计算机网络基础及应用知识讲解

计算机网络基础及应用本章主要内容计算机网络的基本概念局域网局域网互连互联网技术及应用24.1.1计算机网络的发展与定义计算机网络的发展经历了三个阶段以单机为中心的通信系统

一台计算机连接多个终端，在这样的系统中除了中心计算机具有运算功能外，其余的终端都不具备自主处理功能。是为第一代计算机网络，又称面向终端的计算机网络4.1计算机网络的基本概念3第一阶段：面向终端的联机系统42.多台计算机互联的计算机网络

20世纪60年代出现。这种网络将分散在不同地点的计算机通过通信线路互相连接起来，主机之间无主从关系，网络用户可以共享网络中的软硬件资源。是为第二代计算机网络，也称共享系统资源的计算机网络。美国ARPANET为典型代表，其杰出贡献为：采用资源子网和通信子网组成的两级网络结构采用分组交换方式采用层次结构的网络协议5第二阶段：计算机互联网络阶段6因特网的前身ARPANET1962年，MIT教授利克莱德(J.C.R.

Licklider)，发表一篇论文，提出「星云网络」（Galactic

Network）的概念。在他的笔记，也是最早记载有关互联网络构想的书面文件中，利克莱德提出将全球计算机连结，以便可以从任一节点获取资料的观念。现代的网络思想，可以说是从这篇文章开始萌芽的。7后来，在同一年，利克莱德成为ARPA（美国高等研究计划署，Advanced

Research

Project

Agency）的领导人。为了实现这个把全世界计算机联结起来的构想，利克莱德不但在自己的任期内身体力行，也不断向后继者，如劳伦斯·罗伯特（Lawrence

G.

Roberts）等人鼓吹网络概念的重要性8等到劳伦斯·罗伯特成为ARPA的主持人之后，终于在1968年诞生了ARPANET（阿尔帕网）。如同现代计算机起源于二次大战，网络其实是冷战时代的产物。至于美国军方为何会如此支持这个计划，完全是出于战略的考量──将计算机系统与北约串联成一个网络。这样即使任何一个节点遭到苏联炸弹的攻击，连成一气的信息系统也不会因此瘫痪，还是可以绕道传送讯息。在网络上，信息得以以违反数学原则的方式传送。不管路径多么繁复，经过多少国家，能达到目的地就是最好的路径。9分组交换理论的出现

网络发展的实际关键，在分组交换理论（packet

switching

theory）的出现。MIT的教授李奥纳多·克莱瑞克（Leonard

Kleinrock）

曾在1961年发表分组交换理论，并在1964出版最早的一本有关分组交换的书籍，使人类朝向网络之梦迈进了一大步。用分组交换取代电路交换的方式传递数字信息使网络大大地提高了效率。我们可以说，因为有了分组理论的出现，才促成网络的诞生。10克莱瑞克于1964年说服了ARPA的领导人劳伦斯·罗伯特分组理论的可行性。1966年罗伯特提出「ARPANET」计划，此计画在1967年发表。在这场关键性的会议中，同时有来自MIT、RAND、NPL的团队提出类似的概念。足见一整个时代的科学家在Internet的发展过程中，都被同样的问题所盘绕，并在不知道彼此研究的情况下，往相同的方向寻求突破。最后，该计划在1968年由ARPA顺利执行成功，由于克莱瑞克是最早提出分组构想的人，他在UCLA的研究中心遂成为ARPANET的第一个基地。11电路交换方式通信过程与话音通信过程相似：摘机拨号呼叫建立一条空闲链路，通话结束挂机，拆线12分组交换网络网络网络网络网络网络网络路由器路由器路由器路由器路由器路由器AB查找路由表目的地下一跳路由器查找路由表目的地下一跳路由器查找路由表目的地下一跳路由器13软件E-mail的出现

1972年10月，ARPANET正式在ICCC（International

Computer

Communication

Conference）对外公开。同年，ARPANET最热门的E-mail软件出现，很快地成为网络的核心价值。当时的E-mail就已具备今天的雏形，有传送、接收、转寄各项功能。值得注意的是原本发展E-mail的动机在于将各地的办公室串联起来工作，后来却演变为兴盛至今的人际沟通接口（people-to-people

traffic），开启了人与人之间沟通的无穷的可能性14国际标准化的计算机网络这种网络具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议。其目的是使不同的计算机和计算机网络能方便地互联起来。目前存在两个标准化的体系结构，一个是国际标准化组织ISO公布的OSI/RM体系结构，它并未获得实际的使用。另一个是并非真正标准却真正被实际广泛使用成为事实上标准的TCP/IP体系结构。15计算机网络的定义在计算机网络技术发展的不同阶段，人们对计算机网络的定义和理解也有所不同。本书对计算机网络采用如下定义：互联起来的且又相互独立的计算机的集合。计算机网络由通信子网和资源子网组成。16分类标准很多，目前比较公认的能反映网络技术本质的分类方法是按计算机网络的分布距离分类，因为在距离、速度、技术细节这三大因素中，距离影响速度，速度影响技术细节。计算机网络网络按分布距离可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）4.1.2计算机网络分类17局域网（LocalAreaNetwork）

作用范围小，分布在一个房间、一个建筑物或一个企事业单位。地理范围在10m——1km，传输速率在1Mbps以上。目前常见的局域网的传输率有10Mbps，100Mbps和1000Mbps。局域网技术成熟，发展快，是计算机网络中最活跃的领域。18城域网(MetropolitanAreaNetwork)作用范围为一个城市，地理范围为5km——10km，传输速率在1Mbps以上广域网（WideAreaNetwork）作用范围大，可以是一个地区、一个省、一个国家或几个国家，地理范围一般在100km以上，传输速率较低(<0.1Mbps)19计算机网络的拓扑结构是指网络结点和通信线路组成的几何排列方式。

1.总线型：在一条单线上连接着所有的工作站（网络上的计算机常称为工作站）和共享设备（文件服务器、打印机等），其特点是结构简单便于扩充。典型的总线网是以太网。这种结构的网在过去用得较多，近年来已演化为带集线器的星型网。4.1.3计算机网络的拓扑结构20（－）总线型拓扑结构结构形式：所有的站点（计算机或共享设备）都挂在（连接到）一条公共的信道上。21CDAE匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）匹配电阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B发送的数据广播式传输222.星型以中央结点为中心与各结点连接。其特点是系统稳定性好，故障率低。由于任意两个结点间通信都要经过中央结点，此点一旦出现故障招致全网瘫痪，所以要求中央结点具有很高的可靠性。目前的局域网大多数采用星型结构，其中央结点大多采用可靠性很高的集线器（Hub），结点间则以廉价的双绞线相连。

23（二）星型拓扑结构：

以中央节点为中心，各节点以点到点的链路与中央节点相连。24用途：共享型HUB构成具有星型拓扑结构的以太网。253.环型工作站、共享设备通过通信线路将设备连接成一个闭合的环。其特点是信息在网络中沿固定方向流动，两个节点间有唯一的通路，可靠性高。在局域网中常被采用。由于整个网络构成闭合的环，故网络扩充起来不太方便。典型的环形网是IBM公司的令牌网（TokenRing）

26（三）环型拓扑结构：各站点经过链路两两互连构成一个闭合环。274.网状网网状结构的网络是由分布在不同地理位置的计算机经传输介质和通信设备连接而成，每两个结点之间的通信链路可能有多条。网状结构的优点是系统可靠性高，缺点是结构复杂。广域网多采用这种结构。

28总线拓扑星型拓扑环型拓扑网状拓扑291.网络协议为了使网络中许多互相连接的结点间的数据交换能协调地、有条不紊地进行，每个结点必须遵守一些事前约定好的规则。这些规则规定了数据交换的格式及同步机制。这些为网络进行数据交换而建立的规则、标准或约定叫做网络协议(NetworkProtocol)。4.1.4计算机网络协议302.网络分层对于复杂系统采用分层结构进行分层处理可分解处理的难度。网络协议的设计也不例外。一般的分层原则为：各层相对独立，某一层的内部变化不影响另一层。层次数量适中，不应过多也不宜太少每层具有特定的功能，类似功能尽量集中在同一层。每层对高层提供的服务与低层如何完成无关相邻层之间的接口应有利于标准化31网络的体系结构（Architecture）

计算机网络的分层及其协议的集合称为网络的体系结构。它是计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。世界上著名的网络体系结构有：ARPANET美国ARPA创建于1969年SNA美国IBM公司于1974年公布DNA美国DEC公司于1975年提出OSIISO于1983年形成正式文件324.OSI参考模型缘起：不同厂商生产的不同类型的计算机网络使用不同的硬件，具有不同的网络体系结构，它们之间很难实行互联。为了解决这种异构网的互联，要求有一个公共的标准，只要按此标准生产，其产品就能实现相互通信。在此情况下OSI参考模型应运而生。33ISO于1983年正式发布了ISO7498国际标准，称为开放系统互联参考模型，记为OSI/RM(OpenSystemInterconnection/ReferenceModel),其中的“开放”是指无论哪家厂商只要遵循OSI标准，一个系统就可以和其他任何地方的遵循同一标准的系统互相通信。OSI参考模型在逻辑上将整个网络的通信功能划分为7个层次。34OSI参考模型及协议传输35主机A与主机B之间的同一层次称为对等层。双方对等层之间的通信规则称为协议。主机A和主机B之间通信，实际的信息传递顺序为：主机A的应用层→表示层→会话层→传送层→网络层→数据链路层→物理层→主机B的物理层→数据链路层→网络层→传送层→会话层→表示层→应用层。36需要指出的是：OSI模型的制定虽然获得了一些理论研究的成果，但在市场化方面却失败了，至今市场上几乎找不到有什么厂家生产出符合OSI标准的商用产品。37网络安全是指网络系统的硬件、软件以及系统中的数据受到保护，使之不因偶然的或是恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，使网络系统连续可靠正常地运行，从而保证网络服务不中断。4.1.5计算机网络安全简介38从实用的角度看，网络安全技术大体包含以下内容：实时硬件安全技术软件系统安全技术数据信息安全技术网络站点安全技术病毒防治技术防火墙技术其核心技术是：数据加密技术、病毒防治技术和防火墙技术391.数据加密技术加密是指对数据进行编码，使它成为一种不可理解的形式，即密文。解密是将密文还原成原来可理解的形式。加密E解密D明文M密文C明文MKe加密密钥Kd解密密钥40病毒防治技术计算机病毒及其特征

计算机病毒是一种入侵程序，它可以通过插入自我复制的代码副本来感染计算机，并删除重要文件、修改系统或执行某些其它操作，从而造成对计算机中的数据或计算机本身的损害。其特征为隐蔽性欺骗性执行性感染性和传播性可触发性破坏性41计算机病毒的防范对新购置的计算机软硬件系统进行测试，确保无病毒后才使用。再确保硬盘无病毒的情况下，计算机应尽量使用硬盘启动。并在启动前将软盘从软驱中取出。重要数据文件要有备份，避免计算机遭病毒破坏时，受到损失。42防火墙技术什么是防火墙防火墙是指两个网络之间执行访问控制策略（允许、拒绝、检测）的一系列部件的组合，包括硬件和软件，目的是保护网络不被他人侵扰。防火墙网络1网络243防火墙的功能安全策略的检查站有效防止内部网络的相互影响网络安全的屏障对网络存取和访问进行监控审计441.局域网的特点连网范围较小。一般距离在几百米到几公里，如公司、校园、厂区或一个建筑物等。传输速率高。传输速率范围为0.1Mbps—1000Mbps误码率低。低至10-8—10-11。保密性好，可靠性高，便于安装和维护4.2局域网

4.2.1局域网特点及分类

45常用传输介质双绞线

根据有无屏蔽可分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP。既可以传输模拟信号也可以传输数字信号。传输速率可达100Mbps—155Mbps，甚至1000Mbps的局域网也可用双绞线。它安装方便，价格便宜。光纤

特点是传输率高，可达几百Mbps甚至更高。没有电磁干扰，传输损耗小。无线介质

利用电磁波进行信号的传输。无线局域网近年来得到大力推广，网内各工作站通过基站或无线宽带路由器相互进行通信，从而避免了累赘的导线连接，尤其方便了可移动的笔记本电脑，使其在无线局域网作用范围内可以随处联网工作。46非屏蔽双绞线UTP47屏蔽双绞线STP48光纤491.什么是以太网（Ethernet）以太网由美国施乐公司于1975年研制成功，它是众多局域网类型中的一种，是应用最为广泛的一种局域网。至20世纪90年代，以太网在局域网市场中已取得了垄断地位，并且几乎成了局域网的代名词。以太网的技术规范仅支持物理层和数据链路层的协议。4.2.2Ethernet网络50以太网是一个中等区域范围内实现计算机通信的技术规范，其数据传输速率为10Mbps—1000Mbps，采用CSMA/CD介质访问控制。2.CSMA/CDCSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）介质访问控制方法可以解决多站点共享公共传输介质的问题。适用于总线结构及星型结构的局域网。51其工作过程可简单地概括为四点：先听后发，边听边发，冲突停止，随机重发。5210BASE-T网络表示10Mbps的传输率，基波传输，传输介质为非屏蔽双绞线。使用集线器（Hub），拓扑结构为星型。主机和Hub之间的最大距离为100米。双绞线两端使用RJ-45接口，一端接主机，一端接Hub53⑴10BASE-T的组网规则通过Hub可以扩展网络，Hub之间可以级连，构成树状结构的网络⑵10BASE-T的特点安装容易。任何连接上出的问题只会影响某一个设备或某一个网络分段，不影响整个网络的运行，增强了网络的适应性，简化了网络故障的检测工作。容易移动和改变网络连接。54100BASE-T网络与10BASE-T结构相同，传输率提高到100Mbps。用户需改用100Mbps的网卡，并使用100Mbps的集线器。5.1000BASE-T网络大大提高数据传输率，使用6类双绞线。551.互连的意义网络互连就是把网络和网络连结起来，在用户之间实现跨网络的通信与操作的技术。网络互连可使用户不但可使用本网络内的资源，还可访问其他网络的资源。4.2.3网络互连562.互连的类型⑴局域网—局域网互连⑵局域网—广域网互连⑶局域网—广域网—局域网互连⑷广域网——广域网互连4.2.3网络互连57网络互连的实例58⑴局域网—局域网互连同种局域网网段的互连：使用中继器或网桥。两个局域网相连：通过路由器⑵局域网—广域网互连一个局域网中的主机要和广域网中的主机互相通信。使用路由器或网关59⑶局域网—广域网—局域网互连一个局域网经由广域网和另一个局域网相连。通过路由器或网关⑷广域网——广域网互连通过路由器或网关603.互连设备⑴中继器(Repeater)⑵集线器(Hub)⑶网桥(Bridge)⑷交换机(Switcher)⑸路由器(Router)⑹网关(Gateway)4.2.3网络互连61网络互联的实例62中继器（Repeat）中继器的工作原理：中继器工作在物理层，用于互连两个相同类型的网段（例如：两个以太网段），主要功能是延伸网段和改变传输媒体，从而实现信息的转发。63中继器应用实例64集线器(HUB)集线器工作原理集线器是对网络进行集中管理的最小单元，像树的主干一样，它是各分枝的汇集点。HUB是一个共享设备，其实质是一个中继器。65应用实例66网桥网桥工作原理网桥是在数据链路层上连接两个网络段的网络设备。主要功能有：过滤通信量、扩大网络的物理范围等。

67应用实例网桥连接两个局域网段68本地网桥和远地网桥的使用69路由器路由器工作原理

路由器在网络层一级工作，互连两个或多个独立的相同类型或不同类型的网络：局域网与广域网的互连，局域网与局域网的互连。路由器的主要功能就是进行路由选择。70应用实例：用路由器实现网络连接

71网关工作原理此设备属于网络层以上的互连设备，用于实现不同协议的网络间的通信

72应用实例734.3.1双机互连网络的组建最小规模的网络硬件连接方法安装和协议配置网络连接状态检测连通性测试4.3.2用集线器组建局域网用集线器组网的特点与应用单一集线器组网多集线器级联组网4.3局域组网（略）744.3.3对等网组网对等网的概念

对等网的配置共享文件夹的配置访问共享文件夹4.3.4小型无线局域网的组建无线局域网的特点组建无线局域网75对等网的概念局域网络按其工作模式来分，主要有对等模式和客户机/服务器（C/S）模式。家庭、办公室网络通常采用对等网模式，而企业网络通常采用C/S模式。对等网上各台计算机无主从之分，网上任意节点计算机既可以作为网络服务器，为其他计算机提供资源，也可以作为工作站，以分享其他服务器的资源。对等网除了共享文件外，还可以共享打印机资源。764.4.1互联网概述出于冷战的需要，美国拟建一个计算机网络，网上各主机独立、平等地工作，使得任何一台主机或一条线路遭到破坏，不会影响到其它部分的工作和通信。因特网的基础结构大体上经历了三个阶段的演进。但这三个阶段在时间划分上并非截然分开而是有部分重叠的，这是因为网络的演进是逐渐的而不是突然的。4.4互联网技术及应用77因特网发展的第一阶段

单个网络ARPANET向互连网发展1966年美国ARPA提出ARPANET计划1969年ARPANET研制成功。第一个分组交换网ARPANET最初只是一个单个的分组交换网，而非互连网。1972年ARPANET正式对外公开。1983年TCP/IP协议成为标准协议。同年，ARPANET分解成两个网络：ARPANET——进行实验研究用的科研网MILNET——军用计算机网络1983~1984年，形成了因特网Internet(两网互连)。1990年ARPANET正式宣布关闭(实验任务完成)。78因特网发展的第二阶段

建成三级结构的因特网1986年，NSF建立了国家科学基金网。NSFNET。它是一个三级计算机网络：

主干网地区网校园网1991

年，美国政府决定将因特网的主干网转交给私人公司来经营，并开始对接入因特网的单位收费。1993年因特网主干网的速率提高到45Mb/s（T3速率）。

79三级结构的因特网各网络之间需要使用路由器来连接。有时在结构图中可不画出路由器。校园网校园网校园网校园网校园网校园网国家主干网地区网地区网地区网路由器80三级结构的因特网主机到主机的通信可能要经过多种网络。校园网校园网校园网校园网校园网校园网国家主干网地区网地区网地区网81因特网发展的第三阶段从1993年开始，由美国政府资助的NSFNET逐渐被若干个商用的ISP网络所代替。

1994年开始创建了4个网络接入点NAP(NetworkAccessPoint)，分别由4个电信公司经营。NAP就是用来交换因特网上流量的结点。在NAP中安装有性能很好的交换设施。到本世纪初，美国的NAP的数量已达到十几个。从1994年到现在，因特网逐渐演变成多级结构网络。

82多级结构的因特网大公司地区ISP网络接入点NAP（对等点）公司校园网主干服务提供者校园网校园网校园网校园网本地ISP地区ISP地区ISP地区ISP本地ISP本地ISP大公司大公司网络接入点NAP（对等点）主机到主机的通信可能经过多种

ISP。83计算机网络在我国的发展(1)中国公用计算机互联网CHINANET(2)中国教育和科研计算机网CERNET(3)中国科学技术网CSTNET(4)中国联通互联网UNINET(5)中国网通公用互联网CNCNET(6)中国国际经济贸易互联网CIETNET(7)中国移动互联网CMNET(8)中国长城互联网CGWNET（建设中）(9)中国卫星集团互联网CSNET（建设中）84分组交换(packetswitching)的出现ARPANET一开始就采用分组交换的通信技术，原因是：电话网是为电话通信设计的。电路交换的电话网很适合于电话通信。但计算机数据具有很大的突发性。使用电路交换会导致网络资源严重浪费。计算机逐渐增多，连网的需求日益迫切，计算机网络需要使用更加有效的连网技术。这就导致分组交换的问世。85美国军方促进了计算机网络的发展20世纪60年代美苏冷战激烈。美国军方要研制一种生存性很强的新型分布式网络。即使少数结点或链路被摧毁，整个网络仍保持畅通。这种新型的计算机网络就是采用分组交换的、基于存储转发计算机网络。86数据数据数据分组交换在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块每个块增加带有控制信息的首部构成分组（包）依次把各分组发送到接收端接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文数据分组11010011101•

•••••••00101001110报文发送端首部分组数据首部分组首部数据发送发送发送在前发送接收端数据首部数据首部数据首部11010011101•

•••••••00101001110874.4.2因特网的服务功能因特网有很多应用服务，最主要的是：远程登录Telnet文件传输FTP电子邮件E-mail万维网WWW新闻组Usenet电子公告板BBS88远程登录所谓远程登录是指一台本地的计算机通过因特网登录到远程的另一台计算机上，运行远程计算机系统的应用程序。本地计算机犹如远程计算机的一个终端，用户感到自己的键盘和显示器就直接连接在远程的计算机上工作。

使用协议名称：Telnet89文件传输FTP这一功能使用户可以从本地计算机连接到远程计算机上，查看远程计算机中有哪些文件，然后将自己需要的文件从远程计算机复制到本地计算机（下载）；也可将本地计算机中的文件传送到远程计算机中（上传）。

使用协议：FTP（FileTransferProtocol)903.电子邮件

是因特网最受欢迎的应用电子邮件大大方便了人们的生活、工作和学习。电子邮件也改变了人们生活、工作和学习的方式。电子邮件地址格式：

用户名@主机名91发送方邮件缓存邮件服务器因特网使用SMTP协议用户邮箱接收方发送邮件使用的协议——简单邮件传送协议

SMTP(SimpleMailTransferProtocol)邮件服务器接收邮件使用的协议——邮局协议版本3POP3(PostOfficeProtocolversion3)发送端ISP接收端ISP使用SMTP协议使用POP3协议发信人地址：xyz5678@收信人地址：ab30@邮件服务器的域名读作“at”用户名（用户邮箱）邮件的传送仍然要使用IP和TCP协议92电子邮件的优点与缺点优点：快捷价廉不打断对方工作或休息缺点有时邮件很慢或甚至丢失对垃圾邮件尚无有效对策93WWW服务WWW（WorldWideWeb）也称Web，中文译名万维网。1989年3月由在日内瓦的欧洲高能粒子研究委员会（CERN）的科学家TimBerners-Lee提出。开发万维网的初衷是使分布在欧洲12个国家的物理学家们能方便地通过因特网交换各种报告、图片资料。1990年出现第一个WWW服务器，并开发出第一个非图形界面的浏览器。1993年2月第一个图形界面的浏览器开发成功。94正是由于万维网的出现，使因特网从仅仅由少数计算机专业人员使用变为普通百姓也能利用的信息资源。据统计，在1998年，万维网的通信量已超过整个因特网上通信量的75%。万维网的出现是因特网发展中一个非常重要的里程碑。

使用协议：HTTP（HyperTextTransferProtocol）95URL与信息定位统一资源定位符URL（UniformResourceLocator）用来标识万维网上的信息资源，使每一个信息资源能被唯一地区别开来。URL描述了网上资源的访问方式（传输协议类型）和所在的位置。一个典型的URL格式为：

/tutorial/default.htm协议类型资源所在主机目录名文件名96URL用来标识万维网上的各种文档。因特网上的每一个文档，在整个因特网的范围内具有惟一的标识符URL。URL实际上就是文档在因特网中的地址。统一资源定位符URL

(UniformResourceLocator)97举例：URL的格式http:///news/china/index.shtml浏览器与服务器进行交互所使用的协议CCTV的网站服务器在因特网上使用的域名所要浏览的文件名（包含路径）984.4.3TCP/IP协议什么是TCP/IP协议早在20世纪60年代后期，研究开发ARPANET时期就开发了这一协议。目前是因特网上计算机之间进行通信的协议。

TCP/IP是一个协议族的总称，除了TCP（传输控制协议）和IP（互联网协议）两个协议外，还包括了上百个其它的协议。99目前尚没有一个公认的分层模型来描述TCP/IP的网络体系结构，本书采用四层结构模型，这四层是

应用层传输层网络层网络接口层100OSI

与

TCP/IP

体系结构的比较应用层运输层网络层表示层会话层数据链路层物理层7654321OSI的体系结构应用层网络接口层网际层IP(各种应用层协议如TELNET,FTP,SMTP等)运输层(TCP

或

UDP)TCP/IP的体系结构101TCP/IP

四层协议

的表示方法举例应用层运输层网际层网络接口层主机A主机B路由器网络

2网络

1应用层运输层网际层网络接口层网际层网络接口层4321102为了说明TCP/IP的设计思想，下面比较一下传统电信网络和分组交换网的不同思路。103传统的电信网在电信网中，通信的可靠性主要靠电信网的质量来保证：电信网向用户（即电话机）提供的服务质量有保证。连接在电信网上的电话机几乎没有智能，因此全部的服务质量由电信网完成。104电路交换的电信网电信网电信网向用户电话机提供可靠交付105因特网的设计思路通信必须是可靠的。但应当由谁负责可靠交付？因特网和传统电信网的思路不同。严格地讲，计算机通信是在计算机上运行的程序之间的通信。所以实现可靠通信最终应当是让计算机程序之间的通信可靠。因特网认为，IP协议没有必要提供可靠服务（这样做可以使网络简单、灵活性好、价格便宜）。在计算机中增加TCP协议就可以实现计算机程序之间的可靠通信。106分组交换的因特网TCP协议带有TCP协议的计算机向用户程序提供可靠交付丢弃丢弃丢弃分组交换的因特网不保证可靠交付TCPTCP107TCP协议的用途TCP是TransmissionControlProtocol的缩写，中文译名是传输控制协议。TCP协议驻留在用户计算机中，它的作用是保证应用程序之间端到端的可靠通信。108TCP协议的主要功能TCP给要传送的每一个字节的数据都进行编号。接收端在收到数据后必须向发送端发送确认信息。若发送端在规定的时间内没有收到对方的确认，就重传这部分数据。当网络中的通信量过大时，TCP就告诉发送端要放慢发送数据。这叫做流量控制。109核心协议TCP/IP因特网使用的协议很多，但其中最为重要的协议就是IP和TCP。分组在因特网中传送要使用IP协议。计算机数据传输的可靠性由TCP协议来保证。通常用TCP/IP这样的记法表示以TCP和IP为核心的协议族。110因特网应用程序TCP协议保证了应用程序之间的可靠通信应用程序IP协议控制分组在因特网的传输但因特网不保证可靠交付最重要的两个协议：IP和TCP111因特网的网际协议IP网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。与IP协议配套使用的还有四个协议：地址解析协议ARP(AddressResolutionProtocol)逆地址解析协议RARP(ReverseAddressResolutionProtocol)因特网控制报文协议ICMP(InternetControlMessageProtocol)因特网组管理协议IGMP(InternetGroupManagementProtocol)112网际协议IP及其配套协议各种应用层协议网络接口层(TELNET,FTP,SMTP等)物理硬件运输层TCP,UDP应用层ICMPIPRARPARP与各种网络接口网际层IGMP1132.IP地址IP地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是惟一的32bit的标识符。IP地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN(InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers)进行分配114IP地址IP地址分为5类，每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id，它标志该主机（或路由器）。IP地址的结构：网络号主机号115net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1

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0多播地址E类地址保留为今后使用1

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001116net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1

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0多播地址E类地址保留为今后使用1

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001A类地址的网络号字段net-id为1字节117net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1

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0多播地址E类地址保留为今后使用1

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001B类地址的网络号字段net-id为2字节118net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1

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0多播地址E类地址保留为今后使用1

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001C类地址的网络号字段net-id为3字节119net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1

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0多播地址E类地址保留为今后使用1

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001A类地址的主机号字段host-id为3字节120net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1

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0多播地址E类地址保留为今后使用1

1

1

1

001B类地址的主机号字段host-id为2字节121net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1

1

1

0多播地址E类地址保留为今后使用1

1

1

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001C类地址的主机号字段host-id为1字节122net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1

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1

0多播地址E类地址保留为今后使用1

1

1

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001D类地址是多播地址

123net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16bitB类地址C类地址011host-id8bitD类地址1

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0多播地址E类地址保留为今后使用1

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001E类地址保留为今后使用

124点分十进制记法10000000000010110000001100011111机器中存放的IP地址是32bit二进制代码10000000000010110000001100011111每隔8bit插入一个空格能够提高可读性采用点分十进制记法则进一步提高可读性1128

11331将每8bit的二进制数转换为十进制数125常用的三种类别的IP地址IP地址的使用范围

网络最大第一个最后一个每个网络类别网络数可用的可用的中最大的网络号网络号主机数A126(27–2)112616,777,214B16,384(214)128.0191.25565,534C2,097,152(221)192.0.0223.255.255254为方便记忆，采用“点分十进制”表示