《网络技术基础》课程讲义 第四章网络互连与TcP/IP协议 第11页共29页 A发送一个重定向报文,让它更新自己的路由表。 重定向信息 IP packet 曾c)丹()昌 [P packet Code0~3与路由的方式有关 ②查询报文 除了出错报告,ICMP还可诊断某些网络问题,具体是通过四对请求(源A)和应答(目标 B)报文进行: ·回应请求和应答:检测两个系统(主机或路由器)能否在IP层进行彼此通讯(PING命令) ·时戳请求和应答:检测两个系统间信息往返时间或对两个系统的时钟进行同步 地址掩码请求和应答:主机向路由器(网关)发出请求,路由器的应答为该网络的子网掩码 路由器请求和通告:如果一台主机需要知道与其网络相连的各路由器地址及这些路由器是否 在工作,可以广播一个“路由器请求”报文,收到该报文的所有路由器都将使用“路由器通 告”报文广播其路由信息。 ③PING命令的使用 用来测试网络通道连通性的PING命令就是一种使用ICMP回应请求和回应应答报文来确 定网络上某台IP系统是否正常工作的连接验证命令。它连续向对方发送ICMP数据包, 根据对方回应的数据报判断网络连通与否并统计数据传输时间等: C>pin172.l6.1.20 Pinging 172. 16. 1. 20 with 32 bytes of data: (IE) Reply from 172. 16. 1. 20: bytes=32 time<10ms TTL=127 Reply from 172. 16. 1.20: bytes=32 time<10ms TTL=127 Reply from 172. 16. 1. 20: bytes=32 time<10ms TTL=127 Reply from 172. 16. 1. 20: bytes=32 time<10ms TTL=127 Pi for172.16.1.20 Packets: Sent = 4, Received =4, Lost =0(0% loss) Approximate round trip times in milli-seconds Minimum Oms, Maximum Oms, Average Oms Pinging172.16.1.21with32 bytes of data:(有问题) Request timed out. Request timed out Request timed out 莆田学院计算机教研室 年4月
《网络技术基础》课程讲义 第四章 网络互连与 TCP/IP 协议 第 11 页 共 29 页 莆田学院计算机教研室 2003 年 4 月 A 发送一个重定向报文，让它更新自己的路由表。 Code 0～3 与路由的方式有关。 ② 查询报文 除了出错报告，ICMP 还可诊断某些网络问题，具体是通过四对请求（源 A）和应答（目标 B）报文进行： ·回应请求和应答：检测两个系统（主机或路由器）能否在 IP 层进行彼此通讯（PING 命令） ·时戳请求和应答：检测两个系统间信息往返时间或对两个系统的时钟进行同步 ·地址掩码请求和应答：主机向路由器（网关）发出请求，路由器的应答为该网络的子网掩码 ·路由器请求和通告：如果一台主机需要知道与其网络相连的各路由器地址及这些路由器是否 在工作，可以广播一个“路由器请求”报文，收到该报文的所有路由器都将使用“路由器通 告”报文广播其路由信息。 ③ PING 命令的使用 用来测试网络通道连通性的 PING 命令就是一种使用 ICMP 回应请求和回应应答报文来确 定网络上某台 IP 系统是否正常工作的连接验证命令。它连续`向对方发送 ICMP 数据包， 根据对方回应的数据报判断网络连通与否并统计数据传输时间等： C>ping 172.16.1.20 Pinging 172.16.1.20 with 32 bytes of data: （正常） Reply from 172.16.1.20: bytes=32 time<10ms TTL=127 Reply from 172.16.1.20: bytes=32 time<10ms TTL=127 Reply from 172.16.1.20: bytes=32 time<10ms TTL=127 Reply from 172.16.1.20: bytes=32 time<10ms TTL=127 Ping statistics for 172.16.1.20: Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss), Approximate round trip times in milli-seconds: Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms Pinging 172.16.1.21 with 32 bytes of data: （有问题） Request timed out. Request timed out. Request timed out. Request timed out
《网络技术基础》课程讲义 第四章网络互连与TcP/P协议 第12页共29页 Ping statistics for 172. 16. 1.21 Packets: Sent = 4, Received=0, Lost 4(100% loss) Approximate round trip times in milli-seconds Minimum =Oms, Maximum Oms, Average Oms 444ARP和RARP协议 在同一个物理网络(如LAN)中,主机之间的通信是通过数据链路层中的所谓“物理地 址”(“MAC地址”)相互访问的。该地址出厂时已固化在设备(如网卡)的ROM中,它在全 球唯一。所以同一个物理网络中各个设备的物理地址一般是无规律可言的 而在“互连网络 由几个物理网络通过路由器和网关之类的网络互连设备组成的网络 —中,为了便于通信和管理,往往需要对组成互连网络的各物理网络、网络互连设备及主机 等进行统一编号。在 TCP/IP网络中,此统一编号称为“P地址”,它在整个互连网络中唯一 该地址仅用于网络层(如P层),物理网络不能识别它。 从用户间通信的角度看,往往知道的是通信双方的逻辑地址(软件识别)。而从网络间通 信的角度看,真正使用的只能是设备的物理地址(硬件识别)。这就需要在通信时实现逻辑地 址与物理地址的相互“映射”( mapping) 所谓“映射”,有两种方法:一是静态映射,即人工建立一个物理地址与逻辑地址的对照 表(地址映射表),其缺点是网络发生变化时(如更换网卡或加入新站时),需对该对照表及时 进行人工更新;二是动态映射,即由主机等通过地址解析协议,在高速缓存中建立一个物理地 址与逻辑地址的地址映射表。通信时,只要知道对方的一个地址,就可以获得另一个地址 TCPP网络中,地址解析协议有两个:ARP用于将逻辑地址“映射”(map)成物理地址(MAC 地址),RARP则的作用则正好相反 ①ARP——地址解析协议( Address Resolution Protocol) 我正在寻找一个|P地址 72,16.144,5的站点的物 里地址。 请求〔广播〕 a.ARP请求是广播式的 我就是你要找的站点,我的物理地址 是00A0F80042A。 响应〔单播 四 b.ARP响应是单播式的 莆田学院计算机教研室 年4月
《网络技术基础》课程讲义 第四章 网络互连与 TCP/IP 协议 第 12 页 共 29 页 莆田学院计算机教研室 2003 年 4 月 Ping statistics for 172.16.1.21: Packets: Sent = 4, Received = 0, Lost = 4 (100% loss), Approximate round trip times in milli-seconds: Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms 4.4.4 ARP 和 RARP 协议 在同一个物理网络（如 LAN）中，主机之间的通信是通过数据链路层中的所谓“物理地 址”(“MAC 地址”)相互访问的。该地址出厂时已固化在设备（如网卡）的 ROM 中，它在全 球唯一。所以同一个物理网络中各个设备的物理地址一般是无规律可言的。 而在“互连网络”——由几个物理网络通过路由器和网关之类的网络互连设备组成的网络 ——中，为了便于通信和管理，往往需要对组成互连网络的各物理网络、网络互连设备及主机 等进行统一编号。在 TCP/IP 网络中，此统一编号称为“IP 地址”，它在整个互连网络中唯一。 该地址仅用于网络层（如 IP 层），物理网络不能识别它。 从用户间通信的角度看，往往知道的是通信双方的逻辑地址（软件识别）。而从网络间通 信的角度看，真正使用的只能是设备的物理地址（硬件识别）。这就需要在通信时实现逻辑地 址与物理地址的相互“映射”（mapping）。 所谓“映射”，有两种方法：一是静态映射，即人工建立一个物理地址与逻辑地址的对照 表（地址映射表），其缺点是网络发生变化时（如更换网卡或加入新站时），需对该对照表及时 进行人工更新；二是动态映射，即由主机等通过地址解析协议，在高速缓存中建立一个物理地 址与逻辑地址的地址映射表。通信时，只要知道对方的一个地址，就可以获得另一个地址。 TCP/IP 网络中，地址解析协议有两个：ARP 用于将逻辑地址“映射”（map）成物理地址（MAC 地址），RARP 则的作用则正好相反。 ①ARP——地址解析协议（Address Resolution Protocol）
《网络技术基础》课程讲义 第四章网络互连与TcP/IP协议 第13页共29页 其原理是:主机试图发送数据报时,先检査机上ARP高速缓存中的地址映射表,如果找 不到所需的IP-MAC地址项,则由IP自动调用ARP,向目标主机发送一个带有源硬件地址和 主机IP地址、目标主机IP地址的ARP请求帧,然后将该请求帧在本地网上广播,IP地址与 请求帧的目标主机IP地址相同的主机将接收该帧,并向源主机发送一个包含本身硬件地址的 ARP响应帧。双方主机分别在内存的ARP高速缓存中建立一个 IP-MAC地址映射表,此后双 方通信均可按硬件地址直接发送 如果跨子网,则两边主机分别与路由器两端口的硬件地址进行ARP地址解析。 ARP数据包格式: 硬件类型(2字节)协议类型(2字节) 硬件长度|协议长度 操作方式(2字节) 发送者硬件地址(以太网中为6个字节 发送者协议地址(IP中为4个字节) 目标硬件地址(以太网中为6个字节,请求时不填 目标协议地址(IP中为4个字节 硬件类型:ARP所运行的网络类型,以太网为1。 ·协议类型:IPv4为080016。ARP可以由任何更高层的协议使用。 硬件长度:硬件地址长度(字节),以太网为6。 协议长度:逻辑地址长度(字节),IPV4为4。 ·操作方式:请求为1,响应为2 请求数据包中目标硬件地址填充0 ARP数据包在以太网帧中的封装(类型值:0x0806) 1010…1010ll TYPE FCS ARP请求或响应数据包 前导和同步 目标地址源地址 类型 帧校验 8字节 6字节6字节2字节 46-1500字节4字节 通常可用arp命令用于查看、管理ARP高速缓存,创建一个IP到MAC的地址关联 arp-s172.16.144500A0F800D42A设置关联 arp-a显示关联情况-d删除关联 Interface: 172.16. 128. 48 on Interface Ox2 Internet Address Physical Address 72.16.115110 08-0a-70-f1-32-1 ②RAPP——逆向地址解析协议( Reverse address resolution protocol) 莆田学院计算机教研室 年4月
《网络技术基础》课程讲义 第四章 网络互连与 TCP/IP 协议 第 13 页 共 29 页 莆田学院计算机教研室 2003 年 4 月 其原理是：主机试图发送数据报时，先检查机上 ARP 高速缓存中的地址映射表，如果找 不到所需的 IP-MAC 地址项，则由 IP 自动调用 ARP，向目标主机发送一个带有源硬件地址和 主机 IP 地址、目标主机 IP 地址的 ARP 请求帧，然后将该请求帧在本地网上广播，IP 地址与 请求帧的目标主机 IP 地址相同的主机将接收该帧，并向源主机发送一个包含本身硬件地址的 ARP 响应帧。双方主机分别在内存的 ARP 高速缓存中建立一个 IP-MAC 地址映射表，此后双 方通信均可按硬件地址直接发送。 如果跨子网，则两边主机分别与路由器两端口的硬件地址进行 ARP 地址解析。 ARP 数据包格式： 硬件类型（2 字节） 协议类型（2 字节） 硬件长度 协议长度 操作方式（2 字节） 发送者硬件地址（以太网中为 6 个字节） 发送者协议地址（IP 中为 4 个字节） 目标硬件地址（以太网中为 6 个字节，请求时不填） 目标协议地址（IP 中为 4 个字节） ·硬件类型：ARP 所运行的网络类型，以太网为 1。 ·协议类型：IPv4 为 080016。ARP 可以由任何更高层的协议使用。 ·硬件长度：硬件地址长度（字节），以太网为 6。 ·协议长度：逻辑地址长度（字节），IPv4 为 4。 ·操作方式：请求为 1，响应为 2。 请求数据包中目标硬件地址填充 0。 ARP 数据包在以太网帧中的封装（类型值：0x0806）： 1010…101011 前导和同步 DA 目标地址 SA 源地址 TYPE 类型 ARP 请求或响应数据包 FCS 帧校验 8 字节 6 字节 6 字节 2 字节 46-1500 字节 4 字节 通常可用 arp 命令用于查看、管理 ARP 高速缓存，创建一个 IP 到 MAC 的地址关联。 arp –s 172.16.144.5 00A0F800D42A 设置关联 arp –a 显示关联情况 -d 删除关联 Interface: 172.16.128.48 on Interface 0x2 Internet Address Physical Address Type 172.16.115.110 08-0a-70-f1-32-11 static ②RAPP——逆向地址解析协议（Reverse Address Resolution Protocol）
《网络技术基础》课程讲义 第四章网络互连与TcP/IP协议 第14页共29页 的物理地址 00AOP800042A。我正在 寻找我的P地址 请求(广播〕 主机 RARP服务器 a.RARP请求是广播式的 你的IP地址是112.16.144.5 响应〔单播〕 主机 RARP服务器 b.RARP响应是单播式的 与RAP相似,只是功能为将物理地址(MAC地址)转换为P地址(无盘工作站等使用)。 RARP数据包在以太网帧中的封装(类型值:0x8035) 1010…1010l1 SA TYPE FCS RARP请求或响应数据包 前导和同步 目标地址 源地址 类型 帧校验 8字节 6字节 6字节2字节 46-1500字节 字节 RARP数据包格式: 硬件类型(2字节)协议类型(2字节) 硬件长度协议长度 操作方式(2字节) 发送者硬件地址(以太网中为6个字节) 发送者协议地址(IP中为4个字节,请求时不填) 目标硬件地址(以太网中为6个字节请求时不填 目标协议地址(PP中为4个字节,请求时不填) 操作方式:请求为3,响应为4。其余同ARP数据包 445IGMP(互连网络主机组管理协议, Internet Group Management Protocol) 用于建立和管理多播组 附:网络上发送的所有TCPP协议帧(数据包)都是下述三种类型之一: ·广播( Broadcast)帧一一通过目标地址 FFFFFFFFFFFF发送到网上所有主机 ·组播( Multicast)帧—一交付给一组主机(须注册组播地址) ·单播( Unicast)帧—一最常见 莆田学院计算机教研室 年4月
《网络技术基础》课程讲义 第四章 网络互连与 TCP/IP 协议 第 14 页 共 29 页 莆田学院计算机教研室 2003 年 4 月 与 RAP 相似，只是功能为将物理地址（MAC 地址）转换为 IP 地址（无盘工作站等使用）。 RARP 数据包在以太网帧中的封装（类型值：0x8035）： 1010…101011 前导和同步 DA 目标地址 SA 源地址 TYPE 类型 RARP 请求或响应数据包 FCS 帧校验 8 字节 6 字节 6 字节 2 字节 46-1500 字节 4 字节 RARP 数据包格式： 硬件类型（2 字节） 协议类型（2 字节） 硬件长度 协议长度 操作方式（2 字节） 发送者硬件地址（以太网中为 6 个字节） 发送者协议地址（IP 中为 4 个字节，请求时不填） 目标硬件地址（以太网中为 6 个字节，请求时不填） 目标协议地址（IP 中为 4 个字节，请求时不填） 操作方式：请求为 3，响应为 4。其余同 ARP 数据包。 4.4.5 IGMP（互连网络主机组管理协议，Internet Group Management Protocol） 用于建立和管理多播组。 附：网络上发送的所有 TCP/IP 协议帧（数据包）都是下述三种类型之一： ·广播（Broadcast）帧——通过目标地址 FFFFFFFFFFFF 发送到网上所有主机 ·组播（Multicast）帧——交付给一组主机（须注册组播地址）。 ·单播（Unicast）帧——最常见
《网络技术基础》课程讲义 第四章网络互连与TcP/P协议 第15页共29页 (路由选择协议留下一章介绍) 4.5传输层(TCP层)P309 451传输层的功能 a.进程间的通信传输 主机对主机(host-to-host)的通信(计算机级通信) 进程对进程( process-to- process)的通信(应用程序级通信) 网络层协议的IP协议用于实现计算机级的通信(主机一主机的通信),即它只负责将信息 送到目标计算机处。这种传送是不够完整的,因为一台计算机往往可能同时运行几个程序。所 以,通信的传输不仅是从一台计算机到另一台计算机,而且还应从一台计算机上的某个进程 ( process,正在运行的程序)到另一台计算机上的某个进程。传输层协议的任务之一就是把 信息进一步传送给适当的进程,从而建立进程对进程的通信。或者说,网络层使组成报文的每 个数据包到达了正确的计算机,而传输层使整个报文到达了该计算机上正确的进程 TCP/UDP协议 process-to-process 进程进程(客户 客户)进程进程 传输层 host-to-host 传专输层 〔车站〕 车站〕 通信子网 P协议(列车与铁道 b.两种传输服务 ·面向连接的传输服务TCP协议(要求可靠传输) ·无连接的传输服务UDP协议(要求高效传输 42用户数据报协议(UDP, User Datagram Protocol) 种无连接的不可靠( connectionless, unreliable)的传输层协议 1.UDP的特点 ·独立传送 由UDP发送的数据报都是一个独立的数据报(同源同目的不同路径)——接收后复装问题 不提供流量控制功能(接收端有可能出现接收溢出) ·简单的差错控制功能 只有报头的检验和,没有其他任何差错控制机制,发送端无法知道某个报文是否丢失或重复 发送了。而当接收端通过检验和发现差错时,也只是悄悄地将用户数据报丢弃。 如果需要,流量控制和差错控制功能应由使用UDP的进程提供。 莆田学院计算机教研室2003年4月
《网络技术基础》课程讲义 第四章 网络互连与 TCP/IP 协议 第 15 页 共 29 页 莆田学院计算机教研室 2003 年 4 月 （路由选择协议留下一章介绍） 4.5 传输层（TCP 层） P309 4.5.1 传输层的功能 a. 进程间的通信传输 ·主机对主机（host-to-host）的通信（计算机级通信） ·进程对进程（process-to- process）的通信（应用程序级通信） 网络层协议的 IP 协议用于实现计算机级的通信（主机-主机的通信），即它只负责将信息 送到目标计算机处。这种传送是不够完整的，因为一台计算机往往可能同时运行几个程序。所 以，通信的传输不仅是从一台计算机到另一台计算机，而且还应从一台计算机上的某个进程 （process，正在运行的程序）到另一台计算机上的某个进程。传输层协议的任务之一就是把 信息进一步传送给适当的进程，从而建立进程对进程的通信。或者说，网络层使组成报文的每 个数据包到达了正确的计算机，而传输层使整个报文到达了该计算机上正确的进程。 b. 两种传输服务 ·面向连接的传输服务 TCP 协议（要求可靠传输） ·无连接的传输服务 UDP 协议（要求高效传输） 4.5.2 用户数据报协议（UDP，User Datagram Protocol） 一种无连接的不可靠（connectionless,unreliable）的传输层协议 1.UDP 的特点 ·独立传送 由 UDP 发送的数据报都是一个独立的数据报（同源同目的不同路径）——接收后复装问题 ·不提供流量控制功能（接收端有可能出现接收溢出） ·简单的差错控制功能 只有报头的检验和，没有其他任何差错控制机制，发送端无法知道某个报文是否丢失或重复 发送了。而当接收端通过检验和发现差错时，也只是悄悄地将用户数据报丢弃。 如果需要，流量控制和差错控制功能应由使用 UDP 的进程提供