北京郵電大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)導(dǎo)論 第十章 課件

2023/2/31通信導(dǎo)論張冬梅(zhangdm@)北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2023/2/32第十章互聯(lián)網(wǎng)310.1互聯(lián)網(wǎng)概述Internet的產(chǎn)生與發(fā)展Internet的設(shè)計(jì)需求Internet的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Internet的接入方式Internet的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議棧4Internet的設(shè)計(jì)需求Internet發(fā)展的兩個(gè)階段異種機(jī)互聯(lián)階段異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)階段網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的動(dòng)機(jī)沒有某種單一的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)所有的需求都是最好的5Internet的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由路由器將各子網(wǎng)聯(lián)接起來routerrouterrouter子網(wǎng)1子網(wǎng)2網(wǎng)絡(luò)Arouterrouterrouter子網(wǎng)3子網(wǎng)4網(wǎng)絡(luò)Brouterrouterrouter子網(wǎng)5子網(wǎng)6網(wǎng)絡(luò)Crouterrouter高端路由器低端路由器6網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)關(guān)鍵設(shè)備:路由器功能為不同網(wǎng)絡(luò)之間的分組選擇路由不同協(xié)議的轉(zhuǎn)換分組過濾位置網(wǎng)絡(luò)位置:中間設(shè)備協(xié)議位置:OSI模型的第3層7Internet的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層TCP層IP層網(wǎng)絡(luò)接口層數(shù)據(jù)鏈路層物理層2023/2/38

10.2互聯(lián)網(wǎng)的基本原理與關(guān)鍵技術(shù)地址類型及表示方法地址類型：A類、B類、C類、D類、E類A類32bitB類C類D類E類0net_idhost_idhost_idnet_id10net_idhost_id110111011110組播地址保留為今后使用2023/2/39IP地址

IP地址是給連接在Internet上的主機(jī)分配的在全世界范圍內(nèi)唯一識(shí)別的32bit地址地址格式net_id：網(wǎng)絡(luò)號(hào)；host_id：主機(jī)號(hào)先按IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)net_id把網(wǎng)絡(luò)找到，再按主機(jī)號(hào)host_id把主機(jī)找到Net_idHost_id

10.2互聯(lián)網(wǎng)的基本原理與關(guān)鍵技術(shù)2023/2/31010.2互聯(lián)網(wǎng)的基本原理與關(guān)鍵技術(shù)特殊IP地址net_idhost_id源地址使用目的地址使用代表的意思000host_id全1全1全1net_id127任何數(shù)可以在本網(wǎng)絡(luò)上的本主機(jī)在本網(wǎng)絡(luò)上的某臺(tái)主機(jī)只在本網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行廣播（各路由器均不轉(zhuǎn)發(fā)）對(duì)net_id上的主機(jī)進(jìn)行廣播用作本地軟件回送測試使用不可以可以可以不可以不可以不可以可以可以可以2023/2/31110.2互聯(lián)網(wǎng)的基本原理與關(guān)鍵技術(shù)子網(wǎng)與子網(wǎng)掩碼背景：為了使IP地址的使用更加靈活，在IP地址中又增加了一個(gè)“子網(wǎng)號(hào)字段”子網(wǎng)掩碼B類host_idnet_id10增加了子網(wǎng)號(hào)字段net_idhost_id11本地分配subnet_id主機(jī)號(hào)子網(wǎng)號(hào)

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10.2互聯(lián)網(wǎng)的基本原理與關(guān)鍵技術(shù)IP地址不能直接用來通信IP地址為網(wǎng)絡(luò)地址(一種協(xié)議地址)，不能直接在鏈路層尋址，必須轉(zhuǎn)換為物理地址（地址解析）用戶不愿意使用難于記憶的主機(jī)號(hào)，愿意使用易于記憶的主機(jī)名字(域名)，故需要在主機(jī)名字和IP地址之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換（域名系統(tǒng)）2023/2/31310.2互聯(lián)網(wǎng)的基本原理與關(guān)鍵技術(shù)DNS是一個(gè)基于域名等級(jí)的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以完成域名到IP地址的轉(zhuǎn)換域名是連接在Internet上的主機(jī)或路由器具有的唯一的層次結(jié)構(gòu)的名字域名的結(jié)構(gòu)：

XXX.三級(jí)域名.二級(jí)域名.頂級(jí)域名2023/2/314主機(jī)名字、主機(jī)物理地址和IP地址的轉(zhuǎn)換源主機(jī)名

tigerIP=IP=08002B00EE0A網(wǎng)卡DNSARP08002B00EE0Alion目的主機(jī)名目的主機(jī)IP地址目的主機(jī)物理地址目的主機(jī)名

lion名字為tiger的主機(jī)要與名字為lion的主機(jī)通信，通過DNS從目的主機(jī)名字lion得出其IP地址為；再從IP地址通過ARP得到目的主機(jī)48bit的物理地址08002B00EE0A2023/2/315

IP協(xié)議作用：互聯(lián)異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)功能尋址路由選擇分段和重組（MTU）

10.2互聯(lián)網(wǎng)的基本原理與關(guān)鍵技術(shù)2023/2/316

IP提供的服務(wù)不可靠的(unreliable)無連接的(unreliable)盡力投遞的(unreliable)IP數(shù)據(jù)報(bào)是一種獨(dú)立于底層硬件的通用的、虛擬的數(shù)據(jù)包

10.2互聯(lián)網(wǎng)的基本原理與關(guān)鍵技術(shù)2023/2/317

IP節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)報(bào)處理過程IP節(jié)點(diǎn)TCPUDP是否本地址有錯(cuò)否輸入數(shù)據(jù)報(bào)否路由表ICMP，OSPF等輸出操作輸出數(shù)據(jù)報(bào)否2023/2/31810.2互聯(lián)網(wǎng)的基本原理與關(guān)鍵技術(shù)基本原理IP服務(wù)的特點(diǎn)：不可靠、無連接、盡力投遞IP數(shù)據(jù)報(bào)的封裝與傳輸(P185-186)關(guān)鍵技術(shù)路由選擇數(shù)據(jù)報(bào)生存期分片與重裝差錯(cuò)控制19是路由器和主機(jī)共同支持的最高層協(xié)議20IP路由技術(shù)的工作原理路由表的內(nèi)容目的地址前綴長度下一跳地址端口號(hào)21基本概念直接投遞：通信雙方在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中間接投遞：通信雙方不在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中默認(rèn)路由：簡化路由表的一種方法22路由表表項(xiàng)的分類特定主機(jī)路由網(wǎng)絡(luò)前綴路由缺省路由（默認(rèn)路由）2310.3因特網(wǎng)因特網(wǎng)的接入方法介質(zhì)類型分類有線方式接入無線方式接入接入技術(shù)分類局域網(wǎng)接入撥號(hào)接入專線接入24有線方式接入Internet的方法25無線方式接入Internet的方法無線局域網(wǎng)接入(WLAN)GSM/GPRS/CDMALMDS……問題目前主要的無線接入方式有哪些？請畫出各種接入方式的接入示意圖2023/2/326因特網(wǎng)的典型應(yīng)用電子郵件文件傳輸萬維網(wǎng)遠(yuǎn)程登錄27應(yīng)用層服務(wù)模式Client/Server服務(wù)模式P2P模式28Client/Server服務(wù)模式客戶機(jī)和服務(wù)器是指通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程客戶機(jī)/服務(wù)器模式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系2930客戶進(jìn)程在進(jìn)行通信時(shí)臨時(shí)成為客戶，但其在本地也可進(jìn)行其他的計(jì)算。被用戶調(diào)用并在用戶的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，在打算通信時(shí)主動(dòng)向遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)起通信?？膳c多個(gè)服務(wù)器進(jìn)行通信。不需要特殊的硬件和很復(fù)雜的操作系統(tǒng)。31服務(wù)器進(jìn)程是一種專門用來提供某種服務(wù)的程序，可同時(shí)處理多個(gè)遠(yuǎn)程或本地客戶的請求。在共享計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)調(diào)用并一直不斷地運(yùn)行。被動(dòng)地等待并接受來自多個(gè)客戶的通信請求。一般需要強(qiáng)大的硬件和多用戶網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的支持。32主要步驟客戶機(jī)發(fā)起連接建立請求；服務(wù)器接受連接建立請求，并建立起連接。33C/S結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)如下：功能分離。服務(wù)器完成復(fù)雜的后臺(tái)處理任務(wù)，客戶端完成與客戶的交互過程。位置透明。服務(wù)器可以駐留在與客戶端相同或不同的機(jī)器上，C/S可以通過重新定向服務(wù)來掩蓋服務(wù)器的物理位置，使服務(wù)器的物理位置對(duì)用戶是透明的。共享資源。一個(gè)服務(wù)器可以利用自身的資源為多個(gè)客戶端服務(wù)。并且能夠很好的控制對(duì)于共享資源的訪問。服務(wù)封裝?？蛻舳酥恍枰婪?wù)器實(shí)現(xiàn)的功能，而不必知道其實(shí)現(xiàn)的邏輯。這樣只要服務(wù)器提供服務(wù)的接口不變，服務(wù)器的升級(jí)就不會(huì)影響到客戶端?？蓴U(kuò)展性。不僅可以很方便的增加和更改客戶端，而且服務(wù)可以轉(zhuǎn)移到新的服務(wù)器上。34P2P模式P2P是英文peertopeer的縮寫，稱為對(duì)等網(wǎng)或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)。所有的節(jié)點(diǎn)是對(duì)等的（稱為對(duì)等點(diǎn)），各節(jié)點(diǎn)具有相同的責(zé)任與能力并協(xié)同完成任務(wù)。節(jié)點(diǎn)具有很高的自治性和隨意性3536P2P模式相對(duì)于C/S模式的主要優(yōu)點(diǎn)包括：資源的高度利用率。在P2P網(wǎng)絡(luò)上，閑散資源有機(jī)會(huì)得到利用，所有節(jié)點(diǎn)的資源總和構(gòu)成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的資源，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以被用作具有海量存儲(chǔ)能力和巨大計(jì)算處理能力的超級(jí)計(jì)算機(jī)。C/S模式下，縱然客戶端有大量的閑置資源，也無法被利用。每個(gè)對(duì)等體都是一個(gè)活動(dòng)的參與者，每個(gè)對(duì)等點(diǎn)都向網(wǎng)絡(luò)貢獻(xiàn)一些資源，所以，對(duì)等點(diǎn)越多，網(wǎng)絡(luò)的性能越好信息在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間直接流動(dòng)，高速及時(shí)，降低中轉(zhuǎn)服務(wù)成本。不易于管理，數(shù)據(jù)的安全性難于保證對(duì)等點(diǎn)隨意地加入或退出網(wǎng)絡(luò)，造成網(wǎng)絡(luò)帶寬和信息存在的不穩(wěn)定。37因特網(wǎng)的典型應(yīng)用電子郵件服務(wù)與SMTP、POP3文件傳輸服務(wù)與FTPWEB服務(wù)與HTTP域名解析遠(yuǎn)程登錄DNSTCP/UDP53HTTPTCP80SMTPTCP25POPUDP110TelnetTCP23FTPTCP20and21DHCPUDP6738一個(gè)電子郵件實(shí)例From:John_q_public@To:Mary@263.netDate:Fri,1Jan9910:21:32Subject:HowareyouMary,Canwegettogetherforlunchwhenyouvisitnextweek?John39電子郵件存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)過程40文件傳輸文件傳輸是一個(gè)應(yīng)用程序，支持在因特網(wǎng)或同一網(wǎng)絡(luò)上的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間傳輸文件。文件傳輸提供的兩個(gè)基本功能：從另一臺(tái)計(jì)算機(jī)拷貝一個(gè)文件到自己的計(jì)算機(jī)；從自己的計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)文件到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)。4142WWW服務(wù)萬維網(wǎng)的目的是為了訪問遍布在因特網(wǎng)中計(jì)算機(jī)上的鏈接文件。使用鏈接的方法一個(gè)站點(diǎn)能非常方便地訪問另一個(gè)站點(diǎn)，主動(dòng)按需獲取各種信息。Web頁：由對(duì)象組成

一個(gè)基本HTML文件+