6.3 Internet 的组成（课件）《计算机网络技术》（清华大学出版社）同步教学

（清华大学出版社） 同步教学 《计算机网络技术》 第6章 Internet 基础 2 6.3 Internet 的组成 6.3.1 Internet 的基本结构及特点 1．Internet的基本结构 主干网： 主干网是Internet的最高层，它是Internet的基础和支柱网层。 中间层网： 中间层网是由地区网络和商业用网络构成的。 底层网： 底层网处于Internet的最下层，主要是由各科研院所、大学及企业的网络构成。 NSENET Milnet NSI 3 2．Internet的结构特点 1.对用户隐藏网间连接的低层节点 2.不指定网络互连的拓扑结构 3.能通过中间网络收发数据 4.用户接口独立于网络，即建立通信和传达数据的一系列操作与低层网络技术和信宿机无关，只与高层协议有关 4 6.3.2 ISP提供的服务类型 运营商ISP：提供Internet访问和信息服务的司 或机构，称为Internet服务提供商。 ISP主要包括三大类： 1.IAP 提供接入服务 2.ICP 提供信息服务 3.ASP 应用服务提供商 5 Internet服务商提供的服务类型： 1.Internet接入服务 例如：专线、拨号、无线 2.Internet系统集成服务 例如：网络设计、软硬件选购、 网络建造、人员培训 3.从事数据库及各种类型的信息方面的服务 例如：信息查询、检索数据库 企业WWW系统开发工作、电子邮件服务 信息发布代理服务 6.3.3 ISP的主要技术应用 1.各种Internet 接入技术 电信的数字专线和电话网 有线电视网络 无线接入 2.设备保障 计算机 路由器 访问服务器或终端服务器 Modem 其他的网络设备和数据通信设备 3.计费系统 ISP必须有一个公平、合理而又准确的计费系统，通常包括计算用户在系统上的时间和数据的通信量。 4.技术支持和咨询体系 ISP应该为用户提供专业的建议和帮助，解答上网用户的各种疑问，为用户的服务升级提供帮助。 6.4 Internet地址和域名服务 Internet上的计算设备或主机通过具有唯一性的网络地址来标识自己，Internet上的网络地址有两种表示形式：IP地址和域名。 11 6.4.1 Internet 的地址管理 互联网络协议IP是TCP/IP参考模型的网络层协议。IP的主要任务是将相互独立的多个网络互联起来，并提供用以标识网络及主机节点地址的功能，即IP地址。 所谓IP地址就是IP协议为标识主机所使用的地址，它是32位的无符号二进制数，分为4个字节，以X．X．X．X表示，每个X为8位，对应的十进制取值为0~255。 IP地址又分为网络地址和主机地址两部分。这种样式的地址被称为点分十进制地址。 其中，网络地址用来标识一个物理网络，主机地址用来标识这个网络中的一台主机。 IP网络寻址分两步进行：先按IP地址中的net-id把网络找到，再按主机地址host-id把主机找到。 1．IP地址的含义 网络地址（net-id） 主机地址(host-id) 13 2.IP地址的分类 IP地址分为五类：A、B、C、D、E 网络地址字段net-id：A、B、C地址的网络地址字段分别为1、2和3个字节长，在网络地址字段的最前面有1~3位的类别比特，其数值分别规定为0、10、110，用以标识A、B、C三类IP地址的类别。 主机地址字段host-id：A类、B类和C类地址的主机地址字段分别为3、2、和1个字节长。 三类IP地址 地址范围 适应范围 允许网络号码 允许主机号码 A类 1.0.0.0~127.255.255.255 适用于有大量主机的大型网络 27-2 224-2 B类 128.0.0.0~191.255.255.255 一般分配给中等规模主机数的网络使用，如一些国际性大公司与政府机构等 214 216-2 C类 192.0.0.0~223.255.255.255 一般分配给小型的局域网使用，如一些小公司及普通的研究机构 221 28-2 D类 224.0.0.0~239.255.255.255 组播地址，不用于标识网络，主要是留给Internet体系结构委员会IAB使用 不区分 E类 240.0.0.0~247.255.255.255 暂时保留以备将来使用 不区分 16 主机地址全为0：该地址不分配给单个主机，而是指网络本身。 主机地址全为1：定向广播地址。 网络地址全为1：回送地址，用于网络软件测试和本地机进程间通信。 255．255．255．255：本地网络广播。 0．0．0．0：本网主机。 3．特殊IP地址 17 6.4.2 子网掩码和子网划分 1.利用子网掩码标识网络地址 子网掩码也是一组32位二进制数字，它和IP地址配合，主要作用是声明IP地址的哪些位属于网络地址，哪些位属于主机地址。 例如：IP地址为192.168.0.1 ，怎样区分哪些位属于网络地址，哪些位属于主机地址呢？ 答案：靠子网掩码来识别 子网掩码长度也是32位，第一部分全为“1”代表网络地址，第二部分全为“0”代表主机地址。 默认（缺省）子网掩码 类别 子网掩码的二进制数值 子网掩码的十进制数值 A 11111111.00000000.00000000.00000000 255.0.0.0 B 11111111.11111111.00000000.00000000 255.255.0.0 C 11111111.11111111.11111111.00000000 255.255.255.0 子网掩码的工作过程： 1.将32位的子网掩码与IP地址进行二进制的逻辑“与”（and）运算，得到的便是网络地址。 2.将子网掩码取反后与IP地址进行二进制的逻辑“与”（and）运算，得到的便是主机地址。 举例说明 例如，某一主机设备的IP地址为192.168.200.12，子网掩码为255.255.255.0，求它的网络号和主机号？ 该IP地址相应的二进制表示为： 11000000 10101000 11001000 00001100 子网掩码的二进制表示为： 11111111 11111111 11111111 00000000 与IP地址经过逻辑“与”运算，结果为： 11000000 10101000 11001000 00000000 对应的十进制数值为： 192.168.200.0 } AND 将子网掩码取反后的二进制表示为： 00000000 00000000 00000000 11111111 与IP地址经过逻辑“与”运算，结果为： 00000000 00000000 00000000 00001100 对应的十进制数值为： 0.0.0.12 则该主机设备的IP地址 所属的网络地址为：192.168.200.0 主机地址为：0.0.0.12 2.利用子网掩码划分子网 子网掩码的另一作用是划分子网 那么，为什么要划分子网？子网划分的作用是： 1.减少网络上的通信量 2.节省IP地址 3.便于管理 4.解决物理网络本身的某些问题（如网络覆盖范围超过以太网段最大长度的问题） 划分子网，就是在IP地址中增加表示网络地址的位数，同时减少表示主机地址的位数。 IP地址原有的2级结构扩充为3级结构： 网络标识部分 子网标识部分 主机标识部分 下面我们考虑如何划分子网？ 我们以将一个C类划分为6个子网为例，说明划分子网的方法。 第一步：需要将主机标识部分的前几位改为标识网络？ 你需要6个子网，6的二进制值为101，共3位，所以需要将主机标识部分的前3位改为标识网络。 第二步：按照你IP地址的类型写出其缺省子网掩码的二进制数值。 由于是C类地址，则缺省子网掩码为： 11111111.11111111.11111111.00000000 第三步：将子网掩码中标识主机部分号的前3位对应的位置改为1，其余位置不变。 即：11111111.11111111.11111111.11100000 转换为十进制得到： 255.255.255.224 由于网络被划分为6个子网，占用了主机号的前3为，对C类地址来说，则主机号只能用5位来表示主机号，因此每个子网内的主机数量为25 -2=30，6个子网总共所能标识的主机数将小于254。 C类网络中子网掩码的换算关系 子网位数 子网掩码 可用子网数 子网容纳主机数 0 255.255.255.0 0 254 1 255.255.255.128 0 126 2 255.255.255.192 2 62 3 255.255.255.224 6 30 4 255.255.255.240 14 14 5 255.255.255.248 30 6 6 255.255.255.252 62 2 7 255.255.255.254 126 0 8 255.255.255.255 254 0 清楚下面的问题，对子网划分会有一个更深的理解 1.划分6个子网，与划分4个或5个子网的子网掩码是一样的，都是255.255.255.224.你可以把划分4个子网，理解为划分了6个子网，但是只使用了其中的4个。比如你想划分10个子网，与划分14个子网所得到的子网掩码是一样的，都占用了4位作为子网号。 子网掩码是由划分子网个数的二进制数值的位数所决定的。 2.如何判断网络是否划分了子网？ 可以通过子网掩码来判断，如果它使用了缺省子网掩码，那么表示没有划分子网；反之，则一定进行了子网划分。 网络中的子网数量的计算 第一步：将子网掩码转换为二进制形式，确定作为子网号的位数n。 第二步：子网数量为2n-2。 例如：一个C类网络的子网掩码为： 255.255.255.224 其二进制为: 11111111.11111111.11111111.11100000 显然n=3，子网数量为6，子网地址可能有如下8种情况： 000 001 010 011 100 101 110 111 6.4.3 IPv4 和 IPv6 IPv6具有许多新的优点，它的最大特征是IP地址从32位变为128位。IPv6能够为所有使用IP地址的设备提供足够多的IP地址。 （点分十进制）IPv4：192.168.209.131 （十六进制） IPv6：ABCD:EF98:7654:3210:ABCD:EF98:7654:3210 IPv6的地址总数大约有3.4×1038个，平均到地球表面上来说，每平方米将获得6.5×1023个地址。 6.4.4 Internet 的域名服务 1.DNS概念 TCP/IP建立了一套通用性很强的字符型名字机制--Internet的域名系统（DNS），DNS包含两方面的内容：一是主机域名的管理，另一个是主机域名与IP地址之间的映射。 DNS采用了层次化、分布式、面向客户机/服务器模式的名字管理来代替原来的集中管理，并允许命名管理者在较低的结构层次上管理他们自己的名字。 2.DNS域名的层次管理 DNS的分层管理机制使它形成了一个规则的树状结构的名字空间。由于Internet本身的结构就是一种树状层次结构，因此，层次型命名机制与internet结构一一对应，使internet的名字管理层次结构非常清晰。 Internet 的域名结构示意图 Root gov com edu cn ibm microsoft mit dc vnet com edu nju nac 3.DNS域名结构 通常Internet主机域名的一般结构为：主机名·三级域名·二级域名·顶级域名。 顶级域名有两种主要的模式：组织模式和地域模式。 域名 含义 域名 含义 com 商业机构 org 非商业机构 edu 教育机构 arpa 临时arpanet域 gov 政府部门 int 国际组织 mil 军事部门 country code 国家 net 主要网络支持中心 4．Internet的域名服务（DNS） 中国在国际互联网络信息中心（InterNIC） 正式注册并运行的顶级域名是“CN”，由中国互联网络信息中心（CNNIC）负责管理和运行中国顶级域名cn。 中国互联网络的二级域名分为“类别域名”和“行政域名”两类。“类别域名”是纵向域名，表示各单位的组织机构，全国各单位都可作为三级域名登记在相应二级域名下。 36 中国的二级域名 域名 含义 域名 含义 .ac.cn 科研院所及科技管理部门 .net.cn 主要网络支持中心 .gov.cn 国家政府部门 .com.cn 商业组织 .org.cn 社会组织及民间非营利性组织 .edu.cn 教育机构 “行政域名”是横向域名，使用4个直辖市和各省（自治区）的名称缩写，各直辖市、省（自治区）所属单位可以在其下建立三级域名，例如，bj.cn表示北京市，gd.cn表示广东省。 主机域名的三级域名一般代表主机所在的域或组织。例如“tsinghua”代表清华大学。四级域名一般表示所在单位的下一级单位，从理论上讲，域名可以无限细化，但通常不超过五级。 1-4级域名的例子 abc.123.tieba.baidu.com？ baidu.com 这是一级域名,又叫顶级域名 tieba.baidu.com 这是二级域名，相当于baidu.com的下一级 123.tieba.baidu.com 这是三级域名，相当于tieba.baidu.com的下一级 abc.123.tieba.baidu.com 这是四级域名，相当于123.tieba.baidu.com的下一级 判断域名到底是几级域名很简单的一个办法就是数点点，"."有几点就是几级域名 点越少，当然更容易记忆。 5．域名解析 虽然字符型的主机域名比数字型的IP地址更容易记忆，但在通信时必须将其映像成能直接用于TCP/IP协议通信的数字型IP地址。这个将主机域名映像为IP地址的过程叫域名解析。 域名解析有两个方向：从主机域名到IP地址的正向解析、从IP地址到主机域名的反向解析。域名的解析是由一系列的域名服务器DNS来完成的。域名服务器实际是运行在指定的主机上的软件，能够完成从域名到IP地址的映射。 40 6．中文域名 中文域名是含有中文的新一代域名，也是符合国际标准的一种域名体系，使用上和英文域名近似。目前我国域名体系中共设置了“cn”和“中国”、“公司”、“网络”3个中文顶级域名，在这4个顶级域名下都可以申请注册中文域名。 41 .cn域名后缀的例子 目前有".cn"、".中国"、".公司"、".网络"四种类型的中文域名供您注册，例如： 中国互联网络信息中心 .cn 中国互联网络信息中心.网络 清华大学.cn 乐视体育.公司 新浪.公司 南开大学.公益.cn 北京大学 . cn 北京大学。cn 以上的域名是等价的，均可到达同样的相应网站。 谢谢观看 43 $$