互联网及其应用第一章、第二章

互联网及其应用第1章互联网概述考核内容5.Intranet网络4.互联网的一般结构3.我国互联网的建设与发展2.互联网的起源和发展过程1.互联网的定义6.互联网的应用7.下一代互联网的基本概念1.1互联网的基本概念互联网的定义：（考核要求：识记） 互联网是一种计算机网络的集合，以TCP/IP协议进行数据通信，把世界各地的计算机网络连接在一起，实现信息交换和资源共享。1.1互联网的基本概念互联网的基本概念：（考核要求：识记）互联网是建立在一组共同协议（TCP/IP)协议上的网络设备和线路的物理集合。狭义的Internet指上述网中所有采用IP协议的网络互联的集合，TCP/IP协议的分组可以通过路由选择实现相互传输，它亦可称为IP

Internet。广义的Internet指IP

Internet.加上所有能通过路由选择至目的站的网络，包括使用电子邮件等应用层网关的网络、各种存储转发的网络以及采用非IP协议的网络互联的集合。1.2互联网的发展历史互联网的起源：（考核要求：识记）美国国防部高级研究计划局（AdvancedResearchProjectAgency,ARPA)互联网的发展过程：（考核要求：识记）1969年到1983年是Internet的形成阶段，也是研究试验阶段1983年到1994年是Internet的实用阶段。1.3中国互联网的发展主要互联网：（考核要求：识记）最早是中国学术网（CANET)CHINANET中国公用计算机互联网CERNET中国教育和科研计算机网CSTNET中国科技网CHINAGBN中国金桥信息网1.4互联网的体系结构1.4.1互联网的定义（考核要求：领会）广义计算机网络：在协议控制下，由一台或多台计算机、若干终端设备、数据传输设备、以及用于终端和计算机之间数据流动的通信控制处理机等所组成的系统的集合。凡是将地理位置不同，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件实现网络中资源共享的系统，称为计算机网络系统1.4互联网的体系结构1.4.2互联网的组成（考核要求：熟知）互联网网络系统由网络硬件和网络软件组成。网络硬件互联网网络系统网络软件1.4互联网的体系结构网络硬件：是计算机网络系统的物质基础。常见的网络硬件有计算机、网络接口卡、集中器、节点机、调制解调器、路由器及传输介质。网络中的计算机分为网络客户机和服务器网络客户机：通过网卡连接到网络上的一台个人计算机，具有访问网络功能的普通计算机。网络服务器：运行于网络上提供网络服务的计算机，主要功能是为网络工作站上的用户提供共享资源、管理网络文件系统、提供网络打印服务等等。1.4互联网的体系结构网络软件：网络协议、协议软件、网络通信软件和网络操作系统1.4互联网的体系结构1.4.3互联网的网络体系结构：（考核要求：了解）网络的体系结构：是用层次结构设计方法提出的计算机网络的层次结构及其协议的集合。网络分层体系结构的特点：层间的独立性适用的灵活性结构上的可分割性易于实现和维护促进标准化1.4互联网的体系结构1.4.4互联网的工作方式（考核要求：了解）互联网采用分组交换和包交换技术作为通信方式。1.4互联网的体系结构1.4.5互联网的拓扑结构（考核要求：领会）按照不同的网络结构，将计算机网络分为总线型网络、环形网络、星形网络、树形网络、网状网络。总线型网络：将所有的入网计算机接入到一条通信传输线上。优点：信道利用率较高，结构简单，价格相对便宜。缺点：同一时刻只能有两个网络节点通信，网络延伸距离有限，节点数有限。1.4互联网的体系结构环形结构：将各个联网的计算机由通信线路连接成一个闭合的环。优点：一次通信信息在网络中传输的最大传输延迟是固定的。每个网上节点只与其他两个节点有物理链路直接互连，传输控制机制较为简单，实时性强。缺点：是一个节点故障可能会终止全网运行，可靠性较差。1.4互联网的体系结构星形结构：以一个节点为中心的处理系统，各种类型的入网机器均与该中心处理机有物理链路直接相连，其他节点之间不能直接通信。优点：结构简单，建网容易，控制相对简单。缺点：集中控制，主机负载过重，可靠性低，通信线路利用率低。1.4互联网的体系结构树形结构：目前使用比较普遍的一种结构。将单独链路直接连接的节点通过多级处理主机进行分级连接，降低通信线路的成本，但增加了网络复杂度。网状结构：分为全连接网状结构和不全连接网状结构。优点：节点线路多，碰撞和阻塞现象大大减少，可靠性高，网络扩充和主机入网容易。缺点是网络关系复杂，网络控制机制复杂，建网不容易。1.4互联网的体系结构1.4.6网络互连（考核要求：领会）网络互连通常是指将不同的网络通过互连设备连接在一起而形成一个范围更大的网络。1.4互联网的体系结构应用TCP/IP技术实现网络互连

Internet网络互连是通过TCP/IP技术实现的

IP地址：接入Internet上的每一台计算机都有一个唯一的地址标识。IP地址具有唯一性，即所有连接到Internet上的计算机都具有唯一的IP地址

。

1.4互联网的体系结构网络连接包含两层内容：首先两个网络要通过一台中间计算机实现物理连接，这台中间计算机同属两个网络，即解决网络互连；其次中间计算机要实现在两个网络间的分组交换，涉及寻找路径和协议转换等问题，解决网络互联。中间计算机叫做网关网络1网络2网关1.4互联网的体系结构网络分类根据网络信息传输距离的长短：网络划分为局域网（LocalAreaNetwork,LAN)和广域网（WideAreaNetwork,WAN)LAN网络分类WAN1.4互联网的体系结构1.4.7互联网的主要性能指标（考核要求：熟知）带宽时延吞吐率服务质量Text互联网主要性能指标1.5Intranet的基本概念Intranet的定义（考核要求：领会）Intranet是基于Internet的TCP/IP协议构建的企业内部网络。包括两种类型：一种是纯局域网，不与外网连接，一种是外网有限连接。1.5Intranet的基本概念Intranet的应用

Intranet的应用包括：电子邮件、目录服务、组织图、备忘录、个人手册、信息发布、快报和出版、系统用户手册、培训、新闻组、销售报告、财务报告、客户信息、季度统计、厂商信息、产品信息、市场信息、网络管理和资产管理等。1.5Intranet的基本概念Intranet的特点：

①Intranet是根据企业内部的需求而设计的，它的规模和功能是根据企业经营和发展的需求确定的。

②Intranet不是一个孤岛，它能方便的和外界接触，尤其适合Internet的连接。

③Intranet采用TCP\IP协议及相应的技术和工具，是一个开放的系统。

④Intranet根据企业的安全要求，设置相应的防火墙、安全代理等，以保护企业内部的信息，防止外界侵入。

⑤Intranet广泛使用WWW的工具，使企业员工和用户能方便的浏览和采掘企业内部的信息以及Internet的丰富的信息资源。1.6互联网的应用12多媒体应用网络游戏互联网即时通信电子商务3网络电话网络传真电视会议视频点播远程登录电子邮件文件传输WWW浏览网络新闻组网络社区博客1.7下一代互联网下一代互联网特点：更大、更快、更安全、更便捷第2章互联网技术2.1互联网的基本技术2.1.1互联网的结构特点：对用户隐蔽网络的低层结点，用户不用了解硬件连接的细节不指定网络互连的拓扑结构能通过各种网络收发数据网络的所有计算机共享一个全局的标识符用户界面独立于网络2.1互联网的基本技术2.1.2TCP/IP协议（考核要求：领会）1.TCP/IP协议的基本概念TCP/IP是一个协议系列，包含了100多个协议，用来将各种计算机和数据通信设备组成计算机网络，由于TCP和IP是其中最基本的两个协议，通常就用TCP/IP来代表整个互联网协议。TCP/IP是互联网采用的协议标准，也是全世界采用的最广泛的工业标准。2.1互联网的基本技术2.TCP/IP协议簇（1）IP协议（网际协议）IP协议提供3个基本功能：1、基本数据单元的传送，规定通过TCP/IP网的数据格式。2、IP协议执行路由功能，选择传递数据的路径。3、确定主机和路由器如何处理分组的规则，以及报文发生差错的处理方法。2.1互联网的基本技术IP协议定义的分组叫做IP数据报IP数据报的长度是有限的，包括报头和数据，报头信息包括源地址和目的地址，以及报文长度等。2.1互联网的基本技术（2）地址解析协议（ARP)和反向地址解析协议（RARP)问题：在局域网中，所有站点是通过网络介质访问控制层得MAC地址来确定报文发送的目的地址的，但在互联网中，目的地址是靠IP规定的地址来确定的，由于MAC地址和IP地址之间没有直接关系，为了解决主机只知道目的地址的IP地址，如何知道目的地址的MAC地址问题，就采用了ARP协议。反向地址解析协议（RARP)知道物理地址，如何知道其IP地址。CompanyLogo2.1互联网的基本技术（3）传输控制协议（TCP)传输控制协议（TCP)是为了解决互联网上分组交换通道中数据流量超载和传输拥堵而设计的，使数据传输和通信更加可靠。TCP是面向连接的，在传输数据前，先要建立连接，数据可能在传输过程中丢失，TCP将检测到，对数据进行重发。功能：为了取得可靠数据而进行的分组丢失检测，收不到确认信息则自动重传，处理延迟的重复数据报。2.1互联网的基本技术（4）用户数据协议（UDP)UDP采用无连接的方式向高层提供服务，与远方的UDP实体不建立端对端的连接，只将数据报送上网络或者从网络接收数据报，它不保证数据的可靠投递。如PingTFTPSNMP等都采用UDP传输协议。2.1互联网的基本技术3.TCP/IP协议与OSI参考模型间的对应关系2.1互联网的基本技术2.1.3IP地址1.IP地址的组成IP地址是32位的二进制无符号数，用点分十进制表示，即将32位地址按字节分为4段，高字节在前面，每个字节用十进制表示，中间用.隔开。IP地址分为两部分或三部分，第一部分是网络的地址，第二部分是子网的地址，第三部分是主机的地址。2.1互联网的基本技术2.IP地址的分类CompanyLogo2.1互联网的基本技术CompanyLogo2.1互联网的基本技术3.划分子网(subnetting)将单位自己控制的host-id字段中的前若干比特划分出来作为子网号（subnet-id），在本单位内使用路由器将各子网互连。子网号使用多少比特，单位根据需要自己决定。划分的子网和子网中的主机，不使用全0和全1的子网号和主机号，称为变长子网划分（variable-lengthsubnetting），相当于使用了三级地址。2.1互联网的基本技术4.子网掩码(SubnetMask)子网掩码使用了与IP地址相同的格式和表示方法，它将IP地址格式中被指定为主机地址字段之外的所有二进制位均设置为1。在同一网段内，各个主机的子网掩码原则上应相同。

缺省时，A、B、C三类网络的掩码如下：

A类地址

B类地址

C类地址

划分子网的目的是用来区别不同主机是否处在相同的网段。方法是把信源主机地址和信宿主机地址分别与所在网段的掩码进行相“与”，如果产生的结果相同，则在同一网段；如果不同，则不在同一网段。

2.1互联网的基本技术2.1互联网的基本技术2.1.4域名管理系统（DNS）域名系统的结构是层次性的。如：，G域下面按领域又分子域，子域下面又有子域。在表示域名时，子右到左越来越小，用原点“.”分开。

2.1互联网的基本技术域名系统和IP地址的关系 一般一个域名对应一个IP地址，但也有IP是没有域名的。有时一个IP地址对应多个域名。2.1互联网的基本技术域名服务器（DNS）:将主机域名转为IP地址的服务系统DNS实际是一个服务器软件，运行在指定的计算机上，完成域名-IP地址的转换，网络中的主机按树形结构分成域和子域，子域名或主机名在上级域名结构中是唯一的。每个子域都有域名服务器，他管理本域的域名转换，各级域名服务器构成一棵树。当查询时，先在本地域名服务器请求，本地服务器先查询自己的库，若找到，则返回IP地址，若没有找到，则分析域名，向相关的上级域名服务器发出申请。2.1互联网的基本技术2.1.5网络地址翻译技术（NAT）网络地址翻译技术：在内部使用内部地址，通过NAT把内部地址翻译成公网的IP地址，在互联网上使用。方法：NAT池PAT(端口地址翻译））基于NAT的负载平衡CompanyLogo2.1互联网的基本技术2.1.6动态主机配置协议（DnamicyHostConfigurationProtocol,DHCP)动态主机配置协议是基于客户/服务器模式的，指定主机为服务器，当主机需要时，分为三种形式分配IP地址（自动分配、动态分配、手动分配）。2.1互联网的基本技术2.1.7IP组播技术概念：一种允许一台或多台主机发送单一数据包到多台主机的TCP/IP网络技术。IP组播地址是IP组播地址，是一个D类地址，划分成3类：局部链接组播地址、预留组播地址、管理权限组播地址。组播组：使同一个IP组播地址接收组播数据包的所有主机构成一个主机组。2.1互联网的基本技术2.1.8IP安全性IPSec提供两种安全机制：认证和加密认证机制使IP通信的数据接收方能够确认数据发送方的真实身份及数据在传输过程中是否被修改。加密机制通过对数据加密来保证数据的机密性。2.2IPv6基础知识2.2.1IPv6的新特征（1）更大的地址空间。（2）全新的报文结构。（3）全新的地址配置方式（4）更好的QoS。（5）内置的安全性。（6）全新的邻居发现协议CompanyLogo2.2IPv6基础知识IPv4报头2.2IPv6基础知识IPv6报头2.2IPv6基础知识2.2.2IPv6地址1.表示方法--冒号十六进制记法

（1）首选格式：

IPv6地址为128位长，但通常写作8组每组4个十六进制数的形式，中间用冒号隔开。68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFF(2)零压缩(zerocompression)，即一连串连续的零可以为一对冒号所取代。FF05:0:0:0:0:0:0:B3可以写成：FF05::B3(3)内嵌IPv4的IPv6地址0:0:0:0:0:0:可写成：::2.2IPv6基础知识2.IPv6的地址类型IPv6数据报的地址可以是以下三种基本类型地址之一：(1)单播(unicast)：传统的点对点通信。(2)多播(multicast)：一点对多点的通信。(3)任播(anycast)：