互聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用第一章、第二章_第1頁
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互聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用第1章互聯(lián)網(wǎng)概述考核內(nèi)容5.Intranet網(wǎng)絡(luò)4.互聯(lián)網(wǎng)的一般結(jié)構(gòu)3.我國互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展2.互聯(lián)網(wǎng)的起源和發(fā)展過程1.互聯(lián)網(wǎng)的定義6.互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用7.下一代互聯(lián)網(wǎng)的基本概念1.1互聯(lián)網(wǎng)的基本概念互聯(lián)網(wǎng)的定義:(考核要求:識記) 互聯(lián)網(wǎng)是一種計算機網(wǎng)絡(luò)的集合,以TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信,把世界各地的計算機網(wǎng)絡(luò)連接在一起,實現(xiàn)信息交換和資源共享。1.1互聯(lián)網(wǎng)的基本概念互聯(lián)網(wǎng)的基本概念:(考核要求:識記)互聯(lián)網(wǎng)是建立在一組共同協(xié)議(TCP/IP)協(xié)議上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和線路的物理集合。狹義的Internet指上述網(wǎng)中所有采用IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的集合,TCP/IP協(xié)議的分組可以通過路由選擇實現(xiàn)相互傳輸,它亦可稱為IP

Internet。廣義的Internet指IP

Internet.加上所有能通過路由選擇至目的站的網(wǎng)絡(luò),包括使用電子郵件等應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)、各種存儲轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)以及采用非IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的集合。1.2互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史互聯(lián)網(wǎng)的起源:(考核要求:識記)美國國防部高級研究計劃局(AdvancedResearchProjectAgency,ARPA)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程:(考核要求:識記)1969年到1983年是Internet的形成階段,也是研究試驗階段1983年到1994年是Internet的實用階段。1.3中國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主要互聯(lián)網(wǎng):(考核要求:識記)最早是中國學(xué)術(shù)網(wǎng)(CANET)CHINANET中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)CERNET中國教育和科研計算機網(wǎng)CSTNET中國科技網(wǎng)CHINAGBN中國金橋信息網(wǎng)1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)1.4.1互聯(lián)網(wǎng)的定義(考核要求:領(lǐng)會)廣義計算機網(wǎng)絡(luò):在協(xié)議控制下,由一臺或多臺計算機、若干終端設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、以及用于終端和計算機之間數(shù)據(jù)流動的通信控制處理機等所組成的系統(tǒng)的集合。凡是將地理位置不同,并具有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路連接起來,以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享的系統(tǒng),稱為計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)1.4.2互聯(lián)網(wǎng)的組成(考核要求:熟知)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件組成。網(wǎng)絡(luò)硬件互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)硬件:是計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。常見的網(wǎng)絡(luò)硬件有計算機、網(wǎng)絡(luò)接口卡、集中器、節(jié)點機、調(diào)制解調(diào)器、路由器及傳輸介質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)中的計算機分為網(wǎng)絡(luò)客戶機和服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)客戶機:通過網(wǎng)卡連接到網(wǎng)絡(luò)上的一臺個人計算機,具有訪問網(wǎng)絡(luò)功能的普通計算機。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器:運行于網(wǎng)絡(luò)上提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的計算機,主要功能是為網(wǎng)絡(luò)工作站上的用戶提供共享資源、管理網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)、提供網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)等等。1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)軟件:網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、協(xié)議軟件、網(wǎng)絡(luò)通信軟件和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)1.4.3互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu):(考核要求:了解)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu):是用層次結(jié)構(gòu)設(shè)計方法提出的計算機網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)及其協(xié)議的集合。網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)的特點:層間的獨立性適用的靈活性結(jié)構(gòu)上的可分割性易于實現(xiàn)和維護促進標(biāo)準(zhǔn)化1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)1.4.4互聯(lián)網(wǎng)的工作方式(考核要求:了解)互聯(lián)網(wǎng)采用分組交換和包交換技術(shù)作為通信方式。1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)1.4.5互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(考核要求:領(lǐng)會)按照不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),將計算機網(wǎng)絡(luò)分為總線型網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、星形網(wǎng)絡(luò)、樹形網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)??偩€型網(wǎng)絡(luò):將所有的入網(wǎng)計算機接入到一條通信傳輸線上。優(yōu)點:信道利用率較高,結(jié)構(gòu)簡單,價格相對便宜。缺點:同一時刻只能有兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通信,網(wǎng)絡(luò)延伸距離有限,節(jié)點數(shù)有限。1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu):將各個聯(lián)網(wǎng)的計算機由通信線路連接成一個閉合的環(huán)。優(yōu)點:一次通信信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)淖畲髠鬏斞舆t是固定的。每個網(wǎng)上節(jié)點只與其他兩個節(jié)點有物理鏈路直接互連,傳輸控制機制較為簡單,實時性強。缺點:是一個節(jié)點故障可能會終止全網(wǎng)運行,可靠性較差。1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)星形結(jié)構(gòu):以一個節(jié)點為中心的處理系統(tǒng),各種類型的入網(wǎng)機器均與該中心處理機有物理鏈路直接相連,其他節(jié)點之間不能直接通信。優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單,建網(wǎng)容易,控制相對簡單。缺點:集中控制,主機負(fù)載過重,可靠性低,通信線路利用率低。1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu):目前使用比較普遍的一種結(jié)構(gòu)。將單獨鏈路直接連接的節(jié)點通過多級處理主機進行分級連接,降低通信線路的成本,但增加了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu):分為全連接網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和不全連接網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。優(yōu)點:節(jié)點線路多,碰撞和阻塞現(xiàn)象大大減少,可靠性高,網(wǎng)絡(luò)擴充和主機入網(wǎng)容易。缺點是網(wǎng)絡(luò)關(guān)系復(fù)雜,網(wǎng)絡(luò)控制機制復(fù)雜,建網(wǎng)不容易。1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)1.4.6網(wǎng)絡(luò)互連(考核要求:領(lǐng)會)網(wǎng)絡(luò)互連通常是指將不同的網(wǎng)絡(luò)通過互連設(shè)備連接在一起而形成一個范圍更大的網(wǎng)絡(luò)。1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用TCP/IP技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連

Internet網(wǎng)絡(luò)互連是通過TCP/IP技術(shù)實現(xiàn)的

IP地址:接入Internet上的每一臺計算機都有一個唯一的地址標(biāo)識。IP地址具有唯一性,即所有連接到Internet上的計算機都具有唯一的IP地址

1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)連接包含兩層內(nèi)容:首先兩個網(wǎng)絡(luò)要通過一臺中間計算機實現(xiàn)物理連接,這臺中間計算機同屬兩個網(wǎng)絡(luò),即解決網(wǎng)絡(luò)互連;其次中間計算機要實現(xiàn)在兩個網(wǎng)絡(luò)間的分組交換,涉及尋找路徑和協(xié)議轉(zhuǎn)換等問題,解決網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。中間計算機叫做網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)關(guān)1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分類根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸距離的長短:網(wǎng)絡(luò)劃分為局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork,LAN)和廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork,WAN)LAN網(wǎng)絡(luò)分類WAN1.4互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)1.4.7互聯(lián)網(wǎng)的主要性能指標(biāo)(考核要求:熟知)帶寬時延吞吐率服務(wù)質(zhì)量Text互聯(lián)網(wǎng)主要性能指標(biāo)1.5Intranet的基本概念I(lǐng)ntranet的定義(考核要求:領(lǐng)會)Intranet是基于Internet的TCP/IP協(xié)議構(gòu)建的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。包括兩種類型:一種是純局域網(wǎng),不與外網(wǎng)連接,一種是外網(wǎng)有限連接。1.5Intranet的基本概念I(lǐng)ntranet的應(yīng)用

Intranet的應(yīng)用包括:電子郵件、目錄服務(wù)、組織圖、備忘錄、個人手冊、信息發(fā)布、快報和出版、系統(tǒng)用戶手冊、培訓(xùn)、新聞組、銷售報告、財務(wù)報告、客戶信息、季度統(tǒng)計、廠商信息、產(chǎn)品信息、市場信息、網(wǎng)絡(luò)管理和資產(chǎn)管理等。1.5Intranet的基本概念I(lǐng)ntranet的特點:

①Intranet是根據(jù)企業(yè)內(nèi)部的需求而設(shè)計的,它的規(guī)模和功能是根據(jù)企業(yè)經(jīng)營和發(fā)展的需求確定的。

②Intranet不是一個孤島,它能方便的和外界接觸,尤其適合Internet的連接。

③Intranet采用TCP\IP協(xié)議及相應(yīng)的技術(shù)和工具,是一個開放的系統(tǒng)。

④Intranet根據(jù)企業(yè)的安全要求,設(shè)置相應(yīng)的防火墻、安全代理等,以保護企業(yè)內(nèi)部的信息,防止外界侵入。

⑤Intranet廣泛使用WWW的工具,使企業(yè)員工和用戶能方便的瀏覽和采掘企業(yè)內(nèi)部的信息以及Internet的豐富的信息資源。1.6互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用12多媒體應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)游戲互聯(lián)網(wǎng)即時通信電子商務(wù)3網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)絡(luò)傳真電視會議視頻點播遠(yuǎn)程登錄電子郵件文件傳輸WWW瀏覽網(wǎng)絡(luò)新聞組網(wǎng)絡(luò)社區(qū)博客1.7下一代互聯(lián)網(wǎng)下一代互聯(lián)網(wǎng)特點:更大、更快、更安全、更便捷第2章互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)2.1.1互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點:對用戶隱蔽網(wǎng)絡(luò)的低層結(jié)點,用戶不用了解硬件連接的細(xì)節(jié)不指定網(wǎng)絡(luò)互連的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能通過各種網(wǎng)絡(luò)收發(fā)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的所有計算機共享一個全局的標(biāo)識符用戶界面獨立于網(wǎng)絡(luò)2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)2.1.2TCP/IP協(xié)議(考核要求:領(lǐng)會)1.TCP/IP協(xié)議的基本概念TCP/IP是一個協(xié)議系列,包含了100多個協(xié)議,用來將各種計算機和數(shù)據(jù)通信設(shè)備組成計算機網(wǎng)絡(luò),由于TCP和IP是其中最基本的兩個協(xié)議,通常就用TCP/IP來代表整個互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。TCP/IP是互聯(lián)網(wǎng)采用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),也是全世界采用的最廣泛的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)2.TCP/IP協(xié)議簇(1)IP協(xié)議(網(wǎng)際協(xié)議)IP協(xié)議提供3個基本功能:1、基本數(shù)據(jù)單元的傳送,規(guī)定通過TCP/IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)格式。2、IP協(xié)議執(zhí)行路由功能,選擇傳遞數(shù)據(jù)的路徑。3、確定主機和路由器如何處理分組的規(guī)則,以及報文發(fā)生差錯的處理方法。2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)IP協(xié)議定義的分組叫做IP數(shù)據(jù)報IP數(shù)據(jù)報的長度是有限的,包括報頭和數(shù)據(jù),報頭信息包括源地址和目的地址,以及報文長度等。2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)(2)地址解析協(xié)議(ARP)和反向地址解析協(xié)議(RARP)問題:在局域網(wǎng)中,所有站點是通過網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問控制層得MAC地址來確定報文發(fā)送的目的地址的,但在互聯(lián)網(wǎng)中,目的地址是靠IP規(guī)定的地址來確定的,由于MAC地址和IP地址之間沒有直接關(guān)系,為了解決主機只知道目的地址的IP地址,如何知道目的地址的MAC地址問題,就采用了ARP協(xié)議。反向地址解析協(xié)議(RARP)知道物理地址,如何知道其IP地址。CompanyLogo2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)(3)傳輸控制協(xié)議(TCP)傳輸控制協(xié)議(TCP)是為了解決互聯(lián)網(wǎng)上分組交換通道中數(shù)據(jù)流量超載和傳輸擁堵而設(shè)計的,使數(shù)據(jù)傳輸和通信更加可靠。TCP是面向連接的,在傳輸數(shù)據(jù)前,先要建立連接,數(shù)據(jù)可能在傳輸過程中丟失,TCP將檢測到,對數(shù)據(jù)進行重發(fā)。功能:為了取得可靠數(shù)據(jù)而進行的分組丟失檢測,收不到確認(rèn)信息則自動重傳,處理延遲的重復(fù)數(shù)據(jù)報。2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)(4)用戶數(shù)據(jù)協(xié)議(UDP)UDP采用無連接的方式向高層提供服務(wù),與遠(yuǎn)方的UDP實體不建立端對端的連接,只將數(shù)據(jù)報送上網(wǎng)絡(luò)或者從網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)報,它不保證數(shù)據(jù)的可靠投遞。如PingTFTPSNMP等都采用UDP傳輸協(xié)議。2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)3.TCP/IP協(xié)議與OSI參考模型間的對應(yīng)關(guān)系2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)2.1.3IP地址1.IP地址的組成IP地址是32位的二進制無符號數(shù),用點分十進制表示,即將32位地址按字節(jié)分為4段,高字節(jié)在前面,每個字節(jié)用十進制表示,中間用.隔開。IP地址分為兩部分或三部分,第一部分是網(wǎng)絡(luò)的地址,第二部分是子網(wǎng)的地址,第三部分是主機的地址。2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)2.IP地址的分類CompanyLogo2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)CompanyLogo2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)3.劃分子網(wǎng)(subnetting)將單位自己控制的host-id字段中的前若干比特劃分出來作為子網(wǎng)號(subnet-id),在本單位內(nèi)使用路由器將各子網(wǎng)互連。子網(wǎng)號使用多少比特,單位根據(jù)需要自己決定。劃分的子網(wǎng)和子網(wǎng)中的主機,不使用全0和全1的子網(wǎng)號和主機號,稱為變長子網(wǎng)劃分(variable-lengthsubnetting),相當(dāng)于使用了三級地址。2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)4.子網(wǎng)掩碼(SubnetMask)子網(wǎng)掩碼使用了與IP地址相同的格式和表示方法,它將IP地址格式中被指定為主機地址字段之外的所有二進制位均設(shè)置為1。在同一網(wǎng)段內(nèi),各個主機的子網(wǎng)掩碼原則上應(yīng)相同。

缺省時,A、B、C三類網(wǎng)絡(luò)的掩碼如下:

A類地址

B類地址

C類地址

劃分子網(wǎng)的目的是用來區(qū)別不同主機是否處在相同的網(wǎng)段。方法是把信源主機地址和信宿主機地址分別與所在網(wǎng)段的掩碼進行相“與”,如果產(chǎn)生的結(jié)果相同,則在同一網(wǎng)段;如果不同,則不在同一網(wǎng)段。

2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)2.1.4域名管理系統(tǒng)(DNS)域名系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是層次性的。如:,G域下面按領(lǐng)域又分子域,子域下面又有子域。在表示域名時,子右到左越來越小,用原點“.”分開。

2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)域名系統(tǒng)和IP地址的關(guān)系 一般一個域名對應(yīng)一個IP地址,但也有IP是沒有域名的。有時一個IP地址對應(yīng)多個域名。2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)域名服務(wù)器(DNS):將主機域名轉(zhuǎn)為IP地址的服務(wù)系統(tǒng)DNS實際是一個服務(wù)器軟件,運行在指定的計算機上,完成域名-IP地址的轉(zhuǎn)換,網(wǎng)絡(luò)中的主機按樹形結(jié)構(gòu)分成域和子域,子域名或主機名在上級域名結(jié)構(gòu)中是唯一的。每個子域都有域名服務(wù)器,他管理本域的域名轉(zhuǎn)換,各級域名服務(wù)器構(gòu)成一棵樹。當(dāng)查詢時,先在本地域名服務(wù)器請求,本地服務(wù)器先查詢自己的庫,若找到,則返回IP地址,若沒有找到,則分析域名,向相關(guān)的上級域名服務(wù)器發(fā)出申請。2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)2.1.5網(wǎng)絡(luò)地址翻譯技術(shù)(NAT)網(wǎng)絡(luò)地址翻譯技術(shù):在內(nèi)部使用內(nèi)部地址,通過NAT把內(nèi)部地址翻譯成公網(wǎng)的IP地址,在互聯(lián)網(wǎng)上使用。方法:NAT池PAT(端口地址翻譯))基于NAT的負(fù)載平衡CompanyLogo2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)2.1.6動態(tài)主機配置協(xié)議(DnamicyHostConfigurationProtocol,DHCP)動態(tài)主機配置協(xié)議是基于客戶/服務(wù)器模式的,指定主機為服務(wù)器,當(dāng)主機需要時,分為三種形式分配IP地址(自動分配、動態(tài)分配、手動分配)。2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)2.1.7IP組播技術(shù)概念:一種允許一臺或多臺主機發(fā)送單一數(shù)據(jù)包到多臺主機的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。IP組播地址是IP組播地址,是一個D類地址,劃分成3類:局部鏈接組播地址、預(yù)留組播地址、管理權(quán)限組播地址。組播組:使同一個IP組播地址接收組播數(shù)據(jù)包的所有主機構(gòu)成一個主機組。2.1互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)2.1.8IP安全性IPSec提供兩種安全機制:認(rèn)證和加密認(rèn)證機制使IP通信的數(shù)據(jù)接收方能夠確認(rèn)數(shù)據(jù)發(fā)送方的真實身份及數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否被修改。加密機制通過對數(shù)據(jù)加密來保證數(shù)據(jù)的機密性。2.2IPv6基礎(chǔ)知識2.2.1IPv6的新特征(1)更大的地址空間。(2)全新的報文結(jié)構(gòu)。(3)全新的地址配置方式(4)更好的QoS。(5)內(nèi)置的安全性。(6)全新的鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議CompanyLogo2.2IPv6基礎(chǔ)知識IPv4報頭2.2IPv6基礎(chǔ)知識IPv6報頭2.2IPv6基礎(chǔ)知識2.2.2IPv6地址1.表示方法--冒號十六進制記法

(1)首選格式:

IPv6地址為128位長,但通常寫作8組每組4個十六進制數(shù)的形式,中間用冒號隔開。68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFF(2)零壓縮(zerocompression),即一連串連續(xù)的零可以為一對冒號所取代。FF05:0:0:0:0:0:0:B3可以寫成:FF05::B3(3)內(nèi)嵌IPv4的IPv6地址0:0:0:0:0:0:可寫成:::2.2IPv6基礎(chǔ)知識2.IPv6的地址類型IPv6數(shù)據(jù)報的地址可以是以下三種基本類型地址之一:(1)單播(unicast):傳統(tǒng)的點對點通信。(2)多播(multicast):一點對多點的通信。(3)任播(anycast):

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