TransmissionControlProtocol/InternetProtocolOutline2.1 TCP/IP的歷史2.2 TCP/IP網絡體系結構2.3 IP尋址2.4 IP子網2.5 無類域間路由(CIDR)2.6 可變長度子網掩碼(VLSM)2.1TCP/IP歷史1969年，TCP/IP（傳輸控制協議/因特網協議）是由美國國防部（DoD）創建的。主要是用于確保數據的完整性和在毀滅性戰爭中維持通信。1970年，ARPANET主機開始使用網絡控制協議（NCP)，這就是后來的傳輸控制協議（TCP）的雛形。1972年，Telnet協議推出。Telnet用于終端仿真以連接相異的系統。1973年，文件傳輸協議（FTP）推出。FTP用于在相異的系統之間交換文件。1974年，傳輸控制協議（TCP）被詳細規定下來。TCP取代NCP，它為人們提供了更可靠的通信服務。1981年，Internet協議（IP）（又稱IPv4）被詳細規定下來。IP為端到端傳遞提供尋址和路由功能。1982年，國防通信署（DCA）和ARPA建立了傳輸控制協議（TCP）和Internet協議（IP）作為TCP/IP協議套件。1983年，ARPANET將NCP替換為TCP/IP。1984年，域名系統（DNS）推出。DNS可將域名解析為IP地址1995年，Internet服務提供商（ISP）開始向企業和個人提供Internet接入。1996年，超文本傳送協議（HTTP）推出。萬維網使用HTTP。1996年，第一套IP版本6（IPv6）標準發布。2.2 TCP/IP網絡體系結構IPICMPIGMPARPUDPTCP2.2.2 HostToHostLayer1 TCPTCP（TransmissionControlProtocol,傳輸控制協議)是一種面向連接的可靠協議。IPICMPIGMPARPUDPTCP（1）TCP數據格式Sourceport（16)Destinationport（16)Sequencenumber（32)Header

length（4)Acknowledgementnumber（32)Reserved（6)Codebits（6)Window（16)Checksum（16)Urgent（16)Options（0or32ifany)Data（varies)20

BytesBit0Bit15Bit16Bit31（2）TCP的三次握手（three-wayhandshake）發送SYN(seq=100ctl=SYN)接收SYN發送SYN,ACK(seq=300ack=101ctl=syn,ack)建立會話(seq=101ack=301ctl=ack)HostAHostB123接收SYN（3）TCP的確認發送方

接收方發送1接收1發送ACK2發送2接收2發送ACK3發送3接收3滑動窗口=1（4）TCP端口號源端口目標端口…HostA102823…SPDPHostZTelnetZ目標端口=23.

（5）TCP的順序號和確認號（6）TCP的窗口Windowsize=3Send2Windowsize=3Send1Windowsize=3Send3ACK3Windowsize=2數據3被丟棄Windowsize=3Send4Windowsize=3Send3ACK5Windowsize=2接收方發送方2 UDPUDP（UserDatagramProtocol,用戶數報協議)是一種非面向連接的不可靠協議

UDPTCPIPICMPIGMPARPUDP的數據格式沒有順序號和確認號Sourceport（16)Destinationport（16)Length（16)Data（ifany)1Bit0Bit15Bit16Bit31Checksum（16)8

Bytes3 端口號（PortNumber）端口號（續）端口號（續）常用應用層協議的端口號TCP端口號F

T

P傳輸層T

E

L

N

E

TD

N

SS

N

M

PT

F

T

PS

M

T

PUDP應用層2023255369161R

I

P520212.2.3 InternetLayerIP（InternetProtocol，互聯網協議）ICMP（InternetControlMessageProtocol，互聯網控制信息協議）ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析協議）RARP（ReverseAddressResolutionProtocol，逆向地址解析協議）DHCP（

DynamicHostConfigurationProtocol，動態主機分配協議）1 IP（InternetProtocol，因特網協議）IP是非面向連接的不可靠協議。IP關注每個數據包的地址。通過使用路由表，IP可以決定一個數據包將發送給哪一個被選擇好的后續最佳路徑。IP是從主機到主機層接收數據段的，必要時再將它們分成數據報（即數據包）。然后接收方的IP再重新組合數據報為數據段。（1）IP包的格式Protocol字段Determinesdestinationupper-layerprotocolTransport

LayerInternet

LayerTCPUDPProtocol

NumbersIP176協議號（2）IP包的分片數據包是被封裝在物理幀中傳輸的，對于網絡硬件來說，它們對一個物理幀的可傳輸數據量都規定了一個上限值，這個上限值就是最大傳輸單元，即數據包的MTU（maximumtransferunit）。例如：源于令牌環網的數據包最大傳輸單元（MTU）為4500字節、以太網的數據包最大傳輸單元為1500字節、FDDI的數據包最大傳輸單元為4770字節。如果數據包的大小比互聯網中最大網絡的MTU要大，它是無法被封裝到幀中去的；相反如果數據包的大小被限制為互連網中最小網絡的MTU，這種做法也是很不經濟的（因為在大MTU的網絡上，會造成帶寬浪費）IP包的分片和重組ICMP

（InternetControlmessageProtocol，因特網控制信息協議）ApplicationTransportInternetDataLinkPhysicalDestination

UnreachableEcho（Ping)OtherICMP1（1）ICMP包的格式（2）ICMP信息類型3 ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析協議）映射IPEthernetLocalARPIP:Ethernet:0800.0020.1111IP:=???我知道你的請求，這是我的物理地址我需要知道的物理地址.4 RARP（ReverseAddressResolutionProtocol，逆向地址解析協議）映射Ethernet IPEthernet:0800.0020.1111IP:5Ethernet:0800.0020.1111IP=???我的地址是多少？我聽到了廣播你的地址是5.2.3 IP尋址IP地址是IP網絡上每臺計算機的數字標識符。它指明了在此網絡上某個設備的位置。IP尋址允許在某網絡上的主機與另一個不同網絡上的主機進行通信，并在此過程中無需考慮這兩臺主機所在具體局域網的類型差異。2.3.1 IP地址的表示方法一個IP地址包含有32位信息。地址的數量為232個這些位通常被分割為4個部分,被稱為八位位組或字節，每一部分包含一個字節(8位)。可以使用下面3種不同的方式來描述一個IP地址：

點分十進制，如：6

二進制，如：10101l00.00010000.00011110.00111000

十六進制，如：AC.10.1E.382.3.2 IP地址的分類類別w的值

網絡數量每網絡主機數A1-12612616,777,214B128-19116,38465,534C192-2232,097,152254D224-239*注：為多播尋址保留E240-254*注：

為實驗性應用保留2.3.3 保留IP地址：本地回環(loopback)測試地址；55：廣播地址；：代表任何網絡；主機地址全為0：網絡地址，代表該網段的所有主機；主機地址全為1：廣播地址。2.3.4 分層的IP尋址方案IP地址通常被分為兩部分：網絡號主機號1 網絡號（NetworkID）網絡號唯一指定了每個網絡，同一網絡中的每臺計算機都共享相同的網絡地址,并用它作為自己IP地址的一部分。例如：IP地址6中172.16就是網絡號。2 主機號（HostID）主機號/節點號是在一個網絡中用來標識每臺計算機的，它是一個唯一的標識符。這個地址的主機部分必須唯一，因為相對于網絡(可以把它理解為一個組)而言它是用來獨立標識指定計算機的。主機號地址部分為全0時表示網絡地址；主機號地址為全1時表示廣播地址。例如IP地址6中，30.56就是主機號。A B C類地址的特征wxyzClassANetworkIDHostIDClassBNetworkIDHostIDClassCNetworkIDHostID2.3.5 子網掩碼（SubnetMask）網絡類型子網掩碼A類B類C類子網掩碼的作用IP 19 1000000.10101000.01110010.01110111Mask 11111111.11111111.11111111.00000000IP 11000000.10101000.01110010.01110111Mask 11111111.11111111.11111111.00000000NetworkID 11000000.10101000.01110010.00000000NetworkID 2.3.6 IP地址的類型廣播（Broadcast）

用于在這個網絡向所有的節點發送數據。單播（Unicast）

用于向單一日標主機發送數據。組播（Multicast）

用于將來自單一源的數據包傳送給在不同網絡上的多臺設各。1 廣播地址55(Directedbroadcast)55(Localnetworkbroadcast)X55(Allsubnetsbroadcast)廣播地址的類型單播地址組播地址2.3.7 公有地址和私有地址公有地址（PublicAddress）：

在Internet中唯一的地址，能夠在Internet中被尋址。使用時需要向ISP注冊許可。私有地址（PrivateAddress）：

用于企業內部使用，在企業內部唯一，不能夠在Internet中被尋址。使用時不需要向ISP注冊許可。私有地址范圍為：

A類：—55

B類：—55

C類：—55IP地址類別練習AddressClassNetworkHost004620練習答案AddressClassNetworkHost004620ABCCB非法IP00462.4 IP子網劃分將一個大的主網通過借用主機地址位來當作子網地址位，從而將一個大的主網分割為一系列較小的子網叫IP子網劃分。2.4.1 子網劃分的優點節約IP地址簡化網絡管理縮減網絡流量未做過子網劃分的網絡劃分過子網的網絡2.4.2 子網劃分的方法子網數量=2M（M是缺省掩碼被擴展的位數）。新建的子網中包含子網0和子網1。每個子網能容納的主機數：2N－2（N是主機地址的可用位數）。Othersubnets62820subnets5hostspersubnetClassCaddress:

子網劃分實例2.4.3 子網路由在路由器進行地址分配過程中，要求不同的接口必須使用不同的網絡地址。路由器的路由表中記錄網絡地址與接口的對應關系。0060