资源描述
TCP/IP通訊協定與網路架構2021/7/131TCP/IP通訊協定與網路架構2021/7/131nTCP/IP背景nTCP/IP層級式架構nTCP/IP訊息的傳送與處理n網際網路層n主機傳輸層大 綱2021/7/132TCP/IP背景大 綱2021/7/132TCP/IP背景n1967年DARPA(Defense Advanced Research Project Agency)推動ARPANET(Advanced Research Project Agency NETwork)電腦網路n1983年推廣網際網路(Internet)n1985年成立NSFNET(National Science Foundation NETwork)2021/7/133TCP/IP背景1967年DARPA(Defense AdTCP/IP背景(Cont.)n網路管理協定的產生，SNMP(Simple Network Management Protocol)n成立 ISO(International Organization for Standardization)組織，負責標準化工作nIAB(Internet Activities Board)負責網路研究與實驗之管理2021/7/134TCP/IP背景(Cont.)網路管理協定的產生，SNMP TCP/IP背景(Cont.)nIETF(Internet Engineering Task Force)負責網際網路問題的討論n網際網路的相關報告與協定等文件，稱之為RFC(Request for Comments)nNIC(network Information Center)負責管理RFC文件2021/7/135TCP/IP背景(Cont.)IETF(Internet TCP/IP協定架構圖2021/7/136TCP/IP協定架構圖2021/7/136TCP/IP協定架構n網路介面層(Network Interface Layer)n網際網路層(Internet Layer)n主機傳輸層(Transport Layer)n應用層(Application Layer)2021/7/137TCP/IP協定架構網路介面層(Network Inter網路介面層n包含OSI協定的實體層與資料連結層n此層級並未標準化n此層級使用各區域網路的原有協定2021/7/138網路介面層包含OSI協定的實體層與資料連結層2021/7/1網際網路層n建立來源端與目的端間的通道n規定網際網路的定址方式n處理資料在不同網路間傳遞方式n處理子網路之間的傳遞n選擇資料傳輸路徑2021/7/139網際網路層建立來源端與目的端間的通道2021/7/139主機傳輸層n提供傳輸控制協定(TCP)與使用者資料流協定(UDP)nTCP以連結為導向的協定nTCP負責端點間的資料傳送與回應確認nTCP負責流量控制nUDP以非連結為導向的協定2021/7/1310主機傳輸層提供傳輸控制協定(TCP)與使用者資料流協定(UD應用層n包含較高層次的協定n提供應用程式間的溝通nTELNETnFTPnSMTPnDNS2021/7/1311應用層包含較高層次的協定2021/7/1311主機間的資料傳輸2021/7/1312主機間的資料傳輸2021/7/1312訊息的傳送(1)2021/7/1313訊息的傳送(1)2021/7/1313訊息的傳送(2)2021/7/1314訊息的傳送(2)2021/7/1314網際網路協定(IP)n提供非連結式服務(Connectionless Service)n盡力傳送資料(Best-effort Delivery)n位址處理n送端n收端n資料段的分割與再彙集2021/7/1315網際網路協定(IP)提供非連結式服務(ConnectionIP Header格式2021/7/1316IP Header格式2021/7/1316IP HeadernVersion:IP版本nHeader Length:IP header長度nType of Service:表示資料傳送的品質要求nTotal Length:顯示資料段的大小nIdentifier:提供資料段被切割後的識別號碼2021/7/1317IP HeaderVersion:IP版本2021/7/TOS 格式Bits 0-2:Precedence.07.資料傳送的優先順序Bits 3:0=Normal Delay,1=Low DelayBits 4:0=Normal Throughput,1=High ThroughputBits 5:0=Normal Reliability 1=High ReliabilityBits 6-7:保留未來使用2021/7/1318TOS 格式Bits 0-2:Precedence.0IP Header(Cont.)nFlags:資料分割的控制n位元 0:保留n位元 1:0表示可以分割，1表示不可分割n位元 2:0表示是最後一個fragment，1表示後面還有資料nFragmented Offset:表示分割後的fragment在原來segment中的相對位置，以8個位元組為offset的單位2021/7/1319IP Header(Cont.)Flags:資料分割的控IP Header(Cont.)nTime to Live:segment在網路中保留的時間nProtocol:IP上一層的網路協定nHeader Checksum:IP header的總和檢查nSource Address:來源端的IP位址nDestination Address:目的端的IP位址2021/7/1320IP Header(Cont.)Time to Live:IP Header(Cont.)nOptions:Segment測試或除錯之用nPadding:使header長度以32個位元結束2021/7/1321IP Header(Cont.)Options:SegmIP 定址nIP位址是32位元的二進位資料nIP位址格式:nIP位址表示法:dotted-decimal表示法(打點十進位法)2021/7/1322IP 定址IP位址是32位元的二進位資料2021/7/132打點十進位表示法與32位元資料型態2021/7/1323打點十進位表示法2021/7/1323IP位址等級n等級A,B,C是用來代表主機與網路位址n等級D是以群組位址方式傳送的特別型態位址n等級E為保留用途2021/7/1324IP位址等級等級A,B,C是用來代表主機與網路位址202IP位址=網路編號,主機編號常用的IP位址等級2021/7/1325IP位址=網路編號,主機編號常用的IP位址等級202IP位址等級2021/7/1326IP位址等級2021/7/1326網路遮罩n網路位址:IP位址的網路部分，主機部分為0n例如，140.112.254.4，是一個等級B的主機位址，網路位址為140.112.0.0n可以利用“網路遮罩”對應出網路位址2021/7/1327網路遮罩網路位址:IP位址的網路部分，主機部分為0202等級A,B,C的網路遮罩2021/7/1328等級A,B,C的網路遮罩2021/7/1328網路位址的推算2021/7/1329網路位址的推算2021/7/1329子網路(subnet)n子網路:將IP位址中的主機部分，切割一部份作為網路部分之用nIP位址:網路部分,子網路部分,主機部分n例如，等級B的140.112.0.0，主機部分切出8的位元為子網路，140.112.1.0 140.112.254.0，有254個子網路2021/7/1330子網路(subnet)子網路:將IP位址中的主機部分，切子網路(Cont.)n可以利用“子網路遮罩”(subnet mask)對應出網路位址n子網路遮罩中的位元為1時，對應的是網路位址n子網路遮罩中的位元為0時，對應的是主機位址2021/7/1331子網路(Cont.)可以利用“子網路遮罩”(subnet m子網路(Cont.)2021/7/1332子網路(Cont.)2021/7/1332子網路(Cont.)nIP位址中的子網路部分與主機部分，有兩個位址不可使用n所有位元全為0，代表該網路或子網路n所有位元全為1，作為broadcast位址之用n一個IP位址可使用的子網路數目與主機數目:2n 2，n代表子網路或主機部分的位元數目 2021/7/1333子網路(Cont.)IP位址中的子網路部分與主機部分，有兩個子網路(Cont.)n例如，140.112.0.0(255.255.255.0)，可使用的子網路位址個數是28 2=254，可使用的主機位址個數是28 2=254 2021/7/1334子網路(Cont.)例如，140.112.0.0(255.IP PrefixnCIDR(Classless Interdomain Routing):由傳統的IP等級(等級A,等級B,等級C)進一步到IP PrefixnIP Prefix表示法:IP位址/網路位址的位元數目n例如，140.112.3.0/242021/7/1335IP PrefixCIDR(Classless InterIP Prefix2021/7/1336IP Prefix2021/7/1336路由器的介面2021/7/1337路由器的介面2021/7/1337ARP Address Resolution ProtocolnIP segment在下層加上實體位址(網路卡的硬體位址)nARP是建立IP位址與實體位址對應關係的協定n利用區域網路的廣播功能取得實體位址2021/7/1338ARP Address Resolution Proto主機傳輸層n負責建立兩台主機間的虛擬路徑n提供的主要服務:n傳輸控制協定(TCP)n使用者資料協定(UDP)2021/7/1339主機傳輸層負責建立兩台主機間的虛擬路徑2021/7/1339TCP的基本機制n為每個資料段編上序號，可以利用序號調整亂掉的資料段n接收端的確認回應(ACK),總和檢查碼(Checksum),計時器(Timer)的配合使用，提供穩定的服務品質n利用Window Control控制資料流量2021/7/1340TCP的基本機制為每個資料段編上序號，可以利用序號調整亂掉的TCP Header 格式(Transmission Control Protocol)2021/7/1341TCP Header 格式2021/7/1341TCP HeadernSource Port&Destination Port:來源端與目的端通訊埠號碼nSequence Number:表示此資料段在訊息中的序號，接收端依序組合資料段nAcknowledgment Number:接收端希望下次收到的序號，也是回應已收到封包nHeader Length:TCP Header的長度2021/7/1342TCP HeaderSource Port&DestinTCP Header(Cont.)nReserved:保留給未來使用nFlags:由6個bits所組成，控制資料的傳輸與連結nURG:緊急指標nACK:如果設定，表示此封包有一個回應nPSH:push functionnRST:重設連結2021/7/1343TCP Header(Cont.)Reserved:保留TCP Header(Cont.)nSYN:建立順序號碼nFIN:傳送資料到此為止nWindow Size:使用於流量控制，表示能接收資料的數目(以8個位元組為單位)nChecksum:錯誤偵測號碼nUrgent Pointer:緊急指標。URG flag為1時，此欄位才生效2021/7/1344TCP Header(Cont.)SYN:建立順序號碼2TCP Header(Cont.)nOptions:此資料段的發送者告訴對方能接受的最大資料段長度nPadding:使header長度以32個位元結束2021/7/1345TCP Header(Cont.)Options:此資料TCP提供的主要服務n建立,維護及終止兩個程序間之連結n順序號碼及回應，提供可靠的資料傳輸n控制流量的方法n藉由通訊埠分辨連結2021/7/1346TCP提供的主要服務建立,維護及終止兩個程序間之連結2021Three-Way Handshack2021/7/1347Three-Way Handshack2021/7/1347Three-Way Handshack2021/7/1348Three-Way Handshack2021/7/1348UDP Header 格式(User Datagram Protocol)2021/7/1349UDP Header 格式2021/7/1349UDP HeadernSource Port:來源端通訊埠號碼nDestination Port:發送端通訊埠號碼nUDP Length:整個資料段的長度nChecksum:選擇性的選項 2021/7/1350UDP HeaderSource Port:來源端通訊埠问题？问题？问题？
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