第02章网络操作系统和网络通信协议.ppt

1、10/11/2020,网络管理与维护,第二章网络操作系统和网络通信协议,蔡兵 QQ:5493730 ,2,学习目标,组建电脑网络除了需要掌握必要的硬件知识外，还要掌握电脑网络操作系统和网络协议。 Windows 98、Windows 2000、Windows XP等都属于客户机操作系统， 服务器操作系统则有Windows NT Server、Windows 2000 Server、 Windows Server 2003、NetWare、Linux、UNIX等。 常用网络协议有NetBEUI协议、IPX/SPX协议以及TCP/IP协议等， 本章将着重介绍常用的Windows 2000 Serv

2、er及TCP/IP协议。,3,本章要点,服务器操作系统 客户机操作系统 NetBEUI协议 IPX/SPX协议 TCP/IP协议,4,2.1网络操作系统,网络操作系统（NOS）是网络的心脏和灵魂，是向网络中的电脑提供网络通信和资源共享功能的操作系统。它是负责管理整个网络资源和方便网络用户的软件的集合。 网络操作系统与运行在客户机上的单用户操作系统或多用户操作系统等客户机操作系统不同。一般情况下，网络操作系统是以使网络相关特性最佳为目的。而一般的客户机操作系统是让用户与系统及在此操作系统上运行的各种应用程序之间的交互作用最佳。,5,2.1.1服务器操作系统,在选择网络操作系统时，应根据网络硬件和

3、网络要求等各方面进行考虑。 首先应考虑目前的网络硬件是否满足网络软件运行的基本要求，如果不能，可使网络的服务效率大大降低。 其次，从网络要求的基本功能和服务出发，网络操作系统在满足现有要求的前提下，能够稳定地运行就可以了，不必一味追求新版本和新功能，由于新版的操作系统并没有真正经历各种情况的考验，其稳定性很难保证。,6,2.1.1服务器操作系统,常见的网络操作系统 1.Windows NT系列 2.Windows 2000操作系统 3.Windows Server 2003操作系统 4.UNIX操作系统 5.Linux操作系统 6.NetWare操作系统,7,Windows操作系统的发展,从1

4、983年微软公司宣布Window的诞生到现在的Windows 2003，Windows已经走过了20多年的历史。,8,Windows版本的发展时间,9,1.Windows NT系列,Windows NT（New Technology，新技术）是Microsoft公司推出的主要用于客户机、服务器和大型电脑的32位网络操作系统。它支持多种硬件平台，在设计中采用了许多先进的思想，并保留了深受广大用户欢迎的Windows用户界面。 Windows NT产品充分体现了客户机/服务器的设计思想，集成了当前许多先进的技术，是一个功能强大、结构完善的操作系统。,10,Windows NT系统的分类,Windo

5、ws NT实际上有两个程序 相对简单的Windows NT Workstation应用于客户机 非常复杂的Windows NT Server程序应用于服务器。,11,2.Windows 2000操作系统,Windows 2000是Microsoft公司在Windows NT操作系统之后，推出的主要面向网络应用的操作系统。它综合了Windows 98 与Windows NT 4.0很多优良的性能和特点，而且结合了最新的网络技术，沿袭了Windows历代产品在网络和界面等方面的强大功能，成为新一代的操作系统。,12,Windows 2000操作系统,针对不同的用户和环境，Windows 2000产

6、品包括4个版本： Windows 2000 Professional（专业版） Windows 2000 Server（服务器版） Windows 2000 Advance Server（高级服务器版） Windows 2000 Datacenter Server（数据库服务器版）,13,Windows 2000 Professional,个人桌面型操作系统，支持两路对称多处理器系统，和4G物理内存。 继承了Windows NT的技术，采用标准化的安全技术，具有工业级的可靠性和更高的性能。 友好的Windows界面，使用、安装、配置系统和浏览Internet都很容易。 继承了Windows 9

7、8的特性，让移动用户也能方便的工作，并广泛支持新一代的硬件设备。,14,Windows 2000 Server系列,它适合于构建小、中型企业网络，是应用于最广泛的网络服务器版本。 Windows 2000 Server这个版本以前的名称是Windows NT Server 5.0，它是在Windows NT 4.0的基础上开发出的。 可为部门工作小组或中小型公司用户提供文件的打印、应用软件、Web和通信等各种服务。它是一个性能更好，工作更稳定，更容易管理的平台。,15,Windows 2000 Advanced Server,为大型网络服务器设计，用于应用程序服务器和更强劲的部门服务器。 除了

8、有Server的所有功能和特性外，还有一些专门为大型的企业级服务器所设计的特性，例如群集，加载平衡。可承担起运行企业核心业务软件的重任，包括数据库，记录和报告、联机交易处理和企业资源管理等。,16,Windows 2000 Datacenter Server,是Microsoft提供的功能最强的服务器操作系统。 支持32路对称多处理器系统以及高达64GB的物理内存，它将集群和负载平衡服务作为标准的特性。另外它为大型的数据仓库、经济分析、科学和工程模拟、联机交易服务等应用进行了专门的优化。,17,Windows 2000 Server服务器的安装,Windows 2000 Server对硬件的要

9、求 CPU：Pentinum 133MHz或更快的处理器，并且每台计算机最多可以支持4个CPU。 内存：内存建议最少256MB，系统最小支持为128MB，最大支持为4GB。 硬盘：需要的最小空间为2GB。 显示器：VGA或更高分辨率的显示器。 网卡：一块以上的网卡。其它设备.,18,Windows Server 2003操作系统,Windows Server 2003是Microsoft最新推出的网络服务器专用操作系统。 Windows 2003起初的名称是Windows.NET Server 2003， 2003年1月9日正式改名为Windows Server 2003，并于今年5月步入大陆

10、市场。 它沿用了Windows 2000 Server的先进技术，并结合了Windows XP的多媒体、华丽的操作界面等特性，使之更易于部署、管理和使用。,19,Windows Server 2003操作系统,Windows Server 2003（标准版） Windows Server 2003 （企业版） Windows Server 2003 Datacenter（数据中心版） Windows Server 2003 Web（Web服务器版）,20,4.UNIX操作系统,UNIX是一个通用的、多用户的、交互型的操作系统，一般用于大型的网站或大型的企、事业局域网中。 1965年，贝尔实验室

11、的两位计算机科学家编写了最早的UNIX版本。 我们可以把UNIX看作一个操作系统家族。 UNIX派成了多种不同的版本。 商业化的UNIX派生系统（AIX、HP-UX、Solaris、Xenix）和免费UNIX派生系统（Linux、FreeBSD）。,21,4.UNIX操作系统,UNIX在本质上可以有效地支持多任务和多用户工作。 它可以在人们可以想象出来的任何计算机硬件上运行。 由于UNIX提供了最完善的TCP/IP协议支持，并且非常稳定和安全，所以目前互联网中较大型的服务器的操作系统都采用UNIX。 UNIX的安装、管理和维护都比较专业，在小型局域网中使用较少，但在大型网络中的服务器中占主导地

12、位。,22,4.UNIX操作系统,UNIX系统的主要特点如下： 多用户的分时操作系统 可移植性好 可靠性强 开放式系统 提供两种友好的用户界面 具有可装卸的树型分层结构文件系统 将所有外部设备都看作文件,23,5.Linux操作系统,由于UNIX系统过于庞大，不适合在个人电脑上使用。因此，芬兰赫尔辛基的大学生Linus B.Torvalds在1991年组织人员为PC机写了第一个免费的UNIX内核，也就是今天的Linux操作系统。 Linus把这一软件奉献给自由软件基金会（简称F S F）的GNU计划，并公布了全部源代码，使得任何人都可以从网上下载、分析、修改、添加新功能，甚至出售赢利。 经过各

13、地的Linux用户的修改和补充，Linux功能更加强大。,24,5.Linux操作系统,Linux操作系统继承了UNIX多用户、多任务的特点，它的X-Windows系统涵盖了传统的DOS命令行和苹果机的视窗系统的优点。与其他操作系统相比，Linux操作系统有较多的优势。,25,5.Linux操作系统,Linux操作系统的优势： 源代码的开放性 具有虚拟终端功能 支持多种文件系统 多任务、多用户 跨平台使用 具有强大的网络功能 全面支持TCP/IP网络协议,26,Linux的现状,占据操作系统的市场分额的30。 但缺乏文档，晦涩难懂，缺少统一性；没有及时的技术支持；安装和升级不方便。 在局域网中

14、作为服务器的还不多，Linux爱好者使用它作为WEB服务器或Email服务器。,27,6.NetWare操作系统,Netware是美国Novell公司开发的，于1983年发布了以pc机为运行基础的Netware 86网络操作系统。 Netware是面向微机的局域网操作系统。 借鉴了UNIX操作系统的优点，吸收了UNIX中多用户、多任务的功能。以个人计算机为主要联网对象。,28,6.NetWare操作系统,90年代初，Novell推出它具有历史意义的Netware 3.12网络操作系统，这款经典的网络操作系统让Novell到达了它事业的顶峰，奠定了它以太网王国至尊的地位。被冠为局域网王国的国王。

15、 当时，世界上65%以上的局域网服务器跑的是NetWare，并且可以说有80%以上的联网PC机是NetWare客户机。,29,6.NetWare操作系统,1992年Novell的Netware 4.x推出后，有足足四五年时间Novell没有推出任何更新版本。 微软悄悄的从Dos到Win32、Win95、WinNT、Win98到Win2000、Win XP。 Linux也这段时间里从一个软件爱好者编制的小操作系统，以开源的方式在无数软件爱好者的帮助下，成长为功能强大的大型网络操作系统。,30,2.1.2客户机操作系统,常用的客户机操作系统有DOS、Windows 98、Windows Me、Wi

16、ndows 2000、Windows XP和OS/2等，其目的是让用户与系统及在此操作系统上运行的各种应用之间的交互作用最佳。,31,1.Windows 9x/Me系列,Windows 9x/Me系列操作系统是个人电脑较常用的操作系统。Microsoft公司在该系列的操作系统中加入了各种网络功能和网络协议。因此，它除了能为个人用户提供基本的电脑管理功能外，还可以实现多种网络连接。 Windows 9x/Me系列包括了Windows 95、Windows 98、Windows Me等操作系统，其使用方法基本相同，网络功能也基本一致。,32,2.Windows XP操作系统,Windows XP是

17、目前主流的操作系统之一，大多数个人用户均采用此系统，是当今最受瞩目的数字媒体方案平台和融合技术的基础平台。 Windows XP主要包括 Windows XP Home Edition（家庭版） Windows XP Professional（专业版） Windows XP 64-Bit Edition（64位客户机版）,33,网络协议,什么是协议？一个标准或一组规则。 在计算机网络中，通信是在不同系统的实体之间进行的。为了能在两个实体之间正确地进行通信，通信双方必须共同遵守一些规则和约定。 为网络数据交换而制定的规定、约束与标准被称为网络协议。 网络协议就是网络通信的规章制度。如同公路上的汽

18、车要遵守交通规则。,34,计算机网络中通信协议的概念,计算机网络的协议主要是服务于通信，所以也称为通信协议。 协议决定数据如何通过网络进行传输，以及数据如何进行封装和寻址。 同一网络的计算机之间要进行通信，必须使用相同的协议，因为协议决定了数据是如何封装和发送。,35,封装和寻址,封装：是指将一个协议的数据插入到另外一个本地协议中，让本地协议“包”着它跨过本地网络。 寻址：根据对方的网络地址，把数据成功地发送给对方的过程。 任何决定网络数据传输的方式都可以称为协议。但是，在局域网中，通常把决定数据如何封装和在网络上发送的方式称为通信协议。,36,网络协议的三要素,网络协议的三要素：语义、语法与

19、同步； 语法：定义了所交换的格式或结构，以及数据出现的顺序的意义； 语义：定义了发送者或接收者所要完成的操作，即对协议控制报文组成成份的含义的定义。,IP数据报格式,37,网络协议的三要素,同步：定义了事件实现顺序以及速度匹配。体现在当两个实体进行通信时，数据发送的时间以及发送的速率。 网络协议从语法和语义上定义了数据信息交换的规格和过程，从同步上定义了通信双方通信速度的匹配。 总之，网络协议是通信双方共同遵守的通信语义、语法和同步规则的集合。,38,网络协议,计算机只要是通过网络和其它计算机进行数据交换就需要用的网络协议。 计算机网络协议有很多种，不同的网络通常采用不同的协议。 通信双方必须

20、支持相同的网络协议。 协议的使用需要安装。一台计算机可安装多个不同的网络协议。,39,2.2网络通信协议,常用的网络协议有： NETBEUI:IBM公司开发，速度快，无法路由，跨网段。 IPX/SPX:NOVELL公司开发用于NETWARE网络操作系统中的专用协议。 TCP/IP:包含众多协议的协议集，INTERNET中使用最广泛的协议。,40,NetBEUI协议,NetBEUI是一种体积小、效率高、速度快的通信协议，由IBM公司于1985年推出，是NetBIOS的改进版。该协议适用于局域网段内部的通信。 在微软的Windows 9X和Windows NT中，NetBEUI会自动与网卡连接，连

21、接在网络上的计算机就能够自动利用其功能与其他计算机进行通信。微软之所以选择NetBEUI，主要是因为它在工作时占用的内存少，速度快。 NetBEUI协议适合于不超过100台个人计算机所组成的单网段部门级小型LAN，它不具有跨网段工作的能力。,41,NetBEUI协议,在大型网络中，NetBEUI不能很好地发挥其效能。因为NetBEUI用计算机名作为网络地址，这样网络中就不能出现彼此同名的计算机，而在大型网络中，很难保证计算机彼此不同名。 NetBEUI是不可路由协议，不支持跨越路由器的通信。单网段网络使用。 UNIX、Linux或NetWare操作系统，不支持NetBEUI协议。,42,IPX

22、/SPX协议,IPX/SPX（网际包交换/顺序包交换）协议是Novell公司开发的专用于NetWare网络中的通信协议集。 IPX负责选择最佳的路径将数据送到目的地；SPX主要负责通信中的差错管理。IPX是协议主体。 IPX/SPX协议在设计之初就考虑了多个网段问题，具有很强的路由功能，适合于大型网络的使用。如果你所用的计算机要想连入NetWare服务器，最好使用IPX/SPX协议。,43,IPX/SPX兼容协议,IPX/SPX协议一般可以应用于大型网络（比如Novell）和局域网游戏环境中。 如果不是在Novell网络环境中，一般不使用IPX/SPX协议，而是使用IPX/SPX兼容协议， 在

23、微软的NT操作系统中，一般使用NWLink IPX/SPX兼容协议。它是 Novell公司IPX/SPX协议在微软网络产品中的实现，它除了继承了IPX/SPX协议的优点之外，更适应了微软的操作系统和网络环境。,44,2.2.3TCP/IP协议,TCP/IP即Transmission Control Protocol/Internet Protocol（传输控制协议/网际协议），它是目前整个计算机网络中使用最为广泛的通信协议。 其前身是美国国防部在20世纪60年代末开发的一种网络协议。其特点是低成本和在多个不同的电脑间提供可靠性的通信。,45,2.2.3TCP/IP协议,由于它能够用在异构网络环

24、境中（也就是说可以在各种广泛的硬件和操作系统上实现），因此得到了广泛的应用支持。 它既可以用作局域网（LAN）协议，也可以作用广域网（如Internet）协议。TCP/IP协议是电脑连入Internet并进行信息交换和传输的基础。,46,TCP/IP协议,TCP/IP协议由两部分组成。 TCP负责对网络信息进行处理，翻译为本地网络能够理解的格式。 IP规定了不同类型的网络之间通信所遵守的规则。 TCP与IP结合，实现不同计算机之间通信。 TCP/IP协议中包含了众多的协议，是由多个子协议所组成的集合。,47,TCP/IP协议,TCP/IP协议有很强的灵活性、可支持任意规模的网络。由于其灵活性使

25、得使用TCP/IP协议带来了很多的不方便。 在使用NetBEUI协议和IPX/SPX协议都不需要进行什么设置，仅安装即可。而TCP/IP协议在安装完成后，为使其能够正常工作之前，还需要进行一系列复杂的设置。,48,8.TCP/IP协议的安装,在安装Windows 98/NT/2000/XP等操作系统时，一般情况下TCP/IP协议会自动安装。如果系统中没有TCP/IP协议，只需在“选择网络协议”对话框中的“网络协议”列表框中选择“Internet协议（TCP/IP）”选项即可。,49,8.TCP/IP协议的安装,50,通信协议选择策略,为局域网选择通信协议时，应在网络规模、网络间的兼容性和网络管

26、理等几个方面进行考虑。 不与外部连接的、小型的、单网段的网络，最好使用NetBEUI通信协议。 NetWare与Windows NT共存的网络，选择IPX/SPX及其兼容协议，可提供一个比较理想的传输环境。 如果正在规划一个高效率、可互连、可扩展性的网络，TCP/IP将是理想的选择。,51,选择通信协议遵循的原则,要选择适合于网络特点的协议。 应尽量少选用网络协议。 应注意协议的版本。 还要注意协议的一致性。,52,网络的体系结构及其划分,计算机网络系统是一个十分复杂的系统。将一个复杂系统分解为若干个容易处理的子系统，然后“分而治之”，这种结构化设计方法是工程设计中常见的手段。 分层就是系统分

27、解的最好方法之一。 把复杂的网络互联问题划分为若干个较小的、单一的问题，在不同层上予以解决。,53,层次,层次是人们对复杂问题处理的基本方法； 将总体要实现的很多功能分配在不同层次中； 对每个层次要完成的服务及服务要求都有明确规定； 层次结构体现出对复杂问题采用模块化方法，可以降低复杂问题的难度。,54,层与层之间的关系,每一层的功能都是建立在它的下层之上的，每一层按照一定的接口形式向上一层提供一定的服务，而把实现这一服务的细节加以屏蔽。 任意一层的实现方法改变时，只要接口形式不变，就不会影响其他层的实现。,55,层次模型,n 层是n-1层的用户，又是n+1层的服务提供者。 n+1层虽然只直接

28、使用了n层提供的服务，实际上它通过n层还间接地使用了n-1层以及以下所有各层的服务。,56,层次结构的好处,每一层完成自己的工作，每一层的工作与其他层不重复，这种结构便于理解和接受。 当网络出现故障时，可以通过分析、判断问题出在那一层，方便迅速解决问题。 每层实现相对独立的功能，不必知道下一层如何实现，只要知道通过层间接口提供的服务是什么。,57,中德教授之间的对话,58,网络的体系结构,计算机网络由许多协议来完成各自的工作，将计算机网络分为多个层次，各层有相应的协议来完成工作。 计算机网络各层次及其协议的集合，称为网络的体系结(Architecture)。 体系结构是一个抽象的概念,它精确定

29、义了网络及其部件所应实现的功能，但这些功能究竟用何种硬件或软件方法来实现则是一个具体实施的问题。 换言之，网络的体系结构相当于网络的类型，而具体的网络结构则相当于网络的一个实例。,59,计算机网络的层次模型,60,61,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？（分层与功能） 各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？（服务与接口） 通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（协议）,62,网络体系结构,世界上第一个网络体系结构（SNA）是IBM公司与1974年提出的。 此后许多公司纷纷推出了各自的网络体系结构，这些网络体系结构都采用了分层技术，但层次的划分与功能的分配都不相

30、同。 这就导致计算机网络互连存在问题。 在此基础上出现了开放系统互连参考模型。,63,OSI模型的产生,国际标准化组织ISO于1984年正式颁布了一个称为“开放系统互连基本参考模型”OSI（Open System Interconnection Basic Reference Model）的国际标准，计算机网络开始了走向国际标准化网络的时代。 国际标准化网络将具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化的协议。它将能支持各厂商生产的计算机系统互连。,64,OSI模型的特点,OSI参考模型采用一种分层结构来对网络的通信过程进行理论化的描述。 标准的OSI参考模型把网络通信的结构分为七层，他们从上到下依

31、次是：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。 每一层都包含了不同的网络设备、网络协议和网络活动。,65,OSI各层的主要功能,66,OSI模型,OSI参考模型并没有提供一个可以实现的方法。OSI参考模型只是描述了一些概念，OSI参考模型不是一个产品，它只是一个帮助理解网络中各种设备之间通信过程的框架。 在通信过程中，OSI参考模型不起任何作用，真正的通信是通过适当的软件和硬件来实现的。OSI只是定义要做那些工作以及这些工作由七层模型中的哪一层来具体控制和完成。,67,注意,实际上，OSI协议过于复杂，这也是OSI从未真正流行开来的原因所在。虽然OSI模型和协议并未获得巨大

32、的成功，但是OSI参考模型在计算机网络的发展过程中仍然起到了非常重要的指导作用，作为一种参考模型和完整体系，它仍对今后计算机网络技术朝标准化、规范化方向发展具有指导意义。,68,TCP/IP协议的规划与管理,除了OSI模型外，市场上还有一些其它的体系结构，比如：TCP/IP、DNA、SNA等等。 TCP/IP是20世纪70年代中期，美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准。到80年代它被确定为因特网的通信协议。TCP/IP虽不是国际标准，但它是为全世界广大用户和厂商接受的网络互连的事实标准。 TCP/IP参考模型是将多个网络进行无缝连接的体系结构。,69,协议栈,一个任务

33、在OSI参考模型中被分为多个子任务来完成，每个子任务通过由计算机进程所实现的协议来完成。 特定的协议完成特定层的子任务，这些协议代码的集合就形成了协议栈，或协议簇。 协议栈有多个子协议组成，每个子协议完成一个子任务，一个协议栈完成一个完整的任务。TCP/IP就是一个协议栈。,70,TCP/IP 协议,TCP/IP是一个协议栈，它的内部包含许多小而专的协议，组成了TCP/IP协议组。 其中包括TCP（传输控制协议）、IP（网际协议）、UDP（用户数据报协议）、ARP（地址解析协议）、ICMP（网际控制报文协议）及其他一些子协议，统称为TCP/IP 协议。,71,TCP/IP 协议,TCP/IP协

34、议族分为 四层。 由应用层、传输层、互联网层、主机到网络层构成。 每一层的功能由一个或多个协议实现。 其中主机到网络层的协议由底层网络定义，TCP/IP没有定义任何特定的协议。,72,TCP/IP协议与OSI参考模型,73,TCP/IP协议与OSI参考模型比较,都采用了层次结构的概念。 在层次划分，使用的协议上有区别。 两个协议都有自身的缺陷。 OSI参考模型是国际标准模型，但此协议的产品远不如TCP/IP协议的产品多。 TCP/IP协议是“工业标准”,74,应用层,应用层： TCP/IP 中的应用层对应于OSI参考模型中的应用层和表示层。 应用层的协议：DNS、FTP、HTTP、TELNET

35、、SMTP、DHCP等。 应用层借助这些协议在网络中传输数据。,75,传输层,对应OSI参考模型中的会话层和传输层。 其中包括TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。 这些协议提供流控制、排序及错误校验功能。 传输层是整个网络体系结构的关键层次之一。,76,互联网层,对应于OSI参考模型中的网络层。 协议有：IP（网际协议）、ICMP（控制报文协议）、IGMP（组网管理协议）、APR（地址解析协议）等协议。 这些协议用来处理数据包的路由信息及地址解析。,77,网络接口层,对应于OSI参考模型中的数据链路层和物理层。 协议处理数据帧的格式并将其传送至网络。,78,3.IP地址概述,网络

36、中两台电脑之间要进行通讯，就必须先知道对方的网络地址。为了实现网络中各电脑间的相互通信，每台电脑都必须有一个惟一的网络地址，这个地址被称为IP地址。 IP地址由IP协议来划分，并且每台电脑的IP地址都是惟一的。 所有主机必须使用统一编址方案。,79,IP地址,IP地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围内是唯一的32bit的标识符。 IP地址的结构使我们可以在因特网上很方便进行寻址。 IP地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN进行分配。 我国用户可以向亚太网络信息中心APNIC申请IP地址。,80,3.IP地址概述,一个完整的IP地址由32位（bit）二进制数组

37、成，每8位（即1个字节）为一个段，共4段。 为了方便应用和记忆，在实际使用时使用十进制表示，段与段之间用“.”号隔开，称为“点分十进制”。 10000001.00110100.00000110.00000000 ,81,4.IP地址的划分,IP地址由两部分组成：网络标识（网络ID）和主机标识（主机ID）。网络ID用于确定某一特定的网络；主机ID用于确定该网络中某一特定的主机（或节点）。 IP地址层次结构设计使得寻径很有效。 地址的唯一性。虽然网络号分配必须全球一致，但主机号可本地分配，不需全球一致。 与电话号码类似。,82,4.IP地址的划分,按照网络规模的大小，把IP地址

38、分为5个不同的类别，分别称为A、B、C、D和E类。 D类和E类在目前的网络中基本不用。 不同类别的网络，规模大小不一样，网络中容纳的主机的数量不一样。,83,4.IP地址的划分,84,A类IP地址,A类地址：最高位总为0，最高的8位（1个字节）表示网络ID，剩下的24位表示主机ID。 由于其网络地址所占位数少，7位网络地址表示A类网络中最多可拥有126个网络（272），因此A类网络数量少。 而A类网络中主机地址占位多，24位主机地址表示A类网络中最多可容纳16777214台主机（2242）。每个A类网络中可以有大量主机。 A类网络适用于拥有大量主机的大型网络，目前主要被IBM等为数不多的几家大

39、公司占用。 A类地址网络ID的范围为1-126。,85,特殊的IP地址,网络号为0和127，被保留用作特殊用途，不可使用。特殊IP-，代表本机地址。 主机号全0和全1的地址也被保留作特殊用途。 主机地址为全1，则该IP地址表示是一个网络或子网的广播地址。 主机地址为全0，则该IP地址表示为网络地址或子网地址。 所以，网络ID和主机ID的数量均需减2。,86,B类地址,B类地址：最高两位总是10，前16位（2个字节）标识网络，后16为（2个字节）为主机ID 所以它适用于大、中规模的网络。高16位网络地址表示B类网络中最多可拥有16384个B类的网络（214），而16位主机地址表

40、示每个B类网络中，每个网络最多可容纳65534台主机（2162）。 B类地址网络ID的范围为128.1-191.254。,87,C类地址,C类地址：最高位总是110，该地址的前3个字节为网络ID，最后一个字节作为主机ID。 它适用于小型网。 24位网络地址表示C类网络中最多可拥有2097152个网络（221），而8位主机地址则表示每个C类网络中最多可容纳254台主机（282）。 C类地址网络ID的范围为192.0.1-223.255.254。,88,D类和E类地址,D类地址：最高的4位总是1110。用于多目传输，是一种比广播地址稍弱的形式，支持多目传输技术。 E类地址：最高的4位总是1111，

41、用于将来的扩展之用。,89,公有地址与私有地址,Internet协议要求网络上的每个网络接口都有一个唯一的地址，如果通过CNNIC申请IP地址，将得到全球唯一的地址号，这些地址被称为公有地址块。 在局域网中使用IP协议，但并不打算连接到Internet上，此时它所使用的IP地址可以不是全球唯一的。这种类型的网络叫做私有网络，所使用的地址被叫做私有地址。,90,保留的IP地址,在A、B、C类IP地址中都有部分地址被保留下来，没有分配给任何因特网用户。 任何用户都可以使用这部分地址，这些地址称为私有地址。,91,IP地址的分配方案,在同一个物理网络（网段）中的各主机必须具有相同的网络地址。这样才能

42、进行通信，每个主机的主机地址不能相同。 或者说，一个物理网络（网段），对应一个网络地址。 如果要给一个局域网中的主机分配IP地址，做到局域网内能互连，并可以和Internet相连接。应该怎样分配IP地址。 可以有两种方式。,92,IP地址的分配方案,方法1：首先向有关机构申请网络地址，然后再使用该网络地址，并自行分配主机地址给网络中的各个主机。 随着IP地址日益紧缺，申请到一个网络地址非常麻烦。 绝大多数局域网都采用使用第二种方法。在局域网内部使用私有IP地址。 私有IP地址不用申请，可以在局域网内部任意使用。,93,IP地址的分配方案,使用私有IP地址，若想与因特网相连接，需要进行地址转换。

43、 即在网络出口处作网络地址转换（NAT），将其私有IP地址转换为分配到的合法公有IP地址，他们不会与Internet相连的其他使用相同IP地址的局域网发生冲突。 这样只需要申请几个公有IP地址，就可以解决局域网所有用户联网问题。 大多数局域网都采用这种设置方式。,94,IP地址设置,95,5.子网掩码,子网掩码，也称子网屏蔽，子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。 子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络ID和主机ID两部分。 TCP/IP协议利用子网掩码判断目标主机地址是位于本地网络还是远程网络。也就是判断两个IP地址是否属同一子网，另一方面也可以用来找出子网的地址。,

44、96,5.子网掩码,与IP地址相同，子网掩码也是一个32位二进制数，左侧的网络ID所占的位数全部用二进制数字“1”表示；右侧的主机ID所占的位数全部用二进制数字“0”表示。这样，子网掩码就确定了一个IP地址的32位二进制数字中哪些是网络号，哪些是主机号。 这对于采用TCP/IP协议的网络来说非常重要，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。,97,系统默认子网掩码,为了使用的方便，常常使用“点分整数表示法”来表示一个子网掩码。由此可以得到A、B、C三大类IP地址的标准子网掩码。,98,练习题,在Internet网中，某计算机的IP地址是 11001010.

45、01100000.00101100.01011000 ，请回答下列问题： 1用十进制数表示上述IP地址？ 2该IP地址是属于A类，B类，还是C类地址？ 3写出该IP地址的默认子网掩码？ 4写出该IP地址的网络号和主机号？ 5此类IP地址网络，每个网络可以有多少个主机？,99,子网掩码的修改,根据IP协议的规定，在同一个物理网络（网段）的各主机必须具有相同的网络地址。 也就是说一个物理网络（网段）对应一个网络地址，大的物理网络（网络中主机数量多）对应能够容纳大量主机地址的网络地址。小的网络对应容纳少量主机的网络地址。 比方，一个网络中的主机数量少于254台，就可使用C类网络，大于254小于6万多

46、台主机的网络使用B类网络地址。 但是这样设计有一个缺点，便是弹性不足。例如：假设A企业分配到B类的IP地址，但若将六万多部计算机连接在同一个网络中，势必造成网络效能的低落。 或者，一个网络中有主机300台，使用C类网络，主机无法全部分配，若使用B类网络，这就会浪费掉许多IP地址。,100,子网掩码的修改,通过修改子网掩码可以改变网络ID和主机ID。 可以将一个大的网段划分成若干小的子网。 可以将若干网段重新划归为一个大网，从而使每个网络容纳的计算机的数量成倍增长。,101,练习,有两台计算机的A和B，它们的IP地址和子网掩码如下： 主机A：73

47、40 主机B：7940 1）请写出这两个主机IP地址的二进制数 2）主机A和主机B是否位于同一个网段？ 3）请写出主机A和主机B的网络地址 4）若要加入一台主机C，使它能与主机A属同一个网段，其IP地址范围是多少？,102,IPv6,现在使用的IP（即IPv4）是在20世纪70年代末期设计的。 由于IP地址是由32BITS组成。理论上会有232= =4294967296（将近43亿个）组合。这个数字虽然很大，但是现实世界对于IP地址的需求却是永无止境的。 目前的IP地址近乎枯竭。其中北美占有3/4，约30亿个，而人口最多的亚洲只有不到4亿个，中

48、国截止2010年6月IPv4地址数量达到2.5亿，落后于4.2亿网民的需求。 地址不足，严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。 因此，32BITS的IP地址势必将会不敷使用。为了解决这个问题，设计出了下一版本的IP规则IPv6。,103,IPv6,IPv6是下一版本的互联网协议，它重新定义并扩大了IP地址的空间。IPv6采用128位地址长度，因此有2128个IP，这可说是一个天文数字。几乎可以不受限制地提供地址。 同时，IPv6网络还可改善服务质量、提高安全性，并更好地支持即插即用和移动性、实现多播功能。,104,7.网关,网关也叫IP路由器。通过网关可以连接两个TCP/IP网络，也就

49、是说，如果网络A上的电脑要与网络B上的电脑通信时，就需要借助于网关的帮助。 网关就像一个翻译，可以对不同的通信协议进行翻译，实现两个运行不同协议的网络之间的相互通信。 如果两个运行TCP/IP协议的网络之间进行互联，则可以使用Windows NT提供的“默认网关”（Default Gateway）来完成。,105,网关,106,网关,网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器（实质上相当于一台路由器）、代理服务器（也相当于一台路由器）。 一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这

50、个网关来处理数据包。现在主机使用的网关，一般指的是默认网关。,107,注意：,互联网上的每个IP地址标识的不是某台设备（主机或路由器），而是设备和网络之间的一个连接。 与多个网络有连接的设备必须为每个连接分配一个IP地址。 典型的设备是路由器，路由器必须连接到一个以上的网络，肯定拥有一个以上的IP地址，每个地址对应一个接口。,108,109,域名的基础知识,在使用TCP/IP协议的网络中，网络中的每一台主机都分配了独立的IP地址，通过IP地址来标示主机和访问计算机， 对一般用户而言，由32位二进制代码组成的IP地址非常抽象，不是十分直观。也难以记忆。 特别是当网络规模较大的时候， 使用起来不太

51、方便。 用户希望利用好读、易记的字符串来标示主机。,110,域名的基础知识,由此出现了主机名与IP地址之间的一种对应解决方案。 通过使用容易记忆的主机名来进行网络访问。 单独通过主机名是无法访问网络的，只有通过解析的过程，在主机与IP地址之间建立映射关系后，先将主机名解析为IP地址后才能进行网络访问。,111,使用Hosts文件的主机名解析,早期网络中的主机数量较少，采用的的是主机名与IP地址之间的映射。 主机名与IP的映射关系都保存在每部机器的一个名为 hosts 的数据库文件中, 通过这个数据库文件，可以将一个主机名解析到一个IP地址上。 Hosts文件存放在WINNTSystem32dr

52、iveretc文件夹下。 它的作用是包含IP地址和主机名的映射关系，是一个映射IP地址和主机名的规定。 规定要求每段只能包括一个映射关系，IP地址要放在每段的最前面，空格后再写上映射的主机名。对于这段的映射说明用“#”分割后用文字说明。,112,Hosts文件的作用,该文件其实是一个纯文本的文件，用普通的文本编辑软件如记事本等都能打开。 优点是它对用户来说是可以定制的，每个用户可以根据自己的需要在Hosts文件中添加对应的项。 缺点是不能储存大量的主机名与IP地址之间的映射关系。,113,Hosts文件的作用,当需要远程互连的主机都要使用Hosts数据库文件，该文件保存在斯坦福研究所的网络信息

53、中心的主机中。 任何人要更新它们的Hosts文件都要到此主机中下载最新的文件。 这种方式持续了很长一段时间，随着计算机规模的急剧增加，管理变得越来越困难。,114,DNS,在小型网络中可以通过Hosts文件完成主机名与IP地址的映射关系。这种无层次命名机制已被TCP/IP互联网淘汰。 随着网络规模变大，为了满足不同组织的要求，以实现一个可伸缩，可自定义的命名方案的需求，Inter NIC制定了一套称为域名系统（DNS）的分层名字解析方案，当DNS用户提出IP地址查询请求时，就可以由DNS服务器中的数据库提供所需要的数据。,115,Hosts文件的应用,在网络上访问网站，要首先通过DNS服务器把

54、网络域名解析成IP地址后才能访问。 每个域名请求时都要等待域名服务器解析后返回IP信息，访问网络的效率就会降低，而Hosts文件就能提高解析效率。 根据Windows系统规定，在进行DNS请求以前，Windows系统会先检查自己的Hosts文件中是否有这个地址映射关系，如果有则调用这个IP地址映射，如果没有再向已知的DNS服务器提出域名解析。也就是说Hosts的请求级别比DNS高。,116,域名,域名是Internet网络中的一个服务器或一个网络系统的名称。 全世界都没有重复的域名，它是与IP地址相对应的一串容易记忆的字符，并按照一定的层次和逻辑排列。 目前也有一些国家在开发其他语言的域名，如

55、中文域名。,117,使用域名的好处,使用域名比直接使用IP地址具有两个好处。 一是主机名便于记忆 。 二是数字形式地IP地址可能会由于各种原因而改变，而主机名可以保持不便 。,118,DNS的组成,域名是一种树状结构。是一种看起来与磁盘文件系统的目录类似的命名方案。 域名通过使用句点“.”分隔每个分支来标识一个域在逻辑DNS层次中相对其父域的位置。 与文件系统目录结构不同的是，定位一个主机名时，是从最终位置到父域在到根域。 四级域名.三级域名.二级域名.顶级域名。 例如，主机域名 代表中国地质大学计算机系的主机。,119,域名空间的组成（图）,120,DNS的组成,根域代表域名命名空间的根。这

56、里为空 顶级域直接处于根域下面的域，代表一种类型的组织和一些国家。 在Internet中，由互联网名称与数字地址分配机构（The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers）即ICANN负责注册和管理。 国际域名在全世界是统一注册的，因此在全世界范围内，如果一个域名被注册，其他任何机构都无权再注册相同的域名。,121,顶级域名,顶级域名是由二个英文字母或三个英文字母的缩写。顶级域名分为下面三种： 1. 通用顶级域名： com、org、net-这三个通用顶级域名向所有用户开放，也称为全球域名，因为任何国家的用户都可申请注册它们下面的二级

57、域名。 Mil、gov、edu-由于历史原因，下列三个通用顶级域名只向美国专门机构开放： 2. 国际顶级域名：int：适用于国际化机构。 3. 国家代码顶级域名 目前有240多个国家代码顶级域名，它们由二个字母缩写来表示。例如uk代表英国，hk代表香港， sg代表新加坡。并非所有的国家顶级代码域名都已投入使用，有的国家还没有接入Internet,122,顶级域名,123,二级域名,二级域在顶级域下面，用来标明顶级域以内的一个特定的组织。在Internet中，也是由Inter NIC负责对二级域名进行管理和维护，以保证二级域名的唯一性。 在国际顶级域名下，它是指域名注册人的网上名称，例如 ibm，yahoo，microsoft等；在国家顶级域名下，它是表示注册企业类别的符号，例如com，edu，gov，net等。 我国在国际互联网络信息中心（Inter NIC） 正式注册并运行的顶级域名是CN，这也是我