計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用第03章-網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)課件

1、結(jié) 束3.1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念3.2 分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思想3.3 OSI參考模型3.4 TCP/IP參考模型3.5 OSI模型與TCP/IP模型的比較3.6 IP地址3.7 子網(wǎng)掩碼3.8 新一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IPv63.9 域名系統(tǒng)3.10 Internet提供的基本服務(wù)第三章 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)11.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義3.1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念在兩個(gè)實(shí)體間控制數(shù)據(jù)交換規(guī)則的集合通信內(nèi)容(what)通信形式(how)通信時(shí)間(when)2什么是協(xié)議你好你好幾點(diǎn)？3:00TCP connection requestTCP connection replyGet /index.htmltime3 語法(Sy

2、ntax)2.協(xié)議的三要素 時(shí)序(timing)傳輸速率匹配和先后順序。即對(duì)事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明用于協(xié)調(diào)和差錯(cuò)處理的控制信息。即需要發(fā)出何種控制信息及完成的動(dòng)作與做出的響應(yīng) 語義(Semantics)數(shù)據(jù)格式、編碼和信號(hào)電平等。即用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)和格式43.2 分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思想 購買機(jī)票 投訴(如晚點(diǎn)) 檢查行李 認(rèn)領(lǐng)行李 登機(jī) 出口 起飛 降落如何描述民航系統(tǒng)？票務(wù)行李門口起/降飛行5在所有的網(wǎng)絡(luò)中，每一層的目的都是向它的上一層提供一定的服務(wù)，而把如何實(shí)現(xiàn)這一服務(wù)的細(xì)節(jié)對(duì)上層加以屏蔽。1. 協(xié)議分層 基本思想分層的目的減少協(xié)議設(shè)計(jì)的復(fù)雜性6每一相鄰層間有一個(gè)接口，該接口定義下

3、層向上層提供的原語操作和服務(wù)。 第n層協(xié)議一臺(tái)機(jī)器上的第n層與另一臺(tái)機(jī)器上的第n層進(jìn)行通話，通話中采用的規(guī)則和約定。對(duì)等實(shí)體(peers)不同機(jī)器中組成相應(yīng)協(xié)議層的實(shí)體。接口(interface)7第5層第5層第5層協(xié)議第4層第4層第4層協(xié)議第3層第3層第3層協(xié)議第2層第2層第2層協(xié)議第1層第1層第1層協(xié)議物理媒體水平通信（虛通信）對(duì)等實(shí)體進(jìn)行的通信。 垂直通信(實(shí)際通信)相鄰層進(jìn)行的通信。4/5層接口 3/4層接口2/3層接口1/2層接口圖3-1 層，協(xié)議和接口主機(jī)1主機(jī)28MMM1M2H4H4H3H3H2H2T2T2M1H4H3M2H3MMM1M2H4H4H3H3H2H2T2T2M1H4H

4、3M2H3主機(jī)1主機(jī)2第5層協(xié)議第4層協(xié)議第3層協(xié)議第2層協(xié)議圖3-2 支持五層虛擬通信的例子92. 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)的定義為了完成計(jì)算機(jī)間的通信合作，把每個(gè)計(jì)算機(jī)互連的功能劃分成定義明確的層次，規(guī)定了同層次進(jìn)程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口和服務(wù)。將這樣的層次結(jié)構(gòu)模型和通信協(xié)議統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。 層和協(xié)議的集合被稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)103. 服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系服務(wù)各層向它上層提供的一組原語（操作）服務(wù)定義了兩層之間的接口協(xié)議同層對(duì)等實(shí)體之間交換的幀，分組和報(bào)文的格式及意義的一組規(guī)則 服務(wù)與協(xié)議分離只要不改變提供給用戶的服務(wù)， 實(shí)體可以任意改變它們的協(xié)議11 1.各層之間是獨(dú)立的 某層不需知道下一層如

5、何實(shí)現(xiàn)，僅知道該層通過層間的接口所提供的服務(wù) 每層功能獨(dú)立，可將復(fù)雜問題分解為若干容易處理的小問題 2.靈活性好 當(dāng)某層發(fā)生變化時(shí)，只要層間接口關(guān)系保持不變，這層以上或以下各層不受影響 對(duì)某層提供的服務(wù)可進(jìn)行修改4. 網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)123.結(jié)構(gòu)上可分割開 各層都可采用最合適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)4.易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù) 系統(tǒng)被分解為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)使得實(shí)現(xiàn)和 調(diào)試一個(gè)龐大而又復(fù)雜的系統(tǒng)變得易于處理5.能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作 每一層的功能及其提供的服務(wù)都已有精確的說明133.3 OSI參考模型 OSI(Open System Interconnection Reference Model) ISO制定的關(guān)于

6、開放系統(tǒng)互連的參考模型。 開放系統(tǒng) 為了與其它系統(tǒng)通信而相互開放的系統(tǒng)。14根據(jù)不同抽象層次的需要進(jìn)行分層每一層應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)明確定義的功能每一層功能的選擇應(yīng)當(dāng)有助于制定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)各層界面的選擇應(yīng)盡量減少橫跨接口的信息量層數(shù)應(yīng)足夠多，避免不同功能混雜在同一層，但也不能太多，否則體系結(jié)構(gòu)會(huì)過于龐大 OSI模型的分層原則15會(huì)話層應(yīng)用協(xié)議傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路物理層應(yīng)用層表示層表示協(xié)議會(huì)話協(xié)議傳輸協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路物理層主機(jī)A主機(jī)B網(wǎng)絡(luò)層主機(jī)-路由器協(xié)議packet數(shù)據(jù)鏈路層主機(jī)-路由器協(xié)議framebits圖3-3 OSI 參考

7、模型物理層主機(jī)-路由器協(xié)議通信子網(wǎng)邊界16數(shù)據(jù)比特的發(fā)送和接收，數(shù)據(jù)傳輸率。物理連接的建立、保持與釋放。定義媒體的機(jī)械、電氣參數(shù)及規(guī)格。1.物理層(physical layer)例：ISO：ISO2110，2593，4902，4903等CCITT：v.24、x.21、x.22、x.24等用多少伏特電壓代表“1”和“0”一個(gè)比特持續(xù)多少微秒傳輸是否在兩個(gè)方向上進(jìn)行連接如何建立及如何終止網(wǎng)絡(luò)連接器有多少針基本功能：利用物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接，以便透明地傳送比特流。172.數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)建立、保持和釋放數(shù)據(jù)鏈路成幀和拆幀(同步鏈路)差錯(cuò)控制(檢錯(cuò)和糾錯(cuò))流

8、量控制(停止等待，滑動(dòng)窗口)鏈路管理基本功能：在通信的實(shí)體之間建立數(shù)據(jù)鏈路連接，傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)，采用差錯(cuò)控制、流量控制使有差錯(cuò)的物理線路變成無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路。例： 面向字符的協(xié)議(ISO 1754、IBM BSC、DEC DDCMP) 面向比特的協(xié)議(ISO HDLC、IBM SDLC、ANSI ADCCP)183.網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)基本功能:通過路由算法，為分組通過通信子網(wǎng)選擇最適當(dāng)?shù)穆窂?。網(wǎng)絡(luò)層要實(shí)現(xiàn)路由選擇、擁塞控制與網(wǎng)絡(luò)互連等功能。路由選擇(自適應(yīng)/非適應(yīng))網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)(源路由/透明)擁塞控制記帳例： CCITT：X.25 TCP/IP：IP194.傳輸層(Tran

9、sport Layer)基本功能:負(fù)責(zé)端到端結(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸和控制功能向高層屏蔽了下層數(shù)據(jù)通信的細(xì)節(jié)順序性/組裝傳輸連接的建立和釋放差錯(cuò)控制提供可靠透明的數(shù)據(jù)傳輸例： ISO：Class0Class4 TCP/IP：TCP205.會(huì)話層(Session Layer)管理對(duì)話令牌管理(Token management)同步(synchronization)基本功能:在兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間建立、維護(hù)和釋放面向用戶的連接，并對(duì)會(huì)話進(jìn)行管理和控制，保證會(huì)話數(shù)據(jù)可靠傳輸21數(shù)據(jù)表示(ASCII，EBCDC，ASNI)數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)加密(私用/公共密鑰系統(tǒng))6.表示層(Presentation Layer)這是異種機(jī)

10、、異種操作系統(tǒng)連網(wǎng)的關(guān)鍵層?；竟δ?負(fù)責(zé)處理在兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式 227.應(yīng)用層(Application Layer)網(wǎng)絡(luò)的完整透明性操作用戶源的物理配置應(yīng)用管理系統(tǒng)管理分布式信息服務(wù)基本功能:確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶的需要 例： HTTP、FTP、TELNET、 E-mail23表3-1 OSI 參考模型中各層的主要功能層 次數(shù)據(jù)單位功 能物理層比特利用物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接，以便透明地傳送比特流。數(shù)據(jù)鏈路層幀在物理層提供比特流傳輸服務(wù)的基礎(chǔ)上，在通信的實(shí)體之間建立數(shù)據(jù)鏈路連接，傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)，采用差錯(cuò)控制、流量控制方法，使有差錯(cuò)的物理線路變成無差

11、錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路。網(wǎng)絡(luò)層分組（包）通過路由算法，為分組通過通信子網(wǎng)選擇最適當(dāng)?shù)穆窂健＞W(wǎng)絡(luò)層要實(shí)現(xiàn)路由選擇、擁塞控制與網(wǎng)絡(luò)互連等功能傳輸層報(bào)文負(fù)責(zé)主機(jī)中兩個(gè)進(jìn)程之間的通信。它向高層屏蔽了下層數(shù)據(jù)通信的細(xì)節(jié)，因而是計(jì)算機(jī)通信體系結(jié)構(gòu)中最關(guān)鍵的一層會(huì)話層報(bào)文組織兩個(gè)遠(yuǎn)程系統(tǒng)建立通信會(huì)話，并管理數(shù)據(jù)的交換表示層報(bào)文處理在兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式。它包括數(shù)據(jù)格式變換、數(shù)據(jù)加密與解密、數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)等功能應(yīng)用層報(bào)文確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)，以滿足用戶的需要24 TCP/IP是指傳輸控制協(xié)議(Transmission Control Protocol)和網(wǎng)際協(xié)議(Internet Protocol)簇。

12、3.4.1 TCP/IP參考模型與協(xié)議的發(fā)展過程 1969年：美國國防部建立 ARPANET，使用網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(NCP) 1973年：引進(jìn)傳輸控制協(xié)議(TCP) 1981年：引進(jìn)了網(wǎng)際協(xié)議(IP) 1982年：TCP和IP被標(biāo)準(zhǔn)化成為TCP/IP協(xié)議組， 并在1983年取代ARPANET上的NCP 1983年：加入了靈活的通信和信息共享,成為大學(xué)和政府部門的標(biāo)準(zhǔn) 作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組件被包含到柏克利標(biāo)準(zhǔn)發(fā)行中心UNIX的實(shí)現(xiàn)中 3.4 TCP/IP參考模型25 TCP/IP協(xié)議特點(diǎn)： 1.開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)免費(fèi)使用，獨(dú)立于特定的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)； 2.獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，更

13、適用于互連網(wǎng)中； 3.統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案整個(gè)TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有唯一的地址； 4.標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議提供多種可靠的用戶服務(wù)263.4.2 TCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)與層次應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層OSITCP/IP表3-2 TCP/IP與OSI體系結(jié)構(gòu)的關(guān)系應(yīng)用層271.網(wǎng)絡(luò)接口層 主要功能通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接受IP數(shù)據(jù)報(bào) 協(xié)議TCP/IP并沒有定義網(wǎng)絡(luò)接口層協(xié)議，允許主機(jī)連入網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用多種現(xiàn)成的協(xié)議（如局域網(wǎng)協(xié)議），以適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)類型。28處理來自傳輸層的分組發(fā)送請(qǐng)求處理接受的數(shù)據(jù)報(bào)處理互聯(lián)的路徑、流控與擁塞問題2. 網(wǎng)際層 主要功能 協(xié)議 IP

14、 網(wǎng)際協(xié)議 ICMP 因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議 ARP 地址解析協(xié)議 RARP 逆地址解析協(xié)議29提供端端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)3.傳輸層 主要功能 協(xié)議 傳輸控制協(xié)議 TCP 可靠的面向連接的協(xié)議，允許將一臺(tái)主機(jī)的字節(jié)流（Byte Stream）無差錯(cuò)地傳送到目的主機(jī)。 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP 不可靠的無連接協(xié)議，主要用于不要求分組順序到達(dá)的傳輸中，分組傳輸順序檢查與排序由應(yīng)用層完成。 30 網(wǎng)絡(luò)終端(TELNET)協(xié)議：實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中遠(yuǎn)程登錄功能 文件傳輸協(xié)議(FTP)：實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中交互式文件傳輸功能 簡單郵件傳輸協(xié)議(SMTP)：實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中電子郵件傳送 域名服務(wù)(DNS)：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備名字到IP地址映

15、射 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)：管理程序和代理程序之間的通信服務(wù) 超文本傳輸協(xié)議(HTTP)：用于WWW服務(wù) 4.應(yīng)用層IPTCPFTPHTTPSMTPTELNETSNMPUDPICMPOSPF圖3-4 TCP/IP協(xié)議31應(yīng)用層協(xié)議可以分為以下三類： (1)依賴于面向連接的TCP協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)終端協(xié)議TELNET、電子郵件協(xié)議SMTP、文件傳送協(xié)議FTP (2) 依賴于無連接的UDP協(xié)議：簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 SNMP、簡單文件傳輸協(xié)議FTP (3) 既可依賴于TCP協(xié)議，也可依賴于UDP協(xié)議： 域名服務(wù)DNS等323.5 OSI參考模型與TCPIP參考模型的比較 7 物理層 6 數(shù)據(jù)鏈路層 4

16、傳輸層 5 網(wǎng)絡(luò)層 3 會(huì)話層 2 表示層 1 應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口層傳輸層TCP,UDP網(wǎng)際層IP應(yīng)用層（各種應(yīng)用層協(xié)議如TELNET,FTP,SMTP等）OSI模型有7層，TCP/IP結(jié)構(gòu)只有4層33基于獨(dú)立的協(xié)議棧的概念采用了層次結(jié)構(gòu)的概念，層的功能也大體相似在傳輸層中二者定義了相似的功能。 1、 OSI參考模型與TCPIP參考模型的相同點(diǎn)：34 OSI引入了服務(wù)、接口、協(xié)議的概念，TCP/IP則沒有，但他正是借鑒了OSI的這些概念建模的。 OSI先有模型，后有協(xié)議，TCP/IP則相反。 OSI先有標(biāo)準(zhǔn)后實(shí)踐，TCP/IP則相反。OSI太復(fù)雜，TCP/IP簡單卻并不全面。分層不同，OSI模型有

17、7層，TCP/IP模型有4層OSI在網(wǎng)絡(luò)層提供無連接和連接兩種服務(wù)，而在傳輸層只提供連接服務(wù)。TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)層為無連接，而傳輸層提供無連接和連接兩種服務(wù)。 2、 OSI參考模型與TCPIP參考模型的區(qū)別：353.6 IP地址 Internet地址能夠唯一地確定Internet上每臺(tái)計(jì)算機(jī)與每個(gè)用戶的位置。Internet上的計(jì)算機(jī)地址有兩種表示形式： IP地址 域名 1、IP地址結(jié)構(gòu) 分層結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)地址|主機(jī)地址 網(wǎng)絡(luò)地址：用來標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，即網(wǎng)絡(luò)號(hào)(Net ID) 。 主機(jī)地址：用來標(biāo)識(shí)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的某一臺(tái)主機(jī)，即主 機(jī)號(hào)(Host ID)。 36圖3-5 IP地址的結(jié)構(gòu)IP地址長度：32

18、位點(diǎn)分十進(jìn)制地址格式：X.X.X.X 每個(gè)X為8位二進(jìn)制，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制值為0-25532 Bits網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)00000000 -11111111(二進(jìn)制)0 - 255 (十進(jìn)制)3732 Bits網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)8 Bits 8 Bits8 Bits8 Bits10101100000100001100110001111010172. 16. 122. 204圖3-6 IP地址的例子382、IP地址的分類 根據(jù)不同的取值范圍，IP地址可以分為五類 IP地址中的前1-5位用于標(biāo)識(shí)IP地址的類別： A類地址的第一位為“0”； B類地址的前兩位為“10”； C類地址的前三位為“110”； D類地址的前

19、四位為“1110”； E類地址的前五位為“11110” 其中A類、B類與C類地址為基本的IP地址39網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)0A類地址E類地址D類地址C類地址B類地址10網(wǎng)絡(luò)號(hào)0783115162324主機(jī)號(hào)110網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)110111011組播地址保留圖3-7 IP地址格式40A類IP地址 7bit 24bit網(wǎng)絡(luò)地址空間長度為7位，主機(jī)地址空間長度為24位；網(wǎng)絡(luò)地址空間長度為7位，允許有126個(gè)不同的A類網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò)地址的0和127保留用于特殊目的)；A類地址是從：54；主機(jī)地址空間長度為24位，每個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)地址數(shù)多達(dá)16,000,000個(gè)；A類IP地址結(jié)

20、構(gòu)適用于有大量主機(jī)的大型網(wǎng)絡(luò)。0networkhost41B類IP地址 14bit 16bit網(wǎng)絡(luò)地址空間長度為14位，主機(jī)地址空間長度為16位；B類IP地址是從：54；網(wǎng)絡(luò)地址空間長度為14位，允許有16384個(gè)不同的B類網(wǎng)絡(luò)；主機(jī)地址空間長度為16位，每個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)地址數(shù)多達(dá)65534個(gè)；B類IP地址適用于一些國際性大公司與政府機(jī)構(gòu)等。10networkhost42C類IP地址 21bit 8bit網(wǎng)絡(luò)地址空間長度為21位，主機(jī)地址空間長度為8位；C類IP地址是從：54；網(wǎng)絡(luò)地址空間長度為21位，允許有2,000,000個(gè)不同的C類網(wǎng)絡(luò)；主機(jī)地址空間

21、長度為8位，每個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)地址數(shù)最多為254個(gè)；C類IP地址特別適用于一些小公司與普通的研究機(jī)構(gòu)。110networkhost43（4）D類IP地址 不標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)，它是：55。 D類IP地址用于其它特殊的用途，如多目的地址（5）E類IP地址 暫時(shí)保留，它是：55。 E類地址用于某些實(shí)驗(yàn)和將來使用。44使用點(diǎn)分十進(jìn)制編址識(shí)別是IP地址類型 “”：是A類地址(第一個(gè)十進(jìn)制數(shù)“15”）； “”： 是B類地址； “6”：是C類地址。 Internet 上 最 高 一 級(jí) 的 維 護(hù) 機(jī) 構(gòu) 為 網(wǎng)絡(luò)信息中心 NIC （Network Information Center）。它負(fù)責(zé)分配最高級(jí)的IP地址

22、，授權(quán)給下一級(jí)的申請(qǐng)成為Internet網(wǎng)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)管理中心，每個(gè)網(wǎng)點(diǎn)組成一個(gè)自治系統(tǒng)（即自治域系統(tǒng)）。45特殊IP地址回送地址 主機(jī)將IP數(shù)據(jù)報(bào)回傳自身的地址，IP地址第一個(gè)字節(jié)為127 例：回送地址為網(wǎng)絡(luò)地址 主機(jī)地址部分全部定義為“0”，用于區(qū)分網(wǎng)絡(luò) 例：主機(jī)36所在網(wǎng)絡(luò)的地址為廣播地址 主機(jī)地址部分為全“1”，用于向某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)廣播 例：主機(jī)36所在網(wǎng)絡(luò)的廣播地址為55本地廣播 用于向本網(wǎng)中所有主機(jī)發(fā)送廣播 IP地址為55463.7 子網(wǎng)掩碼1子網(wǎng)劃分 出于管理，性能和安全方面的考慮，許多單位把單一網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，并使用路由器把它們聯(lián)接起來 A類或B類的地址空間太大，以致于

23、在單一的未使用路由器的網(wǎng)絡(luò)中無法使用全部地址把可用地址分配給更小的網(wǎng)絡(luò)472. 子網(wǎng)編址網(wǎng)絡(luò)ID主機(jī)ID網(wǎng)絡(luò)ID子網(wǎng)ID主機(jī)ID 主機(jī)ID =子網(wǎng)ID|主機(jī)ID 子網(wǎng)ID位數(shù)多-主機(jī)ID位數(shù)少 一個(gè)子網(wǎng)中可容納的主機(jī)少） 483. 子網(wǎng)掩碼32位的數(shù)字：IP地址的哪些位對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)地址 哪些位對(duì)應(yīng)于主機(jī)地址對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)地址的所有位都被設(shè)為1 對(duì)應(yīng)于主機(jī)地址的所有位都被設(shè)為0比較子網(wǎng)掩碼和IP地址時(shí)進(jìn)行“邏輯位與”運(yùn)算49 IP地址1010 11000001 10010001 00000011 0011子網(wǎng)掩碼1111 11111111 11110000 00000000 0000網(wǎng)絡(luò)ID1010

24、11000001 1001主機(jī)ID0001 00000011 0011例1：一臺(tái)主機(jī)的IP地址是 1 172 25 16 51IP地址： 1子網(wǎng)掩碼：網(wǎng)絡(luò)ID： 172.25主機(jī)ID： 16.51單個(gè)網(wǎng)絡(luò)50IP地址1010 11000001 10010001 00000011 0011子網(wǎng)掩碼1111 11111111 11111111 11110000 0000網(wǎng)絡(luò)ID1010 11000001 10010001 0000主機(jī)ID0011 0011IP地址 1子網(wǎng)掩碼 網(wǎng)絡(luò)ID 172.25.16主機(jī)ID 51使B類網(wǎng)絡(luò)ID被分配給254個(gè)子網(wǎng) 例2： 172 25 16 5151IP地址

25、1010 11000001 10010001 00000011 0011子網(wǎng)掩碼1111 11111111 11111110 00000000 0000網(wǎng)絡(luò)ID1010 11000001 1001000主機(jī)ID 1 00000011 0011IP地址 172.25. 16. 51子網(wǎng)掩碼 網(wǎng)絡(luò)ID 172.25. 0主機(jī)ID 16. 51分配三位用于子網(wǎng)編址：可以用網(wǎng)絡(luò)ID配置6個(gè)子網(wǎng) 每個(gè)子網(wǎng)有13位用于主機(jī)編址 例3： 172 25 16 51523.8 新一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IPv61IPv6的誕生 IPv4的地址危機(jī) 與新標(biāo)準(zhǔn)，新協(xié)議兼容問題 安全問題1990年：開始探索新的IP版本 （下一代

26、IP協(xié)議） 1995年：發(fā)布IPng協(xié)議第6版本 IPv6 1998年：IPv6協(xié)議的基本框架逐步成熟 研究IPv4向IPv6的過渡策略及技術(shù)532IPv4與IPv6的比較 IPv6與IPv4并不兼容：繼承了IPv4協(xié)議運(yùn)行的主要優(yōu)點(diǎn) 并進(jìn)行修改和功能擴(kuò)充 主要區(qū)別 網(wǎng)絡(luò)地址空間的極大擴(kuò)展 IPv4：32位 IPv6：128位 網(wǎng)絡(luò)地址表示法不同 IPv4：二進(jìn)制，點(diǎn)分十進(jìn)制 IPv6：冒號(hào)十六進(jìn)制 X：X：X：X：X：X：X：X： X是16位地址段的十六進(jìn)制值54網(wǎng)絡(luò)地址的分類方式不同 IPv4：A，B，C，D，E類 格式： 標(biāo)志|網(wǎng)絡(luò)號(hào)|主機(jī)號(hào) IPv6：單播地址，任播地址，組播地址報(bào)頭格

27、式不同 IPv4：10個(gè)固定長度的域，2個(gè)地址空間和若干個(gè)選項(xiàng) IPv6：6個(gè)域，2個(gè)地址空間安全功能 IPv4：大多只建立在應(yīng)用程序級(jí)（如：E-mail加密等） IPv6：協(xié)議族定義了有關(guān)安全性的基本信息 提供了兩種安全機(jī)制：認(rèn)證和加密553.9 域名系統(tǒng)1、域(Domain) 是指某一類Internet主機(jī)的集合，它是管理一類Internet主機(jī)的一種組織形式。2、域名（Domain Name） 是標(biāo)識(shí)域的自然語言名稱，它與數(shù)字型的IP地址一一對(duì)應(yīng)。3、域名系統(tǒng)（Domain Name System） 是管理域的命名、管理主機(jī)域名、實(shí)現(xiàn)主機(jī)域名與IP地址解析的系統(tǒng)。4、為什么有了IP地址還

28、需要域名?56域 名 -用字符表示的網(wǎng)絡(luò)主機(jī)名是主機(jī)標(biāo)識(shí)符；IP地址 -數(shù)字型,難于記憶與理解； 域 名 -字符型，直觀，便于記憶與理解；IP地址 -用于網(wǎng)絡(luò)層； 域 名 -用于應(yīng)用層；IP地址與域名： 全網(wǎng)唯一，一一對(duì)應(yīng)為什么有了IP地址還需要域名?575、主機(jī)命名的基本方式 層次型命名（ hierarchy naming） IP地址：層次型命令 主機(jī)命名：層次型命名 層次型命名機(jī)制：在主機(jī)命名中加入層次型的結(jié)構(gòu)。名字的層次對(duì)應(yīng)于層次名字空間的管理機(jī)構(gòu)的層次。58Internet主機(jī)域名的一般格式是： 主機(jī)名.單位名.類型名.國家代碼A、國家代碼 ：是最高域名，代表主機(jī)所在的國家與地區(qū)。 國

29、別代碼由兩個(gè)字母組成。 例如： “.cn” 中國 “.jp” 日本 “.uk” 英國 “.ca” 加拿大 “.au” 澳大利亞 美國： 主機(jī)名.單位名.類型名59B、類型名：第二級(jí)域名，判斷出主機(jī)所在單位的類型或所在的省份與地區(qū)美國的Internet的基本的組織類型代碼： .int 國際組織 .com 商業(yè)組織 .edu 教育組織 .gov 政府組織 .mil 軍事組織 .org 非商業(yè)組織 .net 網(wǎng)絡(luò)組織601997年增加新的組織類型代碼： .firm 商業(yè)公司 .store 商品銷售企業(yè) .web 與WWW相關(guān)的實(shí)體 .arts 文化和娛樂實(shí)體 .info 提供信息服務(wù)的實(shí)體 .nom

30、 個(gè)體或個(gè)人61中國的第二級(jí)域名類型有： edu 教育機(jī)構(gòu) co 公司 go 政府機(jī)構(gòu) or 非盈利組織 ac 大學(xué)、研究所內(nèi)的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu) bj 北京地區(qū) tj 天津地區(qū) sh 上海地區(qū) ah 安徽省 zj 浙江省 62C、單位名：是第三部分，表示主機(jī)所在的域或單位。 例如： “.nankai” ： 表示南開大學(xué)； “.pku” ： 表示北京大學(xué)； “.tsinghua”： 表示清華大學(xué)； “.fudan”： 表示復(fù)旦大學(xué)； “.tjut”： 表示天津理工大學(xué)。63D、主機(jī)名：是第四部分，表示主機(jī)所在的院、 系、研究室等下一級(jí)單位。 例1： netlab .cs .nankai .edu .cn

31、 中國南開大學(xué)計(jì)算機(jī)系網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的主機(jī) 例2： ftp .microsoft .com 美國微軟公司的FTP服務(wù)器646、域名解析 域名解析：將主機(jī)域名映射為IP地址的過程 正向解析從域名到IP地址 反向解析從IP地址到域名 域名服務(wù)器：運(yùn)行域名和IP地址轉(zhuǎn)換服務(wù)軟件的 計(jì)算機(jī) 653.10 Internet的基本服務(wù)3.10.1 電子郵件（E-mail）服務(wù) 1、電子郵件的特點(diǎn) 電子郵件與傳統(tǒng)通信方式相比，具有以下特點(diǎn)： 傳遞迅速，范圍廣闊，比較可靠； 不要求雙方都在場，不需要知道通信對(duì)象的位置； 實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的郵件傳送； 可以將文字、圖像、語音等多種類型的信息集成在 一個(gè)郵件中傳送662、電

32、子郵箱與電子郵件地址 （1）建立電子郵箱：E-mail服務(wù)器磁盤上開辟一塊存儲(chǔ)空間，存放用戶的電子郵件。 E-mail帳戶包括：用戶名（ User Name ） 用戶密碼（Password） （2）電子郵件地址：格式固定且全球唯一 用戶名主機(jī)名 主機(jī)名：擁有獨(dú)立IP地址的計(jì)算機(jī)的名字 用戶名：在該計(jì)算機(jī)上為用戶建立的E-mail帳戶名 例如，E-mail地址： 主機(jī)名： 用戶名：wangli163673、電子郵件系統(tǒng)的功能 編寫與發(fā)送電子郵件 檢查電子郵件 閱讀電子郵件 回復(fù)電子郵件 轉(zhuǎn)發(fā)電子郵件 打印電子郵件 刪除電子郵件68 4、電子郵件系統(tǒng)的協(xié)議 簡單郵件傳輸協(xié)議 SMTP 保證不同類型

33、計(jì)算機(jī)之間的電子郵件的傳送 采用客戶機(jī)服務(wù)器結(jié)構(gòu) 建立SMTP客戶機(jī)與服務(wù)器間的連接來傳送電子郵件69 圖 3-8 SMTP客戶機(jī)服務(wù)器模型70 5POP3協(xié)議 POP：Post Office Protocol(郵局協(xié)議) POP3：POP協(xié)議的第三版本 功能：處理用戶如何從郵件服務(wù)器中取回等待的郵件 POP服務(wù)器：在Internet上運(yùn)行POP3協(xié)議，用于存儲(chǔ)和 投遞電子郵件的電子郵局useragentsenders mail serveruseragentSMTPSMTPPOP3 orIMAPreceivers mail server 圖 3-9 POP3協(xié)議71 6、編寫、發(fā)送與閱讀電子

34、郵件（1）電子郵件的編寫 電子郵件包括： 郵件頭（mail header） 收信人電子郵件地址 發(fā)信人電子郵件地址 郵件主題 郵件體（mail body） 就是實(shí)際要傳送的信函內(nèi)容72（2） 發(fā)送電子郵件 用戶輸入收信人地址、郵件主題與郵件體 系統(tǒng)自動(dòng)生成發(fā)信人地址 “發(fā)送”按鈕，啟動(dòng)電子郵件程序 電子郵件被傳送到E-mail服務(wù)器的郵箱中 E-mail服務(wù)器通過Internet將電子郵件傳送到收信人 所在的E-mail服務(wù)器 收信人的計(jì)算機(jī)開機(jī)時(shí)，E-mail服務(wù)器自動(dòng)將新郵件 傳送到收信人計(jì)算機(jī)的電子郵箱中73（3）閱讀電子郵件 用戶登錄時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)提示有新郵件 閱讀電子郵件，答復(fù)發(fā)信人，轉(zhuǎn)

35、發(fā)電子郵件743.10.2 遠(yuǎn)程登錄（Telnet）服務(wù) 1、遠(yuǎn)程登錄的概念與作用 在分布式計(jì)算環(huán)境中，需要調(diào)用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的資源，同本地計(jì)算機(jī)協(xié)同工作，用多臺(tái)計(jì)算機(jī)來共同完成一個(gè)較大的任務(wù)。=開發(fā)了遠(yuǎn)程終端協(xié)議，即Telnet協(xié)議。 Telnet協(xié)議：TCPIP協(xié)議的一部分，定義了遠(yuǎn)程登錄客戶機(jī)與遠(yuǎn)程登錄服務(wù)器之間的交互過程。 Internet中的用戶遠(yuǎn)程登錄：用戶使用 Telnet命令，使自己的計(jì)算機(jī)暫時(shí)成為遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的一個(gè)仿真終端的過程。75Internet的遠(yuǎn)程登錄服務(wù)的主要作用： 允許用戶與在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的程序進(jìn)行交互； 當(dāng)用戶登錄到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)時(shí)，可以執(zhí)行遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上的任何應(yīng)用程序

36、，并且能屏蔽不同型號(hào)計(jì)算機(jī)之間的差異； 用戶可以利用個(gè)人計(jì)算機(jī)去完成許多只有大型計(jì)算機(jī)才能完成的任務(wù)。76 2、遠(yuǎn)程登錄協(xié)議 TCPIP協(xié)議族中兩個(gè)遠(yuǎn)程登錄協(xié)議： （1）Telnet協(xié)議 能夠解決多種不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的互操作問題。 系統(tǒng)的差異性： 不同廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)在硬件或軟件方面的不同。 系統(tǒng)的差異性給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的互操作性帶來了很大的困難。 為了解決系統(tǒng)的差異性，Telnet協(xié)議引入了網(wǎng)絡(luò)虛擬終端 （NVT，Network Virtual Terminal ）的概念，提供一種專門的鍵盤定義，用來屏蔽不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)鍵盤輸入的差異性。 （2）rlogin協(xié)議 Sun公司專為BSD UNI

37、X系統(tǒng)開發(fā)的遠(yuǎn)程登錄協(xié)議，只適用于UNIX系統(tǒng)，不能很好地解決異質(zhì)系統(tǒng)的互操作性。773、遠(yuǎn)程登錄的工作原理 采用了客戶機(jī)服務(wù)器模式 本地用戶采用本地系統(tǒng)的格式與Telnet客戶機(jī)進(jìn)程通信； 遠(yuǎn)程主機(jī)采用遠(yuǎn)程系統(tǒng)的格式與Telnet服務(wù)器進(jìn)程通信； 通過TCP連接，Telnet客戶機(jī)進(jìn)程與Telnet服務(wù)器進(jìn)程之間采用網(wǎng)絡(luò)虛擬終端NVT標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信 各個(gè)不同的用戶終端格式只跟標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)虛擬終端NVT格式打交道 Telnet客戶機(jī)進(jìn)程與Telnet服務(wù)器進(jìn)程一起完成本地用戶終端 格式、遠(yuǎn)程主機(jī)系統(tǒng)格式與標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)虛擬終端NVT格式的轉(zhuǎn)換。 很多主機(jī)同時(shí)裝有客戶機(jī)程序和服務(wù)器程序。78圖3-10 T

38、ELNET工作原理79 4、如何使用遠(yuǎn)程登錄 使用Telnet的條件：用戶計(jì)算機(jī)支持Telnet命令 （1）用戶遠(yuǎn)程登錄的條件： 用戶在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上有自己的帳戶（用戶名與用戶密碼） 遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)提供公開的用戶帳戶 （2）用戶遠(yuǎn)程登錄的步驟： Telnet 命令中給出對(duì)方計(jì)算機(jī)的主機(jī)名或IP地址； telnet 根據(jù)對(duì)方系統(tǒng)的詢問鍵入用戶名與用戶密碼803.10.3 文件傳輸（FTP)服務(wù)1、文件傳輸?shù)母拍頣CPIP的文件傳輸協(xié)議FTP：負(fù)責(zé)將文件從一臺(tái)計(jì)算機(jī)傳輸?shù)搅硪慌_(tái)計(jì)算機(jī)上，并且保證其傳輸?shù)目煽啃?。與兩臺(tái)計(jì)算機(jī)所處的位置，連接方式，使用的OS無關(guān)采用”客戶機(jī)/服務(wù)器”方式從遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上獲取文

39、件（download） 下載 將本地計(jì)算機(jī)的文件拷貝到遠(yuǎn)程主機(jī)上（upload） 上傳 81 2、FTP識(shí)別的文件格式 FTP識(shí)別兩種基本的文件格式： 文本文件（ASCII） 二進(jìn)制文件（binary） 為了減少存貯與傳輸?shù)拇鷥r(jià)，大型文件（如大型數(shù)據(jù)庫文 件等）都是按壓縮格式（二進(jìn)制)傳送823、如何使用FTP 使用FTP條件：用戶計(jì)算機(jī)和向用戶提供 Internet 服務(wù)的計(jì)算機(jī)能夠支持FTP命令 支持TCPIP協(xié)議的軟件：包含有FTP實(shí)用程序 （1）FTP服務(wù)的使用方法 啟動(dòng)FTP客戶端程序，與遠(yuǎn)程主機(jī)建立鏈接； 向遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)出傳輸命令； 遠(yuǎn)程主機(jī)接收命令后，返回響應(yīng)，并完成文件的傳輸。8

40、3 （2）FTP服務(wù)的分類 普通FTP服務(wù) 在遠(yuǎn)程主機(jī)上建立一個(gè)帳戶； 在FTP命令中給出遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的主機(jī)名或IP地址； 鍵入用戶名與用戶密碼，建立與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間的鏈接； 將遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上的文件傳輸?shù)奖镜赜?jì)算機(jī)上。 匿名FTP服務(wù) 在FTP服務(wù)器上建立一個(gè)公開帳戶（一般為anonymous） 用戶登錄FTP服務(wù)器時(shí)無需申請(qǐng)用戶帳戶 無需用戶名與用戶密碼84WWW的基本概念 以超文本標(biāo)注語言HTML與超文本傳輸協(xié)議HTTP為基礎(chǔ)，能夠提供面向Internet服務(wù)的、一致的用戶界面的信息瀏覽系統(tǒng)。 WWW服務(wù)器采用超文本鏈路來鏈接信息頁 文本鏈路由統(tǒng)一資源定位器 （URL） 維持 WWW客戶端軟件

41、（WWW瀏覽器）負(fù)責(zé)信息顯示 向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求3.10.4 WWW服務(wù)WWW（World Wide Web） 3W（萬維網(wǎng)）85 WWW服務(wù)的特點(diǎn) (1)以超文本方式組織網(wǎng)絡(luò)多媒體信息； (2)用戶可在世界范圍內(nèi)查找、檢索、瀏覽及添加信息； (3)提供生動(dòng)直觀、易于使用、統(tǒng)一的圖形用戶界面； (4)網(wǎng)點(diǎn)間可以互相鏈接，以提供信息查找和漫游的 透明訪問； (5)可訪問圖像、聲音、影像和文本信息。86 （1）超文本的基本概念 用戶瀏覽文本信息 =選中“熱字” =跳轉(zhuǎn)到其它的文本信息 超文本是在文本中包含了與其它文本的鏈接 超文本的最大特點(diǎn)： 無序性1超文本與超文本標(biāo)注語言HTML87（2）超媒體的

42、基本概念 擴(kuò)展了超文本所鏈接的信息類型 跳轉(zhuǎn)到文本，聲音，圖形，動(dòng)畫88 超文本標(biāo)注語言HTML HTML的概念 超文本標(biāo)注語言HTML（Hyper Text Makeup Language）是一種用來定義信息表現(xiàn)方式的格式，它告訴WWW瀏覽器如何顯示信息，如何進(jìn)行鏈接。一份文件如果想通過WWW主機(jī)來顯示的話，就必須要求它符合HTML的標(biāo)準(zhǔn)。HTML語言的作用 HTML是WWW上用于創(chuàng)建超文本鏈接的基本語言，可以定義格式化的文本、色彩、圖像與超文本鏈接等，主要被用于WWW主頁的創(chuàng)建與制作。89 HTML的使用方法與文件格式 （1）使用方法 通過HTML語言在普通文檔中加入一些特殊的標(biāo)識(shí)符， 生

43、成包含圖像、聲音、視頻等的超文本文檔 超文本文檔含指向這些多媒體數(shù)據(jù)的指針超鏈接 通過超鏈接方式，用戶單擊就移動(dòng)到另一文檔 HTML就是通過超鏈接功能將文檔連接在一起 (2)文件格式 后綴 .htm 利用專門的工具軟件，可完成各種類型文件 （如電子表格文件、Powerpoint文件等）向HTML文件的轉(zhuǎn)換90 HTML語言的特點(diǎn) （1）通用性 （2）簡易性 （3）可擴(kuò)展性 （4）平臺(tái)無關(guān)性 （5）支持用不同方式創(chuàng)建HTML文檔 91超文本傳輸協(xié)議HTTP（Hyper Text Transfer Protocol）是WWW客戶機(jī)與WWW服務(wù)器之間的應(yīng)用層傳輸協(xié)議，HTTP是用于分布式協(xié)作超文本信息系統(tǒng)的、通用的、面向?qū)ο蟮膮f(xié)議，可以用于域名服務(wù)或分布式面向?qū)ο笙到y(tǒng)。 HTTP協(xié)議是基于TCPIP之上的協(xié)議，會(huì)話過程包括： 連接（Connection） 請(qǐng)求（Request） 應(yīng)答（Response） 關(guān)閉（Close）2、超文本傳輸協(xié)議HTTP92采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)各種信息按超文本的方式進(jìn)行組織， 形成一個(gè)存儲(chǔ)在服務(wù)器上的文件客戶機(jī)提出訪問請(qǐng)求 服務(wù)器向用戶發(fā)送該文件 客戶機(jī)接收文件后解釋文件并顯示3、WWW的工作方式93圖3-11 WWW系統(tǒng)的工作方式944主頁 主頁的基本概念 主頁（HomePa