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1、,第四节 网络互连与Internet,本节主要内容,网络互联的协议TCP/IP协议 网络互联的设备 网络的接入方式 Internet的发展概述 Internet的资源 Intranet,网络互连的协议TCP/IP,核心思想：在网络层和传输层建立一个统一的虚拟的“逻辑”网络，屏蔽千差万别的底两层协议（物理网络）的差异 应用：用于多个局域网的互连，也可以应用于一个局域网 条件：两个网络互连，必须使用“网际部件”IP路由器 协议的层次,Internet的地址系统IP地址,IP层地址： Internet上主机使用的数字型标识 通过 IP地址将不同物理网络统一为一个逻辑网络 实现路由 IP地址的结构 长
2、度: 32bits (4Bytes) 由网络号 (netid)和主机号 (hostid)两部分组成 网络号长度：决定整个互连网中能包括多少个网络 主机号长度： 决定每个网络中能包括多少个主机 点分十进制数表示:每个Byte用十进制数表示，用“ . ”连接，如：202.113.15.2,IP地址的分类,A类IP地址,7bit 24bit 网络地址空间长度为7位，主机地址空间长度为24位； A类地址是从：1.0.0.0127.255.255.255； 网络地址空间长度为7位，允许有126个不同的A类网络(网络地址的0和127保留用于特殊目的)； 主机地址空间长度为24位，每个A类网络的主机地址数多
3、达16,000,000个； A类IP地址结构适用于有大量主机的特大型网络。,0,network,host,B类IP地址,14bit 16bit 网络地址空间长度为14位，主机地址空间长度为16位； B类IP地址是从：128.0.0.0191.255.255.255； 网络地址空间长度为14位，允许有16384个不同的B类网络； 主机地址空间长度为16位，每个B类网络的主机地址数多达65536个； B类IP地址适用于一些国际性大公司与政府机构等。,10,network,host,C类IP地址,21bit 8bit 网络地址空间长度为21位，主机地址空间长度为8位； C类IP地址是从：192.0.
4、0.0223.255.255.255； 网络地址空间长度为21位，允许有2,000,000个不同的C类网络； 主机地址空间长度为8位，每个C类网络的主机地址数最多为256个； C类IP地址特别适用于一些小公司与普通的研究机构。,110,network,host,子网掩码 获取子网地址和主机地址的运算数 长度、结构与IP地址相同 二进制值为1的位表示网络地址，其余部分0为主机地址 表达方式：点分十进制或二进制，如：255.255.255.0，202.113.15.2/24 子网地址 = IP地址 AND 子网掩码 IP地址 的使用 固定IP地址，月租费 动态IP地址：通过动态主机分配协议(DHC
5、P)管理 IP地址,Internet的域名地址,域名系统 (Domain Name System) 域名:用字符表示的网络主机名，是一种主机标识符； 与一个主机的用途、所在组织的名称、类型、地理位置有关 命名机制：层次型命名(hierarchy naming)： 子域的名字空间形成一种层次型树状结构,各层管理机构与再后的主机节点都有相应的标识符; 主机的域名就是从树叶到树根路径上各节点标识符（子域域名）的有序序列,实际域名命名规律： 域名系统是采用分层管理的，其结构如一个倒立的树，层次型命名机制与Internet的结构是一一对应的； Internet的顶级的基本组织类型代码有以下七种： .in
6、t 国际组织 .com 商业组织 .edu 教育组织 .gov 政府组织 .mil 军事组织 .org 非商业组织 .net 网络组织 1997年又增加了以下新的组织类型代码： .firm 商业公司 .store 商品销售企业 .web 与WWW相关的实体 .arts 文化和娱乐实体 .info 提供信息服务的实体 .nom 个体或个人 实际Internet主机域名的一般格式是：主机名.单位名.类型名.国家代码;,中国最高域名为“.cn” ； 第二级域名类型有： .edu 教育机构 .com 公司 .gov 政府机构 .org 非盈利组织 .net 网络组织 .bj 北京地区 .tj 天津地区
7、 第三部分一般表示主机所在的域或单位, 如.tju表示天津大学; 主机域名的第四部分表示主机所在的院、系、研究室等下一级单位，主机较多的单位，命名时可能会进一步细分； 例如主机域名： ftp .microsoft .com FTP服务器 微软公司 商业机构 国别省略(美国) 表示的是美国微软公司的FTP服务器美国的主机域名省略了国名。,域名解析 域名系统是用一个分布式主机信息数据库管理着Internet的主机名与IP地址，因此这个分布式主机信息数据库也是分层结构的； 域名解析： 域名服务器(domain name server)：一种服务器软件，运行在指定的机器上，完成名字-地址解析任务；
8、域名解析采用Client/Server方式工作， Client-请求名字解析服务 对应于域名结构，互连网中的多个名字服务器也构成层次结构,名字服务器可以位于互连网的任意位置； 服务器树的逻辑结构与Internet的域名层次结构是完全一致的； 根服务器是中央服务器，任何部门获得一个子域的管理权，就需要建立一个相应的名字服务器；,IP层的路由 由路由网关来完成 每个路由网关可以连接两个以上的网络 寻径是通过存储在路由网关中的路由表来完成的 路由表只包括相邻网关的信息 只包括网络信息和网关的IP地址 路由器：实现路由的网关 IP路由器 IPX路由器,ICMP（网际控制信息协议）：通过记录IP数据报的
9、传输过程，监测控制网络的连接情况和数据在网络上的传输情况 发送特殊的ICMP报文,Cisco 7500,Cisco 2514,2.传输层协议,功能：界于通信子网和资源子网之间，对下隔离通信子网的细节，对上提供信源机和信宿机之间的端端的连接服务 顶端“端口”：传输层向进程提供通信服务 通信的进程需要使用进程标识符； TCP/IP传输层协议使用协议端口(Protocol Port)作为通信的进程标识符，端口又是进程访问传输服务的入口点； 端口操作类似于一般的I/O操作，进程获得一个端口，相当于获得一个本地唯一的I/O文件，可以用一般的读写原语访问； 每一个端口拥有一个端口号(port number
10、)； TCP/IP传输层协议规定端口号用16 bit表示，有216个端口号； 保留的端口：23-TELNET, 21-FTP, 25-SMTP, 80-HTTP, 69-TFTP,TCP协议 TCP提供面向连接的流传输； 面向连接：在数据传输之前，首先在信源与信宿之间建立一条连接（三次握手）；传输的每一个报文都需要接收端确认，未确认和超时的报文被认为是出错报文，需要重新发送； 流传输：无报文丢失、重复、乱序的正确数据报文序列； TCP协议实现流传输的开销很大； 高可靠性；适用于一次传输大量报文的应用，如:FTP,Telnet；,UDP（ User Datagram Protocol）协议 一个
11、与TCP协议并行的传输层协议 无连接的传输协议 高效率：适用于一次传输少量报文的应用，如数据库查询和单个文件传送,常用的网络命令,Ping： 测试TCP/IP是否安装 ping IP地址 127.0.0.1 arp: 显示MAC地址解析表 arp -a Netstat: 显示TCP/IP的连接状态和统计数据 Nbtstat: 提供NetBios名称和地址信息 Nbtstat -a 主机名, nbtstat -A IP地址 Nslookup: 查找IP地址和域名地址 traceroute(tracert): 跟踪显示网络节点间的路径,二、网络互连的部件,中继器(Repeater)： 工作于物理层
12、的信号放大器 不能无限延长和形成环，两站之间最多经过四个,网桥(Bridge) 将两个同构的物理网段作为一个逻辑网（透明网桥） 异构的物理网的连接（翻译网桥） 工作在链路层 举例：固定电话与移动电话之间的连接 网关（Gateway) 路由器：网络层的网关 应用层：高层协议间的转换，如不同类型的网络操作系统、数据库之间 举例：语音通讯中的同声传译，翻译 NT Server 的 Gateway for Netware,三、广域网(Internet 的接入）,局域网与广域网连接,局域网局限于一个地点和单位 广域网用于连接不同地点 点对点的网络,广域网传输方式,PSTNPublic Switched
13、Telephone Network ISDNIntegrated Service Digital Network xDSLDigital Subscriber Lines 数字用户线路 CableHybrid fiber-coax of TV cable co. T-CarriersLeased lines from telco FDDIFiber Distributed Data Interface X.25 and Frame RelayPacket switching ATMAsynchronous Transfer Mode SONETSynchronous Optical Netwo
14、rk,PSTN,公共电话交换网 Network of typical telephone lines that service most homes POTS-Plain old telephone service 拨号连接 利用 PSTN 和其他线路，通过两端的Modem，访问远端服务器 非专线，不是总在线 Modem (modulator/demodulator)56 Kbps POP（呈现点）：两个电话系统的汇合处 链路层使用的协议：SLIP(Series Line Internet), PPP(Point to Point),公共电话交换网（PSTN) 模拟信道，线路交换，Modem
15、综合业务数据网（ISDN）对电话网数字化发展起来的网络 提供端-端的数字服务（数字电话、数字传真、可视图文、数据通信） 速率： 基本速率接口：2个B通道(64kbps) 1个D通道(16k) 主速率接口：30个B通道(64kbps) 1个D通道(64k),分组交换网 具有存储转发的三层次的点-点通信的数字通信网 在网络层通过具有协议转换的X.25路由网关将其他协议的数据报封装在X.25包中，在网上传输。 可以接入不同类型（协议、速率）的用户设备 70年代的网络，设计重点是提高数据传输的可靠性，用网络层的校验和确认，弥补当初线路质量的不足 速率：64Kbps 帧中继(Frame Relay)：对
16、X.25网的简化和改进 省略了网络层，以链路层的作为传输单元 速率：64k-2Mbps,数字数据网（DDN）：一个半永久性连接的数字数据传输网络 非交换的端-端的通信 速率：N*2048bps N*64kbps 与PSTN的区别：数字化半永久的专线，连接方、速率可根据需要改变 与X.25的区别：物理层的网络，没有交换功能 可以通过帧中继模块（FRM)和帧拆/装模块为帧中继提供传输服务。 ADSL CATV 光纤+以太网接入,四、国际互连网Internet,形成与发展 1972-1983 ARPANET 1983-1994 NSFNET 1994 INTERNET Internet 的体系框架
17、下层：各类物理传输网 中层：TCP/IP 上层：基于各种应用层协议的服务,Internet 的服务 远程登录（TELNET) 将计算机与远程分时系统的主机连接起来，通过TELNET协议，从本地计算机登录到远程主机上，通过本地键盘和显示器模拟主机的终端，控制主机上程序的运行 文件传输（FTP) 从远程计算机（FTP 服务器）上获得一个文件的副本 Archie : 提供对FTP服务器进行搜索，发现指定文件所在位置的服务,电子邮件（E-mail) 邮件服务器之间通过SMTP协议来传输邮件 用户可以通过两种方法收发邮件 通过拨号或TELNET使自己的计算机作为邮件服务器的仿真终端，登录到服务器，直接阅
18、读、书写、发送邮件 利用客户端软件，按照pop3协议将邮件从服务器下载到客户机上。 电子邮件地址：,Gopher 以菜单的形式交互地向访问者提供存储在服务器上的信息 WWW访问（HTTP协议）world wide web 广域超媒体信息获取。 超媒体：文字、声音、图象 不同地点的不同文件通过各文件中的关键字建立连结 client/server工作模式： WWW服务器负责信息的组织，根据客户端的请求发送文件Web Server 客户端对文件的内容、格式进行解释，显示在客户端的计算机上Web Browser,Internet定位语言URL Uniform Resource Locator 写法 访问信息的方式（协议名）：HTTP、FTP、GOPHER 被访问的服务器（IP地址或域名地址） 主机的端口号、文件的路径（可省略） 例 HTTP:/ :85 /directory/boot.htm ftp:/ telnet:/202.113.0.9,五、内部网（Intranet）,利用Internet技术建立的一个组织内部信息网络。 核心技术：Web技术，Web与其他应用的借口（数据库、电子邮件等） 系统组成：WWW服务器、数据库服务器、电子邮件服务器、浏览器、支持软件 基本结构,