第四次课 Internet技术基础

1、第三章第三章 Internet技术基础技术基础31 Internet概述概述Internet译为因特网，也称为互联网，译为因特网，也称为互联网，WWW网，是一个全球计算机互联网络。网，是一个全球计算机互联网络。 因特网的前身一因特网的前身一ARPANETn美国防部高级研究工程局（美国防部高级研究工程局（ARPAAdvancedResearch Project Agency）组）组织研究一种受到攻击仍能有效实施控制和指挥织研究一种受到攻击仍能有效实施控制和指挥的计算机系统。的计算机系统。 1969年，美国国防部高级研年，美国国防部高级研究工程局建成了这个计算机网络，并按该组织究工程局建成了这个计

2、算机网络，并按该组织名称命名为名称命名为ARPANET。ARPANET采用了采用了网络传输控制网络传输控制/互联网协议，即著名的互联网协议，即著名的TCP/IP(Transimission Control Protocol/Internet Protocol)协议，成功地协议，成功地连结了连结了4台计算机。台计算机。（千万）（千万）谁来管理因特网谁来管理因特网因特网实质上不是一个网络，而是成万个网络的因特网实质上不是一个网络，而是成万个网络的集合。没有任何组织或个人，没有任何政府可以集合。没有任何组织或个人，没有任何政府可以完全控制因特网，全靠用户和系统管理员的合作完全控制因特网，全靠用户和系

3、统管理员的合作来运作。来运作。n由用户系统管理者及一些有参与兴趣和能力的由用户系统管理者及一些有参与兴趣和能力的人组织了因特网协会（人组织了因特网协会（ISOC），其目标是利用），其目标是利用因特网促进世界范围内的信息交流。因特网促进世界范围内的信息交流。ISOC的成的成员，全都是志愿者，员，全都是志愿者，ISOC下设两个机构下设两个机构IAB与与IETF：n（1）因特网体系结构委员会）因特网体系结构委员会IAB，负责批准标，负责批准标准准,制订资源分配的规则，地址分配。制订资源分配的规则，地址分配。n（2）因特网工程任务技术委员会）因特网工程任务技术委员会(IETF：Internet Eng

4、ineering Task Force)负责讨论负责讨论因特网当前以及即将遇到的技术问题。因特网当前以及即将遇到的技术问题。32 因特网的主要功能因特网的主要功能1、远程登录、远程登录(Telnet)n用户在远程终端协议用户在远程终端协议Telnet支持下成为支持下成为远程计算机远程计算机host的一台仿真终端，共享的一台仿真终端，共享远程计算机的硬件和软件资源。远程计算机的硬件和软件资源。n在远程计算机上登录，必须事先成为该在远程计算机上登录，必须事先成为该远程计算机系统的合法用户，拥有相应远程计算机系统的合法用户，拥有相应的帐号和口令，才能登录成功。的帐号和口令，才能登录成功。2、文件传输

5、服务、文件传输服务(FTP)n无论两台加入因特网的计算机在地理位无论两台加入因特网的计算机在地理位置上相距多远，无论二者的软硬件如何置上相距多远，无论二者的软硬件如何不同，只要两台计算机都支持不同，只要两台计算机都支持FTP协议，协议，其中一台是其中一台是FTP服务器，一台计算机上服务器，一台计算机上的文件就能传送到另一台计算机的硬盘的文件就能传送到另一台计算机的硬盘中。中。n为了方便用户使用，许多信息服务机构提供了一种为了方便用户使用，许多信息服务机构提供了一种称为匿名称为匿名FTP的服务。这里的匿名（的服务。这里的匿名（anonymous）是不署名的意思。用户登录匿名是不署名的意思。用户登

6、录匿名FTP服务器不需要服务器不需要事先注册和取得用户名、口令，只需要在用户名下事先注册和取得用户名、口令，只需要在用户名下回答回答“anonymous”并以自己的电子邮箱作为口令，并以自己的电子邮箱作为口令，即可以进入对方的匿名即可以进入对方的匿名FTP服务器取回文件。目前，服务器取回文件。目前，FTP更加简化，可以直接访问了。更加简化，可以直接访问了。n匿名匿名FTP服务是因特网最基本和最重要的功能之一，服务是因特网最基本和最重要的功能之一，用户通过它可获取大量免费软件。用户通过它可获取大量免费软件。3、电子邮件、电子邮件(Email)n电子邮件就是通过计算机及其网络收发的信函，电子邮件就

7、是通过计算机及其网络收发的信函，使用电子邮件服务的前提是拥有自己的电子信使用电子邮件服务的前提是拥有自己的电子信箱，又称为电子邮件地址，它是事先由网络服箱，又称为电子邮件地址，它是事先由网络服务提供者为你专门建立的电子邮箱。务提供者为你专门建立的电子邮箱。n电子邮件与一般通信工具相比，其主要特点是电子邮件与一般通信工具相比，其主要特点是价格便宜，传递速度快。因而电子邮件成为因价格便宜，传递速度快。因而电子邮件成为因特网最主要、最广泛、最受欢迎的服务。据统特网最主要、最广泛、最受欢迎的服务。据统计，因特网上计，因特网上60%以上的活动与以上的活动与Email有关。有关。 4、环球信息网环球信息网

8、(WWW)n环球信息网是用超文本组成的遍布全球的信息网。使环球信息网是用超文本组成的遍布全球的信息网。使用浏览器工具软件就可以方便地进行浏览，不论你是用浏览器工具软件就可以方便地进行浏览，不论你是什么单位，在什么地方，只要你在本地什么单位，在什么地方，只要你在本地WWW服务器服务器上建立了自己的网页，因特网上的用户都可以浏览它。上建立了自己的网页，因特网上的用户都可以浏览它。nWWW是因特网上发展最快、最活跃的服务，它是仅是因特网上发展最快、最活跃的服务，它是仅次于次于Email的第二大应用。在因特网上传递的信息，的第二大应用。在因特网上传递的信息，80%以上的流量都是以上的流量都是WWW的。

9、其次是的。其次是FTP，Email占用的流量不大。占用的流量不大。 5、 网络新闻网络新闻(News)n网络新闻（网络新闻（News）和用户交流网）和用户交流网USENET本质上是一种服务，它和我们本质上是一种服务，它和我们普通理解的新闻不同，是具有共同爱好普通理解的新闻不同，是具有共同爱好的因特网用户相互交换意见、讨论问题的因特网用户相互交换意见、讨论问题的信息交流渠道，相当于全球范围的电的信息交流渠道，相当于全球范围的电子公告牌系统。网络新闻按专题分类，子公告牌系统。网络新闻按专题分类，以文章为单位进行组织管理。以文章为单位进行组织管理。网络新闻是因网络新闻是因特网最活跃的领域，几乎每天都

10、有动人的故事发生。许多求特网最活跃的领域，几乎每天都有动人的故事发生。许多求救、求助信息（救、求助信息（SOS）也从这里发出并很快得到回应。）也从这里发出并很快得到回应。 6、电子公告牌、电子公告牌BBSn电子公告牌（电子公告牌（BBS）和网络新闻一样，开辟）和网络新闻一样，开辟许多栏目供人们指点江山，谈天说地，发表许多栏目供人们指点江山，谈天说地，发表观点，交朋会友，只不过观点，交朋会友，只不过BBS的范围小一些，的范围小一些，比如每个大学的校园网都有自己本校的比如每个大学的校园网都有自己本校的BBS，并成为校园网中最热闹、最吸引人的服务。并成为校园网中最热闹、最吸引人的服务。为了不使为了不

11、使BBS上发生不愉快的事情，应有人上发生不愉快的事情，应有人为为BBS的内容负责，及时清除其中不健康的的内容负责，及时清除其中不健康的信息，防止信息，防止“黄毒黄毒”,“黑毒黑毒”的泛滥。的泛滥。 7、网上电话与网上会议、网上电话与网上会议n利用因特网打电话、开会，是近几年兴起的新利用因特网打电话、开会，是近几年兴起的新功能，在硬件上，网上电话与网上会议需要配功能，在硬件上，网上电话与网上会议需要配置全双工声卡，麦克风和音箱，在软件上需要置全双工声卡，麦克风和音箱，在软件上需要安装相应的应用软件。安装相应的应用软件。 网上电话网上电话Internet Phone缩写为缩写为Iphone ； 网

12、上会议（网上会议（Net meeting）可通过）可通过ISDN(综合综合数字业务网数字业务网)召开网络会议。召开网络会议。 8、电子商务、电子商务n电子商务是指利用网络进行的商务活动。也就是电子商务是指利用网络进行的商务活动。也就是利用现有的计算机硬件设备、软件设备和网络基利用现有的计算机硬件设备、软件设备和网络基础设施，通过一定的协议连接起来的电子网络环础设施，通过一定的协议连接起来的电子网络环境，它将买方和卖方的信息、产品和服务联系起境，它将买方和卖方的信息、产品和服务联系起来，使商务活动变得更方便、迅速。来，使商务活动变得更方便、迅速。 9、远程教育、远程教育n21世纪我国教育面临四大

13、变迁：从一次性学习世纪我国教育面临四大变迁：从一次性学习到终身学习，从精英教育到大众教育，从传统教到终身学习，从精英教育到大众教育，从传统教育到国际化教育，从课堂教育到网络教育。这些育到国际化教育，从课堂教育到网络教育。这些改变，随着教育大发展正加速进行，它们都离不改变，随着教育大发展正加速进行，它们都离不开远程教育。开远程教育。33 信息高速公路与第二代因特网信息高速公路与第二代因特网331信息高速公路信息高速公路n1993年年9月，美国政府宣布实施一项新月，美国政府宣布实施一项新的高科技计划的高科技计划“国家信息基础设施国家信息基础设施”（National Information Infr

14、astructure，简称，简称NII），旨在以），旨在以因特网为雏形，兴建信息时代的高速公因特网为雏形，兴建信息时代的高速公路路“信息高速公路信息高速公路”，要使所有的美，要使所有的美国人方便地共享海量的信息资源。信息国人方便地共享海量的信息资源。信息高速公路的提出不是凭空想象的产物，高速公路的提出不是凭空想象的产物，它的雏型和起点就是因特网。它的雏型和起点就是因特网。 332 第二代因特网第二代因特网Internetn因特网的弱点和问题，主要表现在以下方面：因特网的弱点和问题，主要表现在以下方面： 1、网络传输速度慢，信息阻塞问题严重。、网络传输速度慢，信息阻塞问题严重。 2、因特网安全性

15、不够理想。因特网的开放性和无、因特网安全性不够理想。因特网的开放性和无集中管理，为其发展带来活力，却常常遭到网上黑集中管理，为其发展带来活力，却常常遭到网上黑客的入侵，使用户遭受巨大的损失。虽然因特网安客的入侵，使用户遭受巨大的损失。虽然因特网安全方面采取了不少措施，加过滤器，防火墙，但或全方面采取了不少措施，加过滤器，防火墙，但或费用昂贵，一般单位买不起，或不足以阻挡网上犯费用昂贵，一般单位买不起，或不足以阻挡网上犯罪率的急剧增长。加之黄毒，黑毒泛滥成灾，网上罪率的急剧增长。加之黄毒，黑毒泛滥成灾，网上垃圾与日俱增，给用户带来诸多不便。垃圾与日俱增，给用户带来诸多不便。 3、上网费用偏高。对

16、中国多数工薪阶层、学生而、上网费用偏高。对中国多数工薪阶层、学生而言，除电子邮件费用可以接受外，其它各项费用仍言，除电子邮件费用可以接受外，其它各项费用仍然偏高。然偏高。 n1996年年10月，美月，美34所大学联合提出第所大学联合提出第二代因特网计划（二代因特网计划（ Next Generation Internet，NGI ），并于），并于1997年集资年集资成立了大学先进因特网发展公司，研究成立了大学先进因特网发展公司，研究的重点是网络扩展设计、端对端服务质的重点是网络扩展设计、端对端服务质量（量（QoS）和安全性三个方面。）和安全性三个方面。QoS是网络的一种安全机制是网络的一种安全机

17、制, 是用来解决网是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。络延迟和阻塞等问题的一种技术。 在正常在正常情况下，如果网络只用于特定的无时间限情况下，如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统，并不需要制的应用系统，并不需要QoS，比如，比如Web应用，或应用，或Email设置等。但是对关键应用设置等。但是对关键应用和多媒体应用就十分必要。当网络过载或和多媒体应用就十分必要。当网络过载或拥塞时，拥塞时，QoS 能确保重要业务量不受延迟能确保重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。或丢弃，同时保证网络的高效运行。34 IP地址地址341 什么是什么是IP地址地址n现在连入现在连入Inter

18、net的计算机不计其数，为了使的计算机不计其数，为了使Internet上的众多的电脑主机在通信时能够相上的众多的电脑主机在通信时能够相互识别，互识别，Internet上的每一台主机都分配有一上的每一台主机都分配有一个唯一的个唯一的32位地址，该地址称为位地址，该地址称为IP地址，也地址，也称作网际地址。称作网际地址。nIP地址是一个地址是一个32位的二进制数，分为位的二进制数，分为4段，每段，每段段8位。例如：位。例如：n11001010 01110111 00000010 11000111n A类地址类地址 0 网络号网络号 主主 机机 号号n B类地址类地址 10 网网 络络 号号 主主

19、机机 号号n C类地址类地址 110 网网 络络 号号 主机号主机号 图图3.2 IP地址编码地址编码A类地址用第类地址用第1段表示网络号，段表示网络号，后后3段表示主机号。段表示主机号。n 网络号最小数为网络号最小数为 00000001，即即1， 最大数为最大数为 01111111，即即127。n全世界共有全世界共有127个个A类网络，其类网络，其主机号有主机号有3段段24位，去掉全位，去掉全0与与全全1，每个网络可以有，每个网络可以有224216777214 台计算机。适合大台计算机。适合大型网络型网络B类地址分别用类地址分别用2段表示网络号段表示网络号与主机号。与主机号。n最小网络号的第

20、一段为最小网络号的第一段为(10000000)2128,n最大网络号的第一段为最大网络号的第一段为(10111111)2191，第，第2段为段为2562254。故全世界。故全世界共有共有(191128+1)25416256个个B类网络，每个类网络，每个B类网络可以有类网络可以有216265534台主机。适合中等型网络。台主机。适合中等型网络。C类地址用前类地址用前3段表示网络号，段表示网络号，最后一段表示主机号。最后一段表示主机号。n最小网络号的第一段为最小网络号的第一段为 （11000000）2192，n最大网络号的第一段为最大网络号的第一段为 (11011111) 2223。n故全世界共有

21、故全世界共有(223192+1)2542542064512 个个C类网络，而每个类网络，而每个C类网络可以有类网络可以有254台主台主机。机。 适合小规模的局域网络。适合小规模的局域网络。342 子网掩码子网掩码n子网掩码是用来判断任意两台计算机的子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。地址是否属于同一子网络的根据。 最最为简单的理解就是两台计算机各自的为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行地址与子网掩码进行AND运算后，如果运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进算机是处于同

22、一个子网络上的，可以进行直接的通讯。行直接的通讯。IP子网的划分和子网掩码子网的划分和子网掩码n一个局域网可由若干个物理上独立的子网构成，一个局域网可由若干个物理上独立的子网构成，这些子网通过网络互连设备（如集线器、交换这些子网通过网络互连设备（如集线器、交换机、路由器）连接成一个网络。机、路由器）连接成一个网络。n在实际问题中，一个局域网或子网需要划分成在实际问题中，一个局域网或子网需要划分成若干个逻辑上的子网，谓之虚拟子网。这些虚若干个逻辑上的子网，谓之虚拟子网。这些虚拟子网的划分可通过子网掩码来实现。子网掩拟子网的划分可通过子网掩码来实现。子网掩码与码与IP地址一样，也由地址一样，也由3

23、2位二进制数组成，位二进制数组成，分为分为4段。段。n C类因特网的缺省子网掩码是类因特网的缺省子网掩码是。它用来区分它用来区分IP地址的网络部分和主机部分。地址的网络部分和主机部分。255的二进制表示的是的二进制表示的是8个个1，指前三段的网络，指前三段的网络地址是固定的，如北方工大地址是固定的，如北方工大4个类个类IP地址是地址是202.204.24.*；202.204.25.*；202.204.26.*；202.204.27.*，只有第，只有第4段段可由学校自行命名，表示主机地址。要划分虚可由学校自行命名，表示主机地址。要划分虚拟子网时，子网掩码的第拟子网时，子

24、网掩码的第4段不是段不是0，它的数值，它的数值取决于虚拟子网的网络数。取决于虚拟子网的网络数。n 例如：子网掩码为例如：子网掩码为92，对应，对应的二进制数为：的二进制数为：11111111.11111111.11111111.n11000000。第。第4段的前两位为段的前两位为1，表示虚拟，表示虚拟子网地址占子网地址占2位，主机地址占位，主机地址占6位。子网部分有位。子网部分有2位，可有位，可有 00，01，10，11四种组合，其中四种组合，其中全全0的子网地址表示本子网，全的子网地址表示本子网，全1的子网地址表的子网地址表示子网广播，一般不能作为子网地址要除外。示

25、子网广播，一般不能作为子网地址要除外。故表示虚拟子网的网段数为故表示虚拟子网的网段数为2。n 一般地说，设一般地说，设C类地址子网掩码为类地址子网掩码为255.255.255.X。n正常情况下的子网掩码的地址为：网络正常情况下的子网掩码的地址为：网络位为全位为全“1”，主机位为全，主机位为全“0”。因此有：。因此有：n A类地址网络的子网掩码地址为：类地址网络的子网掩码地址为： n B类地址网络的子网掩码地址为：类地址网络的子网掩码地址为： nC类地址网络的子网掩码地址为：类地址网络的子网掩码地址为： 子网数量B类地址C类地址子

26、网掩码子网中的主机数子网掩码子网中的主机数1655342542327662812741638292638819024311640944015322046487641022523128510

27、541例子例子n将主机将主机IP地址与子网掩码逐位进行按位与运算地址与子网掩码逐位进行按位与运算（全（全1得得1，有，有0得得0），得到的），得到的32位地址即该位地址即该主机所在的网络地址。两个网络地址相同时，主机所在的网络地址。两个网络地址相同时，表示这两个主机在一个子网中。表示这两个主机在一个子网中。n如有三台主机如有三台主机1、2、3的的IP地址是地址是、5、5，子网掩码都是，子网掩码都是92，可以进行下面的运算：，可以进行下面的运算：子网掩码11111111111111111111111

28、11100000092IP地址111010011010101000111001100000101网络地址11010011010101000111001100000000IP地址2110100110101010001110011001000115网络地址11010011010101000111001100000000IP地址3110100110101010001110011010010115网络地址110100110101010001110011010

29、000004可以看出，同样在一个C类网络地址中，主机1和主 机 2 在 一 个 子 网中，主机3在另一个子网4中。n例如：学校有一个例如：学校有一个C类地址类地址，见图见图3.3。同时有两个系，每个系有。同时有两个系，每个系有120台计台计算机，这两个系各自都有数据和信息服务器，算机，这两个系各自都有数据和信息服务器，希望本系内的计算机可以访问服务器且不想让希望本系内的计算机可以访问服务器且不想让其他系访问。因此两个系需要属于不同的子网，其他系访问。因此两个系需要属于不同的子网，但是因为只有一个但是

30、因为只有一个C类地址可供分配，校园网类地址可供分配，校园网信息中心可以将子网掩码地址定义为：信息中心可以将子网掩码地址定义为：28。这样将原来的一个网段。这样将原来的一个网段分成两个独立的子网段，便于网络管理。分成两个独立的子网段，便于网络管理。n系系1的地址范围：的地址范围：26 n 子网地址：子网地址：11001010 10110111 00111000 0 xxxxxxx n系系2的地址范围：的地址范围：2954 n 子网地址：子网地址：11001010 101101

31、11 00111000 1xxxxxxxn通过将某通过将某IP地址和地址和28做做AND操作，操作，可以区分出该可以区分出该IP地址属于系地址属于系1还是系还是系2。343 IPv6n因特网的飞速发展使得因特网的飞速发展使得IP地址的分配频地址的分配频频告急。由于使用了简单网络管理协议频告急。由于使用了简单网络管理协议SNMP(Simple Network Management Protocol ),系统和网络系统和网络管理要占用大量管理要占用大量IP地址，而且每个设备地址，而且每个设备都要有一个都要有一个IP地址地址 n IPv6在以下方面解决在以下方面解决IP4的

32、存在问题：的存在问题：n扩展寻址和路由选择能力；扩展寻址和路由选择能力；n包头格式的简化；包头格式的简化；n服务功能的质量；服务功能的质量；n安全性和保密性；安全性和保密性；nIP的可移动性。的可移动性。n IPv6与与IP4最引人注目的区别是寻址空间从最引人注目的区别是寻址空间从32位增加到位增加到128位，这使得因特网允许的位，这使得因特网允许的40亿个亿个IP地址增加了地址增加了40亿倍，从根本上解决了亿倍，从根本上解决了IP地址的分配问题。地址的分配问题。35 域名解析系统域名解析系统n域名的层不象域名的层不象IP地址那样整齐，层次互不对应，可长可短，中间用圆点隔地址那样整齐，层次互不对应，可长可短，中间用圆点隔开，其格式为开，其格式为:n单位名称单位名称.主机名主机名.单位种类单位种类.国家代码国家代码.n由于因特网起源于美国，故美国的域名不用国家代码，其顶层是单位种类。由于因特网起源于美国，故美国的域名不用国家代码，其顶层是单位种类。单位种类