计算机网络基础与Internet应用之第2讲internet基础知识.ppt

第2章Internet基础,2020/6/7,第2章Internet基础,2,第二章Internet基础,Internet的基本知识TCP/IP协议IP地址划分子网域名系统,2020/6/7,第2章Internet基础,3,Internet的起源及发展,Internet的前身是ARPAnet网。1983年正式命名为Internet，我国将其翻译为“因特网”。1985年，建立NSFnet，该网络成为Internet的第二个主干网20世纪80年代以来，世界各工业化国家以及一些发展中国家也都纷纷加入Internet的行列，使Internet成为一个全球性的网络。Internet的发展和运作不受任何一个政府的约束，它的最高管理机构是1992年成立的Internet协会（ISOC，InternetSociety）。,2020/6/7,第2章Internet基础,4,物理网络,物理网络物理网络由各种网络互连设备、通信线路以及计算机组成。,2020/6/7,第2章Internet基础,5,信号概述2-1,什么是信号信息数据信号,信号的分类模拟信号数字信号,5,2020/6/7,第2章Internet基础,6,信号概述,信号在传输过程中产生的失真噪声衰减数字信号的优势抗干扰能力强传输距离远并能保证质量,6,2020/6/7,第2章Internet基础,7,通信协议,通信协议物理网络只是一个起点，联网的所有电脑和网络互连设备需要一种公共的语言和规则才能彼此沟通和联系，这就是网络协议。Internet采用的是TCP/IP网络协议。TCP/IP协议是一组协议，其中的最重要两个协议是TCP协议和IP协议，可以联合使用，也可以与其他协议联合使用。保证将要传送的信息准确地输送到目的地。,2020/6/7,第2章Internet基础,8,TCP/IP协议的工作原理,TCP/IP协议的工作原理TCP/IP协议所采用的通信方式是分组交换方式。所谓分组交换，就是数据在传输时分成若干段，每个数据段称为一个数据包。首先由TCP协议把数据分成一定大小的若干数据包，并给每个数据包标上序号及一些说明信息（类似装箱单），使接收端接收到数据后，在还原数据时，按数据包序号把数据还原成原来的格式。IP协议给每个数据包写上发送主机和接收主机的地址（类似将信装入了信封），一旦写上源地址和目的地址，数据包就可以在物理网上传送数据了。IP协议还具有利用路由算法进行路由选择的功能。,2020/6/7,第2章Internet基础,9,TCP/IP协议的工作原理,IP协议负责数据的传输，而TCP协议负责数据的可靠传输,2020/6/7,第2章Internet基础,10,IP地址,1.MAC地址与IP地址2.IP地址的划分3.IP地址分类4.特殊地址5.私用地址6.地址转换协议,2020/6/7,第2章Internet基础,11,网络层协议定义了识别网络中主机的地址地址包括网络部分和主机部分,IP地址,2020/6/7,第2章Internet基础,12,IP地址与MAC地址,3.4IP地址,2020/6/7,第2章Internet基础,13,网络的物理地址给Internet统一全网地址带来一些问题（1）物理地址是物理网络技术的一种体现，不同的物理网络，其物理地址的长短、格式各不相同。例如，以太网的MAC地址在不同的物理网络中难以寻找，而令牌环网的地址格式也缺乏惟一性。显然，这两种地址管理方式都会给跨网通信设置障碍。（2）物理网络的地址被固化在网络设备中，通常是不能修改的。（3）物理地址属于非层次化的地址，它只能标识出单个的设备，而标识不出该设备连接的是哪一个网络。Internet采用一种全局通用的地址格式，为全网的每一个网络和每一台主机分配一个Internet地址，以此屏蔽物理网络地址的差异。IP协议的一项重要功能就是专门处理这个问题，即通过IP协议把主机原来的物理地址隐藏起来，在网络层中使用统一的IP地址。,2020/6/7,第2章Internet基础,14,IP地址的结构和表示方法,例如,255,最大值,255,255,255,主机ID,网络ID,2020/6/7,第2章Internet基础,15,IP地址分类(1),IP地址分类(2),3.4IP地址,2020/6/7,第2章Internet基础,17,有一些IP地址具有专门用途或特殊意义。对于IP地址的分配、使用应遵循以下规则：网络号必须是唯一的；网络号的首字节不能是127，此数保留给内部回送函数，用于诊断；主机号对所属的网络号必须是唯一的；主机号的各位不能全为“1”，全为“1”用作广播地址；主机号的各位不能全为“0”，全为“0”表示本地网络。,2020/6/7,第2章Internet基础,18,IP地址空间中的某些地址已经为特殊目的而保留，而且通常并不允许作为主机地址。如表所示，这些保留地址的规则如下,2020/6/7,第2章Internet基础,19,单播：是指设备与设备之间点对点的通信。单播通信时所用的IP地址是确定的某台的IP地址。广播：是某一台设备对全网段的所有结点的一种通信模式。组播：是一台设备对多台特定设备的通信模式。,特殊地址(单播,广播,组播),2020/6/7,第2章Internet基础,20,私用地址,私用地址不需要注册，仅用于局域网内部，该地址在局域网内部是惟一的。当网络上的公用地址不足时，可以通过网络地址翻译（NAT），下列地址作为私用地址：10.0.0.110.255.255.254172.16.0.1172.31.255.254192.168.0.1192.168.255.254利用少量的公用地址把大量的配有私用地址的机器连接到公用网上。,2020/6/7,第2章Internet基础,21,划分子网,1.子网掩码2.划分子网的原因3.划分方法4.子网掩码与子网的关系5.例题,2020/6/7,第2章Internet基础,22,A、B、C类地址的默认掩码掩码的对应于IP地址的网络ID的所有位都设为“1”掩码的对应于主机ID的所有位都设为“0”,2020/6/7,第2章Internet基础,23,从主机的高位开始,“/24”表示子网掩码有24位,也就是255.255.255.0,“/16”表示子网掩码有16位，也就是255.255.0.0,划分子网,2020/6/7,第2章Internet基础,24,将主机ID进一步划分为子网ID和主机ID通过子网掩码来区分地址的网络部分和主机部分,划分子网,2020/6/7,第2章Internet基础,25,划分子网,2020/6/7,第2章Internet基础,26,划分子网,2020/6/7,第2章Internet基础,27,划分子网,出于对管理、性能和安全方面的考虑，许多单位把单一网络划分为多个物理网络，并使用路由器将它们连接起来。子网划分（subneting）技术能够使单个网络地址横跨几个物理网络，这些物理网络统称为子网。另外，使用路由器的隔离作用还可以将网络分为内外两个子网，并限制外部网络用户对内部网络的访问，以提高内部子网的安全性。,2020/6/7,第2章Internet基础,28,划分子网,（1）充分使用地址（2）划分管理职责（3）提高网络性能,2020/6/7,第2章Internet基础,29,对路由器A来说，网络号依然为169.10.0.0,划分子网,2020/6/7,第2章Internet基础,30,为什么要升级IPv4？1.IP地址空间危机。2.IP性能议题3.IP安全性议题4.自动配置,IPv6,2020/6/7,第2章Internet基础,31,IPv6变化体现在以下五个重要方面：1扩展地址IPv6的地址结构中除了把32位地址空间扩展到了128位外，还对IP主机可能获得的不同类型地址作了一些调整。IPv6中取消了广播地址而代之以任意点播地址。IPv4中用于指定一个网络接口的单播地址和用于指定由一个或多个主机侦听的组播地址基本不变。,IPv6,2020/6/7,第2章Internet基础,32,2简化的包头包头的简化使得IP的某些工作方式发生了变化。一方面，所有包头长度统一，因此不再需要包头长度字段。此外，通过修改包分段的规则可以在包头中去掉一些字段。IPv6中的分段只能由源节点进行：该包所经过的中间路由器不能再进行任何分段。最后，去掉IP头校验和，但不会影响可靠性，因为头校验和将由更高层协议(UDP和TCP)负责。,2020/6/7,第2章Internet基础,33,3对扩展和选项支持的改进在IPv4中可以在IP头的尾部加入选项，与此不同，IPv6中把选项加在单独的扩展头中。通过这种方法，选项头只有在必要的时候才需要检查和处理。,IPv6,2020/6/7,第2章Internet基础,34,4流在IPv4中，对所有包大致同等对待，这意味着每个包都是由中间路由器按照自己的方式来处理的。路由器并不跟踪任意两台主机间发送的包，因此不能“记住”如何对将来的包进行处理。IPv6实现了流概念：流指的是从一个特定源发向一个特定（单播或者是组播）目的地的包序列，源点希望中间路由器对这些包进行特殊处理。,IPv6,2020/6/7,第2章Internet基础,35,5身份验证和保密IPv6使用了两种安全性扩展：IP身份验证头(AH)首先由RFC1826(IP身份验证头)描述。,IPv6,2020/6/7,第2章Internet基础,36,IPv6的地址结构IPv6的IP地址由8个地址节组成，每地址节包含16个地址位，用4个16进制位书写，地址节与地址节间用冒号分隔。,IPv6,2020/6/7,第2章Internet基础,37,域名系统（一）,TCP/IP为人们记忆方便而设计了