计算机网络基础ppt课件.ppt

计算机网络计算机网络1本章内容本章内容l一、计算机网络概述一、计算机网络概述l二、局域网及应用二、局域网及应用l三、三、Internet及应用及应用122为什么需要计算机网络？使用网络之前：使用网络之前：我有成绩报表需要打印，可以我没有打印机！我有成绩报表需要打印，可以我没有打印机！发挥土法炼钢的精神，通过发挥土法炼钢的精神，通过U U盘拷贝到另一计算机上！盘拷贝到另一计算机上！使用网络之前，有缺点？使用网络之前，有缺点？3使用网络之后的特点：使用网络之后的特点：网络让用户之间共享信息更为容易，也更有效率，网络让用户之间共享信息更为容易，也更有效率，还有什么好处？还有什么好处？使用网络以后4什么是网络n你认为什么是网络？n计算机网络是连接在一起的计算机的集合n手段：通过通信设备和通信线路连接起来，并使用网络软件和协议进行管理n目的：以实现资源共享为目的5网络由什么组成？计算机计算机网络线网络线机柜？机柜里有什么？机柜？机柜里有什么？HubHub交换机交换机ADSL ModemADSL Modem6网络的组成（看得见的硬件）7通信设备、线路（通信子网）l通信设备：集线器、交换机、路由器、ADSL Modem，包括程控交换机等l通信线路：双绞线、电话线、光纤、无线电波等8计算机（资源子网）l有的计算机上提供资源（服务）l把文件共享出来把文件共享出来l存放有网页，供浏览存放有网页，供浏览l共享出打印机共享出打印机l提供股票行情、网络游戏等提供股票行情、网络游戏等l有的计算机使用资源（服务）l到网上浏览网页到网上浏览网页l从网上下载文件、电影从网上下载文件、电影9网络软件（看不见的东西）网络操作系统等软件网络操作系统等软件10通信协议(Protocol)11计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展-第一阶段第一阶段第一阶段：理论基础和网络原型的产生第一阶段：理论基础和网络原型的产生计算机线路控制器调制解调器调制解调器收发器 收发信息收发信息12一、计算机网络概述一、计算机网络概述第一阶段：理论基础和网络原型的产生第一阶段：理论基础和网络原型的产生 计算机多重线路控制器调制解调器调制解调器 电 话网调制解调器调制解调器收发器 收发器 第一代计算机网络：以主机为中心第一代计算机网络：以主机为中心 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展-第一阶段第一阶段13计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展-第一阶段第一阶段14计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展-第一阶段第一阶段15163 3使用集中器的计算机通信网使用集中器的计算机通信网 l主要目的：降低通信费用。主要目的：降低通信费用。l网络组成：中心计算机、集中器（网络组成：中心计算机、集中器（ConcentratorConcentrator）、调制）、调制解调器、公用电话网络及远程终端。解调器、公用电话网络及远程终端。l特征：集中器的一端用多条低速线路与各终端相连，另一特征：集中器的一端用多条低速线路与各终端相连，另一端用一条较高速率的线路与计算机相连。它利用一些终端端用一条较高速率的线路与计算机相连。它利用一些终端的空闲时间来传送其他处于工作状态的终端的数据。当终的空闲时间来传送其他处于工作状态的终端的数据。当终端与集中器距离较近时，可以省去两者之间的调制解调器。端与集中器距离较近时，可以省去两者之间的调制解调器。17计算机网络：第一阶段（集中器）计算机网络：第一阶段（集中器）18成功案例成功案例l例例1：1951年开始设计，年开始设计，1958年投入运行的美国年投入运行的美国的半自动地面防空系统。的半自动地面防空系统。l例例2：50年代开始研究，年代开始研究，1960年投入使用的美国年投入使用的美国第一个联机预订飞机票系统。第一个联机预订飞机票系统。l例例3：1968年投入运行的美国通用电气公司的信年投入运行的美国通用电气公司的信息服务网络，是一个世界上最大的商用数据处理息服务网络，是一个世界上最大的商用数据处理分时网络。分时网络。19小结小结l第一代计算机网络是第一代计算机网络是面向终端面向终端的，是一种以的，是一种以单个单个主机（计算机）主机（计算机）为中心的星型网络，各终端通过为中心的星型网络，各终端通过通信线路通信线路共享主机的硬件和软件资源共享主机的硬件和软件资源。20一、计算机网络概述一、计算机网络概述第二阶段：第二阶段：以资源子网为中心以资源子网为中心的计算机网络（分组的计算机网络（分组交换网）交换网）主机主机终端终端终端终端主机主机主机主机主机主机通信子网通信子网第二代计算机网络：以通信子网为中心第二代计算机网络：以通信子网为中心 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展-第二阶段第二阶段2122小结小结l第二代计算机网络则强调了网络的整体性，用户第二代计算机网络则强调了网络的整体性，用户不仅可以不仅可以共享与之直接相连的主机的资源共享与之直接相连的主机的资源，而且，而且还可以通过通信子网还可以通过通信子网共享其他主机或用户的软、共享其他主机或用户的软、硬件资源。硬件资源。23一、计算机网络概述一、计算机网络概述第三阶段：基于网络体系结构的计算机网络（第三阶段：基于网络体系结构的计算机网络（以以OSIOSI为核心）为核心）OSI参考模型参考模型 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展-第三阶段第三阶段24l信息高速公路阶段信息高速公路阶段 以高速和多媒体应用为核心的计算机网络以高速和多媒体应用为核心的计算机网络时间：时间：20世纪世纪90年代后年代后 特征：特征：l综合化和高速化综合化和高速化 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展-第四阶段第四阶段25计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展l第四阶段：信息高速公路阶段第四阶段：信息高速公路阶段 20世纪90年代末至今 26计算机网络在我国的发展计算机网络在我国的发展l1980年，铁道部开始进行计算机联网实验，其目的是建立一个为铁路指挥和年，铁道部开始进行计算机联网实验，其目的是建立一个为铁路指挥和调度服务的运输管理系统。已覆盖了调度服务的运输管理系统。已覆盖了12个铁路局和个铁路局和56个分局。目前铁路客票个分局。目前铁路客票发售和预订系统在该网上运行。发售和预订系统在该网上运行。l1989年年11月我国第一个公用分组交换网月我国第一个公用分组交换网CNPAC建成运行。建成运行。CNPAC分组交换分组交换网由网由3个分组结点交换机，个分组结点交换机，8个集中器和一个双机组成的网络管理中心所组成。个集中器和一个双机组成的网络管理中心所组成。l1993年年9月建成新的中国公用分组交换网，并改称为月建成新的中国公用分组交换网，并改称为CHINAPAC，由国家主干，由国家主干网和各省、区、市的省内网组成。网络管理中心仍设在北京。在北京、上海设网和各省、区、市的省内网组成。网络管理中心仍设在北京。在北京、上海设有国际出人口。主干网的覆盖范围从原来的有国际出人口。主干网的覆盖范围从原来的10个城市扩大到个城市扩大到2300个市、县以个市、县以及乡镇，而端口容量达及乡镇，而端口容量达13万个。用户的通信速率为万个。用户的通信速率为12-64kbs，而中继线，而中继线的通信速率为的通信速率为64kbs至至2048Mbs。l20世纪世纪90年代起，可与年代起，可与Internet互连的四个全国范围的公用计算机网络：中国互连的四个全国范围的公用计算机网络：中国公用计算机互联网公用计算机互联网CHINANET，中国金桥信息网，中国金桥信息网CHINAGBN，中国教育和科，中国教育和科研计算机网研计算机网CERNET，中国科学技术网，中国科学技术网CSTNET相继建立。其中前两个是经相继建立。其中前两个是经营性网络，而后两个是公益性网络。营性网络，而后两个是公益性网络。l20世纪世纪90年代后期，公安、银行、军队以及其他一些部门也相继建立了各自年代后期，公安、银行、军队以及其他一些部门也相继建立了各自的专用计算机广域网。的专用计算机广域网。27一、计算机网络概述一、计算机网络概述2 2、计算机网络的功能、计算机网络的功能、计算机网络的功能、计算机网络的功能 （1 1）数据通信）数据通信）数据通信）数据通信 利用计算机网络传递信件是一种全新的电子传利用计算机网络传递信件是一种全新的电子传利用计算机网络传递信件是一种全新的电子传利用计算机网络传递信件是一种全新的电子传递方式。如递方式。如递方式。如递方式。如电子邮件电子邮件电子邮件电子邮件等。等。等。等。28一、计算机网络概述一、计算机网络概述2 2、计算机网络的功能、计算机网络的功能、计算机网络的功能、计算机网络的功能 （2 2）资源共享）资源共享）资源共享）资源共享 资源共享包括硬件资源的共享，如打印机、大资源共享包括硬件资源的共享，如打印机、大资源共享包括硬件资源的共享，如打印机、大资源共享包括硬件资源的共享，如打印机、大容量磁盘等；也包括软件资源的共享，如程序、数容量磁盘等；也包括软件资源的共享，如程序、数容量磁盘等；也包括软件资源的共享，如程序、数容量磁盘等；也包括软件资源的共享，如程序、数据等。据等。据等。据等。29一、计算机网络概述一、计算机网络概述2 2、计算机网络的功能、计算机网络的功能、计算机网络的功能、计算机网络的功能 （3 3）增加可靠性）增加可靠性）增加可靠性）增加可靠性 在一个系统内，单个部件或计算机的暂时失效在一个系统内，单个部件或计算机的暂时失效在一个系统内，单个部件或计算机的暂时失效在一个系统内，单个部件或计算机的暂时失效必须通过替换资源的办法来维持系统的继续运行。必须通过替换资源的办法来维持系统的继续运行。必须通过替换资源的办法来维持系统的继续运行。必须通过替换资源的办法来维持系统的继续运行。但在计算机网络中，每种资源（尤其程序和数据）但在计算机网络中，每种资源（尤其程序和数据）但在计算机网络中，每种资源（尤其程序和数据）但在计算机网络中，每种资源（尤其程序和数据）可以存放在多个地点，而用户可以通过多种途径来可以存放在多个地点，而用户可以通过多种途径来可以存放在多个地点，而用户可以通过多种途径来可以存放在多个地点，而用户可以通过多种途径来访问网内的某个资源，从而避免了单点失效对用户访问网内的某个资源，从而避免了单点失效对用户访问网内的某个资源，从而避免了单点失效对用户访问网内的某个资源，从而避免了单点失效对用户产生的影响产生的影响产生的影响产生的影响 。30一、计算机网络概述一、计算机网络概述2 2、计算机网络的功能、计算机网络的功能、计算机网络的功能、计算机网络的功能 （4 4）提高系统处理能力）提高系统处理能力）提高系统处理能力）提高系统处理能力 在同一网内的多台计算机可通过协同操作和并在同一网内的多台计算机可通过协同操作和并在同一网内的多台计算机可通过协同操作和并在同一网内的多台计算机可通过协同操作和并行处理来提高整个系统的处理能力，并使网内各计行处理来提高整个系统的处理能力，并使网内各计行处理来提高整个系统的处理能力，并使网内各计行处理来提高整个系统的处理能力，并使网内各计算机负载均衡。算机负载均衡。算机负载均衡。算机负载均衡。如网上订票等如网上订票等如网上订票等如网上订票等31一、计算机网络概述一、计算机网络概述3 3、计算机网络分类、计算机网络分类、计算机网络分类、计算机网络分类 （网络覆盖的地理范围）（网络覆盖的地理范围）（网络覆盖的地理范围）（网络覆盖的地理范围）分布距离分布距离覆盖范覆盖范围围网网络络种种类类10米米100米米1公里公里房房间间建筑物建筑物校园校园局域网（局域网（LAN）10公里公里城市城市城域网（城域网（MAN）100公里公里国家国家广域网（广域网（WAN）1000公里公里洲或洲洲或洲际际互互联联网网32局域网(LAN)l局域网限于较小的地理区域内，一般不超过2km，通常是由一个单位组建拥有的。33城域网(MAN)分布在一个城市内34广域网(WAN)广域网覆盖范围可以是几个城市、地区，甚至国家、洲和全球。35网络协议通信协议的一个比喻l要完成的任务通信：深圳的老总A要告诉北京的老总B：货已发出。lA用中文写好信；把信交给秘书；秘书把信投进邮筒；邮局根据收信人地址选择好信件的传递路线；把信件打包后交给火车站；火车站负责把信件运输到北京；l北京的火车站收到信件后，以后的步骤是什么？B怎么收到信息？36分析上述例子（1）l目的：通信l是怎么完成的通信？l每个人遵守一定的规则每个人遵守一定的规则lA A按一定的格式写好信按一定的格式写好信l秘书在信封上填好地址秘书在信封上填好地址l邮局根据邮件的处理方法发送邮件邮局根据邮件的处理方法发送邮件l铁路有自己的运作方式铁路有自己的运作方式l以上每个人协同工作，相互依赖，完成同一件事：通信37l每个人又相互独立l明确分工明确分工l秘书只需要知道把信投到邮筒就行了秘书只需要知道把信投到邮筒就行了l邮递员不需要会开火车邮递员不需要会开火车分析上述例子（2）38计算机通信协议（Protocol）l目的：完成计算机通信计算机通信（communicate）l什么是协议：为了计算机能通信而制定的一组规则l规则规定了不同设备应该如何协同工作以保证把数据传输到对方39有什么通信协议？TCP/IPTCP/IPIPX/SPXIPX/SPX、你也可以制定你也可以制定一个！一个！40小结小结网络协议网络协议网络协议网络协议 要想让两台计算机进行通信，必须使它们采用要想让两台计算机进行通信，必须使它们采用要想让两台计算机进行通信，必须使它们采用要想让两台计算机进行通信，必须使它们采用相同的信息交换规则。我们把在计算机网络中用于相同的信息交换规则。我们把在计算机网络中用于相同的信息交换规则。我们把在计算机网络中用于相同的信息交换规则。我们把在计算机网络中用于规定信息的格式以及如何发送和接收信息的一套规规定信息的格式以及如何发送和接收信息的一套规规定信息的格式以及如何发送和接收信息的一套规规定信息的格式以及如何发送和接收信息的一套规则称为则称为则称为则称为网络协议网络协议网络协议网络协议（network protocolnetwork protocol）或）或）或）或通信协议通信协议通信协议通信协议（communication protocolcommunication protocol）。）。）。）。分层分层分层分层模型模型模型模型是一种用于开发网络协议的设计方法。是一种用于开发网络协议的设计方法。是一种用于开发网络协议的设计方法。是一种用于开发网络协议的设计方法。本质上，分层模型描述了把通信问题分为几个小问本质上，分层模型描述了把通信问题分为几个小问本质上，分层模型描述了把通信问题分为几个小问本质上，分层模型描述了把通信问题分为几个小问题（称为层次）的方法，每个小问题对应于一层。题（称为层次）的方法，每个小问题对应于一层。题（称为层次）的方法，每个小问题对应于一层。题（称为层次）的方法，每个小问题对应于一层。41OSI参考模型参考模型OSI开放系统开放系统为了与其它系统通信为了与其它系统通信而相互开放的系统。而相互开放的系统。物理层物理层链路层链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层 应应用层用层分层原则分层原则根据需要分层根据需要分层每层实现明确定义的功能每层实现明确定义的功能界面减少跨接口的信息量界面减少跨接口的信息量层数应足够多但不能太多层数应足够多但不能太多 ISO制定的关于开放系统互连的参考模型。制定的关于开放系统互连的参考模型。面向通信面向通信面向用户面向用户一、计算机网络概述一、计算机网络概述-网络协议网络协议42一、计算机网络概述一、计算机网络概述4 4、网络协议、网络协议、网络协议、网络协议(OSI(OSI参考模型参考模型参考模型参考模型)43物理层（Physical）44l负责0和1的传送:1.1.使用什么传输介质？使用什么传输介质？2.2.0 0和和1 1在线路上如何表示？在线路上如何表示？3.3.线的接头是什么样的？线的接头是什么样的？4.4.机械、电气、功能特性等。机械、电气、功能特性等。比喻：信是用火车拉还是汽车拉？比喻：信是用火车拉还是汽车拉？45比特的发送和接收比特的发送和接收数据传输率数据传输率物理连接的建立、保持与释放物理连接的建立、保持与释放定义媒体的机械、电气及规格定义媒体的机械、电气及规格物理层物理层(physical layer)典型问题典型问题ISO：2110、2593、4902、4903等等CCITT：v.24、x.21、x.22、x.24等等多少电压代表多少电压代表1 1和和0 0比特持续多少微秒比特持续多少微秒传输是否在两个方向传输是否在两个方向连接如何建立及终止连接如何建立及终止网络连接器有多少针网络连接器有多少针基本功能基本功能OSI参考模型参考模型网络标准化与模型网络标准化与模型46数据链路层（Data Link）介质访问控制介质访问控制47l主要任务是负责相邻节点之间的可靠传输，通过加强物理层传输原始比特的功能，使之网络层表现为一条无错线路，数据链路层的传输单元为帧帧。l主要关心：l（1）成帧与拆帧。以帧（frame）为单位（产生帧、识别帧的边界）；l（2）差错控制；l（3）流量控制（防止高速的发送方的数据将低速的接收方“淹没”）。l（4）广播式网络在数据链路层还要处理：如何控制对共享信道的访问。等等。比喻：邮局会在信上盖上邮戳48成帧成帧差错控制差错控制流量控制流量控制线路竞争线路竞争访问控制访问控制数据链路层数据链路层(Data Link Layer)典型问题典型问题建立、保持和释放链路建立、保持和释放链路成帧和拆帧成帧和拆帧差错控制差错控制流量控制流量控制链路管理与媒体访问链路管理与媒体访问基本功能基本功能q面向字符的协议面向字符的协议(ISO 1754、IBM BSC、DEC DDCMP)q面向比特的协议面向比特的协议(ISO HDLC、IBM SDLC、ANSI ADCCP)OSI参考模型参考模型网络标准化与模型网络标准化与模型49网络层（Network）501.定址：数据是谁发送的、发给谁？如何表示不同的计算机？例如：IP地址（类似我们的通信地址）。2.选择最佳路径将信息从最合适的路径传送到接收端。比喻：信从什么线路送到北京？51确定分组路径确定分组路径解决网络拥塞解决网络拥塞记帐记帐异种网络互联异种网络互联网络层网络层(Network Layer)典型问题典型问题基本功能基本功能数据交换数据交换流控流控拥塞控制拥塞控制(预分配预分配)差错控制及恢复差错控制及恢复路由选择路由选择(自适应自适应/非适应非适应)网络互联网络互联(源路由源路由/透明透明)CCITT：X.25TCP/IP：IPOSI参考模型参考模型网络标准化与模型网络标准化与模型52从A到C有什么路径？53传输层（Transport）54n提供可靠（或者不可靠）的端到端服务。n流量控制。比喻：秘书发现对方没收到信，会再发一封？55创建网络连接创建网络连接决定提供的服务决定提供的服务真正端端层真正端端层区别报文区别报文流控机制流控机制传输层传输层(Transport Layer)典型问题典型问题基本功能基本功能顺序性顺序性/组装组装传输连接的建立和释放传输连接的建立和释放差错控制差错控制提供可靠透明的数据传输提供可靠透明的数据传输QOS：吞吐量、延迟、机密：吞吐量、延迟、机密ISO：Class0 Class4TCP/IP：TCP、UDPOSI参考模型参考模型网络标准化与模型网络标准化与模型56会话层（Session）57为用户提供一个建立连接及在上按顺序传送数据的方法。为用户提供一个建立连接及在上按顺序传送数据的方法。负责每一站究竟什么时间可以传送与接收数据。负责每一站究竟什么时间可以传送与接收数据。会话连接与传输层有差别，前者需双方同意才可中断连接，会话连接与传输层有差别，前者需双方同意才可中断连接，后者可单方中断，有如电话。后者可单方中断，有如电话。ABCD名字名字口令口令OSI参考模型参考模型网络标准化与模型网络标准化与模型会话层会话层(Session Layer)58为为有有序序地地、方方便便地地进进行行信信息息交交换换，提提供供有效的控制和管理机制。有效的控制和管理机制。会话层会话层(Session Layer)典型问题典型问题提供普通数据传送和增强型服务提供普通数据传送和增强型服务 管理对话管理对话令牌管理令牌管理(Token management)同步同步(synchronization)基本功能基本功能OSI参考模型参考模型网络标准化与模型网络标准化与模型59表示层（Presentation）60l对数据进行编码l数据压缩l数据的加密比喻：信用中文还是英文写？61数据表示数据表示(ASCII，EBCDC，ASNI)数据压缩数据压缩数据库的不同库结构或字段之间的映象或变换数据库的不同库结构或字段之间的映象或变换数据加密数据加密(私用私用/公共密钥系统公共密钥系统)这是异种机、异种操这是异种机、异种操作系统连网的关键层作系统连网的关键层典型问题典型问题定义和管理抽象数据结构定义和管理抽象数据结构把计算机内部的表示法转换为网络的标准表示法把计算机内部的表示法转换为网络的标准表示法基本功能基本功能表示层表示层(Presentation Layer)OSI参考模型参考模型网络标准化与模型网络标准化与模型62应用层（Application）63各各种种应应用用网网络络虚虚终终端端、文文件件传传输输、电电子子邮件、远程作业录入、目录查找等。邮件、远程作业录入、目录查找等。HTTPFTPTELNET网络完整透明性网络完整透明性用户源物理配置用户源物理配置应用管理应用管理系统管理系统管理分布式信息服务分布式信息服务ABCD应用层应用层(Application Layer)OSI参考模型参考模型网络标准化与模型网络标准化与模型64OSI数据通讯数据通讯1物 理 层2数据链路层4传 输 层3网 络 层5会 话 层7应 用 层6表 示 层l帧头帧头lIPIP头头lTCPTCP头头l会话层头会话层头l应用层头应用层头l表示层头表示层头l数据数据l数据数据l数据数据l数据数据l数据数据l1100111000111011001110001110l数据数据l帧帧l头头lI IlP Pl头头lT TlC ClP Pl头头l会会l话话l层层l头头l应应l用用l层层l头头l表表l示示l层层l头头l数据数据l数据数据l数据数据lIP+TCP+IP+TCP+数据数据l1100111000111011001110001110l数据数据lTCP+TCP+数据数据65OSI参考模型参考模型lOSI参考模型参考模型7层的运行方式层的运行方式l各层的数据单元ALPLSLTLNLDLPHL7654321分组分组(Packet)帧帧(Frame)比特流比特流(Bits Stream)TPDUAPDUPPDUSPDUPacket Header+TPDUFH+Packet+FT0100011010110011100101101TH+SPDUAPDUPH+APDUSH+PPDUPDU:Protocol Data Unit，协议数据单元66OSI参考模型参考模型l网络中数据的流动主机主机A主机主机BAPDUPPDUSPDUTPDUPacketFrameBits7654321APDUPPDUSPDUTPDUPacketFrameBits7654321PacketFrameBits路由器路由器网络网络1网络网络267OSI参考模型参考模型l各层的网络设备各层的网络设备l物理层：中继器（Repeater）、集线器（Hub）l数据链路层：网桥（Bridge）、交换机（Switch）l网络层：路由器（Router）l高层：网关（Gateway）68TCP/IP协议协议TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)Protocol)协议协议协议协议 中文译名为传输控制协议中文译名为传输控制协议中文译名为传输控制协议中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通因特网互联协议，又叫网络通因特网互联协议，又叫网络通因特网互联协议，又叫网络通讯协议。讯协议。讯协议。讯协议。19831983年年年年1 1月月月月1 1日，在因特网的前身（日，在因特网的前身（日，在因特网的前身（日，在因特网的前身（ARPAARPA网）中，网）中，网）中，网）中，TCP/IPTCP/IP协议取代了旧的网络核心协议（协议取代了旧的网络核心协议（协议取代了旧的网络核心协议（协议取代了旧的网络核心协议（NCPNCP，Network Network Core ProtocolCore Protocol），从而成为今天的互联网的基石。），从而成为今天的互联网的基石。），从而成为今天的互联网的基石。），从而成为今天的互联网的基石。最早的最早的最早的最早的TCP/IPTCP/IP由文顿由文顿由文顿由文顿 瑟夫和罗伯特瑟夫和罗伯特瑟夫和罗伯特瑟夫和罗伯特 卡恩两位开发。卡恩两位开发。卡恩两位开发。卡恩两位开发。TCP/IPTCP/IP的蓬勃发展发生在上世纪的的蓬勃发展发生在上世纪的的蓬勃发展发生在上世纪的的蓬勃发展发生在上世纪的9090年代中期年代中期年代中期年代中期 。69TCP/IP协议协议TCP/IPTCP/IP协议是一个四层协议，它也称为互联网分层协议是一个四层协议，它也称为互联网分层协议是一个四层协议，它也称为互联网分层协议是一个四层协议，它也称为互联网分层模型或互联网分层参考模型，模型或互联网分层参考模型，模型或互联网分层参考模型，模型或互联网分层参考模型，TCP/IPTCP/IP协议簇的核心协议簇的核心协议簇的核心协议簇的核心协议为协议为协议为协议为TCPTCP协议和协议和协议和协议和IPIP协议。协议。协议。协议。层层次名称次名称对应对应OSI的的层层次次对应对应的相关的相关协议协议4应应用用层层对应OSI 第5、第6和第7层HTTP、FTP、DNS等3传输层传输层对应OSI 第4和第5层TCP、UDP、RTP、SCTP等2网网络络互互连层连层对应OSI 第3层IP1网网络络接口接口层层对应OSI第1和第2层Ethernet、Wi-Fi、MPLS70TCP/IP协议协议l网络接口层网络接口层l其功能是提供IP报文的发送和接收服务，负责网络互联层与硬件设备间的联系l网络互联层网络互联层l主要处理数据报和路由，负责相同或不同网络中计算机之间的通信。l协议实例：IP、ICMP、ARP、RARP等71协议协议 ARP(地址解析协议地址解析协议)：用于将：用于将IP地址转换成物地址转换成物理地址；理地址；RARP(反向地址解析协议反向地址解析协议)：用于将物理地址转：用于将物理地址转换成换成IP地址；地址；ICMP(互联网控制报文协议互联网控制报文协议)：用于报告差错和用于报告差错和传送控制信息；传送控制信息；IP协议（即网络互联协议）：它的主要功能包协议（即网络互联协议）：它的主要功能包括括:IP数据报传送、数据报传送、IP数据报的路由选择，以及差数据报的路由选择，以及差错处理等三部分。它在错处理等三部分。它在TCP/IP协议组中处于核心协议组中处于核心地位，上层软件的外出数据和下层的进入数据都地位，上层软件的外出数据和下层的进入数据都必须通过必须通过IP层传输或处理。层传输或处理。72l传输层传输层 主要功能是数据格式化、数据确认和丢失重传等等，主要功能是数据格式化、数据确认和丢失重传等等，提供提供应用程序之间的通信应用程序之间的通信。该层的协议包括：。该层的协议包括：TCPTCP（传输控制协议）：它提供可靠的面向联接服务；（传输控制协议）：它提供可靠的面向联接服务；UDPUDP（用户数据报协议）：提供无连接、不可靠、无流（用户数据报协议）：提供无连接、不可靠、无流量控制、不排序的服务。量控制、不排序的服务。TCP/IP协议协议73l应用层：应用层：它相当于它相当于OSIOSI模型的会话层、表示层和应用层，它向用户提模型的会话层、表示层和应用层，它向用户提供一组常用的应用层协议，其中包括：供一组常用的应用层协议，其中包括：（1 1）依赖于）依赖于TCP/IPTCP/IP的协议，例如：虚拟终端协议（的协议，例如：虚拟终端协议（TELNETTELNET）、）、电子邮件协议电子邮件协议SMTPSMTP、文件传输协议、文件传输协议FTPFTP等。等。（2 2）依赖于）依赖于UDPUDP的协议，例如：远程过程调用协议的协议，例如：远程过程调用协议RPCRPC、单纯文、单纯文件传输协议件传输协议TFTPTFTP等。等。（3 3）依赖于）依赖于TCPTCP和和UDPUDP的协议，例如域名系统协议的协议，例如域名系统协议DNSDNS，通用管，通用管理信息协议理信息协议CMOTCMOT。此外，在应用层中还包含有用户应用程序，它们均是建立在此外，在应用层中还包含有用户应用程序，它们均是建立在TCP/IPTCP/IP协议组之上的专用程序。协议组之上的专用程序。TCP/IP协议协议74TCP/IP数据封装数据封装75IP地址地址互联网网络1网络2网络3主机主机主机主机主机主机主机主机主机76IP地址地址IPIP地址地址地址地址 IPIP（Internet Protocol AddressInternet Protocol Address）是一种在）是一种在）是一种在）是一种在InternetInternet上的给上的给上的给上的给主机编址主机编址主机编址主机编址的方式，也称为网际协议的方式，也称为网际协议的方式，也称为网际协议的方式，也称为网际协议地址。常见的地址。常见的地址。常见的地址。常见的IPIP地址，分为地址，分为地址，分为地址，分为IPv4IPv4与与与与IPv6IPv6两大类。两大类。两大类。两大类。IPIP地址由地址由地址由地址由IPIP地址管理机构进行统一的管理和分地址管理机构进行统一的管理和分地址管理机构进行统一的管理和分地址管理机构进行统一的管理和分配，保证互联网上运行的设备不会产生地址冲突。配，保证互联网上运行的设备不会产生地址冲突。配，保证互联网上运行的设备不会产生地址冲突。配，保证互联网上运行的设备不会产生地址冲突。77IPIP地址地址lIPv4IPv4地址由地址由3232位二进制数位二进制数组成，分成四个字节，组成，分成四个字节，每个字节由一个十进制数表示，每个十进制数之每个字节由一个十进制数表示，每个十进制数之间用小数点隔开间用小数点隔开l10101100 00010010 11010111 0000001010101100 00010010 11010111 00000010l172.18.215.2172.18.215.278IP地址层次结构地址层次结构互联网网络1网络2网络3主机主机主机主机主机主机主机主机主机网络地址主机地址网络地址网络地址确定了该台主机所在的物理网络，它的确定了该台主机所在的物理网络，它的分配必须全球统一分配必须全球统一；主机号确定了在某一物理网络上的一台主机，它可由本地分配。主机号确定了在某一物理网络上的一台主机，它可由本地分配。IP地址的组成：地址的组成：IP地址地址=网络地址网络地址+主机地址主机地址79IP地址地址l根据网络规模，根据网络规模，IP地址分为地址分为A到到E五类，其中五类，其中A、B、C类称为类称为基本类，用于主机地址，基本类，用于主机地址，D类用于组播，类用于组播，E类属于特殊保留地类属于特殊保留地址。址。lA类地址：类地址：一个字节的网络地址，一个字节的网络地址，3个字节的主机地址，网络个字节的主机地址，网络地址最高位为地址最高位为0A类 07位网络号24位主机号网络地址：0000,0001-0111,1110，1-126，总共126个A类网络主机地址：000000000000000000000001至111111111111111111111110 0.0.1-255.255.254，总共224-2=16777214个主机A类地址的范围：1.0.0.1-126.255.255.25480IP地址地址lB类地址：类地址：2个字节的网络地址，个字节的网络地址，2个字节的主机地址，网个字节的主机地址，网络地址最高位为络地址最高位为10B类 1014位网络号16位主机号网络地址：10000000,00000001-10111111,11111111 128.1-191.255，总共16382个B类网络主机地址：0000000000000001至1111111111111110 0.1-255.254，总共216-2=65534个主机B类地址的范围：128.1.0.1-191.255.255.25481IP地址地址lC类地址：类地址：3个字节的网络地址，个字节的网络地址，1个字节的主机地址，网个字节的主机地址，网络地址最高位为络地址最高位为110C类 11021位网络号8位主机号网络地址：11000000,00000000,00000001-11011111,11111111,11111111 192.0.1-223.255.255，总共个209万个C类网络主机地址：00000001至11111110 1-254，总共28-2=254个主机C类地址的范围：192.0.1.1-192.255.255.25482IP分类总结分类总结IPIP地址地址适用适用网络网络 地址范围地址范围网络网络数目数目 每个网络中每个网络中 的主机数的主机数A A类类大型网络大型网络1.x.y.z 126.x.y.z1261261 677 2141 677 214B B类类中型网络中型网络 用于各地区用于各地区的网管中心的网管中心128.x.y.z 191.x.y.z16 38416 38465 53465 534C C类类小型网络小型网络一般用于局一般用于局域网域网192.x.y.z 223.x.y.z2 097 1522 097 15225425483子网掩码子网掩码 是一个32比特的二进制代码，它使接收方很容易从IP 数据包的IP 地址中分出地址的网络标识部分分出地址的网络标识部分和主机标识部分和主机标识部分。掩码解释掩码解释 如果某一位是打开的（“1”），地址中相应的位解释为网络位网络位；如果该位是关闭的（“0”），地址中相应的位解释为主机地址主机地址。子网掩码（子网掩码（subnet mask)84标准子网掩码标准子网掩码类型网络掩码（二进制）网络掩码（十进制）A类B类C类111111110000000000000000000000001111111111111111000000000000000011111111111111111111111100000000255.0.0.0255.255.0.0255.255.255.0 将某类IP地址的子网掩码与对应的IP地址进行“与”运算，则可获得IP地址中的网络标识部分，以分辨出不同的网络。将某类IP地址的子网掩码与对应的IP地址进行“或”运算，则可获得IP地址中的主机标识部分，以分辨出不同的主机。85实践实践在浏览器中输入：在浏览器中输入：lhttp:/119.75.213.61/lhttp:/ 86域名域名l互联网中用互联网中用IP地址来识别主机，但是对于一般用户来地址来识别主机，但是对于一般用户来讲，讲，IP地址太抽象，难以记忆。用户更希望用好读、地址太抽象，难以记忆。用户更希望用好读、易记的字符串为主机指派名字，于是域名系统诞生。易记的字符串为主机指派名字，于是域名系统诞生。l域名系统域名系统DNS(Domain Name System)DNS(Domain Name System)服务器在互联网服务器在互联网的作用是：把域名转换成为网络可以识别的的作用是：把域名转换成为