第1章 計算機網(wǎng)絡(luò)與Internet基礎(chǔ)

第1章計算機網(wǎng)絡(luò)與Internet

基礎(chǔ)

本章學(xué)習目標

1.了解和掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展、定義、

組成、分類及計算機網(wǎng)絡(luò)的主要功能和應(yīng)用；

2.了解數(shù)據(jù)通信的基本知識、常用傳輸介質(zhì)、數(shù)

據(jù)傳輸技術(shù)和數(shù)據(jù)交換技術(shù)；

3.了解計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，熟悉OSI參考模型;

4.熟悉Internet概念與組成，了解WWW服務(wù)的

原理；

5.掌握TCP/IP協(xié)議模型，掌握IP地址的使用；

6.了解Internet的接入方式。

主要內(nèi)容

1.1計學(xué)

1.2數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識

1.3計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1.4Internet

1.5TCP/IP協(xié)議族

1.6[ntemet的接入方式

1.1計算機網(wǎng)絡(luò)概述

LL1計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展

計算機網(wǎng)絡(luò)是通信技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)

合的產(chǎn)物，它的發(fā)展經(jīng)歷了從簡單到復(fù)

雜，從單機到多機的演變過程。其發(fā)展

過程大致可分為5個階段：具有通信功能

的單機系統(tǒng)、具有通信功能的多機系統(tǒng)、

計算機-計算機網(wǎng)絡(luò)階段、開放式標準化

計算機網(wǎng)絡(luò)階段、高速智能的計算機網(wǎng)

絡(luò)階段。

具有通信功能的單機系統(tǒng)

該系統(tǒng)又稱為終端-計算機網(wǎng)絡(luò)，是早期計算機網(wǎng)

絡(luò)的主要形式。它是由一臺中央主計算機連接

大量的地理上處于分散位置的終端，如圖L1所

示。終端一般只有輸入輸出功能，不具備獨立

的數(shù)據(jù)處理能力。這類簡單的“終端一通信線

路一計算機”遠程聯(lián)機系統(tǒng)是計算機網(wǎng)絡(luò)的雛

形，其結(jié)構(gòu)特點是單主機多終端，所以從嚴格

意義上講，并不屬于計算機網(wǎng)絡(luò)范疇。

終端

主計算機

終端

具有通信功能的多機系統(tǒng)

在簡單的“終端-通信線路-計算機”這樣的單機

系統(tǒng)中，主計算機負擔較重，既要進行數(shù)據(jù)處

理，又要承擔通信功能。為了減輕主計算機負

擔，20世紀60年代出現(xiàn)了在主計算機和通信線

路之間設(shè)置通信控制處理機（或稱為前端處理

機，簡稱前端機）的方案，前端機專門負責通

信控制的功能。止匕外，在終端聚集處設(shè)置多路

器（或稱集中器），組成終端群-低速通信線路

-集中器-高速通信線路-前端機-主計算機結(jié)構(gòu)，

如圖1.2所示。

o

前

集

端

中終端

機

器

以共享資源為主要目的計算機網(wǎng)絡(luò)階段

計算機-計算機網(wǎng)絡(luò)是20

世紀60年代中期發(fā)展

起來的，它是由若干

臺計算機相互連接起

來的系統(tǒng)，即利用通

信線路將多臺計算機

連接起來，實現(xiàn)了計

算機與計算機之畫的

逋信,如囪1.3所不。

開放式標準化計算機網(wǎng)絡(luò)階段

為了使丕同網(wǎng)絡(luò)巨品、不同體系結(jié)構(gòu)的計算機都

能互連，國際標準化組織(International

StandardOrganization)亍1984年正式頒布了一

個能使各種計算機在世界范國內(nèi)互連成網(wǎng)的國

際標準ISO7498，即開放系統(tǒng)互連參考模型

(OSI/RM)oOSI/RM的提出，開創(chuàng)了計算機

網(wǎng)絡(luò)的新時代，也使計算機網(wǎng)絡(luò)進入了標準化

網(wǎng)絡(luò)階段。只有標準的才是開放的，OSI參考

模型的提出引導(dǎo)著計算機網(wǎng)絡(luò)走向開放的、標

準化的道路，同時也標志著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

步入了成熟的階段。

高速、智能的計算機網(wǎng)絡(luò)階段

近年來，隨著通信技術(shù)，尤其是光纖通信技術(shù)的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)

技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。光纖作為一種高速率、高帶寬、高可靠

性的傳輸介質(zhì)，在各國的信息基礎(chǔ)建設(shè)中使用越來越廣泛，這為

建立高速的網(wǎng)絡(luò)鋪墊了基礎(chǔ)。千兆位乃至萬兆位傳輸速率的以太

網(wǎng)已經(jīng)械越來越多地用于局域網(wǎng)和城域網(wǎng)中，而基于光纖的廣域

網(wǎng)鏈路商主干帶寬也已達到10Gb/s數(shù)量級。網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷提高,

更加刺激了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多樣化和復(fù)雜化，多媒體應(yīng)用在計算機網(wǎng)

絡(luò)中所占的份額越來越高。同時，用戶不僅對網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬提

出越來越高的要求，對網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性和可用性等也提出

了新的要求。為了向用戶提供更高的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)管理也

逐漸進入了智能化階段，包括網(wǎng)絡(luò)的配置管理、故障管理、計費

管理、性能管理和安全管理等在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)管理任務(wù)都可以通過智

能化程度很高的網(wǎng)絡(luò)管理軟件來實現(xiàn)。計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進入了高

速、智能化的發(fā)展階段。

1.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的定義和組成

計算機網(wǎng)絡(luò)的定義

計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是隨

社會對信息共享和信息傳遞的要求而發(fā)展起來的。所

謂計算機網(wǎng)絡(luò)就是利用通信線路和通信設(shè)備將不同地

理位置的、具有獨立功能的多臺計算機系統(tǒng)互聯(lián)起來,

配以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件，以實現(xiàn)資源共享、信息傳

遞和分布式處理的系統(tǒng)。

首先，計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機的一個群體，是由多臺計算

機組成的；其次，它們之間是互連的，即它們之間能

彼此交換信息。其基本思想是：通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實現(xiàn)計

算機相互之間的通信和資源共享（包括硬件資源、軟

件資源和數(shù)據(jù)信息資源）。

計算機網(wǎng)絡(luò)的組成

從資源構(gòu)成的角度講，計算

機網(wǎng)絡(luò)是由硬件和軟件組成

的。硬件包括一系列終端

（包括計算機）、具有信息

處理與交換功能的結(jié)點及結(jié)

點間的傳輸線路；軟件則由

各種系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序以

及大量的數(shù)據(jù)資源組成。

從計算機網(wǎng)絡(luò)提供的功能上

看，可以將計算機網(wǎng)絡(luò)從邏

輯上劃分為兩個子網(wǎng)：通信

子網(wǎng)和資源子網(wǎng)，如圖1.4所

Zj^o

1.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的分類

計算機網(wǎng)絡(luò)可按不同的標準進行分類，從不同

的出發(fā)點考慮，有不同的分類方法。常見的

分類標準有：覆蓋范圍、拓撲結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳

輸方式、通信介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)的所有權(quán)、網(wǎng)絡(luò)中

組件的關(guān)系等。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍劃分

根據(jù)計算機網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍，計算機網(wǎng)絡(luò)可以被分為局域網(wǎng)、

廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和因特網(wǎng)。計算機網(wǎng)絡(luò)由于所覆蓋的地理范圍不

同，所采用的傳輸技術(shù)也不同。

(1)局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork,LAN)

局域網(wǎng)是指范圍在幾百米到十幾公里內(nèi)辦公樓群或校園內(nèi)的計算機

相互連接所構(gòu)成的計算機網(wǎng)絡(luò)。計算機局域網(wǎng)被廣泛應(yīng)用于連接

校園、工廠以及機關(guān)的個人計算機或工作站，以利于個人計算機

或工作站之間共享資源(如打印機)和數(shù)據(jù)通稽。

局域網(wǎng)的特點是：覆蓋范圍小、傳輸速率高、低延遲和低誤碼率。

從所有權(quán)上看，局域網(wǎng)一般是屬于某個企事業(yè)單位的專用網(wǎng)絡(luò)。

(2)廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork,WAN)

廣域網(wǎng)指的是實現(xiàn)計算機遠距離連接的計算機網(wǎng)絡(luò)，它可以把眾多

的城域網(wǎng)、局域網(wǎng)連接起來，也可以把全球的區(qū)域網(wǎng)、局域網(wǎng)連

接起來。廣域網(wǎng)涉及的范圍較大，一般從幾百千米到幾萬千米，

用于通信的傳輸裝置和介質(zhì)一般由電信部門提供，能實現(xiàn)大范圍

內(nèi)的資源共享。

(3)城域網(wǎng)(MetropolitanAreaNetwork,MAN)

城域網(wǎng)的覆蓋范圍一般是一個城市或地區(qū)，介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之

間，距離從幾十千米到上百千米。一個城域網(wǎng)可包含若干個彼此

互連的局域網(wǎng)，可以采用不司的系統(tǒng)硬件、軟件和通信傳輸介質(zhì)

構(gòu)成，從而使不同類型的局域網(wǎng)能有效地共享信息資源。城域網(wǎng)

、更常采用光纖或微波作為網(wǎng)絡(luò)的土干通道。

(4)因特網(wǎng)(Internet)

因特網(wǎng)也稱為國際互聯(lián)網(wǎng)，它是將成千上萬個局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)互聯(lián)

形成一個規(guī)?？涨暗某売嬎銠C網(wǎng)絡(luò)。從地理范圍來說，它可以

是全球計算機的互聯(lián)。這種網(wǎng)絡(luò)的最大的特點就是不定性，整個

網(wǎng)絡(luò)的計算機每時每刻隨著人們網(wǎng)絡(luò)的接入在不變的變化。當您

連在互聯(lián)網(wǎng)上的時候，您的計算機可以算是互聯(lián)網(wǎng)的一部分；但

一旦當竄斷開互聯(lián)網(wǎng)的連接時，您的計算機就不屬于互聯(lián)網(wǎng)了。

但它的猊點也是非常明顯氤,就是信息量大、傳播墉范圍廣。

根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式劃分

根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式的不同，可以將計算機網(wǎng)絡(luò)劃分為廣

播式網(wǎng)絡(luò)和點到點式網(wǎng)絡(luò)兩大類。

(1)廣播式網(wǎng)絡(luò)

廣播式網(wǎng)絡(luò)是用一個共同的傳播介質(zhì)把各個計算機連接

起來的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)上所有的計算機都共享該通信信道,

任何一臺計算機發(fā)出的信息都可以被其他所有計算機

接收到。

廣播式網(wǎng)絡(luò)一般應(yīng)用于局域網(wǎng)中。

(2)點到點式網(wǎng)絡(luò)

點對點式網(wǎng)絡(luò)中的計算機或設(shè)備以點到點的方式進行數(shù)

據(jù)傳輸，兩個結(jié)點間可能有多條單獨的鏈路。

點到點式網(wǎng)絡(luò)一般應(yīng)用于廣域網(wǎng)中。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)劃分

計算機網(wǎng)絡(luò)的物理連接形式叫做網(wǎng)絡(luò)的物

理拓撲結(jié)構(gòu)，連接在網(wǎng)絡(luò)上的計算機、

大容量的外存、高速打印機等設(shè)備均可

看作是網(wǎng)絡(luò)上的結(jié)點，把這些結(jié)點看成

是點，把網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì)看成是線，

由這些點和線組成的幾何圖形就是網(wǎng)絡(luò)

的拓撲結(jié)構(gòu)。計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)主

要有總線型、星型、環(huán)型、樹型、網(wǎng)狀

型等。

(1)星型網(wǎng)絡(luò)

以一臺中央處理機(通信設(shè)備)為主而構(gòu)成的網(wǎng)

絡(luò)，其它入網(wǎng)機器僅與該中央處理機有直接的

物理鏈路，所包的數(shù)據(jù)傳輸必須經(jīng)過中央處理

機，如圖L5所示。

(2)總線型網(wǎng)絡(luò)

所有入網(wǎng)設(shè)備共用一條物理傳輸線路，所

有的數(shù)據(jù)發(fā)往同一條線路，并能夠由連

接在線路上的所有設(shè)備感知，入網(wǎng)設(shè)備

理過專用的分接頭接入線路，如圖1.6所

O

g3d

(3)環(huán)型網(wǎng)絡(luò)

環(huán)型網(wǎng)絡(luò)是將網(wǎng)絡(luò)結(jié)點連接成閉合的環(huán)

形結(jié)構(gòu)，如圖1.7所示。信號順著一個

方向從一臺設(shè)備傳到另一臺設(shè)備，每

一臺設(shè)備都配有一個收發(fā)器，信息在

每臺設(shè)備上的延時時間是固定的。有

些網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為了提高通信效率和可靠

性，采用了雙環(huán)結(jié)構(gòu)，即在原有的單

環(huán)上再套一個環(huán)，使每個結(jié)點都具有

兩個接收通道。

(4)樹型網(wǎng)絡(luò)

樹型網(wǎng)絡(luò)其形狀像一棵倒置的樹，頂端

是樹根，樹根以下帶分支，每個分支還

可再帶子分支，如圖L8所示。

(5)網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)沒有規(guī)定的連接方式，其中的每個結(jié)

點均可能與任何結(jié)點相連，如圖1.9所示。這

種網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)點是，任何兩結(jié)點之間都可

能有多條路經(jīng)，可以繞過故障結(jié)點和繁忙結(jié)

點，能動態(tài)地分配網(wǎng)絡(luò)流量，有容錯能力和

很高的可靠性。缺點是網(wǎng)絡(luò)機制復(fù)雜，構(gòu)造

1.1.4計算機網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用

計算機網(wǎng)絡(luò)的功能

計算機網(wǎng)絡(luò)自20世紀60年代末誕生以來，一直以異常迅

猛的速度發(fā)展，被越來越廣泛的應(yīng)用于政治、經(jīng)濟、

軍事、生產(chǎn)及科學(xué)技術(shù)和日常生活等各個領(lǐng)域。計算

機網(wǎng)絡(luò)的主要功能包括如下幾個方面。

(1)數(shù)據(jù)通信

(2)資源共享

(3)數(shù)據(jù)信息的集中和綜合處理

(4)實現(xiàn)分布式處理

(5)增加可靠性和可用性

(6)提高系統(tǒng)處理能力

計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

計算機網(wǎng)絡(luò)在資源共享和信息交換方面所具有的功能，是其它系統(tǒng)

所不能替代的。計算機網(wǎng)絡(luò)所具有的高可靠性、高性能價格比和

易擴充性等優(yōu)點，使得它在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、郵電通信、

文化教育、商業(yè)、國防以及科學(xué)研究等各個領(lǐng)域、各個行業(yè)獲得

了越乘越廣泛的應(yīng)用。計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍實在太廣泛，下面

僅列山一些帶有普遍意義和典型愚義的應(yīng)用領(lǐng)域。

(1)辦公自動化

(2)方便的信息檢索

(3)現(xiàn)代化的通信方式

(4)遠程教育

(5)電子商務(wù)與電子政務(wù)

(6)企業(yè)信息化

(7)娛樂和消遣

(8)軍事指揮自動化

L2數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識

1.2.1數(shù)據(jù)傳輸方式

數(shù)據(jù)通信有兩種傳輸方式：串行傳輸和并

行傳輸。一般來說，串行傳輸用于距離

較遠的情況，并行傳輸用于距離較近的

情況。

(1)并行傳輸

(2)串行傳輸

并行到串0

行的轉(zhuǎn)捌0發(fā)

接0

送

回

收0

串行到并0設(shè)

設(shè)行的轉(zhuǎn)換

0備

B

備-43回團團叵I

串行傳輸?shù)姆较蛐越Y(jié)構(gòu)

串行通信中，按信號在信道上的傳輸方向,

可分為單工、半雙工、全雙工三種不同

的通信方式。

①單工通信

②半雙工通信

③全雙工通信

1.2.2傳輸介質(zhì)

傳輸介質(zhì)是指通信中實際傳送信息的載體。計算機網(wǎng)絡(luò)

中采用的傳輸介質(zhì)通?？梢苑譃椋河芯€介質(zhì)和無線介

質(zhì)兩大類。每一種介質(zhì)在帶寬、吞吐量、傳輸延遲、

尺寸、可擴展性以及成本和安裝維護費用等方面都不

相同，在實際使用中決定使用哪種傳輸介質(zhì)時，必須

綜合考慮傳輸介質(zhì)的多種特性，將聯(lián)網(wǎng)需求與介質(zhì)特

性進行匹配。

有線介質(zhì)又稱為約束類傳輸介質(zhì)，是以有形線路作為傳

輸媒體的傳輸介質(zhì)，有線介質(zhì)將信號約束在一個物理

導(dǎo)體之內(nèi)，被稱作有界介質(zhì)，雙絞線、同軸電纜和光

纖是常用的三種有線傳輸介質(zhì)。常用的無線傳輸介質(zhì)

有無線電波、紅外線、激光和微波等。下面分別介紹

幾種常用傳輸介質(zhì)。

雙絞線

雙絞線是出現(xiàn)最早的傳輸介質(zhì)，它由若干對兩兩絞在一

起的相互絕緣的銅導(dǎo)線組成，采用兩兩相絞的絞線技

術(shù)，可以抵消相鄰導(dǎo)線對之間的電磁干擾和減小近端

串擾。

根據(jù)是否具有屏蔽層，雙絞線分為屏蔽雙絞線和非屏蔽

雙絞線，屏蔽雙絞線由于具有屏蔽層，所以抗干擾性

較好，但由于價格較貴，在實際組網(wǎng)中用得不是很多。

到目前為止，EIA/TIA已頒布了1類、2類、3類、4類、5

類、超5類、6類、7類共8種雙絞線的標準，目前計算

機網(wǎng)絡(luò)中常用的是3類、5類、超5類、6類非屏蔽雙絞

線。

同軸電纜

同軸電纜中央是一根比較硬的銅導(dǎo)線或多股導(dǎo)線,

外面由一層絕緣材料包裹，這一層絕緣材料又

被第二層導(dǎo)體所包住，第二層導(dǎo)體可以是網(wǎng)狀

的導(dǎo)體（有時是導(dǎo)電的鋁箔），主要用來屏蔽

電磁干擾，最外面由絕緣塑料包住，如圖1.19

所示。

廣泛使用的同軸電纜有兩種。一種是阻抗為50歐

a.口

姆的基帶同軸電纜，僅用于傳蒯數(shù)爭信節(jié)；力

一種是阻抗為75歐姆的寬帶同期電纜，既可以

傳輸模擬信號，又可以傳輸數(shù)字信號。

目前計算機網(wǎng)絡(luò)中，已很少采用同軸電纜。

發(fā)泡PEPVC護套

光纖

光導(dǎo)纖維（簡稱光纖）是光纜的纖芯，通常是由

能傳導(dǎo)光波的非常透明的石英玻璃拉成纖維細

絲線芯，外加包層和涂覆層構(gòu)成，如圖1.20所

示。光纖通值就是利用光導(dǎo)纖維傳遞光脈沖來

進行通信，青光脈沖時相當于“1”，沒有光脈

沖時相當于“0”。涂覆層保護光纖的機械強度,

并防止外界對纖芯的侵蝕。包層的作用是將光

封閉在光纖芯內(nèi)，光纖芯和包層的成分都是玻

璃，光纖芯的折射率圓，包層的折射率低，這

樣可以把光封閉在光鮮芯內(nèi)。如圖1.21所示。

微波通信

微波通信，是使用頻率在300MHz?300GHz之間的電磁波——微波進行的通

信。微波通信主要有兩種方式：地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。微波在

空—中…，當在地面?zhèn)髹鷷r，由于地球表面是個曲面，因此其傳

播距離受到限制且與天線的高度有關(guān)，一般只有50km左右。長途通信時

必須建立多人中繼站，中繼站把前一站發(fā)來的信號經(jīng)過放大后再發(fā)往下

一站，類似于“接力”。衛(wèi)星通信是利用人造地球同步衛(wèi)星作為太空無

人值守的微波中繼站的一種特殊形式的微波接力通信，衛(wèi)星通信可以克

服地面微波通信的距離限制，其最大特點就是通信距離遠，且通信費用

與通信距離無關(guān)。同步衛(wèi)星發(fā)射出的電磁波可以輻射到地球三分之一以

上的表面，只要在地球赤道上空的司步軌道上等距離地放置3顆衛(wèi)星，就

能基本上實現(xiàn)全球通信。

微波通信的主要特點是通信信道的容量很大，有很高的帶范,傳輸?shù)馁|(zhì)量和

可靠性較高，通信雙方不受環(huán)境位置的影響，不需要事先鋪設(shè)電纜。缺

點是相鄰站之間必須直視，不能有障礙物；微波在雨雪天氣時會被吸收,

從而造成損耗；同電纜通信才目比，微波通信可被竊聽，安全性和保密性

較差。另外，采用衛(wèi)星通信由傳播時延較長。

激光通信

激光通信是指用激光束作為信息載體進行通信，

激光通信與微波通信相比，波長比微波波長明

顯短，具有高度的相干性和空間定向性，這決

定了激光通信具有通信容量大、重量輕、功耗

和體積小、保密性高、建造和維護經(jīng)費低等優(yōu)

點。激光通信的缺點是兩個通信結(jié)點之間必須

在視線范圍內(nèi)，不能有障礙物遮擋；一般只適

宜于短距離的通信，其傳輸效率受天氣影響較

大。

紅外線通信

紅外線通信使用紅外線光來傳輸信號，是一種廉

價、近距離、無線、低功耗、保密性強的通訊

方案，主要應(yīng)用于近距離的無線數(shù)據(jù)傳輸，也

有用于近距離無線網(wǎng)絡(luò)接入。紅外線傳輸既可

以進行點到點通信，也可以進行廣播式通信。

紅外線由于波長較短，它要求通信結(jié)點之間必

須在直線視距之內(nèi)，不能穿越墻。紅外線傳輸

技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸速率相對較低，在面向一個方向

通信時，數(shù)據(jù)傳輸速率為16MbPs；如果選擇

數(shù)據(jù)向各個方向上傳輸時，速率將不能超過1

MbPso

1.2.3數(shù)據(jù)交換技術(shù)

在計算機網(wǎng)絡(luò)中，最簡單的數(shù)據(jù)通信形式是在兩

臺計算機之間直接使用物理線路進行通信，但

更為常見的是需要若干個中間轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備才能將

一臺計算機的數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪慌_計算機，這個

過程稱為數(shù)據(jù)交換。

常用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)分為兩大類：電路交換和

存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換。存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換按照被轉(zhuǎn)發(fā)的信

息單位的不同，又可分為報文交換和分組交換,

分組交換又可分為數(shù)據(jù)報分組交換和虛電路分

組交換。

電路交換

電路交換類似于電話系統(tǒng)，希望通信的計算機之

間必須事先建立物理連接或邏輯連接，這種連

接由結(jié)點之間的各段電路組成，每一段電路都

為該連接提供一條通道，如圖1.22所示。電路

交換的工作過程包括建立電路、占用電路并進

行數(shù)據(jù)傳輸、拆除電路三個階段。

說明：一?表示獨占鏈路

報文交換

在計算機網(wǎng)絡(luò)中，有些站點之間的數(shù)據(jù)通信具有隨機性

和突發(fā)性，如果采用電路交換方式來傳輸這些數(shù)據(jù)，

其電路的利用率很低，如果采用報文交換方式則不存

在這種問題。

報文交換方式的數(shù)據(jù)傳輸單位是報文，報文就是站點一

次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，其長度不限且可變。當一個站

點要發(fā)送報文時，它將一個目的地址附加到報文上，

將這個報文發(fā)送給本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)點，本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)點根據(jù)

報文上的目的地址信息和路由信息，把報文發(fā)送到下

一個結(jié)點，這樣逐個結(jié)點地轉(zhuǎn)發(fā)，一直到目的站點，

如圖1.23所示。

分組交換

分組交換是報文交換的一種改進，它將報

文分成若干個較短的格式化的分組，每

個分組的長度有一個上限。有限長度的

分組使得每個結(jié)點所需的存儲能力降低

了，分組可以存儲到內(nèi)存中，這樣提高

了交換速度，縮短了傳輸延遲。

分組交換有虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報分組

交換兩種。

其中:□口■分別表示分組1、分組2和分組3其中：口□■分別表示分組1、分組2和分組3

三種交換技術(shù)比較

電路交換：數(shù)據(jù)開始傳輸之前必須先建立一條完全的通路，在電路

拆除之該通路由一對站點完全占用；對于猝發(fā)式的通信，電

路莉用聿不IWJ。

報文交換：報文從源點傳送到目的地采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式，在傳輸

報文時，只占用一段通道；在交換結(jié)點中報文需要緩沖存儲，需

要排隊，因此報文交換不適合于交互式通信，不能滿足實時通信

的要耒°

分組交換：分組交換方式和報文交換方式類似，但報文被分割成分

組傳送，并規(guī)定了最大的分組長度；在分組交換中，目的地需要

重新組裝報文；分組交換技術(shù)是在數(shù)據(jù)網(wǎng)中最廣泛使用的一種交

換技術(shù)。

三種數(shù)據(jù)交換方式各有其特點，對于實時性較強的交互式通信，電

路交換最合適，不宜采用報文交換方式；對于網(wǎng)絡(luò)中較輕的或間

歇式的負載，報文交換方式最合適；對于中等或稍重的負載，分

組交換方式效果最好。

1.3計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1.3.1計算機網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)

通信協(xié)議

一般地，為了交換信息，通信雙方必須遵守一定的規(guī)則。

例如，人與人之間使用電話交換信息時，首先需要撥

打?qū)Ψ降奶柎a，接電話的人在聽到電話鈴聲后提起話

筒，當雙方相互確認后，再以相互能夠理解的語言來

傳達信息的內(nèi)容。如果雙方不遵守公共的約定或規(guī)則,

就不能順利地進行信息交換。

在計算機系統(tǒng)之間進行信息交換時，同樣也需要遵守一

定的規(guī)則，這些規(guī)則被稱為協(xié)議。協(xié)議是通信的參與

方必須共同遵守的一組事先約定好的規(guī)則，只有遵守

這些規(guī)則，才能進行信息交換。一個協(xié)議定義了交換

什么信息、如何交換信息以及何時交換信息。

計算機網(wǎng)絡(luò)的分層模型

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)，為了減少計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

的復(fù)雜性，人們將系統(tǒng)所要實現(xiàn)的復(fù)雜功能分化為若干個相對簡

單的細小功能，每一項分功能以相對獨立的方式去實現(xiàn)，這樣就

產(chǎn)生了計算機網(wǎng)絡(luò)的分層模型。計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)就是定義和

描述計算機網(wǎng)絡(luò)如何分層、每一層的功能及協(xié)議的，它是計算機

網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合。當然，計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是抽象

的，它只是從功能上劃分及定義了計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各個層次，

不涉及每層硬件和軟件的組成，也沒有定義如何去實現(xiàn)這些層次

和功能。

圖L26給出了計算機網(wǎng)絡(luò)分層模型的示意圖，該模型將計算機網(wǎng)絡(luò)中

的每臺機器抽臬為若干層，每層實現(xiàn)相同的功能，實現(xiàn)一種相對

獨立的功能。茬圖用，主抗極抽象成N層，其中N-1層是N-2層的

用戶，它通過這兩層之間的接口使用N-2層所提供的服務(wù)；N-1層

又向它的上一層--第N層提供服務(wù)。

主機1主機2

協(xié)議

協(xié)議

132OSI參考模型

層次結(jié)構(gòu)

1984年，國際標準化組織(ISO)推出

了著名的開放系統(tǒng)互連參考模型

(OpenSystemInterconnection應(yīng)用層

ReferenceModel,OSI/RM),簡稱表示層

為OSI模型。該模型將計算機網(wǎng)絡(luò)系會話層

統(tǒng)分為七層，由低到高依次為：物理傳輸層

層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層

會話層、表示層和應(yīng)用層，OSI參考數(shù)據(jù)鏈路層

模型的結(jié)構(gòu)如圖1.27所示。物理層

數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程

如圖1.28所示，是采用OSI模型的兩臺主機之間數(shù)據(jù)傳輸

過程的示意圖，主機A上的程序（發(fā)送進程）發(fā)送數(shù)據(jù)

給主機B上的程序（接收進程）。

主機A的進程生成要傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)，將用戶數(shù)據(jù)交給應(yīng)

用層；應(yīng)用層在數(shù)據(jù)前面添加一個應(yīng)用層的頭部

（H7）,然后將頭部及數(shù)據(jù)一起交給下一層；下一層

再在前面添加一個頭部，然后交給其下一層；這樣，

每層都添加一個頭部，并將頭部及數(shù)據(jù)一起交給下一

層。數(shù)據(jù)鏈路層接收到網(wǎng)絡(luò)層傳過來的頭部及數(shù)據(jù)后，

茬前面添加一個實部（H2）,在后面添加一個尾部

（T2）o在每層添加的頭部及尾部信息中，包含該層

協(xié)議的控制信息，如網(wǎng)絡(luò)層包頭中包含發(fā)送方和接收

方的邏輯地址。

交換數(shù)據(jù)

單元名稱

APDU

PPDU

SPDU

TPDU

數(shù)據(jù)分組

(NPDU)

數(shù)據(jù)幀

(DPDU)

比特

(PPDU)

實際數(shù)據(jù)傳輸路線

OSI模型各層數(shù)據(jù)單位的名稱

為了使數(shù)據(jù)塊從源主機傳輸?shù)侥康闹鳈C，如圖1.28所示，源主機OSI參考模

型的每一層要與目標主機的每一層進行通信，即同層之間要進行通信。

在這一過程中，每一層的協(xié)議交換的信息單位稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元

(PDU)。位于源計算機上的每個通信層，使用針對該層的協(xié)議數(shù)據(jù)單

元與目標計算機上的對等層進行通信。

物理層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元是比特，即物理層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位是比特。其他各層

的協(xié)議數(shù)據(jù)單元包括該層的頭部及數(shù)據(jù)部分，而數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議數(shù)據(jù)

單元還包括該層的尾部。數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元是數(shù)據(jù)幀(簡稱

幀)，網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元是數(shù)據(jù)報，傳輸層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元是數(shù)據(jù)

O

在發(fā)送方，低層將來自上層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元當作數(shù)據(jù)部分進行封裝。在接收

方，低層去掉該層的頭部及尾部后，將剩余的數(shù)據(jù)部分傳給上層；上層

將低層傳過來的信息作為該層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元；接收方的每一層收到該

層的處議數(shù)據(jù)單元后，進行解封裝，將解封裝后剩下的信息交給上一層,

解息會后剩下的信息也就是上一層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。

1.4Internet

1.4.1Internet的概念與組成

Internet是一個在全球范圍內(nèi)將成千上萬個計算機網(wǎng)絡(luò)互

相連接起來形成的超級計篁機網(wǎng)絡(luò)，因此又稱為計算

機網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)際網(wǎng)，音譯為因特網(wǎng)。在Internet中,

包含數(shù)萬個計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)億臺主機。從信息資遮的

角度看，Internet是一個集各個部門、各個領(lǐng)域的信息

資源為一體的，供網(wǎng)絡(luò)用戶共享的信息資源網(wǎng)。

盡管Internet互連了遍布全球的各種網(wǎng)絡(luò)和計算機，但在

組成上仍可以歸納為以下幾個部分。

1.計算機

2.通信線路

3.路由器

4.計算機網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)4

路由器路由器

網(wǎng)絡(luò)1

份網(wǎng)絡(luò)3

路由器

路由器

路由器

網(wǎng)絡(luò)2

1.4.2IE6.0瀏覽器

瀏覽器簡介

瀏覽器，也稱為網(wǎng)頁瀏覽器，是一種主要用于瀏覽萬維網(wǎng)（WWW）

上的網(wǎng)頁的軟件。它是WWW服務(wù)的客戶端瀏覽程序，它根據(jù)用

戶的要求向WWW服務(wù)器發(fā)出各種請求，并對從WWW服務(wù)器返

回的網(wǎng)頁和各種多媒體數(shù)據(jù)進行

到WWW服霧器中豐富的內(nèi)容。；

和獲取WWW信息的窗口，通過瀏覽器，用戶可以在浩瀚的

Internet海洋中漫游，搜索和瀏覽自己感興趣的所有信息。

目前常用的瀏覽器有：微軟公司的IE瀏覽器、傲游（Maxthon）瀏覽

器、滕訊公司的滕訊TT瀏覽器、網(wǎng)景公司的Navigator瀏覽器、火

狐（Nire^bx）洌覽器、0口era瀏覽器。IE瀏覽器為Windows操作系

統(tǒng)自帶，目前最新的版本為7.0,但是大部分人還在使用6.0版本，

比較穩(wěn)定。

IE6.0的使用

IE6.0的界面

標題欄菜單欄工具■欄■

3百度一下,MicrosoftInte...HE?

文件（D編輯（E）查看@）收藏⑥工具⑴軍助田）「

X]0；..搜索收4夾鏟.▼一“

w」http://www.baidu.com/-------------------轉(zhuǎn)到一T—地址欄

登錄人

?,%

百度----工作區(qū)

新聞用頁蛇膽型道MP3圖片

I百度搜索I翳

■IiKegnet，?狀態(tài)欄

收藏夾的使用

收藏夾就好像現(xiàn)實生活中把一些值得收藏

的資料放在抽屜中一樣，存儲起來，方

便以后查看。大多數(shù)上網(wǎng)的用戶喜歡經(jīng)

常訪問一些特定的網(wǎng)站，如果每次訪問

這些網(wǎng)站都要輸入地址的話會很麻煩。

用戶可以通過收藏夾將這些網(wǎng)站的地址

收藏起來，以后每次訪問這些網(wǎng)站時不

必輸入地址，可以直接從收藏夾中方便

地訪問這些網(wǎng)站。

網(wǎng)頁的保存與打印

當用戶覺得某一個網(wǎng)頁中的全部信息或部分信息

aq頁中的個別圖片)很有用時，可以把它保

本地計算機或打印出來，以方便日后再次

O

保存網(wǎng)頁的步驟如下：

(1)點擊“文件”菜單下的“另存為”命令，

彈出“保存網(wǎng)頁”對話框，如圖1.33所示。

(2)選擇合適的路徑，輸入文件名，選擇合適

的“保存類型”，一般選擇“網(wǎng)頁，全部

類型，點擊“保存”按鈕就可將

當前網(wǎng)頁原卷到本地計算機。

1.4.23設(shè)置IE6.0的主頁

主頁也就是在每次啟

Internet選項Tlx

動IE時自動打開的常規(guī)安全隱私內(nèi)容」連接J程序「高級二L

主頁

那個網(wǎng)頁，一般將I一九可以更改主頁.

主頁設(shè)置成我們最|使用當前頁(￡)]|使用默認頁①)]1使用空白頁|

1ntemet臨時文件

關(guān)注、瀏覽最頻繁.所查看的Internet頁存儲在特定的文件夾中，這樣可以

星，提高以后瀏覽的速度。

的那個網(wǎng)頁，這樣|冊J除CookiesQ)...]|刪除文件也[..?]|設(shè)置⑤)...]

歷史記錄

廠、“History”文件夾中包含有已訪問頁的健按，可使用戶快

在每次啟動IE時無呂速訪問最近查看過的頁。

須輸入這個網(wǎng)頁的網(wǎng)頁保存在歷史記錄中的天數(shù)奧)20C|清除歷史記錄OP|

網(wǎng)址就自動打開了。I顏色⑥)…]I字體①)…]I語言①)…11輔助功能＞)...]

[確定II取消I

1.4.3WWW服務(wù)

WWW服務(wù)的概念

WWW是WorldWideWeb的簡稱，中文名稱為萬維網(wǎng)。

WWW服務(wù)由WWW服務(wù)器提供，一個WWW服務(wù)器上,

包含若干個網(wǎng)頁文件。客戶機上運行瀏覽器程序，瀏

覽器程序與WWW服務(wù)器進行通信，并從WWW服務(wù)器

上下載需要的網(wǎng)頁文件，將網(wǎng)頁文件解釋、顯示在客

戶機屏幕上。我們平常看到的各種網(wǎng)頁，就是經(jīng)瀏覽

器解釋、翻譯后顯示出來的。

WWW服務(wù)器通常被稱為網(wǎng)站，一個網(wǎng)站包含若干個網(wǎng)頁,

網(wǎng)頁和網(wǎng)頁之間通過超級鏈接關(guān)聯(lián)起來，從而可以從

一個網(wǎng)頁跳轉(zhuǎn)到另外一個網(wǎng)頁。每個網(wǎng)站都通過

WWW服務(wù)程序向Internet的用戶提供服務(wù)，Internet用

戶通過瀏覽器可以訪問網(wǎng)站提供的網(wǎng)頁。

WWW服務(wù)的實現(xiàn)過程

WWW服務(wù)以客戶/服務(wù)器模式進行工作。在

WWW服務(wù)器上運行WWW服務(wù)程序，在客戶

機上，用戶通過瀏覽器程序與WWW服務(wù)程序

進行交互。

在每個WWW服務(wù)器上，WWW服務(wù)程序一般工

作在TCP的80端口，即服務(wù)器監(jiān)聽TCP的80端

口，看是否有客戶端過來的連接。當客戶端需

要訪問服務(wù)器上的網(wǎng)頁時，客戶城上的瀏覽器

程序與服務(wù)器的80端口建立TCP連接，通過該

TCP連接，在瀏覽器程序和WWW服務(wù)程序之

間傳遞信息。

下面以一個具體的例子來說明WWW服務(wù)的實現(xiàn)過程。假設(shè)某用戶要

訪問深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)頁http://www./index.htm,

則瀏覽器與服務(wù)器的信息交互過程加下：

①瀏覽器向DNS服務(wù)器查詢WWW服務(wù)器的IP地址

②DNS服務(wù)器將相應(yīng)的IP地址80回應(yīng)給瀏覽器

③瀏覽器與IP地址為80的服務(wù)器的80端口建立一條TCP連

接

④瀏覽器通過該TCP連接，以超文本傳輸協(xié)議(HTTP)為應(yīng)用層協(xié)

議，向服務(wù)器發(fā)送GET命令，要求獲取文件/index.htm

⑤服務(wù)器將文件/index.htm發(fā)送給瀏覽器

⑥瀏覽器將文件/index.htm翻譯、顯示成網(wǎng)頁

⑦瀏覽器釋放與服務(wù)器建立的TCP連接。

WWW服務(wù)的應(yīng)用

目前Internet中，通過WWW服務(wù)建立的網(wǎng)站有數(shù)千萬個，這些網(wǎng)站

一般有以下幾個方面的應(yīng)用：

①企業(yè)、機構(gòu)和個人通過網(wǎng)站發(fā)布、共享信息資料；

②企業(yè)通過網(wǎng)站與客戶進行交流，收集和反饋客戶的意見和建議；

③通過網(wǎng)站提供網(wǎng)上聊天、電影、電視、音樂、網(wǎng)絡(luò)游戲等娛樂服

務(wù)；

④電子商務(wù)、電子政務(wù)；

⑤網(wǎng)上辦公；

⑥企業(yè)信息化系統(tǒng)；

⑦遠程教育與E-learning。

隨著Internet技術(shù)的不斷發(fā)展，將會有更多的應(yīng)用通過WWW服務(wù)來

提供。

1.5TCP/IP協(xié)議族

1.5.1TCP/IP簡介

TCP/IP模型

OSI模型是一種通用的、標準的理論模型，今天

市場上沒有一個流行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議完全遵守OSI

模型，因此OSI模型實際上是一種教學(xué)模型。

但TCP/IP模型卻不同，它是包含一系列實用協(xié)

議的協(xié)議族，目前Internet使用的就是TCP/IP的

體系結(jié)構(gòu)。所以說TCP/IP既有模型，又有產(chǎn)品。

TCP/IP模型同樣是一個層次模型，只不過只有4

層，而OSI模型有7層。從下往上分別為網(wǎng)絡(luò)接

口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層，如圖1.35所

示。TCP/IP模型各層的功能如下：

圖1.35TCP/IP模型與OSI模型

1.5.L2各層主要協(xié)議

TCP/IP是一個協(xié)議系列或稱為協(xié)議族，它目前包

含100多個協(xié)議，其中最著名的是TCP協(xié)議和IP

協(xié)議。Internet和各種TCP/IP網(wǎng)絡(luò)都是采用

TCP/IP協(xié)議作為通信標準，TCP/IP模型各層的

一些重要協(xié)議如圖1.36所示。

層次

應(yīng)用層DNSHFSBSP…”…SMTPFTPTelnetHTTP

假輸層TCPUDP

ICMP|IGMP

網(wǎng)絡(luò)層IP

|ARP||RARf|

網(wǎng)絡(luò)

u

接口層電話版衛(wèi)星網(wǎng)1無線網(wǎng)....卜.25網(wǎng)局域網(wǎng)

1.網(wǎng)絡(luò)接口層協(xié)議

TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口層包括了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，它包括各種物理層協(xié)

議和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。各種物理網(wǎng)絡(luò)，如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、幀中繼、

ATM、ISDN、X.25分組交換網(wǎng)等，都可以用來傳輸IP數(shù)據(jù)報，因而都屬

于網(wǎng)絡(luò)接口層。諸如SLIP協(xié)議、PPP協(xié)議、SDLC協(xié)議、HDLC協(xié)議、PPP

協(xié)議等各種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議也都屬于網(wǎng)絡(luò)接口層協(xié)議。

2.網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)層包括多個重要協(xié)議，主要協(xié)議有4個，即IP、ARP、RARP和ICMP。

網(wǎng)際協(xié)議(InternetProtocol,簡稱IP)是其中的核心協(xié)議，IP協(xié)議規(guī)定網(wǎng)絡(luò)

乒數(shù)據(jù)分組(IP數(shù)據(jù)報)的格式。

網(wǎng)際控制消息協(xié)議(InternetControlMessageProtocol,簡稱ICMP)：用來

傳輸網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)消息和網(wǎng)絡(luò)控制消息。

地址解析協(xié)議(AddressResolutionProtocol,簡稱ARP)：用來將IP地址解

柝成才勿理地址。

反向地址解析協(xié)議(ReverseAddressResolutionProtocol,簡稱RARP)：通

過RARP廣播，將物理地址解析成IP地址。

3.傳輸層協(xié)議

TCP/IP的傳輸層協(xié)議包括TCP和UDP。

傳輸控制協(xié)議(TransPortControlProtocol,簡稱TCP)：是面向連接

的協(xié)議，用三次握手和滑動窗口機制來保證傳輸?shù)目煽啃圆⑦M行

流拿控制。

用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UserDatagramProtocol,簡稱UDP)是非面向連接

的不可靠傳輸層協(xié)議。

4.應(yīng)用層協(xié)議

應(yīng)用層協(xié)議為用戶提供所需要的各種服務(wù)，是各種服務(wù)的支撐協(xié)議。

常見的應(yīng)用協(xié)議有：文件傳輸協(xié)議(FTP)、超文本傳輸?shù)Z議

(HTTP)、簡單郵件傳輸協(xié)議(SMTP)、遠程登錄協(xié)議

(Telnet)＞域名服務(wù)協(xié)議(DNS)和簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)

等。

1.5.2IP地址

IP地址是一個分配給一臺主機（或路由器），并

用于該主機（或路由器）所有通信的唯一的32

位二進制數(shù)。Internet上主機（或路由器）與網(wǎng)

絡(luò)連接的每個接口都必須有一個唯一的IP地址,

任何兩個不同的接口，它們的IP地址是不同的。

因此，如果一臺主機或路由器同網(wǎng)絡(luò)有多個接

口的話，它可以擁有多個IP地址，每人接口對

應(yīng)一個IP地址。也就是說，將一個IP地址分配

給一臺主機（或路由器），其本質(zhì)上是將此IP

地址分配給主機（或路由器）與網(wǎng)絡(luò)連接的一

個接口。

L5.2.1IP地址結(jié)構(gòu)

IP地址是網(wǎng)絡(luò)層的地址，也是邏輯地址，該地址是隨設(shè)備

所處網(wǎng)絡(luò)位置不同而變化的，即設(shè)備從一個網(wǎng)絡(luò)遷移

至另一個網(wǎng)絡(luò)時，其IP地址也必須相應(yīng)地發(fā)生改變。

也就是說，IP地址是一種結(jié)構(gòu)化的地址，可以提供主

機所處的網(wǎng)絡(luò)位置信息。

IP地址以32位二進制的形式在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中存儲、傳

輸，它包括網(wǎng)絡(luò)號和主機號兩部分，如圖1.37所示。其

中網(wǎng)絡(luò)號表示該主機所在的網(wǎng)絡(luò)，主機號表示該主機

在所處網(wǎng)絡(luò)中的編號。路由器根據(jù)目的IP地址中包含

的網(wǎng)絡(luò)號為IP分組選擇一條去往目的地的最佳路徑。

由于32位的IP地址難以書寫和記憶，通常

將32位的IP地址劃分成4個8位組，再把

每個8位組轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)，用小數(shù)點將

這4個十進制數(shù)隔開，便成了人們?nèi)粘？?/p>

到的十進制數(shù)表示的IP地址，如

33o最小的IP地址為,

最大的IP地址為55。

網(wǎng)絡(luò)號.主機號.

IP地址分類

為了適合各種不同大小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，IP地

址被分為A、B、C、D、E五大類，如圖

1.38所示。其中A、B、C類是可供

Internet上主機使用的普通IP地址，D類用

于網(wǎng)絡(luò)組播服務(wù)，E類地址保留作為研究

使用。

A類IP地址的前8位為網(wǎng)絡(luò)號，其余的3個8位為主機號。用二進制表示時，A

類地址的第1位（最左邊）總是0,所以第1個8位組的最小值為00000000

（對應(yīng)十進制數(shù)0）,最大值為01111111（對應(yīng)十進制數(shù)127）,但是第1

個8位組為0和127的地址為保留地址，不能分配給主機使用。因而第1個8

位組的值在1到126之間的所有IP地址都是A類地址，所以共有126個A類

的網(wǎng)絡(luò)號。1人A類的網(wǎng)絡(luò)包含的主機號數(shù)量為224,對應(yīng)的的IP地址數(shù)量

為224,其中主機號部分為全0和全1的地址不能分配給主機使用，因而1

個A類網(wǎng)絡(luò)可以分配給主機使用的IP地址數(shù)量為224-2=16777214個，所以

A類地址適合于超大型網(wǎng)絡(luò)。

B類地址的前16位為網(wǎng)絡(luò)號，其余16位為主機號。用二機制表示時，B類地

址的前2位（最左邊）總是10。因而其第1個8位組的最小值為10000000

（對應(yīng)十進制數(shù)128）,最大值為10111111（對應(yīng)十進制數(shù)191）,因而

第1個8位組的值在128到191之間的所有IP地址都是B類地址。B類地址網(wǎng)

絡(luò)號的數(shù)量為214-2=16382個，1個B類網(wǎng)絡(luò)可以分配給主機使用的地址數(shù)

量為216-2=65534個，所以B類地址適合于大、中型網(wǎng)絡(luò)。

C類地址的前24位為網(wǎng)絡(luò)號，其余8位為主機號。用二機制表示時，C

類地址的前3位（最左邊）總是110。因而其第1個8位組的最小值

為11000000（對應(yīng)十進制數(shù)192）,最大值為11011111（對應(yīng)十進

制數(shù)223）,因而第1個8位組的值在192至IJ223之間的所有IP地址都

是C類地址。C類地址網(wǎng)絡(luò)號的數(shù)量為221-2=2097150個，1個C類

網(wǎng)絡(luò)可以分配給主機使用的地址數(shù)量為28-2=254個，所以C類地

址適合于小型網(wǎng)絡(luò)。

D類地址用于組播，用二進制表示時，D類地址的前4位（最左邊）

為1110。其第1個8位組的取值范圍為11100000到11101111,即從

224到239。因而第1個8位組的值在224到239之間的所有IP地址都

是D類地址。

E類地址被保留作為研究使用。用二進制表示時，E類地址的前4位

（最左邊）總是1111。其第1個8位組的取值范圍為11110000到

11111111,即從240到255。因而第1個8位組的值在240到255之間

的所有IP地址都是E類地址。

保留3地址

(1)網(wǎng)絡(luò)地址

主機號部分為全0的IP地址是特殊的IP地址，叫做網(wǎng)絡(luò)地

址，也稱網(wǎng)絡(luò)號碼。它用于代表一個網(wǎng)絡(luò)，如、

、分別代表了一個A類、B類和C

類網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)地址是不能分配給主機使用的IP地址。

(2)廣播地址

主機號部分為全1的IP地址是特殊的IP地址，叫做廣播地

址，用于向一個指定網(wǎng)絡(luò)中的所有主機發(fā)送廣播數(shù)據(jù)

包。如55、55、55

分別表示一個A類、B類、C類網(wǎng)絡(luò)的廣播地址。廣播

地址是不能分配給主機使用的IP地址。

(3)回送地址

第一個八位組是127的地址(如127.001)

是保留地址，叫做回送地址。在主機上

對應(yīng)于地址有一個接口，稱為回

送接口。當主機往發(fā)送信息時，

數(shù)據(jù)包經(jīng)過協(xié)議棧的處理，又回到自己。

使用它可以實現(xiàn)對本機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的測試

或?qū)崿F(xiàn)本地進程間的通信。

公有地址和私有地址

公有地址是指從Internet服務(wù)供應(yīng)商（ISP）或地址注冊處

申請獲得的IP地址，中請到的公有IP地址是全球唯一

的，沒宥往何兩臺連接協(xié)ntemet而主機擁有相同南IP

地址。

另外，在IP地址資源中，保留了一部分地址資源供實現(xiàn)內(nèi)

部網(wǎng)絡(luò)使用，這些地址被稱為私有地址。目前規(guī)定的

私有IP地址包括3塊地址空間，包括1個A類地址段，16

個B類地址段，256個C類地址段，即

1000.0?55、172.1600?55、

?55。連接在Internet上的主機

必須擁有公有的IP地址，只擁有私有IP地址的主機不

能直接連接在Inter吧上。使用私有IP地址的主機若要

訪問Internet,必須米用網(wǎng)絡(luò)地址翻譯（Network

AddressTranslation,NAT）或應(yīng)用代理（Proxy）方式。

1.5.3子網(wǎng)掩碼

為了快速確定IP地址的哪部分是網(wǎng)絡(luò)號，哪部分是主機號，以及判

斷兩個IP地址是否屬于同一網(wǎng)絡(luò)，就產(chǎn)生了子網(wǎng)掩碼（簡稱掩碼）

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據(jù)IP地址和子網(wǎng)掩碼準確計算出對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)號碼。兩個IP地址，

如果它們的網(wǎng)絡(luò)號碼相同，則認為它們屬于同一網(wǎng)絡(luò)，否則屬于

不同網(wǎng)絡(luò)。

子網(wǎng)掩碼是按IP地址的格式給出，即子網(wǎng)掩碼也是一個32位二進制

數(shù)，也可以用點分十進制表示法表示。任何一個子網(wǎng)掩碼，以二

進制表示時，其面面部分總是若干不連續(xù)的1,后面部分總是若干

個連續(xù)的0。它表示IP地址的前面對應(yīng)部分是網(wǎng)絡(luò)號部分，后面對

應(yīng)部分是主機號部分。例如、、

是正確的子網(wǎng)掩碼，而、55則不是正確的子

網(wǎng)掩碼，因為將它們轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)后，會發(fā)現(xiàn)其中的1不是連續(xù)

的。0.000和55是兩個特殊的子網(wǎng)掩碼。

對于A、B、C類IP地址分別有默認的子網(wǎng)掩碼，

它們分另U是、、

o

將IP地址與對應(yīng)的子網(wǎng)掩碼進行“與”運算

（AND運算），兩者相“與”的結(jié)果為網(wǎng)絡(luò)號

碼。進行“與”運算之前，必須將IP地址和子

網(wǎng)掩碼都轉(zhuǎn)換成32位的二進制表示形式，將它

們的每個二進制位分別進行“與”運算。

“與”運算的運算規(guī)則如下：

0AND1=0,1AND0=0,0AND0=0,1AND

1=1o

1.5.4默認網(wǎng)關(guān)

在計算機上進行TCP/IP設(shè)置時，除了設(shè)定計算機

的IP地址、子網(wǎng)掩碼外，通常還需要指定默認

網(wǎng)關(guān)(DefaultGateway)的IP地址。默認網(wǎng)關(guān)

是與源主機所處網(wǎng)段而連接的路由器接口的IP

地址，可以認為默認網(wǎng)關(guān)是源主機的鄰居結(jié)點。

默認網(wǎng)關(guān)的IP地址必須與源主機MlP地址在同

一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，即具有相同的網(wǎng)絡(luò)號碼。

對于源主機來說，如果一個數(shù)據(jù)包的目的IP地址

與源主機不在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，則這個數(shù)據(jù)包不能

直接傳送，必須先將這個數(shù)據(jù)包發(fā)送給默認網(wǎng)

關(guān)，再由默認網(wǎng)關(guān)進行轉(zhuǎn)凌。

1.6Internet的接入方式

Internet的接入方式

不論是個人用戶，還是企業(yè)用戶，接入到Internet的方式有很多。目

前常見的Internet接入方式有：撥號接入