第2讲internet基础知识课件

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1、第2章 Internet基础2022-12-5第2章Internet基础2第二章Internet基础 Internet的基本知识 TCP/IP协议 IP 地址划分子网域名系统2022-12-5第2章Internet基础3Internet的起源及发展Internet的前身是ARPAnet网。1983年正式命名为Internet，我国将其翻译为“因特网”。1985年，建立NSFnet，该网络成为Internet的第二个主干网20世纪80年代以来，世界各工业化国家以及一些发展中国家也都纷纷加入Internet的行列，使Internet成为一个全球性的网络。Internet的发展和运作不受任何一个政府

2、的约束，它的最高管理机构是1992年成立的Internet协会（ISOC，Internet Society）。2022-12-5第2章Internet基础4物理网络物理网络物理网络物理网络 物理网络由各种网络互连设备、通信线路以及计算机组成。2022-12-5第2章Internet基础5信号概述2-1什么是信号信息数据信号信号的分类信号的分类模拟信号模拟信号数字信号数字信号52022-12-5第2章Internet基础6信号概述信号在传输过程中产生的失真噪声衰减数字信号的优势抗干扰能力强传输距离远并能保证质量62022-12-5第2章Internet基础7通信协议通信协议通信协议通信协议 物理

3、网络只是一个起点，联网的所有电脑和网络互连设备需要一种公共的语言和规则才能彼此沟通和联系，这就是网络协议。Internet采用的是TCP/IP网络协议。TCP/IP协议是一组协议，其中的最重要两个协议是TCP协议和IP协议，可以联合使用，也可以与其他协议联合使用。保证将要传送的信息准确地输送到目的地。2022-12-5第2章Internet基础8TCP/IP协议 的工作原理 TCP/IP协议 的工作原理TCP/IP协议所采用的通信方式是分组交换方式。所谓分组交换，就是数据在传输时分成若干段，每个数据段称为一个数据包。首先由TCP协议把数据分成一定大小的若干数据包，并给每个数据包标上序号及一些说

4、明信息（类似装箱单），使接收端接收到数据后，在还原数据时，按数据包序号把数据还原成原来的格式。IP协议给每个数据包写上发送主机和接收主机的地址（类似将信装入了信封），一旦写上源地址和目的地址，数据包就可以在物理网上传送数据了。IP协议还具有利用路由算法进行路由选择的功能。2022-12-5第2章Internet基础9TCP/IP协议 的工作原理IP协议负责数据的传输，而TCP协议负责数据的可靠传输 2022-12-5第2章Internet基础10IP地址1.MAC地址与地址与IP地址地址2.IP地址的划分地址的划分3.IP地址分类地址分类4.特殊地址特殊地址5.私用地址私用地址6.地址转换协议

5、地址转换协议2022-12-5第2章Internet基础11 网络层协议定义了识别网络中主机的地址 地址包括网络部分和主机部分IP地址2022-12-5第2章Internet基础12IP地址与MAC地址 IP地址：1 9 2.168.0.1MAC地址:0 0e0.fc23.f3a5MAC地址:0 0e0.fc23.0001IP地址：1 9 2.168.0.2 IP地址：1 1 0.1.0.1MAC地址:0 0e0.fc23.f3a5MAC地址:0 0e0.fc23.0001IP地址：1 1 0.1.0.23.4 IP地址2022-12-5第2章Internet基础13网络的物理地址给Inter

6、net统一全网地址带来一些问题（1）物理地址是物理网络技术的一种体现，不同的物理网络，其物理地址的长短、格式各不相同。例如，以太网的MAC地址在不同的物理网络中难以寻找，而令牌环网的地址格式也缺乏惟一性。显然，这两种地址管理方式都会给跨网通信设置障碍。（2）物理网络的地址被固化在网络设备中，通常是不能修改的。（3）物理地址属于非层次化的地址，它只能标识出单个的设备，而标识不出该设备连接的是哪一个网络。Internet采用一种全局通用的地址格式，为全网的每一个网络和每一台主机分配一个Internet地址，以此屏蔽物理网络地址的差异。IP协议的一项重要功能就是专门处理这个问题，即通过IP协议把主机

7、原来的物理地址隐藏起来，在网络层中使用统一的IP地址。2022-12-5第2章Internet基础14IP 地址的结构和表示方法地址的结构和表示方法例如例如255最大值最大值255255255主机主机ID网络网络ID2022-12-5第2章Internet基础15IP地址分类地址分类(1)010110111 011 1 10Network(7bit)Network(14bit)Network(21bit)组播地址保留Host(24bit)Host(16bit)Host(8bit)A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址IP 地址分类地址分类(2)A 类类0XXXXXXX1-126地址类地址类第

8、一个第一个8位数的格式位数的格式范围范围B 类类10XXXXXX128-191C 类类110XXXXX192-223D 类类1110XXXX224-239E 类类1111XXXX240-2553.4 IP地址2022-12-5第2章Internet基础17 有一些有一些IP地址具有专门用途或特殊意义。对于地址具有专门用途或特殊意义。对于IP地地址的分配、使用应遵循以下规则：址的分配、使用应遵循以下规则：1.网络号必须是唯一的；2.网络号的首字节不能是127，此数保留给内部回送函数，用于诊断；3.主机号对所属的网络号必须是唯一的；4.主机号的各位不能全为“1”，全为“1”用作广播地址；5.主机号

9、的各位不能全为“0”，全为“0”表示本地网络。2022-12-5第2章Internet基础18 IP地址空间中的某些地址已经为特殊目的而保留，而且通常并不允许作为主机地址。如表所示，这些保留地址的规则如下网络部分主机部分地址类型用 途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”网络地址代表一个网段广播地址特定网段的所有节点回环地址回环测试广播地址本网段所有节点所有网络Quidway路由器用于指定默认路由2022-12-5第2章Internet基础19单播：是指设备与设备之间点对点的通信。单播单播：是指设备与设备之间点对点的通信。单播通信时所用的通信时所用的IP地址是确定的某台的地址

10、是确定的某台的IP地址。地址。广播：是某一台设备对全网段的所有结点的一种广播：是某一台设备对全网段的所有结点的一种通信模式。通信模式。组播：是一台设备对多台特定设备的通信模式。组播：是一台设备对多台特定设备的通信模式。特殊地址特殊地址(单播单播,广播广播,组播组播)2022-12-5第2章Internet基础20私用地址私用地址 私用地址不需要注册，仅用于局域网内部，该地址在私用地址不需要注册，仅用于局域网内部，该地址在局域网内部是惟一的。当网络上的公用地址不足时，可以局域网内部是惟一的。当网络上的公用地址不足时，可以通过网络地址翻译（通过网络地址翻译（NAT），下列地址作为私用地址：），下列

11、地址作为私用地址：10.0.0.110.255.255.254 172.16.0.1172.31.255.254 192.168.0.1192.168.255.254利用少量的公用地址把大量的配有私用地址的机器连接利用少量的公用地址把大量的配有私用地址的机器连接到公用网上。到公用网上。2022-12-5第2章Internet基础21划分子网 1.子网掩码子网掩码2.划分子网的原因划分子网的原因3.划分方法划分方法4.子网掩码与子网的关系子网掩码与子网的关系5.例题例题 2022-12-5第2章Internet基础22 A、B、C类地址的默认掩码 掩码的对应于IP地址的网络ID的所有位都设为“1

12、”掩码的对应于主机ID的所有位都设为“0”2022-12-5第2章Internet基础23从主机的高位开始“/24/24”表示子网掩码有表示子网掩码有2424位位,也就是也就是255.255.255.0255.255.255.0“/16/16”表示子网掩码有表示子网掩码有1616位，也就是位，也就是255.255.0.0255.255.0.0划分子网2022-12-5第2章Internet基础24将主机ID进一步划分为子网ID和主机ID 通过子网掩码来区分地址的网络部分和主机部分划分子网2022-12-5第2章Internet基础25划分子网2022-12-5第2章Internet基础26划分

13、子网2022-12-5第2章Internet基础27划分子网出于对管理、性能和安全方面的考虑，许多出于对管理、性能和安全方面的考虑，许多单位把单一网络划分为多个物理网络，并使用单位把单一网络划分为多个物理网络，并使用路由器将它们连接起来。子网划分路由器将它们连接起来。子网划分（subneting）技术能够使单个网络地址横跨）技术能够使单个网络地址横跨几个物理网络，这些物理网络统称为子网。几个物理网络，这些物理网络统称为子网。另外，使用路由器的隔离作用还可以将网络另外，使用路由器的隔离作用还可以将网络分为内外两个子网，并限制外部网络用户对内分为内外两个子网，并限制外部网络用户对内部网络的访问，以

14、提高内部子网的安全性部网络的访问，以提高内部子网的安全性。2022-12-5第2章Internet基础28划分子网（1）充分使用地址）充分使用地址（2）划分管理职责）划分管理职责（3）提高网络性能）提高网络性能2022-12-5第2章Internet基础29 对路由器A来说，网络号依然为169.10.0.0划分子网2022-12-5第2章Internet基础30为什么要升级IPv4？1.IP地址空间危机。2.IP性能议题3.IP安全性议题4.自动配置IPv62022-12-5第2章Internet基础31 IPv6变化体现在以下五个重要方面：1扩展地址 IPv6的地址结构中除了把3 2位地址空

15、间扩展到了1 2 8位外，还对IP主机可能获得的不同类型地址作了一些调整。IPv6中取消了广播地址而代之以任意点播地址。IPv4中用于指定一个网络接口的单播地址和用于指定由一个或多个主机侦听的组播地址基本不变。IPv62022-12-5第2章Internet基础322简化的包头 包头的简化使得IP的某些工作方式发生了变化。一方面，所有包头长度统一，因此不再需要包头长度字段。此外，通过修改包分段的规则可以在包头中去掉一些字段。IPv6中的分段只能由源节点进行：该包所经过的中间路由器不能再进行任何分段。最后，去掉IP头校验和，但不会影响可靠性，因为头校验和将由更高层协议(UDP和TCP)负责。20

16、22-12-5第2章Internet基础333对扩展和选项支持的改进 在IPv4中可以在IP头的尾部加入选项，与此不同，IPv6中把选项加在单独的扩展头中。通过这种方法，选项头只有在必要的时候才需要检查和处理。IPv62022-12-5第2章Internet基础344流 在IPv4中，对所有包大致同等对待，这意味着每个包都是由中间路由器按照自己的方式来处理的。路由器并不跟踪任意两台主机间发送的包，因此不能“记住”如何对将来的包进行处理。IPv6实现了流概念：流指的是从一个特定源发向一个特定（单播或者是组播）目的地的包序列，源点希望中间路由器对这些包进行特殊处理。IPv62022-12-5第2章

17、Internet基础355身份验证和保密IPv6使用了两种安全性扩展：IP身份验证头(A H)首先由RFC1826(IP身份验证头)描述。IPv62022-12-5第2章Internet基础36 IPv6的地址结构vIPv6的IP地址由8个地址节组成，每地址节包含16个地址位，用4个16进制位书写，地址节与地址节间用冒号分隔。128 126 125 113 112 81 80 65 64 1 地址类别 TLA ID NLA ID SLA ID 主机接口 ID 3 位 13 位 32 位 16 位 64 位 IPv62022-12-5第2章Internet基础37域名系统（一）域名系统（一）TCP/IP为人们记忆方便而设计了一种字符型的计算机命名机制，便形成了网络域名系统（DNS）。域名系统的结构是一种分层次结构。每个域名是由几个域组成的，域与域之间用小圆点“.”分开，最末的域叫顶级域，其它域的叫子域。一般格式为：主机名主机名.商标名（企业名）商标名（企业名）.单位性质或地区代码单位性质或地区代码.国家代码国家代码 2022-12-5第2章Internet基础38域名系统（二）域名系统（二）域名解析就是域名到IP地址的转换过程，由域名服务器（DNS）完成域名解析工作。如图所示。域名IP地址