第2章 tcpip与子网规划

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1、第2章TCP/IP与子网规划2.1培训目标学习目标学习完本课程，您应该能够：描述TCP/IP协议与OSI参考模型描述TCP/IP协议栈各层次功能和原理了解IPv4的不足和IPv6的基本特点描述IP地址分类和应用进行子网地址划分2前面您已经学习了OSI参考模型和相关的网络基础知识，相信您已经对互联网络有了一个大致的了解。OSI参考模型为清晰理解互联网络、开发网络产品和网络设计等带来了极大的方便，但是由于OSI过于复杂，各层功能具有一定的重复性，难于实现，再加上OSI参考模型提出时间不是非常好（这时候，TCP/IP协议逐渐占据主导地位），OSI

2、参考模型并没有流行开来。相反，TCP/IP协议现在得到了广泛应用，成为Internet的事实标准。TCP/IP协议源于美国国防部高级研究项目机构（DARPA，DefenseAdvancedResearchProjectAgency）六十年代开发的的AEPAnet。本章我们将重点介绍TCP/IP协议各层的功能，掌握支持TCP/IP协议的网络的数据通信流程。然后本文还介绍了IPv4发展的局限，以及简单介绍了IPv6。最后，您将学习基于40第二章TCP/IP与子网规划TCP/IP协议的网络地址表示方式和地址分配方法。这些内容是顺利完成后续章节学习的基础。2

3、.2TCP/IP协议2.2.1TCP/IP协议与OSI参考协议TCP/IP协议和OSI参考模型TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。OSI参考模型TCP/IP应7应用层用6表示层层5会话层4传输层传输层3网络层网络层2数据链路层数据链路层1物理层物理层4与OSI参考模型一样，TCP（TransferControlProtocol）/IP（InternetProtocol）协议（传输控制协议/网际协议）也分为不同的层次开发，每一层负责不同的通信功能。但是，TCP/IP协议简化了层次设计，只有五层：应用层、传输层、网络

4、层、数据链路层和物理层。从上图可以看出，TCP/IP协议栈与OSI参考模型有清晰的对应关系，覆盖了OSI参考模型的所有层次。应用层包含了OSI参考模型所有高层协议。因为TCP/IP协议栈支持所有的标准的物理层和数据链路层协议，而且物理层和数据链路层在前面已经做过简述，所以本章不对TCP/IP协议的物理层和数据链路层做进一步的描述。关于这两层协议和标准的深入细节，在后续章节会有讲解。41第二章TCP/IP与子网规划TCP/IP协议栈HTTP、Telnet、FTP、应用层提供应用程序网络接口TFTP、Ping、etc传输层TCP/UDP建立端到端连接IC

5、MPIP寻址和路由选择网络层ARP/RARPEthernet、802.3、PPP、数据链路层HDLC、FR、etc物理介质访问物理层接口和线缆二进制数据流传输5物理层和数据链路层涉及到在通信信道上传输的原始比特流，它实现传输数据所需要的机械、电气、功能性及过程等手段，提供检错、纠错、同步等措施，使之对网络层显现一条无错线路；并且进行流量调控。网络层检查网络拓扑，以决定传输报文的最佳路由，执行数据转发。其关键问题是确定数据包从源端到目的端如何选择路由。网络层的主要协议有IP、ICMP（InternetControlMessageProtocol，互联网

6、控制报文协议）、IGMP（InternetGroupManagementProtocol，互联网组管理协议）、ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析协议）和RARP（ReverseAddressResolutionProtocol，反向地址解析协议）等。传输层的基本功能是为两台主机间的应用程序提供端到端的通信。传输层从应用层接受数据，并且在必要的时候把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误。传输层的主要协议有TCP、UDP（UserDatagraphProtocol，用户数据报协议）。应用层负责

7、处理特定的应用程序细节。应用层显示接收到的信息，把用户的数据发送到低层，为应用软件提供网络接口。应用层包含大量常用的应用程序，例如HTTP（HyperTextTransferProtocol文本传输协议）、Telnet（远程登录）、FTP（FileTransferProtocol）等。42第二章TCP/IP与子网规划TCP/IP协议数据封装TELNETFTPSMTPTFTP2320/212569TCP/UDP6/17IP PACKETSFRAMESBITS6同OSI参考模型数据封装过程一样，TCP/IP协议在报文转发过程中，封装和去封装也发生在各层之

8、间。发送方，加封装的操作是逐层进行的。各个应用程序将要发送的数据送给传输层；传输层（TCP/UDP）对数据分