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1、第五章internet基础一、Internet 的构成从设计者角度看：Internet是计算机互联网实现；从使用者角度看：Internet是一个信息资 源网。主要有4部分组成：通信线路、路由器、服务器与客户机、信息资源。1）通信线路：Internet的基础设施，包括有线线路和无线线路。2）路由器：网络互联的桥梁，具有寻址功能。主要任务是数据从一个网络到另一个网络时, 路由器为它选择最佳路由。3）服务器与客户机：是信息资源和服务的载体。所有连接在Internet上的计算机统称为主 机。4）信息资源：信息资源是用户最关注的问题之一。用户方便、快捷获取资源一直是Internet 的研究方向。二、In
2、ternet 的接入1、通过电话网接入接入Internet的方法有很多种，但必须借助ISP将自己的计算机接入Internet0电话已经普及到家家户户，传输的音频信号，计算机传输数字信号，需要调制解调器连接。 一条电话线只能支持一个用户接入。调制解调器的功能是数字信号和模拟信号的相互转换。调制：数字信号转换成模拟信号解调：模拟信号转换为数字信号电话线的传输效率比较低，速率最快为56kps.2/利用ADSL （非对称数字用户线路）接入ADSL实现普通电话线路上进行高速的数据传输，利用ADSL调制解调器，分为上行和下 行两个通道。下行通道的数据传输速率远远大于上行传输速率（非对称）。上行速率：166
3、40kbps;下行速率为：1.59Mbps。ADSK调制解调器不但具有调制解调功能，还具有网桥和路由的功能。3、使用HFC （混合光纤/同轴也缆）接入除了电话线上网外，还有有限电视网。对有线电视网改造升级，信号肯先通过光纤传输到光 纤结点，再通过同轴电缆到有线电视用户，即HFC（混合光纤洞轴电缆）。HFC采用非对称数据传输速率。上行速率：10Mbps左右。下行速率：1（）40Mbps。4、通过数据通信线路接入要想获得更好性能，可选数据通信线路。种类有：DDN,ATM,帧中继等，用户可以租用。 一台计算机、局域网用户可利用数据通信网借助ISP的接入Interneto三、IP协议与互联网服务1、I
4、P互联网的工作原理Internet是将提供不同服务的、使用不同技术的、具有不同功能的网络互联起来形成的。TCP.IP协议时一个协议集，它对因特网中的主机寻址方式、主机命名机制、信息的传输规 则以及各种服务功能做了详细的约定。IP协议运行在互联层，屏蔽各种物理网络的细节和差异，是网络层向上提供统一的服务， 不要求下层使用相同的物理网结。IP协议精确定义了 IP数据报格式，并且对数据寻址和路由、数据分片和重组、差错控制盒 处理等作出了具体规定。工作原理：假设之间A发送数据到主机B,主机A的应用层形成的数据经传输层送互联层 处理；互联层将数据封装成IP数据报，并决定发送给最近的路由器；主机A把IP数
5、据报利 用以太网控制传送到路由器；经路由器对数据报进行拆封和处理；如果仍需传输，再封装后 利用互联层的广域网控制程序传输；经由通信子网传输的到主机B。2、互联层服务提供的服务有3种：不可靠的数据投递服务、面向无连接的传输服务、尽最大努力投递服 务。不可靠的数据投递服务：IP不能证实发送的报文是否被正确接收。即不能保证数据报的可 靠传递。面向无连接的传输服务：从源节点到目的结点的数据报可能经过不同的传输路径，而且在传 输过程中数据报有可能丢失，也有可能正确到达。尽最大努力投递服务：IP数据报虽面向无连接的不可靠服务，但IP并不随意丢弃数据报。 只有系统资源用尽，接收数据错误或网络发生故障时，IP
6、才被迫丢弃报文。3、IP互联网的特点：屏蔽了低层物理网络的差异和细节，为用户提供通用的、一致的网络 服务。IP互联网是一个单一的虚拟网络。不指定网络互连的拓扑结构，不要求网络之间全互 联.一个网络只要通过路由器与I P互联网中任意一个网络相连，就具有访问整个互联网的 能力.能在物理网络之间转发数据，信息可以跨网传输.网络中计算机使用统一的/全局的地址描述法.IP互联网平等对待互联网中的每一个网络。四、IP地址1、IP地址的作用以太网中利用MAC地址（物理地址）标识网络中的一个结点，两个以太网结点需要知道 对方的MAC地址才能通信。以太网不是唯一的网络，各种网结技术互不相同，让它们之间通信是需要
7、解决的问题。在互联层将各种物理网结地址统一。屏蔽各种物理地址的差异，使用IP协议规定的地址（IP地址）。IP地址由管理机构统一管 理和分配，保证在网络中的每台计算机不会产生冲突。IP地址的作用是标识网络连接。（严格地说，IP地址指定的不是一台计算机，而是计算机到 一个网络的连接，例如一台计算机有块网卡，有两条连接，有两个IP地址；或多个IP地址 绑定在一条物理连接上）2/、IP地址的层次结构IP地址有两层：网络号和主机号网络号：标识互联网中一个特定的网络；而主机号标识该网络中主机的一个特定连接。IP地址含有主机的信息和网络的地址信息，所以主机从一个网络移动到另一个网络时，IP 地址必须重新分配
8、，否则不能与其他计算机通信。3、IP地址分类：IP地址32位（物理地址48位），为适应不同的网络规模,将IP地址分成5类：A,B,C,D,E A类地址的前一个字节表示网络号，后三个字节表示主机号。且最前端1个二进制位固定式 “0”。表示的地址范围是从1.0.0.0126.255.255.255。A类地址允许有2，.2=126个网络（网 络地址的0和127保留用于特殊目的），每个网络有2里.2=16777214个主机。B类地址的前两个字节表示网络号，后两个字节表示主机号。且最前端的2个二进制位固定 是“10”。表示的地址范围是从128.0.0.0191.255.255.255。B类地址允许有2“
9、=16384个网 络，每个网络有2电2=65534个主机。C类地址的前三个字节表示网络号，后一个字节表示主机号。且最前端的3个二进制位是“110”。表示的地址范围是从192.0.0.0223.255.255.255。C类地址允许W 22,=2097152个 网络，每个网络有2-2=254个主机。4、IP地址的直观表示法：IP地址是32位二进制数字，便于记忆采用淀粉十进制标记法， 每个数值小于255,中间用间隔开。5、特殊的IP地址形式网络地址：包含了一个有效的网络号和一个全0的主机号。例如A类地址中113.0.0.0表示 该网络的地址。广播地址：IP地址以全1结尾，分为两种形式：直接广播和有限
10、广播。直接广播：广播地址包含有效网络号和全1的主机号。有限广播：32为全1的地址，用于本网广播。I门I送地址：A类网络中127.0.0.0是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地机器进程间 通信。本地地址：用户在本地内部网络中使用的地址，如果与Internet连接，必须将本地地址转换 为 Internet 的 IP 地址。例：10.*.*.*或 192.168.*.*6/、子网编址为克服IP地址的浪费可以采用了网编址的方法。1）子网编址的方法在IP地址的网络号部分不变的情况下，在网络的主机号部分中“借”位表示了网号部分。每个了网中允许连接的主机的台数相应减少。2）子网表示法如何识别网络号，了网
11、号和主机号，通过了网掩码实现。子网掩码也是32位二进制数字，在子网掩码中对应网络号和子网部分全部用1表示，其它 部分用0表示。通过了网掩码与IP地址的按位求与，屏蔽掉主机位，得到了网号。了网掩 码作用是区分网结上的主机是否在同一网络区段内。例如：B类地址128.22.25.6如果子网掩码为255.255.240.0,按位求与后,确定的子网号为 17、地址解析协议（ARP）IP地址屏蔽了物理网络地址的差异，但不会对物理地址做任何修改。高层软件指定源地址与目的地址，低层的物理网结则通过物理地址来发送和接收信息。是以以太网经常使用的映射方法，它充分利用了以太网的广播能力，将IP地址与物理地址 进行动
12、态绑定。ARP协议主要负责将主机的逻辑地址（IP地址）转换为相应的物理网络地址。这样用户只 需给出廿的主机的IP地址，就可以找出同一物理网络中任意一台主机的物理地址。五、IP数据报1、IP数据报的格式IP数据报分为两大部分：报头区和数据区。其中报头区仅仅是正确传 输高层数据而增加的控制信息，数据区包括高层需要传输的数据。IP数据报的主要字段：1）版木与协议类型：版木是IP协议版木号（一般是4即IPV4）,不同版木数据格式不同, 协议类型是指该数据报的数据区的高层协议类型（如TCP）,用于知名数据区的数据格式。2）长度：分为报头长度（以32b为单位）和总长度（以8b为单位）。3）服务类型：规定本数据报的处理方式。该字段为数据包分配一个转发优先级，要求中途 转发器路巾器尽量使用低延迟、高吞吐或高可靠性的线路投逆。具体实现则由路由器的实现 方法和底层物理网结技术。4）报文的分片与重组控制：IP数据报使用标识、标志、片位移3个域对分片进行控制， 分片将在目的主机重组。5）生存周期：设计一个计数器，当计数器值为。时，数据报删除，避免循环发送。6）头部校验和：用于保证IP数据报报头的完整性。注：只有报文头校验，没有数据区校验。 好处是允许上层协议选择自己的数据校验方法。7）地址：源地址和目的地址表示发送与接收的地址。此值保持不变。
