第1章网络基础

网络技术与应用授课老师：

李伟明

E-mail：lwm@联系信息如有什么建议和问题，课后可E-mail联系。教学内容

本课程讲解以较成熟的网络技术为主，系统介绍了有关计算机网络的基本概念、基本原理及其应用技术。本课程主要内容包括：网络基础知识、局域网组网技术与实例、路由器基本工作原理与操作实例、网络安全、网络新媒体、网页设计及网络编程概念与实现方法。教学要求掌握计算机网络的基本概念与基本工作原理；深刻理解协议的概念，掌握TCP/IP的主要协议的配置；掌握常用的局域网络组网技术与在网络环境下常用软件的使用；了解常用的联网设备的工作原理；掌握网络安全的基本概念，学会如何在网络下保护系统；掌握网页设计的基本方法，具备网页设计的基本能力；了解网络编程的基本思想与方法；了解网络新媒体；教材自编讲义《网络技术与应用》授课环节教学：32学时实验：16学时教材及授课学时第1章网络基础学习内容1.1网络空间1.2认识网络1.3网络通信的基本原理1.4网络体系结构与TCP/IP基础1.5应用层协议及服务实例本章重点1、什么是网络？网络能做什么？2、掌握分层的体系结构思想；3、理解TCP/IP各层主要功能及主要协议的工作原理；4、掌握IP地址的分类、子网划分及子网掩码的应用；5、掌握应用层基本服务使用方法及工作原理；1.1网络空间

1.1.1 互联网时代

Internet正以令人难以置信的速度成为我们日常生活中不可或缺的一部分。传媒银行交通运输生活医疗卫生教育….1.1.1 互联网时代互联网对信息传播的改变互联网对人类社会关系的改变互联网对人们生活的改变生活在以网络为中心的世界里互联网对人们生活的改变根据一定的策略、运用特定的计算机程序从互联网上搜集信息；蕴含了大量的教育信息，能创造出一定的教育价值网络资源；从众多的文献中查找并获取所需文献的过程网络环境下商业服务搜索引擎获得教育资源文献检索电子商务1.1.2 网络热点技术AddYourText云计算物联网三网融合移动互联网了解云计算2006年底Google推出了“Google101计划”，并正式提出“云”的概念和理念。云计算是2007年末才兴起的一个新名词，在Google，IBM等公司的大力推动下逐渐进入人们的视野。据Gartner公司——全球最具权威的IT研究与顾问咨询公司分析师称：2008-2012年期间，多核处理器、云计算、用户界面、社会化网络/社会化软件和网络混搭（webmashup）占据了改变IT前景的10大革命性技术前五名。对云计算的理解通过网络提供可动态伸缩的廉价计算能力。云计算是一种资源交付和使用模式，它通过网络将大量硬件、平台、软件构成的资源池中的资源，以按需服务的形式交付给最终用户。了解云计算了解云计算云计算的特点三网融合三网融合主要包括技术融合与行业融合。其中技术融合是前提，包括终端融合与网络融合，行业融合是目标，包括业务融合与市场融合。三网融合网络融合：指三种业务网（PSTN/Video/Internet）建立在一个统一的承载网上，这个承载网就是Internet的承载网。终端融合：指三类业务的终端的融合，比如将计算机、电话机、电视机集成为一个统一的终端设备，以同时支持看电视、打电话和上网。业务融合：指构建一个统一的、开放的、可扩展的横向集成的业务平台，包括统一的业务开放接口、统一的认证与计费、统一的用户与业务数据管理等功能。市场融合：在统一的监管政策环境下，同一个运营商可以同时提供三类业务、统一营销。各种业务可以同时打包，进行销售。三网融合移动互联网新的……新的技术应用平台新的服务模式新的资源类型新的用户群和用户需求将带给我们什么?移动互联网的未来我们未来的一部分2012年，我国手机网民达到4.2亿，占整体网民的74.5％。同比增长18.1％。互联网和移动互联网有什么不同终端设备不同(硬件和软件)接入模式不同用户视图不同应用系统不同资源类型和表现方式不同前3个不同是客观环境,后2个不同是我们努力加以研究和完善的目标移动互联网思考：相同点物联网(Internetofthings)定义：把所有物品通过无线射频识别（RFID）等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。国际电信联盟（ITU）曾描绘“物联网”时代的情形：司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求;……物联网物联网感知层：是物联网的皮肤和5官识别物体,采集信息。主要功能是识别物体,采集信息,与人体结构中皮肤和5官的作用相似。应用层：应用层是物联网与行业专业技术的深度融合,与行业需求结合,完成行业智能化。网络层：是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处置。网络层将感知层获取的信息传递和处置,相似于人体结构中的神经中枢和大脑。1.2认识网络

什么是网络PSTNGSMCDMAINTRANENTINTERNET两个概念：互联和自主1.2.1 网络基本概念为家庭、建筑或园区提供服务的网络视为局域网网络基础架构在以下方面可能存在巨大差异:覆盖的区域大小连接的用户数量用的服务数量和类型局域网（LAN）--网络划分城域网(MetropolitanAreaNetwork)--网络划分城域网覆盖范围介于LAN和WAN之间;城域网划分为城域网城域部分和城域网接入部分;分布于不同地区的局域网由称为广域网的网络连接在一起广域网(WAN)--网络划分TheInternet–由多个网络组成的网络internet由相互连接的网络组成.LANs和WANs可连接成网际网络.计算机网络的产生和发展ModemModemModemModem第一代计算机网络的诞生1946年产生第一台数字计算机1954年收发器终端的产生60年代初，由多重线路控制器参与组成的网络，被称为第一代计算机网络第二代计算机网络的诞生1964年，Baran提出存储转发概念DABCdata暂存，查找转发表，转发到相应的端口计算机网络的产生和发展分组首部分组首部分组首部010111001010011110111110第二代计算机网络的诞生1964年，Baran提出存储转发概念1966年，David提出分组概念1969年，DARPA的计算机分组交换网ARPANET投入运行计算机网络的产生和发展1977年OSI参考模型的提出，标志着计算机网络进入到第三个阶段。计算机网络的产生和发展发展方向形成未来复杂信息网络的三个主要趋势是:移动用户数量不断增加具备网络功能的设备急剧增加服务范围不断扩大1.2.2 网络组成（1）接入层：将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层。汇聚层：将位于接入层和核心层之间的部分称为汇聚层，核心层:网络的主干部分称为核心层。其功能主要是实现骨干网络之间的优化传输,1.2.2 网络组成（2）资源子网主要负责全网的信息处理，为网络用户提供网络服务和资源共享等功能。它主要包括网络中所有的计算机、I/O设备和终端，各种网络协议、网络软件和数据库等。资源子网是终结节点。通信子网物理上由若干个节点和连接节点的传输介质组成。节点包括网络适配器（网卡）、交换机、路由器、网关等等，传输介质通常分为光纤、双绞线等有线介质和卫星、无线电、微波等无线介质。通信子网是中转的设备和中间节点。1.2.3 网络主要功能数据通信资源共享分布式处理提高可靠性等负载均衡硬件和软件资源共享集中处理综合信息服务(图像,语音,动画等)1.3网络通信

的基本原理

烽火台1.3.1 通信无处不在古代通信：人类基于最原始需求，利用自然界的基本规律和人的基础感官可达到性建立通信系统，最经典的是“烽火传讯”和“信鸽传书”“存储-转发”模式计算机网络计算机网络的运行机制类似于邮政网络。1.3.1 通信无处不在当代通信，是指在前人基础上创造的移动技术、互联网技术和融合技术的发展历程；未来通信，是在目前人类文明和科技发展的基础上，在可以预见和不可预见的未来，更强大的通信工具变革和更加广阔的通信发展前景。

理想的目标就是要实现任何人可在任何时候、任何地点与任何人以及相关的物体进行任何形式的信息通信。1.3.1 通信无处不在通信系统的基本构架通信研究：从信源到目的地的整个过程的技术问题通信系统的基本构架三个要素消息来源通道消息的目的地址通信系统一个实例用什么信息格式传递给对方---编码问题。如何找到对方-----寻址问题信息传递的额外要求，如安全、快捷----优化问题。通信研究的基本问题1.3.2 命名与编址位置---地址表示不同环境中有不同的名字；计算机网络通信在不同的状态也使用不同的名称，比如域名、主机名称、端口地址、网络地址、MAC地址等。MAC地址MAC地址是烧录在网卡里，也叫硬件地址，是由48位比特组成，通常用16进制的数字表示，它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的主机的地址。IP地址在Internet上，每一个设备都依靠唯一的IP地址互相区分和相互联系。IP地址是一个32位二进制数的地址,由4个8位字段组成，每个字段之间用点号隔开。每个IP地址都包含两部分:网络ID和主机ID。端口地址每个端口由一个正整数标识，如：80，21，22等等。当目的主机接收到数据报后，将根据报文首部的目的端口号，把数据发送到相应端口。端口用于识别通信的进程。1.3.2 命名与编址1.3.3 寻址与路由通信网寻址，统一的地址规划和寻址方式。1.3.3 寻址与路由一个名字说明要找的东西；一个地址则说明它在哪里；一个路由说明如何达到那里；通信网络能够有效找到对方，必须要有统一的地址规则和寻址方式。1.4Internet的体系结构与TCP/IP基础

什么是协议？为了使数据可以在网络上从源传递到目的地，网络上所有设备需要“讲”相同的“语言”描述网络通信中“语言”规范的一组规则就是协议

例如：两个人交谈，必须使用相同的语言，如果你说汉语，他说阿拉伯语……数据通信协议的定义决定数据的格式和传输的一组规则或者一组惯例。@#&$％……1.4.1 网络协议通信协议的三要素网络协议主要有三部分组成：

语义：对协议元素的含义进行解释，规定通信双方彼此“讲什么”。

语法：将若干个协议元素和数据组合在一起，用来表达一个完整的内容所应遵循的格式，规定通信双方“如何讲”。

时序：对事件实现顺序的详细说明。复杂问题解决的思路生活中的实例如有一封从华中科技大学到北京大学的信件复杂问题的解决？邮局的业务处理对通信双方来讲，真正关心的是信的内容，但为了将信传递到对方手中，需要进行相应的处理，中间经历多个环节。处理中对等层之间约定-协议为了将信件从A地送到B地的收信人手中，A地邮局与B地邮局之间、A地运输部门与B地运输部门之间都有一定的协议或约定。发信人A与收信任B之间也需要有相应的约定（比如用共同的语言）分层的原因人类思维能力不是无限的，如果同时面临的因素太多，就不可能做出精确的思维。处理复杂问题的一个有效方法，就是用抽象和层次的方式去构造和分析。同样，对于计算机网络这类复杂的大系统，亦可如此。1、Windows系统故障；2、碰了网线，插网线的网口松了；3、网线被老鼠咬了；4、运营商网络不通；5、其他；QQ断线了，都有哪些可能的原因？网断了，都有哪些可能的原因？平时上网遇到问题如何解决？QQ断线很熟悉，可以根据以往的经验判断故障的原因;如果遇到不熟悉的网络故障,怎么办?没有经验了;我们需要一种科学的方法来解决这些问题;——这种方法能用来分析和解决网络上千变万化的各种情况。进一步分析1、Windows系统故障；5、其他；2、碰了网线，插网线的网口松了；3、网线被老鼠咬了；4、运营商网络不通；系统应用层面的问题数据链路层面的问题物理层面的问题网络层面的问题其他层面的问题我们把问题可能的原因采用层面分析的方法进行归类；“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。网络层面体系结构是怎样的？分析结果网络体系结构的两种国际标准理论上的国际标准－－OSI网络体系机构事实上的国际标准－－TCP/IP协议体系结构网络接口层OSI与TCP/IP体系结构问题的解决层次是计算机网络体系结构中重要和基本的概念之一。分层基本思路将总体要实现的很多功能分配在不同的层次中；每个层次要完成的服务及服务实现的过程都有明确规定；不同地区的系统分成相同的层次；不同系统的对等层具有相同的功能；高层使用低层提供的服务时，并不需要知道低层服务的具体实现方法。层次化处理方法可以大大降低问题的处理难度，这正是网络研究中采用层次结构的直接动力。体现了计算思维抽象、分层、关注点分离。

网络体系结构提出的背景——计算机网络的复杂性、异质性;WANLANLANLAN路由器问题：如何将复杂的网络问题依据一定的规则组织处理，实现同种和异种网络的互联解决：分而治之！采用分层的方法，将网络互联的庞大而复杂的问题，划分为若干个较小而容易解决的问题；1.4.2 分层的体系结构协议分层举例层次的观点：

每层实现一种特定的服务通过自己内部的功能依赖自己的下层提供的服务网络体系结构分层的好处各层之间是独立的灵活性好结构上可分割开易于实现和维护能促进标准化工作网络体系结构层次结构方法要解决的问题网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？通信双方的数据传输要遵循哪些规则？网络体系结构分层与功能服务与接口协议网络体系结构网络体系结构OSI/RM参考模型TCP/IP 参考模型网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？分层与功能服务与接口协议将数据从一个站点到达到另一个的工作分割为7个任务这些任务按层管理OSI/RM参考模型(OpenSystemInterconnectionReferenceModel)是一种概念上的网络模型0SI体系结构应用层Application表示层Presentation会话层Session传输层Transportation物理层Physical数据链路层DataLink网络层Network7654321应用层Application表示层Presentation会话层Session传输层Transportation物理层Physical数据链路层DataLink网络层Network7654321为网络应用提供服务数据表示与转换在用户间建立会话关系不同主机进程间的通信提供路由，实现主机间通信在节点间可靠地传输帧位流的透明传输ISO--OSI/RM参考模型(OpenSystemInterconnectionReferenceModel)是一种概念上的网络模型0SI体系结构TCP/IP体系结构TCPIPTCP/IP体系结构是由数十个具有一定层次结构的协议组成的一个协议集TCP和IP是该协议集中两个最重要的协议。TransmissionControlProtocol/InternetProtocolTCP/IP与OSI/RM的对应关系应用层表示层会话层传输层物理层数据链路层网络层7654321OSI/RM应用层传输层网络接口层网际层TCP/IPPPP,HDLC,FDDI,Ethernet,802.3,802.5等等TCP/IP支持所有标准的物理层和数据链路层协议TCP/IP体系结构TCP/IP体系结构应用层传输层网络接口层网际层数据链路层物理层应用层:支持网络应用传输层:主机进程间的数据传递网络层:将数据报从信源传递到信宿链路层:数据在网络上的相邻结点间的传输物理层:信道上传送的位流网络体系结构中每一层都要依靠下一层提供的服务服务通过封装实现网络体系结构分层与功能协议TCP/IP体系结构各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？服务与接口数据从上至下传递，每一层都添加额外信息封装前：数

据控制信息封装：在数据前面加上特定的控制信息不同的服务添加的控制信息不同一台计算机要把数据发送到另一台计算机，数据首先必须打包，打包的过程称为封装数

据43214321计算机

1AP2AP1计算机

2应用程序数据应用层首部H410100110100101比特流110101110101注意观察加入首部的层次应用程序数据H4应用程序数据H3H4应用程序数据H2H3H4应用程序数据H3传输层首部H2网络层首部H1网络接口层首部TCP/IP体系结构为了提供服务，下层把上层的数据作为本层的数据封装，然后加入本层的头部（和尾部）。头部中含有完成数据传输所需的控制信息。数据自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程。43214321计算机

1AP2AP1计算机

210100110100101比特流110101110101注意观察剥去首部的层次H2H3H4应用程序数据H1网络接口层首部网络层首部应用层首部传输层首部TCP/IP体系结构数据到达目的地后自下而上递交的过程就是不断拆封的过程。某一层只能识别由对等层封装的“信封”，而对于被封装在“信封”内部的数据仅仅是拆封后将其提交给上层，本层不作任何处理。TCP/IP体系结构网络体系结构封装：在数据前面加上特定的控制信息通信双方的数据传输要遵循哪些规则？服务与接口协议分层与功能封装：在数据前面加上特定的协议头控制信息数

据协议头下层为上层提供的服务通过数据的封装实现不同的服务使用不同的协议来完成数据的封装封装后的数据称为协议数据单元(PDU)通信协议协议分层OSI7层模型通信的双方需要“讲”相同的语言网络通信的过程很复杂，为了降低复杂性1974年，ISO组织发布了OSI参考模型

OSI(OpenSystemInterconnection)是开放的通信系统互联参考模型OSI协议模型TCP/IP模型与OSI模型的比较相同点两者都是以协议栈的概念为基础协议栈中的协议彼此相互独立下层对上层提供服务不同点OSI是先有模型；TCP/IP是先有协议，后有模型OSI适用于各种协议栈；TCP/IP只适用于TCP/IP网络层次数量不同TCP/IP是20世纪70年代中期美国国防部为ARPANET开发的网络体系结构网络接口层互联网层传输层应用层物理层数据链路层网络层OSI

7层模型会话层表示层应用层传输层互联网层传输层应用层物理层数据链路层TCP/IP5层模型TCP/IP4层模型1.4.3TCP/IP的体系结构应用层解决具体的应用问题万维网浏览：http协议邮件收发：smtp/POP3协议文件传输：ftp协议域名服务：DNS协议应用层协议规定了进程在通信时所遵守的规则应用层基本功能43214321AP2AP1进程1数据应用层首部H4进程1数据应用层的数据封装A主机B主机应用层首部：想要主机B的进程2做些什么不同服务请求使用不同的协议首部进程1进程2434321AP2AP1进程1数据应用层首部H4进程1数据H4进程1数据H3传输层首部TCP/IP的传输层功能21传输层为应用层提供通用数据传输服务进程1进程2A主机B主机段434321AP2AP1进程1数据应用层首部H4进程1数据H4进程1数据H3传输层首部21A主机B主机传输层的协议数据单元PDU称为报文段封装目的：找到进程2进程1进程2段首部中含有目的端口项，填入进程2的端口号，端口号与进程唯一对应，可以通过端口号找到进程2TCP/IP的传输层功能……两端点间可靠的透明数据传输（应用进程间的逻辑通信）通信子网传输层可以认为是在两个进程之间建立了一条逻辑信道协议UDP服务无连接的数据传输服务，不要确认协议TCP服务面向连接的数据传输服务，收到后要确认传输层de协议与服务43214321AP2AP1进程1数据应用层首部H4进程1数据H4进程1数据H3H4进程1数据H3传输层首部H2网络层首部进程1进程2A主机B主机应用进程间的逻辑通信网络层的协议数据单元PDU称为数据包（分组）封装目的：找到主机B分组首部中加入目的主机的IP地址：B主机的IP地址网络层功能网络层功能走哪一条？网络层任务-路由选择、拥塞控制盒网络互连网络层协议定义了识别网络中主机的地址地址包括网络部分和主机部分A主机B主机网络层的服务虚电路服务面向连接的网络服务，即两个实体之间的通信需要先建立连接；数据报服务无连接的网络服务，即通信所需的资源（链路）无需事先预定保留，而是在数据传输时动态地进行分配通信双方所需资源。数据报方式不能保证分组按序到达数据报服务提供的是无连接网络服务，其特点是：主机只要想发送数据就随时可发送，每个数据报文独立地选择路由网络层的服务虚电路服务：分组通过预先建立好的虚电路穿越网络网络层的服务数据链路层在物理层提供服务的基础上，在相邻的网络节点之间提供简单的，以帧为单位传输的数据。两节点间可靠的数据传输负责数据链路不要拥挤；减少出错；出错要有办法弥补；43214321AP2AP1进程1数据应用层首部H4进程1数据H4进程1数据H3H4进程1数据H2H3H4进程1数据H3传输层首部H2网络层首部H1数据链路层首部数据链路层数据链路层的协议数据单元PDU称为帧封装目的：找到主机B进程1进程2A主机B主机应用进程间的逻辑通信在帧首部中加入目的节点MAC地址：？主机A如何找到主机B43214321AP2AP1进程1数据应用层首部HTTP进程1数据HTTP进程1数据TCP传输层首部IP网络层首部进程1进程2应用进程间的逻辑通信HTTP进程1数据TCPIP首部中有主机B的IP地址TCP首部中有进程2的端口号沿两端点间的最佳路由传输数据（主机间的逻辑通信）A主机B主机两节点间可靠的数据传输？局域网广域网主机

A主机B路由器

R1路由器

R2路由器

R3电话网局域网链路层应用层运输层网络层物理层链路层应用层运输层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层R1R2R3AB仅从数据链路层观察帧的流动主机A向B发送数据数据链路层进程1进程2MAC地址：硬件地址/物理地址48位地址(绝大部分LANs)烧制在网络适配器的ROM中用来(在同一网络中)物理上互相连接的接口之间获取分组（或帧）

MAC地址是数据链路层使用的地址MAC地址数据链路层-MAC地址每个网卡都有具唯一性的MAC地址43214321AP2AP1进程1数据应用层首部H4进程1数据H4进程1数据H3H4进程1数据H2H3H4进程1数据H3传输层首部H2网络层首部H1数据链路层首部数据链路层数据链路层的协议数据单元PUD称为帧封装目的：找到主机B进程1进程2A主机B主机应用进程间的逻辑通信在帧首部中加入目的节点MAC地址：？物理层是TCP/IP模型的最底层物理层解决最基础的传送通道问题。

物理层是网络的基础，正如同公路是汽车通行的基础一样物理层－网络的基础

传输单位为比特，主要讨论的是在通信线路上比特流的传输问题。功能一：为数据端设备提供传送数据的通路功能二：传输数据物理层关心的是信号、接口和传输介质物理层的功能机械特性指明通信实体间硬件连接接口的机械特点电气特性规定了在物理连接上导线的电气连接及有关的电路的特性功能特性指明物理接口各条信号线的用途（用法）规程特性指明利用接口传输位流的全过程及各项用于传输的事件发生的合法顺序物理层关心的是什么为了传输信号，物理层规定了那些特性？DTE与DCE设备

数据终端设备DTE（DataTerminalEquipment）通常是指具有一定数据处理能力和具有发送、接收数据能力的设备，它既是信源，又是信宿。数据终端设备，例如计算机。数据电路端接设备DCE（DataCircuit-terminatingEquipment），介于DTE与传输介质之间，其作用是完成数据信号的变换。数据通信设备，例如调制解调器。IP协议是TCP/IP协议簇的核心协议之一，对应于OSI的网络层，向传输层提供服务。IP协议采用数据报工作方式。IP协议不保证传送的可靠性，在主机资源不足的情况下，可能丢失某些数据报，同时IP也不检查可能由于数据链路层的错误而造成的数据丢失。1.4.4IP协议TCP数据部分TCP首部IP数据部分IP首部1.4.4IP协议主机的IP地址网络层协议定义了识别网络中主机的地址地址包括网络部分和主机部分例如255最大值255255255主机ID网络IDIPv4地址的结构和表示方法net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bit0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1

1

1

0多播地址E类地址保留为今后使用1

1

1

1

001A类地址的网络号字段net-id为1字节B类地址的网络号字段net-id为2字节C类地址的网络号字段net-id为3字节A类地址的主机号字段host-id为3字节B类地址的主机号字段host-id为2字节C类地址的主机号字段host-id为1字节D类地址是多播地址

E类地址保留为今后使用

IPv4地址的分类A类0XXXXXXX1-126地址类第一个8位数的格式范围B类10XXXXXX128-191C类110XXXXX192-223D类1110XXXX224-239E类1111XXXX240-255IPv4地址的分类网络部分主机部分地址类型用途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”网络地址代表一个网段广播地址特定网段的所有节点回环地址回环测试广播地址本网段所有节点所有网络通常用于指定默认路由特殊IP地址02E1网络端口

E0E1路由表E0网络地址＋主机地址标识=主机在网络中唯一地址主机的IP地址地址类别网络主机004620IP地址分类练习----课堂练习主机的IP地址地址类别网络主机004620ABCCB不存在0046IP地址分类练习（答案）主机的IP地址IP地址类别RPC1918内部地址范围A类到55B类到55C类到55主机的IP地址私有IP地址在这个范围内的IP地址不能被路由到Internet骨干网上；Internet路由器将丢弃私有地址。子网掩码用来区分地址的网络部分和主机部分网络号取1，主机号取0子网掩码与IP地址IP地址：45，掩码：

11001010

01110010

00000000

11110101按位与AND11111111

11111111

11111111

0000000011001010

01110010

00000000

00000000IP地址：45网络号：202.114.0

子网掩码：划分子网，确定IP地址的网络号网络号取1，主机号取0如果不划分子网，就使用默认子网掩码地址类默认子网掩码A

B

C

子网掩码与IP地址地址子网掩码类别子网002子网掩码练习子网掩码与IP地址地址子网掩码类别子网002BAA子网掩码练习（答案）子网掩码与IP地址子网掩码可以将主机ID进一步划分为子网ID和主机ID用子网掩码划分子网

网络用子网掩码划分子网不设子网的地址网络用子网掩码划分子网设置子网的地址

对路由器A来说，网络号依然为用子网掩码划分子网IP地址分配练习现有一个公司需要创建内部的网络，该公司包括工程技术部，市场部，财务部3个部门，每个部门约有20-30台计算机，试问：若要将几个部门从网络上进行划分，如果分配给该公司使用的地址是一个C类地址，网络地址为，如何划分网络来将几个部门分开？(将主机ID的高2位作为子网地址)

确定各部门的网路地址和子网掩码，并写出分配给每个部门网络中的主机IP地址范围。分析：划分3个子网，使用主机ID的高2位作为子网ID。网络位数从24位增加到26位，第一点前24位是不能变的，即所有子网前3个字节都是202.116.118，用2位作为子网号，有4种表示（00,01,10,11），即可划分4个子网，每个子网的主机地址数为：26-2=62个。？划分子网前，原来/24主机可用地址数为254个，划分子网后，主机可用地址数为62*4=248，减少了6个。如何确定每个子网的地址范围？主机可分配的地址介于网段地址与广播地址之间，所以关键是找出网段与广播地址。IP地址分配练习网段地址分析：子网二进制表示点分十进制表示0000000/26（子网1）10000004/26（子网2）000000028/26（子网3）100000092/26（子网4）观察4个子网的网段地址：0，64，128，192，依次相差64，更进一步说都是64的倍数，因为主机位是6位，可这样去想，划分4个子网实际上就是将IP地址的最后一个字节0~255等分成了4个部分，所有每部分有256/4=64个。这样就得到一个重要的规律，设主机位为n,则网段地址都是2n的倍数。IP地址分配练习再来看网段的广播地址：广播地址二进制表示广播地址十进制表示

01111113/26（子网1）可以看到第1个子网的广播地址比第2个子网的网段地址（4/26）小1。类推，对28/26（子网3）而言，网段广播地址是91/26,子网3主机可配地址范围为29~190/26。IP地址分配练习子网掩码:92子网1的地址:(00)子网1的范围:—2子网2的地址:4(01)子网2的范围:5—26子网3的地址:28(10)子网3的范围:29—90结果1.4.5TCP与UDP协议HTTPFTPSMTPTFTPDNSTelnetSNMP21/2023255369161TCPUDP应用层传输层TCP和UDP都用端口(port)号来识别应用层实体，以便准确地把信息提交给上层对应的协议（进程）。port80端口号：＜255:公共应用255-1023:公司＞1023:未规定FTPclientFTPserverTCPcontrolconnectionport21TCPdataconnectionport20发送SYN，请求建立连接(seq=100ctl=SYN)HostAHostB1发送SYN、ACK(seq=300ack＝101ctl=SYN、ACK)23发送ACK(seq=101ack＝301ctl=ACK)TCP的连接－三次握手发送FIN,请求断开连接(seq=101,ack=301,ctl=FIN，ACK)HostAHostB1发送ACK(seq=301,ack=102ctl=ACK)24发送ACK(seq=102,ack=302ctl=ACK)Seq＝100Seq＝300Ack＝1013发送FIN,请求断开连接(seq=301,ack=102ctl=FIN，ACK)TCP的四次断开端口协议说明21FTP文件传输协议，用于上传、下载23Telnet用于远程登录，通过连接目标计算机的这一端口，得到验证后可以远程控制管理目标计算机25SMTP简单邮件传输协议，用于发送邮件53DNS域名服务，当用户输入网站的名称后，由DNS负责将它解析成IP地址，这个过程中用到的端口号是5380HTTP超文本传输协议，通过HTTP实现网络上超文本的传输TCP的应用stopTCP协议和UDP协议的比较1、TCP属于面向连接的协议，UDP属于面向无连接的协议2、TCP可以保证数据可靠、有序的传输，可以进行流量控制，UDP无法实现。3、TCP一般用于可靠的，对延时要求不高的应用，UDP一般应用于小数据量或对延时敏感的应用。1.5应用层协议及服务实例

应用层是网络体系结构模型中的最高层，是用户应用程序与网络的接口。应用进程通过应用层协议为用户提供最终服务。应用层协议是规定应用进程在通信时所遵循的协议，这也是应用层的具体内容。

常见的应用层协议包括远程登录协议（Telnet）、文件传送协议(filetransferprotocol，FTP)、简单邮件传送协议(simplemailtransferprotocol，SMTP)、域名系统(domainnamesystem，DNS)、简单网络管理协议(simplenetworkmanagementprotocol，SNMP)和超文本传送协议(hypertexttransferprotocol，HTTP)等。1.5.1应用层协议概述进程(Process):

主机中运行中的程序为了解决具体问题，进程之间需要彼此通信客户机(client):请求服务的进程服务器(server):提供服务的进程1.5.2客户/服务器模式(C/S)

1.5.2客户/服务器模式(C/S)

TCP/IP体系采用了客户/服务器(C/S)模式使两个应用进程能够进行通信。客户(client)和服务器(server)都是通信中所涉及的两个应用进程。当A进程需要B进程的服务时就主动呼叫B进程，在这种情况下，A是客户而B是服务器，反之亦然。即主叫方是客户，被叫方是服务器。客户进程和服务器进程使用TCP/IP协议进行通信1.5.3域名服务域名系统的概念

Internet上的主机名：用英文字母和数字组成。如：。域名是一个逻辑概念，用于标识主机，并不反映主机所在的物理地点。

域名系统DNS（DomainNameSystem）：负责将主机名转换为IP地址。Internet的域名系统被设计成一个联机分布式数据库系统，并采用客户／服务器模式。

域名服务器程序：在专设的结点上运行。运行该程序的计算机称为域名服务器。DNS客户端的配置主机去查找的DNS服务器DNS名字空间DNS名字空间sunengyalecsengailindarobotacmieee通用域国家域顶级域二级域comeduhust用于IP地址到名字转换的特殊域树型结构，便于快速查询arpaintcomedugovmilorgnetcnus注：Internet的名字空间是按照机构的组织来划分的，与物理网络无关，与IP地址中的“子网”无关。DNS工作原理LocalDNSsrvRootDNSDNSsrvDNSsrvC:\WINDOWS\system32\drivers\etc\hosts查询的IP地址DNS工作原理DNS工作原理LocalDNSsrvRootDNSsrv查询：的IP地址是？查询：

负责.com的DNS服务器地址是？响应：

负责.com的DNS服务器是x.x.x.x查询：

负责的DNS服务器是？响应：

负责的DNS服务器是DNSsrvDNSsrv查询：的IP地址是？响应：的IP地址是x.x.x.x响应：的IP地址是x.x.x.x迭代解析递归解析高速缓存将存放在高速缓存中查询的IP地址DNS工作原理域名与IP的转换-实例1、域名的转换过程例：假设在顶级域名.com下注册了两个公司abc和xyz，各自的本地域名服务器为abc．com和xyz．com，其中abc公司的下属分公司p的一个下属分部门w在另外一个域名服务管辖区，它的授权服务器为w．p．abc．com，现在假设公司xyz下属的一台主机（假设域名为m．xyz．com）要询问域名w．p．abc．com的IP地址是什么。域名与IP的转换-实例域名转换过程2、优化域名查询

每个域名服务器都维护一个高速缓存，存放最近使用过的域名以及从何处获得域名的IP地址映射信息的记录。1.5.4WWW（万维网）WWW的工作原理WWW由三部分组成：客户机(Client)、服务器(Server)和协议。它也是以Client/Server方式工作的。客户机向服务器发送一个请求，并从服务器上得到一个响应。服务器负责管理信息和对来自客户机的请求作出回答。客户机与服务器使用HTTP协议(超文本传送协议)传送信息。服务器的基本信息单位叫网页，或称Web页，由HTML(超文本标记语言)写成。客户机请求采用URL形式，Web页中有许多超链，每个超链指向含有其他信息的URL地址，因此不需要知道地址就能找到感兴趣的信息。WWW工作过程示例WWW工作过程示例1)浏览器分析超链接指向页面的

URL；2)浏览器向

DNS请求解析的IP地址；3)域名系统

DNS解析出华中科技大学服务器的

IP地址；4)浏览器与服务器建立TCP连接；5)浏览器发出取首页文件（index.html）命令；6)服务器给出响应，把主页文件

index.html发给浏览器；7)TCP连接释放；8)浏览器显示“华中科技大学”主页文件

index.html中的所有内容。URL地址简介URL（UniformResourceLocator）地址是WWW中用来寻找资源地址的办法。URL地址的思想是为了使所有的信息资源都能得到有效利用，从而将分散的孤立的信息点连接起来，实现资源的统一寻址。URL一般由三部分组成：协议

主机名

目录或文件名│

┌--------┴---------┐┌----┴----┐/index