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 熟 悉 ▸ 熟悉TCP/IP参考模型的分层方法及各层功能 ▸熟悉TCP/IP参考模型与OSI参考模型的对应关系 ▸ 熟悉ARP协议的作用及工作过程 ▸熟悉从IPV4向IPV6迁移的技术 理解 ▸ 理解IP数据包各部分含义 ▸ 理解子网掩码的使用 ▸理解IPV6地址的分类 知识点梳理 二 知识点梳理 二 TCP/IP参考模型分层及各层功能 网络接口层 互联网层 传输层 应用层 最底层，负责物理网络传输。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。 网络接口层 知识点梳理 二 TCP/IP参考模型分层及各层功能 网络接口层 网际层 传输层 应用层 它是整个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。分组到达目标的顺序和发送的顺序可能不同。 网际层 知识点梳理 二 TCP/IP参考模型分层及各层功能 网络接口层 互联网层 传输层 应用层 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。 传输层 知识点梳理 二 TCP/IP参考模型分层及各层功能 网络接口层 互联网层 传输层 应用层 最上层，面向用户和应用程序。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。 应用层 知识点梳理 二 TCP/IP协议簇 层次 核心协议 应用层 HTTP、FTP、SMTP、DNS、Telnet、TFTP、SNMP 传输层 TCP（可靠、面向连接）、UDP（不可靠、无连接） 网际层 IP（核心）、ARP、RARP、ICMP 网络接口层 各种网络接口协议（以太网、令牌环网等） 知识点梳理 二 TCP/IP协议簇 应用层协议 HTTP/HTTPS 网页浏览和接口调用的基石，HTTPS 在 HTTP 基础上增加了 SSL/TLS 加密，保障数据传输安全 FTP 文件传输协议，支持文件的上传和下载 SMTP/POP3/IMAP 电子邮件的发送与接收 知识点梳理 二 TCP/IP协议簇 应用层协议 DNS 将域名解析为 IP 地址，是互联网通信不可或缺的一环 SSH 远程安全登录 DHCP 动态主机配置，自动分配 IP 地址 知识点梳理 二 TCP/IP协议簇 传输层协议 ①面向连接、可靠、基于字节流的协议。 ②三次握手建立连接：客户端发送 SYN → 服务器回复 SYN+ACK → 客户端发送 ACK ③四次挥手释放连接 ①无连接、不可靠、基于数据报的协议。②不保证送达，但开销小、延迟低 ③适合实时音视频、DNS 查询、在线游戏等场景。 TCP UDP 知识点梳理 二 TCP/IP协议簇 网络层协议 IP（网际协议） 定义 IP 地址和数据报格式。 ICMP（网际控制报文协议） 传递差错报告和诊断信息，ping 命令就是基于 ICMP 实现的 ARP（地址解析协议） 将 IP 地址解析为物理 MAC 地址 IGMP（网际组管理协议） 管理多播组成员关系 知识点梳理 二 TCP/IP参考模型与OSI参考模型的对应关系 OSI参考模型（7层） TCP/IP参考模型（4层） 对应关系 应用层 应用层 OSI的会话层、表示层、应用层 → TCP/IP的应用层 表示层 会话层 传输层 传输层 直接对应 网络层 网际层 直接对应 数据链路层 网络接口层 OSI的物理层、数据链路层 → TCP/IP的网络接口层 物理层 知识点梳理 二 IP数据报 知识点梳理 二 IP地址分类 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 ▪ A 类：分配给主机数量众多的子网；最高位固定为 0，第一个字节始终小于 127 ▪ B 类：分配给中型和大型网络；网络 ID 长 16 位，两个高位固定为 10 ▪ C 类：分配给小型网络；网络 ID 长 24 位，后 8 位表示主机位，两个高位固定为 110 ▪ D 类：多播地址保留，4 个高位总是 1110 ▪ E 类：试验性用途保留，4 个高位总是 1111 知识点梳理 二 特殊IP地址和专用IP地址 0.0.0.0 未指定的 IP 地址 用来表示当前节点 IP 地址缺失 127.0.0.X 回送地址（回环地址） 以 127 开头的 IP 地址，用于本机测试 主机号全 1 子网广播 将 IP 地址中对应主机号的部分全设为 1 255.255.255.255 有限广播 所有 32 位全设为 1；进行本地子网“一对所有”传输，路由器默认不转发 知识点梳理 二 子网掩码 地址类别 默认子网掩码 二进制形式 A类 255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000 B类 255.255.0.0 11111111.11111111.00000000.00000000 C类 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 子网掩码的作用 ①核心公式：（IP地址）AND（子网掩码）= 网络地址 ②子网掩码中连续的1对应IP地址中的网络号+子网号 ③子网掩码中连续的0对应IP地址中的主机号 知识点梳理 二 ARP协议 定义 ARP 是将 IP地址 解析为 MAC地址 的协议，工作在 网络层 工作原理 01 02 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；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，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 ARP协议的四种典型情况 场景 发送方 要找谁的MAC地址 ① 同一网络内主机→主机 主机 找目的主机的硬件地址 ② 不同网络主机→主机 主机 找本网络路由器的硬件地址 ③ 路由器→本网络主机 路由器 找目的主机的硬件地址 ④ 路由器→另一网络主机 路由器 找本网络路由器的硬件地址 知识点梳理 二 IPV6地址的特点 更大的地址空间 128位 是IPv4地址空间的E28倍 简化的报头 基本报头长度固定为40字节 层次化的地址结构 有利于骨干网路由器快速转发 即插即用 支持自动地址配置 知识点梳理 二 IPV6地址类型 类型 说明 特点 单播 传统的点对点通信 一对一，最常用 多播 一点对多点通信，分组交付给一组计算机的每一台 一对多 任播 IPv6 新增，目的站是一组计算机，但只交付给距离最近的一台 一对最近 IPV6表示方法（三种） ① 冒号十六进制记法（一般形式） 每 16 位用十六进制数表示，用冒号分隔 ② 零压缩（省略前导 0） 每段中的前导 0 可以省略 ③ 双冒号压缩 连续 0 可替换为 ::，只能出现一次 知识点梳理 二 特殊地址 地址 表示 说明 未指明地址 :: 或 ::/128 全 0，只能用作源地址 环回地址 ::1/128 用于本地测试 本地链路单播地址 FE80::/10 仅在本地链路有效 组播地址 FF00::/8 用于多播通信 知识点梳理 二 从 IPv4 向 IPv6 迁移的技术 双协议栈 在同一设备上同时安装 IPv4 和 IPv6 两个协议栈，同时支持两套协议，通过 DNS 查询结果决定使用哪个。 隧道技术 将整个 IPv6 数据报封装到 IPv4 数据报的数据部分，在 IPv4 网络中传输 NAT-PT 网络地址转换 / 协议转换：结合协议转换和地址翻译，实现 IPv6 主机与 IPv4 主机通信 限时练习 三 1．对于下列说法，错误的是（ ）。 A.TCP协议可以提供可靠的数据流传输服务 B.TCP协议可以提供面向连接的数据流传输服务 C.TCP协议可以提供全双工的数据流传输服务 D.TCP协议可以提供面向非连接的数据流传输服务 【答案】D 【解析】面向非连接（无连接）是 UDP 的特征，UDP 不需要建立连接即可直接发送数据报。TCP 恰恰是面向连接的，这是它最基本的特点之一。 限时练习 三 2.在TCP/IP参考模型中，网际层的核心功能是（ ） A.提供可靠的端到端数据传输 B.将分组发往任何网络，并独立选择路由 C.将比特流组合成帧 D. 为用户提供网络应用程序 【答案】B 【解析】 网际层是整个TCP/IP参考模型的关键部分，主要功能是将分组发往任何网络，并独立地选择合适的路由。 限时练习 三 3.在IP数据报的首部中，用于防止数据报在网络中无限循环的字段是（ ） A.协议 B.首部检验和 C.生存时间 D. 标识 【答案】C 【解析】生存时间（TTL，Time To Live） 字段占8位，表明数据报在网络中可通过的路由器数的最大值。每经过一个路由器，TTL值减1，当TTL值减为0时，路由器丢弃该数据报，从而防止数据报在网络中无限循环。 限时练习 三 4.下面哪个是对IPv6地址的正确描述（ ） A.IPv6地址长度为32位，采用点分十进制表示 B.IPv6地址长度为64位，采用冒号十六进制表示 C.IPv6地址长度为128位，采用冒号十六进制表示 D. IPv6地址长度为128位，采用点分十进制表示 【答案】C 【解析】 IPv6地址长度为128位（16字节），采用冒号十六进制记法表示，即将128位分为8组，每组16位，每组用4个十六进制数表示，各组之间用冒号隔开。 限时练习 三 5.IPv6地址2001:0DB8:0000:0000:0000:8A2E:0370:7334 的简化写法中，错误的是（ ） A.2001:DB8:0:0:0:8A2E:370:7334 B.2001:DB8::8A2E:370:7334 C.2001:0DB8::8A2E:0370:7334 D. 2001:DB8:0:0:0:0:8A2E:370:7334 【答案】D 【解析】 IPv6 地址必须是 8 组 16 位值，用冒号分隔。选项 D 拆分为 9 段，格式非法；连续零段可用：：压缩，但地址总段数必须为 8。每组前导零可省略，且：：只能出现一次。 限时练习 三 6.隧道技术在IPv4向IPv6的过渡中，其基本原理是（ ） A.在设备上同时安装IPv4和IPv6两个协议栈 B.将整个IPv6数据报封装到IPv4数据报的数据部分中传输 C.将IPv6地址转换为IPv4地址 D. 通过DNS查询决定使用IPv4还是IPv6 【答案】B 【解析】 隧道技术是将整个IPv6数据报封装到IPv4数据报的数据部分，使得IPv6数据报可以在IPv4网络的隧道中传输。在隧道的入口处，路由器将IPv6分组封装入IPv4分组；在隧道的出口处，再将IPv6分组取出转发给目的站点。 限时练习 三 7. 在TCP/IP参考模型中，网际层提供面向连接的服务。 （ ） 【答案】错 【解析】 TCP/IP模型的网际层（IP层）仅提供无连接的服务，不保证可靠交付；而OSI模型的网络层支持无连接和面向连接两种服务。 限时练习 三 8.双协议栈技术是指在完全过渡到IPv6之前，使部分主机或路由器同时装有IPv4和IPv6两个协议栈。（ ） 【答案】对 【解析】双协议栈（Dual Stack）技术就是在设备上同时启用IPv4和IPv6两个协议栈，使该设备既能与IPv4网络通信，又能与IPv6网络通信。 限时练习 三 9.子网掩码中连续0对应的部分是IP地址中的网络号。 （ ） 【答案】错 【解析】 子网掩码中连续1对应网络号（含子网号），连续0对应主机号。正确的规则是：IP地址与子网掩码进行按位“与”运算时，子网掩码为1的位保留IP地址的对应位（网络号），为0的位结果被清0。 限时练习 三 10. IPv6地址中，双冒号可以在一个地址中多次使用。（ ） 【答案】错 【解析】 IPv6地址压缩规则：当有连续的多组0时，可以用双冒号（::）代替，但双冒号在一个地址中只能出现一次。 限时练习 三 11.TCP/IP参考模型中，传输层的两个核心协议是_______和________。 【答案】TCP； UDP 【解析】TCP是可靠的、面向连接的协议，传输单位为报文段；UDP是不可靠的、无连接的协议，传输单位为用户数据报。 限时练习 三 12.TCP/IP参考模型中，_______________层是整个模型的关键部分，提供无连接的分组交换服务。 【答案】网际 【解析】网际层是整个TCP/IP参考模型的关键部分，与OSI模型中的网络层功能相当，提供无连接的分组交换服务。 内容小结 四 理解TCP/IP四层模型及各层功能，特别是每层包含的协议。 2.子网掩码计算中要掌握“按位与”运算。牢记子网掩码公式： IP地址 AND 子网掩码 = 网络地址。 3.ARP工作原理，重点理解：广播请求，单播响应，缓存加速，自动更新。 掌握IPv6三类地址：单播、多播、任播及三种过渡技术。 $