计算机网络与网络协议

计算机网络与网络协议网络硬件网络软件网络协议网络操作系统制定组织ISO/OSI七层参考模型TCP/IP协议族IP地址网络操作系统概念主流网络操作系统网络服务器网络工作站网络适配器、中继器、集线器、网桥、交换机、路由器、调制解调器传输介质IP地址的概念为使接入因特网的计算机在通信时能够互相识别，IP协议规定每台入网的计算机都必须有一个惟一的网络地址，这个地址也叫因特网地址或者简称IP地址（IPAddress）。----家庭地址----身份证号码实践操作1：查看IP地址的方法1、属性面板查看：网上邻居---属性---本地连接---属性---Internet协议（TCP/IP）2、ipconfig命令：开始---运行---cmd---ipconfig获取IP地址的方法固定IP地址：长期分配给一台计算机使用的IP地址，如教室中的机器。动态IP地址：可以理解为临时地址，一旦用户建立与Internet的连接，就得到一个IP地址，当退出连接时，所分配的地址自动取消。再次连接，重新分配IP地址。由因特网服务提供商ISP（InternetServiceProvider）分配给自己的用户使用。IP地址的构成IP地址是由32位二进制数构成的，即4个字节。为使IP地址看上去简洁明了，一般用十进制数表示，每段对应一个字节，取值范围为0到255。每段数字之间用小圆点隔开。11000000101010000000100101101110字节1字节2字节3字节4192.168.9.110位表示十进制数表示•IPv6把IP地址由32位增加到128位，也就是说可以有2的128次方的IP地址，相当于10的后面有38个零；如此庞大的地址空间，足以保证地球上每个人拥有一个或多个IP地址。IP地址的表示形式有两种表示形式：1、十进制表示例：192.168.0.12、二进制表示例：11000000.10101000.00000000.00000001注：在实际应用中多用十进制表示，每8位二进制数对应一位十进制数。IP地址192.168.1.0192.168.3.0192.168.1.100192.168.2.101192.168.2.100192.168.3.100192.168.2.0192.168.1.100IP地址HostIDNetworkIDIP地址的分类Internet组织已经将地址进行分类以适应不同规模的网络。IP地址中的网络地址分为（A、B、C、D、E）五类，每一类网络可以从IP地址的第一个数字看出。网络类决定了IP地址4个字节如何划分成网络和主机部分。从下图说明五个地址类：A类0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx网络主机1—126224-2=16,777,214D类1110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx多广播224—239E类11110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx实验室保留240—255网络主机B类10xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx128—191216-2=65534网络主机C类110xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx192—22328-2=254识别IP地址分类(第一字节)HighOrderBitsOctetinDecimalAddressClass0101101-126128-191192-223ABC练习:IP地址分类AddressClassNetworkHost10.2.1.1128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10A10.0.0.00.2.1.1B128.63.0.00.0.2.100C201.222.5.00.0.0.64C192.6.141.00.0.0.2B130.113.0.00.0.64.16Nonexistent特殊的IP地址地址功能网络0.0.0.0指缺省的路由，这个值用于简化IP路由表网络127.0.0.1通常指本主机，使用这个地址，应用程序可以像访问远程主机一样访问本主机所有网络位为0的IP地址指本网络的某主机，如0.0.0.34将访问本网络中结点为34的主机。所有主机位为0的IP地址指网络本身网络或主机地址位全1指所有主机255.255.255.255本网络广播返回五、说明1、IP地址中，主机号全为0或全为1时分别作为本网络地址和广播地址使用，所以这个特殊的IP地址不能分配给用户使用。2、D类网络用于广播，它可以将信息同时传送到网上的所有设备，而不是点对点的信息传送，这种网络可以用来召开电视电话会议。3、E类网络常用于进行试验。4、网络管理员在配置网络时不应该采用D类和E类网络。5、IP地址可以由网络管理员手动配置，也可由安装DHCP的服务器来自动配置。一、创建子网的目的1、扩展网络。如果你的网络达到了物理限制，可以通过增加路由器并创建子网来扩展网络，以连接更多的主机，增加网上的用户。2、减少竞争。同一网络中的节点占用带宽作为结果，主机越多，需要带宽越大，创建子网减少每个网络的主机数，竞争也减少了。3、减少CPU使用负载。这与减少竞争类似，网络中比较多的主机会产生较多的广播。即使广播没有被发送给所有的主机，但是每个主机必须听网络广播，以便决定是否接收还是丢弃，这占用主机CPU。4、隔离网络问题。通过将大网隔离成小网，你可以限制子网对其它网络的影响。5、有利于网络管理员对网络的管理。提高网络的安全性。二、子网掩码的作用所有的主机和网络必须有唯一的地址，如果你想把公司网连到Internet，但是你只有比实际主机少的地址，这样就可能存在问题。TCP/IP允许通过借用主机地址扩展存在的网络，这种在网络上创建子网的过程使用的是子网掩码技术。把一个大的网络划分为若干个子网，这样网络地址和子网地址就构成了IP地址的前半部分，IP地址的后半部分自然就是主机地址了。如何从IP地址中区分子网和主机呢？例如：IP地址163.40.219.7是表示一个未子网化的B类网上的设备，还是一个B类网上的子网化为C类的网络设备呢，IP协议中定义了一个用来解释IP地址的子网掩码。子网掩码的组成及标准IP地址的子网掩码图组成：子网掩码是一位特殊的32位二进制数，它的格式与IP地址一样，但它用二进制中的1来代替IP地址的前半部分（网络地址和子网地址），用0来替代IP地址中的主机地址。例如：163.40.219.7的B类网络的子网掩码为11111111.1111111.00000000.00000000用十进制表示：255.255.0.0A类network11111111.00000000.00000000.00000000host255.0.0.0B类network11111111.11111111.00000000.00000000host255.255.0.0C类network11111111.11111111.11111111.00000000host255.255.255.0四、使用子网掩码子网地址使得标准的主机地址被分成两部分：子网地址和主机地址在一个标准的IP地址结构中，每一类的IP地址的网络地址和主机地址都是标准的。例如：A类网地址，前8位总为网络地址，后24位为主机地址。在一个子网掩码屏蔽的地址结构中，网络和主机地址随着子网掩码的不同而不同。子网地址借用的位数决定了可用的子网数以及主机地址subnetHostaddressNet较少的子网，较多的主机hostSubnetaddressNet较多的子网，较少的主机子网与主机相应关系•例：AA公司被分配了一个B类地址，使用子网掩码，AA公司的每台主机和路由器配置前三个字节作为网络地址，最后一个字节作为主机地址。如图所示，每台主机和路由器被分配了一个255.255.255.0的子网掩码。因为整个第3字节作为屏蔽位，所以：•AA公司可以创建28-2=254个子网•每个子网可以有28-2=254个主机•它是以整个子节作为屏蔽位•已知一个c类网络地址为192.189.25.0，现要将其划为不同的子网，其要求是：每个子网的主机不超过25台，则最少能分多少个子网？子网掩码是？域名(DomainName)•IP地址是一串数字，显然人们记忆有意义的字符串比记忆数字更容易。为此因特网采用了域名系统。•域名由2~5段字符串组成。•网络中有负责解析域名服务器(domainnameservice,DNS)，完成域名到IP地址的转换。域名的组成主机名．子域名．所属机构名．顶级域名如：地址和域名的关系域名和IP地址是两种标识因特网中主机的方法，它们具有对应关系。因特网中的一台主机只能有一个IP地址，而一个IP地址可以对应有多个域名。这有点类似于人的身份证和姓名之间的关系：一个人只能拥有惟一的一个身份证号码（IP地址），而可以有多个名字（域名），如曾用名、笔名、昵称等。域名(DomainName)•IP地址是一串数字，显然人们记忆有意义的字符串比记忆数字更容易。为此因特网采用了域名系统。•域名由2~5段字符串组成。•网络中有负责解析域名服务器(domainnameservice,DNS)，完成域名到IP地址的转换。域名的组成主机名．子域名．所属机构名．顶级域名如：地址和域名的关系域名和IP地址是两种标识因特网中主机的方法，它们具有对应关系。因特网中的一台主机只能有一个IP地址，而一个IP地址可以对应有多个域名。这有点类似于人的身份证和姓名之间的关系：一个人只能拥有惟一的一个身份证号码（IP地址），而可以有多个名字（域名），如曾用名、笔名、昵称等。3.4DNS域名系统•虽然IP地址可以写成4组十进制数，但对普通用户仍然不好记忆。•为了方便记忆，在互联网上通常用域名来代表一台主机，并与每台主机的IP地址之间建立一一映射关系。•DNS（DomainNameSystem）域名管理系统是域名解析服务器的意思，它的作用是把域名和IP地址进行相互转换。•按照Internet上的域名管理系统（DNS）的规定，域名是由用小数点分隔的几组英文字母加数字组成•格式为：计算机主机名.机构名.网络名.最高层域名。••最高层域名一般有两种类型，一种是地理域，另一种是机构域。•地理域是通过地理区域来划分域名，–例如中国的地理域名是CN，日本是JP，香港是HK，美国一般不使用地理域名；•机构域是根据注册的机构类型来分类–常见机构域名有如下几种：com商业领域、edu教育领域、gov政府部门、int国际组织、mil军事机构、net网络领域、org社会组织。邮箱服务器域名•接收服务器pop.sina.com.cn发送服务器smtp.sina.com.cn•接收服务器pop3.163.com发送服务器smtp.163.com•Qq的pop3和smtp服务器地址为：pop3：pop.qq.com；smtp：smtp.qq.com•pop.mail.yahoo.com•smtp.mail.yahoo.com网络协议为什么这部分内容要提前讲？•计算机网路技术的基本思路就是：网络协议体系结构；•掌握计算机网络技术的最好办法就是从：网络协议体系结构开始；目录•大网的概念•层面分析的概念•OSI网络体系结构•TCP/IP网络体系结构•五层协议体系结构•应用举例一、大网的概念•例子：我（在4号楼的办公室里面）跟在美国的朋友聊天的信息是怎样通过网络传过去的？4号楼办公网40140240440340540630130