《[精选]情景1第一次课(网络设备配置与管理)23537.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[精选]情景1第一次课(网络设备配置与管理)23537.pptx（192页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、网络设备配置与管理网络设备配置与管理学习情景学习情景1 1课程简介学习资源课程简介学习资源p课程名称：网络设备配置与管理p教材及参考书：中小企业网络设备配置与管理，王新风主编，清华大学出版社p网络学习资源：中国IT实验室网络设备频道：http:/ http:/ Switch配置:基本配置VLAN配置p园区网络的安全 ACL配置防火墙配置p局域网与INTERNET链接：NAT配置p广域网连接:PPP配置广域网认证帧中继配置 p 网络设备管理:备份和升级密码配置/破解课程简介课程内容课程简介课程内容p情境1 组建中小型局域网p情境2 控制交换网络中的广播流量p情境3 交换网络的优化设计p情境4 网
2、络间的互联p情境5 园区网络的安全p情境6 广域网连接p情境7 局域网与Internet互连p情境8 网络设备的管理课程简介考核办法课程简介考核办法p考勤：10%p作业、平时测验：20%p实验：20%p考试：50%CiscoCisco认证体系认证体系学习情景学习情景1 1：组建中小型局域网：组建中小型局域网加深理解网络加深理解网络任务1-1：数据的封装、解封装与传输任务1-2：网络协议任务1-3：IP地址及子网划分任务1-4：常用网络设备任务任务1-11-1：数据的封装、解封装与传输：数据的封装、解封装与传输学习目标：p理解网络体系结构p理解数据封装、解封装与传输过程学习内容：p网络体系结构O
3、SI七层模型TCP/IP四层模型p数据封装、解封装与传输问题：问题：1、什么是网络分层及网络体系结构？2、OSI参考模型各层的名称、功能、数据单元？3、OSI参考模型的工作机制？数据封装与解封装的过程。4、TCP/IP模型与OSI参考模型的比较。5、Internet内2个站点是如何通信的？老总A深圳邮局写信投信深圳火车站收集分拣打包收集分拣打包发货老总B北京邮局北京火车站读信收信投递分拣解包发送分拣解包收货交通线交通线写信规则邮政规则运输规则生活中的例子：理解网络分层和通信生活中的例子：理解网络分层和通信协议协议协议什么是网络分层及网络体系结构？什么是网络分层及网络体系结构？分析上述例子（分析
4、上述例子（1 1）p目的：通信p是怎么完成的通信？每个人遵守一定的规则A按一定的格式写好信邮局根据邮件的处理方法发送邮件铁路有自己的运作方式p以上每个人协同工作，相互依赖，完成同一件事：通信分析上述例子（分析上述例子（2 2）p每个人又相互独立明确分工A只需要知道把信投到邮筒就行了邮递员不需要会开火车p“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题比较易于研究和处理 （网络分层的概念）网络分层网络分层p分层通常是解决复杂问题的好方法p分层意味着分工p分层的3大优点：各层之间独立，一层变化不影响其他层易于实现和维护有利标准化：不同厂家的设备可以共存网络体系结构网络体
5、系结构 =分层分层 +协议协议对等层有协议对等层有协议相邻层有接口相邻层有接口网络体系结构网络体系结构pOSI模型理论模型p TCP/IP模型实用模型两大两大网络体系结构网络体系结构网络体系结构网络体系结构-OSI-OSI模型模型pISO（国际标准化组织）80年代提出的标准p 开发系统互连基本参考模型OSI/RM（Open System Interconnection Reference Model）p 七层模型p 理论模型网络体系结构网络体系结构-OSI-OSI模型模型二进制传输 7.7.应用层应用层 6.表示层表示层 4.传输层传输层 3.网络层网络层 2.链路层链路层1.物理层物理层5.
6、会话层会话层处理网络应用 数据表示 主机间通信 端到端的连接 寻址和最短路径 介质访问（接入）OSIOSI模型模型物理层物理层p负责0和1的传送:使用什么传输介质？0和1在线路上如何表示？线的接头是什么样的？机械、电气、功能特性等。比喻：信是用火车拉还是汽车拉？OSIOSI模型模型数据链路层数据链路层介质访问控制介质访问控制p帧的封装：将传输数据增加同步信息、校验信息及地址信息后封装成数据帧。p差错检测：检错，不纠错循环冗余校验p介质访问控制方法：同一线路有多台计算机要访问，要避免冲突比喻：邮局会在信上盖上邮戳OSIOSI模型模型网络层网络层p寻址：数据是谁发送的、发给谁？如何表示不同的计算机
7、？例如：IP地址p路由：选择最佳路径将信息从最合适的路径传送到接收端。比喻：信从什么线路送到北京？从从A A到到C C有什么路径？有什么路径？OSIOSI模型模型传输层传输层p提供可靠（或者不可靠）的端到端服务。p流量控制。比喻：发现对方没收到信，会再发一封？OSIOSI模型模型会话层会话层p允许用户在设备之间建立、维持和终止会话。p管理会话。p举例：元首之间的会晤，先派人谈好议事规则。OSIOSI模型模型表示层表示层p对数据进行编码p数据压缩p数据的加密比喻：信用中文还是英文写？OSIOSI模型模型应用层应用层p作为用户应用程序与网络间的接口p使用户的应用程序能够与网络进行交互式联系网络体系
8、结构网络体系结构 TCP/IP TCP/IP模型模型p70年代中期美国国防部高级研究规划署(DARPA)为其研究性网络ARPAnet开发的网络体系结构。p已成为Internet上通信的标准。p四层模型p实用模型应用层传输层网络层网络接口层OSIOSI参考模型与参考模型与TCP/IPTCP/IP模型模型应用层应用层表示层表示层会话层会话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TCP/IPTCP/IP协议栈协议栈p 一台计算机要发送数据到另一台计算机，数据首先必须打包，打包的过程成为封装。p 封装就是在数据前面加
9、上特定的协议头部。数数 据据协议头协议头p 每一层的数据格式是不一样的。数据封装数据封装各层数据协议单元(PDU)：p应用层、表示层、会话层：数据（Data）p传输层：段（Segment）p网络层：包（Packet）p数据层：帧（Frame）p物理层：位（Bit）各层数据协议单元各层数据协议单元(PDU)(PDU)传输层数据链路层物理层 网络层高层数据高层数据TCP 头部数据IP头部数据LLC头部0101110101001000010数据MAC头部应用层段段包包位位帧帧协议数据协议数据单元单元PDUFCSFCS数据封装数据封装高层数据LLC+IP+TCP+高层数据MAC头部IP+TCP+高层数
10、据LLC头部TCP+高层数据IP头部高层数据TCP 头部0101110101001000010 传输层数据链路层 物理层网络层 应用层数据解封装数据解封装数据传输数据传输p发送方：数据自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程。p接收方：到达目的地后自下而上递交的过程就是不断拆封的过程。p在物理线路上传输的数据，其外面实际上被包封了多层“信封”。p某一层只能识别由对等层封装的“信封”，而对于被封装在“信封”内部的数据仅仅是拆封后将其提交给上层，本层不作任何处理。以太帧的封装以太帧的封装以太帧的解封装以太帧的解封装问题：问题：InternetInternet内内2 2个站点是如何通信的？个站点是
11、如何通信的？以太网1以太网2FDDI网网MAC帧IP1IP2IP3IP4IP5IP6H1H6R1R2HA1HA2HA3HA4HA5HA6IP1IP6IP1IP6IP1IP6HA1HA2HA3HA4HA5HA6小结：小结：p为了方便研究，将网络分层p网络体系结构=分层+协议 p七层模型（理论模型）和四层模型（实用模型）p在发送方，数据从上层流向一层，有个数据封装的过程，在接收方，数据从下层流向上层，有个数据拆封的过程。任务任务1-21-2：网络协议：网络协议学习目标：p了解TCP/IP协议栈p掌握主要网络协议的功能p掌握主要网络协议的首部格式p学会使用ethereal软件抓包并分析问题：问题：1
12、、TCP/IP各层名称、功能、协议、数据协议单元、地址。2、IP、ARP、ICMP、TCP、UDP协议的功能以及协议头部格式。实践：使用ethereal软件抓包并分析。TCP/IPTCP/IP协议栈协议栈各种应用层协议 网络接口层(TELNET,FTP,SMTP 等)物理硬件运输层TCP,UDP应用层ICMPIPRARPARP与各种网络接口网际层IGMPTCP/IP TCP/IP TCP/IP TCP/IP 应用层应用层应用层应用层应用层应用层传输层传输层Internet层层数据链路层数据链路层物理层物理层文件传输文件传输-TFTP*-FTP*-NFSE-Mail-SMTP远程登陆远程登陆-T
13、elnet*-rlogin*网络管理网络管理-SNMP*名称管理名称管理-DNS*确定进程之间通信的性质，以满足用户需要Transmission ControlProtocol(TCP)User Datagram Protocol(UDP)应用层应用层传输层传输层Internet层层数据链路层数据链路层物理层物理层面向连接面向连接面向无连接面向无连接pIP层并不保证数据的可靠p如同邮局并不保证所有的信一定安全寄给对方pTCP协议：可靠传输协议pUDP协议：不可靠传输协议TCP/IP TCP/IP TCP/IP TCP/IP 传输层传输层传输层传输层TCPTCP协议协议pTCPTCP:可靠传输协
14、议。面向连接，在传输数据之前要先建立连接，有流量控制、差错检测、数据重发功能。包头较大，网络开销大。p保证可靠的方法：三次握手，建立连接确认、重传滑动窗口可靠传输的方法可靠传输的方法-三次握手三次握手可靠传输的方法可靠传输的方法-确认和重传确认和重传端口端口两类端口：p熟知端口 其数值一般为 01023。当一种新的应用程序出现时，必须为它指派一个熟知端口。p一般端口 用来随时分配给请求通信的客户进程。套接字套接字socketsocketpIP地址+Port套接字socketp一对套接字对应一对通信的进程 如：(138.3.1.6,1500)和(221.2.3.1,25)(144.43.4.1,
15、1500)和(221.2.3.1,25)常用的端口号常用的端口号TCP端口号端口号FTP传输层传输层TELNETDNSSNMPTFTPSMTPUDP应用层应用层2123255369161RIP520使用使用TCPTCP和和UDPUDP协议的各种应用和应用层协议协议的各种应用和应用层协议应 用应用层协议运输层协议名字转换DNS一般用UDP选路协议RIP一般用UDP网络管理SNMP一般用UDP网络文件服务NFS一般用UDPIP电话专用协议一般用UDP流式多媒体通信专用协议一般用UDP邮件传输SMTPTCP远程登陆TELNETTCP超文本传输HTTPTCP文件传输FTPTCPTCP首部20 字节的固
16、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TCP 数据部分TCP 首部TCP 报文段IP 数据部分IP 首部发送在前TCPTCP首部格式首部格式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。端口是运输层与应用层的服务接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口
17、才能实现。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
18、字节的序号。比特 0 8 16 24 31TCP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。“数据偏移”的单位不是字节而是 32 bit 字（4 字节为计算单位）。比特 0 8 16 24 31TCP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填 充保留字
19、段占 6 bit，保留为今后使用，但目前应置为 0。比特 0 8 16 24 31TCP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)。比特 0 8 16 24 31TCP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填 充确认
20、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。比特 0 8 16 24 31TCP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。比特 0 8 16 24 31TCP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
21、FINSYNRSTPSHACKURG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，然后再重新建立运输连接。比特 0 8 16 24 31TCP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。比特 0 8 16 24 31TCP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
22、 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG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。比特 0 8 16 24 31TCP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。比
23、特 0 8 16 24 31TCP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这两部分。在计算检验和时，要在 TCP 报文段的前面加上 12 字节的伪首部。比特 0 8 16 24 31TCP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填 充紧急指针字段 占 16 bit。紧急指针指出在本报文
24、段中的紧急数据的最后一个字节的序号。比特 0 8 16 24 31比特 0 8 16 24 31TCP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填 充选项字段 长度可变。TCP 只规定了一种选项，即最大报文段长度 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。”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
25、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。比特 0 8 16 24 31UDPUDP协议协议pUDP:不可靠传输协议。无连接，直接发送数据，不进行流量控制，没有差错检测和数据重传功能。包头小，网络开销较小。p不在乎对方是否收到数据p没有了TCP为了保证数据可靠的一系列措施伪首部源端口目的端口长 度检验和数 据首 部UDP长度源 IP 地址目的 IP 地址017IP 数据报字节44112122222字节发送在前数 据首
26、 部UDP 用户数据报UDPUDP首部格式首部格式Internet Protocol(IP)Internet Control MessageProtocol(ICMP)Address ResolutionProtocol(ARP)Reverse AddressResolution Protocol(RARP)各种路由协议各种路由协议应用层应用层传输层传输层Internet层层数据链路层数据链路层物理层物理层p核心是确定数据包从源端到目的端如何选择路由。pIP协议提供无连接的、不可靠的服务。pARP协议把已知的IP地址接析成数据链路层地址。pRARP协议把已知的数据链路层地址解析成IP地址。pI
27、CMP定义了网络层控制和传递消息的功能。TCP/IP TCP/IP TCP/IP TCP/IP 网络层网络层网络层网络层IP IP 数据报的格式数据报的格式p一个 IP 数据报由首部和数据两部分组成。p首部的前一部分是固定长度，共 20 字节，是所有 IP 数据报必须具有的。p在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。固定部分可变部分04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特数 据 部
28、 分首 部传送IP 数据报首部首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特固定部分可变部分版本占 4 bit，指IP协议的版本目前的 IP 协议版本号为 4(即 IPv4)首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先
29、级数 据 部 分比特固定部分可变部分首部长度占 4 bit，可表示的最大数值是 15 个单位(一个单位为 4 字节)因此 IP 的首部长度的最大值是60字节。首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特固定部分可变部分服务类型占 8 bit，用来获得更好的服务这个字段以前一直没有被人们使用 首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首
30、部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特固定部分可变部分总长度占 16 bit，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为 65535 字节。总长度必须不超过最大传送单元 MTU。首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特固定部分可变部分标识(identification)占 1
31、6 bit，它是一个计数器，用来产生数据报的标识。首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特固定部分可变部分标识(identification)占 16 bit，它是一个计数器，用来产生数据报的标识。首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度012
32、34567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特固定部分可变部分片偏移(12 bit)指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。片偏移以 8 个字节为偏移单位。偏移=0/8=0偏移=0/8=0偏移=1400/8=175偏移=2800/8=350140028003799279913993799需分片的数据报数据报片 1首部数据部分共 3800 字节首部 1首部 2首部 3字节 0数据报片 2数据报片 314002800字节 0IP IP 数据报分片的举例数据报分片的举例首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验
33、和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特固定部分可变部分生存时间(8 bit)记为 TTL(Time To Live)数据报在网络中的寿命，其单位为秒。首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特固定部分可变部分协议(8 bit)字段指出此数据报携带的数据使用何种协议以便目的主机的 IP 层将数据部分上交给哪
34、个处理过程运输层网络层首部TCPUDPICMPIGMPOSPF数 据 部 分IP 数据报协议字段指出应将数据部分交给哪一个进程首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特固定部分可变部分首部检验和(16 bit)字段只检验数据报的首部不包括数据部分。这里不采用 CRC 检验码而采用简单的计算方法。发送端接收端16 bit字 116 bit字 2置为全 0检验和16 bit字 n16 bit反码算
35、术运算求和取反码数据报首部IP 数据报16 bit检验和16 bit字 116 bit字 216 bit检验和16 bit字 n16 bit反码算术运算求和16 bit结果取反码数据部分若结果为 0,则保留；否则，丢弃该数据报数据部分不参与检验和的计算首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特固定部分可变部分源地址和目的地址都各占 4 字节地址解析协议地址解析协议 ARP ARPp不管网络层使
36、用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。p每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。p当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时，就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入 MAC 帧，然后通过局域网将该 MAC 帧发往此硬件地址。ARP 响应AYXBZ主机 B 向 A 发送ARP 响应分组 主机 A 广播发送ARP 请求分组 ARP 请求ARP 请求ARP 请求ARP 请求209.
37、0.0.5209.0.0.600-00-C0-15-AD-1808-00-2B-00-EE-0A我是 209.0.0.5，硬件地址是 00-00-C0-15-AD-18我想知道主机 209.0.0.6 的硬件地址我是 209.0.0.6硬件地址是 08-00-2B-00-EE-0AAYXBZ209.0.0.5209.0.0.600-00-C0-15-AD-18ARP ARP 高速缓存的作用高速缓存的作用p为了减少网络上的通信量，主机 A 在发送其 ARP 请求分组时，就将自己的 IP 地址到硬件地址的映射写入 ARP 请求分组。p当主机 B 收到 A 的 ARP 请求分组时，就将主机 A 的这
38、一地址映射写入主机 B 自己的 ARP 高速缓存中。这对主机 B 以后向 A 发送数据报时就更方便了。ARP ARP 报头格式报头格式04816192431硬件地址长度硬件类型协议类型操 作发送方首部（8位组0-3）比特 协议长度目的IP（8位组0-3）发送方首部（8位组4-5）发送方IP（8位组0-1）发送方IP（8位组2-3）目的首部（8位组0-1）目的首部（8位组2-5）各字段说明各字段说明p硬件类型字段指明了发送方想知道的硬件接口类型，以太网的值为1。p协议类型字段指明了发送方提供的高层协议类型，IP为0806（16进制）。p硬件地址长度和协议长度指明了硬件地址和高层协议地址的长度。p
39、操作字段用来表示这个报文的目的，ARP请求为1，ARP响应为2，RARP请求为3，RARP响应为4。逆地址解析协议逆地址解析协议 RARP RARPp逆地址解析协议 RARP 使只知道自己硬件地址的主机能够知道其 IP 地址。p这种主机往往是无盘工作站。因此 RARP协议目前已很少使用。ICMPICMPp为了提高 IP 数据报交付成功的机会，在网际层使用了因特网控制报文协议 ICMP(Internet Control Message Protocol)。pICMP 允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。pICMP 不是高层协议，而是 IP 层的协议。pICMP 报文作为 IP
40、层数据报的数据，加上数据报的首部，组成 IP 数据报发送出去。ICMP ICMP 报文的格式报文的格式首 部ICMP 报文0数 据 部 分检验和类型代码（这 4 个字节取决于 ICMP 报文的类型）81631IP 数据报前 4 个字节都是一样的ICMP 的数据部分（长度取决于类型）ICMP ICMP 报文的种类有两种报文的种类有两种pICMP 差错报告报文终点不可达 源站抑制 时间超过 参数问题 改变路由（重定向）pICMP 询问报文回送请求和回答报文时间戳请求和回答报文掩码地址请求和回答报文路由器询问和通告报文TCP/IP TCP/IP 数据链路层数据链路层p两种不同的 MAC 帧格式常用的
41、以太网MAC帧格式有两种标准：DIX Ethernet V2 标准IEEE 的 802.3 标准p最常用的 MAC 帧是以太网 V2 的格式。MAC 帧字节6624IP 层物理层目的地址源地址长度/类型FCSMAC 层10101010101010 10101010101010101011前同步码帧开始定界符7 字节1 字节8 字节插入数 据MAC 子层IP 层LLC 子层802.2LLC 帧当长度/类型字段表示长度时 802.3MAC 帧以太网 V2 MAC 帧这种 802.3+802.2 帧已经较少使用目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 150043 1497111DSAP SS
42、AP111 控制 数 据字节DSAPSSAP控制IP 数据报IP 数据报MAC 帧物理层MAC 层IP 层以太网 V2 MAC 帧目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报目的地址字段 6 字节以太网以太网V2V2的的MACMAC帧格式帧格式MAC 帧物理层MAC 层IP 层以太网 V2 MAC 帧目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报源地址字段 6 字节以太网以太网V2V2的的MACMAC帧格式帧格式MAC 帧物理层MAC 层IP 层以太网 V2 MAC 帧目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报类型字段 2
43、 字节类型字段用来标志上一层使用的是什么协议，以便把收到的 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。以太网以太网V2V2的的MACMAC帧格式帧格式MAC 帧物理层MAC 层IP 层以太网 V2 MAC 帧目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报数据字段 46 1500 字节数据字段的正式名称是 MAC 客户数据字段最小长度 64 字节 18 字节的首部和尾部=数据字段的最小长度 以太网以太网V2V2的的MACMAC帧格式帧格式MAC 帧物理层MAC 层IP 层以太网 V2 MAC 帧目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报FCS 字段
44、4 字节当传输媒体的误码率为 1108 时，MAC 子层可使未检测到的差错小于 11014。当数据字段的长度小于 46 字节时，应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，以保证以太网的 MAC 帧长不小于 64 字节。以太网以太网V2V2的的MACMAC帧格式帧格式MAC 帧物理层MAC 层IP 层以太网 V2 MAC 帧目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 1500IP 数据报10101010101010 10101010101010101011前同步码帧开始定界符7 字节1 字节8 字节插入在帧的前面插入的 8 字节中的第一个字段共 7 个字节，是前同步码，用来迅速实现 MAC
45、帧的比特同步。第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC 帧。为了达到比特同步，在传输媒体上实际传送的要比 MAC帧还多 8 个字节以太网以太网V2V2的的MACMAC帧格式帧格式TCP/IPTCP/IP体系结构小结体系结构小结名 称功 能 数据单元主要协议地址应用层网络应用。邮件、文件传输等。数据HTTP，DNS，FTP，TELNET.主机名字传输层端到端的可靠传输。负责两个应用进程之间的通信。数据段TCP，UDP端口号网络层对分组进行路由选择，流量控制等。分组（包）IP，ARP，ICMP，IGMPIP地址数据链路层在两相邻节点间可靠地传输数据帧。数据帧MAC地址物理层透明的传输比特
46、流。比特任务任务1-31-3：IPIP地址及子网划分地址及子网划分学习目标：p掌握IP地址的分类，表示以及特殊IP地址。p掌握子网掩码的作用p掌握子网划分的方法p使用VLSM(可变长子网掩码)规划IP地址p使用CIDR(无类别域间路由）进行路由汇总问题：问题：p简述IP地址的含义、表示、分类p特殊IP地址p简述子网掩码的含义、作用p如何进行子网划分？写出子网的网络号以及有效IP地址的范围。p如何使用VLSM规划IP地址p如何使用CIDR进行路由汇总p IP地址唯一地标识网络上计算机，IP地址就是由0和1组成的32位字符串。IPIP地址地址p为了容易使用，采用点分十进制格式来表示IP地址 192
47、 .168 .123 .2 IPIP地址的表示地址的表示IPIP地址的结构地址的结构IPIP地址的分类地址的分类A A类地址类地址p首字节范围：1126(127保留)B B类地址类地址p首字节范围：128191C C类地址类地址p首字节范围：192223地址分配地址分配p分配A类IP：国际网络信息中心NICp分配B类IP：InterNIC、APNIC、ENICp分配C类IP：国家或地区的NIC保留地址保留地址保留地址指某些地址不能分配网络上的设备使用p 主机部分全0表示网络地址p 主机部分全1表示广播地址p 全0的IP地址，即0.0.0.0。设置缺省路由时使用p 全1地址255.255.255
48、.255，表示泛洪广播 私有地址私有地址p私有地址可以节省IP地址p私有地址不能在Internet上被路由Exercise:IP Address ClassesExercise:IP Address ClassesAddressClassNetworkHost10.2.1.1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10IP Address Classes Exercise AnswersIP Address Classes Exercise AnswersAddressClassNetworkHost10.2.1.
49、1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10ABCCBNonexistent10.0.0.0128.63.0.0201.222.5.0192.6.141.0130.113.0.00.2.1.10.0.2.1000.0.0.640.0.0.20.0.64.16A类：类：255.0.0.0B类：类：255.255.0.0 C类：类：255.255.255.0网络掩码网络掩码 10101100 00010000 00000010 10100000 172.16.2.160 11111111 11111111 00000
50、000 00000000 255.255.0.0 10101100 00010000 00000000 00000000 172.16.0.0Network ID网络掩码的作用网络掩码的作用子网划分子网划分p为了方便对一个较大的网络进行管理，可以将一个较大的网络划分为若干个子网。p 用IP地址中的主机号的前若干个比特作为“子网号”，后面剩下的仍为主机号。p 子网的划分纯属于本单位内部的事，在本单位外看不见这样的划分。划分子网原因：p提供灵活的编址p提供广播抑制p为LAN提供低水平的安全3 bits borrowed allows 23-2 or 6 subnets5 bits borrowed