文档介绍：第二章 TCP/IP 与子网规划
第 2 章 TCP/IP 与子网规划
培训目标
学习目标
学习完本课程,您应该能够:
描述TCP/IP协议与OSI参考模型
描述TCP/IP协议栈各层次功能和原理
了解IPv4的不足和IPv6的基本特点
描述IP地址分类和应用
进行子网地址划分
2
前面您已经学习了 OSI 参考模型和相关的网络基础知识,相信您已经对互联网络有了
一个大致的了解。
OSI 参考模型为清晰理解互联网络、开发网络产品和网络设计等带来了极大的方便,但
是由于 OSI 过于复杂,各层功能具有一定的重复性,难于实现,再加上 OSI 参考模型提出时
间不是非常好(这时候, TCP/IP 协议逐渐占据主导地位), OSI 参考模型并没有流行开
来。
相反,TCP/IP 协议现在得到了广泛应用,成为 的事实标准。TCP/IP 协议源于
美国国防部高级研究项目机构(DARPA,Defense Advanced Research Project Agency)六
十年代开发的的。
本章我们将重点介绍 TCP/IP 协议各层的功能,掌握支持 TCP/IP 协议的网络的数据通信
流程。然后本文还介绍了 IPv4 发展的局限,以及简单介绍了 IPv6。最后,您将学习基于
­ 40 ­
第二章 TCP/IP 与子网规划
TCP/IP 协议的网络地址表示方式和地址分配方法。
这些内容是顺利完成后续章节学习的基础。
TCP/IP 协议
TCP/IP 协议与 OSI 参考协议
TCP/IP协议和OSI参考模型
TCP/IP协议栈具有简单的分层设计,与 OSI参考模型有清晰的
对应关系。
OSI参考模型 TCP/IP
应
7 应用层
用
6 表示层
层
5 会话层
4 传输层传输层
3 网络层网络层
2 数据链路层数据链路层
1 物理层物理层
4
与 OSI 参考模型一样,TCP(Transfer Control Protocol)/IP( Protocol)
协议(传输控制协议/网际协议)也分为不同的层次开发,每一层负责不同的通信功能。但
是,TCP/IP 协议简化了层次设计,只有五层:应用层、传输层、网络层、数据链路层和物
理层。从上图可以看出,TCP/IP 协议栈与 OSI 参考模型有清晰的对应关系,覆盖了 OSI 参
考模型的所有层次。应用层包含了 OSI 参考模型所有高层协议。
因为 TCP/IP 协议栈支持所有的标准的物理层和数据链路层协议,而且物理层和数据链
路层在前面已经做过简述,所以本章不对 TCP/IP 协议的物理层和数据链路层做进一步的描
述。关于这两层协议和标准的深入细节,在后续章节会有讲解。
­ 41 ­
第二章 TCP/IP 与子网规划
TCP/IP协议栈
HTTP、、FTP、
应用层提供应用程序网络接口
TFTP、Ping、etc
传输层 TCP/UDP 建立端到端连接
ICMP
IP 寻址和路由选择
网络层 ARP/RARP
、、PPP、
数据链路层 HDLC、FR、etc 物理介质访问
物理层接口和线缆二进制数据流传输
5
物理层和数据链路层涉及到在通信信道上传输的原始比特流,它实现传输数据所需要的
机械、电气、功能性及过程等手段,提供检错、纠错、同步等措施,使之对网络层显现一条
无错线路;并且进行流量调控。网络层检查网络拓扑,以决定传输报文的最佳路由,执行数
据转发。其关键问题是确定数据包从源端到目的端如何选择路由。网络层的主要协议有 IP、
ICMP( Control Message Protocol,互联网控制报文协议)、IGMP( Group
Management Protocol,互联网组管理协议)、ARP(Address Resolution Protocol,地址解
析协议)和 RARP(Reverse Address Resolution Protocol,反向地址解析协议)等。
传输层的基本功能是为两台主机间的应用程序提供端到端的通信。传输层从应用层接受
数据,并且在必要的时候把它分成较小的单元,传递给网络层,并确保到达对方的各段信息
正确无误。传输层的主要协议有 TCP、UDP(User Datagraph Protocol,用户数据报协议)。
应用层负责处理特定的应用程序细节。应用层显示接收到的信息,把用户的数据发送到
低层,为应用软件提供网络接口。应用层包含大量常用的应用程序,例如 HTTP(H