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1、第 五 章 主要的TCP/IP协议,2,本章要点,IP协议 ARP协议 RARP协议 ICMP协议 TCP协议与UDP协议,3,IP协议,IP协议，即Internet Protocol，也称为网际协议，是整个TCP/IP协议的基础 IP协议提供的主要服务 IP分组的传输（投递服务） 不可靠的（Unreliable） 尽最大努力投递的（Best-Effort Delivery） 无连接的（Connectionless） IP分组的拆分与重组,4,IP协议,IP分组的格式 IP头部 作业：理解IP分组的拆分与重组（Identification、Flag与Fragment Offset 字段） Ti
2、me to Live（TTL，即分组生命期）字段 IP载荷（Payload） 即传输层的报文,5,ARP协议,ARP协议，Address Resolution Protocol，即地址解析协议 ARP协议的作用 将IP地址（网络层地址）转换为MAC地址（数据链路层地址）,6,ARP协议,为什么需要ARP协议 对IP协议来讲，发送一个IP分组需要知道接收方的IP地址（即目的IP地址） 而对数据链路层来讲，发送一个帧需要知道接收方的MAC地址（即目的MAC地址） 在IP协议将自己的IP分组交给数据链路层进行发送时，需要告诉数据链路层接收方的MAC地址，因此，网络层（网际层）需要用ARP协议先将目的
3、IP地址转换为目的MAC地址,7,ARP协议,ARP缓冲区（ARP Cache） 每台主机为自己建立一个ARP缓冲区，保存了目的IP地址与目的MAC地址的映射关系 主机在发送IP分组之前，根据目的IP地址在ARP缓冲区找到对应的目的MAC地址，数据链路层将根据目的MAC地址发送数据帧 一台主机在刚启动时，ARP缓冲区为空,8,ARP协议,ARP缓冲区（ARP Cache） 如果在ARP缓冲区没有找到某个目的IP地址时，主机将以广播的形式发送一个ARP Request报文，报文中包含了该目的IP地址，其含义相当于大喊一声“谁的IP地址与目的IP地址相同” 网络中的每台主机将该目的IP地址与自己的
4、IP地址作比较，如果两者相等，那么该主机将发送ARP Reply报文作为应答，该报文中包含了该主机的MAC地址，其含义相当于回答“我的IP地址与目的IP地址相同”,9,ARP协议,重要问题 ARP请求报文只能在本地广播，即不能通过路由器和网关，也就是说通过ARP协议只能获得同一网段的主机的MAC地址 那么如何将IP分组发送给非同一网段的主机？ 解决方法：将IP分组交给缺省网关或路由器进行发送，此时就要求先通过ARP协议获取缺省网关或路由器的MAC地址,10,ARP协议,11,ARP协议,重要问题 主机如何判断目的主机与自己是否在同一网段？ 将自己的IP地址与子网掩码进行逻辑AND运算，再将目的
5、IP地址与自己的子网掩码进行逻辑AND运算，如果两者结果相同，那么就认为目的主机与自己在同一网段，否则认为目的主机与自己不在同一网段,12,ARP协议,重要问题 判断发送方与接收方是否在同一网段举例 发送方的IP地址为 172.16.10.10 子网掩码为 255.255.255.0 发送方所在网络地址 172.16.10.0 接收方的IP地址为 172.16.20.12 子网掩码为 255.255.255.0 接收方所在网络地址 172.16.20.0 结论：接收方与发送方不在同一个网段,13,ARP协议,ARP协议小结 如果发送方与接收方在同一网段中，直接使用ARP协议得到接收方的MAC地
6、址 如果发送方与接收方不在同一网段中，则通过ARP协议获得缺省网关的MAC地址，将IP分组发送给缺省网关，由缺省网关进行转发,14,ARP协议,ARP命令 在MS-DOS方式下，可以输入“ARP -A”命令，显示本机的ARP缓冲区 不带参数的“ARP”命令可以显示ARP命令的帮助信息,15,RARP协议,RARP协议，Reverse Address Resolution Protocol，即逆向地址解析协议 RARP协议的作用是通过MAC地址获得网络层地址（IP地址），可以视为ARP协议的衍生协议 RARP协议通常在计算机启动时使用，以获得自己的IP地址,16,RARP协议,RARP协议相关协
7、议 BOOTP协议 DHCP协议 Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议 使用DHCP可以为计算机动态配置各种网络设置，但需要设置DHCP服务器 DHCP的好处,不易出错 易于维护,Client不需要繁琐的设置 IP地址可重复使用,17,ICMP协议,ICMP协议，Internet Control Message Protocol，即网际控制报文协议 ICMP协议的主要作用是在主机之间相互发送差错或控制信息 需要特别注意的是ICMP协议只负责报告问题，而不解决问题,18,ICMP协议,常见的ICMP报文类型 目的地不可达（Destination
8、 Unreachable） 报文生命期终止（TTL值为0） 源站抑制（Source Quench） 回送请求/应答（Echo Request / Reply） 时间戳请求/应答 重定向,19,ICMP协议,常用的ICMP命令 PING 作用：测试目的主机的可达性 原理：向目的主机发送回送请求的ICMP报文，目的主机将返回回送应答的ICMP报文 命令格式：ping 参数 目的主机IP地址或域名 参数：参见教材第159页 举例：ping -t ,20,ICMP协议,常用的ICMP命令 TRACERT 作用：测试到达目的主机所经过的路由器 原理：依次向目的主机发送TTL值为1、2、3、4的ICMP回
9、送请求报文，由于TTL为零，中间的路由器将分别返回生命期终止的ICMP报文 命令格式：tracert 参数 IP地址或域名 参数：参见教材第164页 举例：tracert Linux下的命令为traceroute,21,ICMP协议,常用的ICMP命令 PathPing 可视为PING与TRACERT两者的结合,22,TCP协议和UDP协议,TCP协议与UDP协议之比较,23,TCP协议和UDP协议,连接端口（Port） 可以理解为传输层的地址，一个端口通常代表一个进程或某种服务 传输层接收到一个报文时，根据端口号来决定将报文交给哪个进程进行处理 端口号的大小范围为0 65535 TCP协议和UDP协议均有各自独立的端口号，并且都为常用的服务定义了特定的端口号（也称为知名端口，Well-Known Port）,24,TCP协议和UDP协议,常见的TCP协议知名端口,25,TCP协议和UDP协议,常见的UDP协议知名端口,26,TCP协议和UDP协议,Socket Socket Address：IP地址 端口号 Socket连接：源Socket Address 目的Socket Address Socket编程 Socket API函数 / WinSock类 Socket控件 用户可以选择使用UDP协议还是TCP协议,