第七章 Internet基礎知識

1、第七章第七章 Internet基礎知識基礎知識 本章學習要點：本章學習要點： Internet 的產生和發(fā)展的產生和發(fā)展 Internet 概述概述 Internet 的主要功能與服務的主要功能與服務 子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼 域名系統(tǒng)（域名系統(tǒng)（DNS） Internet 地址結構地址結構 IPv4的應用及其局限性的應用及其局限性 Internet 的結構的結構 IPv6簡介簡介 7.1.1 ARPANET的誕生的誕生l Internet起源于美國國防部高級研究計劃局（起源于美國國防部高級研究計劃局（ARPA）于于1968年主持年主持研制的用于支持軍事研究的計算機實驗網(wǎng)研制的用于支持軍事

2、研究的計算機實驗網(wǎng)ARPANET。建網(wǎng)的初衷旨建網(wǎng)的初衷旨在幫助為美國軍方工作的研究人員利用計算機進行信息交換。在幫助為美國軍方工作的研究人員利用計算機進行信息交換。l 隨著隨著IP協(xié)議協(xié)議的產生，異種網(wǎng)絡互連的一系列理論與技術問題得到了的產生，異種網(wǎng)絡互連的一系列理論與技術問題得到了解決，并由此產生了網(wǎng)絡共享、網(wǎng)絡通信協(xié)議分層等重要思想。這些解決，并由此產生了網(wǎng)絡共享、網(wǎng)絡通信協(xié)議分層等重要思想。這些都為當今計算機網(wǎng)絡奠定了理論基礎。都為當今計算機網(wǎng)絡奠定了理論基礎。l 隨著隨著TCP/IP協(xié)議協(xié)議的標準化，的標準化，ARPANET的規(guī)模不斷擴大。不僅在美國的規(guī)模不斷擴大。不僅在美國國內，世

3、界上的很多其它國家也將本地的計算機和網(wǎng)絡接入國內，世界上的很多其它國家也將本地的計算機和網(wǎng)絡接入ARPANET，并采用相同的并采用相同的TCP/IP協(xié)議。協(xié)議。7.1 Internet 的產生和發(fā)展的產生和發(fā)展 7.1.2 NSFNET的建立的建立l 1985年美國國家科學基金會（年美國國家科學基金會（NSF）利用）利用ARPANET發(fā)展起來的發(fā)展起來的TCP/IP將全國的將全國的5大超級計算機中心用通信線路連接起來，建立了大超級計算機中心用通信線路連接起來，建立了一個名為一個名為美國國家科學基礎網(wǎng)美國國家科學基礎網(wǎng)（NSFNET）的廣域網(wǎng)。）的廣域網(wǎng)。l 由于美國國家科學資金的鼓勵和資助，許

4、多機構紛紛把自己的局由于美國國家科學資金的鼓勵和資助，許多機構紛紛把自己的局域網(wǎng)并入域網(wǎng)并入NSFNET，連接的范圍包括所有的大學及國家經費資助的，連接的范圍包括所有的大學及國家經費資助的研究機構。研究機構。l 1986年年NSFNET建設完成，正式取代了建設完成，正式取代了ARPANET而成為而成為Internet的主干網(wǎng)。它是一個三級計算機網(wǎng)絡，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園的主干網(wǎng)。它是一個三級計算機網(wǎng)絡，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)，覆蓋了全美主要的大學和研究所。網(wǎng)，覆蓋了全美主要的大學和研究所。7.1.3 全球范圍全球范圍Internet的形成與發(fā)展的形成與發(fā)展 l 20世紀世紀90年代以后

5、，網(wǎng)絡商業(yè)用戶數(shù)量日益增加，于是美國政府決定年代以后，網(wǎng)絡商業(yè)用戶數(shù)量日益增加，于是美國政府決定將將Internet主干網(wǎng)轉交給私人公司來經營，并開始對接入主干網(wǎng)轉交給私人公司來經營，并開始對接入Internet單位收單位收費。費。 l 近幾年來近幾年來Internet規(guī)模迅速發(fā)展，已經覆蓋了包括我國在內的規(guī)模迅速發(fā)展，已經覆蓋了包括我國在內的160多多個國家，連接的網(wǎng)絡數(shù)萬個，主機達個國家，連接的網(wǎng)絡數(shù)萬個，主機達600多萬臺，終端用戶上億，并多萬臺，終端用戶上億，并且以每年且以每年15%20%的速度增長。的速度增長。 l 除了除了ARPANET和和NSFNET外，美國宇航局（外，美國宇航局

6、（NASA）和能源部的）和能源部的NSINET、ESNET也相繼建成，歐洲、日本等國也積極發(fā)展本地網(wǎng)絡，也相繼建成，歐洲、日本等國也積極發(fā)展本地網(wǎng)絡，于是在此基礎上互連形成了現(xiàn)在的于是在此基礎上互連形成了現(xiàn)在的Internet。 返回本節(jié)首頁返回本節(jié)首頁返回本章首頁返回本章首頁7.2.1 Internet的基本概念的基本概念 Internet是由成千上萬個不同類型、不同規(guī)模的計算機網(wǎng)絡互連在是由成千上萬個不同類型、不同規(guī)模的計算機網(wǎng)絡互連在一起所組成的覆蓋世界范圍的、開放的全球性網(wǎng)絡。它擁有數(shù)千萬臺一起所組成的覆蓋世界范圍的、開放的全球性網(wǎng)絡。它擁有數(shù)千萬臺計算機和上億個用戶，是全球信息資源的

7、超大型集合體，所有采用計算機和上億個用戶，是全球信息資源的超大型集合體，所有采用TCP/IP協(xié)議的計算機都可加入?yún)f(xié)議的計算機都可加入Internet，實現(xiàn)信息共享和相互通信。實現(xiàn)信息共享和相互通信。7.2.2 Internet的特點的特點 l Internet是由全世界眾多的網(wǎng)絡互連組成的國際互連網(wǎng)是由全世界眾多的網(wǎng)絡互連組成的國際互連網(wǎng) l Internet是世界范圍的信息和服務資源寶庫是世界范圍的信息和服務資源寶庫 l 組成組成Internet的眾多網(wǎng)絡共同遵守的眾多網(wǎng)絡共同遵守TCP/IP7.2 Internet概述概述 返回本章首頁返回本章首頁7.3 Internet的主要功能與服務的

8、主要功能與服務7.3.1 Internet的主要功能的主要功能 Internet的主要功能可以歸為以下三類：的主要功能可以歸為以下三類：l 資源共享資源共享 l 信息交流信息交流 l 信息的獲取與發(fā)布信息的獲取與發(fā)布 7.3.2 Internet的主要服務的主要服務 Internet在擁有豐富資源的同時，也提供了各種各樣的服務方式，在擁有豐富資源的同時，也提供了各種各樣的服務方式，總的來說，主要有以下一些：總的來說，主要有以下一些：l 電子郵件服務電子郵件服務E-mail l 遠程登錄服務遠程登錄服務Telnet l 文件傳輸服務文件傳輸服務FTP l WWW服務服務 l 網(wǎng)絡新聞服務網(wǎng)絡新聞

9、服務 l Gopher分類目錄查詢服務分類目錄查詢服務 l WAIS廣域信息查詢服務廣域信息查詢服務 l 電子商務電子商務EC/EB 返回本節(jié)首頁返回本節(jié)首頁返回本章首頁返回本章首頁l 文件檢索服務文件檢索服務Archie 7.4 Internet 的結構的結構 Internet的結構一般包括的結構一般包括物理結構物理結構和和協(xié)議結構協(xié)議結構。物理結構通常是指。物理結構通常是指物理連接的拓撲結構；協(xié)議結構是指物理連接的拓撲結構；協(xié)議結構是指TCP/IP協(xié)議的構成及層次。協(xié)議的構成及層次。7.4.1 Internet的物理結構的物理結構 l Internet的物理結構，實際上就是指連入的物理結構

10、，實際上就是指連入Internet的網(wǎng)絡之間的物理的網(wǎng)絡之間的物理連接方式。典型結構如圖連接方式。典型結構如圖7-1所示：所示：圖圖7-1 Internet 物理結構示意圖物理結構示意圖l 各用戶并不是將自己的計算機直接連接到各用戶并不是將自己的計算機直接連接到Internet上的，而是連上的，而是連接到其中的某個網(wǎng)絡上（如校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)等），該網(wǎng)絡再通過接到其中的某個網(wǎng)絡上（如校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)等），該網(wǎng)絡再通過使用路由器等網(wǎng)絡設備，并租用數(shù)據(jù)通信專線與廣域網(wǎng)相連，成使用路由器等網(wǎng)絡設備，并租用數(shù)據(jù)通信專線與廣域網(wǎng)相連，成為為Internet的一份子。的一份子。7.4.2 Internet協(xié)議結

11、構與協(xié)議結構與TCP/IP 1. Internet的協(xié)議結構的協(xié)議結構 l Internet使用的是使用的是TCP/IP。TCP/IP參考模型與參考模型與OSI開放系統(tǒng)互連參開放系統(tǒng)互連參考模型類似，也采用分層體系結構，自上而下分為考模型類似，也采用分層體系結構，自上而下分為4層。層。l TCP/IP并不僅僅包含并不僅僅包含TCP和和IP兩個協(xié)議，它是一組協(xié)議，所有的協(xié)兩個協(xié)議，它是一組協(xié)議，所有的協(xié)議都包含在議都包含在TCP/IP組的四個層次中。組的四個層次中。TCP/IP與與OSI七層參考模型的對七層參考模型的對應關系如圖應關系如圖7-2所示：所示：Telnet、FTP、SMTP、HTTP

12、、Gopher、SNMP、DNS等等圖圖7-2 TCP/IP與與OSI參考模型間的對應關系參考模型間的對應關系 2. TCP/IP簇簇 TCP/IP是是Internet的計算機都必須共同遵守的通信協(xié)議。它是一組協(xié)的計算機都必須共同遵守的通信協(xié)議。它是一組協(xié)議的代名詞，其核心協(xié)議是議的代名詞，其核心協(xié)議是TCP（傳輸控制協(xié)議）和傳輸控制協(xié)議）和IP（網(wǎng)際協(xié)議），網(wǎng)際協(xié)議），除次之外它還包括許多別的協(xié)議，共同組成了除次之外它還包括許多別的協(xié)議，共同組成了TCP/IP協(xié)議簇協(xié)議簇。（1）TCP（傳輸控制協(xié)議）傳輸控制協(xié)議） l TCP是傳輸層一種是傳輸層一種面向連接面向連接的傳輸層協(xié)議，提供可靠的數(shù)

13、據(jù)傳送。的傳輸層協(xié)議，提供可靠的數(shù)據(jù)傳送。對于大量數(shù)據(jù)的傳輸，通常都要求有可靠的傳送。對于大量數(shù)據(jù)的傳輸，通常都要求有可靠的傳送。 l TCP將源主機應用層的數(shù)據(jù)分成多個分組，然后將每個分組傳送到將源主機應用層的數(shù)據(jù)分成多個分組，然后將每個分組傳送到互聯(lián)層，互聯(lián)層將數(shù)據(jù)封裝為互聯(lián)層，互聯(lián)層將數(shù)據(jù)封裝為IP數(shù)據(jù)報，并發(fā)送到目的主機。目的主數(shù)據(jù)報，并發(fā)送到目的主機。目的主機的互聯(lián)層將機的互聯(lián)層將IP數(shù)據(jù)報中的分組傳送給傳輸層，再由傳輸層對這些分數(shù)據(jù)報中的分組傳送給傳輸層，再由傳輸層對這些分組進行重組，最終還原成原始數(shù)據(jù)，傳送給應用層。組進行重組，最終還原成原始數(shù)據(jù)，傳送給應用層。l TCP要完成要

14、完成流量控制流量控制和和差錯檢驗差錯檢驗的任務，以保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸。的任務，以保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸。（2）IP（網(wǎng)際協(xié)議）網(wǎng)際協(xié)議） l IP的主要任務是對的主要任務是對數(shù)據(jù)包進行尋址數(shù)據(jù)包進行尋址和和路由選擇路由選擇，并從一個網(wǎng)絡轉發(fā)，并從一個網(wǎng)絡轉發(fā)到另一個網(wǎng)絡。到另一個網(wǎng)絡。IP在每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包前都加入了一個控制信息，其在每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包前都加入了一個控制信息，其中包含了源主機中包含了源主機IP地址和目的主機地址和目的主機IP地址等信息。地址等信息。l IP是一個是一個面向無連接面向無連接的協(xié)議，即主機之間事先不需建立用于可靠通信的協(xié)議，即主機之間事先不需建立用于可靠通信的端到端連接，

15、源主機只是簡單地將的端到端連接，源主機只是簡單地將IP數(shù)據(jù)包發(fā)送出去。這樣數(shù)據(jù)包在數(shù)據(jù)包發(fā)送出去。這樣數(shù)據(jù)包在傳輸途中可能會丟失、重復、或者次序發(fā)生混亂。因此，還必須要依傳輸途中可能會丟失、重復、或者次序發(fā)生混亂。因此，還必須要依 靠高層的協(xié)議（如靠高層的協(xié)議（如TCP）或應用程序實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的可靠傳輸。）或應用程序實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的可靠傳輸。（3）TCP/IP簇中的其它協(xié)議簇中的其它協(xié)議 l ARP（地址解析協(xié)議）地址解析協(xié)議） ARP主要負責將主機的邏輯地址（主要負責將主機的邏輯地址（IP地址）轉換為相應的物理地址地址）轉換為相應的物理地址（MAC地址）。這樣用戶只需給出目的主機的地址）。這樣用戶

16、只需給出目的主機的IP地址，就可以找出地址，就可以找出同一物理網(wǎng)絡中任意一臺主機的物理地址了。同一物理網(wǎng)絡中任意一臺主機的物理地址了。l RARP（反向地址解析協(xié)議）反向地址解析協(xié)議） RARP的功能是將主機的物理地址轉換為的功能是將主機的物理地址轉換為IP地址，它廣泛用于獲取地址，它廣泛用于獲取無盤工作站的無盤工作站的IP地址。地址。l ICMP（互聯(lián)網(wǎng)控制報文協(xié)議）互聯(lián)網(wǎng)控制報文協(xié)議） ICMP的主要作用是為的主要作用是為IP提供差錯報告。由于提供差錯報告。由于IP是面向無連接的，是面向無連接的，且不進行差錯檢驗，因而當網(wǎng)絡上發(fā)生錯誤時它不能檢測錯誤。向發(fā)且不進行差錯檢驗，因而當網(wǎng)絡上發(fā)生

17、錯誤時它不能檢測錯誤。向發(fā)送送IP數(shù)據(jù)包的主機匯報錯誤就是數(shù)據(jù)包的主機匯報錯誤就是ICMP的責任。的責任。l UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議） UDP是對是對IP的擴充，它增加了一種機制，發(fā)送方主機可以使用這種的擴充，它增加了一種機制，發(fā)送方主機可以使用這種機制來區(qū)分一臺計算機上的多個接收者。機制來區(qū)分一臺計算機上的多個接收者。UDP提供的是一種無連接服提供的是一種無連接服務，因而它的服務同樣是不可靠的。這種服務不用確認、不對報文排務，因而它的服務同樣是不可靠的。這種服務不用確認、不對報文排序、也不進行流量控制。序、也不進行流量控制。l FTP（文件傳輸協(xié)議）文件傳輸協(xié)議） FTP允許用

18、戶可以在本地機上以文件操作的方式（文件的增、刪、允許用戶可以在本地機上以文件操作的方式（文件的增、刪、改、查、傳送等）與遠程機之間進行相互通信。改、查、傳送等）與遠程機之間進行相互通信。l TELNET（遠程終端訪問協(xié)議）遠程終端訪問協(xié)議） 該協(xié)議允許本地主機作為仿真終端登錄到遠程的另一臺主機上，該協(xié)議允許本地主機作為仿真終端登錄到遠程的另一臺主機上，把用戶請求傳送給遠程主機，同時也能將遠程主機的輸出結果通過把用戶請求傳送給遠程主機，同時也能將遠程主機的輸出結果通過TCP連接返回到用戶屏幕。連接返回到用戶屏幕。l HTTP（超文本傳輸協(xié)議）超文本傳輸協(xié)議） 主要用于主要用于Internet中的

19、客戶機與中的客戶機與WWW服務器之間的數(shù)據(jù)傳輸服務器之間的數(shù)據(jù)傳輸l DNS（域名系統(tǒng)協(xié)議）域名系統(tǒng)協(xié)議）主要用于實現(xiàn)域名與主要用于實現(xiàn)域名與IP地址之間的轉換。地址之間的轉換。7.4.3 客戶機客戶機/服務器的工作模式服務器的工作模式 l 客戶機和服務器都是獨立的主機。當一臺連入網(wǎng)絡的主機向其它主客戶機和服務器都是獨立的主機。當一臺連入網(wǎng)絡的主機向其它主機提供各種網(wǎng)絡服務（如數(shù)據(jù)、文件的共享等）時，它就被叫做機提供各種網(wǎng)絡服務（如數(shù)據(jù)、文件的共享等）時，它就被叫做服務服務器器（Sever）。）。而那些用于訪問服務器資源的主機則被叫做而那些用于訪問服務器資源的主機則被叫做客戶機客戶機（Clie

20、nt）。）。Internet采用的就是客戶機采用的就是客戶機/服務器（服務器（C/S）模式，如圖模式，如圖7-3所示。所示。 客戶端客戶端 處理器處理器 服務端服務端 處理器處理器 服務器服務器 請求請求 網(wǎng)絡網(wǎng)絡 應答應答 客戶機客戶機圖圖7-3 C/S模式示意圖模式示意圖 l 客戶機客戶機的主要功能是執(zhí)行用戶一方的應用程序，與服務器建立連接，的主要功能是執(zhí)行用戶一方的應用程序，與服務器建立連接，并接收服務器送來的結果，以可讀的形式顯示在本地計算機上。并接收服務器送來的結果，以可讀的形式顯示在本地計算機上。返回本節(jié)首頁返回本節(jié)首頁返回本章首頁返回本章首頁l服務器服務器的主要功能是執(zhí)行共享資源

21、的管理應用程序，完成客戶請求，的主要功能是執(zhí)行共享資源的管理應用程序，完成客戶請求，形成結果，并將結果傳送給客戶。形成結果，并將結果傳送給客戶。Internet上的大多數(shù)信息訪問方式上的大多數(shù)信息訪問方式都是采用客戶機都是采用客戶機/服務器的工作模式。服務器的工作模式。7.5 Internet 地址結構地址結構7.5.1 IP地址概述地址概述 l Internet上的不同主機之間要進行通信，除使用上的不同主機之間要進行通信，除使用TCP/IP外，每臺主外，每臺主機都必須有一個不與其它主機重復的地址，這個地址就是機都必須有一個不與其它主機重復的地址，這個地址就是Internet地地址址，它相當于

22、每臺主機的名字。，它相當于每臺主機的名字。Internet地址包括地址包括IP地址地址和和域名地址域名地址兩種不同的表示方式。兩種不同的表示方式。 l IP地址是指給地址是指給Internet上的主機分配的一個在全世界范圍內唯一的上的主機分配的一個在全世界范圍內唯一的32位二進制比特串，它通常采用更直觀的、以圓點位二進制比特串，它通常采用更直觀的、以圓點“”分隔的分隔的4個個十進制數(shù)字表示，如十進制數(shù)字表示，如“8”。7.5.2 IP地址的組成與分類地址的組成與分類 1. IP地址的組成地址的組成 每個每個IP地址由網(wǎng)絡號和主機號兩部分組成，如圖地址由網(wǎng)絡號和主機號兩部

23、分組成，如圖7-4所示：所示： IP地址由地址由32個二進制比特組成個二進制比特組成圖圖7-4-4 IP地址的結構地址的結構 l 網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號在在Internet中是唯一的。同一物理子網(wǎng)的所有主機和網(wǎng)絡設中是唯一的。同一物理子網(wǎng)的所有主機和網(wǎng)絡設備（如服務器、工作站等）的網(wǎng)絡號是相同的。而對于不同物理網(wǎng)備（如服務器、工作站等）的網(wǎng)絡號是相同的。而對于不同物理網(wǎng)絡上的主機和網(wǎng)絡設備而言，其網(wǎng)絡號是不同的。絡上的主機和網(wǎng)絡設備而言，其網(wǎng)絡號是不同的。l 主機號主機號是用來區(qū)別同一物理子網(wǎng)內不同的主機和網(wǎng)絡設備的。在同是用來區(qū)別同一物理子網(wǎng)內不同的主機和網(wǎng)絡設備的。在同一物理子網(wǎng)中，每一臺主機和網(wǎng)絡

24、設備的主機號也是唯一的。一物理子網(wǎng)中，每一臺主機和網(wǎng)絡設備的主機號也是唯一的。l 在在Internet中根據(jù)中根據(jù)IP地址尋找主機時，首先根據(jù)網(wǎng)絡號找到主機所地址尋找主機時，首先根據(jù)網(wǎng)絡號找到主機所在的物理網(wǎng)絡，在同一物理網(wǎng)絡中，再根據(jù)每個結點設備的物理地在的物理網(wǎng)絡，在同一物理網(wǎng)絡中，再根據(jù)每個結點設備的物理地址（址（ Physical Address）來完成主機間的數(shù)據(jù)交換。來完成主機間的數(shù)據(jù)交換。2. IP地址的表示方法地址的表示方法 l IP地址以地址以32個二進制數(shù)字形式表示，不適合閱讀和記憶。為了便于個二進制數(shù)字形式表示，不適合閱讀和記憶。為了便于用戶閱讀和理解用戶閱讀和理解IP地

25、址，地址，Internet管理委員會采用了一種管理委員會采用了一種“點分十進點分十進制制” 表示方法表示表示方法表示IP地址。地址。l 將將IP地址分為地址分為4個字節(jié)（每個字節(jié)個字節(jié)（每個字節(jié)8個比特），每個字節(jié)用十進制表個比特），每個字節(jié)用十進制表示，每個十進制數(shù)的取值范圍是示，每個十進制數(shù)的取值范圍是0255，且相鄰兩個十進制數(shù)間用，且相鄰兩個十進制數(shù)間用“”分隔。如下圖分隔。如下圖7-5所示：所示：1 11 10 00 00 00 00 00 01 10 01 10 01 10 00 00 00 00 00 00 01 10 01 10 00 00 01 11 11 10 01 10

26、08二二- -十十進進制制轉轉換換圖圖7-5 IP地址的點分十進制表示方法地址的點分十進制表示方法3. IP地址的分類地址的分類 IP地址一共分為地址一共分為5類：類：A類、類、B類、類、C類、類、D類和類和E類。其中類。其中A、B和和C類地址是基本的類地址是基本的Internet地址，是用戶使用的地址，地址，是用戶使用的地址，為主類地址為主類地址。D類和類和E類為類為次類地址次類地址。5類類 IP地址的表示如圖地址的表示如圖7-6所示：所示：多播地址預留01011011101111A 類類B 類類C 類類D 類類E 類類字節(jié)字節(jié)1字節(jié)字節(jié)2字節(jié)字節(jié)3字節(jié)字節(jié)4網(wǎng)絡號網(wǎng)

27、絡號網(wǎng)絡號主機號主機號主機號圖圖7-6 IP地址的地址的分類分類l A類地址類地址的前一個字節(jié)表示網(wǎng)絡號，且最前端的前一個字節(jié)表示網(wǎng)絡號，且最前端1 1個二進制位固定是個二進制位固定是“0”。表示的地址范圍是從。表示的地址范圍是從55。A類地址允許類地址允許有有272=126個網(wǎng)絡（網(wǎng)絡號的個網(wǎng)絡（網(wǎng)絡號的0和和127保留用于特殊目的），每個網(wǎng)保留用于特殊目的），每個網(wǎng)絡有絡有2242=16777214個主機。個主機。l B類地址類地址的前兩個字節(jié)表示網(wǎng)絡號，且最前端的的前兩個字節(jié)表示網(wǎng)絡號，且最前端的2個二進制位固定個二進制位固定是是“10”。表示的地

28、址范圍是從。表示的地址范圍是從55。B類地類地址允許有址允許有214=16384個網(wǎng)絡，每個網(wǎng)絡有個網(wǎng)絡，每個網(wǎng)絡有2162=65534個主機。個主機。 l C類地址類地址的前三個字節(jié)表示網(wǎng)絡號，且最前端的的前三個字節(jié)表示網(wǎng)絡號，且最前端的3個二進制位是個二進制位是“110”。表示的地址范圍是從。表示的地址范圍是從55。C類地址類地址允許有允許有221=2097152個網(wǎng)絡，每個網(wǎng)絡有個網(wǎng)絡，每個網(wǎng)絡有282=254個主機。個主機。 l D類地址類地址不標識網(wǎng)絡，一般用于其它一些特殊用途，如供特殊協(xié)議不標識

29、網(wǎng)絡，一般用于其它一些特殊用途，如供特殊協(xié)議向選定的節(jié)點發(fā)送信息時使用，它又被稱作廣播地址。它的地址范向選定的節(jié)點發(fā)送信息時使用，它又被稱作廣播地址。它的地址范 圍圍 是從是從55。l E類地址類地址尚未使用，暫時保留將來使用。它的地址范圍是從尚未使用，暫時保留將來使用。它的地址范圍是從55。7.5.3 Internet上的幾個特殊上的幾個特殊IP地址地址l 多點廣播地址多點廣播地址 凡凡IP地址中的第一個字節(jié)以地址中的第一個字節(jié)以“1110”開始的地址都叫多點廣播地址。開始的地址都叫多點廣播地址。l “0

30、”地址地址 網(wǎng)絡號的每一位全為網(wǎng)絡號的每一位全為“0”的的IP地址，叫地址，叫“0”地址。網(wǎng)絡號全為地址。網(wǎng)絡號全為0的網(wǎng)絡被稱為本地子網(wǎng)，當主機想跟本地子網(wǎng)內的另一主機進行的網(wǎng)絡被稱為本地子網(wǎng)，當主機想跟本地子網(wǎng)內的另一主機進行通信時，可使用通信時，可使用“0”地址。地址。 l 全全“0”地址地址 IP地址中的每一個字節(jié)都為地址中的每一個字節(jié)都為0的地址（的地址（“”）對應于當前主機。）對應于當前主機。 l 有限廣播地址有限廣播地址 IP地址中的每一個字節(jié)都為地址中的每一個字節(jié)都為1的的IP地址（地址（“55”）叫）叫當前子網(wǎng)的廣播地址。當不知道網(wǎng)絡號

31、時，可以通過有限廣播地址當前子網(wǎng)的廣播地址。當不知道網(wǎng)絡號時，可以通過有限廣播地址向本地子網(wǎng)的所有主機進行廣播。向本地子網(wǎng)的所有主機進行廣播。 l 環(huán)回地址環(huán)回地址 IP地址一般不能以十進制數(shù)地址一般不能以十進制數(shù)“127”作為開頭。以作為開頭。以“127”開頭的地開頭的地址，如址，如，通常用于網(wǎng)絡軟件測試以及本地主機進程間的通信。，通常用于網(wǎng)絡軟件測試以及本地主機進程間的通信。 7.5.4 IP地址和物理地址的轉換地址和物理地址的轉換l IP地址和物理地址之間是有區(qū)別的，地址和物理地址之間是有區(qū)別的，IP地址地址只在網(wǎng)絡層中使用，其只在網(wǎng)絡層中使用，其長度為長度為32位。位

32、。l物理地址物理地址工作在網(wǎng)絡最底層，其長度為工作在網(wǎng)絡最底層，其長度為48位。通常將物理地址固化在位。通常將物理地址固化在網(wǎng)卡的網(wǎng)卡的ROM芯片中，因此有時也稱之為芯片中，因此有時也稱之為“硬件地址硬件地址”或或“MAC地址地址”。l IP地址是不能被物理網(wǎng)絡所識別的，當?shù)刂肥遣荒鼙晃锢砭W(wǎng)絡所識別的，當IP數(shù)據(jù)報在物理網(wǎng)絡中傳數(shù)據(jù)報在物理網(wǎng)絡中傳輸時，最終是以輸時，最終是以48位的位的MAC地址地址來完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，因此必須在來完成?shù)據(jù)傳輸?shù)?，因此必須在IP地址和物理地址之間要建立映射關系來完成地址和物理地址之間要建立映射關系來完成地址解析，地址解析，如圖如圖7-7所示。所示。l 地址解析的

33、算法根據(jù)硬件編址方案的不同而不同。（例如，將地址解析的算法根據(jù)硬件編址方案的不同而不同。（例如，將IP地址解析為以太網(wǎng)地址的方案和將地址解析為以太網(wǎng)地址的方案和將IP在地址解析為令牌環(huán)網(wǎng)地在地址解析為令牌環(huán)網(wǎng)地址的方法是不同的）。址的方法是不同的）。l Internet中，實現(xiàn)地址解析使用較多的是中，實現(xiàn)地址解析使用較多的是查表法查表法，即在計算機中，即在計算機中存放一個從存放一個從IP地址到物理地址的映射表，并將該表經常動態(tài)更新，地址到物理地址的映射表，并將該表經常動態(tài)更新，通過查表找到對應的物理地址。通過查表找到對應的物理地址。圖圖7-7 IP地址到地址到MAC地址的解析地址的解析圖圖7-

34、8 ARP地址解析過程示意圖地址解析過程示意圖l 地址解析工作由地址解析工作由ARP來完成，地址解析過程如圖來完成，地址解析過程如圖7-8所示。所示。 返回本節(jié)首頁返回本節(jié)首頁返回本章首頁返回本章首頁7.6 子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼 7.6.1 子網(wǎng)子網(wǎng) l 子網(wǎng)子網(wǎng)，是指把單一的網(wǎng)絡劃分成多個物理網(wǎng)絡，并使用路由器，是指把單一的網(wǎng)絡劃分成多個物理網(wǎng)絡，并使用路由器將其互連起來，這些物理網(wǎng)絡就稱為子網(wǎng)，如圖將其互連起來，這些物理網(wǎng)絡就稱為子網(wǎng)，如圖7-9所示。所示。l 劃分子網(wǎng)的優(yōu)點有：有利于充分使用劃分子網(wǎng)的優(yōu)點有：有利于充分使用IP地址空間、使物理網(wǎng)絡地址空間、使物理網(wǎng)絡易于管理、提高

35、網(wǎng)絡的可靠性等。易于管理、提高網(wǎng)絡的可靠性等。圖圖7-9 子網(wǎng)劃分示意圖子網(wǎng)劃分示意圖l 對子網(wǎng)劃分，可以將表示主機號的二進制數(shù)中劃分出一定的位數(shù)用對子網(wǎng)劃分，可以將表示主機號的二進制數(shù)中劃分出一定的位數(shù)用做本網(wǎng)的各個子網(wǎng)，剩余的部分作為相應子網(wǎng)的主機號。劃分多少做本網(wǎng)的各個子網(wǎng)，剩余的部分作為相應子網(wǎng)的主機號。劃分多少 位二進制給子網(wǎng)，取決于具體的需要。在劃分了子網(wǎng)以后，位二進制給子網(wǎng)，取決于具體的需要。在劃分了子網(wǎng)以后，IP地址實地址實際上就由三部分組成際上就由三部分組成網(wǎng)絡號網(wǎng)絡號、子網(wǎng)號子網(wǎng)號和和主機號主機號。如圖。如圖7-10所示：所示：網(wǎng)絡號主主機機號號網(wǎng)絡號子網(wǎng)號主主機機號號圖圖

36、7-10 劃分子網(wǎng)后的劃分子網(wǎng)后的IP地址結構地址結構7.6.2 子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼 l 子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼（Subnet Mask）也是一個也是一個“點分十進制點分十進制”表示的表示的32位位二進制數(shù)，通過子網(wǎng)掩碼，可以指出一個二進制數(shù)，通過子網(wǎng)掩碼，可以指出一個IP地址中的哪些位對應地址中的哪些位對應于網(wǎng)絡號（包括子網(wǎng)號）、哪些位對應于主機號。于網(wǎng)絡號（包括子網(wǎng)號）、哪些位對應于主機號。并說明該并說明該IP地地址是在局域網(wǎng)上，還是在遠程網(wǎng)上。址是在局域網(wǎng)上，還是在遠程網(wǎng)上。 l 對于子網(wǎng)掩碼的取值，通常是將對應于對于子網(wǎng)掩碼的取值，通常是將對應于IP地址中網(wǎng)絡號和子網(wǎng)地址中網(wǎng)絡號和子網(wǎng)號的所有

37、位都置為號的所有位都置為“1”，對應于主機號的所有位都設置為，對應于主機號的所有位都設置為“0”。7.6.3 A類、類、B類、類、C類類IP地址的標準子網(wǎng)掩碼地址的標準子網(wǎng)掩碼 由子網(wǎng)掩碼的定義，我們可以很容易得出由子網(wǎng)掩碼的定義，我們可以很容易得出A類地址、類地址、B類地類地址和址和C類地址的標準子網(wǎng)掩碼。如圖類地址的標準子網(wǎng)掩碼。如圖7-11所示：所示： l 用子網(wǎng)掩碼判斷用子網(wǎng)掩碼判斷IP地址的網(wǎng)絡號與主機號的方法是：用地址的網(wǎng)絡號與主機號的方法是：用IP地址與地址與相應的子網(wǎng)掩碼進行相應的子網(wǎng)掩碼進行“AND”運算，這樣可以區(qū)分出網(wǎng)絡號部分和運算，這樣可以區(qū)分出網(wǎng)絡號部分和主機號部分。

38、主機號部分。 圖圖7-11 IP地址的標準子網(wǎng)掩碼地址的標準子網(wǎng)掩碼7.6.4 確定子網(wǎng)掩碼的方法步驟確定子網(wǎng)掩碼的方法步驟確定子網(wǎng)掩碼的步驟可歸納如下：確定子網(wǎng)掩碼的步驟可歸納如下：l 首先根據(jù)網(wǎng)絡類型首先根據(jù)網(wǎng)絡類型確定每一個子網(wǎng)的網(wǎng)絡號。確定每一個子網(wǎng)的網(wǎng)絡號。l 確定需要多少位子網(wǎng)號來標識網(wǎng)絡上的每一個子網(wǎng)。確定需要多少位子網(wǎng)號來標識網(wǎng)絡上的每一個子網(wǎng)。l 確定需要多少位主機號來標識每個子網(wǎng)上的每臺主機。確定需要多少位主機號來標識每個子網(wǎng)上的每臺主機。l 把已確定的網(wǎng)絡號把已確定的網(wǎng)絡號+子網(wǎng)號的各個二進制位都置為子網(wǎng)號的各個二進制位都置為“1”，主機，主機號對應的二進制位都置為號對應

39、的二進制位都置為“0”。l 最后再將該子網(wǎng)掩碼的二進制表示形式轉化為十進制形式，即最后再將該子網(wǎng)掩碼的二進制表示形式轉化為十進制形式，即為所需的子網(wǎng)掩碼。為所需的子網(wǎng)掩碼。l 然后確定所需要的子網(wǎng)數(shù)和每個子網(wǎng)的最大主機數(shù)。然后確定所需要的子網(wǎng)數(shù)和每個子網(wǎng)的最大主機數(shù)。具體實例請參照教材具體實例請參照教材P140 7.6.4返回本節(jié)首頁返回本節(jié)首頁返回本章首頁返回本章首頁7.7 域名系統(tǒng)（域名系統(tǒng)（DNS）7.7.1 什么是域名什么是域名 l IP地址是一個具有地址是一個具有32位比特長度的二進制數(shù)，對于計算機網(wǎng)絡來位比特長度的二進制數(shù)，對于計算機網(wǎng)絡來講數(shù)字型講數(shù)字型IP地址自然是最有效的，但

40、對于一般用戶來說，要記住地址自然是最有效的，但對于一般用戶來說，要記住IP地地址比較困難。址比較困難。l 為了向一般用戶提供一種直觀明了的主機識別符（主機名），為了向一般用戶提供一種直觀明了的主機識別符（主機名），TCP/IP專門設計了一種專門設計了一種字符型的主機命名機制字符型的主機命名機制，給每一臺主機一個，給每一臺主機一個由字符串組成的名字，這種主機名相對于由字符串組成的名字，這種主機名相對于IP地址來說是一種更為高級地址來說是一種更為高級的地址形式，我們將它稱為的地址形式，我們將它稱為域名域名。7.7.2 域名系統(tǒng)的層次命名機構域名系統(tǒng)的層次命名機構 l 層次域名機制，是指按層次結構依

41、次為主機命名。名字空間被分成層次域名機制，是指按層次結構依次為主機命名。名字空間被分成若干級域名，并授權相應的機構進行管理，該管理機構又有權對其所若干級域名，并授權相應的機構進行管理，該管理機構又有權對其所管轄的這一級域名進一步劃分，并再授權其它相應的機構進行管理。管轄的這一級域名進一步劃分，并再授權其它相應的機構進行管理。l 首先由中央管理機構（首先由中央管理機構（NIC）將第一級域名劃分為若干部分，包括將第一級域名劃分為若干部分，包括一些國家代碼和美國的各種組織機構的域名。一些國家代碼和美國的各種組織機構的域名。l 第一級域名將其各部分的管理權授予相應的機構，再由它們負責分第一級域名將其各

42、部分的管理權授予相應的機構，再由它們負責分配第二級域名。第二級域名往往表示主機所屬的網(wǎng)絡性質，比如是屬配第二級域名。第二級域名往往表示主機所屬的網(wǎng)絡性質，比如是屬于教育界（于教育界（EDU）還是政府部門（還是政府部門（GOV）等。等。l 第二級域名又將其各部分的管理權授予若干機構。比如第二級域名又將其各部分的管理權授予若干機構。比如EDU的域的域名管理權授予國家教育部，名管理權授予國家教育部，NET的域名管理權授予國家郵電部等，的域名管理權授予國家郵電部等，如此下去，域名空間的組織管理便形成一種樹狀的層次結構，如圖如此下去，域名空間的組織管理便形成一種樹狀的層次結構，如圖7-12所示。所示。

43、根域根域 CN EDU NET COM GOV ORG INT EDU NET AC IBM DEC ATT 圖圖7-12 域名系統(tǒng)的層次結構示意圖域名系統(tǒng)的層次結構示意圖 一些國家或地區(qū)一級域名的代碼如下圖一些國家或地區(qū)一級域名的代碼如下圖7-13所示：所示： 圖圖7-13 一級域名的國家或地區(qū)代碼一級域名的國家或地區(qū)代碼第一級域名的機構組織代碼及意義如下圖第一級域名的機構組織代碼及意義如下圖7-14所示：所示：域名代碼域名代碼意義意義COM商業(yè)組織商業(yè)組織EDU教育機構教育機構GOV政府部門政府部門MIL軍事部門軍事部門NET網(wǎng)絡支持中心網(wǎng)絡支持中心ORG其他組織其他組織INT國際組織國際

44、組織1997年年新增的第一級新增的第一級域名域名代碼代碼 FIRM商業(yè)公司商業(yè)公司STORE商品銷售企業(yè)商品銷售企業(yè)WEB與與WWW相關的單位相關的單位ARTS文化和娛樂單位文化和娛樂單位REC消遣和娛樂單位消遣和娛樂單位INFO提供信息服務的單位提供信息服務的單位NOM個人個人圖圖7-14 一級域名的組織機構代碼一級域名的組織機構代碼 7.7.3 域名的表示方式域名的表示方式 l 域名結構和域名結構和IP地址一樣，都采用典型的層次結構，其通用的格式如地址一樣，都采用典型的層次結構，其通用的格式如圖圖7-15所示：所示：第四級域名第四級域名第三級域名第三級域名第二級域名第二級域名第一級域名第一

45、級域名.圖圖7-15 域名地址的格式域名地址的格式 l 在在名字中，名字中，www為主機名，由服務器管理員命名；為主機名，由服務器管理員命名；為域名，由服務器管理員合法申請后可以使用。其中為域名，由服務器管理員合法申請后可以使用。其中scu表表示四川大學，示四川大學，edu表示國家教育機構部門，表示國家教育機構部門，cn表示中國。表示中國。就表示中國教育機構四川大學的就表示中國教育機構四川大學的www主機。主機。l 域名地址是比域名地址是比IP地址更高級，更直觀的一種地址表示形式，它們都地址更高級，更直觀的一種地址表示形式，它們都是是Internet地址的兩種不同的表示方法。在叫法上應嚴格區(qū)分

46、，不能地址的兩種不同的表示方法。在叫法上應嚴格區(qū)分，不能搞混淆。搞混淆。7.7.4 域名服務器和域名的解析過程域名服務器和域名的解析過程 1. 域名服務器域名服務器 l 為了用戶使用和記憶方便，我們通常習慣使用域名來表示一臺主機。為了用戶使用和記憶方便，我們通常習慣使用域名來表示一臺主機。但主機域名不能直接用于但主機域名不能直接用于TCP/IP的路由選擇之中。當用戶使用主機域的路由選擇之中。當用戶使用主機域名進行通信時，必須首先將其映射成名進行通信時，必須首先將其映射成IP地址，實現(xiàn)這種轉換的主機我地址，實現(xiàn)這種轉換的主機我們稱為們稱為域名服務器域名服務器（DNS Server）。）。l 域名

47、服務器是一個基于域名服務器是一個基于客戶機客戶機/服務器服務器的數(shù)據(jù)庫，在這個數(shù)據(jù)庫中，的數(shù)據(jù)庫，在這個數(shù)據(jù)庫中，每個主機的域名和每個主機的域名和IP地址是一一對應的。地址是一一對應的。 l 域名服務器域名服務器的主要功能是：回答有關域名、地址、域名到地址或地的主要功能是：回答有關域名、地址、域名到地址或地址到域名的映射的詢問以及維護關于詢問類型、分類或域名的所有資址到域名的映射的詢問以及維護關于詢問類型、分類或域名的所有資源記錄的列表。源記錄的列表。2. 域名的解析過程域名的解析過程 l 將主機域名映射為將主機域名映射為IP地址的過程叫做地址的過程叫做域名解析域名解析。域名解析包括。域名解析

48、包括正向正向解析解析（從域名到（從域名到IP地址）以及地址）以及反向解析反向解析（從（從IP地址到域名）。地址到域名）。Internet的域名系統(tǒng)的域名系統(tǒng)DNS能夠透明地完成此項工作。能夠透明地完成此項工作。l 域名到域名到IP地址之間的轉換具體可分為兩種情況：一種是目標主機地址之間的轉換具體可分為兩種情況：一種是目標主機（要訪問的主機）在本地網(wǎng)絡，另一種當目標主機不在本地網(wǎng)絡。（要訪問的主機）在本地網(wǎng)絡，另一種當目標主機不在本地網(wǎng)絡。l 對于第一種情況，解析過程比較簡單：對于第一種情況，解析過程比較簡單： 首先首先，客戶機向本地域名服務器發(fā)出域名解析的請求；，客戶機向本地域名服務器發(fā)出域名

49、解析的請求； 然后然后，本地域名服務器檢查其管理范圍內主機的域名，查出目標，本地域名服務器檢查其管理范圍內主機的域名，查出目標 主機的域名所對應的主機的域名所對應的IP地址；地址； 最后最后，將解析出的，將解析出的IP地址返回給客戶機。地址返回給客戶機。l 對于第二種情況，解析過程就相對對于第二種情況，解析過程就相對稍微復雜一些稍微復雜一些，我們以解析，我們以解析的的IP地址為例：地址為例： 首先首先，客戶機向自身指定的本地，客戶機向自身指定的本地DNS服務器發(fā)出域名解析的請求，請服務器發(fā)出域名解析的請求，請求得到求得到的的IP地址；地址； 接著接著，收到查詢請求的本地，收到查詢請求的本地DN

50、S服務器若未能找到其對應的服務器若未能找到其對應的IP地址，地址，則立即從根域層的域名服務器開始自上而下地逐層查詢，直到找到則立即從根域層的域名服務器開始自上而下地逐層查詢，直到找到對應該域名的對應該域名的IP地址為止；地址為止； 然后然后，域名服務器給本地域名服務器給本地DNS服務器返回服務器返回所對應的所對應的IP地址；地址； 最后最后，本地，本地DNS服務器向客戶機發(fā)送一個包含有服務器向客戶機發(fā)送一個包含有 IP地址回復。地址回復。返回本節(jié)首頁返回本節(jié)首頁返回本章首頁返回本章首頁整個域名的解析過程如圖整個域名的解析過程如圖7-16所示：所示： 圖圖7-16 域名解析過程域名解析過程7.8

51、 IPv4的應用及其局限性的應用及其局限性7.8.1 什么是什么是IPv4 l IP是是Internet中的關鍵協(xié)議，中的關鍵協(xié)議，IP第第4版作為網(wǎng)絡的基礎設施，廣泛版作為網(wǎng)絡的基礎設施，廣泛地應用在地應用在Internet和難以計數(shù)的小型專用網(wǎng)絡上，這就是和難以計數(shù)的小型專用網(wǎng)絡上，這就是IPv4。 l IPv4是在是在20世紀世紀70年代末期設計的。對于當前年代末期設計的。對于當前Internet的發(fā)展，無的發(fā)展，無論是規(guī)模還是傳輸速率來說，論是規(guī)模還是傳輸速率來說，IPv4已經很不適用了，最主要的問題已經很不適用了，最主要的問題就是就是32位的位的IP地址不夠用了。地址不夠用了。7.8

52、.2 IPv4的應用的應用 l 除了幾乎所有的計算機都支持除了幾乎所有的計算機都支持IP外，外，IP也越來越多地用于連接其他也越來越多地用于連接其他一些設備，如移動電話、家用電器，甚至還支持無線一些設備，如移動電話、家用電器，甚至還支持無線Internet連接的汽連接的汽車等。車等。l 使用使用IP的網(wǎng)絡除了的網(wǎng)絡除了Internet之外，還包括內聯(lián)網(wǎng)（之外，還包括內聯(lián)網(wǎng)（Intranet）和外）和外聯(lián)網(wǎng)（聯(lián)網(wǎng)（Extranet）。）。內聯(lián)網(wǎng)內聯(lián)網(wǎng)一般是一個公司或企業(yè)的內部網(wǎng)絡，一般是一個公司或企業(yè)的內部網(wǎng)絡，外外聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)則是出于某個共同目標在實體間提供安全連接的專用則是出于某個共同目標在實體

53、間提供安全連接的專用IP網(wǎng)。網(wǎng)。7.8.3 IPv4的局限性的局限性 l 在過去的在過去的1015年間，連接到年間，連接到Internet的網(wǎng)絡數(shù)量每隔不到一年的的網(wǎng)絡數(shù)量每隔不到一年的時間就會增加一倍，主機遞增的速度更是高得驚人，這很快就使得時間就會增加一倍，主機遞增的速度更是高得驚人，這很快就使得IP地址匱乏的矛盾顯現(xiàn)了出來。地址匱乏的矛盾顯現(xiàn)了出來。l IPv4的地址空間雖然在理論上具有多于的地址空間雖然在理論上具有多于40億的地址，但實際的地億的地址，但實際的地址分配規(guī)程使得地址的利用率很低，址分配規(guī)程使得地址的利用率很低，IPv4的地址空間已經越來越不的地址空間已經越來越不能滿足用戶

54、的需要。能滿足用戶的需要。 l IETF在在1992年年6月就提出要制定下一代的月就提出要制定下一代的IP，即，即IPng（IP Next Generation），），IPng現(xiàn)正式稱為現(xiàn)正式稱為IPv6。1995年以后陸續(xù)公布了一系列年以后陸續(xù)公布了一系列有關有關IPv6的協(xié)議、編址方法、路由選擇以及安全等問題的的協(xié)議、編址方法、路由選擇以及安全等問題的RFC文檔。文檔。 返回本節(jié)首頁返回本節(jié)首頁返回本章首頁返回本章首頁7.9 IPv6簡介簡介7.9.1 IPv6的發(fā)展歷史的發(fā)展歷史l 現(xiàn)有現(xiàn)有Internet的基礎是的基礎是IPv4，即，即“Internet協(xié)議第四版協(xié)議第四版”。IPv4

55、是是在在20世紀世紀70年代末期設計的，到目前為止已有近年代末期設計的，到目前為止已有近30年的歷史了。年的歷史了。l IPv4在過去在過去30年里取得了輝煌的成績，但隨著年里取得了輝煌的成績，但隨著Internet的飛速發(fā)的飛速發(fā)展，現(xiàn)在已經顯露出很多弊端（如地址匱乏等），面臨諸多困難。展，現(xiàn)在已經顯露出很多弊端（如地址匱乏等），面臨諸多困難。 l 20世紀世紀80年代后期，研究人員開始注意到了年代后期，研究人員開始注意到了IPv4地址的實際地址地址的實際地址分配效率不高這個問題，并提出了研究下一代分配效率不高這個問題，并提出了研究下一代IP的設想。的設想。l 1993年末，年末，IETF成

56、立了成立了IPng（下一代（下一代IP）工作部，該工作部制訂）工作部，該工作部制訂了了IPng技術準則，并根據(jù)此準則來評價已經提出的各種方案。技術準則，并根據(jù)此準則來評價已經提出的各種方案。l自自1995年末起，年末起，IPng工作部陸續(xù)發(fā)表了相關工作部陸續(xù)發(fā)表了相關IPv6規(guī)范等一批技術規(guī)范等一批技術文檔，并確定了文檔，并確定了IPng的協(xié)議規(guī)范。的協(xié)議規(guī)范。l SIPP（Simple Internet Protocol Plus）工作組提供了一個經過修改）工作組提供了一個經過修改的方案，的方案，IPng工作部建議工作部建議IETF將這個方案作為將這個方案作為IPng的基礎，稱為的基礎，稱為

57、“Internet協(xié)議第六版協(xié)議第六版”，即，即IPv6，并集中精力制定有關的文檔。，并集中精力制定有關的文檔。l 1996年，一個以研究年，一個以研究IPv6為目標的虛擬實驗網(wǎng)國際為目標的虛擬實驗網(wǎng)國際IPv6試驗床試驗床6Bone建立起來，歐洲、美洲、亞洲的許多國家和組織都紛紛加入建立起來，歐洲、美洲、亞洲的許多國家和組織都紛紛加入6Bone。 l 1998年底，面向實用的全球性年底，面向實用的全球性IPv6研究和教育網(wǎng)（研究和教育網(wǎng)（6REN）開始啟）開始啟動。這期間以動。這期間以STAR TAP為依托的為依托的6TAP（IPv6Transit Access Point）得以實施，建立了

58、以得以實施，建立了以ATM交換機為中心的交換機為中心的IPv6洲際網(wǎng)絡。洲際網(wǎng)絡。 l 2004年，年，IETF確定確定IPv6進入實用階段，并指定進入實用階段，并指定6Bone為對商用為對商用IPv6地址申請者進行評估的平臺。地址申請者進行評估的平臺。 l目前，國際上多個國家的研究機構和公司分別研制開發(fā)了不同平目前，國際上多個國家的研究機構和公司分別研制開發(fā)了不同平臺上的臺上的IPv6系統(tǒng)軟件和應用軟件，面向系統(tǒng)軟件和應用軟件，面向IPv6網(wǎng)絡的路由器產品也被網(wǎng)絡的路由器產品也被陸續(xù)開發(fā)出來。陸續(xù)開發(fā)出來。7.9.2 IPv4的缺點及的缺點及IPv6的技術新特性的技術新特性 1. IPv4的

59、缺點的缺點 l 地址資源即將枯竭地址資源即將枯竭 IPv4提供的提供的IP地址位數(shù)是地址位數(shù)是32位，即位，即1億個左右的地址。隨著連接到億個左右的地址。隨著連接到Internet上的主機數(shù)目的迅速增加，有預測表明，所有上的主機數(shù)目的迅速增加，有預測表明，所有IPv4地址將在地址將在20052010年間分配完畢。年間分配完畢。 l 路由表越來越大路由表越來越大 由于由于IPv4采用與網(wǎng)絡拓撲結構無關的形式來分配地址，所以隨著連采用與網(wǎng)絡拓撲結構無關的形式來分配地址，所以隨著連入網(wǎng)絡數(shù)目的增長，路由器數(shù)目飛速增加，相應地，決定數(shù)據(jù)傳輸路入網(wǎng)絡數(shù)目的增長，路由器數(shù)目飛速增加，相應地，決定數(shù)據(jù)傳輸路

60、由的路由表也就在不斷增大。由的路由表也就在不斷增大。 l 缺乏服務質量保證缺乏服務質量保證 IPv4遵循遵循Best Effort原則，這一方面是一個優(yōu)點，因為它使原則，這一方面是一個優(yōu)點，因為它使IPv4簡簡單高效；但另一方面它對單高效；但另一方面它對Internet上涌現(xiàn)出的新業(yè)務類型缺乏有效的上涌現(xiàn)出的新業(yè)務類型缺乏有效的支持，如實時和多媒體應用，這些應用要求提供一定的服務質量保證支持，如實時和多媒體應用，這些應用要求提供一定的服務質量保證（QoS），如帶寬、延遲和抖動等。），如帶寬、延遲和抖動等。 l 地址分配不便地址分配不便 IPv4是采用手工配置的方法來給用戶分配地址，這不僅增加了