计算机网络实用技术教程

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第2章Internet基础

i

第2章Internet基石出

2」Internet综述

211Interne怕勺起源和发展

2.1.2Internet的组织管理

2.1.3Internet的主要功能

2.1.4Interne怕勺基本工作原理

2.2Internet主机地址

221IP地址

2.2.2域名地址

2

2」Internet综述

2.1.1Internet的起源和发展

(1)ARPAnet-----Internet的起源

Internet是在美国较早的军用计算机网ARPAnet的

基础上经过不断发展变化而形成的。1969年，美

国国防部国防高级研究计划署(DOD/DARPA)资

助建立了一个名为ARPAnet(即“阿帕网”)的

网络，这个网络把位于洛杉矶的加利福尼亚大学、

位于圣芭芭拉的加利福尼亚大学、斯坦福大学，

以友位于盐湖成的犹它州州立夫学的计算机主抗

联接起来，位于各个结点的大型计算机采用分组

交技技米，通过专门的通信交换新(IMP)花专

门的通信线路相互连接。这个ARPAnet(阿帕网)

就是Internet最早的雏形。

3

J(2)NSFnet------Internet的重要历程

Internet发展阶段，最为引人注目的就是1986年，

美国国家科学基金会NSF(NationalScience

Foundation)建立的美国国家科学基金网NSFnet。

NSF规划建立了15个超级计算中心及国家教育科

研网，用于支持科研和教育的全国性规模的计算

机网络NFSnet。它采用TCPAP协议，在全国建立

了按地区划分的计算机广域网，并将这些城区网

络花超级目算中心彳目力关，最后将各短级计算中心

互联起来。地区网的构成一般是由一批在，也埋上

局限于某一地域，在管理上隶属于某一机构或在

经济上宥共同利益的用户的计算机互联而成，连

接各地区网上主通信结点计算机的高速数据专线

构成了NSFnet的主干网。

4

13）WWW和商业化一Internets辉煌

>由CREN开发的WWW（WorldWideWeb万维

网）成功地为Internet实现广域网奠定了基

础。从此）Internet开始迅速发展。

>90年代初开始Internet的商业化阶段。商业

机构进入Internet,使Internet开始了商业化

的新进程，也成为Internet大发展的强大推

动力。

5

(4)NGI-----Internet的未来

>1996年，美国政府制定并启动了研究发展下一代

互联网的NGI（NextGenerationInternet）计划。NGI

侧重的研究方面包括事务处理安全性和网络管理

等各个方面。美国国家科学基金会（NSF）、国

防部（DOD）、能源部（DOE）、航天与空间管

理署（NASA）,以及美国标准与技术研究所

（NIST）将成为此项计划的关键部门。1998年美

国100多所大学联合成立UCAID（University

CorporationforAdvancedInternetDevelopment）,从

事的Internet2研究计划。UCAID建设了另一个独立

的高速网络试验床Abilene,并于1999年1月开始提

供服务。

6

(5)CERNET2——中国的NGI

»2002年成立了中国“下一代互联网发展战略研究”

专家委员会，开展重大软课题研究。在2004年12

月25日，中国第一个下一代互联网暨中国下一代

互联网示范工程核心网（CERNET2）正式开通，

这是世界上规模最大的纯IPv6互联网，标志着我

国下一代互联网建设全面拉开序幕，并在世界下

一代互联网发展上取得先机。第二代中国教育

和科研计算机网是“中国下一代互联网示范工程”

中最关的菽心向和惟一学术网，它以每秒100彳乙

个比特（信息的基本单位）速率连接全国20个主

要城市的核心节点，为全国几百所高校和科研单

位提供高速IPv6网络接入服务，高速连接国内外

下一代互联网。CERNET2的开通意味着在下一代

互联网的发展上，中国已经赶上了世界的步伐。

7

2.1.2Internet的组织管理

aInternet是一个多元化的松散的组织，没有一个统

一的管理机构。相关的机构主要有：

(1)Internet协会。Internet协会(ISOC)是一个专

业性的会员组织，由来自100多国家的过百个组

织以及6000名个人成员组成，这些组织和个人展

望影响Intemet现在和耒来的技术。ISOC由Internet

体系结构组(IAB)和Internet工程任务组(IETF)

等组成。

(2)Intemet体系结构组。Internet体系结构组(IAB)

以前称为Internet行动组，是Internet协会技术顾问，

这个小组定期会晤、考查由Internet工程任务组和

Internet工程指导组提出的新思想和建议，并给

IETF提供一些新的想法和建议。

8

(3)Internet工程任务组。Internet工程任务组(IETF)

是由网络设计者、制造商和致力网络发展的研究

人员组成的一个开放性组织。IETF一年会晤三次，

主要的工作通过电子邮件组来完成，IETF被分成

多个工作组，每个组有特定的主题。

(4)W3C(WorldWideWeb)o一个经常被提及的

组织W3C——负责为发展迅速的万维网WWW制定

相关标准和规范，该组织是一个工业协会，由麻

省理工学院的计算机科学实验室负责运作。

9

(5)Internet名字和编号分酉己组织(ICANN)o

ICANN是为国际化管理名字和编号而形成的组织。

主要负责全球互联网的根域名服务器和域名体系、

IP地址及互联网其他码号资源的分配管理和政策

制订。当前，ICANN参与共享式注册系统

(SharedRegistrySystem,SRS)，通过SRS,

Internet藏名的注册过程是开放式公平竞争的。

ICANN的最高管理机构——理事会是由来自世界

各国的18名代表组成。

(6)国际互联网络信息中心(InterNIC)oInterNIC

是为了保证国际互联网络的正常运行和向全体互

联网络用户提供服务而设立的。InterNIC网站目前

由ICAN负责维护，提供互联网域名登记服务的公

开信息。

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(7)RFC编辑。RFC是关于Internet标准的一系列文

档，RFC编辑是InternetRFC文档的出版商，负责

RFC文档的最后编辑检查。

(8)Internet服务提供商。20世纪90年代Internet商业

化之后,出现了非常多Internet服务提供商(ISP),

他们有服务器，用点到点协议(PPP)或串行线

路接口协议(SLIP),使得用户可以通过拨号接

入Internet。

it

2.1.3Internet的主要功能

(1)网络信息服务网络信息服务主要指信息查询服务和

建立信息资源屐务。信息资源是Interneti最核心的内容。

Internet上集中了全球的信息资源,是存储布爰布信息的

城方，也是人彳门查询信息的场所。

(2)电子邮件功能电子邮件又称电子信箱，是Internet的

一项基本功能。通过用户的信箱地址，人们可在互联网

上快速、简彳更、廉价速交援电子邮件。

(3)文件传输文件传输也是Internet的基本功能之一。

FTP可在Internet上传输任何类型的文档，例如文本文件、

二进制文件、图像文件、声音文件和数据压缩文档等。

FTP服务有两种类型，普通FTP服务和匿名(Anonymous)FTP

服务。普通FTP服务向注册用户提供文件传输功能，匿名

FT。高任何Internet用户提供文件传输功能。

12

(4)远程登录(Telnet)Internet用户可使用Telnet命令使自己

的计算机进入远程主机系统上。用户使用Telnet命令与远

程主机建立连接后，就可像直接在远程主机上操作一样,

使用远程主机的资源和应用程序。

(5)电子公告栏(BBS)电子公告栏是Intemet上的一种电

子信息服务系统。它提供一块公共电子白板，可按不同

的主题形成多个布告栏，每个用户都可在上面发布信息

并提出自己的观点。

(6)新闻组(Usenet)新闻组是针对某个主题的邮件组，可

使趣味相投的人们通过电子邮件讨论共同关心的问题。

当加入某个新闻组后，可浏览新闻组中的文章，回复别

人的文章，也可发布自己的文章。

13

7.菜单检索(Gopher)Gopher的英文意思是地老鼠，它的作

用正如其名，好像一只地老鼠一样在网络里钻来钻去地

查询各种彳言息。它是一种以菜单方式显示Internet资源的

信息查询系统，提供面向文本的信息查询服务。它将网

上的信息组成在线菜单系统，以方便用户浏览。

8.关键词查询(WAIS:WideAreaInformationService)广域信

息查询服务WAIS也称作数据库的数据库，是供用户查询

Internet上各类数据庠的一个通用接口软件。用户只要在

菜单中选取希望查询的数据库，并键入查询关键词，系

统圈自动进行远程查询，读出数据库中含有该查询关键

词的所宥记呆，雇用户使角。

9.网上电话用户可在Internet上打长途电话，费用比一般的

长途电话要少得多。出使用前，用户需要正确安装声卡、

音箱、爰克风并运行柏应软件(如IPPhone)。利用Internet,

用户还可收发传真，在高速宽带的网络环境下收看广播

视频节目、举行远程视频会议等。

14

2.1.4Internet的基本工作原理

>Internet必须解决的问题

①物理连接问题

②协议问题

③计算机的主机号与域名问题

④数据的安全与防病毒问题

15

Interne仲的两大协议体系

Application

（应用）

Transmission

（传输）

Internet

（网络）

DataLink

（数据链路）

PhysicsLink

询理舞路）

16

分组交换一Internet工作原理之一

1.2,1分组交换的产生

在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固

定长度的数据段，每一个数据段前面添加上首

部构成分组。

-------------------报文------------------

1101000110101010110101011100010011010010

-------------------报文-------------------

I4组1据I数据I数据

分组交换一Internet工作原理之一

分组交换网以“分组”作为数据传输单元，依

次把各分组发送到接收端（假定接收端在左

边）。

"1

首部数据

----分组

--------2--____

首部I数施

分组3

首部数据

18

分组交换一Internet工作原理之一

接收端收到分组后剥去首部还原成报文。

分组1

z_--_--_-_--_--_--_\_______

----_______________分组2

_-----------------------------八______________________________

---------------分组3

_八_

广_______________________________________________________〜\

收到的数据

19

分组交换一Internet工作原理之一

最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来

的报文。

-------------------报文------------------

1101000110101010110101011100010011010010

20

分组交换网的示意图

21

注意分组的存储转发过程

HJ~1

22

-J

京拟网络软件IP—Internet工作原理之二

>INTERNET用一种称为路由器的专用计算机

将网络互连在一起的。互连不仅指将计算

机硬件相互连接，还要在软件的指挥下才

能正常地工作。使全世界这么多各种不同

类型的网络互连成为INTERNET网所使用的

最基本的协议是IP协议。

23

髭拟网络软件IP—lntemet工作原理之二

①连接到Internet上的每台计算机都必须遵守网际

协放IP的约定。

②每台计算机产生的分组都必须使用IP定义的格

式。

③接收分组的计算机所接收到的分组是发送方发

耒的分组的一个拷贝。

④计算机需要有IP软件以便把IP协议中的所有细节

者町翻译“成计算机所能理解的0-1组合才能让

计算机在IP软件的控制卡在Internet上进行通信。

IP是最基本的软件，所有Internet服务都使用IP来

发送或接收分组，因此要使用Internet的每台计

算机首先必须运行IP软件。

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n传输软件TCP—Internet工作原理之三

>TCP协议的主要作用就是使Internet工作得比

较可靠。具体地说：TCP解决了在分组交

换系统中有可能出现的几个问题。

(1)数据丢失出错——差错控制

(2)数据顺序错误——保序

(3)数据重复一一丢弃重复帧

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22Internet主机地址

221IP地址

222域名系统

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士221IP地址

(1)IP地址的基本概念

①大型的互连网络中需要有一个全局的地址系统，它

能够给每一台主机或路由器的网络连接分配一个全

局惟一的地址；

②TCPAP协议的网络层使用的地址标识符叫做IP地址；

③IPv4中IP地址是一个32位的二进制地址；

④网络中的每一个主机或路由器至少有一个IP地址；

⑤在Internet中不允许有两个设备具有同样的IP地址；

⑥如果一台主机或路由器连接到两个或多个物理网络,

那么它可以拥有两个或多个IP地址。

27

IP地址结构

IP地址采用分层结构；

IP地址是由网络号（netID）与主机号（hostID）

两部分组成的；

।।

*-------------------IP地址--------------J

j।

I网络号主机号I

28

发送分组的主机

一源主机

源IP地址

接收分组的主机

一目的主

目的IP地址

29

(2)IP地址的分类

>IP地址长度为32位，点分十进制地址；

>采用XXX.x的格式来表示，每个x为8位，每个x的值

为0〜255(例如202.113.29,119);

A根据不同的取值范围，IP地址可以分为五类；IP地

址中的前5位用于标识IP地址的类别：

A类地址的第一位为0;

B类地址的前两位为10;

C类地址的前三位为110;

D类地址的前四位为1110;

E类地址的前五位为11110;

30

IP地址的分类

162432

I主机地址范围

。到

主机地址［位La6

A类地址0河空地址（7位）24i2江温,2E&255

侬Q.。”利

R类地址10网络地址114位）主机地址《16位）

291.255.25氐255

1920.0.0到

C类地址110网络地址（21位）主机地址18位:

E265.2&5.2E5

224一也U.。到

D类地址1110组播地址f茨位）

聚近统.255

240.0.0.0制

E类地址11110保皆用于实验和将来使用

247.2S5.255.255

31

＞在讨论IP地址时经常要进行点分十进制数和二进

制数的转换，记住下表的内容对快速计算IP地址

是有益的。

272625242322212°

1286432168421

32

A类IP地址

①A类IP地址的网络号长度为7位,主机号长度为24位;

②A类地址是从：1.000〜55;

③网络号长度为7位，从理论上可以有27二128个网络；

④网络号为全。和全1（用十进制表示为。与127）的两

个地址保留用于特殊目的，实际允许有126个不同

的A类网络；

⑤由于主机号长度为24位，因此每个A类网络的主机

IP数理论上为224=16777216;

⑥主机IP为全。和全1的两个地址保留用于特殊目的，

实际允许连接16777214个主机；

⑦A类IP地址结构适用于有大量主机的大型网络。

33

B类IP地址

Si______________

B类IP地址的网络IP长度为14位，主机IP长度为

16位；

②B类IP地址是从：128,000〜55;

③由于网络IP长度为14位，因此允许有2伍=16384

个不同的B类网络，实际允许连接16382个网络;

④由于主机IP长度为16位，因此每个B类网络可以

有2坛65536个主机或路由器，实际一个B类IP地

症允许连接©5534个主凯或区由器；

⑤B类IP地址适用于一些国际性大公司与政府机构

等中等大小的组织使用。

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C类IP地址

①C类IP地址的网络号长度为21位，主机号长度

为8位;

②C类IP地址是从：-55;

③网络号长度为21位，因此允许有22J2097152个

不同的C类网络；

④主机号长度为8位，每个C类网络的主机地址

数最多为28=256个，实际允许连接254个主机

或路由器；

⑤C类IP地址适用于一些小公司与普通的研究机

构。

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D类和E类IP地址

>D类IP地址不标识网络；

地址范围：22400.0〜239.255.255,255

用于其他特殊的用途，如多播地址；

>E类IP地址暂时保留；

地址范围:〜55;

用于某些实验和将来使用。

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A、B、C三类总结

类最初最初网络主机网络主机

的位的字节ID数目数目

位数位数

A01-12682412616,777,214

B10128-191161616,38465,534

C110192-2232482,097,152254

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IP地址的二进制表示

用点分十进制表示用二进制表示

129.8-16-2510000001000010000001000000011001

10.2.。5200001010000000100000000000110100

126.。0001111110000000000000000000000000

192.255.255.25511000000111111111111111111111111

38

网络接口与IP地址的关系

39

网络接口与IP地址的关系

＞连接到Internet的每一台主机或路由器至少

有一个IP地址；

＞连接到Internet的任何两台主机或路由器不

能使有相同的IP地址；

AIP地址是与网络接口相关联的，如果一台

主机或路由器分别连接到两个或更多的

网络上，那么它必须有两个或更多的IP地

址。

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私有地址（专有地址）

>A类地址：*10.255.255,255

>B类地址:-172.31,255,255

>C类地址:192・168・0.0~192・168・255,255

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(3)查询本机IP地址

42

(4)分析IP地址

＞如何给主机分配IP地址

①IP地址的第1个字节的范围是卜223

②网络ID不能以127开头

③在必要时才使用注册的公共IP地址

④局域网的IP地址使用IAN