计算机网络讲义.docx

第一部分TCP/IP基础知识这部分与宇航出版社的Mier。SoftWindowsNT4.0环境下的TCP/IP网络互联中的第一、二章（除ARP外）对应首先我们这门课是TCP/IP在WindOWSNT中的应用，并不完全讲TCP/IP协议，所以有一些TCP/IP理论方面的知识并没有涉及到。在讲TCP/IP在WindoWSNT中的应用时，我们先回顾一下，在网络基础中讲到的网络的OSl模型，假如有同学从TCP/IP学起，此处作一个铺垫。第一课OSl模型(OPensysteminterface)OSI模型最初是用来作为开发网络通信协议族的一个工业参考标准。通过严格遵守OSl模型，不同的网络技术之间可以轻易地实现互操作。应用层APPIiCationLayer表示层PreSemLayer会话层SerniSSionLayer传输层TranSPOlILayer网络层IntemetLayer数据链路层DataLinkLayer物理层PhySiCalLayerC）SI模型包含许多被分割成层的组件。在网络数据通信的过程中，每一层完成一个特定的任务。当传输数据的时候，每一层接收到上面层格式化后的数据,对数据进行操作，然后把它传给下面的层。当接收数据的时候，每一层接收到下面层传过来的数据，对数据进行解包，然后把它传给上一层。应用层表不层会话层传输层网络层数据链路层物理层OSI模型的一个关键概念是虚电路。兼容OSl模型的网络栈的每一部分都不知道其上面层和下面层的行为和细节；它只是向上和向下传输数据。就模型的层次而言，每一层都有一虚电路直接连接目的主机上的对应层。就每一层而言，它的数据在目的层被解包的方式和被打包的方式是完全一样的。层不知道传输数据的实际细节；它们只知道数据是从周围层中传过来的0如同打电话一样，你感觉对方就在你耳边，但实际上你对电话机在说话，电话机把你的话转成了电信号，通过电话线传给电信局，电信局又通过各种传输线路，传给对方的电信局，对方的电信局再通过电话线把信号传给电话机，电话机再把电信号转换成，你的情话。你电话机电话线电信局她A“电话机A.电话线A,电信局电信总局电信总局A虚电路结构增强了OSI模型每一层的模块性；实现每一层的软件可以被栈的开发人员和工作站的管理人员移走、替代和更新而是影响它上面和下面的层。这允许灵活地改变网络类型和更新层来处理错误和增加新特性。每一层都利用其上层和下层的服务来维持它和远地主机上对应层的虚电路。第二课TCP/IP协议.Internet的现状1 TCP/IP的发展过程及组织ISOC(InternetSociety)应用软件IABIETFIANAIRTF2 .说明TCP/IP的重要性连接不同系统的技术开放系统，可通过Requestforcomments开发自己的TCP/IP解法与Internet连接：节省资金提供强有力的WAN连接：可路由，为广域网设计的二.TCP/IP协议族LTCP/IP协议族英文全称：TransmissionControlProtocoIZInternetProtocol中文全称：传输控制协议/互联网协议TCP/IP实际上是一族协议，不是单一的协议，详见【附图一ARP(AddressResolutionProtocol):地址解析协议RARP(ReverseAddressResolutionProtocol):逆向地址解析协议如果一台IP机器不带磁盘，启动时无法知道其IP地址。但它知道它的MAC地址。RARP协议是丢失灵魂者的精神病分析家。它发出一个分组，其中包括其MAC地址，要求回答这一MAC地址的IP地址。一个称为RARP服务器的特定机器作出响应并回答。至此，这一身份危机就获得解决。像一位优秀的分析家一样RARP使用已知信息，即机器的MAC地址，求得其IP地址完成机器ID的确定。OICMP(lnternetControlMessageProtocol):Internet控制信息协议OIGMP(lnternetGroupManagementProtocol):Internet组管理协议UDP(UserDatagramProtocol):用户数据报协议SNMP(SimpleNetworkManagementProtocol):简单网络管理协议SMTP(SimpleMailTransmissionProtocol):简单邮件传送协议FTP(FileTransmissionProtocol):文件传输协议OTeInet:Telnet是协议中的变色龙，它的特殊性在于终端仿真。它允许远程客户机(称为TelnetCIient)上的用户访问另外机器(称为TeInetSerVer)的资源。TeInet完成这一任务的方法是下拉(pulling)一台较快的TeInet服务器，将客户机修饰成一台终端，直接附加到本地网络。这个设计实际上是软件映像，可以与某远程主机互相交往的虚拟终端。这些仿真的终端工作在文件方式。可以执行显示菜单这样的步骤，这可使用户有机会选择菜单,在一个下拉的服务器上访问应用程序。用户运行Telnet客户机软件开始Telnet会话，然后登录到Telnet服务器。TeInet的能力限于运行应用程序或窥视一下服务器上的内容。它仅仅是一个“观察”的协议。它不能用于文件共享，如下载资料。要想真正搞到资料必须运用FTP协议。NDIS(NetworkDeviceInterfaceSpecification):网络驱动接口规范NFS(NetworkFileSystem):网络文件系统这是一个重要的协议，以文件共享为特点。它允许两个不同类型的文件系统互相操作。假定NFS服务器软件正运行在NetWare服务器，并且NFS客户机软件正运行在UNIX主机上。NFS允许NetWare服务器上的部分RAM透明地存储UNIX文件，UNlX用户可以使用这些文件。虽然NetWare文件系统与UNIX文件系统不同(在识别大写与小写方面、文件名的长度、安全性等方面)，但UNIX用户用NetWare用户都可用它们正常的文件系统和正常的方法访问同一文件。Telnet.FTP和TFTP都有局限性。请读者记住，作程序使用，FTP不能执行远程文件，而NFS则可以。它可在计算机上打开图形应用程序，修改读者昨晚在同一程序上所做的修改。NFS有输入和输出材料的能力，即远程操作应用程序。BootP(BootProgram):引导程序当一台无磁盘的工作站加电后，它向网络广播一个BootP请求。一个BootP服务器听到请求后，从客户机的BOOtP文件中查找其MAC地址。如果找到相应的项目，它就作出响应，告诉该机的IP地址及其应该使用的引导文件，这通常是通过TFTP协议来完成。没有磁盘的机器用BootP可获得： 自己的IP地址 服务器的IP地址 需加载到内存的文件名，以便用这一文件执行引导MCSE提示：有一些简单的考题会问：某个协议位于TCP/IP协议栈的哪一层上？2 .TCP/IP协议栈C)Sl模型是一种通用的、标准的、理论模型，今天市场上没有一个流行的网络协议完全遵守OSI模型，TCP/IP也不例外，TCP/IP协议族有自己的模型，被称为TCP/IP协议栈，又称DoD模型(DePartmentOfdefenSe)应用层ApplicationLayer应用层ApplicationLayer表示层PresentLayer会话层SemissionLayer传输层TransportLayer传输层TransportLayer网络层InternetLayer网络层InternetLayer数据链路层DataLinkLayer网络访问层NetworkAccessLayer物理层PhysicalLayer 网络接口层：在模型的最底层是网络接口层。本层负责将帧放入线路或从线路中取下帧。OInternet层：Internet协议将数据包封装成Internet数据包并运行必要的路由算法。 传输层：传输协议在计算机之间提供通信会话。数据投递要求的方法决定了传输协议。O应用层：在模型的顶部是应用层。本层是应用程序进入网络的通道。在应用层有许多TCP/IP工具和服务，如：FTP、TeInCt、SNMP、DNS等等。该层为网络应用程序提供了两个接口：WindoWSSockets和NetBIOS03 TCP与UDP区别TCP(TransmissionControlProtocol):为典型的传输大量数据或需要接收数据许可的应用程序提供连接定向和可靠的通信。UDP(UserDatagramProtocol):提供无连接的通信，并不保证数据包被发送到。典型的即时传输少量数据的应用程序使用UDPo应该说可靠的发送是应用程序的责任。TCPUDP面向连接无连接传输大量数据即时传输少量数据可靠的不可靠的由于传输方法不同，TCP数据包与UDP数据包是不一样的。但两者都用端口与插槽进行通信。TCP/IP的报头格式如下：(对应于教材P37)UDP的报头格式如下：报头字段名位数说 明源端口号16发送主机的UDP端口目的端口号16目标主机的UDP端口消息长度16UDP消息的长度校验和16验证报头是否损坏报头字段名位数说明源端口号16本地通信端口，支持TCP的多路复用机制目的端口号16远地通信端口，支持TCP的多路复用机制序号(SEQ)32数据段第一个数据字节的序号(除含有SYN的段外)；SYN段的SYN序号(建立本次连接的初始序号)确认号(ACK)32表示本地希望接收的下一个数据字节的序号数据偏移4指出该段中数据的超始位置(以32位为单位)控制字段(CTL)URG1紧急指针字段有效标志，即该段中携带紧急数据OACK1确认号字段有效标志OPSH1PUSH操作的标志RST1要求异常终止通信连接的标志OSYN1建立同步连接的标志OFIN1本地数据发送已结束，终止连接的标志窗口16本地接收窗口尺寸，即本地接收缓冲区大小校验和16包括TCP报头和数据在内的校验和紧急指针16从段序号开始的正向位移，指向紧急数据的最后一个字节选项可变提供任选的服务填充可变保证TCP报头以32位为边界对齐4 .TCP的三次握手(Three-WayHandshake)在TCP协议中，建立连接要通过“三次握手”机制来完成。这种“三次握手”机制既可以由一方TCP发起同步握手过程而另一方TCP响应该同步过程，也可以由通信双方同时发起连接的同步握手。TCPA向TCPB发送1个同步TCP段请求建立连接例：该TCP段简要表示成SEQ=100(CTL=SYN),其中*'<)"中的内容为TCP段中的字段TCPB将确认TCPA的请求，并同时向TCPA发出同步请求例：该TCP段为<SEQ=300><ACK=1O1><CTL=SYN1ACK)TCPA将确认TCPB的请求，即向TCPB发送确认TCP段例:该TCP段为<SEQ=1O1><ACK=3O1><CTL=CK>TCPA在已建立的连接上开始传输处涯g例：该TCP段为<SEQ=1O1><ACK=3O1>(CTL=ACK)(DATA)整个过程可用图表示：TCPATCPB<SEQ=1OO)<CTL=SYN>