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1、1,第四章 IP地址及域名,2,IP 地址,IP 地址唯一确定结点在互联网上的位置。 32位 IP 地址的点分十进制表示：10100110 01101111 00000001 00000110表示为：166 . 111 . 1 . 6 IP 地址类型 子网编址和屏蔽码 IP 地址和物理地址的动态转换,3,IP地址类型,0,网络号(7),10,主机地址(24位),网络号(14位),主机地址(16位),110,主机地址(8),网络号(21位),1110,多播地址,1111,保留,A类,B类,C类,D类,E类,0,8,16,31,24,4,IP地址类型网络号,A，B，C三类可以适应不同大小的物理网络
2、。 网络号标识互联网中一个物理网络，网络号必须遵循的准则： 网络号必须唯一。若在 Internet上，网络号必须对 Internet 唯一。 网络号不能是127，127.x.y.z 保留给回绕(loopback) 地址，自己连自己测试用。 网络号不能为 0，网络号 0 解释为本网，网络号为 0的主机地址解释为本网的主机。,5,IP地址类型网络号 (续),6,IP地址类型主机地址,主机地址标识某物理网络上一台主机或路由器端口。主机地址必须遵循的准则： 主机地址对于给定的网络号必须唯一。 主机地址不能全 1，主机地址全 1 被解释为广播地址，在网络号所指的网络上广播。 主机地址不能全 0，主机地址
3、全 0 被解释为标识一个网络。,7,IP地址类型主机地址(续),8,私用网络的IP地址,Internet的IANA在RFC1918中建议了三块IP地址为私用互联网预留，它们是10/8，172.16/12 和192.168/16，即1个A类网，16个连续的B类网(172.16172.31)，256个连续的C类网()。 决定内部使用这些IP地址的机构可以不必与 IANA或APNIC，RIPE，ARIN等协调，所以这些地址可以被许多独立机构同时在内部使用。 如果这些机构以后决定要与Internet通信，则要重新编址或在边界路由器使用网络地址转换NAT。,9,子网编址和屏蔽码(掩码) 包含子网地址的
4、B类 IP地址,10,网络号,主机地址,子网地址,0,16,31,10,子网编址和屏蔽码 默认的屏蔽码,11,子网编址和屏蔽码 高4位用作子网地址的屏蔽码,12,IP地址和物理地址的动态转换 需求,主机要在物理网络上通信，最终必须依靠物理地址。以太网接口卡只基于48位物理地址发帧和收帧。 在一个以太网上，主机把帧传递给路由器，或者路由器把帧传递给主机，都必须有目标的物理地址。 从目标的 IP 地址如何知道它的物理地址？通过地址解析协议ARP (Address Resolution Protocol) 动态转换。转换必须动态，为什么？,13,IP地址和物理地址的动态转换,A,B,谢谢!,是我!
5、是我! 166.111.1.6 物理地址09000.,ARP 缓存表 090001666 026081668,14,IP地址和物理地址的动态转换 原理,在同一物理网络内，当A想把B的IP地址转换成B 的物理地址时： A在本网广播ARP请求报文，内含B的IP地址； B收到此报文后发回一个ARP 响应报文，内含自己的物理地址。 A收到应答后便知道B的物理地址。然后B的IP地址和物理地址映射项保存在A的快速缓存表。 在广播ARP请求前先查ARP快速缓存表，若已查到IP-物理地址映射项，就不再广播。,15,IP地址和物理地址的动态转换 ARP报文格式,硬件地址长度,协议地址长度,操作 (1=请求，2=
6、响应),协议类型 (0800表示IP),硬件类型 (1表示以太网),发送者硬件地址 (字节03),发送者硬件地址 (字节45),发送者协议地址 (字节01),发送者协议地址 (字节23),目标硬件地址 (字节01),目标硬件地址 (字节25),目标协议地址,0,16,31位,16,域名系统DNS,在Internet上主机用IP地址来标识。对于计算机IP地址操作方便，但对用户来说，符号名字容易记忆，更方便。能否各用各的，皆大欢喜。 早期网上主机名与IP地址映射保存在hosts.txt。 Internet的域名系统 DNS(Domain Name System)提供主机名与IP地址之间的转换服务。
7、DNS是今天在 Internet 上成功运作的名字服务系统。 Internet 的应用服务，如电子邮件系统，远程登录，文件传输，WWW等都需要 DNS 服务。,17,域名系统DNS(续),任何一个组织要接入 Internet，就要加入Internet 域名系统 DNS，必须在管理域名的 Internet 机构申请、注册某域名。中国大陆域名数达69万。 DNS域名和域名空间 DNS数据库和资源记录 名字服务器 名字解析器 域名解析,18,DNS域名,DNS域名有层次结构，域名的层次大致对应网络的管理层次。 是清华的域名。 域名的特征： 由一组标号(label)组成，以字母开始，以字母或数字结尾，
8、中间允许字母、数字和“-”。 每个标号不超过63字节。 标号之间用句号“.”分开, 句号代表层次的边界。 域名总长不超过255字节。 从右向左代表从高到低的层次，最右是最顶层。,19,DNS域名(续),国家代码由两个字符的国别码构成，如 cn代表中国，ca代表加拿大，uk代表英国，等等。 除国家代码外，DNS的其它顶层域名edu、com等如表所示。后来又增加了7个。 由于历史原因，表中所列的域名在美国以外的其它国家一般不是最顶层域名，而往往是次顶层域名，顶层域名是国家代码。 现在其它国家也可以注册以 .com、.net、.org等为后缀的域名。例清华的BBS：bbs.smth.org。,20,
9、DNS的顶层域名及其意义,21,DNS域名空间,麻省理工学院MIT注册的域名为 mit.edu，因此MIT在Internet 上主机的域名以 mit.edu为后缀。 清华大学注册的域名为 。 IBM 注册的域名是 。 这些域名的下层结构和名称由各机构自由分配，不会重名。中国的域名(.cn)由CNNIC注册管理。 DNS的域名空间是一棵倒着画的树。树的每个结点有一个标号，兄弟结点不能有同样的标号，非兄弟结点可使用相同标号，树根使用空标号。,22,DNS域名空间树,cn,ca,edu,com,gov,mil,net,mit,.,ibm,.,pku,tsinghua,.,ac,edu,.,cs,ee
10、,.,23,DNS域名空间树(续),每个结点都代表一个域，它的域名是从该结点到树根的标号序列，标号用句号“.”分隔。 因为根结点使用空标号，所以域名以“.”结尾，在它后面其实还有一个空标号。例如结点pku的域名是.，这种域名称绝对域名。 如果考虑域名空间的子树，如下页的子树(a)和子树(b)，子树(b)中结点的域名，如pku.edu，cs.tsinghua.edu，子树(a)中结点的域名，如等是相对于各子树的域名，称相对域名。相对域名的最后没有“.”。,24,域名空间的子树,pku,tsinghua,.,ac,edu,.,cs,ee,.,cn,pku,tsinghua,.,cs,ee,.,ed
11、u,(a),(b),25,DNS域名和域名空间(续),域的划分是一种管理上的划分。管理上将Internet上的主机按其所属部门分类。例如清华大学校园网的主机以所属系、所分类，计算机系的主机域名都以 为后缀，电子工程系的主机域名都以 为后缀。这样计算机系和电子工程系可以独立地命名和管理他们的主机，不会有重名。 域的划分也可反映地域的划分。但域主要是为管理，是逻辑上的划分，可独立于物理网络和拓扑。层次结构域名树允许层次、分布式管理。,26,DNS数据库和资源记录,DNS域名树又是DNS数据库。DNS的每个域有其相关数据，包括该域所管理的主机域名及IP地址，邮件服务器等。这些数据组织成一条一条资
12、源记录RR (Resource Record) 的形式存放。 每条资源记录RR由所有者Owner、寿命TTL、类型Type、类别Class、资源数据RDATA等组成。 Owner：本资源记录所属域名(即域名树结点)。 TTL：资源记录的寿命值，32位整数值表示秒数，高度稳定的信息被赋予较大的TTL值。 Type：抽象资源类型，可取的值及含义如表。,27,DNS数据库和资源记录Type,28,DNS数据库和资源记录(续),Class：16位编码值，标识协议类别，对于 Internet，它的值和含义是： IN Internet协议系统 RDATA：代表资源数据，它与资源类型有关。下表的左列是资源类
13、型 Type，右列是资源数据RDATA 的内容。最重要的资源记录类型是 A (地址)，它记录某主机的 IP 地址。其次重要的资源记录类型是 MX，它记录替指定域接受邮件的邮件服务器的主机域名。,29,资源数据RDATA类型及内容,30,DNS数据库和资源记录(续),域名树的每个结点有一个资源记录集合。域名树是由全体资源记录组成的大数据库。这个大数据库可以分成许多不重叠的区段(zone)分布存放、管理。区段是域名树数据库的一部分，它常包含一个域及其部分子域的资源记录。授权区段是划分给某机构管辖的区段。 SOA标识一个资源记录集合(称授权区段) 的开始，它的资源数据是区段的管理参数，如管理员邮箱、
14、序列号、刷新周期、有效周期等。管理员更新授权区段内资源记录后要增大序列号。,31,域名树划分成不重叠的区段,32,资源记录的例子,. IN A 202.112.58.200 此资源记录所属域名是.，协议族是IN，资源类型是A，资源数据是202.112.58.200。此资源记录表示域名的Internet主机，其IP地址是202.112.58.200。 www IN CNAME .此资源记录指出是www的正规域名，www.是其别名。,33,授权区段的资源记录例子,$ ORIGIN . net IN SOA . ( . 1999122211 1800 300 604800 86400 ) IN NS . IN MX 0 . IN MX 5 .,34,授权区段的资源记录例子(续),$ ORIGIN . localhost IN A 127.0.0.1 bbs IN A 202.112.58.200 ns IN A 202.112.58.206 IN HINFO “sun ultra 1” “solaris2.6” www IN CNAME .,35,授权区段的资源记录例子(续),“$ ORIGIN”可以使域名的所书写更简便，若它后面资源记录所属域名不是以“.”结尾，则该域名要后接$ ORIGIN中指定的域名。. .是
