据链路层中的多个设备，并负责管理存取网路媒介，检查帧错误，并管理责管理存取网路媒介，检查帧错误，并管理接收帧的地址确认。接收帧的地址确认。MAC子层是由网络接口子层是由网络接口卡（卡（NIC）来实现，而）来实现，而NIC由一个被称为由一个被称为NIC驱动器的软件驱动设备来控制驱动器的软件驱动设备来控制OSI 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型w网络层：网络层：w网络层以数据链路层提供的无差错传输为基础。向网络层以数据链路层提供的无差错传输为基础。向传输层提供两个主机之间的数据传输服务。根据网传输层提供两个主机之间的数据传输服务。根据网络环境、服务的优先级别和其他因素来确定发送数络环境、服务的优先级别和其他因素来确定发送数据的物理路径。完成以下功能：据的物理路径。完成以下功能：向传输层提供服务向传输层提供服务 路由发现及路由选择路由发现及路由选择 流量控制流量控制 寻址，其中包括逻辑网络地址以及服务地址寻址，其中包括逻辑网络地址以及服务地址OSI 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型w传输层传输层w传输层负责建立、管理和删除两进程之间可靠的端对端的连传输层负责建立、管理和删除两进程之间可靠的端对端的连接，为用户进程之间提供可靠、有效的端对端传送服务，即接，为用户进程之间提供可靠、有效的端对端传送服务，即传输层可以确保数据分组顺利地传送到目的地，并且是按顺传输层可以确保数据分组顺利地传送到目的地，并且是按顺序的，没有任何减少或者重复。序的，没有任何减少或者重复。w由于传输层的作用，数据分组可以顺序发出，并且不会发生由于传输层的作用，数据分组可以顺序发出，并且不会发生数据分组的丢失、重复或错误。数据分组的丢失、重复或错误。w传输层将来自会话层的大型报文分割成分组，以便发送给目传输层将来自会话层的大型报文分割成分组，以便发送给目的计算机，然后由对方将分组重新装配回报文，并提供给会的计算机，然后由对方将分组重新装配回报文，并提供给会话层使用。话层使用。w在典型的情况下，目的传输层会向源传输层发送一条确认信在典型的情况下，目的传输层会向源传输层发送一条确认信息，说明数据报文已经收到息，说明数据报文已经收到OSI 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型w会话层：会话是指两个表示层实体之间的连会话层：会话是指两个表示层实体之间的连接，建立连接的过程称为会话连接。接，建立连接的过程称为会话连接。w会话层负责建立、管理和终止表示层实体之会话层负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话。通信会话包括发生在不同网间的通信会话。通信会话包括发生在不同网络设备的应用层之间的服务请求和服务应答，络设备的应用层之间的服务请求和服务应答，这些请求和应答通过会话层的协议来实现这些请求和应答通过会话层的协议来实现OSI 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型w表示层：表示层主体是标准的例行程序。表示层为网络用户表示层：表示层主体是标准的例行程序。表示层为网络用户提供数据加密、解密转换、数据压缩、终端管理和文件传送提供数据加密、解密转换、数据压缩、终端管理和文件传送等服务。通过表示层提供的数据编码和转换功能，可以确保等服务。通过表示层提供的数据编码和转换功能，可以确保从一个应用层发生的信息被另一个系统的应用层识别。其中从一个应用层发生的信息被另一个系统的应用层识别。其中数据格式的转换主要是指在网络传输需要格式与计算机处理数据格式的转换主要是指在网络传输需要格式与计算机处理需要的格式之间进行转换。需要的格式之间进行转换。w表示层提供的任务：表示层提供的任务：协议转换协议转换 数据格式转换数据格式转换 压缩和加密压缩和加密 字符集的转换字符集的转换 图形命令的解释图形命令的解释OSI 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型w应用层：应用层的主体是用户的网络应用程序，这些应用程应用层：应用层的主体是用户的网络应用程序，这些应用程序包括数据库访问、文件传输、电子邮件等等。序包括数据库访问、文件传输、电子邮件等等。w是是OSI最上面的一层，提供了对用户应用程序的直接支持，最上面的一层，提供了对用户应用程序的直接支持，这就意味着应用层与用户之间是通过软件直接相互作用的。这就意味着应用层与用户之间是通过软件直接相互作用的。w应有层负责管理系统资源和实现用户的应用需求。系统资源应有层负责管理系统资源和实现用户的应用需求。系统资源的核心是网络系统基本的硬件及软件系统，而网路提供的功的核心是网络系统基本的硬件及软件系统，而网路提供的功能及服务对应于用户的应用需求能及服务对应于用户的应用需求 标识通信伙伴：为具有传输数据的应用程序定义通信伙标识通信伙伴：为具有传输数据的应用程序定义通信伙伴的标识和可用性伴的标识和可用性 定义资源的可用性：判断是否有足够的网络资源响应应定义资源的可用性：判断是否有足够的网络资源响应应客户计算机的通信要求客户计算机的通信要求 同步通信：协同所有应用程序之间的通信。同步通信：协同所有应用程序之间的通信。OSI 开放系统互联参考模型开放系统互联参考模型wOSI参考模型各层的主要功能归纳：参考模型各层的主要功能归纳：应有层：与用户应用程序的接口应有层：与用户应用程序的接口 表示层：数据格式的转换表示层：数据格式的转换 会话层：会话的管理和数据传输的同步会话层：会话的管理和数据传输的同步 传输层：端到端通过网络透明的传送报文传输层：端到端通过网络透明的传送报文 网络层：分组传送和路由选择网络层：分组传送和路由选择 数据链路层：在链路上无差错地传送帧数据链路层：在链路上无差错地传送帧 物理层：将比特流传送到物理媒体上传送物理层：将比特流传送到物理媒体上传送备注：备注：在在OSI参考模型不同层上的协议对于他们所生成的数据单元使用不同名参考模型不同层上的协议对于他们所生成的数据单元使用不同名称，例如：在数据链路层，使用术语称，例如：在数据链路层，使用术语“帧帧”来描述数据单元；在网络层，来描述数据单元；在网络层，使用术语使用术语“报文报文”来描述数据单元；更普通的术语来描述数据单元；更普通的术语“包包”则可用来描述则可用来描述在在OSI参考模型的任意层上所生成的数据单元。参考模型的任意层上所生成的数据单元。TCP/IP协议组协议组w概述：传输层控制协议概述：传输层控制协议/Internet协议协议（TCP/IP)是工业标准的协议组，是为跨越局是工业标准的协议组，是为跨越局域网和广域网环境的大规模互联网设计的，域网和广域网环境的大规模互联网设计的，提供了耐用性好、功能高效、标准的可路由提供了耐用性好、功能高效、标准的可路由内部网路协议，用来基于内部网路协议，用来基于Windows的计算机的计算机之间进行通信。利用之间进行通信。利用TCP/IP协议组中的协议，协议组中的协议，计算机可以使用不同的硬件和软件通过网络计算机可以使用不同的硬件和软件通过网络实现通信实现通信TCP/IP协议组协议组wTCP/IP协议组是当今最完整和应用最广泛的协议组是当今最完整和应用最广泛的协议组，今天使用的大多数网络操作系统都协议组，今天使用的大多数网络操作系统都提供对提供对TCP/IP的支持，大型网路依赖于的支持，大型网路依赖于TCP/IP来担当大量的网络通信。来担当大量的网络通信。TCP/IP为为Windows server 2003提供了一个标准的、提供了一个标准的、可路由的、企业级的网络协议，是用户可以可路由的、企业级的网络协议，是用户可以访问访问Internet,并可以发送和接受电子邮件并可以发送和接受电子邮件TCP/IP协议组协议组w基于工业标准网络协议的网络软件基于工业标准网络协议的网络软件w支持基于支持基于Windows的计算机与的计算机与LAN和和WAN环境连接的可路由的企业网络协议环境连接的可路由的企业网络协议w由于基于由于基于Windows的计算机和不同系统进行的计算机和不同系统进行连接并共享信息的核心技术和使用程序连接并共享信息的核心技术和使用程序w访问全局的访问全局的Internet服务，如万维网和文件服务，如万维网和文件传输协议（传输协议（FTP）服务器的基础）服务器的基础w强健的、可缩放的、跨平台的客户端强健的、可缩放的、跨平台的客户端/服务器服务器框架框架TCP/IP协议组协议组wTCP/IP提供基本的提供基本的TCP/IP使用程序，能够让基于使用程序，能够让基于Windows的计算机与其他的的计算机与其他的Microsoft或非或非Microsoft系统连接并共享信息，比如：系统连接并共享信息，比如：Internet主主机、机、apple macintosh系统、系统、IBM大型机、大型机、UNIX系系统、开放式统、开放式VMS系统、系统、Windows server 2003、Windows XP、Windows 2000、Windows NT、Windows Millennium、Windows 98、Windows 95、Windows for Workgoups、LAN Manager、网络打印机、网络打印机TCP/IP协议组协议组w使用使用TCP/IP协议组有以下几点好处：协议组有以下几点好处：w单独的协议使得单独的协议使得TCP/IP协议组支持各种计算协议组支持各种计算机平台变得更加容易。可以通过创建或修改机平台变得更加容易。可以通过创建或修改协议来支持新标准，而不需要修改整个协议协议来支持新标准，而不需要修改整个协议栈。栈。w在同一层上的多个协议使得应用程序可以根在同一层上的多个协议使得应用程序可以根据需要选择协议据需要选择协议w由于协议栈被分成了多层，因而各层协议的由于协议栈被分成了多层，因而各层协议的开发可以同时进行开发可以同时进行TCP/IP模型结构模型结构wTCP/IP模型结构是基于四层的参考模型，属模型结构是基于四层的参考模型，属于于TCP/IP协议组的所有协议都位于该模型的协议组的所有协议都位于该模型的上面三层。上面三层。TCP/IP模型的每一层负责属于该模型的每一层负责属于该层的所有活动层的所有活动:链路层链路层Internet层层传输层传输层应用层应用层HTTP FTP SMTP DNS RIP SNMP TCP UDP ARP IP IGMP ICMP Ethernet Token Ring Frame Redy ATMTCP/IP模型结构模型结构w应用层应用层 超文本传输协议（超文本传输协议（HTTP）文件传输协议（文件传输协议（FTP）简单网络管理协议（简单网络管理协议（SNMP）简单邮件传输协议（简单邮件传输协议（SMTP）路由信息协议（路由信息协议（RIP）域名系统（域名系统（DNS）TCP/IP模型结构模型结构w传输层传输层:负责计算机之间的应用程序通信，将数据负责计算机之间的应用程序通信，将数据上传到应用层或下传大上传到应用层或下传大 Internet层。层。指出数据所传递的应用程序的唯一标识指出数据所传递的应用程序的唯一标识 在传输层常用到的两个协议：在传输层常用到的两个协议：传输控制协议（传输控制协议（TCP）用户数据包协议（用户数据包协议（UDP）TCP/IP模型结构模型结构wInternet层层:1.将传输层的数据装入将传输层的数据装入IP数据包，包括用于在主机数据包，包括用于在主机之间以及经过的网络转发数据包时所用的源和目标之间以及经过的网络转发数据包时所用的源和目标地址信息地址信息 2.实现实现IP数据包的路由数据包的路由 在在Internet层中包括以下层中包括以下4个核心协议：个核心协议：1.Internet协议（协议（IP）2.地址解析协议（地址解析协议（ARP）3.Internet控制消息协议（控制消息协议（ICMP）4.Internet组管理协议（组管理协议（IGMP）TCP/IP模型结构模型结构w链路层链路层:TCP/IP参考模型的链路层有时也指网络层和数据链参考模型的链路层有时也指网络层和数据链路层。该层用来指定发送和接收数据包的需求。链路层。该层用来指定发送和接收数据包的需求。链路层负责将数据发送到物理网络，并从物理网络上路层负责将数据发送到物理网络，并从物理网络上接收数据，包括直接与网络媒体（如同轴电缆、光接收数据，包括直接与网络媒体（如同轴电缆、光纤或双绞线）接触的硬件设备如何将比特流转换成纤或双绞线）接触的硬件设备如何将比特流转换成电信号。在链路层上常用的网络协议有：以太网、电信号。在链路层上常用的网络协议有：以太网、令牌网、令牌网、FDDI、X.25、帧中继、帧中继、RS-232和和V.35。TCP/IP模型与OSI模型的关系wOSI参考模型定义了一个与在网络中打包、发送和接收数据相关的七层结构，TCP/IP协议栈通过所定义的四层结构也可执行和OSI相同的功能。wTCP/IP模型的每一层都对应与OSI参考模型的一层或多层TCP/IP模型与OSI模型的关系OSITCP/IP应用层应用层表示层表示层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层链路层链路层传输层传输层网络层网络层数据传递过程w假定条件假定条件 一：一：两个主机是直接连接的。两个主机是直接连接的。二：二：主机主机A的应用进程的应用进程A向主机向主机B的应用进程的应用进程B传输数据传输数据如图：如图：进程进程A应用层应用层传输层传输层网络层网络层链路层链路层主机主机A主机主机B进程进程B应用层应用层传输层传输层网络层网络层链路层链路层TCP/IP协议组的核心协议wTCP/IP协议组中包括6个核心协议 传输控制协议（传输控制协议（TCP）用户数据包协议（用户数据包协议（UDP）Internet协议（协议（IP）地址解析协议（地址解析协议（ARP）Internet控制消息协议（控制消息协议（ICMP）Internet组管理协议（组管理协议（IGMP）TCP/IP协议组的核心协议wTCP/IP协议组中包括协议组中包括6个核心协议个核心协议 传输控制协议（传输控制协议（TCP）:确保确保IP数据报的成功传递数据报的成功传递 对程序发送的大块数据进行分段和重组对程序发送的大块数据进行分段和重组 确保正确排序以及按顺序传递分段的数据确保正确排序以及按顺序传递分段的数据 通过计算校验和，进行传输数据的完整性检查通过计算校验和，进行传输数据的完整性检查 根据数据是否接收成功发送肯定消息。通过使用选根据数据是否接收成功发送肯定消息。通过使用选择性确认，也对没有收到的数据发送否定确认。择性确认，也对没有收到的数据发送否定确认。为必须使用可靠的、基于会话的数据传输程序，如为必须使用可靠的、基于会话的数据传输程序，如客户端客户端/服务器数据库和电子邮件程序，提供首选传服务器数据库和电子邮件程序，提供首选传输方法输方法TCP/IP协议组的核心协议w用户数据包协议（用户数据包协议（UDP）：基于非连接的协）：基于非连接的协议，在数据传输前不需要在两台计算机之间议，在数据传输前不需要在两台计算机之间建立会话，与建立会话，与TCP的差异在于：的差异在于：UDPTCP无连接的服务，在主机之间不建立会话无连接的服务，在主机之间不建立会话不能确保或确认数据传递或数据顺序不能确保或确认数据传递或数据顺序是用是用UDP的程序负责提供传输数据所需的的程序负责提供传输数据所需的可靠性可靠性非常快速，具有低开销要求，并支持点对非常快速，具有低开销要求，并支持点对点和一点对多点的同信点和一点对多点的同信UDP和和TCP都使用端口标识每个都使用端口标识每个TCP/IP程程序的通信序的通信面向连接的服务，在主机之间建立会话面向连接的服务，在主机之间建立会话TCP通过确认和按顺序传递数据来确保数据传通过确认和按顺序传递数据来确保数据传递递使用使用TCP的程序能确保可靠的数据传输的程序能确保可靠的数据传输TCP比较慢，有更高的开销要求，而且只支持比较慢，有更高的开销要求，而且只支持点对点通信点对点通信TCP/IP协议组的核心协议wInternet协议（协议（IP）w提供通过互联网络的连接和最有效的数据报提供通过互联网络的连接和最有效的数据报分发分发w提供数据报的分组和重组，以支持最大传输提供数据报的分组和重组，以支持最大传输单元（单元（MTU）不同的数据链路）不同的数据链路TCP/IP协议组的核心协议w地址解析协议（地址解析协议（ARP）：地址解析就是将IP地址映射到物理地址的过程，即通过地址解析把计算机的逻辑地址以及物理地址等同起来wARP对同一物理网络上的主机提供以下协议服务w通过使用网络广播请求过的媒体访问控制地址MAC，回应ARP请求时，ARP回复发送方和原始ARP请求方都将彼此的IP地址以及媒体访问控制地址记录成被成为ARP缓存的本地表中的项目，以便将来使用w硬件寻址，在硬件寻址，在LAN上使用的硬件必须包含厂商为设上使用的硬件必须包含厂商为设备编入的唯一地址。对于以太网和令牌网备编入的唯一地址。对于以太网和令牌网LAN硬件，硬件，这个地址称作媒体访问控制地址这个地址称作媒体访问控制地址TCP/IP协议组的核心协议wInternet控制消息协议（控制消息协议（ICMP）wICMP负责报告关于数据报的传递错误和消息，它负责报告关于数据报的传递错误和消息，它在数据消息不能到达目标计算机时发出警告或通知在数据消息不能到达目标计算机时发出警告或通知用户到达目标机所用的时间用户到达目标机所用的时间w常见的常见的ICMP信息信息确定确定IP节点（主机或路由器）能否在网络上使用节点（主机或路由器）能否在网络上使用回复回复ICMP回显请求回显请求通知主机数据报无法传递通知主机数据报无法传递通知主机由于的拥塞而降低发送数据报的速率通知主机由于的拥塞而降低发送数据报的速率通知首选路由的主机通知首选路由的主机指明指明IP数据报的生存时间（数据报的生存时间（TTL）已到期）已到期请求回显请求回显回显答复回显答复无法连接目无法连接目标标渊结束渊结束重定向重定向超时超时ICMP消息消息描述描述TCP/IP协议组的核心协议Internet组管理协议（组管理协议（IGMP）IGMP用于支持多播的路由器和多播组的成员用于支持多播的路由器和多播组的成员之间交换成员状态信息。之间交换成员状态信息。网络监视器wPing 实用程序w网络监视器概述w网络监视器的工作原理w安装网络监视器内容小结w本章我们学习了OSI参考模型、TCP/IP协议组的有关内容，并介绍了有关网络监视器的相关内容。通过对TCP/IP的理解，我们可以确定在网络上一台运行Windows Server 2003的主机与网络上的其他主机是否可以实现通信，以及数据包在TCP/IP各层的传递过程。通过OSI参考模型与TCP/IP协议组的比较，我们可以理解OSI参考模型与TCP/IP协议组的对应关系。通过对网络监视器内容的学习，我们可以利用网络监视器来解决网络中的一些连接故障。w通过本次学习，我们应该理解与掌握：wOSI参考模型的基本结构以及每一层的功能wTCP/IP协议组的四层结构wTCP/IP各层协议的功能wTCP/IP与OSI参考模型的关系w如何安装和使用网络监视器课后练习与问答w练习一：安装网络监视器w练习二：安装网络监视器驱动w问题一：OSI模型的哪一层把原始数据位打包成数据帧wA:物理层 B：网络层 C：表示层 D数据链路层w问题二：用户想要修改一个现有的协议，以便更好的适应网络的发展。用户认识到可以使用开放式协议来达到目的。用户可以是用下面的哪一个协议？wA:ISP/SPX B:AppleTalk C:NetBEUI D:TCP/IPw问题三：哪个TCP/IP传输协议最快wA:ICMP B:TCP C:IP D:UDP w问题四：OSI参考模型的那层负责转换数据格式？wA:应用层 B:网络层 C:表示层 D：数据链路层