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1、4.3 因特网的组成江苏科技大学 张家港校区教学课件教学课件4/22/20221(2) TCP/IP协议 计算机网络的分层结构中，不同计算机的同一层必须共同遵循相同的规则和约定，才能正确地进行数据通信，这些规则和约定就是网络协议网络协议 现在的大多数局域网和因特网，采用的是发源于美国国防部的TCP/IP协议系列协议系列 4/22/20222什么是TCP/IP协议？TCP/IP是网络互连的工业标准，它包含了100多个协议，其中：TCP（传输控制协议)和IP(网际协议)是两个最基本、最重要的协议4321网络接口和硬件层网络接口和硬件层(以太网以太网, FDDI, X.25, ATM等等)网络互连层
2、（网络互连层（IP）传输层（传输层（TCP或或UDP）应用层应用层(SMTP, HTTP, FTP等等)如如电电子子邮邮件件、HTML文文档档等应用数据等应用数据应应用用数数据据转转换换为为1个个或或多多个个TCP数据段或数据段或UDP数据段数据段TCP或或UDP数数据据报报封封装装为为IP数据报数据报IP数数据据报报封封装装为为以以太太网网信信息息帧帧或或ATM信元后进行传输信元后进行传输负责把数据封装为负责把数据封装为TCP或或UDP数据报，数据报，在两个应用程序之间传送数据在两个应用程序之间传送数据负责把数据封装为负责把数据封装为IP数据数据报，并负责把报，并负责把IP数据报从数据报从发
3、送方计算机通过物理网发送方计算机通过物理网络传送到接受方计算机络传送到接受方计算机负责将负责将IP数据报封装成能在物理数据报封装成能在物理网络（局域网、广域网）中传输网络（局域网、广域网）中传输的帧，并进行传输的帧，并进行传输应用程应用程序与应序与应用程序用程序之间通之间通信时使信时使用的协用的协议议4/22/202234.3.2 IP协议和路由器（IP协议第协议第4版版 简称简称 IPv4）4/22/20224因特网上的计算机如何统一编址？ 因特网上的每台计算机使用“IP地址”作为其标识IP地址的特点：惟一性：网络上每台计算机都有一个与众不同的惟一的IP地址简明性：所有地址的长度都是32个二
4、进位IP地址的格式：包含网络号网络号和主机号主机号 2个部分A A A A类地址类地址类地址类地址B B B B类地址类地址类地址类地址C C C C类地址类地址类地址类地址主机号（24位）网络号0主机号(8位)网络号011主机号（16位）网络号01指明计算机所指明计算机所属网络的编号属网络的编号指明计算机在该指明计算机在该网络中的编号网络中的编号由网络号中的最高由网络号中的最高14位指位指明该明该IP地址的类型：分为地址的类型：分为A, B, C, D, E五类五类IP地址地址4/22/202255类IP地址的具体格式0 1 2 3 4 31011 1组播地址组播地址D类类0 1 2 3 4
5、 311111备用备用E类类00 1 8 16 31网络号网络号主机号主机号A类类（超大型网络（超大型网络, 拥有大量主机拥有大量主机(16 777 214)，只有不超过，只有不超过128个网络可获得个网络可获得A类地址）类地址）0 1 2 16 3101网络号网络号主机号主机号B类类（规模适中的网络（规模适中的网络(65 534台主机台主机)使用使用B类地址，首字节大于等于类地址，首字节大于等于128但小于但小于192 ）0 1 2 3 24 3101 1网络号网络号主机号主机号C类类（用于主机不超过（用于主机不超过254台的小型网络，其台的小型网络，其IP地址的首字节大于等于地址的首字节大
6、于等于192但小于但小于224 ）两个特殊的IP地址：主机号为“全0”的IP地址，称为网络地址，用来表示整个一个网络主机号为“全1”的IP地址，称为直接广播地址，指整个网络中的所有主机4/22/20226IP地址的“点分十进制”表示IP地址是一个32位的地址码，书写和记忆很不方便“点分十进制”表示：用4个十进制数来表示一个IP地址，每个十进制数对应 IP地址中的8位(1个字节)，相互间用小数点 “ ” 隔开。 例如：26.10.35.4800011010 00001010 00100011 00110000A类地址130.24.35.6810000010 00011000 00100011 0
7、1000100B类地址202.119.23.1211000110 01110111 00010111 00001100C类地址点分十进制表示点分十进制表示 二进制表示二进制表示 IP地址类型地址类型IP地址首字节取值网络号取值举例A类1126112661.155.13.142B类128191128.0191.255128.11.3.31C类192223192.0.0223.255.255202.119.36.12A、B、C三类IP地址的十进制表示：4/22/20227网络类型、网络号和IP地址举例128.10.0.010.0.0.0191.211.0.0192.5.48.0128.10.0.1
8、128.10.0.2128.211.28.4128.211.6.11510.0.0.3710.0.0.49192.5.48.3192.5.48.85红色表示红色表示网络号网络号主机主机IP地址地址A类网络类网络C类网络类网络路由器路由器路由器路由器路由器路由器B类网络类网络B类网络类网络4/22/20228 什么是子网？考虑考虑：小型网络越来越多（只有几十台主机，有的甚至只有2、3台计算机），如果这些小网络也占用一个网络号，地址空间浪费太大。为此引入了“子网”的概念子网：把标准IP地址中的主机号划分成“子网号”和“主机号”两部分, 也就是把一个大网划分成若干小一些的“子网”例如：对于C类地址中
9、的8位主机号： 划出2位作为子网号，那么2个子网的每一个均可容纳62台主机(Why?) 划出3位作为子网号，那么6个子网中每个可容纳的主机减少为30台(Why?)(注：全0和全1通常不能作为子网号) 主机号主机号网络号网络号（标准（标准IP地址）地址）网络号网络号 主机号主机号 子网号子网号（子网（子网IP地址）地址）请一定要理解！请一定要理解！4/22/20229 关于子网掩码子网掩码一个32位的代码，其中与IP地址中网络号、子网号对应位置处的二进位是“1”，与主机号对应位置处的二进位是“0”三类IP地址的默认子网掩码：ABC子网掩码的用途：从IP地址中分离出网络号和子网号方法：使用子网掩码
10、与IP地址进行逻辑乘例1：若某主机IP地址为：202.119.36.12（C类地址）两者逻辑乘结果网络号.0（前24位）例2：若某主机IP地址为：2（C类地址）它的子网掩码为：255.255.255.240逻辑乘结果网络号11010100000100000000001001110000(前28位)4/22/202210因特网主机的IP地址及其域名 因特网采用TCP/IP协议由大量网络和计算机互连而成，网络中的每一台主机都有一个IP地址IP地址用4个十进制数字来表示，不便记忆和使用因特网采用域名(domainname)作为IP地址的文字表示，易用易记。例如：南京大学的WWW服务器的IP地址是：它
11、对应的域名是：用户可以按IP地址访问主机，也可按域名访问主机主机IP地址与域名的关系：一个IP地址可对应多个域名，一个域名只能对应一个IP地址主机从一个物理网络移到另一个网络时，其IP地址必须更换，但可以保留原来的域名。4/22/202211因特网域名的结构域名的格式：举例： 中国南京大学校园网www服务器的域名为:美国哈佛大学校园网www服务器的域名为:www.harvard.edu主机名.网络名.机构名4/22/202212因特网域名命名规则只许使用字母、数字和连字符，以字母或数字开头并结尾，域名总长度不超过255个字符顶级域名规定：国际顶级域名，int（国际组织）国家顶级域名，例：cn（
12、中国），uk（英国）通用顶级域名：com（营利性组织），net（网络服务机构），美国专用：org，edu，gov，mil等我国对二级域名的规定：机构类别域名：ac科研机构，com企业，net网络服务机构，org非营利性组织，edu教育机构，gov政府部门行政区域域名：例：bj北京，sh上海，js江苏4/22/202213因特网的域名空间为避免域名重复，因特网的域名空间划分为许多不同的域，每个域又分若干子域，从而构成因特网的域名空间cnedunju因特网因特网域名空间域名空间milgovcomnetorgukedu根根intacnetseutsinghuapkuwwwwwwbbsbbscscs顶
13、级域名顶级域名二级域名二级域名三级域名三级域名四级域名四级域名cctvcctvwwwwww4/22/2022144.3.4 因特网的接入4/22/202215城域网在因特网接入中起重要作用什么是城域网？以高速光纤传输网为平台，与国家主干网连接，提供宽带IP出口采用多种宽带和窄带接入技术，构成不同的接入网，实现因特网接入服务，满足人们访问因特网的需求汇聚点(POP)汇接接入网的流量，进行数据的转发与交换接入网的作用： 使用各种不同接入技术，解决“最后一公里”问题： 电话拨号接入 ADSL接入 有线电视接入 光纤接入 无线接入POP宽带宽带主干网主干网接入网接入网用户用户用户用户用户用户POP用户
14、用户用户用户用户用户用户用户接入网接入网国家网主干国家网主干4/22/202216接入技术1：电话拨号接入通过本地公用电话网接入计算机网络设备：电话MODEM（调制解调器）技术原理：数字调制最高传输速率： 56Kbps把计算机送出的数字信把计算机送出的数字信号调制成为适合于在用号调制成为适合于在用户线上传输的音频模拟户线上传输的音频模拟信号信号把从电话线接收到载把从电话线接收到载波信号恢复成数字信波信号恢复成数字信号送给计算机号送给计算机MODEMMODEM本地本地本地本地电话网电话网电话网电话网MODEMMODEM计算机网络计算机网络计算机网络计算机网络音频模拟信号音频模拟信号音频模拟信号音
15、频模拟信号计算机计算机计算机计算机数字数字数字数字信号信号信号信号因特网服务提供商因特网服务提供商(ISP)(ISP)计算机用户计算机用户数字数字数字数字信号信号信号信号缺点：缺点： 传输速率低传输速率低 每次都要拨号每次都要拨号 上网时不能通电话上网时不能通电话 费用不便宜费用不便宜4/22/202217接入技术2：ADSL不对称数字用户线(ADSL):也通过本地公用电话网接入计算机网络配置：ADSLModem以太网网卡原理：频分多路复用+数字调制传输速率：上传: 64kbps256kbps下行速度: 18Mbps (1)上网和通话互不影响上网和通话互不影响(2) 不需要缴付额外的电话费不需
16、要缴付额外的电话费(3) 传输速率可根据线路情况调整传输速率可根据线路情况调整电话机电话机PC机机以太网卡以太网卡 （住户）（住户）ADSLMODEM电话交换机电话交换机计算机计算机网网(ISP)（电话局）（电话局）ADSLMODEM分离器分离器(滤波器滤波器)电话机电话机滤滤波波器器ADSL （Asymmetric Digital Subscriber Line ，非对称数字用户环路）是一种新的数据传输方式。它因为上行和下行带宽不对称，因此称为非对称数字用户线环路。 4/22/202218接入技术3：有线电视网接入有线电视已经广泛采用光纤同轴电缆混合网（Hybrid Fiber Coaxial，简称HFC）进行信息传输。HFC主干线部分采用光纤连接到小区，然后在 “最后1公里”时使用同轴电缆以树枝型总线方式接入用户居所。 HFC网络接入因特网时大部分采用传统的高速局域网技术，但最重要的组成部分也就是同轴电缆到用户电脑这一段使用的是电缆调制解调器（Cable MODEM）技术Cable MODEM的基本原理与ADSL相似有线电视网络有线电视网络（HFC）分频器分频器4/22/20221
