第十四讲TCPIP协议

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1、5.1TCP/IP协议族TCP/IP与OSI的体系结构都是采用分层结构，结构中的下层向上层提供服务。这种分层结构具有模块划分清晰，扩展性好等优点，所以被TCP/IP和OSI所采用。尽管TCP/IP和OSI都是采用分层结构，它们之间还是存在着许多重要的区别。TCP/IP与OSI分层架构间的对应，可以用下表来表示。OSITCP/IPTCP/IP各层主要功能、协议应用层应用层TelnetFTPHTTPSMTPDNS表示层会话层传输层传输层TCPUDP网络层互联网层IPARPRARPICMPIGMP数据链路层网络接口层逻辑链路子层介质访问子层物理层SONET/SDH/PDHTCP/I

2、P的发展比OSI早了约10年左右，技术上的发展较成热，开发出来的相关应用协议也比较多。TCP/IP协议族作为目前最成功的网络体系结构和协议规范，具有以下特点：1、TCP/IP协议族适用范围广泛，与多种操作系统良好的兼容性，并既可适用于局域网，又适用于广域网。2、TCP/IP协议族的通信效率很高，它在通信协议的层次上简化了OSI的七层模型。3、TCP/IP协议族可靠性高，虽然该协议在纠错能力上相对于其他协议要弱一些，但已经能够完全满足用户的要求。4、TCP/IP协议族屏蔽了网络的低层结构，给用户进行网络编程带来了很大的方便。5、TCP/IP协议族对网络的拓扑结构没有规定，因而很

3、容易扩展。5.2网络接口层协议TCP/IP参考模型对IP层之下未加定义，只指出主机必须通过某种协议连接到网络，才能发送IP分组。该层协议未定义，随不同主机、不同网络而不同，因此主机到网络层又称为网络接口层。这是TCP/IP模型的最低层，负责接收从IP层交来的IP数据报并将IP数据报通过低层物理网络发送出去，或者从低层物理网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。网络接口有两种类型。第一种是设备驱动程序，如局域网的网络接口；第二种是含自身数据链路协议的复杂子系统。TCP/IP未定义数据链路层，是因为在TCP/IP最初的设计中已经使其可以使用包括以太网、令牌环网、FDDI网、

4、ISDN和X.25在内的多种数据链路层协议。5.3互联网层协议互联网层协议主要包含：IP、IPSec、IPv4、IPv6、ARP、RARP、ICMP、IGMP、RIP、OSPF、BGP、IS-IS。本节主要介绍IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP、RIP、OSPF、BGP协议。5.3.1IP协议（网际协议）IP协议的目的是提供不可靠的、无连接的数据包传送服务，仅提供最好的传输服务。所谓不可靠指的是IP协议对数据的传输不能提供可靠的保证，对传输过程中出现的数据错误和破坏，只是简单地丢弃。所谓无连接指的是IP协议不为数据传输建立虚电路，而且每个IP数据报的路由选择都是独立的

5、。一、IP地址每个Internet上的主机和路由器都有一个Internet协议地址（简称IP地址），它是网络传输数据的依据。IP地址由网络号和主机号两部分组成，其中网络号标识该网络，而主机号标识该网络中的主机。IP地址的规划与管理由InternetNIC(Internet网络信息中心)统一负责。二、NAT网络地址转换协议1．NAT原理NAT（NetworkAddressTranslation）中文意思是“网络地址转换”，它是一个标准，允许一个整体机构(比如一个局域网中所有的电脑)以一个公用IP地址出现在Internet上。它是一种把内部私有网络地址（IP地址）翻译成合法网络I

6、P地址的技术。简单地说，就是在局域网内部网络中，当内部节点要与外部网络进行通讯时，NAT就在网关处，将内部地址替换成公用地址，从而在外部公网上正常使用。2．NAT特性NAT的主要作用是节约地址空间。和简化配置，增加网络规划的灵活性。3．NAT技术类型NAT地址转换主要类型有三种：静态转换（StaticTranslation）、动态转换（DynamicTranslations）和网络地址端口转换NAPT（NetworkAddressPortTranslation）。4．IP地址的规划为了便于网络的管理，提高网络安全性能，降低网络流量，我们可以把一个大网络分成更小的网络，称为子网

7、。IP协议支持用户根据自己网络的实际需要，创建子网络。这样，不仅可以把位于不同物理位置的主机组合在一起，还可以分离关键设备或者优化数据传送。子网编址技术是将IP地址中主机地址部分进一步划分为“子网”部分和“主机”部分。这样，IP地址格式为：IP地址＝网络地址＋子网地址＋主机地址。5.3.2ARP协议一、ARP协议ARP（Address Resolution Protocol ,地址解析协议）将网络层（IP层，也就是相当于ISO OSI的第三层）地址解析为数据连接层（MAC层，也就是相当于ISO OSI的