第4章因特網(wǎng)組成2023/1/122(2)TCP/IP協(xié)議

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)中，不同計(jì)算機(jī)的同一層必須共同遵循相同的規(guī)則和約定，才能正確地進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，這些規(guī)則和約定就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP協(xié)議系列2023/1/123什么是TCP/IP協(xié)議？TCP/IP是網(wǎng)絡(luò)互連的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它包含了100多個(gè)協(xié)議，其中：TCP（傳輸控制協(xié)議)和IP(網(wǎng)際協(xié)議)是兩個(gè)最基本、最重要的協(xié)議4321網(wǎng)絡(luò)接口和硬件層(以太網(wǎng),FDDI,X.25,ATM等)網(wǎng)絡(luò)互連層（IP）傳輸層（TCP或UDP）應(yīng)用層(SMTP,HTTP,FTP等)如電子郵件、HTML文檔等應(yīng)用數(shù)據(jù)應(yīng)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為1個(gè)或多個(gè)TCP數(shù)據(jù)段或UDP數(shù)據(jù)段TCP或UDP數(shù)據(jù)報(bào)封裝為IP數(shù)據(jù)報(bào)IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝為以太網(wǎng)信息幀或ATM信元后進(jìn)行傳輸負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)封裝為TCP或UDP數(shù)據(jù)報(bào)，在兩個(gè)應(yīng)用程序之間傳送數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)封裝為IP數(shù)據(jù)報(bào)，并負(fù)責(zé)把IP數(shù)據(jù)報(bào)從發(fā)送方計(jì)算機(jī)通過(guò)物理網(wǎng)絡(luò)傳送到接受方計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝成能在物理網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)）中傳輸?shù)膸?，并進(jìn)行傳輸應(yīng)用程序與應(yīng)用程序之間通信時(shí)使用的協(xié)議2023/1/1244.3.2IP協(xié)議和路由器（IP協(xié)議第4版簡(jiǎn)稱IPv4）2023/1/125因特網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)如何統(tǒng)一編址？因特網(wǎng)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)使用“IP地址”作為其標(biāo)識(shí)IP地址的特點(diǎn)：惟一性：網(wǎng)絡(luò)上每臺(tái)計(jì)算機(jī)都有一個(gè)與眾不同的惟一的IP地址簡(jiǎn)明性：所有地址的長(zhǎng)度都是32個(gè)二進(jìn)位IP地址的格式：包含網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)

2個(gè)部分A類地址B類地址C類地址主機(jī)號(hào)（24位）網(wǎng)絡(luò)號(hào)0主機(jī)號(hào)(8位)網(wǎng)絡(luò)號(hào)011主機(jī)號(hào)（16位）網(wǎng)絡(luò)號(hào)01指明計(jì)算機(jī)所屬網(wǎng)絡(luò)的編號(hào)指明計(jì)算機(jī)在該網(wǎng)絡(luò)中的編號(hào)由網(wǎng)絡(luò)號(hào)中的最高1～4位指明該IP地址的類型：分為A,B,C,D,E五類IP地址2023/1/1265類IP地址的具體格式01234310111組播地址D類01234311111備用E類00181631網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)A類（超大型網(wǎng)絡(luò),擁有大量主機(jī)(≤16777214)，只有不超過(guò)128個(gè)網(wǎng)絡(luò)可獲得A類地址）012163101網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)B類（規(guī)模適中的網(wǎng)絡(luò)(≤65534臺(tái)主機(jī))使用B類地址，首字節(jié)大于等于128但小于192

）01232431011網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)C類（用于主機(jī)不超過(guò)254臺(tái)的小型網(wǎng)絡(luò)，其IP地址的首字節(jié)大于等于192但小于224

）兩個(gè)特殊的IP地址：主機(jī)號(hào)為“全0”的IP地址，稱為網(wǎng)絡(luò)地址，用來(lái)表示整個(gè)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)號(hào)為“全1”的IP地址，稱為直接廣播地址，指整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)2023/1/127IP地址的“點(diǎn)分十進(jìn)制”表示IP地址是一個(gè)32位的地址碼，書寫和記憶很不方便“點(diǎn)分十進(jìn)制”表示：用4個(gè)十進(jìn)制數(shù)來(lái)表示一個(gè)IP地址，每個(gè)十進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)IP地址中的8位(1個(gè)字節(jié))，相互間用小數(shù)點(diǎn)“．”隔開。例如：800011010000010100010001100110000A類地址810000010000110000010001101000100B類地址211000110011101110001011100001100C類地址點(diǎn)分十進(jìn)制表示二進(jìn)制表示IP地址類型IP地址首字節(jié)取值網(wǎng)絡(luò)號(hào)取值舉例

A類11261126 42B類128191128.0191.255 1C類192223192.0.0223.255.255 2A、B、C三類IP地址的十進(jìn)制表示：2023/1/128網(wǎng)絡(luò)類型、網(wǎng)絡(luò)號(hào)和IP地址舉例15795紅色表示網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)IP地址A類網(wǎng)絡(luò)C類網(wǎng)絡(luò)路由器路由器路由器B類網(wǎng)絡(luò)B類網(wǎng)絡(luò)2023/1/129

什么是子網(wǎng)？考慮：小型網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越多（只有幾十臺(tái)主機(jī)，有的甚至只有2、3臺(tái)計(jì)算機(jī)），如果這些小網(wǎng)絡(luò)也占用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，地址空間浪費(fèi)太大。為此引入了“子網(wǎng)”的概念子網(wǎng)：把標(biāo)準(zhǔn)IP地址中的主機(jī)號(hào)劃分成“子網(wǎng)號(hào)”和“主機(jī)號(hào)”兩部分,也就是把一個(gè)大網(wǎng)劃分成若干小一些的“子網(wǎng)”例如：對(duì)于C類地址中的8位主機(jī)號(hào)：劃出2位作為子網(wǎng)號(hào)，那么2個(gè)子網(wǎng)的每一個(gè)均可容納62臺(tái)主機(jī)(Why?)

劃出3位作為子網(wǎng)號(hào)，那么6個(gè)子網(wǎng)中每個(gè)可容納的主機(jī)減少為30臺(tái)(Why?)(注：全0和全1通常不能作為子網(wǎng)號(hào))主機(jī)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)（標(biāo)準(zhǔn)IP地址）網(wǎng)絡(luò)號(hào)

主機(jī)號(hào)

子網(wǎng)號(hào)（子網(wǎng)IP地址）請(qǐng)一定要理解！2023/1/1210

關(guān)于子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼——一個(gè)32位的代碼，其中與IP地址中網(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)對(duì)應(yīng)位置處的二進(jìn)位是“1”，與主機(jī)號(hào)對(duì)應(yīng)位置處的二進(jìn)位是“0”三類IP地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼：ABC子網(wǎng)掩碼的用途：從IP地址中分離出網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)方法：使用子網(wǎng)掩碼與IP地址進(jìn)行邏輯乘例1：若某主機(jī)IP地址為：2（C類地址）兩者邏輯乘結(jié)果＝網(wǎng)絡(luò)號(hào)＝.0（前24位）例2：若某主機(jī)IP地址為：2（C類地址）它的子網(wǎng)掩碼為：40邏輯乘結(jié)果＝網(wǎng)絡(luò)號(hào)＝11010100000100000000001001110000(前28位)2023/1/1211因特網(wǎng)主機(jī)的IP地址及其域名因特網(wǎng)采用TCP/IP協(xié)議由大量網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)互連而成，網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)主機(jī)都有一個(gè)IP地址IP地址用4個(gè)十進(jìn)制數(shù)字來(lái)表示，不便記憶和使用因特網(wǎng)采用域名(domainname)作為IP地址的文字表示，易用易記。例如：南京大學(xué)的WWW服務(wù)器的IP地址是：它對(duì)應(yīng)的域名是：用戶可以按IP地址訪問(wèn)主機(jī)，也可按域名訪問(wèn)主機(jī)主機(jī)IP地址與域名的關(guān)系：一個(gè)IP地址可對(duì)應(yīng)多個(gè)域名，一個(gè)域名只能對(duì)應(yīng)一個(gè)IP地址主機(jī)從一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)移到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，其IP地址必須更換，但可以保留原來(lái)的域名。2023/1/1212因特網(wǎng)域名的結(jié)構(gòu)域名的格式：

5級(jí)域名.4級(jí)域名.3級(jí)域名.2級(jí)域名.頂級(jí)域名舉例：

中國(guó)南京大學(xué)校園網(wǎng)www服務(wù)器的域名為:

主機(jī)名.網(wǎng)絡(luò)名.機(jī)構(gòu)名.國(guó)家名美國(guó)哈佛大學(xué)校園網(wǎng)www服務(wù)器的域名為:

主機(jī)名.網(wǎng)絡(luò)名.機(jī)構(gòu)名2023/1/1213因特網(wǎng)域名命名規(guī)則只許使用字母、數(shù)字和連字符，以字母或數(shù)字開頭并結(jié)尾，域名總長(zhǎng)度不超過(guò)255個(gè)字符頂級(jí)域名規(guī)定：國(guó)際頂級(jí)域名，int（國(guó)際組織）國(guó)家頂級(jí)域名，例：cn（中國(guó)），uk（英國(guó)）通用頂級(jí)域名<機(jī)構(gòu)名>：com（營(yíng)利性組織），net（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機(jī)構(gòu)），美國(guó)專用：org，edu，gov，mil等我國(guó)對(duì)二級(jí)域名的規(guī)定：機(jī)構(gòu)類別域名：ac科研機(jī)構(gòu)，com企業(yè)，net網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機(jī)構(gòu)，

org非營(yíng)利性組織，edu教育機(jī)構(gòu)，gov政府部門行政區(qū)域域名：例：bj北京，sh上海，js江蘇2023/1/1214因特網(wǎng)的域名空間為避免域名重復(fù)，因特網(wǎng)的域名空間劃分為許多不同的域，每個(gè)域又分若干子域，從而構(gòu)成因特網(wǎng)的域名空間cnedunju因特網(wǎng)域名空間milgovcomnetorgukedu根intacnetseutsinghuapkuwwwbbscs……頂級(jí)域名二級(jí)域名三級(jí)域名四級(jí)域名cctvwww2023/1/12154.3.4因特網(wǎng)的接入2023/1/1216城域網(wǎng)在因特網(wǎng)接入中起重要作用什么是城域網(wǎng)？以高速光纖傳輸網(wǎng)為平臺(tái)，與國(guó)家主干網(wǎng)連接，提供寬帶IP出口采用多種寬帶和窄帶接入技術(shù)，構(gòu)成不同的接入網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)接入服務(wù)，滿足人們?cè)L問(wèn)因特網(wǎng)的需求匯聚點(diǎn)(POP)匯接接入網(wǎng)的流量，進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)與交換接入網(wǎng)的作用：使用各種不同接入技術(shù)，解決“最后一公里”問(wèn)題：●撥號(hào)接入 ●ADSL接入●有線電視接入 ●光纖接入●無(wú)線接入POP寬帶主干網(wǎng)接入網(wǎng)用戶用戶用戶POP用戶用戶用戶用戶接入網(wǎng)國(guó)家網(wǎng)主干2023/1/1217接入技術(shù)1：撥號(hào)接入通過(guò)本地公用網(wǎng)接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：MODEM（調(diào)制解調(diào)器）技術(shù)原理：數(shù)字調(diào)制最高傳輸速率：56Kbps把計(jì)算機(jī)送出的數(shù)字信號(hào)調(diào)制成為適合于在用戶線上傳輸?shù)囊纛l模擬信號(hào)把從線接收到載波信號(hào)恢復(fù)成數(shù)字信號(hào)送給計(jì)算機(jī)MODEM本地電話網(wǎng)MODEM計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)音頻模擬信號(hào)計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)計(jì)算機(jī)用戶數(shù)字信號(hào)缺點(diǎn)：傳輸速率低每次都要撥號(hào)上網(wǎng)時(shí)不能通費(fèi)用不便宜2023/1/1218接入技術(shù)2：ADSL不對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL):也通過(guò)本地公用網(wǎng)接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置：ADSLModem以太網(wǎng)網(wǎng)卡原理：頻分多路復(fù)用+數(shù)字調(diào)制傳輸速率：上傳:64kbps～256kbps下行速度:1～8Mbps(1)上網(wǎng)和通話互不影響(2)不需要繳付額外的費(fèi)(3)傳輸速率可根據(jù)線路情況調(diào)整電話機(jī)PC機(jī)以太網(wǎng)卡

（住戶）ADSLMODEM電話交換機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)(ISP)（電話局）ADSLMODEM分離器(濾波器)電話機(jī)濾波器ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路）是一種新的數(shù)據(jù)傳輸方式。它因?yàn)樯闲泻拖滦袔挷粚?duì)稱，因此稱為非對(duì)稱數(shù)字用戶線環(huán)路。

2023/1/1219接入技術(shù)4：光纖接入使用光纖作為計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)的主要傳輸介質(zhì),分為