第1周-3、4接入网、网络设备互联、无线局域网电子教案教学文案.doc
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1、课题名称:路由器基础知识(二)课的类型:授新课教学目标:了解TCP/IP协议,理解IP地址及其分类,掌握子网的划分。教学重点:IP地址分类,子网划分教学难点:IP协议,子网划分课时安排:2课时教学方法:多媒体原理分析、讲授教学过程:一、 回顾和导入(一)回顾上节课内容1.OSI参考模型2.局域网组网知识(二)TCP/IP模型TCP/IP分层 协议 OSI 分层 应用层 FTP SMTP Telnet DNS SNMP 7 传输层 TCP UDP 4 网络层 IP ICMP (RIP OSPF) 3 ARP RARP 链路层 Ethernet Token Bus Token Ring FDDI
2、WLAN 2 1 二、 TCP/IP协议TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的简写,中文译名为传输控制协议/互联网络协议)协议是Internet最基本的协议,简单地说,就是由底层的IP协议和TCP协议组成的。TCP/IP协议的开发工作始于70年代,是用于互联网的第一套协议。1. IP协议IP协议是TCP/IP协议族中最为核心的协议。它提供不可靠、无连接的服务,也即依赖其他层的协议进行差错控制。在局域网环境,IP协议往往被封装在以太网帧中传送。而所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP数据都被封装在IP数据报中传送。如图所示: I
3、P头格式: 版本(Version)字段:占4比特。用来表明IP协议实现的版本号,当前一般为IPv4,即0100。报头长度(Internet Header Length,IHL)字段:占4比特。是头部占32比特的数字,包括可选项。普通IP数据报(没有任何选项),该字段的值是5,即160比特=20字节。此字段最大值为60字节。服务类型(Type of Service ,TOS)字段:占8比特。其中前3比特为优先权子字段(Precedence,现已被忽略)。第8比特保留未用。第4至第7比特分别代表延迟、吞吐量、可靠性和花费。当它们取值为1时分别代表要求最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。这4
4、比特的服务类型中只能置其中1比特为1。可以全为0,若全为0则表示一般服务。服务类型字段声明了数据报被网络系统传输时可以被怎样处理。例如:TELNET协议可能要求有最小的延迟,FTP协议(数据)可能要求有最大吞吐量,SNMP协议可能要求有最高可靠性,NNTP(Network News Transfer Protocol,网络新闻传输协议)可能要求最小费用,而ICMP协议可能无特殊要求(4比特全为0)。实际上,大部分主机会忽略这个字段,但一些动态路由协议如OSPF(Open Shortest Path First Protocol)、IS-IS(Intermediate System to Int
5、ermediate System Protocol)可以根据这些字段的值进行路由决策。总长度字段:占16比特。指明整个数据报的长度(以字节为单位)。最大长度为65535字节。标志字段:占16比特。用来唯一地标识主机发送的每一份数据报。通常每发一份报文,它的值会加1。标志位字段:占3比特。标志一份数据报是否要求分段。段偏移字段:占13比特。如果一份数据报要求分段的话,此字段指明该段偏移距原始数据报开始的位置。生存期(TTL:Time to Live)字段:占8比特。用来设置数据报最多可以经过的路由器数。由发送数据的源主机设置,通常为32、64、128等。每经过一个路由器,其值减1,直到0时该数据
6、报被丢弃。协议字段:占8比特。指明IP层所封装的上层协议类型,如ICMP(1)、IGMP(2) 、TCP(6)、UDP(17)等。头部校验和字段:占16比特。内容是根据IP头部计算得到的校验和码。计算方法是:对头部中每个16比特进行二进制反码求和。(和ICMP、IGMP、TCP、UDP不同,IP不对头部后的数据进行校验)。源IP地址、目标IP地址字段:各占32比特。用来标明发送IP数据报文的源主机地址和接收IP报文的目标主机地址。可选项字段:占32比特。用来定义一些任选项:如记录路径、时间戳等。这些选项很少被使用,同时并不是所有主机和路由器都支持这些选项。可选项字段的长度必须是32比特的整数倍
7、,如果不足,必须填充0以达到此长度要求。2.TCP协议TCP是一种可靠的、面向连接的字节流服务。源主机在传送数据前需要先和目标主机建立连接。然后,在此连接上,被编号的数据段按序收发。同时,要求对每个数据段进行确认,保证了可靠性。如果在指定的时间内没有收到目标主机对所发数据段的确认,源主机将再次发送该数据段。TCP头部结构:源、目标端口号字段:占16比特。TCP协议通过使用端口来标识源端和目标端的应用进程。端口号可以使用0到65535之间的任何数字。在收到服务请求时,操作系统动态地为客户端的应用程序分配端口号。在服务器端,每种服务在众所周知的端口(Well-Know Port)为用户提供服务。顺
8、序号字段:占32比特。用来标识从TCP源端向TCP目标端发送的数据字节流,它表示在这个报文段中的第一个数据字节。确认号字段:占32比特。只有ACK标志为1时,确认号字段才有效。它包含目标端所期望收到源端的下一个数据字节。头部长度字段:占4比特。给出头部占32比特的数目。没有任何选项字段的TCP头部长度为20字节;最多可以有60字节的TCP头部。标志位字段(U、A、P、R、S、F):占6比特。各比特的含义如下:URG:紧急指针(urgent pointer)有效。ACK:确认序号有效。PSH:接收方应该尽快将这个报文段交给应用层。RST:重建连接。SYN:发起一个连接。FIN:释放一个连接。窗口
9、大小字段:占16比特。此字段用来进行流量控制。单位为字节数,这个值是本机期望一次接收的字节数。TCP校验和字段:占16比特。对整个TCP报文段,即TCP头部和TCP数据进行校验和计算,并由目标端进行验证。紧急指针字段:占16比特。它是一个偏移量,和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。选项字段:占32比特。可能包括窗口扩大因子、时间戳等选项。 常见的一些协议和它们对应的服务端口号。三、 IP地址及分类在Internet上连接的所有计算机,从大型机到微型计算机都是以独立的身份出现,我们称它为主机。为了实现各主机间的通信,每台主机都必须有一个唯一的网络地址。就好像每一个住宅都有唯一的门
10、牌一样,才不至于在传输数据时出现混乱。Internet的网络地址是指连入Internet网络的计算机的地址编号。所以,在Internet网络中,网络地址唯一地标识一台计算机。我们都已经知道,Internet是由几千万台计算机互相连接而成的。而我们要确认网络上的每一台计算机,靠的就是能唯一标识该计算机的网络地址,这个地址就叫做IP(InternetProtocol的简写)地址,即用Internet协议语言表示的地址。目前,在Internet里,IP地址是一个32位的二进制地址,为了便于记忆,将它们分为4组,每组8位,由小数点分开,用四个字节来表示,而且,用点分开的每个字节的数值范围是0255,如
11、202.116.0.1,这种书写方法叫做点数表示法。IP地址可确认网络中的任何一个网络和计算机,而要识别其他网络或其中的计算机,则是根据这些IP地址的分类来确定的。一般将IP地址按节点计算机所在网络规模的大小分为A,B,C三类,默认的网络掩码是根据IP地址中的第一个字段确定的。1.A类地址A类地址的表示范围为:0.0.0.0126.255.255.255,默认网络掩码为:255.0.0.0;A类地址分配给规模特别大的网络使用。A类网络用第一组数字表示网络本身的地址,后面三组数字作为连接于网络上的主机的地址。分配给具有大量主机(直接个人用户)而局域网络个数较少的大型网络。例如IBM公司的网络。2
12、.B类地址 B类地址的表示范围为:128.0.0.0191.255.255.255,默认网络掩码为:255.255.0.0;B类地址分配给一般的中型网络。B类网络用第一、二组数字表示网络的地址,后面两组数字代表网络上的主机地址。3.C类地址C类地址的表示范围为:192.0.0.0223.255.255.255,默认网络掩码为:255.255.255.0;C类地址分配给小型网络,如一般的局域网和校园网,它可连接的主机数量是最少的,采用把所属的用户分为若干的网段进行管理。C类网络用前三组数字表示网络的地址,最后一组数字作为网络上的主机地址。实际上,还存在着D类地址和E类地址。但这两类地址用途比较特
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