第8章 数据通信与网络

《第8章 数据通信与网络》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第8章 数据通信与网络（47页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第第8章章 广域网技术及广域网技术及Internet 8.1 广域网概述广域网概述8.2 广域网中的路由广域网中的路由8.3 网络互连及网络互连及TCP/IPTCP/IP协议协议 8.4IPIP地址地址8.5地址解析协议（地址解析协议（ARPARP）8.6 Internet Internet8.7小结小结习题习题8.l广域网概述广域网概述8.1.1广域网的构成广域网的构成通通常常广广域域网网由由许许多多交交换换机机和和计计算算机机所所组组成成，其其基基本本的的交交换换机机称称为为包包交交换换机机(packetswitch)或或分分组组交交换换机机，因因为为它它能能把把完完整整的的包包从从一一个

2、个节节点点传传送送到到另另一一个个节节点点，并并且且利利用用其其输输入入输输出出接接口口，构构建建许许多多不不同同的的网网络络拓拓扑扑结结构构。交交换换机机是是广广域域网网的的基基本本组组成成，一一组组交交换换机相互连接构成广域网。见图机相互连接构成广域网。见图8-1。ABCD交换机2交换机1地址 1,2 1,5 地址 2,1 2,48.1.2存储转发存储转发广广域域网网允允许许多多个个计计其其机机同同时时发发送送数数据据包包，如如果果有有许许多多包包都都必必须须送送到到同同一一出出口口，则则交交换换机机可可以以将将数数据据包包临临时时存存储储在在存存储储器器中中，直直到到输输出出设设备备空空

3、闲闲可可以以转转发发。广广域域交交换换系系统统的的基基本本模模式式是是存存储储转转发发（storeandforward），为为了了完完成成存存储储转转发发功功能能，当当数数据据包包到到达达时时，交交换换机机的的输输入入输输出出硬硬件件把把一一个个包包的的副副本本放放在在存存储储器器的的队队列列中中并并通通知知处处理理器器，当当处处理理器器发发送送完完一一个个包包，便便从从出出口口队队列列中中提提取取下下一一个个包包，决决定定应应该该送送到到哪哪个个接接口口，并并把把包包输输送送到到输输出出硬硬件件进进行行转转发发(forward)操作。操作。8.2广域网中的路由广域网中的路由8.2.1广域网的

4、物理编址广域网的物理编址广广域域网网技技术术定定义义了了计计算算机机收收发发帧帧时时的的具具体体格格式式，而而且且连连到到广广域域网网上上的的每每台台计计算算机机都都有有一一个个物物理理地地址址。当当将将帧帧发发送送到到另另外外一一台台计计算算机机时时，发发送送者者必必须须给给出出目目的的计计算算机机的的地地址址。最最简简单单的的层层次次地地址址方方案案把把一一个个地地址址分分为为两两部部分分，第第一一部部分分表表示示交交换换机机，第第二二部部分分表表示示连连到到交交换换机机上上的的计计算算机机，并并用用两两个个十十进进制制整整数数来来说说明明一一个个地地址。见图址。见图8-2。ABCD交换机

5、2交换机1地址 1,2 1,5 地址 2,1 2,4交交换换机机不不必必保保存存所所有有可可能能到到达达的的目目的的地地的的完完整整信信息息。只只要要包包含含该该包包能能到到达达目目的的地地的的下下一一站站(nexthop)的的信信 息息 即即 可可，这这 也也 称称 为为 下下 一一 站站 转转 发发(next-hopforwarding)。图图8-3说说明明了了在在一一个个包包交交换换网网络络中中的的下下一一站站转转发发技技术术。其其中中包包转转发发到到下下一一站站的的过过程程称称为为路由。路由。交换机2目的地 下一站1,2 接口11,5 接口13,2 接口43,5 接口42,1 计算机E

6、2,4 计算机E(a)三个交换机组成的网络 (b)交换机2中下一站转发信息交换机3C3,2D3,5接口1 接口4E2,1 F2,4A1,2B1,5交换机18.2.2广域网中的路由表广域网中的路由表由由图图8-3可可见见，目目的的地地址址的的第第一一部部分分如如果果地地址址相相同同，数数据据包包将将被被转转发发到到同同一一个个交交换换机机。因因此此说说，使使用用两两部部分分层层次次地地址址转转发发包包时时，首首先先检检查查包包的的目目的的地地址址中中与与交交换换机机相相应应的的那那部部分分，如如果果它它与与该该包包交交换换机机相相一一致致，就就利利用用第第二二部部分分地地址址把把包包发发送送到到

7、计计算算机机；否否则则利利用用该该地地址址在在路路由由表表中中选选择择下下一一站站。为为使使广广域域网网能能正正确确地地运运行行，路由表中的数据必须符合以下条件：路由表中的数据必须符合以下条件：（1）普普遍遍性性的的路路由由。每每个个交交换换机机的的路路由由表表必必须须包包含含有有所有可能目的地的下一跳。所有可能目的地的下一跳。（2）最最佳佳路路由由。交交换换机机内内路路由由表表中中下下一一跳跳的的值值，应应该该指向目的地的最短路径。指向目的地的最短路径。如如果果图图中中每每个个节节点点(node)代代表表一一个个交交换换机机，若若网网络络中中两两个个交交换换机机直直接接相相连连，则则在在图图

8、中中的的相相应应节节点点间间用用一一条条边边(edge)或连接或连接(link)表示。表示。从从图图8-5可可见见，节节点点l的的路路由由表表中中其其它它项项的的下下一一站站都都是是节节点点2。在在较较小小的的网网络络中中，路路由由表表中中重重复复的的不不多多。然然而而，表表示示大大型型广广域域网网的的图图中中会会有有非非常常多多的的重重复复项项，因因此此大大多多数数广广域域网网用用一一个个项项来来代代替替路路由由表表中中有有相相同同下一跳值的项，称为缺省路由（下一跳值的项，称为缺省路由（defaultroute)。目的地 下一站1 -2 (1,2)3 (1,2)4 (1,2)站点1目的地 下

9、一站1 (2,1)2 -3 (2,3)4 (2,4)站点2目的地 下一站1 (3,2)2 (3,2)3 -4 (3,4)站点3目的地 下一站1 (4,2)2 (4,2)3 (4,3)4 -站点4目的地 下一站1 -*(1,2)站点1目的地 下一站1 (2,1)2 -3 (2,3)4 (2,4)站点2目的地 下一站2 (3,2)3 -*(3,4)站点3目的地 下一站3 (4,3)4 -*(4,2)站点48.3网络互连及网络互连及TCP/IP协议协议将将不不同同的的网网络络彼彼此此连连接接在在一一起起，形形成成一一个个更更大大的的网网络络，相相 互互 连连 接接 的的 网网 络络 系系 统统 称称

10、 为为 互互 联联 网网 络络（internetwork）或或互互联联网网（internet）。一一般般常常用用路路由由器器来来连连接接不不同同的的网网络络，因因为为路路由由器器可可以以将将不不同同技技术术的的网网络络连连接接起起来来，包包括括使使用用不不同同的的介介质质、不不同同的物理编址方式和不同帧格式的网络。的物理编址方式和不同帧格式的网络。8.3.1TCP和和UDP协议协议l.TCP协议协议传传输输控控制制协协议议TCP提提供供了了面面向向连连接接的的服服务务，保保证证从从一一个个应应用用到到另另一一个个应应用用的的可可靠靠传传输输，并并且且利利用用滑滑动动窗窗口口的的原原理理调调节节

11、数数据据流流，进进行行流流量量控控制制。TCP根根据据内内部部定定时时器器计计时时，可可以以重重发发数数据据，识识别别和和丢丢弃弃重重复复的的数据等。数据等。2.UDP协议协议UDP协协议议是是IP协协议议的的一一种种简简单单扩扩展展，提提供供的的是是无无连连接接、不不可可靠靠的的数数据据报报服服务务，能能够够高高效效率率地地传传输输数数据据。用用户户数据报都以一个数据报都以一个UDP报头开始。报头开始。8.3.2IP协议协议IP协协议议是是Internet协协议议簇簇中中最最重重要要的的协协议议，通通过过IP协协议议实实现现了了Internet异异构构网网络络的的互互连连，体体现现了了TCP

12、/IP技技术术的的包包容容性性。IP协协议议的的主主要要功功能能有有：无无连连接接数数据据报报传传送送、数据报路由选择和差错控制。数据报路由选择和差错控制。1.IP协议的数据报协议的数据报在在IP协协议议中中传传输输的的数数据据单单元元为为数数据据报报，也也称称IP数数据据报报，由报头和数据两部分组成。由报头和数据两部分组成。2.IP协议的路由选择协议的路由选择在在互互联联网网络络中中，每每个个主主机机和和路路由由器器都都有有一一个个路路由由选选择择表表，其其中中，目目的的地地址址和和路路由由器器地地址址都都是是用用IP地地址址表表示示的的，路路由由器器地地址址指指向向IP数数据据报报应应送送

13、往往的的下下一一个个路路由由器器；忙忙闲闲程程度度是是用用这这个个路路由由器器所所发发送送的的数数据据报报数数量量来来衡衡量量的的，当当一一个个目目的的地地址址有有多多个个路路由由时时，IP协协议总是选择忙闲度值最小的路由。议总是选择忙闲度值最小的路由。8.4IP地址地址网网络络互互连连的的目目的的是是提提供供一一个个无无缝缝的的通通信信系系统统，因因此此在在互互联联网网络络中中，所所有有主主机机必必须须使使用用统统一一的的编编址址模模式式，每每个个地地址址必必须须是是惟惟一一的的。为为了了实实现现这这一一目目的的，协协议议软软件件定定义义了了一一种种独独立立于于物物理理层层地地址址的的编编址

14、址模模式式，在在IP协协议议层层提提供供IP地地址址。IP地地址址在在集集中中管管理理下下进进行行分分配配，确确保保网网络中的每台计算机对应一个络中的每台计算机对应一个IP地址。地址。8.4.1IP地址的分类地址的分类IP地地址址由由32个个二二进进制制位位数数字字组组成成，每每个个32位位的的IP地地址址被被划划分分为为两两部部分分，即即前前缀缀和和后后缀缀，地地址址的的前前缀缀标标识识了了与与计计算算机机相相连连的的物物理理网网络络，使使每每个个物物理理网网络络有有一一个个惟惟一一的的号号码码，称称为为网网络络号号；后后缀缀标标识识了了这这个个网网络络上上的的独独立立计算机。计算机。一一个

15、个IP地地址址占占用用32bit或或4字字节节长长，用用“点点分分十十进进制制”的的方方法法来来表表示示，点点分分十十进进制制表表示示法法将将IP地地址址表表示示为为一一系系列列以以圆圆点点隔隔开开的的十十进进制制教教，其其中中每每个个数数对对应应一一个个字字节节，因因此此不不可可能能出出现现大大于于255的的数数。例例如如，32位位二二进进制制数数为为10000001001101000000011000000000，对应的点分十进制数为，对应的点分十进制数为129.52.6.0。根根据据网网络络规规模模，IP地地址址分分成成A类类、B类类、C类类、D类类和和E类，见图类，见图8-11所示。所

16、示。0 网络地址（7bit）主机地址（24bit）10网络地址（14bit）主机地址（16bit）110网络地址（21bit）主机地址（8bit）1110多目广播地址（28bit）11110留待后用其其中中A类类、B类类和和C类类为为基基本本类类地地址址，D类类用用于于组组播播传传输，用户可根据需要申请不同的输，用户可根据需要申请不同的IP地址。地址。A类类地地址址，最最高高比比特特是是0为为A类类网网识识别别符符，网网络络地地址址为为7bit，允允许许126个个不不同同的的A类类网网络络，起起始始地地址址为为l126，0和和127两两个个地地址址用用于于特特殊殊目目的的。主主机机号号有有24

17、比比特特编编址址，每每个个网网络络的的主主机机地地址址可可达达224=16777216个个。即即主主机机地地址址范范围围为为l.0.0.0126.255.255.255，适适用用于于有大量主机的大型网络。有大量主机的大型网络。B类类地地址址，最最高高二二个个比比特特是是10为为B类类网网识识别别符符，网网络络地地址址为为14bit，允允许许214=16384个个不不同同的的B类类网网络络，起起始始地地址址为为128191，主主机机号号有有16比比特特编编址址，每每个个网网络络能能容容纳纳 216=65536台台主主机机，这这种种编编址址适适用用于于国国际际性性大公司和政府机构等。大公司和政府机

18、构等。C类类地地址址的的最最高高三三个个比比特特为为110，网网络络地地址址为为21bit，允允许许多多达达221=2097150种种不不同同的的C类类网网络络，起起始始地地址址为为192223，主主机机号号仅仅有有8比比特特编编址址，每每个个C类类网网络络能能容容纳纳28=256台台主主机机，特特别别适适用用于于一一些些小小公公司司或或研研究究机构，是一个小型网络。机构，是一个小型网络。D类类地地址址不不标标识识网网络络，最最高高四四比比特特为为1110，其其起起始始地地址址 为为 224 239，即即 主主 机机 地地 址址 范范 围围 为为 224.0.0.0239.255.255.25

19、5，用于特殊用途，表示多播地址。，用于特殊用途，表示多播地址。E类类地地址址暂暂时时保保留留，用用于于某某些些实实验验和和将将来来使使用用，其其起起始始地地址址为为240255，即即主主机机地地址址范范围围为为240.0.0.0255.255.255.255。对应每类的十进制值范围。对应每类的十进制值范围。类类取值范围取值范围A0127B128191C192223D224239E2402558.4.2特殊的特殊的IP地址地址TCP/IP网网络络中中保保留留了了一一些些IP地地址址，这这些些IP地地址址具具有有特特殊的用途，表殊的用途，表8-1给出了这些地址及其所代表的含义给出了这些地址及其所代

20、表的含义8.4.3地址掩码地址掩码1.子网编址模式子网编址模式地地址址掩掩码码（addressmask）又又称称子子网网掩掩码码（subnetmask），是是指指定定网网络络前前缀缀和和主主机机后后缀缀之之间间界界限限的的32位位值值，该该32位位值值称称作作地地址址掩掩码码。为为了了充充分分利利用用网网络络资资源源，可可以以将将一一个个较较大大的的网网络络划划分分成成较较小小的的网网络络，称称之之为为子子网网。如如此此可可以以将将IP地地址址中中主主机机号号细细分分为为子子网号和主机号两部分，其子网编址模式见图网号和主机号两部分，其子网编址模式见图8-13。IP地地址址由由网网间间网网和和本

21、本地地网网两两部部分分组组成成，其其中中本本地地部部分分又又分分为为物物理理子子网网和和主主机机两两部部分分，物物理理网网络络用用来来表表示示同同一一IP网网络络号号下下不不同同的的子子网网，所所以以一一个个物物理理网网络络可可以用网络号以用网络号+子网号来惟一标识。子网号来惟一标识。含含有有1的的几几位位标标记记了了网网络络号号，含含有有0的的几几位位标标记记了了主主机机号号。原原则则上上0与与1可可以以任任意意分分布布，不不过过一一般般在在设设计计掩掩码码时时，把把掩掩码码开开始始连连续续的的几几位位设设为为1。IP地地址址与与掩掩码码中中为为1的的位位相相对对应应的的部部分分为为子子网网

22、地地址址，其其他他的的位位则则是是主主机机地地址址。与与A、B、C类类地地址址对对应应的的有有一一个个标标准准掩掩码，见表码，见表8-2。类 缺省子网掩码A 255.0.0.0B 255.255.0.0C 255.255.255.0如如果果已已知知子子网网掩掩码码，可可以以求求出出其其子子网网数数、有有效效主主机机和和广广播播地地址址。子子网网数数等等于于2x-2，x是是被被借借为为子子网网号号的的位位数数，即即1的的个个数数，减减2是是指指减减去去子子网网为为全全1获获全全0。例例如如，11111000能能产产生生25-2个个子子网网。每每个个子子网网的的有有效效主主机机数数等等于于2y-2

23、，y是是没没有有被被借借为为子子网网的的位位数数，即即0的的个个数。例如，数。例如，11111000能产生能产生23-2个主机。个主机。2.IP寻址寻址子子网网编编码码惟惟一一确确定定或或划划分分了了IP地地址址，路路由由器器则则依依据据具具体体的的网网络络来来寻寻址址，它它首首先先要要判判断断欲欲转转发发的的IP地地址址属属于于哪哪个个网网络络，然然后后根根据据该该网网络络号号，确确定定转转发发的的端端口口等等。具具体体方方法法是是路路由由器器将将掩掩码码与与目目的的地地址址做做“逻逻辑辑与与”操操作作，逻逻辑辑与与运运算算后后获获得得的的结结果果就就是是该该IP地地址址的确切的网络号。的确

24、切的网络号。例如：例如：IP=192.168.152.200，mask=255.255.255.240IP11000000101010001001100011001000Mask11111111111111111111111111110000IPandMask11000000101010001001100011000000所所以以路路由由器器通通过过计计算算可可以以得得出出，该该IP地地址址所所在在的的网网络络号为号为192.168.152.192。8.4.4IP数据报和数据报转发数据报和数据报转发TCP/IP网网络络中中传传输输的的数数据据报报又又称称数数据据包包，数数据据包包头头中中源源地

25、地址址和和目目的的地地址址是是IP地地址址。当当传传输输数数据据包包时时，首首先先 要要 选选 择择 数数 据据 包包 的的 下下 一一 跳跳，根根 据据 路路 由由 信信 息息 表表（routingtable）进进行行选选择择。当当路路由由器器启启动动时时，必必须须初初始始化化路路由由表表，而而且且，当当网网络络拓拓扑扑发发生生了了改改变变或或硬硬件件失失效效时时，路路由由表表必必须须更更新新。见见图图8-14，下下面面以以R2路由器为例，构造实际路由表。路由器为例，构造实际路由表。128.1.0.0/840.0.0.0/8192.4.10.0/830.0.0.0/8 R1 40.0.0.2

26、 R2 128.1.0.3 R3 192.4.10.4 30.0.0.2 40.0.0.3 128.1.0.4在在数数据据包包转转发发时时，路路由由软软件件将将掩掩码码与与数数据据包包目目的的地地址址做布尔与运算，查表中第做布尔与运算，查表中第i项的计算可以如下表示：项的计算可以如下表示：if(Maski&D)=Destination i)forward tonexthopi由上图可以得出由上图可以得出R2路由器的实际路由表。见图路由器的实际路由表。见图8-15。目的目的掩码掩码下一跳下一跳30.0.0.0255.0.0.040.0.0.240.0.0.0255.0.0.0直接传送直接传送12

27、8.1.0.0255.255.0.0直接传送直接传送192.4.10.0255.255.255.0128.1.0.48.5地址解析协议（地址解析协议（ARP）8.5.1地址解析地址解析IP地地址址是是一一个个虚虚拟拟的的地地址址，是是使使用用协协议议软软件件实实现现的的。网网络络在在转转发发数数据据包包时时，下下一一跳跳的的地地址址和和数数据据包包的的目目标标地地址址都都是是IP地地址址，然然而而，这这个个协协议议地地址址却却不不能能在在物物理理硬硬件件传传输输的的帧帧中中使使用用，因因为为硬硬件件不不能能理理解解IP地地址址。所所以以在在实实际际发发送送帧帧之之前前，下下一一跳跳协协议议地地

28、址址必必须须被被转转换换成成对对应应的的硬硬件件地地址址。从从计计算算机机的的协协议议地地址址转转换换成成对对应应的的硬硬件件地地址址的的过过程程称称为为地地址址解解析析（addressresolution）。地地址址解解析析是是在在本本地地网网络络进进行行的的，两两台台计计算算机机同同时时连连接接在在同同一一个个物物理理网网络络上上才才能能进进行行地地址址解析，因此不能解析远程网络中计算机的地址。解析，因此不能解析远程网络中计算机的地址。8.5.2地址解析算法地址解析算法地址解析算法主要有三种方法：地址解析算法主要有三种方法：1.查表法查表法地地址址绑绑定定或或地地址址映映射射被被存存储储在

29、在内内存存的的表表中中，软软件件如如果果需要解析地址可以去查找这个表。需要解析地址可以去查找这个表。2.closed-form计算计算用用基基本本的的布布尔尔运运算算和和算算术术运运算算计计算算出出计计算算机机的的硬硬件件地地址。硬件地址址。硬件地址=IP地址地址&0 xff。3.消息交换消息交换如如果果某某台台计计算算机机需需要要地地址址解解析析时时，它它在在网网络络中中广广播播请请求求地地址址绑绑定定的的消消息息，所所有有收收到到的的计计算算机机检检查查请请求求中中的的地地址址，如如果果与与自自身身的的地地址址匹匹配配，则则另另一一台台计计算算机机返回一个含有被请求信息的应答。返回一个含有

30、被请求信息的应答。8.5.3地址解析协议地址解析协议ARP为为了了保保证证在在地地址址解解析析消消息息的的格格式式和和语语义义上上达达成成一一致致，TCP/IP协协议议簇簇包包含含一一个个地地址址解解析析协协议议ARP(AddressResolutionProtocol)，定定义义了了两两种种基基本本消消息息类类型型：请请求求和和应应答答。请请求求消消息息含含有有一一个个IP地地址址，请请求求相相应应的的硬硬件件地地址址；应应答答消消息息含含有有IP地地址址和和对对应应的的硬硬件件地地址址。ARP消息是被直接封装在硬件帧中传送，见图消息是被直接封装在硬件帧中传送，见图8-16。8.6Inter

31、net8.6.1概述概述1969年年，美美 国国 高高 级级 研研 究究 计计 划划 署署 ARPA(AdvancedResearchProjectAgency)建建立立了了著著名名的的ARPAnet，开开发发研研究究和和应应用用分分组组交交换换等等网网络络技技术术，并并进进一一步步利利用用专专线线和和无无线线信信道道开开发发研研究究并并实实现现异异种种网网络络之之间间的的计计 算算 机机 互互 连连(Interconnection)和和 互互 通通（Intercommunication）。国国际际标标准准化化组组织织从从1977年年开开始始进进行行开开放放系系统统互互连连标标准准化化工工作作

32、，1984年年ISO发发表表OSI七七层层协协议议参参考考模模型型。同同时时，美美国国国国防防部部高高级级研研究究计计划划署署也也在在大大力力发发展展异异机机种种网网络络互互连连技技术术，制制定定了了一一组组通通信信协协议议TCP/IP作作为为ARPANET的的第第2代代协协议议标标准，并完成了向准，并完成了向TCP/IP协议的转换。协议的转换。Internet描描述述了了通通过过节节点点使使用用TCP/IP协协议议来来通通信信网网络络的的集集合合。这这些些网网络络通通过过路路由由器器和和网网关关连连接接到到一一起起，见图见图8-17。图图8-17Internet的连接的连接External

33、GatewayEthernet802.5Internal GatewayInternal GatewayInternet8.6.2Internet应用应用1.客户客户/服务器模式服务器模式Internet上上的的客客户户/服服务务器器模模式式是是建建立立在在TCP或或UDP之之上上的的。Internet的的应应用用层层服服务务几几乎乎都都采采用用客客户户/服服务务器器模模式式。所所谓谓“客客户户”和和“服服务务器器”均均是是指指进进程程，即即运运行行的的程程序序，其其中中，“客客户户”指指客客户户进进程程；“服服务务器器”指指的的是是一一个个被被动动等等待待通通信信并并提提供供服服务务的的进进

34、程程，而不是指具体的计算机。而不是指具体的计算机。客客户户（client）/服服务务器器（server）模模式式的的服服务务过过程程通通过过客客户户进进程程和和服服务务器器进进程程来来完完成成，客客户户主主动动发发起起与与服服务务器器的的通通信信，请请求求服服务务。而而服服务务器器则则是是被被动动地地等等待待来来自自任任意意客客户户的的通通信信请请求求，并并提提供供服服务务。这这两两个个过过程分别称为客户和服务器。程分别称为客户和服务器。2.Internet域名与域名系统域名与域名系统（l）IP地址和域名的应用地址和域名的应用在在Internet中中,IP地地址址使使用用长长度度为为32位位的

35、的点点分分十十进进制制来来表表示示，对对于于用用户户来来说说很很难难记记忆忆。为为此此，IP地地址址采采用用域域名名（Domainname)来来表表示示。所所谓谓域域名名，指指主主机机或或机机构构的的一一种种有有层层次次结结构构的的名名字字，用用来来代代替替IP地地址址。域域名名采采用用了了与与Internet结结构构一一致致的的层层次次型型结结构构命命名名法法，横横向向多多级级子子域域结结构构，其其结结构构形形式式为为：“本本地地名名.子子域域名名.网网点点名名”。各各层层名名字字的的排排列列顺顺序序为为：低低层层名名字字在在前前，高高层层名名字字在在后后。TCP/IP还还专专门门设设计计了

36、了对对域域名名的的管管理理机机制制，称称为为Internet域域名名系系统统（DNS：DomainNameSystem）。域域名名系系统统是是管管理理域域的的命命名名、管管理理主主机域名、实现主机域名与机域名、实现主机域名与IP地址解析的系统。地址解析的系统。（2）Internet的域名系统的域名系统Internet中中的的域域名名系系统统，实实际际上上是是一一个个分分布布式式的的主主机机信信息息数数据据库库，它它要要求求所所命命名名的的主主机机名名全全局局惟惟一一、便便于于管管理理、方方便便映映射射。域域名名的的层层次次还还与与名名字字空空间间的的管管理理机机构构的的层层次次相相对对应应，由

37、由网网络络信信息息中中心心NIC(NetworkInformationCenter)负负责责维维护护，即即在在Internet层层次次名名字字管管理理中中，NIC将将最最高高一一级级名名字字空空间间划划分分为为若若干干部部分分，将将各各部部分分的的管管理理权权授授予予相相应应机机构构，各各管管理理机机构构将将管管辖辖内内的的名名字字空空间间进进一一步步划划分分成成若若干干子子域域，并并将将子子域域的的管管理理特特权权再再授授予予子子管管理理机机构构。如如此此下下去去，便便形形成成层层次次型型域域名名。域域名名系系统统为为一一个个分分布布式式数数据据库库，它它使使本本地地可可以以负负责责控控制制

38、整整个个数数据据库库中中的的部部分分段段，每每一一段段中中的的数数据据通通过过客客户户/服服务务器器模模式式在在整整个个网网络络上上均均可可以以存取。存取。美美国国是是Internet的的发发源源地地，其其主主机机域域名名的的国国别别代代码码常常被被省省略略。因因此此，美美国国Internet的的最最高高级级域域名名是是组组织织类类代代码，共有码，共有13种：种：表表8-3域名类型的含义域名类型的含义.int国国际际组组织织.firm商商业业公公司司.store商商品品销销售售企企业业.com商业组织商业组织.web与与www相关的实体相关的实体.edu教育组织教育组织.arts文化和娱乐实体

39、文化和娱乐实体.gov政府组织政府组织.info提供信息服务的实体提供信息服务的实体.mil军事组织军事组织.nom个体或个人个体或个人.org非商业组织非商业组织.net网络组织网络组织但但是是，其其他他国国家家的的最最高高一一级级域域名名为为国国家家代代码码。国国别别代代码码由由两两个个字字母母组组成成。例例如如“cn”代代表表中中国国，.ca代代表表加加拿拿大大等等等等。所所以以，Internet实实际际主主机机域域名名的的一一般般格格式是式是主机名主机名.单位名单位名.类型名类型名.国家代码国家代码但但主主机机域域名名不不能能直直接接用用于于数数字字型型IP地地址址的的路路由由选选择择

40、中中。当当用用户户使使用用主主机机域域名名进进行行通通信信时时，必必须须首首先先将将其其映映射射成成IP地地址址，这这种种将将主主机机域域名名映映射射为为IP地地址址的的过过程程叫叫做做域域名名解解析析。域域名名解解析析包包括括正正向向解解析析（从从域域名名到到IP地地址址）以以及及反反向向解解析析（从从IP地地址址到到域域名名）。Internet域域名名到到IP地地址址的的映映射射是是由由一一组组域域名名服服务务器器来来完完成成的的（运运行行域域名名服服务务软软件件的的计计算算机机称称为为域域名名服服务务器器）。对对应应于于域域名名结结构构，域域名名服服务务器器也也构构成成一一定定的的层层次

41、次结结构构，应应该该说说DNS作作为为Internet的的域域名名服服务务系系统统已得到广泛应用。已得到广泛应用。3.Internet上的基本服务上的基本服务随随着着Internet的的高高速速发发展展，在在internet上上提提供供的的各各种种服服务务形形式式越越来来越越多多，包包括括：远远程程登登录录TELNET、远远程程文文件件传传输输FTP、电电子子邮邮件件Email、电电子子公公告告板板BBS、网网络络新新闻闻论论坛坛USENET、实实时时在在线线交交谈谈IRC、视视频频会会议议VIC、分分布布式式文文件件查查询询系系统统Gopher、广广域域信信息息服服务务WAIS，环球信息网环

42、球信息网WWW等。等。Internet的的基基本本服服务务功功能能有有：远远程程登登录录Telnet、文文件件传传输输FTP和电子邮件和电子邮件E-mail。（1）.远程登录远程登录TelnetTELNET客客户户和和服服务务器器之之间间互互相相通通信信使使用用的的协协议议就就称称TELNET。所所谓谓远远程程登登录录是是指指Internet用用户户在在网网络络通通信信软软件件的的支支持持下下，使使自自己己的的计计算算机机暂暂时时成成为为远远程程计计算算机机仿仿真真终终端端，使使用用远远程程计计算算机机的的硬硬件件和和软软件件资资源源的的过过程程。Telnet采采用用客客户户/服服务务器器模模

43、式式，用用户户在在本本地地机机上上启启动动telnet进进程程即即TELNET的的客客户户进进程程，通通过过TCP面面向向连连接接的的服服务务发发到到远远程程主主机机或或服服务务器器，向向远远程程 主主 机机 发发 起起 登登 录录 请请 求求。远远 程程 计计 算算 机机 上上 运运 行行 的的TELNET服服务务器器进进程程就就提提供供登登录录服服务务，并并显显示示从从TCP连连接接上上收收到到的的数数据据。当当用用户户使使用用Telnet登登录录远远程程主主机机时时，首首先先应应该该给给出出远远程程计计算算机机的的域域名名或或IP地地址址，同同时时该该用用户户必必须须在在这这个个远远程程

44、主主机机中中拥拥有有合合法法的的帐帐号号和相应的密码，否则远程主机将会拒绝登录。和相应的密码，否则远程主机将会拒绝登录。Telnet服服务务建建立立在在TCP之之上上。源源主主机机上上的的telnet客客户户为为了了与与目目标标主主机机上上的的Telnet服服务务器器进进行行通通信信，首首先先要要建建立立TCP连连接接，由由源源主主机机的的TCP为为TELNET客客户户进进程程分分配配一一个个未未使使用用的的端端口口号号作作为为标标识识，该该TCP端端口口号号是是惟惟一一的的，在在连连接接关关闭闭后后就就释释放放，因因此此说说这这是是一一种种动动态态分分配配方方式式。例例如如，现现在在假假设设

45、已已经经为为TELNET服服务务器器进进程程分分配配了了TCP端端口口号号23，则则TELNET客客户户进进程程向向目目标标主主机机的的TCP端端口口23发发起起连连接接请请求求，而而TELNET服服务务器器进进程程则则在在TCP端端口口23监监听听，它它在在收收到到连连接接请请求求后后就就生生成成一一个个服服务务器器子子进进程程来来接接受受该该连连接接请请求求，建建立立一一条条连连接接，这这条条连连接接就就是是TELNET客客户户进进程程和和远远程程主主机机的的服服务务器器子子进进程程之之间间传传送送数数据据的的逻辑连接或逻辑通道。逻辑连接或逻辑通道。Telnet的主要用途有：的主要用途有：

46、在用户终端与远程主机之间建立有效的连接；在用户终端与远程主机之间建立有效的连接；可以共享远程主机上的软件和数据资源；可以共享远程主机上的软件和数据资源；可可以以利利用用远远程程主主机机提提供供的的信信息息查查询询服服务务进进行行信信息息查查询。询。（2）文件传输协议）文件传输协议FTPFTP是是Internet上上的的文文件件传传输输标标准准，该该服服务务解解决决了了远远程程传传输输文文件件的的问问题题。用用户户在在本本地地主主机机上上启启动动的的是是FTP客客户户进进程程，与与远远程程计计算算机机系系统统进进行行连连接接，激激活活要要访访问问的的远远程程计计算算机机上上的的FTP服服务务器器

47、进进程程，它它为为用用户户操操作作远远程程计计算算机机上上的的文文件件系系统统。FTP客客户户进进程程和和FTP服服务务器器进程之间使用的协议称为进程之间使用的协议称为FTP。FTP服服务务也也是是建建立立在在TCP之之上上的的面面向向连连接接的的服服务务，它它们们之之间间经经过过TCP协协议议进进行行通通信信。需需要要使使用用两两条条TCP连连接接来来完完成成文文件件传传输输，一一条条连连接接用用于于控控制制（约约定定FTP服服务务使使用用TCP端端口口21），另另一一条条为为数数据据连连接接。当当用用户户要要求求传传输输文文件件前前，FTP客客户户进进程程首首先先向向远远程程计计算算机机的

48、的TCP端端口口21发发起起连连接接请请求求，FTP服服务务器器进进程程则则在在TCP端端口口21监监听听，当当FTP服服务务器器进进程程收收到到一一个个连连接接请请求求，它它就就生生成成一一个个子子进进程程处处理理到到来来的的连连接接请请求求，建建立立一一条条连连接接。这这条条连连接接称称为为控控制制连连接接，用用它它来来传传送送客客户户端端的的命命令令和和服服务务器器端端的的响响应应等等。用用户户在在登登录录后后便便可可以以使使用用传传送送文文件件的的put，get等等命命令令，这这时时服服务务器器进进程程为为了了传传送送文文件件要要启启动动一一个个辅辅助助进进程程，该该进进程程建建立立发

49、发起起一一条条连连接接，这这条条连连接接称称为为数数据据连连接接，只只用用于数据传送。于数据传送。数数据据传传送送完完成成后后，连连接接关关闭闭，辅辅助助进进程程终终止止。客客户户可可以以向向服服务务器器提提出出任任意意多多次次的的请请求求，一一个个请请求求就就相相当当于于一一个个客客户户命命令令。客客户户每每提提出出一一个个请请求求，服服务务器器便便为为客客户户建建立立一一个个数数据据连连接接，进进行行实实际际的的数数据据传传输输。当当数数据据传传输输结结束束时时，数数据据连连接接撤撤消消，但但控控制制连连接接仍仍然然保保持持。客客户户还还可可以以继继续续发发出出命命令令，直直到到客客户户撤

50、撤消消了控制连接，双方的连接才算完全终止。了控制连接，双方的连接才算完全终止。一一般般的的FTP都都支支持持匿匿名名登登录录，即即FTP服服务务器器的的提提供供者者设设置置了了一一个个特特殊殊的的用用户户名名anonymous提提供供公公众众使使用用，用用户户登登录录到到这这些些服服务务器器时时无无需需事事先先注注册册用用户户名名和和口口令令，只只要要以以“Anonymous”为为用用户户名名和和自自己己的的E-mail地地址址（或或guest）作作为为口口令令就就可可以以访访问问该该FTP服服务务器器，并共享这个主机对公众开放的资源。并共享这个主机对公众开放的资源。（3）电子邮件）电子邮件E

51、-mail电电 子子 邮邮 件件 系系 统统 采采 用用 了了 简简 单单 邮邮 件件 传传 输输 协协 议议SMTP（SimpleMailTransferProtocol），在在每每个个邮邮件件服服务务器器之之间间必必须须使使用用SMTP协协议议通通信信，以以保保证证不不同同类类型型的的计计算算机机之之间间电电子子邮邮件件的的传传送送。简简单单邮邮件件传传输输协协议议SMTP也也采采用用客客户户/服服务务器器结结构构，通通过过建建立立SMTP客客户户机机与与远远程程主主机机上上SMTP服服务务器器间间的的连连接接来来传传送送电电子子邮邮件件。电电子子邮邮箱箱（MailBox）是是由由电电子子

52、邮邮件件服服务务的的机机构构（一一般般是是ISP）为为用用户户建建立立的的。每每个个电电子子邮邮箱箱都都有有一一个个邮邮箱箱地地址址，称称为为电电子子邮邮件件地地址址（E-mailAddress）。用用户户的的E-mail地地址址格格式式为为：用用户户名名主主机机名名，主主机机名名指指的的是是拥拥有有独独立立IP地地址址的的计计算算机机的的名名字字，用用户户名名是是指指在在该该计计算算机机上上为为用用户户建建立立的的E-mail帐户名。帐户名。电电子子邮邮件件有有固固定定的的格格式式，它它由由邮邮件件头头（mailheader）与与邮邮件件体体（mailbody）两两部部分分组组成成。采采用用

53、存存储储转转发发的的方方式式，用用户户所所发发送送的的电电子子邮邮件件首首先先传传送送到到ISP的的E-mail服服务务器器的的邮邮箱箱中中，E-mail服服务务器器根根据据电电子子邮邮件件的的目目的的地地址址，通通过过Internet存存储储转转发发的的方方式式，将将邮邮件件传传送送到到收收信信人人所所在在的的E-mail服服务务器器。当当收收信信人人的的计计算算机机开开机机时时，E-Mail服服务务器器将将自自动动地地将将邮邮件件传传送送到到收收信信人的电子信箱中。人的电子信箱中。4.IP电话电话IP电电话话是是以以Internet作作为为传传送送媒媒体体的的电电话话系系统统。最最初初In

54、ternet只只支支持持计计算算机机之之间间的的语语音音通通信信，另另一一方方可可以以使使用用普普通通电电话话机机的的Internet话话音音服服务务。现现在在双双方方都都可可以使用电话机，而话音通过以使用电话机，而话音通过Internet传送。传送。所所以以IP电电话话主主要要可可以以分分为为3类类：计计算算机机之之间间的的语语音音通通信信；计计算算机机到到电电话话机机间间的的语语音音通通信信；普普通通电电话话机机之之间间的的语音通信。语音通信。（1）计算机之间的语音通信）计算机之间的语音通信这这种种网网络络电电话话是是利利用用Internet的的语语音音传传送送技技术术，不不通通过过电电话

55、话网网，不不过过通通话话双双方方的的计计算算机机一一定定要要配配置置语语音音卡卡、音音响响、话话筒筒和和相相同同的的网网络络电电话话软软件件，而而且且当当一一方方呼呼叫叫时时，另另一一方方的的主主机机必必须须在在网网上上，并并预预先先运运行行网网络络电话软件。电话软件。（2）计算机到电话机间的语音通信）计算机到电话机间的语音通信计计算算机机到到电电话话机机间间的的语语音音通通信信指指主主叫叫计计算算机机登登录录到到网网络络电电话话接接入入服服务务器器，呼呼叫叫信信号号通通过过Internet到到达达远远端端交换机后，自动转接到被叫电话上。交换机后，自动转接到被叫电话上。（3）普通电话机之间的语

56、音通信）普通电话机之间的语音通信在在普普通通电电话话机机之之间间的的语语音音通通信信过过程程中中，主主叫叫用用户户呼呼叫叫首首先先通通过过本本地地交交换换机机传传送送到到接接入入服服务务器器（网网关关），然然后后信信号号在在Internet上上传传输输，并并选选择择到到达达被被叫叫方方距距离离最最近近的的一一个个接接入入服服务务器器（网网关关），接接入入服服务务器器再再将将它通过远端交换机传送到被叫电话机。它通过远端交换机传送到被叫电话机。IP电电话话网网关关是是电电话话网网和和Internet之之间间的的网网关关，是是网网络络电电话话的的核核心心，它它有有到到计计算算机机网网的的接接口口和和

57、电电话话网网的的接接口口。IP电电话话网网关关的的职职责责是是接接收收或或发发起起本本地地电电话话呼呼叫叫，将将话话音音信信号号转转换换成成数数据据，封封装装成成数数据据包包在在Internet上上传传输。输。IP电话网关的功能包括：电话网关的功能包括：接收本地用户的电话；接收本地用户的电话；查找用户所呼电话的远程查找用户所呼电话的远程IP电话网关；电话网关；与远程与远程IP电话网关建立连接，发出电话呼叫请求；电话网关建立连接，发出电话呼叫请求；远远程程IP电电话话网网关关收收到到请请求求后后，生生成成和和发发起起本本地地电电话话呼叫；呼叫；IP电电话话网网关关之之间间在在Internet上上

58、进进行行双双向向实实时时话话音音数数据据包传输；包传输；与目录服务器进行信息交互；与目录服务器进行信息交互；监控服务质量，处理例外情况，计费信息管理等。监控服务质量，处理例外情况，计费信息管理等。5.环球信息网环球信息网WWW环环球球信信息息网网（万万维维网网）WWW（WorldWideWeb）简简称称3W，或或Web系系统统。它它是是在在Internet上上运运行行的的覆覆盖盖全全球球的的多多媒媒体体信信息息系系统统，也也是是目目前前Internet中中最最受受用用户户欢欢迎迎、发发展展速速度度最最快快的的服服务务。WWW是是信信息息检检索索和和超超文文本本技技术术的的结结合合，使使Inte

59、rnet上上传传递递的的不不仅仅仅仅是是文文本本信信息息，而而是是图图像像、视视频频、声声音音等等齐齐全全的的多多媒媒体体信信息息。WWW服服务务器器把把图图文文信信息息组组织织成成分分布布式式超超文文本本，使使用用户户可可以以很很方方便便地地访访问问到到这这些些信信息息，实实现现了了信信息息检检索索与与存存储储的的完完整整结结合合。和和Internet上上的的许许多多应应用用系系统统一一样样，WWW也也采采用用客客户户/服服务务器器模模式式，Web浏浏览览器器就就是是Web客客户户进进程程，Web站站点点上上运运行行Web服服务务器器进进程程，Web客客户户和和服服务务器器进进程程之之间间采

60、采用用超超文文本本传传输协议输协议HTTP进行通信。进行通信。WWW服服务务的的特特点点是是以以超超文文本本方方式式组组织织网网络络多多媒媒体体信信息息；用用户户可可以以在在世世界界范范围围内内任任意意查查找找、检检索索、测测览览及及添添加加信信息息；提提供供个个动动直直观观、易易于于使使用用、统统一一的的图图形形用用户户界界面面；网网点点间间可可以以互互相相链链接接，以以提提供供信信息息查查找找和和漫漫游游的的透透明明访访问问；可可访访问问图图像像、声声音音、影影像像和和文本信息等。文本信息等。8.7 8.7 小结小结本本章章简简单单介介绍绍了了广广域域网网技技术术，克克服服了了局局域域网网

61、的的规规模模和和距距离离限限制制，说说明明了了在在网网络络中中路路由由的的应应用用以以及及下下一一跳跳的选择。的选择。作作为为TCP/IPTCP/IP协协议议是是InternetInternet中中的的最最重重要要的的协协议议，本本章章重重点点介介绍绍了了TCP/IPTCP/IP协协议议和和IPIP地地址址以以及及子子网网掩掩码码等等，并对地址解析协议作了介绍。并对地址解析协议作了介绍。InternetInternet包容了人类文明共有的信息资源，一方面它包容了人类文明共有的信息资源，一方面它提供了人与人之间快速的通信服务，另一方面它提提供了人与人之间快速的通信服务，另一方面它提供了网上巨大资

62、源的共享，供了网上巨大资源的共享，InternetInternet的应用服务正的应用服务正是为用户提供了各种工具，使用户能方便地获取和是为用户提供了各种工具，使用户能方便地获取和利用这些资源。利用这些资源。习题习题8-18-1什什么么是是客客户户服服务务器器模模式式？为为什什么么要要采采用用这这种种模模式？式？8-2 8-2 讨论你所使用过的讨论你所使用过的InternetInternet应用层服务。应用层服务。8-3 8-3 如如果果交交换换机机上上的的一一个个接接口口硬硬件件出出现现故故障障，是是否否可可以以把把计计算算机机的的连连接接转转移移到到一一个个未未用用接接口口？新新的的连连接接能否正常工作？为什么？能否正常工作？为什么？8-4 8-4 你使用过你使用过IPIP电话吗？分析它与普通电话的差别。电话吗？分析它与普通电话的差别。8-5 8-5 一一个个B B类类网网络络的的子子网网掩掩码码为为255.255.240.0255.255.240.0，其其网网络号和子网号共有多少位？如何进行计算？络号和子网号共有多少位？如何进行计算？