《CPIP协议详解》PPT课件

TCP/IP协 议 详 解 内 容 提 要vTCP/UDPvDNSvSNMPvIPv6 TCP/UDPv面 向 连 接 与 面 向 无 连 接v端 口v三 次 握 手vTCP报 文 格 式vUDP报 文 格 式 端 口v端 口 将 应 用 进 程 与 IP网 络 相 关 联 ， 是 应 用 进程 的 地 址 标 识 。v一 个 端 口 是 一 个 16位 号 码 。v端 口 分 为 公 用 和 临 时 两 种 ：公 用 端 口 ： 属 于 标 准 服 务 器 ， 由 权 威 机 构IANA统 一 分 配 ， 从 11023。临 时 端 口 ： 用 于 客 户 ， 从 102465535。 协议端口号关键字描述UDP 42 NAMESERVER 主 机 名 字 服 务 器UDP 53 DOMAIN 域 名 服 务 器UDP 67 BOOTP Client 客 户 端 启 动 协 议 服 务UDP 68 BOOTP Server 服 务 器 端 启 动 协 议 服 务UDP 69 TFTP 简 单 文 件 传 输 协 议UDP 111 RPC 微 系 统 公 司 RPCTCP 20 FTP Data 文 件 传 输 服 务 器 （ 数 据 连 接 ）TCP 21 FTP Control 文 件 传 输 服 务 器 （ 控 制 连 接 ）TCP 23 Telnet 远 程 终 端 服 务 器 TCP 25 SMTP 简 单 邮 件 传 输 协 议TCP 80 HTTP 超 文 本 传 输 协 议 Socket 套 接 字v 为 了 使 得 多 主 机 多 进 程 通 信 时 ， 不 至 于 发 生 混 乱 情况 ， 必 须 把 端 口 号 和 主 机 的 IP地 址 结 合 起 来 使 用 ，称 为 插 口 或 套 接 字 （ Socket） 。v 由 于 主 机 的 IP地 址 是 唯 一 的 ， 这 样 目 的 主 机 就 可 以区 分 收 到 的 数 据 报 的 源 端 机 了 。v 套 接 字 包 括 IP地 址 （ 32位 ） 和 端 口 号 （ 16位 ） ， 共48位 。v 例 如 （ 124.33.13.55， 200） 和 （ 126.45.21.51， 25）就 是 一 对 套 接 字 ， 在 整 个 Internet中 ， 在 传 输 层 上进 行 通 信 的 一 对 套 接 字 都 必 须 是 唯 一 的 。 v Netstat -an 查 看 主 机 网 络 连 接 状 态 v TCP连 接 的 建 立第 一 次 握 手 ： 客 户 端 TCP首 先 给 服 务 器 端 TCP发 送 一 个 特 殊 的 TCP数 据段 。 该 数 据 段 不 包 含 应 用 层 数 据 ， 并 将 头 部 中 的 SYN位 设 置 为 1， 所 以 该 数据 段 被 称 为 SYN数 据 段 。 另 外 ， 客 户 选 择 一 个 初 始 序 列 号 SEQ， 设 SEQ x并 将 这 个 编 号 放 到 初 始 的 TCP SYN数 据 段 的 序 列 号 字 段 中 。 该 数 据 段 被 封装 到 一 个 IP数 据 报 中 ， 并 发 送 给 服 务 器 。第 二 次 握 手 ： 一 旦 装 有 TCP SYN数 据 段 的 IP数 据 报 到 达 了 服 务 器 主 机 ， 服务 器 将 从 该 数 据 报 中 提 取 出 TCP SYN数 据 段 ， 给 该 连 接 分 配 TCP缓 冲 区 和变 量 ， 并 给 客 户 TCP发 送 一 个 允 许 连 接 的 数 据 段 。 这 个 允 许 连 接 的 数 据 段也 不 包 含 任 何 应 用 层 数 据 。 但 是 ， 它 的 头 部 中 装 载 着 3个 重 要 信 息 。 首 先 ，SYN被 设 置 为 1； 其 次 ， TCP数 据 段 头 部 的 确 认 字 段 被 设 置 为 x 1； 最 后 ，服 务 器 选 择 自 己 的 初 始 顺 序 号 ， SEQ=y， 并 将 该 值 放 到 TCP数 据 段 头 部 的序 列 号 字 段 中 。第 三 次 握 手 ： 在 接 收 到 允 许 连 接 数 据 段 之 后 ， 客 户 也 会 给 连 接 分 配 缓 冲 区 和 变 量 。 客 户 端 主 机 还 会 给 服 务 器 发 送 另 一 个 数 据 段 ， 对 服 务 器 的 允 许 连接 数 据 段 给 出 确 认 。 三 次 握 手 TCP协 议 中 连 接 建 立 的 过 程 SYN(SEQ=x)SYN(SEQ=y)ACK=x+1REJECT SYN(SEQ=x)SYN(SEQ=y)ACK=x+1ACK=zREJECT异 常 情 况主 机 1 主 机 2 主 机 1 主 机 2 呼 叫 碰 撞 的 情 况主 机 1 主 机 2SYN(SEQ=x)SYN(SEQ=y)SYN(SEQ=y,ACK=x+1) SYN(SEQ=x,ACK=y+1) v连 接 的 释 放v第 一 次 握 手 ： 由 进 行 数 据 通 信 的 任 意 一 方 提出 要 求 释 放 连 接 的 请 求 报 文 段 。 v第 二 次 握 手 ： 接 收 端 收 到 此 请 求 后 ， 会 发 送确 认 报 文 段 ， 同 时 当 接 收 端 的 所 有 数 据 也 都已 经 发 送 完 毕 后 ， 接 收 端 会 向 发 送 端 发 送 一个 带 有 其 自 己 序 号 的 报 文 段 。v第 三 次 握 手 ： 发 送 端 收 到 接 收 端 的 要 求 释 放连 接 的 报 文 段 后 ， 发 送 反 向 确 认 。 主 机 A 主 机 BFIN， SEQ=xACK=x+1 FIN， SEQ=y,ACK=x+1 ACK=y+1TCP连 接 的 释 放 过 程 源 端 口 32 bit 目 的 端 口 序 列 号 确 认 号 数 据 偏 移 首 部 长 度 保 留 U R G A C K P S H R S T S Y N F I N 窗 口 校 验 和 紧 急 指 针 任 意 选 项 （ 如 果 有 的 话 ） 填 充 数 据 图 3.22 TCP报 文 段 格 式 TCP数 据 报 文 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充源端口和目的端口字段各占 2 字节。标识了发送方和接收方的应用进程。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充序号字段占 4 字节。TCP 连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个序号。序号字段的值则指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充确认号字段占 4 字节，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充数据偏移占 4 bit，它指出 TCP 报文段的数据起始处距离 TCP 报文段的起始处有多远。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充保留字段占 6 bit，保留为今后使用，但目前应置为 0。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充紧急比特 URG 当 URG 1 时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送(相当于高优先级的数据)。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充确认比特 ACK 只有当 ACK 1 时确认号字段才有效。当 ACK 0 时，确认号无效。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充推送比特 PSH (PuSH) 接收 TCP 收到推送比特置 1 的报文段，就尽快地交付给接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充复位比特 RST (ReSeT) 当 RST 1 时，表明 TCP 连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，通知一下对方。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充同步比特 SYN 同步比特 SYN 置为 1，就表示这是一个连接请求或连接接受报文。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充终止比特 FIN (FINal) 用来释放一个连接。当FIN 1 时，表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充窗口字段 占 2 字节。窗口字段用来控制对方发送的数据量，单位为字节。TCP 连接的一端根据设置的缓存空间大小确定自己的接收窗口大小，然后通知对方以确定对方的发送窗口的上限。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充检验和 占 2 字节。检验和字段检验的范围包括首部和数据和伪段头（不是TCP里的信息，但是计算校验和的时候也计算了的内容：IP地址，TCP数据段长度，协议类型）。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充紧急指针字段 占 16 bit。紧急指针指出在本报文段中的紧急数据的位置。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充选项字段 长度可变。TCP 规定了二种选项，最大报文段长度 MSS (Maximum Segment Size)。MSS 告诉对方 TCP：“我的缓存所能接收的报文段的数据字段的最大长度是 MSS 个字节。” 和窗口扩大因子，用于扩大接收方窗口。MSS 是 TCP 报文段中的数据字段的最大长度。数据字段加上 TCP 首部才等于整个的 TCP 报文段。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充填充字段 这是为了使整个首部长度是 4 字节的整数倍。 UDP报 文 头 结 构 IPv6IPv4的 不 足v地 址 基 本 耗 尽 ， 这 是 当 前 最 棘 手 的 问 题 v路 由 表 越 来 越 大 v功 能 不 足 ， 缺 少 对 多 媒 体 信 息 传 输 的 支 持 v缺 少 对 安 全 的 支 持 v缺 少 对 主 机 漫 游 的 支 持 IPv6的 主 要 改 进v更 大 的 地 址 空 间 ： 128位v灵 活 的 首 部 格 式 ： 用 一 系 列 固 定 格 式 的 扩 展首 部 取 代 了 IPv4中 可 变 长 度 的 选 项 字 段v简 化 了 协 议 ： 如 取 消 了 首 部 的 校 验 和 字 段 ，分 段 只 能 在 源 端 进 行v允 许 对 网 络 资 源 的 预 分 配 ， 支 持 实 时 图 像 等要 求 保 证 一 定 的 带 宽 和 时 延 的 应 用v允 许 协 议 继 续 演 变 ， 增 加 新 的 功 能 IPv6数 据 包 格 式 扩 展 头 部 域 名为 了 使 用 和 记 忆 方 便 ， 因 特 网 还 采 用 了 域 名 管 理 系 统 ，简 称 DNS（ Domain Name System） ， 在 IP地 址 之 外 ，网 上 的 计 算 机 还 有 另 一 种 表 示 法 ： 域 名 ， 它 是 由 代 表一 定 意 义 的 英 文 单 词 的 缩 写 构 成 ， 如 ：www. X说 明 这 是 一 台WWW主 机 西 电 教 育 部 门 中 国 DNS域 名 结 构v 域 名 是 一 种 按 一 定 规 律 书 写 的 、 用 户 容 易 理 解 、 容 易记 忆 的 Internet地 址 。v Internet上 一 台 主 机 的 主 机 名 是 由 它 所 属 的 各 级 域 的域 名 和 分 配 给 该 主 机 的 名 字 共 同 构 成 的 。v 书 写 的 时 候 ， 顶 级 域 名 放 在 最 右 面 ， 各 级 名 字 之 间 有“ .” 隔 开 。v 域 名 是 有 层 次 的 。 Internet主 机 域 名 的 一 般 格 式 为 ：四 级 域 名 .三 级 域 名 .二 级 域 名 .顶 级 域 名 （ 并 不 一 定分 四 级 ） 如 ： 。v 顶 级 的 域 名 划 分 采 用 了 两 种 模 式 ： 地 理 模 式 、 组 织 模 式 因 特 网 的 名 字 空 间 comnetorgedugovmilcoopbizinfoaerointcnukhkjsshbjorgnetgoveducomacpkufudansjtutsinghua树根cctvibmhpmot顶级域名二级域名三级域名mail ep四级域名mailcsnetlseu 1、 地 理 模 式v 顶 级 域 名 表 示 国 家 ， 次 级 域 名 表 示 该 网 络 的 属 性 。v 见 下 表 所 示 ：顶 级域 名 所 表 示 的国 家 或 地 区 顶 级域 名 所 表 示 的国 家 或 地 区 顶 级域 名 所 表 示 的国 家 或 地 区au 澳 大 利 亚 ca 加 拿 大 ch 瑞 士cn 中 国 cu 古 巴 De 德 国dk 丹 麦 es 西 班 牙 fr 法 国hk 香 港 in 印 度 It 意 大 利jp 日 本 mo 澳 门 se 瑞 典 sg 新 加 坡 tw 台 湾 us 美 国 2、 组 织 模 式v 在 组 织 模 式 中 ， 顶 级 域 名 表 示 该 网 络 的 属 性顶 级 域名 表 示 的 网 络 属 性 顶 级 域名 表 示 的 网 络 属性 顶 级 域名 表 示 的 网 络 属 性Com 盈 利 的 商 业 实 体 mil 军 事 机 构 或 组织 Store 商 场Edu 教 育 机 构 或 设 施 net 网 络 资 源 或 组织 Wb 和 WWW有 关 的实 体 Gov 非 军 事 性 政 府 或组 织 Org 非 盈 利 性 组 织机 构 Arts 文 化 娱 乐int 国 际 性 机 构 firm 商 业 或 公 司 Arc 消 遣 性 娱 乐 常 见 七 类 机 构 性 顶 级 域 名vCOM商 业 机 构 , vEDU教 育 机 构 ， vINT国 际 机 构 ， www.who.int vGOV政 府 机 构 , www.whitehouse.gov vMIL军 事 机 构 , www.army.mil v www.navy.mil vNET网 络 机 构 , vORG社 会 团 体 、 组 织 . www.chinaembassycanada.org 域 名 服 务 器 主 机 域 名 不 能 直 接 用 于 TCP/IP协 议的 路 由 选 择 中 。 当 用 户 使 用 主 机 域 名 进行 通 信 时 ， 必 须 首 先 要 将 其 映 射 成 IP地址 。 这 种 将 主 机 域 名 映 射 为 IP地 址 的 过程 称 为 域 名 解 析 ， Internet的 域 名 系 统DNS能 够 完 成 此 项 工 作 。 域 名 解 析 过 程 简 单 网 络 管 理 协 议 SNMP网 络 管 理 的 要 求 网 络 管 理 的 功 能 常 用 术 语 SNMP模 型 网 管 站 网 管 代 理 委 托 代 理