【正文】 頭部通過協(xié)議號標識被IP封裝的數(shù)據(jù)是哪種協(xié)議，ICMP TCP UDP的協(xié)議號分別是1 6 17.在網絡層，通過IPv4地址標識不同的主機或者同一設備不同的三層接口。出現(xiàn)分組丟失和損壞的情況如圖： 拆除連接：經過四次握手拆除連接。 接收方通過動態(tài)調整窗口的大小進行流量控制。 在傳輸?shù)倪^程中，如果數(shù)據(jù)丟失，窗口減半。? 窗口表示接收方的接收能力。187。187。187。基于TCP協(xié)議的應用層協(xié)議必須經過三次握手建立連接后才能進行通信。通過雙方交換的這三個報文，完成TCP初始序列號的同步，預留了資源，建立了連接，就可以開始傳輸數(shù)據(jù)。PC2收到PC1發(fā)送到報文后，在回應的報文中把ACK置位，確認號置位為a+1，表示知曉了PC1的初始序列號，同時把SYN置位，把自己的隨機序列號b告訴PC1。建立連接過程： TCP是面向連接的，TCP在傳輸數(shù)據(jù)之前必須先建立連接為建立連接，兩臺主機的初始序列號SYN必須同步,同步是通過交換三個TCP報文完成的，和正常的TCP報文不同的是，這個TCP報文FLAG位中的SYN置位為1，表示要和對方協(xié)商同步SYN，我們把這個過程叫做三次握手建立連接。 Option字段187。 結束標志，置1表示連接將被斷開，用于拆除連接。 同步序號標志，置1表示同步序號，用來建立連接。 復位標志，置1表示拒絕錯誤和非法的數(shù)據(jù)包，復位錯誤的連接。 確認號標志，置1表示確認號有效，表示收到對端的特定數(shù)據(jù)。216。216。 通過頭部字段的值完成協(xié)議的功能：TCP頭部字段：216。查看端口號：TCP協(xié)議特點：216。這些端口就是一個協(xié)議的數(shù)據(jù)區(qū)別于其他協(xié)議的特征，在后續(xù)做安全控制時，經常要通過端口號挑選并控制特定數(shù)據(jù)的傳輸。在這里，1028，1050都是由源主機從系統(tǒng)中未使用的而且大于1024的端口號中隨機分配的，標識發(fā)送方的進程，而目標端口則按照規(guī)定使用了知名端口，以便接收方能夠正確處理。在如圖所示的圖中，主機A上的用戶使用telnet程序遠程登錄主機B,使用IE瀏覽器瀏覽主機C的網頁。20個字節(jié)的TCP字段協(xié)議頭部包含了更多的字段，通過這些字段，TCP協(xié)議能夠為上層應用提供可靠的、有序的、具備流量控制的能力的傳輸服務，基于TCP的應用程序就不用考慮這些問題。相對于TCP，UDP報文的優(yōu)勢在于頭部小、傳輸效率高，不需要建立連接就可以直接傳輸數(shù)據(jù)，適合承載實時性的應用程序。兩個協(xié)議各有優(yōu)勢，TCP協(xié)議主要用于一次性傳輸大量的數(shù)據(jù)的應用，比如FTP，SMTP、TELNET、HTTP都是基于TCP協(xié)議的,而UDP協(xié)議則用于多次少量數(shù)據(jù)的傳輸，尤其是實時性要求比較高的業(yè)務，比如TFTP、SNMP、DHCP協(xié)議以及視頻、VOIP等應用。按照從上至下的順序TCP/IP協(xié)議族的主要協(xié)議:應用層協(xié)議為TCP/IP模型之外的應用程序提供網絡服務，不同的應用程序需要不同的應用層協(xié)議提供支持，例如：發(fā)送和接收郵件需要借助SMTP和POP3，而傳輸文件則需要借助FTP或者TFTP，訪問WWW服務要借助HTTP，而HTTP中的域名又需要DNS協(xié)議進行解析，管理網絡設備需要依靠SNMP協(xié)議，TELNET協(xié)議能夠幫助遠程登錄設備。第二節(jié) TCP/IP協(xié)議族TCP/IP模型由若干個相互關聯(lián)的協(xié)議組成，這些協(xié)議組成了TCP/IP協(xié)議族。如圖所示： 經過物理層后被編譯為比特流在網絡上傳輸，當?shù)竭_要通信的主機后再從下至上經由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網絡層、傳輸層、應用層的協(xié)議解封裝（又叫做拆封），最后將數(shù)據(jù)打印到屏幕。在傳遞的過程中，每層的協(xié)議都會把上層信息加上本協(xié)議的頭部，組成一個協(xié)議數(shù)據(jù)單元—PDU,而這個加協(xié)議頭部的動作就叫做封裝。每層產生的協(xié)議報文有各自的名稱，比如傳輸層叫做段、網絡層叫包，數(shù)據(jù)鏈路層叫幀，物理層叫比特。發(fā)送方由上而下逐層產生的數(shù)據(jù)，最終在物理層變成可以在介質上傳輸?shù)男盘?，通過網絡設備的傳輸，接收方接收后有一個由下而上逐層上交數(shù)據(jù)的過程。上層協(xié)議依賴下層提供服務。在以后的介紹中會始終貫穿這種思路。我們學習協(xié)議，總是先關注這個協(xié)議的作用是什么，用在什么地方解決什么問題，協(xié)議包如何發(fā)送和接收，接收后如何處理，會產生什么結果。在網絡中部署配置某個協(xié)議，就是要實現(xiàn)一個特定的目的。在TCP/IP模型中，每一層都定義了一些網絡功能，這些功能是由特定的協(xié)議實現(xiàn)的。OSI模型只是一個參考模型，一般只是用作開發(fā)指南，實際上整個數(shù)據(jù)通信網絡是建立在TCP/IP協(xié)議模型之上的。其中OSI模型分為七層，從下而上依次是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層，TCP/IP模型相對簡潔，分為四層，對應OSI模型物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的是網絡訪問層，然后是網絡層和傳輸層，對應OSI模型中會話層、表示層、應用層的是應用層。兩種主要的通信模型是國際標準化組織（ISO）制定的OSI參考模型和美國國防部制定的TCP/IP協(xié)議模型。在論文的寫作過程中，嚴格按照論文寫作規(guī)范的要求來寫，首先是列寫作大綱，然后在大綱的基礎上撰寫論文初稿，再根據(jù)指導老師對初稿審閱后提出的修改意見，完成論文的修改稿，修改稿通過后還對論文中各個細節(jié)進行適當?shù)耐魄眯薷?，最后形成定稿。隨后經歷了一個寒假和畢業(yè)實習后，于2013年4月底正式進入課題系統(tǒng)實質性的編寫階段。在課題開始初期，就確立了一個指導方針，即嚴格按照網絡工程的要求，同時也兼顧系統(tǒng)集成過程中其自身的特殊性原則，認真完成每階段的任務。正基于這個背景，產生了《校園網網絡設備高級原理與配置》這個畢業(yè)設計課題。校園網網絡設備高級原理與配置探討校園網網絡設備高級原理與配置探討畢業(yè)設計目錄摘要 3目錄 4前言 6第一章 TCP/IP通信基礎 8第一節(jié) 網絡模型8第二節(jié) TCP/IP協(xié)議族12第二章 ARP、Hub、VLAN原理 29第一節(jié) ARP工作原理29第二節(jié) Hub及二層交換機的工作原理33第三節(jié) VLAN原理36 Trunk/三層原理/靜態(tài)路由/ACL 38第一節(jié) 第二節(jié) 三層交換相關原理43第三節(jié) 路由基礎及靜態(tài)路由原理48第四節(jié) 靜態(tài)路由及默認路由56第五節(jié) 訪問控制列表（ACL）原理59第四章 生成樹原理/VRRP/端口聚合 61第一節(jié) STP原理61第二節(jié) RSTP原理68第三節(jié) MSTP原理70第四節(jié) 虛擬冗余網關協(xié)議原理72第五節(jié) 端口聚合原理及配置74第五章 動態(tài)路由協(xié)議 77第一節(jié) 動態(tài)路由協(xié)議相關基本概念77第二節(jié) RIP路由協(xié)議78第三節(jié) 開放最短路徑優(yōu)先（OSPF）協(xié)議82第六章 出口地址轉換NAT 97第一節(jié) NAT原理97第七章 結束語 99參考文獻： 100附錄： 100 前言當今世界已進入信息時代，Internet成為21世紀最受關注的行業(yè)之一,它的飛速發(fā)展和在全球范圍的普及應用正在給人類生活帶來革命性變化。網絡技術的發(fā)展也取得了巨大的成就,新技術層出不窮。本課題由張國鋒老師任指導老師。在選題后，查閱了大量的文獻資料，對目前數(shù)通領域的現(xiàn)狀以及采用的技術進行了詳細的研究，結合現(xiàn)有的資源，于2013年4月正式定題，課題定名為《校園網網絡設備高級原理與配置》。經過分析，主要針對在網絡基礎及應用比較廣泛的技術進行總結探討，旨在使人打好一個堅實的基礎，夯實的地基才是建筑萬丈高樓的第一步。 第一章 TCP/IP通信基礎 第一節(jié) 網絡模型在一個網絡中，各個廠商的各種網絡設備、包括主機、服務器等其他終端之所以能夠相互通信，協(xié)同工作，是因為所有設備都遵從相同的行為規(guī)則，這些行為規(guī)則的集合就構成了通信模型。OSI和TCPIP模型最主要的特點就是都使用了分層設計，也就是把網絡要完成的功能劃分到若干個相互關聯(lián)和依賴的層中。如圖： Internet應用的主要模型就是TCP/IP模型，而對于OSI七層模型來講對大多數(shù)廠商的實現(xiàn)稍顯復雜，但分層更精確。為了表述方便,把TCP/IP模型中的網絡訪問層細分為物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。功能由協(xié)議完成，意味著一個特定的功能總是由某個協(xié)議完成的，甚至可能是由多個相互關聯(lián)的協(xié)議配合完成的。那么對于學習網絡的人來講，以下內容就顯得非常必要：如果需要的某個功能沒有得到正常實現(xiàn)，就要考慮，是不是對應的這個協(xié)議出了問題，是沒有按照協(xié)議規(guī)定正常發(fā)送、接收數(shù)據(jù)包呢，還是數(shù)據(jù)包的格式不正確。正常運作需要什么條件。TCP/IP模型各層實現(xiàn)的特定的功能總結如圖: 無論是OSI模型還是TCP/IP 模型的設計思路實際都體現(xiàn)了以下兩條原則：每層通過協(xié)議完成各自特定的功能，上層協(xié)議對下層透明傳輸。數(shù)據(jù)通信是由發(fā)送方、中間網絡設備、接收方共同完成的。這個過程是在發(fā)送方、網絡設備、接收方的相同層的相同協(xié)議之間發(fā)生的，把相同層相同協(xié)議之間協(xié)議包的交互叫做對等通信。對等通信表表示如下圖：了解對等通信之后我們又有了疑問，一臺主機通過交換機路由器后與另一臺主機通信過程中報文是如何封裝交互的？事實上，源主機在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，沿協(xié)議棧自上而下傳遞應用程序產生的信息。這個封裝的動作是由上而下逐層進行的，也就是說每一層都會把上層的協(xié)議包看成一個數(shù)據(jù)，加上本協(xié)議的頭部，然后再交給下一層去處理。這樣一次完整的數(shù)據(jù)通信便宣告完成。TCP/IP模型的網絡訪問層包括了OSI模型中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的全部細節(jié)，典型的包括LAN中的以太網協(xié)議、WAN中的PPP、幀中繼協(xié)議等，而網絡層則包括IP協(xié)議和它的兩個重要的輔助協(xié)議：ARP協(xié)議和ICMP協(xié)議，傳輸層有兩個協(xié)議：面向連接的TCP協(xié)議和無連接的UDP協(xié)議，應用層協(xié)議比較多，包括SMTP、FTP、DNS 、SNMP、HTTP、TELNET等。 傳輸層在發(fā)送方和接收方之間提供端到端的傳輸服務.在TCP/IP協(xié)議族中，有兩個傳輸層協(xié)議，TCP提供面向連接的、可靠的、有序的、流量控制的傳輸服務的，和它相對應的UDP協(xié)議，則提供無連接的、不可靠的、無序的、無流量控制的傳輸服務。 TCP和UDP之所以能提供兩種截然不同的服務，是由于TCP和UDP協(xié)議定義了各自的協(xié)議報文，其中UDP報文頭部由八個字節(jié)組成，而TCP報文，又叫TCP段，它的頭部則由二十個字節(jié)組成。但由于UDP沒有解決可靠性，基于UDP的應用程序必須自己來解決可靠性。TCP/UDP報文格式如圖： 在同一臺主機上，可能會同時運行多個應用程序和它的進程（每加載的一個應用程序），傳輸層通過端口來區(qū)分這些應用程序和它們的實例。telnet和協(xié)議作為應用層協(xié)議，在傳輸層都由TCP協(xié)議承載，為了區(qū)分這兩個進程產生的數(shù)據(jù)，TCP通過源端口1028，目標端口23標識主機A遠程telnet主機B的數(shù)據(jù)，通過源端口1050，目標端口80標識主機A訪問主機C的WWW服務的數(shù)據(jù)。 常見協(xié)議對應的知名端口號，其中80端口標識HTTP協(xié)議產生的數(shù)據(jù)，53對應DNS，SMTP和POP3分別對應25和110，F(xiàn)TP的數(shù)據(jù)連接和控制連接的端口號分別是20和21。常見協(xié)議端口號如圖： 使用netstat查看正在使用的端口號。 基于TCP的應用在傳輸數(shù)據(jù)之前必須先由TCP建立連接，在傳輸過程中由TCP解決可靠性、有序性，進行流量控制，傳輸結束后由TCP拆除連接216。 源端口標識發(fā)送方的進程，目的端口標識接收方的進程。 序號保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行蛐?，確認號對收到的數(shù)據(jù)進行確認。 Flag字段(8位)? ACK 187。? RST187。? SYN187。? FIN187。216。 MSS 最大段大小，通過置位，協(xié)商能承載的TCP數(shù)據(jù)的大小。如圖所示PC1發(fā)送到第一個報文SYN置位為1，序列號是由PC1隨機廠商的，序列號為A。PC1收到報文，在回應的報文中也通過ACK的置位和確認號表示知曉了PC2的初始序列號。建立連接后，所有數(shù)據(jù)的ACK位都會置位。數(shù)據(jù)傳輸：? 通過序號解決傳輸數(shù)據(jù)的有序性，通過序號和確認號解決可靠性。 發(fā)送方通過序號對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的第一個字節(jié)進行編號。 接收方通過確認號表達期待接收到數(shù)據(jù)的序列號。 如果在規(guī)定時間內沒有收到對已發(fā)送數(shù)據(jù)的確認，則進行重傳。187。187。 最簡單的的肯定確認協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)的情況： 在送出一個分組時發(fā)送方打開定時器，當定時器超時（確認信息還沒回來），發(fā)送方就認為這個分組丟失因而進行重傳。 網絡層提供主機到主機的傳輸服務，這種服務是由IP協(xié)議提供的,ICMP輔助IP工作，提供出錯和控制信息，而ARP協(xié)議在以太網中提供IP地址和