计算机网络基础课程—TCP/IP概述

TCP/IP概述

发展历史

•1969年，ARPANET使用网络控制协议（NCP）

•1973年，引进传输控制协议（TCP)

•1981年，引进网际协议（IP)

•1982年，标准化为TCP/IP协议组

•1983年，取代NCP，作为标准组件进入BSD UNIX

•1992年，成立因特网协会(ISOC),下分若干职能组，因特网体系结构组(IAB)是ISOC的技术顾问组.

TCP/IP模型

网络界面层

•TCP/IP标准并没有定义具体的网络界面协议，

•支援已有的通讯技术：

•局域网：

–以太网

–令牌环网

–…...

•广域网：

–X.25 (包交换网）,

–序列线路协议SLIP 和点对点协议(PPP) (拨号网)

–…...

网际层

•TCP/IP标准中正式定义的第一层

•主要功能：定址和地址转换

•主要协议：

–网际协议(IP)

–地址解析协议(ARP)

–网际控制报文协议(ICMP)

–网际组管理协议(IGMP)

–…...

网际协议(IP)

•IP中的资料单元是资料报

•主要功能

–负责把资料报交付给主机：当目标主机与源主机处于不同的物理网络中时，IP负责把该资料报路由到相应的目标网络上，完成路由的物理装置称为路由器（闸道器）。

–IP不负责资料交付的可靠性，这由上层负责

•IP资料报报头

–每一个IP资料报都有一个报头，用于标记资料报以及控制该资料报的管理方式

–IP报头格式及其内容

•套接字（套界面Socket）

–单个TCP/IP主机中可执行多个应用程序， TCP/IP通过套接字来保证能将讯息交付给相应的服务。

–每个应用程序完全由套接字定义，一个套接字包括三部分资讯：

•主机IP

•该应用程序所使用的埠号(常用服务具有预设埠：如http:80)

•传输服务型别(TCP或UDP)

地址解析协议ARP

•要实现最终通讯，IP地址是不够的，需要知道双方的物理（硬件）地址， ARP用于获得指定IP地址的目标主机的实体地址

•

•使用ARP：主机在网上传送带有目标主机IP地址的广播，只有具有此IP地址的目标主机会响应该请求，并发回含有其实体地址的响应。

•

•ARP资料包结构及内容

网际控制报文协议(ICMP)

•由于IP的交付是不可靠的，ICMP提供一种机制，用以向源主机报告IP资料报在交付时出现的一些错误。

•ICMP讯息包含在IP资料报之内，因而能找到回主机的路径

•常见的ICMP：源停止，目标不可访问等等

•一个使用ICMP协议的应用程序例项：ping

•ICMP讯息格式和内容

网际组管理协议(IGMP)

•IGMP提供带有多播组标识的路由，使整个网络都支援多播

•TCP/IP支援下面三种类型的资料传送：

–广播：把目标地址设为FFFFFFFFFFFF而传送到网上所有主机

–多播：资料被交付到网上的一组主机，每台主机必须注册多播地址，才能接收指定多播地址的资料

–单播：资料只被交付到一个指定地址的主机

•IGMP讯息位于IP资料报中

•IGMP讯息的格式和内容

运输层

•运输层的位置（见下页图）

•TCP/IP模型中的中间层

•主要功能：负责主机到主机间的端对端的通讯

•主要协议：

–传输控制协议(TCP)：用于面向连线的服务

–使用者资料报协议(UDP)：面向无连线的服务

两种观点划分高层与低层

使用者资料报协议(UDP)

•提供资料交付服务，但是不可靠的，且UDP不能进行差错检验，若需要，则只能由上层程式负责

•与TCP相比的优势：

–无需建立会话

–TCP会话只能在两机间进行，因而广播和多播必须采用UDP

•UDP报头简单

应用层

•TCP/IP模型中的最高层

•主要功能：提供TCP/IP应用协议以及应用程序程式设计界面（API）

•主要的TCP/IP应用层协议和应用程序：

–档案传输协议(FTP)：用于把档案传输到执行FTP服务器的主机上，或相反方向的传输，FTP使用TCP服务

–普通档案传输协议(TFTP)：与FTP类似，但无需使用者身份验证，使用UDP服务

–远端登入协议(Telnet)：它使执行Telnet服务器的远端主机提供终端模拟, Telnet使用TCP服务

–域名服务(DNS)：提供名称到IP地址的翻译服务

–简单网络管理(SNMP)：提供远端管理和资讯监控

–……

•常用的网络API

•NetBIOS：

–一直是Windows网络的标准API，Microsoft网络服务主要依赖NetBIOS 界面进行网络通讯。

–NetBIOS over TCP/IP(NetBT) 使执行TCP/IP的NetBIOS程式设计界面可用， 标准NetBIOS API的服务软件和应用程序可在TCP/IP上执行

–NetBIOS服务包括建立会话、传送资料以及浏览网络资源的功能

• Windows Sockets

–开发TCP/IP程式的API，

–提供基于套接字的可程式设计界面，无需NetBIOS

–利用Windows的讯息驱动特性

常用网络诊断应用程序

•arp:显示和修改IP-实体地址转换表。

•ipconfig:列出使用该命令的主机上所有当前TCP/IP网络配置。

•nslookup:显示域名系统名称服务器的有关资讯。

•netstat:显示协议统计资讯以及当前的TCP/IP网络连线。

•ping:证实与一台或多台远端主机的连线。

•route:操纵网络路由表。

•tracert:跟踪本地主机与目标主机之间的连线。

上期回顾

计算机网络基础课程—局域网