第八章 Internet基础及协议

1第8章Internet基础及协议8.2网际协议(IP)8.3ARP协议与RARP协议8.5传输控制协议(TCP/UDP)8.1Internet概述8.4ICMP协议8.6域名解析DNS8.7应用协议28.1.1Internet的历史1.Internet的发展我国从1983年开始了建设Internet的步伐。1994年，由邮电部投资建设的中国公用计算机互联网CHINANET开始启动，1996年该网经过联调测试后模拟开通，正式投入运行。作为国内四大骨干网络的还有中国金桥信息网（CHINAGBN），教育部主管的中国教育和科研计算机网（CERNET），中国科学院主管的中国科技网（CSTNET）。2.Internet服务简介如果没有诸如HTTP、SMTP和FTP这些流行的协议和服务，Internet不会比一个由大量计算机所连成毫无价值的节点强多少。在Internet的整个发展过程中的所有思想和着重点都以一种称为RFC的文档格式存在。3⑴Whois和FingerWhois是一种协议和服务，它允许我们找到有关Internet主机和域的信息，通过查询任何可以利用的Whois数据库服务器，Whois客户可以收集到诸如主机、域方位、地理地址等更多的信息。⑵文件传输协议FTP(FileTransferProtocol，文件传输协议)是用于通过Internet传输文件的服务和协议，它也是一种早期协议，可以追溯到1971年。FTP现在最常用于公共文件共享(通过匿名FTP服务)，FTP操作在TCP端口21号上，RFC959解释它。8.1.1Internet的历史4⑶TelnetTelnet是为Internet开发的终端仿真程序，简单地说，使用Telnet可以使用户登录到网络主机上而不需要考虑终端的兼容性。⑷Email简单邮件传输协议(SimpleMailTransferProtocol，SMTP)是电子邮件的Internet标准。⑸语言。HTTP在TCP端口80上操作，它的当前版本HTTP1.1由RFC2616说明。⑹USENETNews网络新闻传输协议(NetworkNewsTransferProtocol，NNTP)是用于投递、传输、检索USENET新闻信息的协议和服务。8.1.1Internet的历史53.Intranet、Extranet及Internet的明天⑴Intranet《Intranet设计杂志》将Intranet定义为：一个网络，该网络连接一个使用标准Internet协议如TCP/IP和HTTP合并的客户设备集合，在防火墙之后，或在几个由安全的、可能是虚拟的网络连接的防火墙之后的基于IP的网络。⑵ExtranetExtranet的一个典型的使用方法是使公司可以和自己的战略伙伴如顾客、运货商或供应商共享信息，简而言之，Extranet就是公司与公司之间的网络。⑶Internet的明天随着Internet使用和普及的不断扩大，Internet技术也在随之发展。其中三个最有发展前途的项目是下一代Internet、超高速骨干网服务、Internet2(I2)。68.1.2Internet的组成部分Internet是一个开放的、建立在TCP/IP协议集上的国际互连网络，由众多的子网以网状结构互连而成，每个子网中存在着数量不等的主机，子网和其主机均以IP协议统一编址。其中子网可以是LAN或WAN，主机可以是网上的服务器、客户机或路由器等设备。Internet的结构示意图如图所示。Internet结构图7Internet提供的主要信息服务⑴E-mail电子邮件⑵超文本浏览⑶Telnet远程登录⑷FTP文件传输⑸Gopher信息浏览⑹BBS电子公告牌⑺DNS域名系统⑻WAIS自动搜索8Internet为实现网络服务配置的服务器有⑴Web服务器⑵Mail电子邮件服务器⑶DNS域名服务器⑷CA认证服务器⑸Proxy代理服务器⑹DB数据库服务器⑺FTP文件传输服务器⑻其它专用服务器(如公告牌服务器等)98.1.3Internet的管理组织Internet是一个开放性的网络系统，有Internet服务供应商、Internet协会和Internet上各个域的组织分别负责Internet上不同层次的管理。1.Internet服务供应商ISP(InternetServerProvider)提供底层结构：经由Internet传递的信息要被路由器选择通过一个或多个主干网络，这些主干网络由大的Internet服务供应商所有。2.Internet协会ISOC(InternetSociety)制定Internet标准。ISOC是由参加Internet的团体和个人志愿组成的全球性非盈利组织。3.为了进行网络的连接管理和标识资源的管理，建立了互联网管理中心（InternetNetworkInformationCenter，InterNIC）。10标准化组织和论坛--ISO4.ISO，即国际标准化组织，是国际标准化领域中一个十分重要的组织。它是一个全球性的非政府组织，ISO的任务是促进全球范围内的标准制定及其有关活动，以利于国际间产品与服务的交流，以及在知识、技术和经济活动中发展国际间的相互合作。ISO组织机构包括全体大会、主要官员、成员团体、通信成员、捐助成员、政策发展委员会、理事会、ISO中央秘书处、特别咨询组、技术管理局、标样委员会、技术咨询组、技术委员会等。ISO现有成员包括90个国家的标准化机构。该组织设有163个技术委员会和640个分委员会，其中央秘书处设在日内瓦，该组织还设有信息网（ISONET），负责与成员国交流、交换国家和国际标准、技术规程规定和其他标准化文件资料等。我国已加入了该组织。国际标准化组织的站点是(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)简称国际电气电子工程师协会，该协会的总部设在美国，主要开发数据通信标准及其他标准，是全世界最大的专业技术学会。1980年2月成立IEEE802委员会。IEEE802委员会专门从事局域网标准的制定工作。该委员会分成三个分会，分别是传输介质分会、信号访问控制分会和高层接口分会，IEEE在全球很多国家都设有分会。IEEE的站点是：的站点是：、ACM6.EIA(ElectronicIndustriesAssociation)，简称电子工业协会，是美国电子产品生产商的联合会。它代表设计生产电子元件、部件、通信系统和设备的制造商以及工业界、政府和用户的利益。EIA在定义数据通信的物理连接接口和电气信号特性的标准方面起了很重要的作用。EIA的站点是：(AssociationofComputingMachinery)，美国计算机协会，是一个国际科学教育计算机组织，它致力于发展在高级艺术、最新科学、工程技术和应用领域中的信息技术。它强调在专业领域或在社会感兴趣的领域中培养、发展开放式的信息交换，推动高级的专业技术和通用标准的发展。ACM/ICPC（国际大学生程序设计竞赛）是由ACM组织的年度性竞赛，始于1976年，是全球大学生计算机程序能力竞赛活动中最有影响的一项赛事，是全世界公认的规模最大、规格最高的大学生程序设计竞赛。ACM的站点是：(TheInternetEngineeringTaskForce)，互联网工程任务组,是负责互联网相关技术规范的研发和制定的学术组织。它主要完成鉴定互联网的运行和技术问题，并提出解决方案。详细说明互联网协议的发展或用途，解决相应问题。向IESG提出针对互联网协议标准及用途的建议，促进互联网研究任务组（IRTF）的技术研究成果向互联网社区的推广，为包括互联网用户、研究人员、经销商、制造商及管理者等提供信息交流的论坛。IETF产生两种文件，一个叫做InternetDraft，即“互联网草案”。第二个是RFC（requestforcomment），即请求注解文档。标准的RFC分为提议性的标准、完全被认可的标准、最佳实践法标准三个类型。查询RFC信息可以访问IETF的站点。IETF的站点是：网际协议(IP)8.2.1IP编址1.互联网络中的地址构成在Internet中，所有计算机均称为主机。TCP/IP为每台主机分配一个全网唯一的标识地址，称为IP地址。每个连接在网络的计算机的IP地址标识网络上系统的位置。每个IP地址内部分成网络标识号(ID)和主机标识号两部分，网络标识号用于区分不同网络，主机标识号用于区分同一网络中的不同主机。15网络ID和主机ID网络标识号，也叫做网络地址，标识大规模TCP/IP网际网络(由网络组成的网络)内的单个网段。同一网络的所有系统在其完整的IP地址内都有一个公用的网络标识号。这个标识号也用于唯一地识别大规模的网际网络内部的每个网络。主机标识号，也叫做主机地址，识别每个网络内部的TCP/IP节点(工作站、服务器、路由器或其他TCP/IP设备)。每个设备的主机标识号唯一地识别所在网络内的单个系统。16下面是一个32位IP地址的例子：10000011011010110001000011001000网络ID32位IP地址(131.107.16.200)中网络ID和主机ID示例主机IDW,X,Y.Z为简化IP寻址，IP地址用带句点的十进制符号表示。32位IP地址分成四个八位字节。八位字节数转换成十进制数，并用英文句号分隔。因此，前面的IP地址例子转换成带句点的十进制数就是131.107.16.200。IP地址(131.107.16.200)中网络ID和主机ID示例网络ID和主机ID17IP地址类类别w的值网络ID主机ID网络数量每个网络的主机数量A1-126Wx.y.z12616777214B128-191w.xy.z1638465534C192-223w.x.yZ2097152254D224-239为多点寻址保留N/AN/AN/AE240-254为实验性应用保留N/AN/AN/A表8-2IP地址类18A类B类C类D类E类0网络号主机号10网络号主机号110网络号主机号1110组播地址11110保留为今后使用0781624310151631023243119特殊地址网络地址：一个主机号的所有位都为“0”的地址是保留给该网络本身的。广播地址：当数据报头中目的地址字段的内容为广播地址时，该数据报被网上所有主机接收。组播地址：通过使用特定的IP组播地址，按照最大投递的原则，将IP数据报传输到一个组播群组（multicastgroup）的主机集合。回送地址：用于网络软件测试以及本地机进程间通信，叫做回送地址（loopbackaddress）。202.子网掩码A、B、C类IP地址的默认子网掩码如表8-3所示。表8-3IP地址类的子网掩码地址类子网掩码的位子网掩码A类11111111000000000000000000000000255.0.0.0B类11111111111111110000000000000000255.255.0.0C类11111111111111111111111100000000255.255.255.0用子网掩码判断IP地址的网络ID与主机ID的方法是用IP地址与相应的子网掩码进行与运算，可以区分出网络ID部分和主机ID部分。子网掩码的另一功能是用来划分子网。在实际应用中，经常遇到网络ID不够的问题，需要把某类网络划分出多个子网，采用的方法就是将主机ID标识部分的一些二进制位划分出来用以标识子网。213.IP子网技术3.1子网划分3.2可变长子网3.3超网22网络140.10.0.0子网3140.1