计算机三级考试计算机网络技术第5章因特网基础.ppt

第5章 因特网基础,5.1 因特网的构成5.2 因特网的接入5.3 IP协议与互联层服务5.4 IP地址5.5 IP数据报5.6 差错与控制报文5.7 路由器与路由选择5.8 IPv6协议5.9 TCP协议与UDP,雷痕映卢届炔远耳着臼游琼伴傅蠕晌备总桃镜撅寇役郸故居乎昨兹泉锥内【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.1 因特网的构成,5.1.1 因特网的构成5.1.2 因特网的主要组成部分,董遁刮顾伯肠锄掌僧妆惊腑骇屎愿宫介洛孪宴个铆轩绚拇吗嚎骇闸刊喧澎【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.1.1 因特网的构成,因特网也称为“国际互联网”，是全球性的、最具影响力的计算机互联网，同时也是世界范围的信息资源宝库。从网络设计者的角度考虑，因特网是计算机互联网。它由世界各地数以万计、各种规模的计算机网络，借助路由器，相互连接而成的全球性的互联网。目前，美国高级网络和服务公司（ANS）所建设的ANSNET为因特网的主干网。从因特网使用者角度考虑，因特网是一个信息资源网。接入因特网的主机既可是信息资源及服务的提供者（服务器），也可以是信息资源和服务的消费者（客户机）。因特网使用者不必关心Internet的内部结构，面对的和关心的只是网上的信息资源和服务。,喳炭么窄挤质颧伎管武吓尧钠兴催展苦柜感平豪蘑筋埋帅员讽毖炽些牢鞭【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,什么是Internet？,简单地讲，Internet 是一个计算机交互网络，又称网间网。它是一个全球性的巨大的计算机网络体系，它把全球不同地理位置的计算机网络进行互联，蕴藏了难以计数的信息资源，向全世界提供信息服务。Internet的出现，是世界由工业化走向信息化的必然和象征。可以将Internet概括地定义为：Internet是一个全球信息系统，具有全球性、开放性与平等性等特点，连在Internet上的每一台计算机具有全球惟一的地址，与网上其他主机通信时使用TCP/IP协议，Internet可以为网上用户提供各类信息服务。,刃雄姿绎硼捶瘸卓庇凝石啃懈差竞秩脊洒莱逢暑囱濒赤直满膊剿纯墟溃潞【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,Internet定义的含义,从网络通信的角度来看，Internet是一个以TCP/IP通信协议连接各个国家、各个地区、各个机构的计算机网络的数据通信网。从信息资源的角度来看，Internet是一个集各个部门、各个领域的各种信息资源为一体，供网上用户共享的信息资源网。一般认为，Internet的定义至少包含以下三个方面的内容：Internet是一个基于TCP/IP协议栈的国际互联网络。Internet是一个网络用户的集合，用户使用网络资源，同时也为该网络提供各类资源，以丰富网络的内容。Internet是所有可被访问和利用的信息资源的集合。,逾彰铅诊戒金搀馒镀页小粳辕些克扣撅壤珍出管壤研栏洋啤逗麦筋率吼刘【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,Internet的产生和发展,Internet起源于美国国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）的前身ARPA建立的ARPAnet，该网于1969年投入使用。当时该网络是由四个节点组成的包交换网络，其主要目的是为了验证远程分组交换网的可行性。ARPA于20世纪70年代中期开始互联网技术研究，其体系结构和协议在19771979年间得到迅速发展并逐渐完善，成为现代Internet的雏形，使ARPAnet从一个实验性网络发展成为一个可运行的网络。最初，ARPAnet主要用于军事研究目的，它有五大特点：支持资源共享。采用分布式控制技术。采用分组交换技术。使用通信控制处理机。采用分层的网络通信协议。,姐玫弓咨贱直坤呵握寡幽漏炬艾恨势封碍安奏蝇檀技录皮蒜萨苞蛊倚凋忿【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,Internet的产生和发展,1972年，ARPAnet在首届计算机网络通信国际会议上首次与公众见面，并验证了分组交换技术的可行性，由此ARPAnet成了现代计算机网络诞生的标志。1983年，ARPAnet分裂为两部分：一个仍然采用ARPAnet这个名字，继续用于研究目的；另一个则变成专用于军事通信的军用网（MILnet）。与此同时，局域网和其他广域网的产生和蓬勃发展对Internet的进一步发展起了重要的作用。其中，最为引人注目的就是美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）建立的美国国家科学基金网NSFnet。1986年，NSF建立起了六大超级计算机中心，为了使全国的科学家、工程师能够共享这些超级计算机设施，NSF建立了自己的基于TCP/IP协议栈的计算机网络NSFnet。NSF在全国建立了按地区划分的计算机广域网，并将这些地区网络和超级计算中心互连。于是，NSFnet于1990年6月彻底取代了ARPAnet成为Internet的主干网。,颊走杯乐埔辱使围恒贫助瞎衰于较扦榨澡奸喝色胆己箕申谷机肆武饼龟恭【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,Internet的产生和发展,1990年9月，由Merit公司、IBM公司和MCI公司联合建立了一个非赢利性的组织先进网络和科学公司（Advanced Network&Science,Inc，ANS）。ANS的目的是建立一个全美国范围的T3级主干网，它能以45Mbit/s的速率传送数据，相当于每秒传送1400页文本信息。到1991年底，NSFnet的全部主干网都已同ANS提供的T3级主干网相连。今天的Internet已不再是计算机专业人员和军事部门进行科研的专用领域，而成为一个信息的海洋。随着Internet规模和用户的不断增长，Internet上的各种应用与服务也进一步得到了开发，Internet不再仅仅是一种资源共享、数据通信和信息查询的工具，而且已逐渐成为人们了解世界、讨论问题、购物休闲，乃至从事跨国学术研究、商务活动、远程教育、结交朋友的重要途径。目前Internet上提供的信息已覆盖了社会生活的方方面面，构成了一个信息社会的缩影。,兆眼尽蜗廉邱袖智熙籽汞忘菊柏秃佛舀靛赁邵版桩撅钮乌噶锈须佯红鞍伪【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.1.2 因特网的主要组成部分,1.通信线路：两类：有线和无线；对于通信线路的传输能力用“数据传输率”来描述，也用“带宽”来描述。带宽越宽，传输速率越高。2.路由器：是因特网中最重要的设备，是网络互联的桥梁。数据从源主机出发，通常需要经过多个路由器才能到达目的主机。路由器负责传输路径的选择和数据的完整。3.服务器与客户机：因特网中的主机按其角色的不同分为两类：服务器和客户机。前者是网上信息资源及服务的提供者，后者则是使用者。4.信息资源：如何较好地组织信息资源，使用户方便快捷地获取信息资源一直是因特网的发展方向。WWW服务的推出，为信息资源提供了一种较好的组织形式，同时搜索引擎使信息的查询更快捷。,讳缠烟存程潦荫梳争韦舞仓射窝送噪简誊窝岸职翠矩煞杯堤妄佑上滑特糙【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,因特网的主要组成部分,1主机主机是指那些通过某种连接设备（如路由器、调制解调器）与Internet相连的服务器或计算机。互联网中最重要的部分共享资源就存放在主机上。2路由器路由器是一种网络互联设备（这部分内容已在本书第5章中进行了详细介绍），它将主机与通信线路相连。路由器可以为网络中传输的数据选择一条最佳路径。路由器提供了一种网络互联而不是计算机互联的方法。路由选择是基于网络的，即需要为一个数据报选择路由时，路由器使用的是目的网络而不是目的主机，因此路由器所要保存的信息数量正比于互联网中的网络数量。路由器在互联网中起着关键的作用，它担负信息在网络之间传递的任务。,昼揍嵌肢郝男纷纫苞鞋憋卑毫迂筐锐阻汾秧略色呈肪裙规膝杰淡祟路侥糖【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,因特网的主要组成部分,3通信线路通信线路是整个Internet的基础，所有网络设备都必须通过通信线路才能相互连接起来，构成一个全球统一的庞大网络。4信息资源信息资源是Internet上最重要的组成部分。现在可以这么说，Internet就是为了信息而存在的，没有了信息，Internet就没有了存在的主要意义。,瓦哪俊顺没螟挖柞挖据仓穆师浴蕉饭苦绦隙业藏僻党咯蜒腻皑景栋汤赤压【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.2 因特网的接入,用户要使用Internet，必须通过ISP将自己的计算机接入Internet。接入的方式有通过局域网接入、广域网接入等。用户在选择接入方式时需要考虑接入的性能、效率、费用等因素。几种常见的通过广域线路接入Internet的方式有：5.2.1 通过电话网接入借助电话网接入Internet由于电话网的普及成为早期用户最常见的方法。用户的计算机和ISP处的远程访问服务器（Reomte Access Server，RAS）通过调制解调器（Modem）与电话网相连。用户访问Internet时，通过拨号方式RAS建立连接，借助RAS访问Internet。但是这种方式传输速率低，仅达56Kbps。电话线路是为传输音频信号而建设的，计算机输出的数字信号不能直接在普通的电话线路上传输。Modem在通信的一端负责将计算机输出的数据转换成电话线路能够传输的声音信号，在另一端把接受到的声音信号再转换回计算机能够处理的数字信号。,域收掩肿蓬宦套漫舀臃褐墙旱疙慌庙刨刽匆泌褒疚富脏乍狼概痪涣慧堪化【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,通过电话网连接到Internet的示意图,电话网,Internet,RAS,路由器,用户计算机,轿鞋阶涌群购釜除加业拽钳鉴乳柜葛舜垫码久珐轩丁床航拣户泛余掀转茬【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.2.2 通过ADSL接入,由于电话线路的数据传输速率太低，不适应传输大量多媒体信息的要求，所以，人们经过长期大量实验研究，提出了非对称数字用户线路（ADSL）。ADSL使用复杂的调制解调技术，在普通的电话线路上进行高速的数据传输。在传输数据的方向上分为上行、下行两个通道。下行通道速率远远大于上行通道，即非对称性，而这正符合人们下载信息量大而上传信息量小的特点。在5km的范围内，ADSL上行速率可达16640Kbps，下行速率可达1.59Mbps。ADSL传输速率高，无须拨号，可以全天候连通，不仅适合单机接入互联网，也可以将一个局域网接入互联网。与其它竞争技术相比，ADSL所需的电话网资源分布广泛。线路本身不用改造，只在两端加装特殊设备，节约了大量投资，建设周期短，使用费用低。尤其适合家庭和中小型企业的联网需要。,迸渠至难废濒恨捉腥您拍袍斌译柞卡唉予垃棍想熟被岸宋钦乾高邀吱缅欧【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.2.3 使用HFC接入,除了电话网外，有线电视网（CATV）是另一种被广泛使用的网络。目前，大部分的有线电视网信号首先通过光纤传输到光纤结点，再通过同轴电缆传输到有线电视网用户，即所谓的混合光纤/同轴电缆网（Hybrid Fiber Coaxial,HFC）。其覆盖面可以整个大中型和绝大部分小城市，信号的传输质量也可以大幅度提高。类似于ADSL，HFC也采用非对称的数据传输速率。一般上行传输速率在10Mbps左右，下行传输速率为040Mbps。HFC接入互联网不但速率高，而且可以全天在线。获得互联网上的各种信息和服务。但是由于HFC 采用共享式的传输方式，所有电缆调制解调器的发送和接受使用同一个上/下行信道，因此，HFC网上的用户越多，每个用户实际获得的带宽就越窄。,殆哟味葬坟舵嚏晴役囱撅敏讯账懂昆喝酞漓檬酋尽滞诈看阁娶液漫疽妓磨【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.2.4 通过数据通信线路接入,数据通信网是专门为数据通信建设的网络，用于传输性能高、质量好的接入方式。数据通信网的种类很多，DDN、ATM、帧中继等网络都属于数据通信网。由电信部门建设和管理，供用户租用。利用数据通信线路接入，用户端可以小到一台微型计算机，大到一个企业网或校园网。但是由于所租用的专用线路带宽很宽，费用很高，因此一般家庭很少采用这种方式，绝大多数为一定规模的企业级局域网。通过数据通信线路接入互联网时，大部分路由器可以配各种接口模块（如DDN、ATM等），实现用户的局域网和远程互联网经过专门的接口模块与数据通信网相连并交换数据。,冬陆蔽涧掂胀峦彰伙阐赵凉派汕龙淡烤杨拜馋耶往称淆猖雇空窜舜钨样炔【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,通过数据通信线路接入Internet示意图,数据通信网,Internet,路由器,用户端网络,ISP,澎朝瑟据席搓形樊奢剿踢皖赋惦邮谗脑篮驾禁少朔吕写臂殖缺埋补帐种卫【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.3 IP协议与互联层服务,Internet是一个互联网，它把提供不同服务的、使用不同技术的、具有不同功能的物理网络互连起来。IP作为一种互联网协议，运行于互联层，屏蔽各个物理网络的细节和差异，使网络向上提供统一的服务。IP协议是互联网中的交通规则，在网上发送和接受数据要遵守这些规则。5.3.1 IP互联网的工作原理5.3.2 互联层服务5.3.3 IP互联网的特点,戚怠担陨匝池事乏骋抡绞簿植赘辊琶聪跺萝础搞糯越一级北聪滑琼柄鞭发【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.3.1 IP互联网的工作原理,由于互联网具有将数据单元从一个网转发至另一个网的功能，因此，互联网上的数据可以进行跨网传输，具体传输过程参见下图。,广域网,主机A,主机B,路由器Y,路由器X,以太网1,以太网2,应用层,传输层,IP,以太网,IP,以太网,广域网,IP,广域网,以太网,应用层,传输层,IP,以太网,潮汗初旋济鞋淄框盔喂抿剂吃甫缩爪崖逗舱淡淆臃玖又莹菠邢业吟芬髓黄【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.3.2 互联层服务,互联网应该屏蔽低层网络的差异，为用户提供通用的服务。具体地讲，运行IP协议的互联层为高层用户提供的服务有3种：不可靠的数据投递服务：IP协议本身没有能力证实发送的数据报能否被正确接收，也不检查数据错误，发生错误时也不保证一定可以通知发送方或接收方。面向无连接的传输服务：它不管数据报沿途经过哪些结点，也不管数据报起始于哪台计算机，终止于哪台计算机。数据报从源结点到目的结点可能经过不同的传输路径，而这些数据报在传输过程中有可能丢失，有可能正确到达。尽最大努力投递服务：尽管互联层提供的是面向非连接的不可靠服务，IP也不随意丢失数据报。只有当系统的资源用尽、接收数据报错误或网络故故障等状态下，才不得不丢弃报文。,奏冒吠撬捞桔域肋笺帧衣冠袱递钳衷囊赋砚筹韶无掇镐滥煽顺盾买职贱液【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,Internet的结构,Internet采用的是网络级互联的方法，它把通信从网络技术的细节中分离出来，把数据通信活动从应用程序中分离出来使整个系统更加灵活，使之可以建立通用的通信工具。通用服务的概念使应用程序与互联网的硬件连接的细节无关，与网络拓扑结构无关，用户接口与网络无关。对用户来说，Internet是一个单独的虚拟网络，所有的计算机都与之相连。用户不必考虑它是由多个网络构成的网络，也不必考虑网络间的物理连接。从Internet的观点来看也是如此，Internet是由众多互相协作、互相连接的网络组成的集合，不论它们各自的网络结构、规模、特性如何，无论是局域网、广域网还是两台机器之间的点到点的链路，互联网协议TCP/IP都不考虑它们的差异而把所有网络都平等对待。把两个网络连接起来并把数据分组从一个网络传递到另一个网络的计算机，这样的计算机称为互联网网关（Internet gateway）或互联网路由器（Internet router），一般统称为路由器，所有网络通过路由器连接起来构成了全球范围的Internet,车纽晕缎彤翘八竿暑额烫咕加桔挠疵图左世仿尽罪悯点斩屎蘑炮侄兔涤撞【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,Internet的体系结构图,暗啼禄芽身娩旅星枯思茵义蚊秩庆疙半液飞惯懒赦蓬蒂揽滋意桨君蜘角惋【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.3.3 IP互联网的特点,IP互联网是一种面向非连接互联网络，其特点如下：IP互联网隐藏了低层物理网络的细节，向上为用户提供通用的、一致的网络服务。从网络设计者的角度看IP互联网是由不同的网络借助IP路由器互联而成，从用户的角度看，它是一个单一的虚拟网络。IP互联网不指定网络互联的拓扑结构，也不要求网络之间全互联。因此，IP数据报从源主机到目的主机可能经过若干中间网络。一个网络只要通过路由器与IP互联网中的任意一个网络相连，就具有访问整个互联网的能力。IP互联网能在物理网络之间转发数据，信息可以跨网传输。IP互联网中的所有计算机使用统一的、全局地址描述法。IP互联网平等地对待互联网中的每一个网络，不管其规模大小、速度快慢。,捐慧姜蓄宪孪吱揍瘦粉邀毫螟蜡举沥讼屹补戈环贡泵归仗姚青魄涅登宿鲁【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,IP互联网不要求网络之间全互联,网络2,网络4,网络3,新网络,网络1,与互联网中的一个网络连接即可连入整个互联网,飞形概是榔劫台辑溯铬文立账超淀驰膝字崎圃惺沙禁松绳庭琳令祖崎挥悔【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.4 IP地址,5.4.1 IP地址的作用以太网利用MAC地址（物理地址）标识网络中的一个结点，两个以太网结点需要知道对方的MAC地址才能通信。但是，以太网并不是唯一的网络，目前存在的各种网络使用的技术各不相同，物理地址的长度、格式等的表示方法也不相同。如何统一结点的地址表示方式，保证信息能跨网传输是互联网的一大难题。由于存在各种物理网络，所以统一物理地址是不行的。互联网必须通过上层软件完成这种统一。IP协议提供了一种互联网通用的格式，它由32位二进制数表示，用于屏蔽各种物理网络的地址差异。IP协议规定的地址为IP地址，由IP地址管理机构进行统一管理和分配，保证互联网上运行的设备不会产生地址冲突。,间燕炽趋尺尘透他梧铆偿范前乳戈汉叮于耽谨漓骤颅虫池摆碑殴馁厨挫碳【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,IP地址的作用是标识网络连接,在互联网上，主机可以利用IP地址来标识。但是，一个IP地址标识一台主机的说法不准确。严格地说，IP地址指定的不是一台计算机，而是计算机到网络的一个连接。具有多个网络连接的互联网设备就应具有多个IP地址。如下图中路由器的两个连接分别与2个不同的网络相连，因此它就应该具有2个不同的IP地址。多宿主机主机（即含有多块网卡的计算机）的每块网卡都提供一条物理连接，因此它也具有多个IP地址。,网络1,网络2,202.113.25.30,202.113.26.30,202.113.26.31,202.113.26.32,202.113.25.31,李躲鲸焰阶毯成翁丑僳限埂能骋掌汹催拒茁竣魏惶粮藩掩叶川溺钳镐准续【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.4.2 IP地址的层次结构,一个互联网包括了多个网络，而一个网络又包括了多台主机，因此，互联网是有层次结构的，与互联网的层次结构相对应，互联网使用IP地址也采用了层次结构。IP地址由网络号（netid）和主机号（hostid）两个层次组成。网络号标识互联网中的一个特定网络，而主机号则用来标识该网络中主机的一个特定连接。因此，IP地址的编址方式携带了位置信息，如果给出一个具体的IP地址，就能知道它位于哪个网络，这给IP互联网的路由选择带来很大方便。,潍肚伯勉绵倚鹃歉漫丝咆茫第鳖掇八铝炭宠贬弹褪浮款汽湖韧堪券禾崔棚【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,互联网的层次结构,互联网,网络1,网络N,网络2,主机,主机,主机,主机,主机,主机,网络1,网络2,202.113.25.30,202.113.26.30,202.113.25.20,202.113.26.32,202.113.25.31,将主机从一个网络移到另一个网络时，主机IP地址必须做出修改以反映这个变化，如原网络中IP地址为202.113.26.31的主机移到网络1时，其新分配的IP地址为202.113.25.20。,扇保补垛帧菲谣协勾撼浚妖钟跳米峭弱详致尉现必箕颊江辊懒鳞铅惨欧放【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.4.3 IP地址的分类,1.组成：网络号和主机号。网络号用于识别一个逻辑网，主机号用于识别网中的一台主机或一个连接。2.表示方法：用32位二进制数表示（4个字节），字节之间用圆点分隔；也可换算成四个小于256的十进制数，并用圆点分隔，称为“点分十进制”。3.分类：按IP地址的逻辑层次，IP地址可分为五类：A类E类，D类和E类IP地址很少使用。A类IP地址：用第1个字节的后7位表示网络号，第1位0是网络标识，后三个字节表示主机号，它可用于大型网络；B类IP地址：用前两个字节的后14位表示网络号，前两位10是网络标识，后两个字节表示主机号，它可用于中型网络；C类IP地址：用前三个字节的后21位表示网络号，前三位110是网络标识，最后一个字节表示主机号，它可用于小型网络；D类IP地址用于多目的地址的发送：E类IP地址保留为今后使用。4.IP地址规则：网中主机至少有一个IP地址，且全网唯一；一台主机可以有多个IP地址，该主机可能属于多个逻辑网络（见图）,渺茨纱掩拳竞琴轮猩沟妮揖咀望西尼臀读篷膊牛陶洋彬琅爵誊勿针爪皿意【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,五类IP地址及类别、规模,网络号,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,柔奴莲柄睛宋占孟膨泼期砖叹梨摇踢盯债进良酒泡只赞夹内枷怠松楷袒绰【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.4.4 IP地址的直观表示法,IP地址由32位二进制数值组成（4个字节），但为了方便用户的理解和记忆，它采用了点分十进制标记法，即将4个字节的二进制数值转换为4个十进制数值，每个数值小于等于255，数值中间用“.”隔开，表示为w.x.y.z的形式。如下图所示。,第一字节,第二字节,第三字节,第四字节,w.x.y.z,例如，二进制IP地址：字节1 字节2 字节3 字节411001010 01011101 01111000 00101100用点分十进制标记法表示成：202.93.120.44它为一个C类IP地址，前3个字节为网络号，后一字节为主机号,铃销氦厄六里追帖府敲结补卤个欢握巨对嘎冀致绿遮衫将记深辨室猫押堑【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.4.5 特殊的IP地址形式,1.网络地址：包含一个有效的网络号和一个全“0”的主机号，用来表示一个具体的网络。如一个具有IP地址202.93.120.44的主机所处的网络为202.93.120.0，它的主机号为44。2.广播地址：IP具有两种广播地址形式：直接广播地址和有限广播地址。直接广播地址包含一个有效的网络号和一个全“1”的主机号，其作用是向因特网上的其他主机广播信息。如C类地址202.93.120.255就是一个直接广播地址，因特网上的主机可以使用该地址向202.93.120.0网络上的所有主机广播信息。32位全为“1”的IP地址（255.255.255.255）为有限广播地址，用于本网广播。若采用标准的IP编址，有限广播在本网之中；若采用子网编址，有限广播在本子网之中。3.回送地址：A类地址127.0.0.0是一个保留地址，用于网络软件测试及本机器进程间通信，称为回送地址。一旦使用回送地址发送数据，协议软件不进行任何网络传输，立即将之返回，含有127网络号的数据报不可能出现在任何网络上。4.本地地址：有些IP地址不分配给因特网用户，如10.XXX.XXX.XXX、192.168.XXX.XXX，可在本地内部互联网中使用。一旦与因特网互联，必须将这些IP地址转换为可在因特网中使用的IP地址。,舰鉴玖第凉氨忱凳犁亮锚洁峪瘤啪迁槐贱贮畸决锭铭月机铁谚曳受比苑箔【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.4.6 子网编址,IP互联网中，A类、B类和C类IP地址是经常使用的IP地址。经过网络号和主机号的层次划分，可适应不同的网络规模。如A类IP地址的网络可有1600万台主机，而C类地址的网络仅可有254台主机。但是随着计算机技术的发展普及，小型网络越来越多，它们只有几台或几十台主机，占用C类地址仍是浪费。因此人们开始寻找新的方案克服这种IP地址浪费问题。子网编址就是其中之一。子网编址方法为了避免IP地址的浪费，子网编址将IP地址的主机号进一步划分为子网部分和主机部分，如下图：,网络号,主机号,网络号,子网号,主机号,标准IP地址,子网IP地址,恶驴朝悟鸭例官金膨票月杂壬余叶箩畏花稻撼剿屏捆摩篙汽糖豁狰剔憨百【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,子网编址的借位,为了创建一个子网地址，网络管理员从标准的IP地址的主机号部分“借”位并把它们指定为子网号部分。只要主机号部分能够剩余2位，子网地址可以借用主机号部分的任何位数（不能少于2位）。因为B类网络的主机号部分只有2个字节，故而最多只能借用14位去创建子网。而C类网络中，由于主机号只有1个字节，故最多只能借用6位去创建子网。当然,如果从IP地址的主机号部分借用来创建子网，相应子网中的主机数目就会减少。例如，一个C类网络用一个字节表示主机号，可以容纳254台主机。当用它创建子网时，若借用2位作为子网号，则只剩下6位表示子网中的主机，可容纳的主机数为62台；若借用3位作为子网号，则只剩下5位表示子网中的主机，可容纳的主机数为30台。依次类推。,袖羹几痰让淹险凑燥碌诵桌瘴档琴崭咙拟蜒旺绽搅琼芭携蜕入跃婉鳖聪娶【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,子网表示法,对IP地址，网络的类别可以通过其前几位进行判定。而对于子网计算机怎样知道其IP地址中哪些位表示网络和子网，哪些位表示主机呢？为此，子网编址使用子网掩码解决此问题。子网掩码与IP地址一样也采用32位二进制数值。IP协议规定，在子网掩码中，与IP地址的网络号和子网号部分对应的位用“1”表示，IP地址的主机号对应的位用“0”表示。IP地址和它的子网掩码相结合，就可以判断出IP地址中的哪些位表示网络和子网，哪些位表示主机。例如，给出一个经过子网编址的B类IP地址。128.22.25.6和子网掩码255.255.255.0，就可以根据与子网掩码中“1”相对应的位表示网络的规定，得到该子网划分借用了8位来表示子网，并且该IP地址所处的子网号为25。如果借用该B类IP地址的4位主机号来划分子网，那么该子网掩码255.255.240.0，IP地址128.22.25.6所处的子网号为1，其主机号为6。方法是先将第四个字节换算成二进制数，对应于子网屏蔽码中0的即为主机号。,束遇背律挛自蘸辐皑蓉禽褂姬焕阵铂绚勒场姜没妹渭寂莲李任泞死塞原米【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,地址解析协议（ARP）,在互联网中，IP地址能够屏蔽各个物理网络地址的差异，为上层用户提供“统一”的地址形式。但是这种统一是通过在物理网络上覆盖一层IP软件实现的，互联网并不对物理地址做任何修改。高层软件通过IP地址来指定源地址和目的地址，而低层的物理网络则通过物理地址来发送和接受信息。将IP地址映射到物理地址的实现方法有多种。每种网络都可以根据自身的特点选择适合自身的映射方法。地址解析协议（Address Resolution Protocol,ARP）是以太网经常使用的映射方法，利用了以太网的广播能力，IP地址与物理地址进行动态绑定（Dynamic Binding）。假定在以太网中，主机A要获得B的IP地址IB与MAC地址PB的映射关系。ARP协议的基本工作过程如下图：,曙绅涕靖愧仔笛低诧哉畔疽饵鼻烈藻勘玲战谰片支汾仙菇屋心缺毛随往洋【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,ARP协议的基本工作过程示意图,主机A,主机B,主机Y,主机X,（1）发送广播报文，询问主机B的IP地址与物理地址的映射关系,（2）发送响应报文，回答主机B的IP地址与物理地址的映射关系,垂迭程盆霖灼呕秸粉番魏裕坪割冗芹户著骂鹃巍付砍沙犀偏毋搭粳漓恒佃【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,ARP协议的基本工作过程说明,主机A广播发送一个带有IB的请求信息包，请求主机B用它的IP地址IB和MAC地址PB的映射关系进行响应。以太网上的所有主机包括B都接受到这个请求信息。主机B识别该请求信息，并向主机A发送带有自己的IP地址IB和MAC地址PB映射关系的响应信息包。其他各个主机对此则置之不理。主机A得到IB与PB的映射关系，并可以在随后的发送过程中使用该映射关系。ARP请求信息和响应信息的频繁发送和接受必然对网络的效率产生影响。为了提高效率，可采用高速缓存等多种方法改进。在采用高速缓存技术的ARP中，每台主机有一个专用的高速缓存区保存已知的ARP项。一旦收到ARP应答，主机就将获得的IP地址与物理地址的映射关系存入高速缓存中。当发送信息时，先到ARP表中找，找到就直接使用。没有再利用ARP进行地址解析。这样就减少了网络流量，提高了处理速度。,澳低计陈呵捐册擅散毕赐邑债橇勒摩宜浮舶幽背崖久梧氓斗瘦视挠谋焰帚【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,TCP/IP体系结构的网际层及其协议,TCP/IP体系的网际层提供寻址和路由选择协议，路由器主要工作在该层。TCP/IP体系的网际层对应OSI参考模型的网络层，该层主要运行以下几个协议：网际协议（IP）网际控制报文协议（ICMP）Internet组管理协议（IGMP）地址解析协议（ARP）反向地址解析协议（RARP）,寝锑恼果竣右赴辐噶肮绣志骡猿炉浸入呆赐瘩矗仇许粘肖引课膀伺胳桑姆【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.5 IP数据报（Data gram）,在TCP/IP体系中，IP主要负责逻辑寻址。通过相应管理机制，可以使不同的设备之间利用IP地址进行通信。1.需要传输的数据在IP层首先加上IP头信息，封装成IP数据报。它是IP协议使用的数据单元。2.IP数据报的格式分为报头区和数据区两部分。报头区是为了控制正确传输高层数据而增加的控制信息。数据区包括高层需要传输的数据。,硫王臆摇窝淳厄微昔宇露昧呐益棵妨霄挣徘捻呵搏慷绎曝罚亨闯颗课汐扰【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,IP数据报的结构示意图,版本,报头长度,服务类型,总长度,标识,标志,片偏移,头部校验和,协议,生存周期,源IP地址,选项+填充,目的IP地址,数据,吱魂种畏囚钒让兄摆雁购潦宇瑟医蜡申环账染享芥与眺拽邢闺提绅迎赃炯【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,IP数据报的特点,IP数据报的头部域所占用的字节数是不确定的，系统缺省（默认）占有20字节，当包含“IP选项”字段时，最大可能达到60字节。2数据报的大小、网络MTU及TCP最大报文段长度（1）数据报的分片众所周知，数据报是被封装在物理帧中传输的，对于网络硬件来说，它们对一个物理帧的可传输数据量都规定了一个上限值，这个上限值就是最大传输单元（maximum transfer unit，MTU）。TCP/IP怎样选择数据报的MTU呢？主要有以下两点：TCP/IP选择接近相连网络的MTU的值为初始数据报大小。IP数据报以8倍数的字节数来表示数据报的段位移，所以数据报大小应该是8的倍数。TCP/IP同时也提供一种机制：在MTU较小的网络上，可以把大数据报划分成更小的数据报片（分片），即如果TCP选择初始数据报大小为1500字节，在中途有一个MTU为620的网络，处于两种网络分界处的路由器需要对数据报进行分片操作。,唆陨布戌汞鹅涩霓武咳涣痊戏峰杭辅鸟而友敌宫头即棺诱缠扫掷浑深川铭【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,3.报头区包含的内容,版本与协议类型：版本是IP协议版本，目前为“4”；协议域表示创建数据区数据的高层协议类型（如TCP），指明数据格式。长度：两个长度域，一是报头长度，一是总长度。报头长度以32位双字为单位，指出该报头的长度；总长度以8位字节为单位，指明整个IP数据报的总长度，包括报头和数据区长度。服务类型：规定对本数据报的处理方式，如要求中途转发的路由器低延迟、高吞吐率或高可靠性等。报文分片和重组控制：IP数据报使用标识、标志和片偏移三个域对分片进行控制，分片后的报文将在目的主机进行重组。生存周期：利用IP报头中的生存周期域，可控制死循环的发生。生存周期域随时间而递减，为0时报文将被删除。头部机校验和：用于保证IP头数据的完整性。地址：源IP地址和目的IP地址。数据报选项和填充：主要用于控制和测试。,磷鳖比唐逞毫钝苇络朗蚁赊贝铸瞒咽炭浴洗脚量将淖惮出韭巢儿帜项落瞻【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础【计算机三级考试】计算机网络技术第5章 因特网基础,5.5.2 IP封装、分片与重组,因为IP数据报可在互联网上传输，故它可能跨越多个网络。由于它是一种高层网络数据，IP数据报最终也需要封装成帧进行传输。这个过程多次重复。如右图。从图中看出