第9章 TCPIP网络基础

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1、第9章 TCP/IP网络基础本章的学习目标： 了解 TCP/IP 网络 了解 5 种网络连接类型 学会使用网络配置向导9.1 TCP/IP 基础TCP/IP 起源于 20 世纪 60 年代末美国政府资助的一个分组交换网络研究项目，到20 世纪 90 年代已发展成为计算机之间最常应用的组网形式。它是一个真正的开放系统，因为协议组件的定义及其多种实现可以不用花钱或花很少的钱就可以公开得到。它成为Internet 的基础，该广域网 (WAN)已包含超过 100 万台遍布世界各地的计算机。通常所说的网络类型(如 TCP/IP、IPX/SPX 或 Novell)，指的是网络上的计算机间通信所用的协议或语

2、言。这是独立于网络所用的实际物理连接类型的。在物理层，当今的网络是建立在各种以太网技术(包括 10-Base-2、10-Base-T 和 100-Base-TX Ethernet)以及光纤和其他技术之上的。事实上，TCP/IP 网络由运行在各种不同网络设施上的组件构成：以太网组件、通过电话串行连接连成的组件和红外发射器与接收器上的连接。而在网络协议层，移动网络上各种数据的实际电缆和硬件类型无关紧要。采用这种逻辑(协议)与物理( 硬件和电缆) 的抽象(或分离)方法，使我们可以不必考虑连接类型来介绍网络。9.1.1 TCP/IP 网络的分层体系结构网络协议通常分不同层次进行开发，每一层分别负责不同

3、的通信功能。一个协议族，例如 TCP/IP，是一组不同层次上的多个协议的组合。TCP/IP 通常被认为是一个 4 层协议系统，如图 9-1 所示。应 用 层运 输 层网 络 层Red Hat Linux 9.0 基础教程 176 链 路 层图 9-1 TCP/IP 协议族的 4 个层次每一层具有不同的功能。1. 链路层2. 网络层3. 运输层4. 应用层9.1.2 TCP/IP 协议成员概述理解 TCP/IP 中每个协议的作用，知道在 TCP/IP 网络上能干什么是很有用的。下面列出了 TCP/IP 提供的主要用户应用程序。1. Telnet 程序Telnet 程序提供远程登录功能。2. 文件

4、传输协议文件传输协议(FTP)允许用户将一个系统上的文件复制到另一个系统上。3. 简单邮件传输协议简单邮件传输协议(SMTP)用于传输电子邮件。4. Kerberos 协议Kerberos 是一个受到广泛支持的安全性协议。5. 域名服务器协议域名服务器(DNS)能使一台具有普通名字的设备转换成某个特定的网络地址。6. 简单网络管理协议简单网络管理协议(SNMP)把用户数据报协议(UDP)作为传输机制，它使用和 TCP/IP不同的术语，TCP/IP 用客户和服务器，而 SNMP 用管理器(manager)和代理(agent)，代理提供设备信息，而管理器管理网络通信。第 9 章 TCP/IP 网络

5、基础 177 7. 网络文件服务器网络文件服务器(NFS)是由 Sun Microsystems 公司开发的一套协议，可使多台计算机能透明地访问彼此的目录。8. 远程过程调用远程过程调用(RPC)是使应用软件能与另一台计算机( 服务器)通信的一些函数。9. 普通文件传输协议普通文件传输协议(TFTP)是一种缺乏任何安全性的非常简单落后的文件传输协议。10. 传输控制协议传输控制协议(TCP/IP 中的 TCP 部分)是一种可靠数据传输的通信协议。11. 网际协议网际协议(IP) 负责在网络上传输由 TCP/UDP 装配的数据包。12. 网际控制报文协议网际控制报文协议负责根据网络上设备的状态发

6、出和检查报文，它可以将某台设备的故障通知到其他设备。9.1.3 TCP/IP 配置基础1. IP 地址在 TCP/IP 中，每台连接网络的计算机( 或主机)都被指定惟一的 IP 地址。IP 地址长 32 位，Internet 地址并不采用平面形式的地址空间，如 1、2、3 等。IP地址具有一定的结构。目前有 3 种 TCP/IP 网络：A 类网、B 类网和 C 类网，如图 9-2 所示。网络 主机 主机 主机图 9-2 网络类型网络 网络 主机 主机网络 网络 网络 主机A 类B 类C 类Red Hat Linux 9.0 基础教程 178 2. 子网与子网掩码(subnet mask)子网掩

7、码是另一组由句号分开的单字节整数，它定义了 IP 地址中表示网络的部分。下面采用一个 8 位数字来说明其工作方法。例如，对于一个 8 位数字 194，其二进制表示如下：11000010如果将这个数字一分为二，前 4 位表示网络，后 4 位表示主机，则子网掩码用逻辑“与”组合这个数字时，后 4 位为 0，前 4 位不变。根据逻辑“与”的规则，子网掩码的二进制形式为 11110000。以此类推，假如 IP 地址为 194.148.43.194，如果要用子网掩码标识 B 类网及其网络地址，则要让前两个的所有位为 1(每个字节的值为 255)，后两个字节的所有位为 0(每个字节的值为 0)，产生的子网

8、掩码为 255.255.0.0。3. 广播地址(broadcast address)“广播地址”使用户能将消息一次性传递到自己网络中的全体系统中。在了解“子网和子网掩码”的概念以后，用户可以很容易根据自己主机的地址确定广播地址：广播地址中主机部分被设置为 255(二进制位为全 1)，而网络部分不变。例如， IP 地址192.68.4.6/22 的广播地址为 192.168.7.255/22，其中 22 表示前 22 位是网络地址，后 10位是主机地址，把后 10 位设置为 1 就可以得到其广播地址了。4. 网关地址(gateway)网关是提供外部世界的路由的机器，它通常至少有两个网络接口卡：一

9、个连接局域网，另一个进行远程连接。网关在适当时候将局域网中的分组重新选择路由。对于连接外部网络的主机，则需要知道局域网外至少一个网关的 IP 地址。5. 域名系统(DNS 和 BIND)域名服务(DNS，Domain Name Service)是一个系统，DNS 域名就是给网络上的计算机起一个名字，就像一个人名一样，形象而容易记忆。实际上是将主机的 IP 地址与它的主机名对应起来并存放在 DNS 服务器上。DNS 服务器遇到请求之后，就将域名解析为 IP 地址后反馈回去。使用域名将大大减轻用户记忆的负担。例如，访问水木清华的时候，就可以输入如下地址：telnet 是不是名字还是挺长的，叫 bb

10、s.tsinghua 不是更简单吗？但是不行。这是因为，为了将 Internet 上茫茫的 IP 地址进行划分，于是使用了域的概念。一个主机名的格式如下：子域名.子域名. 域名第 9 章 TCP/IP 网络基础 179 在 Internet 上，域的分类是有规定的。Internet 是由美国开发的，美国使用的域名意义如表 9-1 所示。表 9-1 Internet 上的域名含义域 指 代com 金融业gov 政府部门int 国际组织mil 军事部门net 网络服务组织org 其他组织us ISO 的美国域edu 大学及学院其他国家或地区都必须使用双字母域来标志；在表中的域名上加上 ISO(国际

11、标准化组织) 规定的国家域名。常见国家域名如表 9-2 所示。表 9-2 Internet 上的国家域名域 国家或地区cn 中国hk 香港mo 澳门tw 台湾sg 新加坡th 泰国jp 日本kr 韩国de 德国fr 法国uk 英国us 美国ch 瑞士se 瑞典因此，中国的大学的域名就是 ，清华大学的域名就是 ，而清华的 BBS 就是 。理解了域名的含义之后，将更容易记忆主机名。Red Hat Linux 9.0 基础教程 180 为了访问域名系统，需要在该站点运行一个 DNS 服务器(DNS 服务器也称为域名服务器或简称 NS )。DNS 服务器分为以下 3 类： 主 DNS 服务器(mast

12、er 或 primary) 从 DNS 服务器(slave 或 secondary) 缓冲 DNS 服务器(caching)6. 端口(port)服务器一般都是通过人们所熟知的端口号来识别的。表 9-3 常用 TCP 和 UDP 端口服 务 名 端 口 类 型 说 明FTP 21 TCP 文件传输协议Telnet 23 TCP Telnet 连接SMTP 25 TCP 简单邮件传输协议Name 42 TCP 域名系统服务HTTP 80 TCP 超文本传输协议(万维网)POP3 110 TCP 使用邮政局协议 3 的邮件阅读器IMAP 143 TCP 使用 Internet 消息访问协议的邮件阅

13、读器9.1.4 Telnet 程序Telnet 程序的目的是通过网络提供远程登录终端的能力。换句话说，计算机 A 的用户可以与网络中任意计算机 B 联机操作，对用户而言，就像坐在计算机 B 前面一样。Telnet 是通过 TCP 端口号 32 提供服务的。远程登录的过程如下。首先在 Shell 提示符下输入 telnet 命令如下：$telnet telnet open 或者直接输入如下：telnet Connected to login: 一旦连接到远程系统，必须提供一个注册名和口令。一旦注册成功，就好像在操作远程系统，可采用操作系统全部有效的命令。所有命令都与服务器相关，所有目录命令显示服

14、务器的当前目录，而不是客户目录。要观看客户目录，用户必须进入命令模式。为了脱离远程对话，只要输入以下命令。第 9 章 TCP/IP 网络基础 181 telnet quit或者直接按 Ctrl+D 键，此时用户可以重新返回到自己的计算机。当用户在操作一台低功能的计算机或者终端时，或希望使用另一台计算机的处理能力时，或另外一台计算机中具有用户不希望在自己的本地计算机中装载的特殊工具时，Telnet 程序十分有用。9.1.5 常用的命令1. 网络信息统计关于网络协议总体信息的统计可用 netstat -s 命令来获取，该统计信息通常可提供IP、ICMP、TCP 和 UDP 的总体情况，这个命令的输

15、出是很有用的，它可以确定接收数据包中的错误被放在何处，然后可使用户分析错误是软件引起的还是网络问题造成的。还可以使用 ping、finger、traceroute 和 host 命令找到有关系统和网络上用户的状态信息。ping 用于检测远程系统是否已经启动和运行； finger 用于找到网络上其他用户的信息，查看他们是否已收到邮件；host 显示网络上某一系统有关地址的信息，给用户提供系统 IP 和域名地址；traceroute 可以用来跟踪信息通过计算机网络和系统这条路线传给用户的顺序；arp 用来解析和显示本机 IP 地址和物理地址。可以在终端窗口上输入这些命令。2. 远程访问命令远程访问命令用于较小的网络，例如 Intranets。它们能使用户远程注册到另一个系统上的另一个账号，并把文件从一个系统复制到另一个系统。(1) rlogin 命令(2) rcp 命令(3) rsh 命令9.2 建立与 Internet 的连接网上冲浪已渐渐成为一项广受欢迎的活动。从金融信息到医药处方，与人息息相关的方方面面都在使用 Internet。然而，要使用 Internet，必须先连接它。 Internet 的连接方式也有很多种，其中包括以下几种： 以太网连接 ISDN 连接 调制解调器连接 无线连接Red Hat