TCP-IP协议和IP地址.ppt

1.IP协议IP协议定义了IP数据报格式，并且对数据报寻址和路由、数据报分片和重组、差错控制和处理等做出了具体规定。IP数据报格式如下图所示。版本：给出了该数据报的IP协议的版本。
报头长度：由于IPv4数据报可以包含可变数量的IP选项，所以这4比特用来确定IP数据报中的数据的起始位置。大多数IP数据报不包含IP选项，所以通常的IP数据报都有一个20字节长度的报头。
服务类型（TOS）：服务类型字段使得不同服务要求的报文在传送过程中可以区别处理，特别是在网络发生超载时。
数据报长度：是以字节为单位的IP数据报的总长度（即报头长度+数据长度）。数据报一般都小于1500字节。标识符、标志和分片偏移量：这三个字段与IP分片有关。
生存时期（TTL）：TTL字段用来保证数据报不会在网络中永远传播。当每次数据报经过一个路由器的处理时，TTL值就会减少。如果TTL值变为0，该数据报就被抛弃。
上层协议：该字段仅仅当IP数据报到达最终目的地时才被使用，其值给出了本IP数据报中的数据部分将被传送到的目的地的传输层协议（或上层协议）。
报头校验和：该字段可以帮助路由器发现接收到的IP数据报中的比特错误，它将报头中的每两个字节作为一个数字并用反码的形式计算这些数字的和。
源端和目的端的IP地址：IP数据报中的这两个字段携带着源端和目的端的32比特IP地址。
选项字段：选项字段允许IP报头被扩充。该字段时可选的，它导致了数据报报头长度的不确定性，使得在路由器中对IP数据报的处理所需要的时间差别很大。为了提高路由器和主机上的IP数据报处理性能，IPv6报头中舍弃了IP选项字段。
数据（有效载荷）：该字段是IP数据报中的最重要的字段——数据。在大多数环境下，IP数据报的数据字段包含着传输层的要发送到目的端的数据段（TCP或UDP）。数据字段也可以携带其他类型的数据，例如ICMP信息。Internet传输层包含了两个重要协议：
传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。
TCP是专门为在不可靠的Internet上提供可靠的端到端的字节流通信而设计的一种面向连接的传输协议。
UDP是一种面向无连接的传输协议。网络进程间的通信需要确定给定主机上的哪个本地进程使用了哪种协议与哪台远程主机上的哪个进程进行了通信。端口和套接字概念提供了一种以统一的方式惟一地标识连接以及参与连接的程序和主机的方法。

端口有公用端口和临时端口两种。
套接字是用于通信协议的几种应用编程接口API之一。套接字是一种特殊的文件句柄，被一个进程用来向操作系统请求网络服务。2．TCP协议3.2TCP协议4.TCP连接的建立与关闭
为确保连接建立和关闭的可靠性，TCP使用“三次握手”算法实现客户端和服务器端的消息交换。5.TCP的确认与重传
为了保证TCP协议传输的可靠性，TCP采用了“确认”和“重传”技术。为了提高系统确认的效率，TCP采用了“滑动窗口”技术。
基本思想是：首先确定发送双方协商一个窗口的大小，并规定只有位于这个窗口中的数据段才可以被发送出去。其次，当收到接收方对窗口中第一个数据段的确认信息后，窗口就向后滑动一个数据段。在规定时间内接收方若没有收到窗口中第一个数据段的确认消息，则重传窗口中第一个数据段。6.TCP的流量控制
TCP使用窗口机制进行流量控制。
当一个连接建立时，连接的每一端分配一块缓冲区来存储接收到的数据，并将缓冲区的尺寸发送给另一端。当数据到达时，接收方发送确认，其中包含了自己剩余的缓冲区尺寸。这个剩余缓冲区空间的数量叫做窗口，接收方在发送的每一确认中都含有一个窗口通告（非零的窗口通告、零窗口通告）。
窗口和窗口通告可以有效地控制TCP的数据传输流量，使发送方发送的数据不会溢出接收方的缓冲空间。UDP建立在IP协议的基础上，它提供了与IP协议相同的面向无连接的、不可靠传输服务。UDP协议不使用确认信息对数据段的到达进行确认，不能保证数据段到达的顺序，也不能向发送端反馈信息进行流量控制，因而会出现数据段丢失现象。由于UDP的简单性，采用UDP协议的应用程序可以高效地传输数据，例如流式多媒体、因特网电话等，其可靠性可以有应用程序来解决。1.UDP的协议数据单元TPDU2.UDP报文格式如图所示:UDP报头各个字段意义如下：
(1)源端口号、目的端口号：分别用于标识和寻找源端和目的端的应用进程。它们分别与IP报头中的源端IP地址和目的端IP地址组合就惟一确定一个UDP连接。
(2)报文长度：包括UDP报头和数据在内的报文长度，以字节为单位，最小值为8（报头长度）。
(3)校验和：可选字段。若计算校验和，则对IP首部、UDP报头和UDP数据全部计算在内，用于检错，即由发送端计算校验和并存储，由接收端进行验证。否则，取值为0。UDP工作原理3.4IP地址IP地址与MA