《计算机网络教程》PPT课件

1、Internet基础与应用,本章学习要求： 掌握：Internet的基本概念 了解：Internet通信协议的概念 掌握：Internet的主要服务功能 了解：Internet的接入方式 掌握：Intranet技术的基本概念 了解：电子商务的基本概念,第一节 Internet概述 一、Internet基本概念 1.Internet定义 Internet是有史以来最大的计算机网络，它几乎覆盖了全世界的每一个角落。 对于Internet，1995年美国联邦网络理事会给出如下定义： （1）Internet是一个全球性的信息系统； （2）是基于Internet协议及其补充部分的全球唯一一个由地址空间逻

2、辑连接而成的系统；,（3）它通过使用TCP/IP 协议组及其补充部分或其他IP兼容协议支持通信； （4）它公开或非公开地提供使用或访问存在于通信和相关基础结构的高级别服务。,Internet是指主要通过TCP/IP协议将世界各地网络连接起来，实现资源共享、提供各种应用服务的全球性计算机网络，国内一般称因特网或国际互联网。 从Internet的结构角度看，它是一个使用路由器将分布在世界各地的、数以千万计的规模不一的计算机网络互联起来的大型网际网。 从Internet使用者角度看，Internet是由大量计算机连接在一个巨大的通信系统平台上，而形成的一个全球范围的信息资源网,从计算机网络技术上讲，

3、Internet是一个最大的互联网络，它的产生、发展和应用反映了现代信息技术发展的最新特点。 从Internet所具有的丰富资源和能提供的信息服务来讲，它是一个信息网络实体，它不断的扩大和延伸，已经成为全球信息资源最丰富的计算机网络。 用一句话概括：Internet是全球性的、最具影响力的计算机互联网络，是世界范围的信息资源宝库。,2.Internet逻辑结构 Internet使用路由器将分布在世界各地数以千计的规模不一的计算机网络互连起来，成为一个超大型国际网，网络之间通信采用TCP/IP协议，屏蔽了物理网络连接的细节，使用户感觉使用的是一个单一网络，可以没有区别地访问Internet上任何

4、主机。,3.Internet的特点 （1）灵活多样的入网方式 （2）三大技术融为一体(网络技术、多媒体技术和超文本技术) （3）采用C/S（客户机 / 服务器）结构 （4）信息覆盖面广、容量大、时效长 （5）收费低廉 （6）具有公平性,不足：资源的分散化管理为Internet上信息查找带来很大困难，而且Internet目前仍存在安全性问题，作为一个“没有法律、没有警察、没有国界和没有总统的全球性网络”，其开放性和自治性使它在安全方面先天不足。此外，计算机病毒也是困扰Internet发展的重要因素之一。,二、Internet发展历程 1.Internet发展阶段 （1）1968-1983年为研究

5、实验阶段。 或者产生阶段，起源于1969年建成的ARPAnet，它最初采用“主机”协议，后改用“网络控制协议（NCP）”。直到1983年，ARPAnet上的协议才完全过渡到TCP/IP，从而诞生了真正意义上的Internet。,（2）1984-1991年为实用发展阶段。 此阶段的Internet以美国国家科学基金网（NSFnet）为主干网。1986年，美国国家科学基金会（NSF，National Science Foundation）利用TCP/IP协议，在5个科研教育服务超级电脑中心的基础上建立了NSFnet广域网。其目的是共享它拥有的超级计算机，推动科学研究发展。随后，ARPAnet逐步被

6、NSFnet替代。到1990年，ARPAnet退出了历史舞台，NSFnet成为Internet的骨干网。,（3）自1991年起为商业化阶段。 1991年，美国的三家公司General Atomics，Performance Systems International，UUnet Technologies开始分别经营自己的CERFnet、PSInet及Alternet 网络，可以在一定程度上向客户提供Internet联网服务和通信服务。他们组成了“商用Internet协会”（CIEA，Commercial Internet Exchange Association），它们的Internet子网可

7、用于任何的商业用途。,1995年4月30日，NSFnet正式宣布停止运作，转为研究网络，代替它维护和运营Internet骨干网的是经美国政府指定的三家私营企业：Pacific Bell、Ameritech Advanced Data Services and Bellcore以及Sprint。至此，Internet骨干网的商业化彻底完成。,今天，Internet已经联系着全球不同国家和地区的数以万计的子网和近2亿台主机，直接上网用户达到7.86亿，占人口总量的12%，全球域名数和网站数分别达到6300万和4600万。Internet已成为世界上信息资源最丰富的计算机公共网络，是全球信息高速公路

8、的基础。,2.我国Internet的发展 Internet 引入我国的时间不长，但发展很快，总体分为四个阶段： （1）1986-1993年，研究试验阶段(E-mail Only) 1986年，北京市计算机应用技术研究所实施的国际联网项目中国学术网（CANET，Chinese Academic Network）启动，其合作伙伴是德国卡尔斯鲁厄大学（University of Karlsruhe）。,1987年9月CANET在北京计算机应用技术研究所内正式建成中国第一个国际互联网电子邮件节点，并于当月14日发出了中国第一封电子邮件：“Across the Great Wall, we can re

9、ach every corner in the world.（越过长城，走向世界）”，揭开了中国人使用互联网的序幕。 1989年至1993年建成世界银行贷款项目中关村地区教育与科研示范网络（NCFC，National Computing and Networking Facility of China）工程，包括一个主干网和三个院校网中科院院网（CASNET）、清华大学校园网（TUNET）、北京大学校园网（PUNET）。,1990年11月28日，钱天白教授代表中国正式在SRI-NIC（Stanford Research Institutes Network Information Center

10、）注册登记了中国的顶级域名CN，并且开通了使用中国顶级域名CN的国际电子邮件服务，从此中国的网络有了自己的身份标识。,（2）1994-1996年，起步阶段（Full Function Connection）。 这一阶段主要为教育科研应用。1994年1月，美国国家科学基金会同意了NCFC正式接入Internet的要求。同年4月20日，NCFC工程通过美国Sprint公司连入Internet的64K国际专线开通，实现了与Internet的全功能连接，从此我国正式成为有Internet的国家。1994年5月，开始在国内建立和运行我国的域名体系。,随后几大公用数据通信网中国公用分组交换数据通信网（Ch

11、inaPAC）、中国公用数字数据网（ChinaDDN）、中国公用帧中继网（ChinaFRN）建成，为我国Internet的发展创造了条件。 同一时期，我国相继建成四大互联网中国科学技术网（CSTNET）、中国教育和科研网（CERNET）、中国公用计算机网（CHINANET）、中国金桥信息网（CHINAGBN）。,（3）从1997年至2003年，快速增长阶段。 1997年6月3日，根据国务院信息化工作领导小组办公室的决定，中国科学院在中科院网络信息中心组建了中国互联网络信息中心CNNIC，同时，国务院信息化工作领导小组办公室宣布成立中国互联网络信息中心工作委员会。在这一阶段我国的Internet

12、沿着两个方向迅速发展，一是商业网络迅速发展，二是政府上网工程开始启动。,商业网络方面，我国接入互联网络的计算机从1998年的64万台上升到2003年底的3089万台，互联网用户从1998年的80万急速增长到2003年底的7950万。此外到2003年CN下注册的域名数、网站数分别达到34万和59.6万，IP地址数也增长到59571712个，即2A+394B+766C，网络国际出口带宽总量达到27216M，连接到美国、加拿大、澳大利亚、英国、德国、法国、日本、韩国等十多个国家和地区。,政府上网工程方面，1999年1月22日“政府上网年”的第一幕正式拉开，由原国家经贸委信息中心和中国电信共同主办，联

13、合48个部委和国务院直属机构共同发起的“政府上网工程”正式启动。2000年，80以上的各级政府及各个部门在网上建有正式站点，并提供信息共享和便民应用项目。到今日，政府上网已达到一定广度和深度，电子政务已大面积立项并展开建设。,（4）从2004年开始，步入多元化实用阶段 从中国进入国际互联网发展至今，我国互联网日新月异，取得了丰硕成果，并在普及应用上进入崭新的多元化应用阶段。主要体现在上网方式更加多元化、上网途径多元化、实际应用更加多元化、上网用户所属行业进一步多元化等多方面。,（5）目前发展情况 总体来看，从1994年正式接入Internet到现在的十年间，我国互联网络在上网计算机数、上网用户

14、人数、CN下注册的域名数、WWW站点数、网络国际出口带宽、IP地址数等方面皆有不同程度的变化，呈现出快速增长态势。,3.下一代Internet 1996年10月，美国政府发起下一代国际互联网（NGI，Next Generation Internet）计划，其主要研究工作涉及协议、开发、部署高端试验网以及应用演示，由美国国家科学基金会（NSF）与美国通信公司（MCI）合作建立了NGI主干网vBNS（Very High Bandwidth Network Service）；1998年，美国下一代互联网研究的大学联盟UCAID（University Corporation for Advanced

15、Internet Development）成立，启动Internet2计划，并于1999年底建成传输速率2.5Gbps的Internet2骨干网Abilene，向220个大学、企业、研究机构提供高性能服务，至2004年2月已升级到10Gbps。,下一代Internet主要包括三大计划： （1）NGI计划。Next Generation InternetNGI，是美国白宫在1996年10月宣布的一个计划，其主要研究工作涉及协议、开发、部署高端试验网以及应用演示。 （2）Internet。Internet是由美国184所大学和70家企业共同努力建设的网络。致力于开发一种更加复杂的，带宽更宽并且能够

16、提供更好服务质量（Quality of ServiceQoS）的Internet，希望能为将来的商业应用提供可靠的技术支撑。,（3）GTRN计划。Global Terabit Research NetworkGTRN，是美国Internet2联合欧洲、亚洲各国发起的一个计划，积极推动全球化的下一代互联网研究和建设。,三、Internet管理组织 Internet的最大特点是管理上的开放性。在Internet中没有一个有绝对权威的管理机构，任何接入者都是自愿的。Internet是一个互相协作、共同遵守一种通信协议的集合体。,1.Internet管理者 在Internet中，最权威的管理机构是In

17、ternet协会（ISOC，Internet Society）。它是一个完全由志愿者组成的指导国际互联网络政策制定的非营利性、非政府性组织，目的是推动Internet技术的发展与促进全球化的信息交流。 在Internet协会中，有一个专门负责协调Internet技术管理与技术发展的分委员会Internet体系结构委员会（IAB，Internet Architecture Board）。,IAB设有两个具体的部门： Internet工程任务组（IETF，Internet Engineering Task Force），负责技术管理方面的具体工作，包括Internet中、短期技术标准和协议制定以及

18、Internet 体系结构的确定等 Internet研究任务组（IRTF，Internet Research Task Force），负责技术发展方面的具体工作。,Internet的日常管理工作： 网络运行中心（NOC，Network Operation Center），负责保证Internet的正常运行与监督Internet的活动。 网络信息中心（NIC，Network Information Center），NIC负责为ISP与广大用户提供信息方面的支持，包括地址分配、域名注册和管理等。,2.我国Internet管理者 1997年6月3日，中国互联网络信息中心（CNNIC，China In

19、ternet Network Information Center）在北京成立，并开始管理我国Internet的主干网，行使国家互联网络信息中心的职责。,其主要职责如下： （1）为我国的互联网用户提供域名注册、IP地址分配等注册服务。 （2）提供网络技术资料、政策与法规、入网方法、用户培训资料等信息服务。 （3）提供网络通信目录、主页目录与各种信息库等目录服务。 同日，国务院信息化工作领导小组办公室宣布成立中国互联网络信息中心（CNNIC）工作委员会，其具体任务是协助制订网络发展的方针与政策，协调我国的信息化建设工作。,四、Internet组成与功能 1.Internet组成部分 Intern

20、et由硬件和软件两大部分组成，硬件主要包括通信线路、路由器和主机，软件部分主要是指信息资源。 （1）通信线路 通信线路是Internet的基础设施，它将网络中的路由器、计算机等连接起来，主要分为两类：有线通信线路（如光缆、铜缆等）和无线通信线路（如卫星、无线电等）。,2）路由器 路由器是Internet中极为重要的设备，它是网络与网络之间连接的桥梁，负责将数据由一个网络送到另一个网络。 （3）主机 计算机是Internet中不可或缺的成员，它是信息资源和服务的载体。 所有连接在Internet上的计算机统称为主机，分为两类，即服务器（Server）和客户机（Clint）。,（4）信息资源 信息

21、资源是用户最关心的问题，Internet中存在各种各样类型的资源，例如文本、图像、声音、视频等。 Internet的工作模式：,2.Internet主要功能 （1）共享的资源宝库 （2）便利的通信服务 （3）快捷的电子商务 （4）丰富的远程教育 （5）即时的医疗服务 （6）公开的政府工作 （7）动感的娱乐项目,第二节 Internet工作原理 一、分组交换原理 1.共享线路与延迟 在计算机网络中，系统中的计算机往往是通过共享的方式来共同使用底层的硬件设备，比如说通信线路等。这种方式可以只用少量的线路和交换设备，共享传输线路，从而降低成本，然而共享也带来弊端，当一台计算机长时间占用共享设备时，就

22、会产生延迟，正如堵车一样，很多车辆挤在同一路口，只能允许几辆车先通过，,而别的车必须排队等候，当网络流量较大时，排在前面的可以享用设备，而其他的只能等待。解决的方法是将信息分解成数据包（分组），每台机器每次只能传送一定数量的数据包，这称为轮流共享。 2.分组交换 将数据总量分割，轮流服务的方法称为分组交换，而计算机网络中用这种方式来共享网络资源的技术就称为分组交换技术。Internet上所有的数据都以分组的形式传送。,二、TCP/IP协议 1.TCP/IP协议简介 TCP/IP 协议最早由斯坦福大学的两名研究人员于1973年提出。随后从1977年到1979年间推出TCP/IP体系结构和协议规范

23、。它的跨平台性使其逐步成为Internet的标准协议。通过TCP/IP协议，不同操作系统、不同架构的多种物理网络之间均可以进行通信。 TCP：传输控制协议 IP：网际协议,TCP/IP协议套件实际是一个协议族，包括TCP协议、IP协议以及其它一些协议。每种协议采用不同的格式和方式传送数据，它们都是Internet的基础，一个协议套件是相互补充、相互配合的多个协议的集合。其中TCP 协议用于在程序间传送数据，IP 协议则用于在主机之间传送数据。如下列出了TCP/IP协议套件中的成员。 应用层 SMTP DNS NSP FTP TELNET WWW HTTP 传输层 TCP UDP NVP 互联层

24、 IP ICMP IGMP 网络接口层 ARP RARP,2.TCP/IP互联网概念结构 Internet软件围绕着3个层次的概念化网络服务而设计。 最底层的服务被定义为不可靠的、尽最大努力传送的、无连接的分组传送系统，这种机制称为Internet协议，即IP协议，它为其他层的服务提供了基础。 中间层是一个可靠的传送服务，对应TCP协议，Internet数据传输的可靠性就由该层来保证，同时它为应用层提供了一个有效平台。 最高层是应用服务层。,对于IP协议，所谓不可靠，指的是不能保证正确传送，分组可能丢失、重复、延迟或不按序传送，而且服务不检测这些情况，也不通知发送方和接收方。 所谓无连接，指的

25、是每个分组都是独立处理的，可能经过不同的路径，有的可能丢失，有的可能到达。 所谓尽最大努力传送，指的是互联网软件尽最大努力来传送每个分组，直到资源用尽或底层网络出现故障时。而在中间这一层TCP协议给出了一种可靠的面向连接的传送机制。,3.IP工作原理 IP 协议详细规定了计算机在通信时应遵循的规则，它是最基本的软件，每台准备通信的计算机都必须有IP 软件驻留在其内存中。 计算机在通信时产生的分组（数据包）都使用IP 定义的格式，这些分组中除信息外，还有源地址和目的地址。,（1）IP的三个重要作用 IP定义了在TCP/IP互联网上数据传送的基本单元，规定了互联网上传送的数据格式。这种向上层（TC

26、P层）提供的统一IP报文是实现异构网互联最关键的一步。 IP软件完成路由选择功能，选择数据传送的路径。 IP包含了一组分组传送的规则，指明了分组处理、差错信息发送以及分组丢弃等规则。由于采用无连接的点到点传输机制，IP协议不能保证报文传递的可靠性。,（2）IP数据报 Internet上遵守IP规范的分组称为IP数据报，它使得各种帧或报文格式的差异性对高层协议不复存在。理论上，每个数据报可以长达64KB，但实际上它们往往只有1500字节左右。每个数据报经因特网传输，其间有可能被分段为更小的单元。 IP数据报由报头（header）和数据两部分内容组成，格式如图所示。,报头包含一些必要的控制信息，用

27、于在传输途中控制IP数据报的寻径、转发和处理，它由20个字节的固定部分和变长的可选项部分构成。 （3）它通过使用TCP/IP 协议组及其补充部分或其他IP兼容协议支持通信；,4.TCP工作原理 IP协议只管将数据包传送到目的主机，无论传输正确与否，不做验证，不发确认，也不保证数据包的顺序，而这一问题就由传输层TCP协议来解决。 TCP 协议为Internet 提供了可靠的无差错的通信服务。当数据包到达目的地后，TCP检查数据在传输中是否有损失，如果接收方发现有损坏的数据包，就要求发送端重新发送被损坏的数据包，确认无误后再将各个数据包重新组合成原文件。,（1）TCP的三个重要作用 TCP 提供了

28、计算机程序间的连接 是一种端到端的服务。包括请求、建立连接、通信、终止连接的一系列过程。 TCP解决了分组交换系统中的三个问题 首先，TCP解决了如何处理数据报丢失的问题，实现了自动重传以恢复丢失的分组； 其次，TCP自动检测分组到来的顺序，并调整重排为原来的顺序； 再次，TCP自动检测是否有重复的分组，并进行相应处理。,对于恢复丢失的数据报，TCP采用时钟和确认机制来解决。 TCP时钟具有自动调整机制 TCP可以自动根据目标计算机离源计算机的远近、网络传输的繁忙情况来自动调整时钟和确认机制中的重传超时值，使网上数据传输的效率更高。,（2）TCP数据报 Internet中发送方和接收方的TCP

29、软件都是以数据段（segment）形式来交换数据的。 TCP软件根据IP协议的载荷能力和物理网络最大传输单元（Maximum Transfer Unit，MTU）来决定数据段大小，这些数据段称为TCP数据报报文。它由数据报头和数据两部分组成，数据报头携带了该数据报所需的标识及控制信息，包括20个字节的固定部分和一个不固定长度的可选项部分，其格式如图所示。,（3）TCP连接 TCP协议是面向连接的协议，连接的建立和释放是每一次通信必不可少的过程。TCP协议采用“三次握手”方法建立连接。TCP的每个连接都有一个发送序号和接收序号，建立连接的每一方都发送自己的初始序列号，并且把收到对方的初始序列号作

30、为相应的确认序列号，向对方发送确认，这就是TCP协议的“三次握手”(如同打电话)。 实际上，TCP协议建立连接的过程就是一个通信双方序号同步的过程。,三、Internet工作模式 Internet采用客户与服务器的工作模式（简称C/S）。 1.C/S基本概念 C/S（Client/Server 即客户机/服务器）模式是由客户机、服务器构成的一种网络计算环境，它把应用程序分成两部分，一部分运行在客户机上，另一部分运行在服务器上，由两者各司其职，共同完成。客户机是一种单用户工作站，它从单机角度提供与业务应用有关的计算、联网、访问数据库和各类接口服务。服务器是一种存储共享型的多用户处理机，它从多机角

31、度提供业务所需的计算、联网、数据库管理和各类接口服务。,工作过程：客户机向服务器发出请求后，只需集中处理自己的任务，如字处理、数据显示等；服务器则集中处理若干局域网用户共享的服务，如管理公共数据、处理复杂计算等。,2.C/S运作过程 C/S 的典型运作过程包括五个主要步骤： （1）服务器监听相应窗口的输入； （2）客户机发出请求； （3）服务器接收到此请求； （4）服务器处理此请求，并将结果返回给客户机； （5）重复上述过程，直至完成任务一次会话过程。,3.C/S的特点 C/S 工作模式大大提高了网络运行效率，主要表现在： （1） 减少了客户机与服务器之间的数据传输量，并使客户程序与服务程序之

32、间的通信过程标准化； （2）将客户程序与服务程序分配在不同主机上运行，实现了数据的分散化存储和集中使用； （3）一个客户程序可与多个服务程序连接，用户能够根据需要访问多台主机。,4.B/S基本概念 Browser/Server（B/S）结构，浏览器/服务器结构。 是一种分布式的C/S结构，中间多了一层web服务器，用户可以通过浏览器向分布在网络上的许多服务器发出请求。 B/S具有C/S所不及的很多特点：更加开放、与软硬件平台无关、应用开发速度快、生命周期长、应用扩充和系统维护升级方便等。B/S结构简化了客户机的管理工作，客户机上只需安装、配置少量的客户端软件，而服务器将承担更多工作，对数据库的

33、访问和应用系统的执行将在服务器上完成。,5.B/S组成 B/S结构的组成包括硬件和软件两部分。 （1）硬件 主要为一台或多台高档服务器、微机或终端、集线器、交换机、网卡和网线等。 （2）软件 主要为浏览器、服务器端软件、网络操作系统和应用软件。,6.B/S运作过程,B/S的处理流程： 在客户端，用户通过浏览器向Web服务器中的控制模块和应用程序输入查询要求，Web服务器将用户的数据请求提交给数据库服务器中的数据库管理系统DBMS； 在服务器端，数据库服务器将查询的结果返回给Web服务器，再以网页的形式发回给客户端。 在处理过程中，对数据库的访问要通过Web服务器来执行。用户端以浏览器作为用户界

34、面，使用简单、操作方便。,第三节IP地址与域名 一、IP地址 IP地址是按照IP协议规定的格式，为每一个正式接入Internet的主机所分配的、供全世界标识的唯一通信地址。目前全球广泛应用的IP协议是4.0版本，记为IPv4，因而IP地址又称为IPv4地址。,1.IP地址结构和编址方案 IP地址用32位二进制编址，分为四个8位组，由网络号netid和主机号hostid两部分构成。网络号确定了该台主机所在的物理网络，它的分配必须全球统一；主机号确定了在某一物理网络上的一台主机，它可由本地分配，不需全球一致。（如：青海 师范大学）,根据网络规模，IP地址分为A到E五类，其中A、B、C类称为基本类，

35、用于主机地址，D类用于组播，E类保留不用，如图所示。,（1）A类地址 在IP地址的四段号码中，第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，A类IP地址就由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”。 A类IP地址中网络标识长度为7位，主机标识长度为24位，A类网络地址数量较少，一般分配给少数规模达1700万台主机的大型网络。,以最高位为0来标志 高八位：网络号，000000001111111，即0127，全世界的A类网一共有127个。 低24位：主机号，224即016777214，每个A类网都可以有16777214台主机。 适用

36、范围：大型网络,（2）B类地址 在IP地址的四段号码中，前两段号码为网络号码，B类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址中网络标识长度为14位，主机标识长度为16位，B类网络地址适用于中等规模的网络，每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。 以高两位为10标志,高16位：网络号，1000000001011111111111111，即016256，全世界的B类网一共有16256个。 低16位：主机号，216台主机。 适用范围：中型网络。,（3）C类地址 在IP地址的四段号码中，前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进

37、制表示IP地址的话，C类IP地址就由字节的网络地址和1字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。 C类IP地址中网络的标识长度为21位，主机标识的长度为8位，C类网络地址数量较多，适用于小规模的局域网络，每个网络能够有效使用的最多计算机数只有254台。例如某大学现有64个C类地址，则可包含有效使用的计算机总数为254*64=16256台。,以高三位为110标志 高24位：网络号，可有221个网络。 低8位：主机号0000000011111111即0255台，即每个C类网络的主机都可以是0255台。 适用范围：小型网络,三类IP地址空间分布为，A类网络共有126个，B类网络共有1600

38、0多个，C类网络有200多万个。每类中所包含的最大网络数目和最大主机数目（包括特殊IP在内）总结如表所示。,三种主要IP地址所包含的网络数和主机数,2.IP地址表示方式 IP地址是32位二进制数，不便于用户输入、读数和记忆，为此用一种点分十进制数来表示，其中每8位一组用十进制表示，并利用点号分割各部分，每组值的范围为0到255，因此IP地址用此种方法表示的范围为到55。,特殊IP地址 对于任何一个网络号，其主机地址为全“0”或全“1”均为特殊IP地址，例如：和55都是特殊的IP地址。特殊的IP地址有特殊的用途，

39、不分配给任何用户使用。 (1)网络地址 网络地址又称网段地址。网络号不空而主机号全“0”的IP地址表示网络地址，即网络本身。例如：地址表示其网络地址为210.40.13。 (2)直接广播地址 网络号不空而主机号全“1”表示直接广播地址，表示这一网段下的所有用户。例如：55就是直接广播地址。表示210.40.13网段下的所有用户,用于在该网段向所有主机广播。,(3)有限广播地址 网络号和主机号都是全“1”的IP地址是有限广播地址。在系统启动时，还不知道网络地址的情形下进行广播就是使用这种地址对本地物理网络进行广播。 (4)本机地址 网络号和主机号都为全

40、“0”的IP地址表示本机地址。 (5)回送测试地址 网络号为“127”而主机号任意的IP地址为回送测试地址。 最常用的回送测试地址为：。,IP地址范围及说明,IP数据包的传输,如： 11001010011000001000000001101110 对应的十进制形式为：9即 知道IP地址，就可以有效地知道它的网络号和主机号。4 IP，是个C类地址，前三个字节是网络号，最后一个字节是主机号： 202931200是4的主机所处的网络号（一个全“0”的主机号），也可和（掩码）进行与运算后得到；

41、主机号是44。,例如：清华大学的IP地址20是A类地址（因为最高 8位的116在0127之间）； 北京大学的IP地址1是B类地址； 贵州大学的IP地址8是C类地址。,3.我国现有IPv4总数 截止到2004年6月30日，按地区划分我国IPv4数量情况如下： 我国大陆IPv4地址总数为：49421824个，折合2A+242B+30C； 台湾地区IPv4地址总数为：13476096个，折合205B+161C； 香港特区IPv4地址总数为：5516288个，折合84B+44C； 澳门特区IPv4地址总数为：126976个，折合1B+

42、240C。,（路由器端口地址）,二、子网划分 对于一些小规模的网络和企业、机构内部网络即使使用一个C类网络号仍然是一种浪费，因而在实际应用中，需要对IP地址中的主机号部分进行再次划分，将其划分成子网号和主机号两部分，从而把一个包含大量主机的网络划分成许多小的网络，每个小网络就是一个子网。每个子网都是一个独立的逻辑网络，单独寻址和管理，而对外部它们组成一个单一网络，共享某一IP地址，屏蔽内部子网的划分细节。,例：设某企业有8个部门，每个部门有25台计算机，共计有200台计算机连入Internet网。Internet地址管理机构只能给该企业分配1个C类地址（1 个C类地址可连入254台计算机）。也

43、就是说，不可能给该企业的每一个部门都分配一个C类地址。但在企业内部，希望在网上仍能以部门为单位进行管理。要想解决这一问题，就要在内部网络中进行子网的划分。 在Internet上,接入的网络用户是以IP地址为单位进行管理的。例如在一个C类地址上接入了200台计算机（设其IP地址分别为：00），则把这200台计算机作为一个组来看待。但在局域网内部，将200台计算机作为一个整体很难进行管理，因此，有必要对其进行分组，即可将这200个计算机用户分成若干个小组，比如分成8个组，每组平均25台计算机，每一个小组就是一个子网。,1.子网和主机 下图显示了一个B

44、类地址的子网地址表示方法。此例中，B类地址的主机地址共16位，取主机地址的高7位作子网地址，低9位作每个子网的主机号。,假定原来的网络地址为，划分子网后， 表示第1个子网；表示第2个子网；表示第3个子网； 在这个方案中，实际最多可以有27-2=126个子网（不含全0和全1的子网，因为路由协议不支持全0或全1的子网掩码，全0和全1的网段都不能使用）。每个子网最多可以有29-2=510台主机（不含全0和全1的主机）。 子网地址的位数没有限制（但显然不能是1位，其实1位的子网地址相当于并未划分子网，主机地址也不能只保留1

45、位），可由网络管理人员根据所需子网个数和子网中主机数目确定。,2.网络掩码 在数据的传输中，路由器必须从IP数据报的目的IP地址中分离出网络地址，才能知道下一站的位置。为了分离网络地址，就要使用网络掩码。 网络掩码为32位二进制数值，分别对应IP地址的32位二进制数值。对于IP地址中的网络号部分在网络掩码中用“1”表示，对于IP地址中的主机号部分在网络掩码中用“0”表示。由此，A、B、C三类地址对应的网络掩码如下：,A类地址的网络掩码为 B类地址的网络掩码为 C类地址的网络掩码为 划分子网后，将IP地址的网络掩码中相对于子

46、网地址的位设置为1，就形成了子网掩码，又称子网屏蔽码，它可从IP地址中分离出子网地址，供路由器选择路由。换句话说，子网掩码用来确定如何划分子网。 前述的例子，B类IP地址中主机地址的高7位设为子网地址，则其子网掩码为。,在选择路由时，用网络掩码与目的IP地址按二进制位做逻辑“与”运算，就可保留IP地址中的网络地址部分，而屏蔽主机地址部分。同理，将掩码的反码与IP地址做逻辑“与”运算，可得到其主机地址。获取网络地址的一个算例如下：,例如，一个C类网络地址，利用掩码92 (192=128+64) 即主机号的高两位用于子网号

47、,可将该网络划分为4个子网：、4、28、92，其中有效使用的为2个子网4和28。(全1和全0的不可用) 如果网内一个IP地址是86，通过掩码可知，它的子网地址为28，主机地址为8。,由此可见，网络掩码不仅可以将一个网段划分为多个子网段，便于网络管理，还有利于网络设备尽快地区分本网段地址和非本网段的地址。 下面用一个例子说明网络掩码的这一作用和其应用过程。如图所示，主机A与主机B交互信息。在I

48、P协议中，主机或路由器的每个网络接口都分配有IP地址和对应的掩码。,主机A的IP地址：1 网络掩码： 路由地址： 主机B的IP地址： 网络掩码： 路由地址：,路由器从端口接收到主机A发往主机B的IP数据报文后： 首先用端口地址与子网掩码地址进行“逻辑与”，得到端口网段地址：。 然后将目的地址与子网掩码地址255.255.255.

49、0进行“逻辑与”，得目的网段地址。 将结果与端口网段地址比较，如果相同，则认为是本网段的，不予转发。如果不相同，则将该IP报文转发到端口所对应的网段。,三、Ipv6 随着网络的迅猛发展，全球数字化和信息化步伐的加快，越来越多的设备、电器、各种机构、个人等加入到争夺地址的行列中，由此IPv4地址资源的匮乏，促使了IPv6的出现。 IPv6是IPv4的替代品，是IP协议的6.0版本，也是下一代网络的核心协议，它在未来网络的演进中，将对基础设施、设备服务、媒体应用、电子商务等诸多方面产成巨大的产业推动力。

50、,1.Ipv6的特点 Ipv6由Internet工程任务组IETF的IPng工作组于1994年9月首次提出，于1995年正式公布，研究修订后于1999年确定开始部署。 IPv6主要有以下几个方面的特点： （1）地址长度（Address Size）。 IPv6地址为128位，代替了IPv4的32位，地址空间大于3.41038。如果整个地球表面（包括陆地和水面）都覆盖着计算机，那么IPv6允许每平方米拥有71023个IP地址。IPv6地址空间是巨大的。,（2）自动配置（Automatic Configure）。 IPv6区别于IPv4的一个重要特性就是它支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式。这

51、种自动配置是对动态主机配置协议（DHCP）的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷，并为用户带来极大方便。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下，需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后，它使用另一种即插即用的机制，在没有任何人工干预的情况下，获得一个全球唯一的路由地址。,有状态配置机制，如DHCP，需要一个额外的服务器，因此也需要很多额外的操作和维护。 （3）头部格式（Header Format）。 Ipv6简化了报头，减少了路由表长度，同时减少了路由器处理报头的时间，降低了报文通过Internet的延迟。 （4）可扩展

52、的协议（Extensible Protocol）。 Ipv6并不像Ipv4那样规定了所有可能的协议特征，而是增强了选项和扩展功能，使其具有更高的灵活性和更强的功能。,（5）服务质量（QoS）。 对服务质量作了定义，Ipv6报文可以标记数据所属的流类型，以便路由器或交换机进行相应的处理。 （6）内置的安全特性（Inner Security）。 Ipv6提供了比Ipv4更好的安全性保证。Ipv6协议内置标准化安全机制，支持对企业网的无缝远程访问。即使终端用户用“时时在线”接入企业网，这种安全机制也可行，而这在IPv4技术中无法实现。对于从事移动性工作的人员来说，IPv6是IP级企业网存在的保证。,

53、四、域名机制 网络上主机通信必须指定双方机器的IP地址。IP地址虽然能够唯一地标识网络上的计算机，但它是数字型的，对使用网络的人来说有不便记忆的缺点，因而提出了字符型的名字标识，将二进制的IP 地址转换成字符型地址，即域名地址，简称域名（Domain Name）。 IP地址和域名相对应，域名也是全球唯一的。域名是IP地址的字符表示，目的是便于记忆，它与IP地址是等效的。,网络中命名资源（如客户机、服务器、路由器等）的管理集合即构成域（Domain）。 从逻辑上，所有域自上而下形成一个森林状结构(与Internet网的层次结构相对应，网络资源的分布本身呈现此规律)，每个域都可包含多个主机和多个子

54、域，树叶域通常对应于一台主机。每个域或子域都有其固有的域名。 Internet所采用的这种基于域的层次结构名字管理机制叫做域名系统（DNS ，Domain Name System）。 它一方面规定了域名语法以及域名管理特权的分派规则，另一方面，描述了关于域名地址映射的具体实现。,1.域名规则 域名系统将整个Internet视为一个由不同层次的域组成的集合体，即域名空间，并设定域名采用层次型命名法，从左到右，从小范围到大范围，表示主机所属的层次关系。不过，域名反映出的这种逻辑结构和其物理结构没有任何关系，也就是说，一台主机的完整域名和物理位置并没有直接的联系。,域名由字母、数字和连字符组成，开头

55、和结尾必须是字母或数字，最长不超过63个字符（每段），而且不区分大小写。完整的域名总长度不超过255个字符。 在实际使用中，每个域名的长度一般小于8个字符。通常格式如下： 主机名机构名网络名顶层域名,例如： 就是中南大学一台计算机的域名地址。 顶层域名又称最高域名，分为两类：一类通常由三个字母构成，一般为机构名，是国际顶级域名；另一类由两个字母组成，一般为国家或地区的地理名称。 （1）机构名称。如com 为商业机构；edu 为教育机构等。 （2）地理名称。如cn 代表中国；us 代表美国；ru 代表俄罗斯等。,国际顶级域名机构名称,随着Internet用户的激增，域名资源越发紧张，为了缓解这种

56、状况，加强域名管理，Internet 国际特别委员会在原来基础上增加了以下国际通用顶级域名。,五、域名解析 将域名翻译为对应IP 地址的过程称为域名解析（Name Resolution）。 请求域名解析服务的软件称为域名解析器（Name Resolver），它运行在客户端，通常嵌套于其他应用程序之内，负责查询域名服务器，解释域名服务器的应答，并将查询到的有关信息返回给请求程序。,1.域名服务器 运行域名和IP地址转换服务软件的计算机称作域名服务器（DNS，Domain Name Server），它负责管理、存放当前域的主机名和IP地址的数据库文件，以及下级子域的域名服务器信息。 所有域名服务器

57、数据库文件中的主机和IP地址集合组成一个有效的、可靠的、分布式域名地址映射系统。同域结构对应，域名服务器从逻辑上也成树状分布，每个域都有自己的域名服务器，最高层为根域名服务器，它通常包含了顶级域名服务器的信息。,2.域名解析过程 DNS是一个分布式的数据库系统，可以逐级搜索查询，整个过程自动完成。 每当一个应用程序需要转换对方的IP地址为域名时，它就成为域名系统的一个客户。客户通过解析器首先向本地域名服务器发送请求，服务器如果找到相应的地址，就发送一个应答信息，并将IP地址交给客户，完成域名解析。如果服务器不能回答这个请求，这个域名服务器就暂时成为另一个域名服务器的客户，直到找到一个能回答这个

58、请求的服务器为止。,3. 域名、IP地址以及物理网络 域名、IP地址和物理网络地址是主机标识符的三个不同层次，每一层标识符到另一层标识符的映射发生在网络体系结构的不同点上。 首先，当用户与应用程序交互时给出域名。 第二，应用程序使用DNS将这个名字翻译为一个IP地址，放在数据报中的是IP地址而不是域名。 第三，IP在每个路由器上转发，常常意味着将一个IP地址映射为另一个IP地址，即将最终的目标地址映射为下一路由器的地址。最后，IP使用ARP协议将路由器的IP地址翻译成机器的物理地址，在物理层发送的帧头部中有这些物理地址。,域名和IP地址必须严格对应，换句话说就是，表示一台主机可以用其IP地址，

59、也可用其域名。例如：IP地址“8”和域名“”都表示贵州大学网站。 一台计算机可以有多个域名(一般用于不同的目的)，但只能有一个IP地址。一台主机从一个 地方移到另一个地方，当它属于不同的网络时，其IP地址必须更换，但是可以保留原来的域名。,第四节 Internet接入技术 用户计算机和用户网络接入Internet所采用的技术和接入方式的结构，统称为Internet接入技术，其发生在连接网络与用户的最后一段路程，是网络中技术最复杂、实施最困难、影响面最广的一部分。,一、Internet骨干网 骨干网是国家批准的可以直接和国外连接的城市级高速互联网，它由所有用户共享，负责传输大范围（在城市之间和国家之间）的骨干数据流。骨干网基于光纤，通常采用高速传输网络传输数据和高速包交换设备提供网络路由。,1.我国Internet骨干网 （1）中国科技网（CSTNET）。 （2）中国公用计算机互联网（CHINANET）。 （3）中国教育和科研计算机网（CERNET）。 （4）中国联通计算机互联网（UNINET）。 （5）中国网通公用互联网（CNCNET）。 （6）中国国际经济贸易互联网（CIETNET）。 （7）中国长城网（CGWNET）。 （8）中国移动互联网（CMNET）。 （9）中国卫星集团互联网（CSNET）。,2.ISP ISP（Int