专题四 TCPIP参考模型体系（课件）-《计算机网络基础》（河北科学技术出版社）高考备考讲练测（河北省）

专题四 TCP/IP参考模型体系 《计算机网络基础》 专题复习讲练测 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 考纲要求 一 1．掌握TCP/IP体系结构及其各层功能； 2．掌握TCP/IP体系结构协议簇； 3．掌握TCP/IP协议下网络属性的设置方法； 4．掌握IP编址技术； 5．掌握子网划分的方法； 6．掌握TCP/IP常用协议的特点、工作原理、工作过程（ARP、RAPR、IP、TCP、UDP、DNS、DHCP、SMTP、POP等）。 知识点梳理 二 知识点梳理 二 一：TCP/IP参考模型 TCP/IP参考模型分为4个层次：应用层、传输层、互联网层和网络接口层。在TCP/IP参考模型中，去掉了OSI参考模型中的会话层和表示层，同时将OSI参考模型中的数据链路层和物理层合并为网络接口层。 1.网络接口层 负责接收从网络层交来的IP数据包并将IP数据包通过低层物理网络发送出去；或者从低层物理网络上接收物理帧，然后抽出IP数据包交给网络层。 知识点梳理 二 一：TCP/IP参考模型 2.互联网层 也称为网络层，本层是整个TCP/IP协议栈的核心。它的功能是把分组发往目标网络或主机。同时，为了尽快地发送分组，可以需要沿不同的路径同时进行分组传递。因此，分组到达目标的顺序和发送的顺序可能不同，这就需要上层对分组进行排序。网络层还需要实现拥塞控制的功能。 知识点梳理 二 一：TCP/IP参考模型 3.传输层 在TCP/IP参考模型中，传输层的功能是为应用层提供会话和数据报通信服务。主要处理网络层没有处理的通信问题，保证通信连接的可靠性，为实现信息的正确传输，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送。 知识点梳理 二 一：TCP/IP参考模型 4.应用层 TCP/IP参考模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现，应用层为应用程序访问下面各层的网络服务提供接口，应用层面向不同的网络应用引入了不同的应用层协议。它主要为用户提供多种网络应用程序，如电子邮件、远程登录等。 知识点梳理 二 二：TCP/IP协议栈 知识点梳理 二 TCP/IP协议栈 HTTP协议 HTTP是超文本传输协议，用于传输Web上的网页文件； FTP协议 FTP是文件传输协议，用于传输文件； SMTP协议 SMTP是简单邮件传输协议，用于传输电子邮件和附件； 知识点梳理 二 TCP/IP协议栈 RIP协议 RIP是路由信息协议，是路由器用来在IP网络上交换路由信息的协议； SNMP协议 SNMP是简单网络管理协议，用于收集网络管理信息并在网络管理控制系统和网络设备之间交换网络管理信息； TCP协议 TCP提供一对一的、面向连接的、可靠的通信服务。TCP在工作时需要建立连接，对发送的数据包进行排序和确认，并重传在传输过程中丢失的数据包。 知识点梳理 二 TCP/IP协议栈 UDP协议 UDP提供一对一或一对多的、面向无连接的、不可靠的通信服务； ARP协议 ARP称地址解析协议，它将互联网层的地址（即IP地址）解析为网络接口层地址（即网络硬件接口地址）； RARP协议 RARP称反向地址转换协议，协议是ARP协议的逆过程，即可以从ARP表或者缓存中，通过MAC地址得到其IP地址； 知识点梳理 二 TCP/IP协议栈 IP协议 IP称为网际协议，主要完成网络编址规则、数据包格式及数据包进行寻址、路由、分段和重组处理等功能； ICMP协议 ICMP称为网际控制报文协议，报告数据包中的差错和其他网络层信息，以帮助用户诊断不成功的数据包传输过程； IGMP协议 IGMP称为互联网组管理协议，管理主机加入和离开多播组； 知识点梳理 二 TCP/IP协议栈 POP协议 POP协议用于从服务器到客户机的电子邮件的接收，它使用UDP的110端口进行工作，常用的版本号为3，所以简称为POP3.； DNS协议 DNS是域名系统，将主机字符化的名称解析为IP地址并在DNS服务器之间复制名称信息。 知识点梳理 二 三：TCP和UDP比较 知识点梳理 二 四：IP协议 IP协议是互联网层中的核心协议。 IP协议是一个面向无连接、不可靠的数据包协议，即在传递数据包之前，通信双方无需就本次数据交换进行连接。 IP数据包的基本格式 知识点梳理 二 IP地址的分类 类别 网络ID的值 网络ID部分 主机ID部分 网络ID个数 每个网络的主机ID个数 A 类 1~126 w x.y.z 28-1-2=126 224-2=6277214 B 类 128~191 w.x y.z 214=216384 216-2=65534 C 类 192~223 w.x.y z 221 =2097152 28-2=254 知识点梳理 二 （1）A类地址 A类网络ID被分配给主机数量众多的子网。A类网络ID的最高位固定为0，这就使得A类IP地址的第一个字节的值始终小于127。 IP地址分类 （2）B类网络 B类地址ID被分配给中型和大型网络。B类网络ID的长度为16位，B类地址的两个高位固定为10。 知识点梳理 二 （4） D类地址 是用做多播地址而保留的，D类地址的4个高位总是设置为1110。 （5） E类地址 是为试验性用途而保留的，E类地址的4个高位总是设置为1111。 IP地址分类 （3）C类地址 C类网络ID被分配给小型网络。C类网络ID的长度为24位，后8位用来表示主机位。C类地址的两个高位固定为110。 知识点梳理 二 （2）127.0.0.X：以127开头的IP地址被称为回送地址（也叫回环地址） （3）子网广播：将IP地址中对应主机号的部分全设为1， 特殊IP地址和专用IP地址 （1）0.0.0.0：称为未指定的IP地址，用来表示当前节点IP地址缺失。 （4）有限广播：将IP地址所有32位全设为1（255.255.255.255）。使用有限广播地址可进行本地子网上的“一对所有”传输，路由器在默认设置下不会转发该数据包。 知识点梳理 二 四：子网划分 1.子网掩码概念 子网掩码是一个 32位的二进制数，一般由两部分组成，前一部分使用连续的“1”用来标识网络地址；后一部分使用连续的“0”，用来标识主机地址。 2.子网掩码的表示形式 （1）“点分十进制”表示法与IP地址中相同。 （2）”IP地址/掩码位数”表示法。这种表示方法称为“网络前缀标记法”，“/ 掩码位数”是指网络地址位数。 知识点梳理 二 四：子网划分 3.子网掩码的计算 子网掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，可以得到IP中的网络ID和主机ID。 4.子网划分的应用 （1）根据所需网络数确定需要多少位子网号来唯一标识网络上的每一个子网。 （2）根据子网中的主机数确定需要多少主机号来标识每个子网上的每一台主机。 知识点梳理 二 四：子网划分 （3）计算符合网络要求的子网掩码。 （4）确定标识每一个子网的网络地址。 （5）确定每一个子网上所使用的主机的地址范围。 五：ARP工作原理 源主机在自己的ARP高速缓存表中查找目的主机的IP地址所对应的MAC地址，若找到了，则可以封装MAC帧进行发送，若找不到，则发送ARP请求（封装在广播MAC帧中）； 知识点梳理 二 五：ARP工作原理 目的主机收到ARP请求后，将源主机的IP地址与MAC地址记录到自己的ARP高速缓存表中，然后给源主机发送ARP响应（封装在单播MAC帧中），ARP响应中包含有目的主机的IP地址和MAC地址； 源主机收到ARP响应后，将目的主机的IP地址与MAC地址记录到自己的ARP高速缓存表中，然后就可以封装之前想发送的MAC帧并发送到目的主机； 知识点梳理 二 六：域名解析协议（DNS）工作原理 1.在浏览器中输入域名，操作系统会先检查自己本地DNS解析结果的缓存中是否有这个网络映射关系；如果有，就调用这个IP地址映射，完成域名解析。 2.若缓冲中没有这个域名的映射，则查找本地的hosts文件是否保存有这个网址映射关系；如果有，就调用此IP地址映射，完成域名解析。 知识点梳理 二 六：域名解析协议（DNS）工作原理 3.若hosts与本地DNS解析结果中缓存中没有相应的网址映射关系，首先找本地DNS服务器，若本地DNS服务器中有要查询的域名，则返回解析结果给客户机，完成域名解析。 4.若hosts与本地DNS解析结果中缓存中没有相应的网址映射关系，首先找本地DNS服务器，若本地DNS服务器中有要查询的域名，则返回解析结果给客户机，完成域名解析。 知识点梳理 二 六：域名解析协议（DNS）工作原理 5.如果本地DNS服务器解析失败,则根据本地DNS服务器的设置(是否设置转发器)进行查询; 用于从服务器到客户机的电子邮件的接收，它使用UDP的110端口工作。常用的是版本号为3，所以简称为POP3。 七：邮局协议（POP） 知识点梳理 二 七：邮局协议（POP） POP3工作的 三个阶段 （1）用于从服务器到客户机的电子邮件的接收，它使用UDP的110端口工作。 （2）处理阶段：通过认证后，客户端转入处理状态，进行接收邮件的各种准备工作，在完成列出未读邮件等相应的操作后，退出处理状态。 （3）更新状态：开始下载未阅读过的邮件到本地计算机，完成重返认证状态确认身份，之后断开与服务器的连接。 限时练习 三 1．下列关于 “TCP/IP 协议簇” 的说法，错误的是（ ）​ A. TCP/IP 是互联网的核心协议，分为应用层、传输层、网络层和网络接口层​ B. TCP 协议是面向连接的可靠传输协议，UDP 是无连接的不可靠传输协议​ C. IP 协议位于传输层，负责为分组选择路由路径​ D. HTTP、FTP、DNS 均属于 TCP/IP 协议簇的应用层协议 【答案】C 【解析】IP 协议位于网络层，负责分组封装、路由选择和 IP 地址管理，传输层的核心协议是 TCP 和 UDP。 限时练习 三 2.下列关于 “子网掩码” 的说法，正确的是（ ）​ A. 子网掩码由 32 位二进制数组成，与 IP 地址配合使用，用于划分网络号和主机号​ B. 子网掩码为 255.255.255.0 的 IP 地址，其主机号部分为 16 位​ C. 同一子网掩码下，所有 IP 地址的网络号和主机号长度均不同​ D. 子网掩码的作用是隐藏 IP 地址，防止 IP 地址被非法窃取 【答案】A 【解析】子网掩码与 IP 地址通过 “IP 地址 & 子网掩码” 计算网络号，剩余部分为主机号；​子网掩码 255.255.255.0 的主机号部分为 8 位；​同一子网掩码下，网络号和主机号的长度固定，仅网络号数值和主机号数值不同。 限时练习 三 3．下列选项中，（ ）控制端到端传送的信息量并保证TCP的可靠性。 A．广播 B．窗口 C．错误恢复 D．流量控制 【答案】B 【解析】窗口是实现端到端传送的主要机制，发送端窗口大小决定了发送的信息量的速度，而且发送的数据如果出错，可以从发送窗口中重传。 限时练习 三 4．可靠的传输协议中的“可靠”指的是（ ）。 A．使用面向连接的会话 B．使用“尽力而为”的传输 C．使用滑动窗口来维持可靠性 D．使用确认机制来确保传输的数据不丢失 【答案】D 【解析】TCP对传输的报文段提供确认，因此是可靠的传输协议；而UDP不提供确认，因此是不可靠的传输协议。 限时练习 三 5．某网络的IP地址空间为192.168.5.0/24，采用定长子网划分，子网掩码为255.255.255.248，则该网络的最大子网个数、每个子网内的最大可分配地址个数分别是（ ）。 A．32，8 B．32，6 C．8，32 D．8，30 【答案】B 【解析】子网号为5位，在CIDR中可以表示25＝32个子网，主机号为3位，除去全0和全1的情况可以表示6个主机地址。 限时练习 三 6．若用户1与用户2之间发送和接收电子邮件的过程如图所示，则图中① 、② 、③ 阶段分别使用的应用层协议可以是（ ） A．SMTP、SMTP、SMTP B．POP3、SMTP、POP3 C．POP3、SMTP、SMTP D．SMTP、SMTP、POP3 【答案】D 【解析】1，2，3阶段分别使用的应用层协议可以是SMTP，SMTP，POP3，因此答案是D。SMTP采用“推”的通信方式，用于用户代理向邮件服务器发送邮件、以及邮件服务器之间发送邮件。POP3采用“拉”的通信方式，用于用户从目的邮件服务器上读取邮件。 限时练习 三 7.下列关于UDP协议的叙述中，正确的是（ ）。 Ⅰ．提供无连接服务 Ⅱ．提供复用/分用服务 Ⅲ．通过差错校验，保障可靠数据传输 A．仅Ⅰ B．仅Ⅰ、Ⅱ C．仅Ⅱ、Ⅲ D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 【答案】B 【解析】UDP提供无连接服务，提供复用/分用服务。虽然有差错检验，但是不能保证可靠数据传输。 限时练习 三 8．在TCP/IP体系结构中，直接为ICMP提供服务的协议是（ ）。 A．PPP B．IP C．UDP D．TCP 【答案】B 【解析】ICMP报文作为数据字段直接封装在IP分组中。 限时练习 三 9．一台主机希望解析域名www.abc.com，如果这台主机配置的DNS地址为A，Internet根域名服务器为B，而存储域名www.abc.com与其IP地址对应关系的域名服务器为C，那么这台主机通常先查询（ ）。 A．域名服务器A B．域名服务器B C．域名服务器C D．不确定 【答案】A 【解析】一个主机发出DNS查询报文时，这个查询报文首先被送往该主机的本地域名服务器。当本地域名服务器不能立即回答某个主机的查询时，该本地域名服务器就以DNS客户的身份向某一根域名服务器查询。 限时练习 三 10．TCP/IP 协议栈的网络层主要负责数据的分段与重组，传输层主要负责路由选择，决定数据从源设备到目标设备的传输路径。（ ） 【答案】√ 【解析】网络层（IP）负责路由选择，通过 IP 地址确定数据的传输路径，将数据包从源设备转发到目标设备；传输层（TCP/UDP）负责数据的分段（TCP 将大数据分小段）与重组（接收端重组分段数据），并提供端到端的可靠性（TCP）或不可靠（UDP）传输。 限时练习 三 11．如果对数据的实时性要求比较高，但对数据的准确性要求相对较低（如在线电影），一般可在传输层采用_________协议。 【答案】UDP 【解析】传输层提供了两种类型的服务：无连接服务和面向连接服务。相应的实现分别是用户数据报协议UDP和传输控制协议TCP。采用UDP协议时，传输层向上提供的是一条不可靠的逻辑信道。 限时练习 三 12．对于 C 类 IP 地址（默认掩码 255.255.255.0），若借 2 位主机位划分子网，则子网掩码变为_____________，可划分出的子网数量为_______个。 【答案】255.255.255.192; 4 【解析】C 类地址默认主机位为 8 位，借 2 位主机位作为子网位后，子网位总数为 2 位，子网数量 = 2^ 子网位数 = 2^2=4；此时主机位剩余 6 位，掩码的最后一字节为 “11000000”，换算为十进制即 192，故新掩码为 255.255.255.192。 内容小结 四 1：本章节的内容是关于TCP/IP参考模型的一些基本概念，TCP/IP参考模型的分层在学习时可以利用思维导图进行梳理总结。 2：本章节的重点在于TCP/IP参考模型的分层及各层的功能、IP地址分类及子网划分的方法。 3：本节的难点在于对TCP/IP参考模型及每层功能的区分与应用，子网划分的实际应用。 $