第机经钱术害础 第四章网络互连与TCP/P协议 莆田学院计算机教研室 2003年4月
第四章 网络互连与TCP/IP协议 计算机网络技术基础 莆田学院计算机教研室 2003年4月
本章主要内容 ●网络互连( internetworking) ●TCP/P协议族(TCP/ P protocol suite) ●网络接口层( Host to network) ●互连网络层(P层,网际层) ●传输层(TCP层) ●寻址方案 P地址 ●子网掩码 莆田学院计算机教研室2003年4月
莆田学院计算机教研室 2003年4月 本章主要内容 ⚫ 网络互连（internetworking） ⚫ TCP/IP协议族（TCP/IP protocol suite） ⚫ 网络接口层（Host to network） ⚫ 互连网络层（IP层，网际层） ⚫ 传输层（TCP层） ⚫ 寻址方案 ⚫ IP地址 ⚫ 子网掩码
4.1网络互连( (internetworking 4.1.1网络互连概述 口上一章讨论的局域网是单个的同种协议网,即网络中每台 机器对应层所用协议相同,通信是在同一个网络内不同主 机之间进行的。 “网络互连”,就是采用各种网络 互连设备将同一类型的网络或不同类型的网络相互连接起 ternet 连网络 主机能与另一网络上的主机相互通信。因特网( nternet是 世界上最大的 Internet o 口此外,为了保证网络的传输性能、可靠性及安全性,一般 要求一个网络所管理的范围不要太大,这就要求把一个大 的网络分解成若干个较小的子网,通过网络互连技术,形 成所谓的 Intranet(内部互连网),以便隔离故障,提高 安全保密性,方便网络管理。校园网是典型的 Intranet 莆田学院计算机教研室2003年4月
莆田学院计算机教研室 2003年4月 4.1 网络互连（internetworking） ⚫ 4.1.1 网络互连概述 上一章讨论的局域网是单个的同种协议网，即网络中每台 机器对应层所用协议相同，通信是在同一个网络内不同主 机之间进行的。而所谓“网络互连”，就是采用各种网络 互连设备将同一类型的网络或不同类型的网络相互连接起 来，形成所谓“internet“（互连网络），使一个网络上的 主机能与另一网络上的主机相互通信。因特网(Internet)是 世界上最大的internet。 此外，为了保证网络的传输性能、可靠性及安全性，一般 要求一个网络所管理的范围不要太大，这就要求把一个大 的网络分解成若干个较小的子网，通过网络互连技术，形 成所谓的Intranet（内部互连网），以便隔离故障，提高 安全保密性，方便网络管理。校园网是典型的Intranet
4.1网络互连( internetworking) ●4.1.1网络互连概述 口与局域网相比,通过互连网络进行通信的主机必须具 有在不同网络间进行网间寻址(路由选择)的能力。 从通信子网的角度看,不同网络之间的主机可以采用 不同的物理层和数据链路层协议,但必须具有相同的 网络层协议,采用统一的互连网络地址。从资源子网 的角度看,由于网络通信的复杂性和多变性,网络层 协议主要用来实现网间寻址,通常不能保证可靠的数 据传输,所以各主机还必须具有相同的传输层协议 斗网饮加少且 目前网络互连技术中最常用协议是在因特网上得到广泛应用的 TCPP协议族。对部门级和负责系统集成的网络工程师而言, 技术的重点则是各个单位 trane的组网及管理技术
莆田学院计算机教研室 2003年4月 4.1 网络互连（internetworking） ⚫ 4.1.1 网络互连概述 与局域网相比，通过互连网络进行通信的主机必须具 有在不同网络间进行网间寻址（路由选择）的能力。 从通信子网的角度看，不同网络之间的主机可以采用 不同的物理层和数据链路层协议，但必须具有相同的 网络层协议，采用统一的互连网络地址。从资源子网 的角度看，由于网络通信的复杂性和多变性，网络层 协议主要用来实现网间寻址，通常不能保证可靠的数 据传输，所以各主机还必须具有相同的传输层协议， 以保证通过网络互连进行通信的应用程序之间具有稳 目前网络互连技术中最常用协议是在因特网上得到广泛应用的 定可靠的数据传输。 TCP/IP协议族。对部门级和负责系统集成的网络工程师而言， 技术的重点则是各个单位Intranet的组网及管理技术
4.1网络互连( internetworking) 4.1.2 ntranet技术特点(复习) 本课程中叙述的 Intrane可以包括以下网络类型 企业内部网( intranet) 园区网/校园网/小区网( Campus networks) ■城域网(MAN, Metropolitan Area Network) 其基本特点 口服务基于 Internet技术:通常提供WWw、Emal、FTP、BBS、 虚我网(LAN)等服务或功能,良好安全性 口组网基于LAN技术:主机服务器为中心:核心交换机为主要通信 设备,独立的网络资源和管理系统,部分或全部使用专门敷设的线 路 口使用代理服务器并通过路由器实现 Internet接入(小系统可使用 sDN等其他接入方式) 口本身可由若干个LAN组成 口使用TcPP协议实现内部及与外部的网络互联 口高的网络通信带宽(10M/100M/1000M…) 口配置有各种网络数据库系统 莆田学院计算机教研室2003年4月
莆田学院计算机教研室 2003年4月 4.1 网络互连（internetworking） ⚫ 4.1.2 Intranet技术特点 (复习) 本课程中叙述的Intranet可以包括以下网络类型： ◼ 企业内部网（Intranet） ◼ 园区网/校园网/小区网（Campus networks） ◼ 城域网（MAN，Metropolitan Area Network） 其基本特点—— 服务基于Internet 技术：通常提供WWW、E-mail、FTP、BBS、 虚拟网（VLAN）等服务或功能，良好安全性 组网基于LAN技术：主机/服务器为中心，核心交换机为主要通信 设备，独立的网络资源和管理系统，部分或全部使用专门敷设的线 路 使用代理服务器并通过路由器实现Internet接入（小系统可使用 ISDN等其他接入方式） 本身可由若干个LAN组成 使用TCP/IP协议实现内部及与外部的网络互联 高的网络通信带宽（10M/100M/1000M……） 配置有各种网络数据库系统
4.1网络互连( internetworking) 4.1.3 nternet与 Intrane比较 Internet与 Intranet相比,主要差别在于前者强调其开放性, 因为其服务对象是所有 nternet用户,整个网络在管理上不隶 属于任何组织或个人,用户使用简单的设备(如 Modem)就 可以自由接入;后者注重网络资源的安全性,因为其服务对 象是某一单位或组织内部的所有或部分人员,所以要有独立 的网络软硬系统、严格的管理制度和专门的管理技术人员 注:与 iNtranet相对的通常还有 Extranet(外部网),即连 接到另一组织的内部网的内部网。 Extranet一般采用vPN (虚拟专用网络)技术。所谓VPN,简言之,即使用 Internet 而不是使用专线来动态地而非永久性地进行网络连接,降低 了线路使用费用,同时通过独特的鉴别、加密和遂道操作 使电子邮件、数据传输和远程通话安全性得到极大提高。 莆田学院计算机教研室2003年4月
莆田学院计算机教研室 2003年4月 4.1 网络互连（internetworking） ⚫ 4.1.3 Internet与Intranet比较 Internet与Intranet相比，主要差别在于前者强调其开放性， 因为其服务对象是所有Internet用户，整个网络在管理上不隶 属于任何组织或个人，用户使用简单的设备（如Modem）就 可以自由接入；后者注重网络资源的安全性，因为其服务对 象是某一单位或组织内部的所有或部分人员，所以要有独立 的网络软硬系统、严格的管理制度和专门的管理技术人员， 并且为了达到安全保密的目的，要采取加密、认证、防火墙 等安全管理措施。此外，Intranet 组网投资高，需要进行认真 规划和方案优化。 注：与Intranet相对的通常还有Extranet（外部网），即连 接到另一组织的内部网的内部网。Extranet一般采用VPN （虚拟专用网络）技术。所谓VPN，简言之，即使用Internet 而不是使用专线来动态地而非永久性地进行网络连接，降低 了线路使用费用，同时通过独特的鉴别、加密和遂道操作， 使电子邮件、数据传输和远程通话安全性得到极大提高
4.2TCP/P协议族(TCP/ P protocol suite) 传输控制协议/互连网络协议(Trα nsmission Control Protocol/ Internet Protocol, TCP/IP) 是由许多协议组成的一套网络通信标准协议。 TCP/P是 nternet的标准协议,所以实际上已成为 几乎所有现代网络计算机必备的的协议。 TCP/P协议当初是为美国国防部研究计划局(ARPA 的 ARPAnet( terne之前身)设计的,目前已被 公认为是异种计算机、异种网络彼此通信的重要协 议。该协议族除了作为传输控制协议的TCP和互连 网络协议之外,还包括多种其他协议,其中有工 具性协议、管理性协议及应用协议等。 莆田学院计算机教研室2003年4月
莆田学院计算机教研室 2003年4月 4.2 TCP/IP协议族（TCP/IP protocol suite） ⚫ 传输控制协议/互连网络协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP） 是由许多协议组成的一套网络通信标准协议。 TCP/IP是Internet的标准协议，所以实际上已成为 几乎所有现代网络计算机必备的的协议。 ⚫ TCP/IP协议当初是为美国国防部研究计划局(ARPA) 的ARPAnet（Internet之前身）设计的，目前已被 公认为是异种计算机、异种网络彼此通信的重要协 议。该协议族除了作为传输控制协议的TCP和互连 网络协议IP之外，还包括多种其他协议，其中有工 具性协议、管理性协议 及应用协议等
4.2.1TCP/P模型 TCP/P本身为一种四层模型,与○S|参考模型的对应 关系如图 应用层 应用层 SMTP FTP DNS TFTP ISNMP.,,,,. TELNET 传输层 传输层 TCP UDP TCP/IP 协议族 IGMP ICMP 网络层 互连 网络层 P ARP RARP 数据链路层 网络 物理层 接口层 下层的LAM或WA技术 物理 网络 对应的08协议层TcP/IP分层模型 莆田学院计算机教研室2003年4月
莆田学院计算机教研室 2003年4月 4.2.1 TCP/IP模型 ⚫ TCP/IP本身为一种四层模型，与OSI参考模型的对应 关系如图：
4.2.1TCP/P模型 TCP/P本身为一种四层模型,与○S|参考模型的对应 关系如图 应用层 应用层 SMTP FTP DNS TFTP ISNMP.,,,,. TELNET 传输层 传输层 TCP UDP TCP/IP 协议族 IGMP ICMP 网络层 互连 网络层 P ARP RARP 数据链路层 网络 物理层 接口层 下层的LAM或WA技术 物理 网络 对应的08协议层TcP/IP分层模型 莆田学院计算机教研室2003年4月
莆田学院计算机教研室 2003年4月 4.2.1 TCP/IP模型 ⚫ TCP/IP本身为一种四层模型，与OSI参考模型的对应 关系如图：
4.2.1TCP/P模型 作为通信协议组,TCP/P包括如下重要功能 TCPP重要功能 对照以太网的相应功能: ·编址 编址 使用网间统一地址:P地址 使用固化的物理地址:MAC地址 信息分割 信息分割 网间传送带P地址的 packet 网内传送带MAC地址的fame 流量控制(网间) 流量控制(网内) 差错控制(网问) 差错控制(网内) 路由(网间寻址) 广播(网内寻址 从实用的角度看,TCP/P提供了 口网络应用程序:smtp、ftp、 telnet等(用户上网实用软件) 口两种网络通信服务:无连接和面向连接(TCPP驱动程序,供程序员开 发软件使用) 口网络传送技术方法:寻址、路由选择、协议的具体实现(网络操作系统与 硬件设计指南) 莆田学院计算机教研室2003年4月
莆田学院计算机教研室 2003年4月 4.2.1 TCP/IP模型 TCP/IP重要功能 ·编址 使用网间统一地址：IP地址 ·信息分割 网间传送带IP地址的packet ·流量控制（网间） ·差错控制（网间） ·路由（网间寻址） 对照以太网的相应功能： ·编址 使用固化的物理地址：MAC地址 ·信息分割 网内传送带MAC地址的frame ·流量控制（网内） ·差错控制（网内） ·广播（网内寻址） 作为通信协议组，TCP/IP包括如下重要功能： 从实用的角度看，TCP/IP提供了—— 网络应用程序：smtp、ftp、telnet等 （用户上网实用软件） 两种网络通信服务：无连接和面向连接（TCP/IP驱动程序，供程序员开 发软件使用） 网络传送技术方法：寻址、路由选择、协议的具体实现(网络操作系统与 硬件设计指南)