第1章Internet技术基础教案20121031

1、教 案科目Internet技术与应用授课日期2012年10月20日课题1.1Internet引论1.2Internet的组成与协议授课时数2教师尹基文单位北京电大房山分校教具多媒体教学系统授课类型授新课教学方法理论：使用多媒体教学方法讲授（.PPT）与课下作业相结合教学目的及要求1、介绍Internet中常用的基本概念和术语；2、了解Internet的起源、发展、未来；3、了解Internet的应用；4、了解Internet的服务；5、了解下一代Internet的发展。6、了解Internet的网络结构7、掌握TCP/IP协议 重点1、Internet的应用2、Internet的组成与协议 难

2、点Internet的组成与协议导入：当前Internet已经深入到我们生活、工作、学习等各个方面，那么我们应该如何认识Internet，它能给我们提供哪些服务呢？本节课我们对这些问题进行学习和探讨。第1章 Internet 技术基础1.1 Internet引论1. 什么是InternetInternet是专指全球范围内最大的、由众多网络相互联接而成的、基于TCP/IP协议的计算机网络.2.INTERNET的产生与发展1）1969年美国国防部高级研究计划局将四台主机连接起来，称为ARPANET2）1983年，ARPANET分解为MILNET(军用)和ARPANET(民用)两部分3）1986年，美

3、国国家科学基金会组建NSFNET，提出分层接入思想4）1989年，ARPANET正式改名为INTERNET5）1991年，INTERNET网络的商业化正式开通，世界上许多大公司加入INTERNET6） 1994年，中国接入INTERNET3. Internet的基本服务1)信息浏览与查询:WWW (万维网)可以为上网用户提供Internet信息的查询和浏览服务。2)电子邮件:Email是Internet提供的一种电子邮政服务。3)文件传输:FTP是Internet提供的一项获取网络资源的服务，它允许在计算机之间传送文件和程序。4. 远程登录:Telnet是Internet提供的一项远程登录服务

4、使本地主机成为远程主机的一个远程访问终端。5. 网络新闻:USENET是Internet提供的一项信息交流服务。它允许网上用户以电子邮件的形式进行公开的分组讨论。6. 电子公告板:BBS是Internet提供的一项信息交流服务。它在Internet上开辟了一块类似公告板形式的公共场所供人们彼此交流信息。7). 电子商务:电子商务的基本含义包括两个内容：一是商务活动，二是电子化手段。他们之间的关系是商务是核心，电子是手段和工具。8) 电子政务:电子政务所包含的内容极为广泛，几乎包括传统政务活动的各个方面。3. 网格:网格是把 整个网络变成以太巨大的虚拟计算机，使人们可以动态地分享在网上不同地方的

5、各种资源，而不必之道资源来自何方。4. Interent的基本术语 1）WWW(World Wide Web，万维网)：是以超文本标记语言(HTML：Hyper Text Markup Language)和超文本传输协议(HTTP：Hyper Text Transfer Protocol)为基础的一种向用户提供包含文本、图像、声音、动画等在内的信息浏览系统。2） TCP/IP(Transfer Control Protocol/Internet Protocol)：传输控制协议/网间协议，是INTERNET的核心协议，是一个协议集，包括近百个协议，始于1972年。TCP是保证信息在网络间的可靠

6、传送而不被损坏。IP保证信息按分组时所标明的地址准确的转送到目的地。3）FTP(File Transfer Protocol)：文件传输协议，确保用户文件在不同计算机之间安全可靠传输的一种协议。4） HOME PAGE：主页，指个人或机构的基本信息页面，相当于一个目录，用户可通过主页访问有关的信息资源。5）URL(Uniform Resource Locator)：统一资源定位器，一般由使用的协议，要访问的服务器主机，要访问的路径及文件名三部分组成。例如： 其中“HTTP”是协议，“”是要访问的服务器主机，“index.html”是文件路径。 5. 信息高速公路与下一代互联网1.2 Inter

7、net的组成与协议1.2.1 Internet的网络结构Internet具有分级的网络结构：一般可分三层，最下面一层为校园网和企业网，中间层是地区网络，最上面一层是全国主干网。中国的主干网由以下四大主干网组成：1）中国公用计算机互联网（ChinaNet），中国电信主办。 2）中国教育和科研计算机网（CerNet），国家教委主办。 3）中国金桥信息网（ChinaGBN）,由电子工业部下属的吉通通信有限公司承建并管理。4）中国科技网（CstNet）,中科院主办。1.2.2 TCP/IP协议1、什么是TCP/IP协议网络上的计算机之间又是如何交换信息的呢？ 就象我们说话要用某种语言一样，在网络上的各

8、台计算机之间通话也需要一种语言，这就是网络协议。不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。但是，网络协议也有很多种，具体选择哪一种协议则要视具体情况而定。Internet上的计算机使用的是TCP/IP协议。TCP/IP协议是一种网际互联通信协议，是传输控制协议和网际协议（Transfer Control Protocol/Internet Protocol）的简称。IP是基本，TCP建立在IP之上。IP协议用于给各种不同的通信子网或局域网提供一个统一的互联平台，在程序、主机之间传送数据。 TCP协议用于在应用程序之间传送数据，为应用程序提供端到端的通信和控制功能。2、TCPIP协议的

9、体系结构TCPIP协议采用四层体系结构，即网络接口层、网络互联层（IP层）、传输层（TCP）和应用层4个层次。应用层传输层（TCP）网络互联层（IP层）网络接口层网络接口层： 是TCPIP协议的最底层，负责接收和发送物理帧。网络互联层：负责相邻节点之间的通信。传输层：负责起点到终端的通信。应用层：包含所有的高层协议，为用户提供各种所需服务，诸如文件传输、电子邮件等应用程序，把数据以TCP/IP协议方式从一台计算机传送到另一台计算机。 3.TCP/IP协议族介绍TCP/IP协议族中包括上百个互为关联的协议，不同功能的协议分布在不同的协议层， 应用层常用的几个协议为：Telnet：提供远程登录功能

10、。 FTP：远程文件传输协议。 SMTP：简单邮政传输协议。NFS：网络文件服务器。 UDP：用户数据包协议。 小结： 能说出Internet主要服务功能和应用领域作业：P15：一（1,2）二（1） 课后反思： 本节课属于了解性内容，概念较多，计算机术语也较多，在组织教学过程中，通过实例讲解，使同学加深对概念的理解。同学在理解TCP/IP协议体系结构时有些困难，通过和现实生活中的实例结合讲解，降低了理解难度。教 案科目Internet技术与应用授课日期2012年10月20日课题1.3Internet地址1.4域名系统DNS授课时数2教师尹基文单位北京电大房山分校教具多媒体教学系统授课类型授新课

11、教学方法理论：使用多媒体教学方法讲授（.PPT）与课下作业相结合教学目的及要求1、掌握IP地址的组成；2、了解子网掩码的概念；3、了解动态IP地址和代理服务器的概念；4、了解域名的概念及原理；5、了解域名系统的分级结构。 重点1、IP地址的组成和子网掩码的概念；2、动态IP地址；3、域名的概念及原理； 难点IP地址的组成和子网掩码1.3 Internet地址1.3.1 IP地址1. IP地址的组成目前IP地址采用IPv4 （IP第4版本）地址，由32位二进制数组成。为了便于记忆,将这组32位二进制数分为4段,每段8位，每段用四个十进制数表示，十进制数之间用“.”分开，每段的取值范围为0255。

12、这种标识方法叫做点分十进制。 IP地址的表示方法如下: X.X.X.X。例如：10101100.00010000.00000000.00001010 0每个IP地址又可分为两部分，即网络号部分和主机号部分。网络号表示其所属的网络段编号，主机号则表示该网段中该主机的地址编号。IP地址的一般格式为 ：网络标识ID ：标识某一主机所在的网络，同一个物理网络上的所有的主机用同一个网络ID。主机标识ID：标识该网络中的特定主机。网络上的一台主机是指网络上的服务器、工作站、打印机或路由器等，它们都有一个静态的或动态的IP地址。2. IP地址的分类 按照网络规模的大小， IP地址分为A、

13、B、C、D、E五类，以适应不同规模的网络。其中A、B、C类是三种主要的类型地址，用户可以根据不同的需要到相关部门申请不同类型的IP地址。A类地址：网络数较少，但每个网络中的主机数较多，常分配给拥有大量主机的网络，如大公司（如IBM、AT&T等公司）和Internet主干网络。 B类地址：通常分配给结点比较多的网络，如政府机构、较大的公司及区域网。 C类地址：主要分配给局域网，因为此类网络较多，而网络中的主机数又比较少。大家熟知的校园网就常采用C类地址，较大的校园网可能还有多个C类地址。总共可以表示2097152个网络，每个网络可有254台主机。 D类地址：不识别网络，其基本用途是多点广

14、播。 E类地址：暂时保留以备将来使用，到目前为尚未开放 。IP地址类的确定AA、如果地址是二进制形式，只要观察前几位就可确定该地址的类。若第一位为0，则地址为A类地址； 若第一位是1且第二位是0，则地址为B类地址； 若第一二位都是1且第三位是0，则地址为C类地址； 若前三位都是1且第四位是0，则地址为D类地址； 若前四位都是1，则地址为E类地址。IP类型网络类别网络标识主机号IP地址（总长32bit）A类07 bit24 bitB类1014 bit16 bitC类11021 bit8 bitD类1110组播地址E类11110保留后用B、如果地址是点分十进制，则只需要检查第一个数据就可以确定地址

15、的类。 若第一个数字在0到127（含0和127）之间，则为A类地址； 若第一个数字在128到191（含128和191）之间，则为B类地址； 若第一个数字在192到223（含192和223）之间，则为C类地址； 若第一个数字在224到239（含224和239）之间，则为D类地址； 若第一个数字在240到255（含240和255）之间，则为E类地址。 网络ID和主机ID的提取若地址为A类，则第一个八位组（第一个数）就是网络ID，剩下的三个八位组（三个数）就是主机ID；若地址为B类，则前两个八位组（前两个数）就是网络ID，剩下的两个八位组（两个数）就是主机ID；若地址为C类，则前三个八位组（前三个数

16、）就是网络ID，剩下的一个八位组（一个数）就是主机ID； 若地址为D类，则没有主机ID和网络ID。整个的地址都是用于多播； 若地址为E类，则没有主机ID和网络ID。整个的地址都保留作为特殊用途。所有Internet的地址都由Internet的网络信息中心（NIC）分配： InterNIC负责美国及其它地区 RIPENIC负责欧洲地区 APNIC负责亚太地区 随着Internet的迅速增长以及IPv4地址空间的逐渐耗尽，IPv6作为Internet协议的下一版本，对IPv4的最终取代将不可避免的成为必然。IPv6地址长度为128位，除提供了更大的地址空间外，也在管理及安全方面有了很大提升。国际N

17、IC组织的几条规定：        是为本机做环回测试保留的IP地址。        192.X.X.X和10.X.X.X为局域网的保留地址。        主机位全部为1的地址是网络的广播地址        主机位全部为0的IP地址是指网络本身 1.3.2 子网掩码1. 子网及子网掩码的概念 子网:

18、网络上常常需要将一个大型网络划分为若干个既相对独立又相互联系的小网络，这些小网络称为子网。 具体说来，子网就是将主机标识部分划分出一定的位数用作本网的各个子网，剩余的主机标识作为相应子网的主机标识部分。以解决网络数不够的问题。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。子网一个最显著的特征就是具有子网掩码 。子网掩码用来掩盖部分IP地址，这样TCP/IP就能区分网络ID和主机ID。TCP/IP主机利用子网掩码来决定目的主机是在本地网还是在远程网络上。子网掩码是一个32位二进制的值，用于“屏蔽”IP地址的一部分，它可以把一个IP地址分离出网络地址和主机地址

19、。2. 子网掩码的作用 1）屏蔽IP地址的一部分，以区分网络ID和主机ID将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。子网划分是通过借用IP地址的若干位主机位来充当子网地址从而将原网络划分为若干子网而实现的。划分子网时，随着子网地址借用主机位数的增多，子网的数目随之增加，而每个子网中的可用主机数逐渐减少。 2）说明IP地址是在本地网还是在远程网络上子网掩码的这个作用就是判断两个需要通信的主机是否需要经过网络转发，如果两个要通信的主机在同一个子网内，就可以直接通信；如果两个需要通信的主机不在同一个子网内，则需要寻找路径进行通讯。 例如，我自己的电话我朋友的电话是0516-

20、63563219，我们两个人要通信，我先要看一下我们两个的电话是不是在同一个地区（相当于子网掩码中的子网），结果不在同一个区间，我要打他的电话，就要加上区号，也就是要通过网关转发。3. 子网的划分 子网划分是通过借用IP地址的若干位主机位来充当子网地址，从而将原网络划分为若干子网。划分子网时，随着子网地址借用主机位数的增多，子网的数目随之增加，而每个子网中的可用主机数逐渐减少。 以C类网络为例，原有8位主机位，28=256个主机地址，默认子网掩码。借用1位主机位，产生21=2个子网，每个子网有27=128个主机地址；借用2位主机位，产生22=4个子网，每个子网有26=

21、64个主机地址若子网借用7位主机位时，主机位只剩一位，无论设为0还是1，都意味着主机位是全0或全1。由于主机位全0表示本网络，全1留作广播地址，这时子网实际没有可用主机地址，所以主机位至少应保留2位。 根据子网ID借用的主机位数，我们可以计算出划分的子网数、掩码、每个子网主机数 。4. 子网掩码的设定 子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示，1的数目等于网络位的长度；右边是主机位，用二进制数字“0”表示，0的数目等于主机位的长度。 这样做的目的是为了让掩码与IP地址做AND运算时用0屏蔽掉原主机数，而不改变原网络段数字，

22、而且很容易通过0的位数确定子网的主机数为：2n-2(n为主机位数，因为主机号全为1时表示该网络广播地址，全为0时表示该网络的网络号，这是两个特殊地址，所以要减2）。只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。5、子网掩码的分类子网掩码一共分为两类。一类是缺省（自动生成）子网掩码，一类是自定义子网掩码。缺省子网掩码即未划分子网，对应的网络号的位都置1，主机号都置0。A类网络缺省子网掩码：；B类网络缺省子网掩码：；C类网络缺省子网掩码：。自定义子网掩码是将一个网络划分为几个子网，需要每一段使用不同的

23、网络号或子网号，实际上我们可以认为是将主机号分为两个部分：子网号、子网主机号。 形式如下：未做子网划分的IP地址：网络号主机号做子网划分后的IP地址：网络号子网号子网主机号最常用的两种子网掩码： 1）子网掩码是“”的网络：最后面一个数字可以在0255范围内任意变化，因此可以提供256个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是256-2，即254个，因为主机号不能全是“0”或全是“1”。 2）子网掩码是“”的网络：后面两个数字可以在0255范围内任意变化，可以提供2552个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是2552-2，即65023个。 1.3.

24、3 动态IP地址什么是动态IP地址 ？ 通过Modem、ISDN、ADSL、有线宽频、小区宽频等方式上网的计算机，每次上网所分配到的IP地址都不相同，这就是动态IP地址。因为IP地址资源很宝贵，大部分用户都是通过动态IP地址上网的。普通人一般不需要去了解动态IP地址，这些都是计算机系统自动完成的。1.3.4 代理服务器代理服务器的基本概念 ： 代理服务器(Proxy Server)就是个人网络和因特网服务商之间的中间代理机构，它负责转发合法的网络信息，并对转发进行控制和登记。 代理服务器的作用 代理服务器处在客户机和服务器之间，对于远程服务器而言，代理服务器是客户机，它向服务器提出各种服务申请

25、；对于客户机而言，代理服务器则是服务器，它接受客户机提出的申请并提供相应的服务。也就是说，客户机访问因特网时所发出的请求不再直接发送到远程服务器，而是被送到了代理服务器上，代理服务器再向远程的服务器提出相应的申请，接收远程服务器提供的数据并保存在自己的硬盘上，然后用这些数据对客户机提供相应的服务。 1.4 域名系统DNS1.4.1 域名虽然可以通过IP地址来访问每一台主机，但是要记住那么多枯燥的数字串（ IP地址）是非常困难的，为此，Internet引入了域名(Domain Name)的概念。通过为每台主机建立一个唯一的域名，建立IP地址与域名的对应关系，就不用再记忆复杂的IP地址了。 当您键

26、入某个域名的时候，这个信息首先到达提供此域名解析的服务器上，再将此域名解析为相应网站的IP地址。完成这一任务的过程就称为域名解析。 Internet上的主机可有一个域名，也可有多个域名，但只有一个IP地址。而每个域名只对应一个唯一的IP地址。1.4.2 域名系统的原理 当用户使用主机域名进行通信时，首先将其映射成IP地址，这种将主机域名映射为IP地址的过程称为域名解析。域名解析包括正向域名解析和反向域名解析两种方式。 域名服务器（DNS Server） :在Internet上有将主机域名转化为IP地址的系统软件，而安装这种软件并完成相应转换的主机就是域名服务器。 域名服务器是一个基于客户机/服

27、务器的数据库，在这个数据库中每个主机的域名和其IP地址是一一对应的，域名系统就是有这样一系列数据库组成的分布式管理系统。 域名必须对应一个IP地址，而IP地址不一定有域名。域名系统采用类似目录树的等级结构。它主要有两种形式：主服务器和转发服务器。将域名映射为IP地址的过程就称为“域名解析”。 域名解析的过程是：当一台机器a向其域名服务器A发出域名解析请求时，如果 A可以解析，则将解析结果发给 a，否则，A将向其上级域名服务器B发出解析请求，如果B能解析，则将解析结果发给a，如果 B无法解析，则将请求发给再上一级域名服务器 C如此下去，直至解析到为止。 1.4.3 域名系统的分级结构域名采用层次

28、结构，每一层构成一个子域名，子域名之间用圆点隔开，自左至右分别为：计算机名、网络名、机构名、最高域名。Internet域名系统是一个树型结构。 一个完整的域名由二个或二个以上部分组成，各部分之间用英文的句号”.”来分隔，最后一个”.”的右边部分称为顶级域名(TLD，也称为一级域名)，最后一个”.”的左边部分称为二级域名(SLD)，二级域名的左边部分称为三级域名，以此类推，每一级的域名控制它下一级域名的分配。 DNS顶级域名顶级域名主要分为两类：机构域名和物理域名。机构域名代表了所处的行业，如商业、教育、政府等。 Internet组织为每个国家和地区分配了一个顶级域名，通常采用其英文名称中的两个

29、字母表示，这样的顶级域名叫物理域名。DNS二级域名顶级域名之下是二级域名。二级域名通常是由NIC授权给的其他单位或组织自己管理的。一个拥有二级域名的单位可以根据自己的情况再将二级域名分为更低级的域名授权给单位下面的部门管理。 DNS域名树的最下面的叶节点为单个的计算机。域名的级数通常不多于5个。 在DNS树中，每一个节点都用一个简单的字符串（不带点）标识。这样，在DNS域名空间的任何一台计算机都可以用从叶节点到根节点、中间用点“.”相连接的字符串来标识：叶节点名.三级域名.二级域名.顶级域名 国际域名管理机构顶级域名由ICANN（The Internet Corporation for Ass

30、igned Names and Numbers，互联网名称与数字地址分配机构）进行管理和分配。 ICANN是一个非营利性的国际组织，成立于1998年10月，是一个集合了全球网络界商业、技术及学术各领域专家的非营利性国际组织，负责互联网协议（IP）地址的空间分配、协议标识符的指派、通用顶级域名（gTLD）以及国家和地区顶级域名（ccTLD）系统的管理、以及根服务器系统的管理。但ICANN并不负责域名注册，ICANN只是管理其授权的域名注册商，在ICANN和注册商之间还有一个Verisign公司，注册商相当于从Verisign公司批发域名，但管理注册商的机构是ICANN。机构顶级域名机构域名也叫通

31、用顶级域名，共有7个，也就是现在通常说的国际域名。由于Internet最初是在美国发源的，因此最早的域名并无国家标识，人们按用途把它们分为几个大类，它们分别以不同的后缀结尾：.com用于商业公司；.net用于网络服务；.org用于组织协会等；.gov用于政府部门； .edu用于教育机构；.mil用于军事领域；.int用于国际组织。 最初的域名体系也主要供美国使用，因此美国的企业、机构、政府部门等所用的都是“国际域名”，随着Internet向全世界的发展，.edu、.gov、.mil一般只被美国专用外，另外三类常用的域名.com、.org、.net则成为全世界通用，因此这类域名通常称为“国际域名”，直到现在仍然为世界各国所应用。物理顶级域名物理顶级域名又叫地理顶级域名，共有243个国家和地区的代码，例如cn代表中国，uk代表英国。这样以cn为后缀的域名就相应地叫做“国内域名”。与国际域名的后缀命名类似，在cn顶级域名下也分设了不同意义的二级域名，主要包括类别域和行政区域，这样就是通常说的二级域名；还可以在.com,cn或.net,cn等二级域名下注册三级域名，三级域名可分为两类：类别域名和行政区划域名。类别域名是依照申请机构的性质划分出来的域名，具体包括：AC