TCP/IP原理和子网规划

一、TCP/IP协议与OSI参考模型

TCP/IP协议栈：物理层(比特流)、数据链路层(数据帧)、网络层(数据包)、传输层(数据段)、应用层(数据) OSI参考模型：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

1.TCP/IP协议栈

五层模型

  • 物理层
    • 定义接口与线缆
    • 二进制数据流传输
  • 数据链路层
    • 物理介质访问
    • 常见协议：Ethernet、PPP、HDLC、Frame Relay、X.25….
  • 网络层
    • 寻址和路由选择
    • 常见协议：
      • IP（Internet Protocol）
        • IP报文格式
      • ICMP（Internet Control Message Protocol）
        • 提供错误报告、回送IP数据包处理情况
        • Ping测试
      • ARP（Address Resolution Protocol）地址解析协议
        • 已知IP地址，获取MAC地址
      • RARP（Reverse Address Resolution Protocol）反向地址解析协议
        • 已知MAC地址，获取IP地址
  • 传输层
    • 建立端到端连接
    • 常见协议：
      • TCP
        • 三次握手建立连接
        • 滑动窗口
      • UDP
    • TCP/UDP
      • 端口号
  • 应用层
    • 提供应用程序网络接口
    • 常见协议：
      • 文件传输
        • FTP、TFTP
      • 邮件服务
        • SMTP（发送）、POP3（接收）
      • 网络管理
        • SNMP
      • 远程登录
        • Telnet
      • 网络服务
        • HTTP、DNS、WINS

TCP/IP协议数据封装

2.IP的未来

IP协议

IPv4

  • IPv4地址短缺
  • 技术缓解：CIDR、VLSM、NAT

IPv6

  • 最本质的改进-几乎无限的地址空间
    • 地址长度由32位增加到128位
  • 其他
    • 简单-简化固定的基本报头，提高处理效率
    • 可扩展-引入灵活的扩展报头，协议易扩展
    • 即插即用-地址配置简化，自动配置
    • 安全-网络层的IPSec认证与加密，端到端安全
    • QoS-新增流标记域
    • 移动-Mobile IPv6
  • 地址表示方法不同：

二、子网规划

IP地址介绍

  • IP地址唯一标识一台网络设备
  • IP地址以点分十进制的方式进行表示
  • IP地址通常分为网络位和主机位两部分

IP地址分类

  • A类地址：
    • 1-126.xxx.xxx.xxx
  • B类地址：
    • 128-191
  • C类地址
    • 192-223
  • D类地址
    • 224-239
    • 组播
      • 单播：点对点地址传输
      • 广播：一对所有节点广播
      • 组播：一对一组节点的传输
  • E类地址(保留)
    • 240-255

特殊IP地址

无子网编址

  • 无子网编址是指使用自然掩码，不对网段进行细分。比如B类网段指127.16.0.0，采用255.255.0.0作为掩码

带子网编址

子网规划

  • B类子网规划实例
  • C类子网规划实例

变长子网掩码（VLSM）

  • 进行合理子网分配和划分

无类域间路由（CIDR）

  • CIDR减少了路由表的规模，增加了网络的可扩展性