第8讲网络协议和服务

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,网络硬件和软件,马惟哲,电子邮件,:,第八章 网络协议和服务,8.1 NetBIOS/NetBEUI,8.2 IPX/SPX,8.3 TCP/IP,第八章 网络协议和服务,学习重点,TCP/IP,及其,IP,地址管理使用,IBM,最初进军个人计算机网络时，需要一个很基本的网络通讯协议,用来建构仅有十台计算机甚至更小的网络。因此诞生了,NetBIOS,(Network Basic Input/Output System),。,不久,IBM,又推出了,NetBEUI,(NetBIOS,Extened,User Interface),。,NetBEUI,一个传输协议,而,NetBIOS,充其量只是一组命令来让系统可以使用网络而已,在技术角度来看,它是一个,API(Application Program Interface),。,NetBEUI,是能够用到得最快的通讯协议了，然而,NetBEUI,不是可路由,(routable),协议,也就是不能和其它网络的机器对话。如果您想和其它网络的机器沟通,NetBEUI,就不是您所需要的了。如果想实现和其它网络的计算机沟通,必需通过路由设备或路由软件来实现。不过,Microsoft,网络则运用一种叫,NetBIOS over IP,的技术,来连接不同网络的,NetBEUI,客户。但归根结底,用来达成路由的不是,NetBIOS,而是,TCP/IP,。,8.1 NetBIOS/NetBEUI,NetBIOS,提供,名称服务,，计算机和应用程序可以通过它来在网络上标识。,NetBIOS,提供,会话服务,，它允许正在通信的计算机建立连接，或会话，以及差错检测和修复,(listen,、,call,、,send,、,receive,命令,),。,NetBIOS,提供,数据报服务,，单独的消息以无连接模式被单独发送。,8.1 NetBIOS/NetBEUI,IPX/SPX(Internet Packet Exchange/,Sequences Packet Exchange,，,网际包交换,/,顺序包交换,),协议是,NOVELL,公司开发的通信协议，具有路由功能，能实现多网段间的跨段通信。,IPX/SPX,的工作方式较简单，配置简单,性能高于,TCP/IP,协议。在整个协议中,IPX,是,NetWare,最底层的协议，它只负责数据在网络中的移动，并不保证数据传输是否成功，而,SPX,在协议中负责对整个传输的数据进行无差错处理。在,NT,中提供了两个,IPX/SPX,的兼容协议,：,NWLink,IPX/SPX,兼容协议、,NWLink,NetBIOS,，,两者统称为,NWLink,通信协议。当需要利用,Windows,系统进入,NetWare,服务器时，,NWLink,通信协议是最好的选择。,8.2 IPX/SPX,OSI,模型对应于,IPX/SPX,的示意图,IPX,对应于,OSI,来说是网络层，网络层负责逻辑寻址和路由功能，也就是说负责让消息到达正确的目的地是,IPX,的主要功能。,IPX,地址由两部分组成：网络号,(,子网号,),和节点号。,系统管理员分配网络号，在同时运行,TCP/IP,和,IPX/SPX,的网络中，网络号通常从,IP,地址派生出来,(,例如，,214.12.1.42,在十六进制中为,D60C012A),。,节点号以,MAC,为基础。,IPX,使用服务广告协议,(Service,Advertising,Protocol,SAP),来公告网络服务地址。,8.2.1,网络层协议：,IPX,IPX,网络地址,00002345:005A8C22FB32,网络号,节点号,SPX,在,OSI,对应于传输层。在这一层上，,IPX,为无连接协议，,SPX,为面向连接的协议。这样，,SPX,更为可靠，传输层负责确认、差错校验和其他可靠性问题。,IPX,可以让分组达到目的地。,SPX,负责确保分组完全到达且状态完好。,SPX,处理秩序问题，记录所传输的分组数目。它通过验证数据的接收来保证数据的送达。,8.2.2,传输层协议：,SPX,8.3 TCP/IP,TCP/IP,协议是一组包括,TCP,协议和,IP,协议、,UDP,（,User Datagram Protocol,）,协议,、,ICMP,（,Internet Control Message Protocol,）,协议和其他一些协议的协议组。,IP,地址,一个,IP,地址是用来标识网络中的一个通信实体，比如一台主机，或者是路由器的某一个端口。而在基于,IP,协议的网络中传输的数据包，也都必须使用,IP,地址,来进行标识，如同我们写一封信，要标明收信人的通信地址和发信人的地址。,同样的过程也发生在计算机网络里，每个被传输的数据包也要包括的一个,源,IP,地址,和一个,目的,IP,地址,，当该数据包在网络中进行传输时，这两个地址要保持不变，以确保网络设备总是能根据确定的,IP,地址，将数据包从源通信实体送往指定的目的通信实体。,8.3.1,网络层协议,:IP,目前，,IP,地址使用,32,位二进制地址格式，这意味着可以得到,40,亿个,IP,地址,(2,32,=4,294,967,296),。为方便记忆，通常使用以点号划分的十进制来表示,(,如：,202.112.14.1),。,一个,IP,地址主要由两部分组成：一部分是用于标识该地址所从属的,网络号,；另一部分用于指明该网络上某个特定主机,(,单独的计算机,),的,主机号,。,为了给不同规模的网络提供必要的灵活性，,IP,地址的设计者将,IP,地址空间划分为五个不同的地址类别，其中,A,B,C,三类最为常用。,注意：,这里讨论的是,IPv4,版本，新出现的,IPv6,使用,128,位地址。,IP,地址,192.168.1.14,C,类地址网络,ID,主机,ID,11000000.10101000.00000001.00001110,网络号由因特网权力机构,(Internet Assigned Numbers Authority,IANA),分配，目的是为了保证网络地址的全球唯一性。主机地址由各个网络的管理员统一分配。因此，网络地址的唯一性与网络内主机地址的唯一性确保,了,IP,地址的全球唯一性。,D类,224,239,1110,组播地址,E类,240,255,1111,保留试验使用,IP,地址类型,第一字节十进制范围,二进制固定最高位,二进制网络号,二进制主机号,A类,0,127*,0,8,位,24,位,B类,128,191,10,16,位,16,位,C类,192,223,110,24,位,8,位,IP,地址类,注意：,主机位全是,0,及全是,1,不能作为某台设备的,IP,地址,(,网络和广播预留地址,),。,局域网私有,IP,地址,在,IP,地址,3,种主要类型里，各保留了,3,个区域作为私有地址，其地址范围如下：,A,类地址：,10.0.0.0,10.255.255.255,B,类地址：,172.16.0.0,172.31.255.255,C,类地址：,192.168.0.0,192.168.255.255,公有地址紧缺，需要采用私有地址,使用,TCP/IP,通信，计算机和其它网络设备必须具有独立的,IP,地址。这是逻辑地址，在网络层上处理。,可以通过,2,种方式获得,IP,地址：,系统管理员手工设置,通过,DHCP,获得,DHCP,(Dynamic Host Configuration Protocol),是,BOOTP,的扩展，引导协议,BOOTP,(Bootstrap Protocol),最初是为了确保无盘工作站能够引导而开发的，为其分配一个,IP,地址，随后通过网络载入操作系统。,DHCP,服务器自动为客户机指定,IP,地址。,DHCP,使,IP,地址的可以租用，对于许多拥有许多台计算机的大型网络来说，每台计算机拥有一个,IP,地址有时候可能是不必要的。租期从,1,分钟到,100,年不定,(,系统管理员设定,),，当租期到了的时候，服务器可以把这个,IP,地址分配给别的机器使用。,如果计算机不能与,DHCP,服务器联系上的话，具有,APIPA(Automatic Private IP Addressing),功能的计算机会自行分配一个,IP,地址,(B,类,169.254.0.0,网络范围内,),。,自动分配,IP,地址,为了提高,IP,地址的使用效率，可将一个网络划分为子网：采用借位的方式，从主机位最高位开始借位变为新的子网位，所剩余的部分则仍为主机位。这使得,IP,地址的结构分为三部分：网络号、子网号和主机号。,IP,子网,引入子网概念后，网络位加上子网位才能全局唯一地标识一个网络。把所有的网络位用,1,来标识，主机位用,0,来标识，就得到了子网掩码,(default subnet masks),。,上图所示的子网掩码,255.255.255.0,变为,255.255.255.192,11111111111111111111111100000000,11111111111111111111111111000000,网络号,子网号,主机号,IP,地址,子网掩码,在使用,TCP/IP,进行网络传输时，,IP,必须确定目标计算机是否与发送方计算机在同一子网上。如果是，消息就在本地网络广播；如不是，消息被发送给默认网关地址,(,路由器与本地子网的接口,IP,地址,),。,例：发送计算机的,IP,地址为,192.168.1.1,，子网掩码为,255.255.255.0,。目标计算机的,IP,地址为,192.168.3.1,，子网掩码为,255.255.255.0,。,发送计算机,192.168.1.1 =11000000.10101000.00000001.00000001,255.255.255.0=11111111.11111111.11111111.00000000,ANDed,Result=,11000000.10101000.00000001.00000000,网络,ID 192.168.1.0,主机,ID 0.0.0.1,目标计算机,192.168.3.1 =11000000.10101000.00000011.00000001,255.255.255.0=11111111.11111111.11111111.00000000,ANDed,Result=,11000000.10101000.00000011.00000000,网络,ID 192.168.3.0,主机,ID 0.0.0.1,两台计算机不在同一子网上。,IP,子网,注意：,主机为全是,0,及全是,1,不能作为某台设备的,IP,地址,(,网络和广播预留地址,),。,我们看一个,CCNA,考试中常见的题型：一个主机的,IP,地址是,202.112.14.137,，掩码是,255.255.255.224,，要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址。,202.112.14.137=11001010.01110000.00001110.10001001,255.255.255.224=11111111.11111111.11111111.11100000,网络地址,=11001010.01110000.00001110.10000000 2,02.112.14.128,广播地址,=,11001010.11100000.00001110.100,11111,202.112.14.159,子网的计算,CCNA,考试中，有一种题型，要你根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。这也可按上述原则进行计算。比如一个子网有,10,台计算机，那么对于这个子网就需要,10,1,1,1,13,个,IP,地址。（注意加的第一个,1,是指这个网络连接时所需的网关地址，接着的两个,1,分别是指网络地址和广播地址。）,13,小于,