中职高职计算机课件《计算机网络应用基础》：第4章--一个美丽的传说——Internet技术及应用

你是一张无边无际的网——Internet概述如何才能锁住你眼光——Internet通信协议和域名系统情愿就这样守在你身旁——Internet提供的服务打开爱情这扇窗——Internet的接入Internet是由成千上万的不同类型、不同规模的计算机网络和计算机主机组成的覆盖世界范围的巨型网络。Internet的中文名称为“因特网”。Internet的前身是美国国防部的研究性网络ARPANET，随着大量主机与网络的连入而规模越来越大，并逐步从教育、科研领域扩展到商业等其他领域。随着Internet的规模扩大、用户增加、应用发展与技术更新，使得Internet逐步深入社会生活的各个领域，并且成为全球范围的、有影响力的互联网络。Internet连入了分布在世界各地的计算机，并且按照“全球统一”的规则为每台计算机命名，制定了“全球统一”的协议协调计算机之间的交往。Internet使世界变成了一个整体，而每个用户是这个整体中的一部分。TCP/IP协议为每台计算机连入Internet提供技术保障，任何个人与团体都可以加入Internet。Internet打破了中央控制的网络结构，任何用户都不必担心谁控制谁的问题。对用户与服务提供者开放是Internet获得成功的重要原因。从Internet结构的角度看，它是通过路由器等网络互联设备将分布在世界各地的、数以千万计的、规模不一的计算机网络互联起来的大型网际网。图4-1给出了Internet的逻辑结构。图4-1Internet的逻辑结构通信线路是Internet的基础通信设施，用于连接Internet中的路由器与主机。Internet中的通信线路可以分为两类：有线通信线路与无线通信信道。通常使用“带宽”与“传输速率”等术语来描述通信线路的数据传输能力。传输速率是指每秒钟可以传输的比特数，它的单位为位/秒（bps）。通信线路的最大传输速率与带宽成正比，通信线路的带宽越宽，相应传输速率也就越高。路由器是Internet中最重要的网络互联设备，用于连接Internet中的各个局域网或广域网。当数据包从一个网络传输到路由器时，路由器需要根据数据包所要到达的目的地，通过路径选择算法选择一条最佳的输出路径。如果路由器选择的输出路径比较拥挤，路由器负责管理数据传输的等待队列。当数据包从源主机出发后，往往需要经过多个路由器的转发，经过多个网络才能到达目的主机。主机是Internet中不可缺少的组成部分，是信息资源与各种网络服务的载体。在Internet中，主机既可以是大型计算机，也可以是普通的微型计算机或便携机。按照在Internet中的用途，主机可以分为以下两类：服务器与客户机。其中，服务器是信息资源与各种网络服务的提供者，它一般是性能较高、存储容量较大的计算机。客户机是信息资源与各种网络服务的使用者，它可以是普通的微型机或便携机。Internet中保存着文本、图像、声音与视频等众多的信息类型，并涉及到社会生活的各个方面。Internet的发展方向是如何更好地组织信息资源，并使用户能快捷地获得需要的信息。服务的出现使信息资源的组织方式更合理，而搜索引擎的出现使信息的检索更快捷。图4-2给出了“百度”站点。百度网站是世界上最大的中文搜索引擎，通过它可以获得社会生活各方面的信息。图4-2“百度”网站主页Internet是一个信息资源的大海洋，为了更加充分地利用Internet这个得天独厚的信息资源，人们开发了各种软件工具，从而使Internet为人们提供的信息服务越来越完善。在Internet上，大量的信息资源存储在各个具体网络的计算机系统上，所有计算机系统存储的信息组成信息资源的大海洋。信息的内容几乎无所不包，有科学技术领域的各种专业信息，也有与大众日常工作和生活息息相关的信息，有知识性和教育性的信息，也有娱乐性和消遣性的信息等。信息的载体几乎涉及到所有媒体，例如，文档、表格、图形、影像、声音以及它们之间的合成。信息的容量小到几行字，大到一份报纸、一本书甚至一个图书馆。信息分布在世界各地的计算机系统上，并以各种可能的形式存在，例如，文件、数据库、公告牌、目录文档和超文本文档等。用户如果希望获得这些信息资源，一般需要知道信息资源所在的计算机系统的地址，所以对于经常使用Internet的用户来说，一个重要的任务就是要积累信息资源的地址，也就是说，需要知道存储信息的资源服务器（或数据库）的地址、访问资源的方式（包括应用工具、进入方式、路径和选择项等）。Internet和Intranet的区别Internet即国际互联网，是通过TCP/IP协议将不同结构的网络连接起来的计算机信息网络。Intranet即企业内部互联网，是使用了TCP/IP技术和信息技术的局域网。该网具有与Internet连接的功能，是随着Internet的发展而建立起来的。Intranet是属于某个企业事业单位自己组建的内部计算机信息网络，而Internet不属于任何一个公司或部门所独有。Intranet上的企业内部私有的资源信息，需要严格的保护，禁止外部人员随意访问；企业内部的公开信息，则希望社会上其他用户尽可能多的访问。在Internet中任何一个用户都可以使用网络上的资源，比如访问网页资源。Internet通信协议为连接不同操作系统和不同硬件体系结构提供通信支持。对于用户来说，使用数字式的IP地址来传送电子邮件或访问Internet上成千上万的主机显然很不方便，因此人们使用一组简短的用英文表示的名字（称为域名，DomainName）来表示每一台主机。Internet允许世界各地的网络接入作为它的子网，连入各个子网的计算机可以是不同类型，计算机所使用的操作系统也可以不同。这样必须有一种方法保证Internet正常工作，也就是要有一套大家都必须遵守的规章制度，即要求所有连入Internet的计算机都使用相同的通信协议，这个协议就是TCP/IP协议。TCP/IP协议规定了每台计算机信息表示的格式与含义，计算机之间通信所要使用的控制信息，以及在接到控制信息后应该作出的反应。Internet地址能唯一确定Internet上每台主机的位置。对于用户来说，Internet地址有两种表示形式：IP地址与域名。接入Internet的计算机与接入电话网的电话相似，每台计算机或路由器都有一个由授权机构分配的号码，这个号码称为IP地址，该地址在全世界是唯一的。IP地址也采用了分层结构，如图4-3所示。IP地址由两部分组成：网络号与主机号。其中，网络号用来标识一个逻辑网络；主机号用来标识网络中的一台主机。每台Internet主机至少有一个IP地址，并且这个IP地址是全网唯一的。如果一台Internet主机有两个或多个IP地址，则该主机属于两个或多个逻辑网络。图4-3IP地址的结构示意图IP地址的长度为32位，为了方便用户理解与记忆，通常采用x.x.x.x的格式来表示，每个x为8位。例如，202.106.20.121，每个x的值为0~255。这种格式的地址称为点分十进制（DottedDecimal）地址。根据不同的取值范围，IP地址可以分为5类。图4-4给出了IP地址的分类。图4-4IP地址的分类IP地址的前5位用于标识IP地址的类别，A类地址的第一位为“0”，B类地址的前两位为“10”，C类地址的前三位为“110”，D类地址的前四位为“1110”，E类地址的前五位为“11110”。其中，A类、B类与C类地址为基本的IP地址。由于IP地址的长度限定于32位，类标识符的长度越长，则可用的地址空间越小。A类IP地址的网络地址空间长度为7位，主机地址空间长度为24位。A类地址是从1.0.0.0~127.255.255.255。由于网络地址空间长度为7位，因此允许有126个不同的A类网络（网络地址的0和127保留用于特殊目的）。同时，由于主机地址空间长度为24位，因此每个A类网络的主机地址数多达2的24次方（即16000000）个。A类IP地址结构适用于有大量主机的大型网络。B类IP地址的网络地址空间长度为14位，主机地址空间长度为16位。B类IP地址是从128.0.0~191.255.255.255。由于网络地址空间长度为14位，因此允许有2的14次方（16384）个不同的B类网络。同时，由于主机地址空间长度为16位，因此每个B类网络的主机地址数多达2的16次方（65536）个。B类IP地址适用于一些国际性大公司与政府机构等。C类IP地址的网络地址空间长度为21位，主机地址空间长度为8位。C类IP地址是从192.0.0.0~223.255.255.255。由于网络地址空间长度为21位，因此允许有2的21次方（2000000）个不同的C类网络。同时，由于主机地址空间长度为8位，因此每个C类网络的主机地址数最多为256个。C类IP地址适用于小公司与普通研究机构。D类IP地址不标识网络，它是从224.0.0.0~239.255.255.255。D类IP地址用于其他特殊的用途，如多目的地址广播（Multicasting）。E类IP地址暂时保留，它是从240.0.0.0~255.255.255.255。E类地址用于某些实验和将来使用。使用点分十进制编址很容易识别IP地址类型。例如，从第一个十进制数，很容易判定“15.0.0.0”是A类地址；“130.11.0.5”是B类地址；“195.0.48.66”是C类地址。Internet最高级的维护机构是网络信息中心，每个网点组成一个自治系统。网络信息中心只给申请成为新网点的组织分配IP地址的网络号，主机地址则由申请的组织自己来分配和管理。自治域系统负责自己内部网络的拓扑结构、地址建立与刷新。这种分层管理的方法能够有效地防止IP地址的冲突。IP地址为Internet提供统一的编址方式，直接利用IP地址就可以访问Internet主机。不过，用户很难记住由一串数字组成的IP地址（例如“202.103.20.125”）。为了便于访问Internet中的某一主机，研究人员提出了域名的概念。域名解决了IP地址难以记忆的问题。例如，如果告诉你百度服务器的域名为“”，每个字符都代表着一定的意义，并且书写时也有一定的规律，这样用户就比较容易理解与记忆。每个域名与一个IP地址是相互对应的。Internet中的路由器并不能识别域名，只能通过IP地址来实现数据包的转发，因此首先要完成域名到IP地址的转换。要通过域名访问某台Internet主机，首先要通过域名服务器（DNS，DomainNameServer），将这个域名转换为对应的IP地址。域名转换的工作过程如图4-5所示。域名查询域名转换的工作过程如果源主机要访问域名为“”的主机，首先向主DNS服务器发送名字查询请求。如果主DNS服务器查到该域名对应的IP地址（本例为“202.108.22.43”），则向该主机返回包含有IP地址的查询响应；否则，主DNS服务器向其他DNS服务器发送查询请求。源主机在得到目的主机的IP地址后，通过该IP地址就可以访问目的主机。Internet域名结构由TCP/IP协议集的域名系统定义。域名系统与IP地址的结构一样，也采用典型的层次结构。域名系统将整个Internet划分为多个顶级域，并为每个顶级域规定了通用的顶级域名。表4-1给出了顶级域名的分配方式。由于美国是Internet的发源地，因此美国的顶级域名是以组织模式划分。例如，com代表商业组织，gov代表政府部门，edu代表教育机构。其他国家的顶级域名是以地理模式划分的，每个国家都可以作为一个顶级域出现。例如，cn代表中国，uk代表英国。表4-1顶级域名的分配方式网络信息中心（NIC）将顶级域的管理权授予指定的管理机构，各个管理机构再为它们管理的域分配二级域名，并将二级域名的管理权授予下属的管