互联网简介

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1、互联网简介6.3.1 概述在第六章的开头我们针对网络的发展作了简单介绍。互联网是一种广域网。它是目前世界上最大的广域网。它又是网络的网络。互联网发源于美国的ARPANET， 采用TCP/IP协议将各种不同的网络连接起来。今天的互联网采用TCP/IP协议将不同国家、地区、各部门、各机构的计算机网络连接起来。随着互联网的发展，美国政府将互连网交由商业公司管理，并成立了互联网管理委员会IAB（Internet Architecture Board ），作为互联网的最高管理机构。互联网采用层次化的管理方式，管理委员会下属的技术管理部门为互联网网络信息中心Inter NIC（Network Inform

2、ation Center），Inter NIC负责IP地址和顶级域名的管理工作。各国家或地区也有自己的NIC（网络信息中心）作为网络信息中心的下属机构，负责本国家或地区IP地址和域名的管理工作。我国的网络信息中心是CNNIC，为亚太地区网络信息中心APNIC的下属。而亚太地区网络信息中心APNIC则为互联网网络信息中心Inter NIC的下属。1993年3月月, 我们国家家最早接入互互联网的网络络是中国科学学院高能物理理研究所的网网络Globbal Neet 。而我我国正式加入入互联网则是是以中国科学学院计算机网网络信息中心心网NCFCC（Natiional Compuuter & netww

3、ork FFaciliity off Chinna ）加入入互联网为标标志。它提供供了我们中国国自己的域名名解析服务（可可以解析中国国cn下的域域名），并成成立了我们国国家自己的网网络信息中心心CNNIIC（Chiina Neetworkk Infoormatiion Ceenter ），负责管管理中国域名名cn下的域域名注册和IIP地址的分分配。NCFFC网络不仅仅连接北京中中关村地区的的大学和科研研科研院所，而而且通过中国国电信的网络络，连接到全全国各地的科科研院所。它它是一个面向向科技界的网网络。它提供供互联网的通通用功能。包包括电子邮件件、远程登录录、文件传输输、新闻服务务、信息查询询

4、和WWW浏浏览等互联网网服务。1995年5月月，邮电部建建立了中国互互联网主干网网络CHINNANET，并并与互联网连连通。同时提提供面向全国国的互联网接接入服务。1995年6月月，中国教育育科研计算机机网络CERRNET（CChina Educaation & Ressearchh Compputer Net），开开通了与互联联网的连接。中中国教育科研研计算机网在在北京、上海海、广州、沈沈阳、西安、武武汉和成都的的个城市的的大学设立了了十一个地区区网络中心。 各地区的大专院校将自己的校园连入各地区到网络中心，再由中国教育科研计算机网网络中心（位于清华大学）连接至互联网。6.3.2 IP地址与

5、与域名1IP地址互连网所采用的的核心协议是是TCP/IIP（Traansferr Conttrol PProtoccol / Interrnet PProtoccol）协议议。IP协议议对应OSII/RM层层协议的网络络层协议。其其主要功能是是根据整个网网络的唯一地地址，把数据据从源主机发发送到目的主主机。在IPP协议中使用用的这个地址址称作IP地地址。它是由由三十二位二二进制数组成成的。为了便便于表示，我我们把它分为为段，每一一段包含一组组位二进制制数。这组组二进制数，用用组十进制制数表示，中中间用小数点点分隔。例如如，202.118.1176.1000，这就是是一个互联网网上主机的IIP地

6、址。IP地址分为五五类，类、类、类、类和类。其其中，类、类和类地地址都分为两两部分，即网网络地址和主主机地址。这这三类地址分分别适于大、中中、小型网络络。如图6-8所示：A类： 0网络地址（77位） 主机地址址（24位） B类： 1 0 网络地址（114位） 主机地址（116位） C类： 1 1 0 网络络地址（211位） 主机地址址（8位） D类： 1 1 1 00 多多点广播 E类： 1 1 1 11 0 保留 图6-8IPP地址格式如果主机地址部部分的二进制制为全“0”或全“”有特殊的含含义。如果为为全“”,表示的是一一个广播地址址；如果为全全“0”， 表示的是网网络地址。类地址可表示示

7、126个不不同的网络，其其中每个网络络最多可以有有224个主主机。类地址可表示示163844个不同的网网络，其中每每个网络最多多可以有655534个主主机。类地址可表示示20971152个不同同的网络，其其中每个网络络最多可以有有254个主主机。从IP地址第一一个字段的十十进制数值，我我们可以区分分其是属于哪哪一类网络的的。 类IP地址：1-1266；类IP地址：128-1191；类IP地址：192-2223；类IP地址：224-2239；类IP地址：240-2254；几个特殊的IPP地址： 0 . 0 . 0 . 0 ：表表示所有的网网络；127 . ：回馈地址址，亦即本机机地址，测试试用。

8、其中为 0255；为 1255；习习惯上写为：127.00.0.1;255.2555.255.255: 广播地址。2子网掩码如果某一个主机机的IP地址址为11.222.33.44，并不不一定表示它它的网络地址址就是11.0.0.00。这是因为为对于一个大大型的网络来来说,虽然它具有有一个类IIP地址，但但是并不表示示它是由单纯纯的一个大网网络组成，更更多的可能是是由许多不同同的子网组成成。这样，就就要有一部分分原来用于表表示主机地址址的二进制位位，用来表示示本网络内部部的子网。对对于网络中的的每个设备来来说，不仅要要知道自己的的IP地址，还还要知道自己己所在的子网网地址。这样样，他才能知知道与

9、自己通通信的某个站站点是否与自自己在同一个个子网内。如如果不是在同同一个子网内内，发送给对对方的数据就就要交由路由由器转发。否否则，直接发发给对方即可可。而要知道道自己的网络络地址，则必必须知道自己己IP地址的的哪些位是用用来表示网络络地址的。这这个信息是由由子网掩码提提供的。子网网掩码同样是是由三十二位位二进制数组组成的。只不不过用来表示示网络地址的的二进制位全全为“”；表示主机机地址的二进进制位全为“”。这样把三三十二位的IIP地址与子子网掩码进行行逻辑与运算算，便可得到到子网地址。以以上述主机的的IP地址为为例，若其子子网掩码为2255.2555.0.00，则网络地地址(=子网网掩码IP

10、P地址)为111.22. 0. 00。如图6-9所示:子网掩码:2255.2555.0.00111111111.1111111111.0000000000.000000000IP地址：11.222.33.444000011011.0000101110.0001000001.0011011000网络地址：111.22. 0. 00000011011.0000101110.0000000000.0000000000图6-9 网络地址3. 域名虽然用段十进进制数表示互互联网地址比比用二进制数数表示要清楚楚的多。但是是要人们记住住互联网上众众多服务器的的IP地址不不是一件容易易的事。为了了解决这个问问

11、题，互联网网采用了层次次号的域名来来表示一个互互联网上的主主机。比如某某一台主机的的域名为：www.hhrbeu.edu.ccn。表示的的是中国（域域名：cn）、中中国教育科研研计算机网络络（域名：eedu）中某某高校的校园园网（域名：hrbeuu）中的一台台主机（域名名：www）。其其中“cn”（代表中国国）为一级域域名（或顶级级域名），由由互联网信息息中心负责分分配、管理。与与其同级的域域名还有caa（加拿大）、hhk（香港）、ttw（台湾）等等。cn为分分配给中国互互联网使用的的域名。中国国互联网信息息中心CNNNIC负责所所有.cn下下一级的域名名的注册与管管理；eduu（二级域名名）

12、为中国互互联网信息中中心CNNIIC分配给中中国教育科研研网的域名，中中国教育科研研网信息中心心负责所有.edu.ccn下一级的的域名的注册册与管理；hhrbeu（三三级域名）为为中国教育科科研网络信息息中心分配给给中国某高校校的校园网的的域名，中国国某高校的校校园网信息中中心负责所有有. 下下一级的域名名的注册与管管理。wwww（四级域名名）为中国某某高校的校园园网信息中心心为其网内一一台主机所分分配的域名。 每一个在互互联网上提供供服务的主机机都有一个域域名。一个域域名对应一个个IP网地址址。这样层次次化的域名机机制保障互联联网上不会出出现重复的域域名。 当然各级网网络信息中心心应当为自己

13、己所负责管理理的域名提供供域名解析服服务。要有一一个域名服务务器DNS（DDomainn Namee Servver）负责责将域名翻译译为IP地址址。这样用户户对某个域名名访问转化为为对某一个IIP地址的访访问请求，从从而实现用户户的访问要求求。由于上述的例子子我们看到，域域名是分级的的。其中一级级域名（顶级级域名）是有有限而且固定定的，不可以以任意命名，由由互联网信息息中心IntterNICC负责管理分分配。一级域域名（顶级域域名）包各种种分类域名和和国家地区域域名，它包括括如下域名：com 商商业机构；edu 教教育机构； gov 政政府机构；int 国国际性组织mil 军军事部门；net

14、 网网络服务机构构；org 非非盈利性组织织；国家和地区域名名 如ca、cca、hk等等；6.3.3 TTCPIPP协议图 6-10 TCP/IP协议TCP/IP协协议是互联网网应用最广泛泛的协议。我我们通常所说说的TCP/IP协议实实际上指的是是TCP/IIP协议簇，其其核心是TCCP协议和IP协议，当当然还包括其其他协议。TCP/IP协协议簇与OSSI/RM 7层协议对对应关系如图图6-10所示示。TCP/IP分为4层。1网络访问层层网络访问层又称称为网络接口口层。此层是是TCP/IIP的最低层层。本层对应应于OSI/RM的最低低两层数据链路路层和物理层层。 TCPP/IP与OSI/RRM

15、并未对这这一层规定具具体的协议。这这一层由各种种通信子网实实现。 比如X.25、DDN网等。本本层负责传输输从IP层接收到到的数据报并并在网上传送送数据帧。或或者将接收到到的数据帧分分离出IP报文,转交给其上上一层IP层。2IP层这一层是TCPP/IP的第第二层。本层层对应于OSSI/RM的的第三层网络层。本本层使用的主主要的协议是是IP协议，其其主要功能是是根据IP地址，把把IP数据报传传送到目标主主机。如果目目标主机相距距较远，例如如跨越很多子子网，则IPP数据报必须须由路由器选选择不同的路路径进行转发发。互联网上上在此层工作作的关键设备备是路由器。路路由器负责将将两个相同或或不同结构的的

16、网络相连接接。它根据IIP数据报的的目标地址，决决定是否将IIP数据报转转发给另外一一个网络和其其他的路由器器。主机与路路由器之间交交换控制信息息使用的是IICMP协议议。它也是工工作在IP层的协议议。在该层工工作的另外值值得一提的是是地址解析协协议ARP( Addresss Resoove Prrotocool )。在在互联网上使使用的是IPP地址, 但在物理理传输时必须须把数据传送送给具体的物物理设备。也也就是必须知知道目标物理理地址MAC地址。地地址解析协议议是负责将互互联网地址IP地址转换换为物理地址址MAC地址的的协议。3. TCP层层本层和OSI/RM的传输输层相对应。在在本层的主

17、要要协议是传输输控制协议TTCP( TTransffer Coontroll Prottocol）。它它是面向连接接的协议。也也就是传输的的两个设备之之间，首先要要建立起连接接，然后再传传送数据。如如果数据有丢丢失，则自动动重传。它为为数据传输提提供了较高的的可靠性。当当发送TCPP数据时，网网络的变化（如如果某条链路路拥挤导致路路由器为不同同的报文选择择不同的路径径）会使到达达的报文顺序序混乱，有可可能使后发的的报文先到。接接收端的TCCP必须按正正确的顺序排排好报文，并并交给其上一一层应用层。TCP每次传输输数据时必须须先建立连接接。连接的过过程需要三次次握手才能完完成。然后进进行数据传输

18、输。数据传输输完毕后拆除除连接。而拆拆除连接也需需要三次握手手才能完成。 所以，从这里我们可看出TCP数据传输效率不高。如果要传输的数据量较少，而且可靠性又要求不高的话，不宜采用TCP传输。为了区分同一系系统上不同的的通信应用程程序，传输层层对不同的应应用分配了不不同的端口号号（十六位二二进制数）。比比如说，我们们常见的互联联网应用程序序都有固定的的端口号。比比如：文件传输FTPP：21；远程登录Tellnet：223；简单邮件传输协协议SMTPP：25；简单文件传输协协议TFTPP：69；超级文本传输协协议HTTPP：80；邮局协议POPP3：1100；这些端口是属于于“已知端口”（The

19、wwell kknown portss ）。其范范围为011023。此此外，还有“已注册的端端口”（The RRegisttered portss ），范围围为102444191151；动态态私有端口口（The dynammic annd/or privaate poorts），范范围为4199152-665535。用户数据报协议议UDP（ Userr Dataa Prootocoll ）也是传传输层协议。与与TCP协议不不同的是，它它是一种无连连接的协议。它它发送数据时时不必事先建建立连接，发发送完毕以后后也不考虑对对方是否收到到。它的传输输效率比较高高，但可靠性性没有保证。其其可靠性由网网

20、络层决定。非非常适合简短短报文的传输输。比如，应应用层的简单单文件传输协协议TFTPP（Trivial Fiile Trransfeer Prootocoll）、域名服服务DNS（Domaiin Namme Serrver）和和简单网络管管理协议SNNMP（Simplle Nettwork Managgementt Prottocol）等等就使用UDDP协议。应用层应用层与OSII/RM的最最高层相对对应。TCPP/IP协议议在应用层采采用的协议因因不同的应用用而不同。比比如：文件传输：采用用文件传输协协议FTP（File Transsfer PProtoccol）；电子邮件：采用用简单邮件管管理协议SMMTP（Simplle Maiil Traansferr Prottocol）和和邮局POPP3（Post Officce Prootocoll）协议； WWW应用：采采用超级文本本传输协议HHTTP（Hyperr Textt Trannsfer Protoocol）；远程登录： 采采用远程登录录协议Tellnet；网络管理： 采采用简单网络络管理协议SSNMP；总之，应用层由由各种不同的的协议组成。上上面介绍的是是常用的一些些协议，对于于不同的应用用，用户可以以根据需要使使用现有的应应用层协议或或利用TCPP或UDP编编写自己的协协议或应用程程序。