TCP/IP协议
本章内容,
?TCP/IP协议与 IP分组
? IP地址分配
?子网与子网划分
?子网掩码
?路由
1,TCP协议
- TCP，即传输控制协议，是一种面向连接的传输层
协议；
- TCP协议能够向发送方提供到达接收方的数据包的
传送信息；
- TCP协议还可以识别重复信息，丢弃不需要的多余
信息，使网络环境得到优化；
TCP/IP概述
- TCP协议可以采用数据流控制机制减慢数据的
传送速度，协调发送和接收方的数据响应。
- TCP协议能够把数据传送信息传递给所支持的
更高层次的协议或应用使用。
TCP协议
?IP协议位于 Internet协议栈的第三层
?IP协议已经发展成为网络操作系统相互之间进行通讯
的标准机制，是 HTTP和 TCP等高层协议的基础。
?除了可以提供网络路由之外,IP协议还具有错误控制
以及网络分段等众多功能，是整个 Internet协议栈的核
心。
IP协议
TCP/IP模型
?TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署 (DARPA)
的一项研究计划 ——实现若干台主机的相互通信。
?现在 TCP/IP已成为 Internet上通信的标准。
?TCP/IP模型包括 4个概念层次：
?应用层（ application）
?传输层（ transport）
?网络层（ internet）
?网络接口（ network interface）
TCP/IP与 OSI参考模型的对应关系
应用层
表示层
会话层
传输层
物理层
数据链路层
网络层
7
6
5
4
3
2
1
OSI参考模型
应用层
传输层
网络接口
网络层
TCP/IP概念层次
Ethernet,802.3,
802.5,FDDI等等
TCP/IP支持
所有的、标准
的物理和数据
链路协议
网络层
?网络层的主要协议 ——IP（ Internet Protocol ）
本层提供无连接的传输服务（不保证送达，不保序）。
本层的主要功能是寻找一条能够把数据报送到目的地的
路径。
? ICMP（ Internet Control Message Protocol）提供
控制和传递消息的功能；
?ARP（ Address Resolution Protocol）为已知的 IP地
址确定相应的 MAC地址；
?RARP（ Reverse Address Resolution Protocol）根
据 MAC地址确定相应的 IP地址。
应用层
传输层
网络接口
网络层
● IP
● ICMP
● ARP
● RARP
TCP/IP网络层的四个主要协议：
TCP UDP
6 17
IP
传
输
层
网
络
层
IP数据报的协议域确
定目的端的上层协议
IP地址
? IP网络中每台主机都必须有一个唯一的 IP地址；
? IP地址是一个逻辑地址 (与 MAC地址比较 )
?因特网上的 IP地址具有全球唯一性；
32位（ 4个字节）常用点分的十进制标记法：
如 00001010 00000010 00000000 00000001 记为
10.2.0.1
? IP地址划分为五类,A-E类，常用的为 A/B/C类
A类地址：允许 27个网络，每个网络 224-2个主机
B类地址：允许 214个网络，每个网络 216-2个主机
C类地址：允许 221个网络，每个网络 28-2个主机
IP地址分类
保留的 IP地址,以下这些 IP地址具有特殊的含义,
00...00 0000,.,0000
11...11 1111,.,1111
本机
本网中的主机
局域网中的广播
对指定网络的广播
回路
00...00 主 机 号
1111,.,1111网络号
127 任 意 值
一般来说，主机号部分为全, 1,的 IP地址保留用作广播
地址；主机号部分为全, 0,的 IP地址保留用作网络地址
。
0000,.,0000网络号 网络地址
除了由主机地址和网络类型决定的网络地址之外，
IP协议还支持用户根据自己网络的实际需要，创建子
网络。子网与网络地址相结合，不仅可以把位于不同
物理位置的主机组合在一起，还可以通过分离关键设
备或者优化数据传送等措施提高网络安全性能，降低
网络流量。
子网
子网划分
因特网规模的急剧增长，对 IP地址的需求激增，
带来的问题是：
?IP地址资源的严重匮乏
?路由表规模的急速增长
解决办法,从主机号部分拿出几位作为子网号
这种在原来 IP地址结构的基础上增加一级结构的
方法称为 子网划分 。 前提：网络规模较小,IP地
址空间没有全部利用。
例如：三个 LAN,主机数为 20,25,48,均少于
C类地址允许的主机数 。 为这三个 LAN申请 3个 C
类 IP地址显然有点浪费 。
子网划分举例
例如,C类网络 192.10.1.0,主机号部分的前三位用于
标识子网号, 即：
11000000 00001010 00000001 xxxyyyyy
网络号 +子网号 新的主机号部分
子网号为全, 0”全, 1”不能使用, 于是划分出 23-2=6个
子网, 子网地址分别为：
11000000 00001010 00000001 00100000 -- 192.10.1.32
11000000 00001010 00000001 01000000 -- 192.10.1.64
11000000 00001010 00000001 01100000 -- 192.10.1.96
11000000 00001010 00000001 10000000 -- 192.10.1.128
11000000 00001010 00000001 10100000 -- 192.10.1.160
11000000 00001010 00000001 11000000 -- 192.10.1.192
子网掩码（ Subnet Mask）
子网划分后, 如何识别不同的子网？
解决：采用 子网掩码 来分离网络号和主机号 。
子网一个最显著的特征就是具有子网掩码 。
子网掩码格式,32比特, 网络号 (包括子网号 )部分全
为, 1”,主机号部分全为, 0”。
“网络号 +子网号”部分,主机号”部分
11 … … … … … … … … 11 00 …, 00
子网掩码既不能作为 IP地址使用，也不同单独存
在，必须结合 IP地址一起使用。子网掩码的作用就是
对 IP地址进行划分，形成扩展网络地址和主机地址两
部分。
一个有效的子网掩码由两部分组成，分别是左边
的扩展网络地址位（用数字 1表示）和右边的主机地
址位（用数字 0表示）。象下面这两个子网掩码都是
无效的。
00000000000000000000000000000000
11111111111111111111111111111111
掩码规则
子网掩码计算
前面的例子中：网络号 24位，子网号 3位，总共 27
位。所以子网掩码为：
11111111 11111111 11111111 11100000
即 255, 255, 255, 224
缺省子网掩码,A类,255.0.0.0
B类,255.255.0.0
C类,255.255.255.0
子网地址计算
子网掩码 ∧ IP地址，结果就是该 IP地址的网络号。
例如,IP地址 202.117.1.207，子网掩码 255.255.255.224
11001010 01110101 00000001 110 01111
∧ 11111111 11111111 11111111 111 00000
11001010 01110101 00000001 110 00000
∴ 子网地址为,202.117.1.192
主机号为,15
主机之间要能够通信，它们必须在同一子网内，
否则需要使用路由器（或网关）实现互联。
子网规划举例
网络分配了一个 C类地址,201.222.5.0。假设需要 20个
子网，每个子网有 5台主机。
试确定各子网地址和子网掩码。
1）对 C类地址，要从最后 8位中分出几位作为子网地址：
∵ 24＜ 20＜ 25,∴ 选择 5位作为子网地址，共可提供
30个子网地址。
2）检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求
∵ 子网地址为 5位，故还剩 3位可以用作主机地址。
而 23＞ 5+2，所以可以满足每子网 5台主机的
要求。
3）子网掩码为 255.255.255.248。
（ 11111000B = 248 ）
4）子网地址可在 8,16,24,32,……, 240共 30个地
址中任意选择 20个。
常用网络命令
1,PING命令使用方法：在 DOS提示符状态下直
接输入 PING 对方 IP地址（或者对方主机名），
可以测试连接是否正常。具体参数可以使用
PING /？查 阅。
2,IPCONFIG命令是在 DOS状态下查阅本机 IP
配置的一个命令。
WINIPCFG命令是 WINDOWS9X下查阅本机 IP
配置的一个命令。可以在“开始”菜单中使用
“运行”命令。
连接多个独立的网络或子网，实现互联网间的最佳寻
径及数据传送。
? 分类
路由
? 功能
内部路由器
外部路由器
内部路由协议
内部路由协议又称 IGP（内部网关协议），主要
在自主系统内部使用。目前,TCP/IP网络中较为常用
的 IGP主要有以下几种：
? RIP（路由信息协议）
RIP主要适用于小规模的网络环境
? IGRP（内部网关路由协议）
适合那些大型、复杂的网络拓扑结构。
? OSPF即最短路径优先协议
支持自主系统内部的分级路由
外部路由协议
外部路由协议提供了自主系统之间的路由，在
TCP/IP网络中最为常用的主要有以下两种：
? EGP（外部网关协议）
EGP可以提供动态连通性，但是要求所有连接的自主
系统都必须采用树形结构
?BGP是一种域间路由协议
主要用于网络核心路由器。
? TRACERT
TRACERT工具可找出至目的 IP地
址经过的路由器。
A BR1 R2
TRACERT的工作原理：
? A发出 Echo Request 1，目的地址为 B,TTL=1;
? R1路由器收到 Echo Request 1后，因 TTL=1便丢弃此
封包，然后传送 Timer Exceeded 1给 A;
? A收到 Timer Exceeded 1之后，便可知道 RI位路由过
程中的第一个路由器。接着,A再发出 Echo Request
2，目的地址仍为 B,TTL=2;
? Echo Request 2先送到 R1，然后转送至 R2，到达 R2
时,Echo Request 2的 TTl=1，因此 R2便丢弃此封包
，然后传送 Timer Exceeded 2给 A;
? A收到 Timer Exceeded 2之后，便可知道 RI位路由过
程中的第二个路由器。接着,A再发出 Echo Request
3，目的地址仍为 B,TTL=3;
? Echo Request 3经 R1,R2，然后转送至 B,B收到此
封包后回应 Echo Reply 1给 A。 A收到 Echo Reply 1之
后便大功告成。
TRACERT的工作原理：
本章内容,
?TCP/IP协议与 IP分组
? IP地址分配
?子网与子网划分
?子网掩码
?路由
1,TCP协议
- TCP，即传输控制协议，是一种面向连接的传输层
协议；
- TCP协议能够向发送方提供到达接收方的数据包的
传送信息；
- TCP协议还可以识别重复信息，丢弃不需要的多余
信息，使网络环境得到优化；
TCP/IP概述
- TCP协议可以采用数据流控制机制减慢数据的
传送速度，协调发送和接收方的数据响应。
- TCP协议能够把数据传送信息传递给所支持的
更高层次的协议或应用使用。
TCP协议
?IP协议位于 Internet协议栈的第三层
?IP协议已经发展成为网络操作系统相互之间进行通讯
的标准机制，是 HTTP和 TCP等高层协议的基础。
?除了可以提供网络路由之外,IP协议还具有错误控制
以及网络分段等众多功能，是整个 Internet协议栈的核
心。
IP协议
TCP/IP模型
?TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署 (DARPA)
的一项研究计划 ——实现若干台主机的相互通信。
?现在 TCP/IP已成为 Internet上通信的标准。
?TCP/IP模型包括 4个概念层次：
?应用层（ application）
?传输层（ transport）
?网络层（ internet）
?网络接口（ network interface）
TCP/IP与 OSI参考模型的对应关系
应用层
表示层
会话层
传输层
物理层
数据链路层
网络层
7
6
5
4
3
2
1
OSI参考模型
应用层
传输层
网络接口
网络层
TCP/IP概念层次
Ethernet,802.3,
802.5,FDDI等等
TCP/IP支持
所有的、标准
的物理和数据
链路协议
网络层
?网络层的主要协议 ——IP（ Internet Protocol ）
本层提供无连接的传输服务（不保证送达，不保序）。
本层的主要功能是寻找一条能够把数据报送到目的地的
路径。
? ICMP（ Internet Control Message Protocol）提供
控制和传递消息的功能；
?ARP（ Address Resolution Protocol）为已知的 IP地
址确定相应的 MAC地址；
?RARP（ Reverse Address Resolution Protocol）根
据 MAC地址确定相应的 IP地址。
应用层
传输层
网络接口
网络层
● IP
● ICMP
● ARP
● RARP
TCP/IP网络层的四个主要协议：
TCP UDP
6 17
IP
传
输
层
网
络
层
IP数据报的协议域确
定目的端的上层协议
IP地址
? IP网络中每台主机都必须有一个唯一的 IP地址；
? IP地址是一个逻辑地址 (与 MAC地址比较 )
?因特网上的 IP地址具有全球唯一性；
32位（ 4个字节）常用点分的十进制标记法：
如 00001010 00000010 00000000 00000001 记为
10.2.0.1
? IP地址划分为五类,A-E类，常用的为 A/B/C类
A类地址：允许 27个网络，每个网络 224-2个主机
B类地址：允许 214个网络，每个网络 216-2个主机
C类地址：允许 221个网络，每个网络 28-2个主机
IP地址分类
保留的 IP地址,以下这些 IP地址具有特殊的含义,
00...00 0000,.,0000
11...11 1111,.,1111
本机
本网中的主机
局域网中的广播
对指定网络的广播
回路
00...00 主 机 号
1111,.,1111网络号
127 任 意 值
一般来说，主机号部分为全, 1,的 IP地址保留用作广播
地址；主机号部分为全, 0,的 IP地址保留用作网络地址
。
0000,.,0000网络号 网络地址
除了由主机地址和网络类型决定的网络地址之外，
IP协议还支持用户根据自己网络的实际需要，创建子
网络。子网与网络地址相结合，不仅可以把位于不同
物理位置的主机组合在一起，还可以通过分离关键设
备或者优化数据传送等措施提高网络安全性能，降低
网络流量。
子网
子网划分
因特网规模的急剧增长，对 IP地址的需求激增，
带来的问题是：
?IP地址资源的严重匮乏
?路由表规模的急速增长
解决办法,从主机号部分拿出几位作为子网号
这种在原来 IP地址结构的基础上增加一级结构的
方法称为 子网划分 。 前提：网络规模较小,IP地
址空间没有全部利用。
例如：三个 LAN,主机数为 20,25,48,均少于
C类地址允许的主机数 。 为这三个 LAN申请 3个 C
类 IP地址显然有点浪费 。
子网划分举例
例如,C类网络 192.10.1.0,主机号部分的前三位用于
标识子网号, 即：
11000000 00001010 00000001 xxxyyyyy
网络号 +子网号 新的主机号部分
子网号为全, 0”全, 1”不能使用, 于是划分出 23-2=6个
子网, 子网地址分别为：
11000000 00001010 00000001 00100000 -- 192.10.1.32
11000000 00001010 00000001 01000000 -- 192.10.1.64
11000000 00001010 00000001 01100000 -- 192.10.1.96
11000000 00001010 00000001 10000000 -- 192.10.1.128
11000000 00001010 00000001 10100000 -- 192.10.1.160
11000000 00001010 00000001 11000000 -- 192.10.1.192
子网掩码（ Subnet Mask）
子网划分后, 如何识别不同的子网？
解决：采用 子网掩码 来分离网络号和主机号 。
子网一个最显著的特征就是具有子网掩码 。
子网掩码格式,32比特, 网络号 (包括子网号 )部分全
为, 1”,主机号部分全为, 0”。
“网络号 +子网号”部分,主机号”部分
11 … … … … … … … … 11 00 …, 00
子网掩码既不能作为 IP地址使用，也不同单独存
在，必须结合 IP地址一起使用。子网掩码的作用就是
对 IP地址进行划分，形成扩展网络地址和主机地址两
部分。
一个有效的子网掩码由两部分组成，分别是左边
的扩展网络地址位（用数字 1表示）和右边的主机地
址位（用数字 0表示）。象下面这两个子网掩码都是
无效的。
00000000000000000000000000000000
11111111111111111111111111111111
掩码规则
子网掩码计算
前面的例子中：网络号 24位，子网号 3位，总共 27
位。所以子网掩码为：
11111111 11111111 11111111 11100000
即 255, 255, 255, 224
缺省子网掩码,A类,255.0.0.0
B类,255.255.0.0
C类,255.255.255.0
子网地址计算
子网掩码 ∧ IP地址，结果就是该 IP地址的网络号。
例如,IP地址 202.117.1.207，子网掩码 255.255.255.224
11001010 01110101 00000001 110 01111
∧ 11111111 11111111 11111111 111 00000
11001010 01110101 00000001 110 00000
∴ 子网地址为,202.117.1.192
主机号为,15
主机之间要能够通信，它们必须在同一子网内，
否则需要使用路由器（或网关）实现互联。
子网规划举例
网络分配了一个 C类地址,201.222.5.0。假设需要 20个
子网，每个子网有 5台主机。
试确定各子网地址和子网掩码。
1）对 C类地址，要从最后 8位中分出几位作为子网地址：
∵ 24＜ 20＜ 25,∴ 选择 5位作为子网地址，共可提供
30个子网地址。
2）检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求
∵ 子网地址为 5位，故还剩 3位可以用作主机地址。
而 23＞ 5+2，所以可以满足每子网 5台主机的
要求。
3）子网掩码为 255.255.255.248。
（ 11111000B = 248 ）
4）子网地址可在 8,16,24,32,……, 240共 30个地
址中任意选择 20个。
常用网络命令
1,PING命令使用方法：在 DOS提示符状态下直
接输入 PING 对方 IP地址（或者对方主机名），
可以测试连接是否正常。具体参数可以使用
PING /？查 阅。
2,IPCONFIG命令是在 DOS状态下查阅本机 IP
配置的一个命令。
WINIPCFG命令是 WINDOWS9X下查阅本机 IP
配置的一个命令。可以在“开始”菜单中使用
“运行”命令。
连接多个独立的网络或子网，实现互联网间的最佳寻
径及数据传送。
? 分类
路由
? 功能
内部路由器
外部路由器
内部路由协议
内部路由协议又称 IGP（内部网关协议），主要
在自主系统内部使用。目前,TCP/IP网络中较为常用
的 IGP主要有以下几种：
? RIP（路由信息协议）
RIP主要适用于小规模的网络环境
? IGRP（内部网关路由协议）
适合那些大型、复杂的网络拓扑结构。
? OSPF即最短路径优先协议
支持自主系统内部的分级路由
外部路由协议
外部路由协议提供了自主系统之间的路由，在
TCP/IP网络中最为常用的主要有以下两种：
? EGP（外部网关协议）
EGP可以提供动态连通性，但是要求所有连接的自主
系统都必须采用树形结构
?BGP是一种域间路由协议
主要用于网络核心路由器。
? TRACERT
TRACERT工具可找出至目的 IP地
址经过的路由器。
A BR1 R2
TRACERT的工作原理：
? A发出 Echo Request 1，目的地址为 B,TTL=1;
? R1路由器收到 Echo Request 1后，因 TTL=1便丢弃此
封包，然后传送 Timer Exceeded 1给 A;
? A收到 Timer Exceeded 1之后，便可知道 RI位路由过
程中的第一个路由器。接着,A再发出 Echo Request
2，目的地址仍为 B,TTL=2;
? Echo Request 2先送到 R1，然后转送至 R2，到达 R2
时,Echo Request 2的 TTl=1，因此 R2便丢弃此封包
，然后传送 Timer Exceeded 2给 A;
? A收到 Timer Exceeded 2之后，便可知道 RI位路由过
程中的第二个路由器。接着,A再发出 Echo Request
3，目的地址仍为 B,TTL=3;
? Echo Request 3经 R1,R2，然后转送至 B,B收到此
封包后回应 Echo Reply 1给 A。 A收到 Echo Reply 1之
后便大功告成。
TRACERT的工作原理：
