互联网基础知识

2020/9/21中山网通运行维护中心1互联网基础知识2020/9/21中山网通运行维护中心2本节课程的大纲互联网的概述互联网的特点及功能互联网的基础知识2020/9/21中山网通运行维护中心3互联网的概述什么是internetInternet网又称为国际互联网，它是目前世界上最大的信息网络；Internet网是一个“网络的网络”，它是以TCP/IP协议为基础的数据通信网；Internet实质上是物理网络和信息资源相结合而形成的一个庞大的信息。2020/9/21中山网通运行维护中心4Internet--全球的计算机互联网络Internet的计算机网根据覆盖范围的不同可以分为局域网(LAN)、城域网(MAN)以及大规模的广域网(WAN)等根据拓扑结构的不同可以分为：星形、环形、总线形、树形、全连接与不规则形状的网络。2020/9/21中山网通运行维护中心5Internet--网络的拓扑结构（1）局域网（LocalAreaNetwork,简称LAN），小于10km的范围，通常采用有线的方式连接起来。局域网是组成其他两种类型计算机网络的基础。（2）城域网（MetropolisAreaNetwork,简称MAN），规模局限在一座城市的范围内，10～100km的区域。（3）广域网（WideAreaNetwork,简称WAN），广域网的典型代表是Internet网。2020/9/21中山网通运行维护中心6Internet--网络的拓扑结构指网络中计算机系统（包括通信线路和节点）的几何排列形状，它将直接影响网络中通信介质的访问控制与数据传输方式2020/9/21中山网通运行维护中心7互联网的发展历程起源：军事1969年，美国国防部组建ARPANET发展：科研八十年代中期，美国国防科学基金建立NSFNET飞跃：商业九十年代，美国商用因特网协会使INTERNET商业化2020/9/21中山网通运行维护中心8Internet在中国1987年，第一封电子邮件1988年，开通电子邮件通信1994年，NCFC与美国INTERNET连接1996年，中国公用计算机互联网Chinanet建成2002年7月，上网人数4580万2006年6月，上网人数超过12300万2020/9/21中山网通运行维护中心9用户最常使用的服务电子邮箱：95.07%搜索引擎：72.76%上传下载：50.56%信息查询：44.65%网上聊天：37.53%新闻组：19.33%BBS：16.72%网上寻呼：24.64%个人主页：15.58%网上娱乐：18.94%网上炒股：10.86%网上购物：12.54%网络电话：6.58%2020/9/21中山网通运行维护中心10客户机/服务器系统结构(Client/Server)客户机:单用户工作站(单机的计算,联网)信息表示、字处理、电子表格服务器:存储器共享的多用户处理机(多机角度)集中到用户共享的服务器上管理公共数据2020/9/21中山网通运行维护中心11互联网的基础知识2020/9/21中山网通运行维护中心12ISO/OSI模型物理层Physical数据链路层DataLink网络层Network传输层Transport会话层Session表示层Presentation应用层Application物理层:透明的传输比特流,硬件的接口。数据链路层：无差错的传输帧。网络层：路由选择，包。传输层：保证端到端的可靠通信。（控制流量控制差错）。会话层：建立、组织、协调会话关系的交互（通信的同步）。表示层：数据格式的转换（信息的语法)。应用层：提供各种应用程序的接口。2020/9/21中山网通运行维护中心13TCP/IP是Internet使用的一组协议(Protocol)。TCP/IP有100多个协议，其中最重要的两个协议是传输控制协议TCP(TransmissionControlProtocol)和网际互联协议IP(InternetProtocol)。其中用得最广的是SMTP(电子邮件发送协议)、FTP(文件传输协议)、TELNET(远程登录协议)等。TCP/IP协议2020/9/21中山网通运行维护中心14TCP/IP协议TCPUDP远程登陆telnetFtpSMTPDNSNFS用户应用IP层应用层及表示层传输层与会话层网络层数据链路层，物理层网络接口层TCP/IP实际是个工业标准，已经被世界所承认，广泛被应用。TCP/IP是一个协议族，涵盖了上百种协议。TCP/IP的结构考虑到了异构网的互通问题。TCP/IP对面向连接与非面向连接并重。TCP/IP的等级关系不同与OSI的层级关系，上级可越级调用低级所提供的服务。2020/9/21中山网通运行维护中心15IP地址－网络的家门号Internet中不同计算机的相互通信必须有相应的地址标识，这个地址标识称为IP地址。IP地址唯一地标识出主机所在的网络和网络中位置的编号。IP地址提供统一的地址格式，由32个二进制位（bit）组成。常用“点分十进制”方式来表示。例如，地址是：202.108.9.342020/9/21中山网通运行维护中心16IP地址IP地址介绍IPv6：128位的二进制数，IP总量位2的128次方个。IPv4：32位的二进制数，IP总量为2的32次方个2020/9/21中山网通运行维护中心17IP地址2020/9/21中山网通运行维护中心18IP地址InterNIC将IP地址分为五类，A类保留给政府机构，B类分配给中等规模的公司，C类分配给任何需要的人，D类用于组播，E类用于实验，各类可容纳的地址数目不同。A、B、C三类IP地址的特征：当将IP地址写成二进制形式时，A类地址的第一位总是O，B类地址的前两位总是10，C类地址的前三位总是110。2020/9/21中山网通运行维护中心191．A类IP地址A类IP地址以“0”开头，第1字节表示网络号，第2～4字节表示网络中的主机号。A类IP地址的网络数量少，最多只能表示126个网络号，每一网络中最多可以有16777214个主机号。A类IP地址的各字节的取值范围如下所示：0*******************************l～1260～2550～2551～2542020/9/21中山网通运行维护中心202．B类IP地址B类IP地址以“10”开头，第1～2字节表示网络号，第3～4字节表示网络中的主机号。B类IP地址最多可以表示16384个网络号，每一网络中最多可以有65534个主机号。B类IP地址的各字节的取值范围如下所示：10******************************128～1910～2550～2551～2542020/9/21中山网通运行维护中心213．C类IP地址C类IP地址以“110”开头，第1～3字节表示网络号，第4字节表示网络中的主机号。C类IP地址网络数量比较多，可以有2097152个网络号，每一网络中最多可以有254个主机号。C类IP地址的各字节的取值范围如下所示：110*****************************192～2330～2550～2551～2542020/9/21中山网通运行维护中心22专用IP地址：10.0.0.0--10.255.255.255.255172.16.0.0--172.31.355.355192.168.0.0--192.168.255.2552020/9/21中山网通运行维护中心23对IP地址的限制和规定：网络号不能以127（二进制为01111111）开头，第1字节不能全为0，也不能全为l。主机号不能全为0，也不能全为l。2020/9/21中山网通运行维护中心24子网掩网为了快速确定IP地址的哪些部分代表网络号，哪些部分代表主机号，以便判断两个IP地址是否属于同一个网络，可以使用子网掩码。子网掩码按IP地址的格式给出。A、B、C三类IP地址的默认子网掩码如下：A类：255.0.0.0B类：255.255.0.0C类：255.255.255.0用子网掩码判断IP地址的网络号与主机号的方法，是用IP地址与相应的子网掩码进行按位的逻辑“与”运算，这样就可以区分出网络号部分和主机号部分。2020/9/21中山网通运行维护中心25子网掩码及其常用算法标准C类掩码255.255.255.0网络号最小数广播地址最大数网关第一个可用IP例：已知IP：218.8.5.7掩码：255.255.255.0网络号：218.8.5.0广播地址：218.8.5.255常用网关：218.8.5.12020/9/21中山网通运行维护中心26子网掩码及其常用算法C类掩码255.255.255.＊＊值2522482402241921280分段48163264128256可用IP数15132961125253例：已知IP：218.8.5.18掩码：255.255.255.252网络号：218.8.5.16广播地址：218.8.5.19常用网关：218.8.5.172020/9/21中山网通运行维护中心27代理服务器及NAT（网络地址转换）多台计算机上网，IP地址不足时内部网使用私网IP，外部使用公网IP硬件实现：路由器、IP共享器软件实现：Wingate、Sygate、ICS（Internet连接共享）典型联接（图）2020/9/21中山网通运行维护中心28Internet使用公网IP210.*.*.*使用私网IP192.168.0.*2020/9/21中山网通运行维护中心29域名系统在Internet中可以用各种方式来命名计算机。为了避免重名，Internet管理机构采取了在主机名后加上后缀名的方法，这个后缀名称为域名（domain），用来标识主机的区域位置。这样，在Internet网上的主机就可以用“主机名．域名”的方式唯一地进行标识。例：为主机名，ruc.edu.cn为域名。域名系统需要通过域名服务器（DNS）的解析服务转换为实际的IP地址，才能实现最终的访问。域名是通过申请合法得到的。2020/9/21中山网通运行维护中心30域名解析服务Internet采用域名系统（DomainNameSystem，简称DNS）将域名解析为IP地址。DNS是一个分布式的域名服务系统，分为根服务器、顶级域名服务器和应用域名服务器。目前全球有13个根服务器，根服务器负责找到相应的顶级域名服务器。.com、.net、.org顶级域名服务器由ICANN管理并委托Verisign等公司维护；各国家代码域名服务器由各个国家自行管理；域名所有人可以建立自己的域名服务器，也可将域名的解析工作放在其他应用域名服务器上进行。2020/9/21中山网通运行维护中心31DNS的工作原理我们考虑某个用户使用运行在本地主机上的一个浏览器(也就是HTTP客户)请求时会发生什么。首先，我们向在TCP/IP属性里面设置的DNS服务器提交解析请求，然后它查看自己的数据库，找到的话，直接返回IP给我们，我们就会收到一个包含与该网站名对应的IP地址的应答消息。浏览器接着打开一个到位于该IP地址的HTTP服务器的TCP连接。如果没有，就转发请求去根域名服务器，然后再向上一级一级的转发，如再转发到.com的域名服务器，再由.com的域名服务器解析，直接返回给我们设置的DNS，然后再通过它返回IP给我们，同时它也在学习，将现在通过.com域名服务器那里得到的地址添加进自己的数据库，那我们以后再次请求这个网页的时候，它就能直接返回给我们IP，不用转发到根域名服务器查找了。2020/9/21中山网通运行维护中心32域名解析IP地址是网路上标识用户站点的数字地址，为了简单好记，采用域名来代替IP地址表示站点地址，域名解析就是使用我们的