第4章44 因特网的组成

1、4.4 因特网的组成因特网的组成4.4.1 因特网的主机及域名因特网的主机及域名4.4.2 因特网的接入因特网的接入2因特网的发展因特网的发展3因特网的发展过程因特网的发展过程 n因特网因特网(互联网互联网)是将遍布世界各地的计算是将遍布世界各地的计算机网络互连而成的一个超级计算机网络机网络互连而成的一个超级计算机网络n因特网发展的因特网发展的3个阶段：个阶段：n第第1阶段：起源于阶段：起源于1969年的美国国防部年的美国国防部ARPANET网网(4个大学个大学互连互连)，1983年确定年确定TCP/IP协议作为协议作为ARPANET的标准协议的标准协议n第第2阶段：阶段：20世纪世纪90年代

2、起，美国政府机构和公司的计算机也年代起，美国政府机构和公司的计算机也纷纷入网，建成了由主干网、地区网和校园网（或企业网）纷纷入网，建成了由主干网、地区网和校园网（或企业网）三级结构组成的因特网三级结构组成的因特网n第第3阶段：阶段：迅速扩大到全球约迅速扩大到全球约100多个国家和地区，逐渐形成了多多个国家和地区，逐渐形成了多层次层次 ISP 结构的因特网，出现了结构的因特网，出现了因特网服务提供者因特网服务提供者 ISP Tim Berners-Lee4基于基于ISP的多层结构的因特网的多层结构的因特网 一级 ISP一级 ISP第一层 ISP大公司本地 ISP大公司大公司公司本地 ISP本地

3、ISP校园网校园网校园网校园网第二层 ISP第二层 ISPNAPNAPAB第一层 ISP第二层 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP第一层 ISP第一层第二层第三层本地 ISP第二层 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP本地 ISP第二层 ISP本地 ISP本地 ISP第二层 ISP5因特网的因特网的2大组成部分大组成部分边缘部分边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。这部由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享因特网的核心部分因特网的边缘部分主机网络路由器 核心部分核心部分 由大量网络和连

4、接这些网络的路由器组成，由大量网络和连接这些网络的路由器组成，他们是为边缘部分服务的（提供连通性和交换）他们是为边缘部分服务的（提供连通性和交换）6因特网服务提供商因特网服务提供商ISPnISP：n拥有自己的通信线路拥有自己的通信线路n拥有从因特网管理机构申请得到的许多拥有从因特网管理机构申请得到的许多IP地址地址n用户计算机若要接入因特网，必须获得用户计算机若要接入因特网，必须获得ISP分配的分配的IP地地址：址：n对于对于单位用户单位用户，ISP通常分配一批地址（如一个或若干个通常分配一批地址（如一个或若干个C类网络号），单位的网络中心再对网络中的每一台主机指类网络号），单位的网络中心再对

5、网络中的每一台主机指定其子网号和主机号，使每台计算机都有固定的定其子网号和主机号，使每台计算机都有固定的IP地址地址n对于对于家庭用户家庭用户，ISP一般不分配固定的一般不分配固定的IP地址，而采用动地址，而采用动态分配的方法。即上网时由态分配的方法。即上网时由ISP的的DHCP服务器临时分配一服务器临时分配一个个IP地址，下网时立即收回给其他用户使用。地址，下网时立即收回给其他用户使用。7Internet用户数目的增长用户数目的增长(Source：联合国 )截止到截止到2008年年3月月31日，全球因特网用户数目已达日，全球因特网用户数目已达14亿亿8因特网主机的因特网主机的IP地址及其域名

6、地址及其域名 n因特网采用因特网采用TCP/IP协议由大量网络和计算机互连而成，网络协议由大量网络和计算机互连而成，网络中的每一台主机都有一个中的每一台主机都有一个IP地址地址nIP地址用地址用4个十进制数字来表示，不便记忆和使用个十进制数字来表示，不便记忆和使用n因特网采用域名因特网采用域名(domain name)作为作为IP地址的文字表示，易用地址的文字表示，易用易记。例如：易记。例如：n南京大学的南京大学的 WWW服务器的服务器的IP地址是：地址是：n它对应的域名是：它对应的域名是： n用户可以按用户可以按IP地址访问主机，也可按域名访问主机地址访问主机，也可按

7、域名访问主机n主机主机IP地址与域名的关系：地址与域名的关系： n一个一个IP地址可对应多个域名地址可对应多个域名，一个域名只能对应一个，一个域名只能对应一个IP地址地址n主机从一个物理网络移到另一个网络时，其主机从一个物理网络移到另一个网络时，其IP地址必须更换，但地址必须更换，但可以保留原来的域名。可以保留原来的域名。 9因特网域名的结构因特网域名的结构n域名的格式：域名的格式： 5 5级域名级域名.4.4级域名级域名.3.3级域名级域名.2.2级域名级域名. .顶级域名顶级域名n举例：举例： 中国南京大学校园网中国南京大学校园网www服务器的域名为服务器的域名为: www . nju .

8、 edu . cn 主机名主机名.网络名网络名.机构名机构名.国家名国家名 美国哈佛大学校园网美国哈佛大学校园网www服务器的域名为服务器的域名为: www . harvard. edu 主机名主机名. 网络名网络名. 机构名机构名10因特网域名命名规则因特网域名命名规则n只许使用字母、数字和连字符，以字母或数字开头并结尾，只许使用字母、数字和连字符，以字母或数字开头并结尾，域名总长度不超过域名总长度不超过255个字符个字符n顶级域名规定：顶级域名规定：n国际顶级域名，国际顶级域名， int（国际组织）（国际组织）n国家顶级域名，国家顶级域名， 例：例：cn（中国），（中国），uk（英国）（英

9、国）n通用顶级域名通用顶级域名：ncom（营利性组织），（营利性组织），net（网络服务机构），（网络服务机构），n美国专用：美国专用：org，edu，gov，mil等等n我国对二级域名的规定：我国对二级域名的规定：n机构类别域名：机构类别域名： ac科研机构，科研机构， com企业，企业，net网络服务机构，网络服务机构， org非营利性组织，非营利性组织，edu教育机构，教育机构，gov政府部门政府部门 n行政区域域名：行政区域域名： 例：例：bj北京，北京，sh上海，上海，js江苏江苏11因特网的域名空间因特网的域名空间n为避免域名重复，因特网的域名空间划分为许多不同的为避免域名重复，因

10、特网的域名空间划分为许多不同的域，每个域又分若干子域，从而构成因特网的域名空间域，每个域又分若干子域，从而构成因特网的域名空间cnedunju因特网因特网域名空间域名空间milgovcomnetorgukedu根根intacnetseutsinghuapku顶级域名顶级域名二级域名二级域名三级域名三级域名四级域名四级域名12域名系统与域名服务器域名系统与域名服务器n域名系统（域名系统（ Domain Name System，DNS）n将主机域名翻译为主机将主机域名翻译为主机IP地址的地址的软件软件，它是一个分，它是一个分布式数据库系统。布式数据库系统。n域名服务器（域名服务器（ Domain

11、Name Server，DNS）n运行域名系统软件的一台运行域名系统软件的一台服务器服务器 n每个因特网服务提供商每个因特网服务提供商(ISP)或校园网都有一个域名或校园网都有一个域名服务器，它用于实现入网主机域名与服务器，它用于实现入网主机域名与IP地址的转换地址的转换n为实现域名的查找，需要在本地网域名服务器与上为实现域名的查找，需要在本地网域名服务器与上级网的域名服务器之间建立链接级网的域名服务器之间建立链接13域名解析举例域名解析举例n域名解析：将主机域名翻译为主机域名解析：将主机域名翻译为主机IPIP地址的过程地址的过程n例：从例：从访问访问paradisc.ulcc.ukparad

12、isc.ulcc.uk时取得时取得对方主机对方主机IPIP地址的过程为：地址的过程为：主机主机 查找查找的的本地本地域名服务器域名服务器 查找查找的域名服务器的域名服务器 查找查找cn的域名服务器的域名服务器 查找查找根域名服务器根域名服务器 查找查找uk的域名服务器的域名服务器 查找查找ulcc.uk的域名服务器的域名服务器 得到主机得到主机paradisc.ulcc.uk的的IP地址地址然后再送回给：然后再送回给：主机主机根域名服务器根域名服务器14 因特网的接入因特网的接入15城域网在因特网接入中起重要作用城域网在因特网接入中起重要作用n单位用户单位用户：用户计算机接入局域网，局域网通过

13、路由：用户计算机接入局域网，局域网通过路由器并租用电信局的远程数据通信线路接入因特网器并租用电信局的远程数据通信线路接入因特网 n家庭用户家庭用户：通过电话拨号、：通过电话拨号、ADSL、光纤等方式接入、光纤等方式接入ISP的路由器，的路由器，ISP的路由器接入因特网。的路由器接入因特网。16n计算机网络的类型：计算机网络的类型：nEthernet（因特网）（因特网） WAN （广域网）（广域网）nMAN （城域网）（城域网） CAN （校园网）（校园网）nLAN （局域网）（局域网） PAN （个人区域网）（个人区域网）n什么是城域网？什么是城域网？n以光纤传输网为平台，以以光纤传输网为平台

14、，以TCP/IP协议为基础，通过各种网协议为基础，通过各种网络互连设备，将城市范围内的大量局域网互连起来，实现络互连设备，将城市范围内的大量局域网互连起来，实现同城信息本地交换，提供语音、数据、多媒体、同城信息本地交换，提供语音、数据、多媒体、IP接入和接入和各种增值业务服务。特别是大规模的因特网接入服务，它各种增值业务服务。特别是大规模的因特网接入服务，它采用多种宽带和窄带接入技术，满足了人们方便地访问因采用多种宽带和窄带接入技术，满足了人们方便地访问因特网的需求特网的需求因特网与城域网因特网与城域网17城域网在因特网接入中起重要作用城域网在因特网接入中起重要作用n城域网与广域网的分工：城域

15、网与广域网的分工：n由城域网承担因特网的用户接入任务由城域网承担因特网的用户接入任务n由广域网承担高速高服务质量的远距由广域网承担高速高服务质量的远距离数据传输与交换的任务。离数据传输与交换的任务。n城域网的组成：城域网的组成：n核心是高速宽带主干网核心是高速宽带主干网(Backbone),它一方面与国家主干网连接，它一方面与国家主干网连接，提供城市的宽带提供城市的宽带IP出口，另一方面外连着许多汇聚点出口，另一方面外连着许多汇聚点(POP)n汇聚点汇聚点(POP)汇接接入网的流量，进行数据的汇聚、转发与交换汇接接入网的流量，进行数据的汇聚、转发与交换n接入网解决接入网解决“最后一公里最后一公

16、里”问题，可使用不同接入技术：问题，可使用不同接入技术：n电话拨号接入电话拨号接入 ADSL接入接入n有线电视接入有线电视接入 光纤接入光纤接入 无线接入无线接入POP宽带宽带主干网主干网接入网接入网用户用户用户用户用户用户POP用户用户用户用户用户用户用户用户接入网接入网国家网主干国家网主干18接入技术接入技术1：电话拨号接入：电话拨号接入n通过本地公用电话网接入计算机网络通过本地公用电话网接入计算机网络n设备：电话设备：电话MODEM（调制解调器）（调制解调器）n技术原理：数字调制技术原理：数字调制n最高传输速率：最高传输速率： 56Kbps把计算机送出的数字信号把计算机送出的数字信号采用

17、频移（或相移）键控采用频移（或相移）键控的方法调制成为适合于在的方法调制成为适合于在用户线上传输的音频模拟用户线上传输的音频模拟信号信号把从电话线接收到模把从电话线接收到模拟信号恢复成数字信拟信号恢复成数字信号送给计算机号送给计算机因特网服务提供商因特网服务提供商(ISP)(ISP)计算机用户计算机用户缺点：缺点： 传输速率低传输速率低 每次都要拨号每次都要拨号 上网时不能通电话上网时不能通电话 费用不便宜费用不便宜19接入技术接入技术2：ADSLn不对称数字用户线不对称数字用户线(ADSL):也通过也通过本地公用电话网接入计算机网络本地公用电话网接入计算机网络n配置：配置：n ADSL Mo

18、dem n 以太网网卡以太网网卡n原理：频分多路复用原理：频分多路复用 + 数字调制数字调制n传输速率：传输速率：n上传上传: 64kbps256kbpsn下行速度下行速度: 18Mbps 频率频率25.875kHz1.104MHz上行通道上行通道下行通道下行通道语音频道语音频道4.3125kHz的子通道的子通道4kHz224个下行子通道个下行子通道26个上行子通道个上行子通道138kHz(1)上网和通话互不影响上网和通话互不影响(2) 不需要缴付额外的电话费不需要缴付额外的电话费(3) 传输速率可根据线路情况调整传输速率可根据线路情况调整电话机电话机PC机机以太网卡以太网卡 （住户）（住户）

19、ADSLMODEM电话交换机电话交换机计算机计算机网网(ISP)（电话局）（电话局）ADSLMODEM滤波滤波器器电话机电话机滤滤波波器器20接入技术接入技术3：有线电视网接入：有线电视网接入n有线电视已经广泛采用光纤同轴电缆混有线电视已经广泛采用光纤同轴电缆混合网（合网（Hybrid Fiber Coaxial，简称，简称HFC）进行信息传输。进行信息传输。HFC主干线部分采用光主干线部分采用光纤连接到小区，然后在纤连接到小区，然后在 “最后最后1公里公里”时时使用同轴电缆以树枝型总线方式接入用使用同轴电缆以树枝型总线方式接入用户居所。户居所。 nHFC网络接入因特网时大部分采用传统网络接入

20、因特网时大部分采用传统的高速局域网技术，但最重要的组成部的高速局域网技术，但最重要的组成部分也就是同轴电缆到用户电脑这一段使分也就是同轴电缆到用户电脑这一段使用的是电缆调制解调器（用的是电缆调制解调器（Cable MODEM）技术技术nCable MODEM的基本原理与的基本原理与ADSL相似相似有线电视网络有线电视网络（HFC）分频器分频器21接入技术接入技术4：光纤接入：光纤接入n使用光纤作为计算机接入网络的主要传输介质使用光纤作为计算机接入网络的主要传输介质, ,分为：分为：n光纤到小区（光纤到小区（FTTZ）：将光网络单元放置在小区某处，为整个小区将光网络单元放置在小区某处，为整个小区服务服务n光纤到大楼（光纤到大楼（FTTB）：将光网络单元放置在大楼内，以每栋楼为单将光网络单元放置在大楼内，以每栋楼为单位，提供高速数据通信、远程教育等宽带业务，主要为单位服务位，提供高速数据通信、远程教育等宽带业务，主要为单位服务n光纤到家庭（光纤到家庭（FTTH）：将光网络单元放置在楼层或用户家中，由将光网络单元放置在楼层或用户家中，由几户或几户或1户家庭专用，为家庭提供宽带业务户家庭专用，为家庭提供宽带业务n“光纤到楼、以太网入户光纤到楼、以太网入户”（FTTx+ETTH）的原理：）的原理： 小区小区核心交换机核心交换机城域网城域网骨干交换机骨干交换机ONU光网