IP地址和域名(計算機網(wǎng)絡(luò)知識十大經(jīng)典課件)

4.2IP地址和域名

本節(jié)的主要內(nèi)容有：主機與主機的地址IP地址IP地址的分類網(wǎng)絡(luò)掩碼域名系統(tǒng)（或域名地址）2/4/202314.2.1主機與主機的地址主機（host）：連接到Internet上，并且運行了TCP/IP協(xié)議的任何計算機。主機地址（hostaddress）：由于Internet是一個巨大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，在其中進(jìn)行通信或信息交換的基本要求就是網(wǎng)上的每臺主機（如計算機、路由器等）都要有一個唯一的可標(biāo)識的編號或名字，這一標(biāo)識符稱為主機地址。采用“IP地址”和“域名地址”2/4/20232

4.2.2IP地址（1）1、物理地址：

即主機的網(wǎng)卡地址。絕大多數(shù)物理地址都是以太網(wǎng)卡地址，它有48位，以16進(jìn)制的方式表示。2、IP地址：

在Internet上為每臺主機指定的地址稱為IP地址。它是在TCP/IP協(xié)議中所規(guī)定的Internet的每個節(jié)點都要有的統(tǒng)一格式的地址。是Internet主機地址的一種數(shù)字型標(biāo)識，是一個機器可識別的地址。（注意：一臺計算機可以有多個IP地址，但一個IP地址不能由兩臺或兩臺以上計算機共同擁有）2/4/202333、IP地址的含義和特點（1）它是Internet上通用的地址格式通過IP地址使得網(wǎng)上的計算機能夠彼此交換信息，它采用32位二進(jìn)制地址格式進(jìn)行編碼。IP地址能貫穿于整個網(wǎng)絡(luò)，而不管每個具體的網(wǎng)絡(luò)是采用何種技術(shù)或結(jié)構(gòu)。（2）Internet上每臺主機都必須有IP地址

IP地址是識別Internet上每臺主機（包括計算機、路由器等）的端口地址，凡是上網(wǎng)的計算機都必須分配有IP地址，否則無法進(jìn)行通信。（3）IP地址是唯一的IP地址是識別Internet上每臺主機的身份證，因此每臺計算機的IP地址在全網(wǎng)中是唯一的。4.2.2IP地址（2）2/4/202344.2.2IP地址（3）4、IP地址的獲取方法IP地址由Internet協(xié)會(ISOC)下的NIC中的編號管理局（IANA）統(tǒng)一分配并制定有關(guān)政策。所有的IP地址都要由這一國際組織--NIC統(tǒng)一分配，目前共有三個這樣的NIC：InterNIC：負(fù)責(zé)北美及其它地區(qū)ENIC：負(fù)責(zé)歐洲地區(qū)APNIC：負(fù)責(zé)亞太地區(qū)

APNIC總部設(shè)在日本東京大學(xué)。我國申請IP地址都要經(jīng)過APNIC。具體可通過向國內(nèi)一些代理機構(gòu)提出。2/4/20235

4.2.2IP地址（4）5、

IP地址的格式（或表示法）（1）二進(jìn)制數(shù)表示的IP地址：由以一個32位的二進(jìn)制數(shù)組成，分為4段，每段8位。如：11001010110000000010000001100100

（2）點分十進(jìn)制表示：將上述分為4段的二進(jìn)制數(shù)，每段用相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)表示。段與段之間用“.”隔開。如：上面的32位二進(jìn)制的IP地址所對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)標(biāo)識為：00

說明：從點分十進(jìn)制的IP地址表示法可知，每個十進(jìn)制數(shù)的取值范圍是0-255，因此Internet上最多可容納的主機數(shù)為：2564≈43億（臺）。2/4/20236

4.2.3IP地址的分類（1）1、IP地址所包含的信息：IP地址是采用層次方式按邏輯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分的，因此在IP地址中包含了兩部分信息：網(wǎng)絡(luò)地址（NetworkID）：標(biāo)識了主機所在的邏輯網(wǎng)絡(luò)。

主機地址（hostID）：用來識別該網(wǎng)絡(luò)中的一臺主機。2、IP地址的類別為了根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模來合理分配IP地址，通常將IP地址分為三個基本類：A類、B類、C類。還有2個特殊類：D類和E類。。2/4/202374.2.3IP地址的分類（2）3、IP地址的分類方法:

：網(wǎng)絡(luò)號；

：主機號。

0A類10B類用前7位來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)號，后24位標(biāo)識主機號，最前面一位為“0”。這樣A類所能表示的網(wǎng)絡(luò)數(shù)范圍為：0-127，適用于大型網(wǎng)絡(luò)的管理。因此，A類地址范圍是：1.x.y.z-126.x.y.z。用前14位來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)號，后16位標(biāo)識主機號，最前面兩位為“10”。這樣第一段所表示的范圍為：128-191。通常B類地址適用于中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)（如各地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)管理中心）。2/4/202384.2.3IP地址的分類（3）11011101111多點廣播保留給將來使用C類D類E類3、IP地址的分類方法（續(xù)）

：網(wǎng)絡(luò)號；

：主機號。

用前21位來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)號，后8位標(biāo)識主機號，最前面三位為“110”。這樣第一段所表示的范圍為：192-223。通常c類地址的網(wǎng)絡(luò)號數(shù)遠(yuǎn)大于主機號數(shù)，一般適用于校園網(wǎng)等小型網(wǎng)絡(luò)。2/4/20239主機標(biāo)識的有關(guān)規(guī)定全“1”和全“0”的地址是專用的，不能進(jìn)行分配。每一臺主機都必須有一個非零的主機標(biāo)識；全“1”的主機標(biāo)識保留作為該網(wǎng)絡(luò)的廣播地址；全“0”的主機標(biāo)識用于代表該網(wǎng)絡(luò)本身；

是保留地址,不能作為網(wǎng)絡(luò)地址。

稱為自返或回送（Loopback）地址，用于回路測試,。2/4/2023104.2.3IP地址的分類（4）為用戶專網(wǎng)保留的地址（全“0”和全“1”的地址保留）A類：--55B類：--55C類：--55類別起始位 第一節(jié)范圍網(wǎng)絡(luò)數(shù) 每個子網(wǎng)主機數(shù) 主機總數(shù)A類：0+ 1~127126 16777214 2113928964B類：10+ 128~19116384 65534 1073741824C類：110+ 192~2232097152 254 536870912D類：1110+（廣播地址，供特殊協(xié)議向選定的節(jié)點發(fā)送信息用）E類：1111+（保留地址）

總計 2113662 37245417002/4/2023114.2.4私有網(wǎng)絡(luò)地址(PrivateNetworkAddress)

RFC1597,為那些沒有連接到Internet或者安裝了防火墻的組織,預(yù)留了一系列私有網(wǎng)絡(luò)地址。私有網(wǎng)絡(luò)地址包括：A類-------55B類------55C類0------**RFC：INTERNET的工作文件，其主要內(nèi)容為TCP/IP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)文檔的一系列注釋和說明。2/4/202312

4.2.5子網(wǎng)（subnet)在現(xiàn)有的三類網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上將網(wǎng)絡(luò)作進(jìn)一步劃分所得到的網(wǎng)絡(luò)成為子網(wǎng)。即在內(nèi)部可以直接通信的IP主機的集合每一個子網(wǎng)是一個完全獨立的網(wǎng)絡(luò)，子網(wǎng)之間，子網(wǎng)與一般的網(wǎng)絡(luò)之間必須通過路由器作為網(wǎng)關(guān)來實現(xiàn)互聯(lián)。劃分子網(wǎng)有利于提高地址空間的實際利用率；在以太網(wǎng)的環(huán)境下有利于提高子網(wǎng)內(nèi)的傳輸帶寬。路由器通過子網(wǎng)掩碼識別子網(wǎng)的地址。2/4/202313子網(wǎng)的概念

傳統(tǒng)的IP地址用A,B,C等類劃分，網(wǎng)絡(luò)號與主機號的分隔必須固定在某個點分符上，在IP地址越來越緊張的時候這個問題就很突出了?？勺冮L子網(wǎng)掩碼VLSM(RFC1009)允許在主機號的比特位中繼續(xù)定義子網(wǎng)掩碼/子網(wǎng)擴展前綴，分隔不必在點分符上。用IP地址中的主機號（host-id）字段中的前若干比特位作為“子網(wǎng)號字段”，后面剩下的仍為主機號字段，再通過路由器將劃分出的子網(wǎng)互連形成單位內(nèi)部網(wǎng)，便于網(wǎng)絡(luò)的管理和使用。

2/4/2023144.2.6子網(wǎng)的劃分方法

子網(wǎng)的劃分方法是將單個網(wǎng)絡(luò)號對應(yīng)的主機號分為兩個部分，其中一部分用于子網(wǎng)號編址，另一部分用于主機號編址，如下圖所示。

2/4/2023154.2.7子網(wǎng)掩碼（SubnetMask）

在劃分子網(wǎng)時，TCP/IP使用了子網(wǎng)掩碼。子網(wǎng)掩碼也是一個32位的二進(jìn)制數(shù)，其形式與IP地址相同。它主要有兩大功能：一是通過子網(wǎng)掩碼，可以區(qū)分一個IP地址中的哪些位對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)地址（包括子網(wǎng)地址）、哪些位對應(yīng)于主機地址；二是將網(wǎng)絡(luò)分為多個子網(wǎng)。子網(wǎng)掩碼的取值，通常是將對應(yīng)于IP地址中網(wǎng)絡(luò)地址（網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號）的所有位都設(shè)置為“1”，對應(yīng)于主機地址（主機號）的所有位都設(shè)置為“0”。

2/4/202316子網(wǎng)掩碼和IP地址結(jié)合使用，對子網(wǎng)掩碼和IP地址進(jìn)行“按位與”運算，可以分出一個IP地址的網(wǎng)絡(luò)號和主機號。下表是一個例子，IP地址為35的主機，如采用的子網(wǎng)掩碼是，通過“與”運算，可以斷定該主機是網(wǎng)絡(luò)中的第491號主機。

2/4/202317例如：有一個C類地址為：3，其默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼為：，則它的網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址可按如下方法得到：

1）將IP地址3轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制11000000000010011100100000001101

2）將子網(wǎng)掩碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制11111111111111111111111100000000

3）將兩個二進(jìn)制數(shù)邏輯與（AND）運算后得出的結(jié)果即為網(wǎng)絡(luò)部分，即11000000000010011100100000001101AND11111111111111111111111100000000=11000000000010011100100000000000，結(jié)果為，則網(wǎng)絡(luò)地址為。

4）將子網(wǎng)掩碼取反再與IP地址邏輯與（AND）后得到的結(jié)果即為主機部分，即11000000000010011100100000001101AND00000000000000000000000011111111=00000000000000000000000000001101，結(jié)果為3，即主機地址為13。

2/4/2023184.2.8子網(wǎng)劃分的規(guī)則RFC950中的規(guī)則RFC950規(guī)定了子網(wǎng)劃分的規(guī)范，其中對網(wǎng)絡(luò)地址中的子網(wǎng)號作了如下的規(guī)定：由于網(wǎng)絡(luò)號全為“0”代表的是本網(wǎng)絡(luò)，所以網(wǎng)絡(luò)地址中的子網(wǎng)號也不能全為“0”，子網(wǎng)號全為“0”時，表示本子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)號全為“1”表示的是廣播地址，所以網(wǎng)絡(luò)地址中的子網(wǎng)號也不能全為“1”，全為“1”的地址用于向子網(wǎng)廣播。所以，在劃分子網(wǎng)時需要考慮子網(wǎng)號不能全取“1”和“0”。

2/4/202319例如:某單位現(xiàn)有100臺計算機需要聯(lián)網(wǎng)，要求每個子網(wǎng)內(nèi)的主機數(shù)不少于40臺，問使用一個C類地址如何劃分子網(wǎng)？第一步，確定需要劃分的子網(wǎng)數(shù)。使用一個C類地址劃分子網(wǎng)，必然要從代表主機號的第四個字節(jié)中取出若干位用于劃分子網(wǎng)。若取出1位，根據(jù)子網(wǎng)劃分規(guī)則，無法使用。若取出3位，可以劃分出8個子網(wǎng)，但每個子網(wǎng)容納主機數(shù)為30，而實際要求是每個子網(wǎng)內(nèi)的主機不少于40臺。若取出2位，可以劃分出2個可用子網(wǎng)，每個子網(wǎng)可容納62個主機號，因此取出2位劃分子網(wǎng)是可行的。

2/4/202320第二步，確定子網(wǎng)掩碼。按照子網(wǎng)掩碼的取值規(guī)則，子網(wǎng)掩碼為92。如下圖所示。

2/4/202321第三步，確定標(biāo)識每一個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址。如下圖所示，兩個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址分別為4和28。2/4/202322第四步，確定每一個子網(wǎng)的主機地址范圍。如下圖所示。

2/4/202323C類網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)劃分示例設(shè)要將某一C類網(wǎng)（)劃分出20個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)至少可容納5臺主機。

根據(jù)上頁表中可能的劃分方法，應(yīng)選擇5位子網(wǎng)代碼，相應(yīng)地：子網(wǎng)掩碼：48子網(wǎng)數(shù)：30每個子網(wǎng)可容納的主機數(shù)：6子網(wǎng)1：48子網(wǎng)2：48子網(wǎng)3：648…...2/4/202324子網(wǎng)劃分的規(guī)則RFC1878中的規(guī)則1985年制定的RFC950中阻止使用全0全1的子網(wǎng)號以便與老式的路由器兼容，所以上例中的4個子網(wǎng)還要減去兩個。但現(xiàn)在新的路由器大都支持CIDR（ClasslessInter-DomainRouting:無類域間路由）協(xié)議，CIDR摒棄了傳統(tǒng)基于類的地址分配方式，規(guī)定可以使用任意長度的網(wǎng)絡(luò)地址部分，因此在1995年制定的RFC1878(IPv4可變長子網(wǎng)表)中允許使用全0和全1的子網(wǎng)號，所以上例中對C類網(wǎng)絡(luò)使用子網(wǎng)掩碼92劃分出的4個子網(wǎng)都可以使用，每個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址和主機IP地址范圍如下表所示。

2/4/202325上例中每個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址范圍。

2/4/202326默認(rèn)網(wǎng)關(guān)（DefaultGateway）為了使一臺計算機能在TCP/IP環(huán)境中正常工作，必須提供如下地址信息：①計算機的IP地址：用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的每一臺計算機；②計算機所在網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼：用于區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡(luò)ID和主機ID；③一個默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的IP地址：用于將子網(wǎng)掩碼過濾出的IP分組導(dǎo)向目的主機。發(fā)往同一個子網(wǎng)上的數(shù)據(jù)分組可以直接流向目的地，而對于那些目的地不是本地網(wǎng)絡(luò)上的計算機的數(shù)據(jù)分組，就需要一個默認(rèn)的網(wǎng)關(guān)，把這些分組導(dǎo)向另一個子網(wǎng)中的目標(biāo)系統(tǒng)。

2/4/202327TCP/IP通信協(xié)議的安裝與設(shè)置2/4/202328TCP/IP實用程序TCP/IP是一種復(fù)雜的協(xié)議集合。多數(shù)廠家開發(fā)的協(xié)議組都包括大量實用程序，用來查看配置信息和進(jìn)行故障排除。在下面的小節(jié)中，我們將介紹下列常用的TCP/IP實用程序：●分組Internet查找實用程序（ping）?！竦刂方馕鰠f(xié)議（AddressResolutionProtocol，ARP）和反向ARP（ReverseARP，RARP）?！馧etstat和tpcon?！馡P配置實用程序：ipconfig、winipcfg、config和ifconfig?！衤酚筛檶嵱贸绦颍簍raceroute、tracert和iptrace。注意，執(zhí)行相同功能的實用程序在不同的廠商那里的名稱可能行所不同。

2/4/2023291.用Ping命令測定網(wǎng)絡(luò)的連通性

2.ARP和RARP

ARP指的是協(xié)議本身和用來查看及控制ARP高速緩存的命令行實用程序。

3.Netstat/Tpcon

網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計命令可幫助我們獲取很多有用的網(wǎng)絡(luò)連接信息。netstat命令在Windows和UNIX/Linux中用來顯示TCP/IP連接和協(xié)議信息。Novell中用tpconNLM命令。

4.Ipconfig、Winipcfg、Config和Ifconfig

根據(jù)操作系統(tǒng)的不同，使用下列實用程序可以顯示TCP/IP配置信息：

●Ipconfig——WindowsNT和Windows2000（命令行）

●Winicfg——Windows95和98（圖形界面）

●Ifconfig——UNIX和Linux（命令行）

●Config——NetWare（服務(wù)器控制臺）

5.Tracert、Iptrace和Traceroute

本命令用來跟蹤分組從源計算機發(fā)送到目標(biāo)主機的路由。TCP/IP堆棧中包括識別信息傳遞所通過的路由器的路由跟蹤實用程序。根據(jù)操作系統(tǒng)的不同，可以使用下列程序中的一種：

●Tracert——Windows

●Iptrace——NetWareNLM

●Traceroute——UNIX/LINUX2/4/2023302/4/202331

4.2.9域名系統(tǒng)DNS（1）域名（domainname)

在Internet中，采用IP地址可以直接訪問網(wǎng)絡(luò)中的一切主機資源，但是IP地址難于記憶，于是便產(chǎn)生了一套易于記憶的、具有一定意義的用字符來表示的IP地址，這就是域名。域名的特點(1)易于記憶和理解;(2)使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)更易于管理;(3)在應(yīng)用上與IP地址等效。2/4/2023324.2.9域名系統(tǒng)DNS（2）IP地址到名字地址間的映射：便于記憶例：==中央廣播電視大學(xué)Web服務(wù)器名字由DNS服務(wù)器解析逆向?qū)哟涡兔麢C制=Web服務(wù)器.北京大學(xué).教育機構(gòu).中國(2)行業(yè)和組織頂級域名：com，edu，gov，mil，net，org，int國家和地區(qū)頂級域名：au,cn,tw,hk,jp,it2/4/202333

4.2.10域名系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)2/4/202334域名系統(tǒng)采用層次型命名機制，語法是：

主機名.第n級子域名……第2級子域名.第1級子域名域名地址一般包含四部分內(nèi)容，他們分別是：計算機名.機構(gòu)名.網(wǎng)絡(luò)分類名.國家名如：第一級子域名(最高級域名:top-leveldomain)是一種標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)號以保證域名系統(tǒng)的通用性。

4.2.11域名系統(tǒng)的命名機制2/4/202335有關(guān)第一級域名的規(guī)定：（1）一般地，Internet地址的最后一部分代表了最大的區(qū)域，通常為國家代碼。

域名國家/地區(qū)代碼au澳大利亞ca加拿大cn中國fr法國jp日本hk香港tw臺灣域名國家/地區(qū)代碼de德國uk英國fi芬蘭it意大利es西班牙dk丹麥nz新西蘭2/4/202336域名意義

com商業(yè)組織edu教育部門gov政府部門mil軍事部門

net網(wǎng)絡(luò)組織

org非贏利組織int國際組織（2）美國通常不使用國家代碼作為地址的最后一部分，而分別以：例www.www.2/4/202337域名命名例子：

廣東廣播電視大學(xué)校園網(wǎng)內(nèi)負(fù)責(zé)收發(fā)電子郵件的主機代號叫mail,其域名為：

其中，“cn”代表中國（國家名），“edu”代表教育機構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)分類名，gdrtvu代表廣東廣播電視大學(xué)（機構(gòu)名），“mail”則為郵件服務(wù)器的主機名（計算機名）。前一個區(qū)域被后一個區(qū)域包含，是后一個區(qū)域子域。2/4/202338中國的頂級域名是cn,下屬的二級域名分兩類機構(gòu)類別域名

（最初為6個，1997年后增加了7個）

：-----用于科研機構(gòu)

------用于工、商、金融企業(yè)------用于教育機構(gòu) ------用于非贏利組織------用于政府部門 ------用于互聯(lián)網(wǎng)行政區(qū)類別域名（34個）：

適用于各省、市、直轄市，一般取地名前兩個漢字的拼音縮寫。如：

------北京------上海

-----廣東------湖南2/4/202339

4.3地址與域名的解析4.3.1網(wǎng)絡(luò)上的主機地址

在Internet上的每一臺主機，都可能同時具備以下3個地址標(biāo)識：

域名：這是一個具有一定含義又便于記憶的名字，由授權(quán)單位認(rèn)定，在Internet上是唯一的。

IP地址（邏輯地址）：這是一個數(shù)字型的地址（32位），由授權(quán)單位認(rèn)定，在Internet上也是唯一的。物理地址（網(wǎng)卡地址）：這是安裝在主機上的網(wǎng)卡地址，每一塊網(wǎng)卡都有一個全球范圍內(nèi)唯一的地址（48位），它存儲在網(wǎng)卡的ROM中。2/4/202340每一個Internet上的主機都有與之對應(yīng)的三個地址，即物理地址（硬件地址）、IP地址和主機域名。主機的物理地址是網(wǎng)卡制造者制作在網(wǎng)卡上的無法改變的地址碼。IP地址是一種二進(jìn)制數(shù)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機標(biāo)識，數(shù)字型標(biāo)識對計算機網(wǎng)絡(luò)是最有效的，但對使用網(wǎng)絡(luò)的人卻不愿意使用難于記憶的IP地址，為此人們研究出一種字符型標(biāo)識，這就是主機的域名。主機域名、IP地址和物理地址之間的關(guān)系如下圖。

2/4/202341圖9-6主機域名、IP地址與物理地址之間的轉(zhuǎn)換

2/4/202342

4.3.2地址解析1、地址解析的含義

將IP地址與物理地址之間建立一個雙向的映射關(guān)系，稱為地址解析（AddressResolution）。

IP地址物理地址在Internet協(xié)議組中，有兩種地址解析協(xié)議：正向解析：

指從IP地址到物理地址的映射，使用ARP協(xié)議（AddressResolutionProtocol）反向解析：指從物理地址到IP地址的映射，使用RARP協(xié)議（ReverseAddressResolutionProtocol）2/4/202343

4.3.2地址解析（2）2、正向地址解析（IP地址→物理地址）

在互聯(lián)網(wǎng)中，IP及其以上各層所發(fā)出的數(shù)據(jù)都要使用IP地址進(jìn)行標(biāo)識，而物理網(wǎng)絡(luò)本身不認(rèn)識IP地址，故必須將IP地址映射成物理地址，才能將數(shù)據(jù)發(fā)往目的地。這一過程就是正向地址解析。ARP協(xié)議（AddressResolutionProtocol）。3、反向地址解析：（物理地址→IP地址）

此映射主要用于網(wǎng)絡(luò)中的無盤站，因為無盤站的IP地址和其它各類文件都存放在服務(wù)器上，無盤站本身只用到一個物理地址。通過RARP，使無盤站能獲取自己的IP地址。也只有無盤站才使用RARP。

RARP協(xié)議（ReverseAddressResolutionProtocol）。2/4/202344Ib:→物理地址=？主機B的：IP:=Ethernet（物理地址）:0800.0020.1111解析的過程收到廣播是本機IP地址3、正向地址解析協(xié)議工作原理示意圖AB廣播發(fā)送ARP請求報文：其中包含：Ia-Pa，IbIa-PaARP回應(yīng)報文2/4/202345

4.3.3域名解析（1）1、域名解析的含義

在Internet中，當(dāng)用戶使用主機域名進(jìn)行通信時，系統(tǒng)必須將域名映射為IP地址或反之。這種將域名映射成相應(yīng)的IP地址的過程稱為域名解析（NameResolution）。域名解析包含兩個過程：正向域名解析：將域名映射成IP地址的過程，或者說從域名得到IP地址的過程。即“域名地址→IP地址”。反向域名解析：將IP地址映射成域名的過程，或者說從IP地址找到相應(yīng)的域名的過程。這種情況一般使用不多。2/4/202346

4.3.3域名解析（2）2、域名服務(wù)器在Internet上，“域名?IP地址”的映射或解析工作由一組既獨立又協(xié)作的服務(wù)器來完成，并稱為域名服務(wù)器（DomainNameServer，簡稱DNS）。域名服務(wù)器也稱為名字服務(wù)器，相應(yīng)地完成該映射工作的軟件稱為域名解析器（NameResolver）軟件。域名服務(wù)器的分布結(jié)構(gòu)

與域名的層次結(jié)構(gòu)類似，Internet上眾多的域名服務(wù)器也是按樹型層次結(jié)構(gòu)分布的（見下圖）。2/4/202347

4.3.4域名服務(wù)器的層次結(jié)構(gòu)2/4/2023484.3.5域名的解析方法一般來說，按上圖中的域名服務(wù)器的層次結(jié)構(gòu)，對于任何一個域名只要從根服務(wù)器開始，自頂向下進(jìn)行搜索，通過一次搜索就可找到與之相應(yīng)的IP地址。域名解析的實際過程中，通常采用以下兩種方法：

1、遞歸解析法

從根服務(wù)器開始，自頂向下一級一級往下解析，直到找到相應(yīng)的IP地址為止。

2、重復(fù)解析（或反復(fù)解析）法

從本地的DNS開始，若在本DNS管理范圍內(nèi)找不到相應(yīng)的域名，則將請求轉(zhuǎn)向更高一層或最靠近的DNS；若還是找不到，則再向高一層的DNS查詢，直至最后找到請求域名及相應(yīng)的IP地址為止。2/4/202349域名解析過程如下：是否在本域？查詢請求Y返回結(jié)果重復(fù)解析？返回結(jié)果YNN遞歸解析返回結(jié)果2/4/202350

域名解析（遞歸解析）過程舉例如從本地訪問：首先由本地的DNS解析，若解析不了，將名字交給根中國（cn）的DNS解析；若中國（cn）的DNS解析不了，將名字交給根中國教科網(wǎng)（edu）的DNS解析；若教科網(wǎng)（edu）的DNS解析不了，將名字交給根北京大學(xué)（pku）的DNS解析；最后由北京大學(xué)的DNS解析出的IP地址為：2，并將該IP地址返回給用戶。2/4/202351

4.3.6域名解析性能的優(yōu)化

在域名的解析過程中，為提高速度，可以在兩方面進(jìn)行優(yōu)化：1、復(fù)制根DNS可以被復(fù)制出若干副本，并存放在世界各地的多處域名服務(wù)器中。實際應(yīng)用時，地理位置最近的域名服務(wù)器通常響應(yīng)最快。

2、緩存在每個域名服務(wù)器內(nèi)存中開辟一個“域名緩存區(qū)”，用來存放最近一段時間中解析過的域名及相應(yīng)的IP地址，以及描述該域名的服務(wù)器位置信息。

2/4/2023524.3.7關(guān)于域名服務(wù)器應(yīng)注意的問題域名在整個Internet中必須是唯一的。因此當(dāng)高級子域名相同時，低級子域名不允許重復(fù)。在域名中字母的大寫和小寫沒有區(qū)別。當(dāng)一臺主機從一處移到另一處時，當(dāng)它屬于不同的網(wǎng)絡(luò)時，其IP地址必須更換，但可以保留原來的域名，域名的解析（從域名查找相應(yīng)的IP地址）仍依賴于原來的域名服務(wù)器。主機的IP地址和其域名對通信協(xié)議來說具有相同的作用。如果你的系統(tǒng)沒有域名服務(wù)器時，則只能使用IP地址不能使用域名。2/4/202353

4.3.8主機入網(wǎng)的主要參數(shù)主機的IP地址子網(wǎng)掩碼或網(wǎng)絡(luò)掩碼缺省的路由器的IP地址域名服務(wù)器的IP地址一臺主機要加入Internet，所需設(shè)置的主要參數(shù)有：2/4/202354

4.3.9域名服務(wù)器（DNS）的建立為了將用戶的局域網(wǎng)（LAN）、內(nèi)連網(wǎng)（Intranet）與Internet互聯(lián)，需要向ISP申請很多IP地址（通常是C類地址）。這時，用戶就需要在自己的網(wǎng)絡(luò)中建立一個域名服務(wù)器（DNS），進(jìn)行本網(wǎng)絡(luò)的域名（通常是四級域名）與IP地址的轉(zhuǎn)換。而且該DNS還必須與上一層域名服務(wù)器建立關(guān)系，以便在必要時向上一層DNS發(fā)出域名查詢請求。下面介紹在WindowsNT平臺下的DNS的安裝與設(shè)置。2/4/202355

4.3.9DNS的建立（2）1、安裝DNS管理程序

條件：已安裝WindowsNT4.0和TCP/IP協(xié)議。

步驟：（1）“控制面板”→“網(wǎng)絡(luò)”→對話框選“服務(wù)”。（2）對話框選“添加”→“選定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”對話框選“MicrosoftDNS服務(wù)器”→“確定”→輸入安裝文件的所在路徑→“繼續(xù)”→復(fù)制完成后選“關(guān)閉”（3）重新啟動計算機（4）“管理工具”中已增加了“DNS管理器”選項2/4/202356

4.3.9DNS的建立（3）2、添加DNS、主機名或IP地址

DNS的設(shè)置：

由于用戶局域網(wǎng)中的域名均為四級域名（就是主機名），因此需將各主機名和IP地址對照表裝入域名服務(wù)器中。這就是DNS的設(shè)置。設(shè)置步驟：（1）“開始”→“程序”→“管理工具”→“DNS管理器”→出現(xiàn)“域名服務(wù)管理器”窗口→選“DNS”→“添加服務(wù)器”。（2）出現(xiàn)”添加DNS服務(wù)器“對話框→輸入DNS服務(wù)器的主機名或IP地址（即該主機的IP地址）→”確定“。2/4/202357

4.3.9DNS的建立（3）3、設(shè)置DNS服務(wù)器管理的域名范圍和域名

設(shè)置步驟：

（1）接上一步在“域名管理服務(wù)器”窗口中設(shè)置該DNS服務(wù)器所能管理的域名范圍：先選定一DNS服務(wù)器。（2）菜單中選“DNS”→“新建區(qū)域”→出現(xiàn)“創(chuàng)建新區(qū)域”對話框”→“主要”→“下一步”。

（3）在出現(xiàn)的對話框的“區(qū)域信息”框的“區(qū)域名”中輸入?yún)^(qū)域名（即該局域網(wǎng)所能管理的域，如向ISP申請到的三級域名）→單擊“區(qū)域文件”欄→”下一步“→”完成“。（4）此時，可以在出現(xiàn)的“域名服務(wù)管理器”窗口中出現(xiàn)了一個域名服務(wù)器，其下有一個緩存，是專為該服務(wù)器設(shè)置的。2/4/202358

4.3.9DNS的建立（4）4、建立主機名與IP地址的對照表

設(shè)置步驟：

（1）在“域名管理服務(wù)器”窗口中選“DNS”菜單下的“新建主機”→出現(xiàn)的“新建主機”對話框→可輸入主機名及其對應(yīng)的IP地址。（2）按“添加”→繼續(xù)輸入本網(wǎng)絡(luò)中該區(qū)域各主機名及其對應(yīng)的IP地址。

2/4/202359

4.4IP協(xié)議2.4.1IP協(xié)議的主要功能IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議集中最重要的一個協(xié)議。它充分體現(xiàn)了TCP/IP技術(shù)的包容性與廣泛性。IP協(xié)議的主要功能包括三部分：

IP數(shù)據(jù)報傳送

IP數(shù)據(jù)報的路由選擇差錯處理

下面分別進(jìn)行介紹。2/4/202360

4.4.2包、幀與數(shù)據(jù)報（1）1、包（Packet）

在計算機網(wǎng)絡(luò)中，為了使網(wǎng)上的每臺計算機都能得到公平快捷的服務(wù)，將數(shù)據(jù)分成小塊單獨發(fā)送，各小塊都到達(dá)目的地后再組裝成原來的數(shù)據(jù)，這種小塊稱為“包”。因此計算機網(wǎng)絡(luò)也稱為包交換網(wǎng)絡(luò)（PacketSwitchingNetwork）。采用包交換技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)中每臺計算機都能得到迅速的服務(wù)而不被任何一臺獨占。2/4/202361

4.4.2包、幀與數(shù)據(jù)報（2）2、幀（Frame）

適用于作為一個單位來傳送的數(shù)據(jù)塊（如OSI模型中的數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)單元），也是一種特定網(wǎng)絡(luò)類型中的“包”。每一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對其所用的幀的格式、大小等技術(shù)細(xì)節(jié)都有嚴(yán)格、確切的定義。3、IP數(shù)據(jù)報（IPDatagram）

又稱為數(shù)據(jù)報。指含有源地址、目的地址以及數(shù)據(jù)的信息單位，也是互聯(lián)網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)的基本單元，可同通過包交換網(wǎng)絡(luò)安排路由發(fā)送出去。

組成：由報頭和數(shù)據(jù)區(qū)兩部分組成。2/4/202362

4.4.3數(shù)據(jù)報的分片與重組1、數(shù)據(jù)報的封裝

由于在物理網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)是以幀的形式傳輸?shù)摹Ｒ虼藬?shù)據(jù)報也必須封裝成幀來傳輸。將整個數(shù)據(jù)報作為數(shù)據(jù)裝入幀的數(shù)據(jù)區(qū)就稱為封裝。如下圖所示。數(shù)據(jù)報頭數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)區(qū)幀頭幀數(shù)據(jù)區(qū)2/4/202363

4.4.3數(shù)據(jù)報的分片與重組（2）2、數(shù)據(jù)報的分片（Fragmentation）

由于不同類型的物理網(wǎng)絡(luò)對于幀的大小有不同的限制，因此在Internet中，路由器從一個網(wǎng)絡(luò)上接收到的幀并不意味著能在另一個網(wǎng)絡(luò)中直接發(fā)送。為此，IP協(xié)議中采用一種對數(shù)據(jù)報進(jìn)行分片的技術(shù)。即當(dāng)一個數(shù)據(jù)報的大小超過目的網(wǎng)絡(luò)的MTU（最大傳輸單元）時，路由器會將該數(shù)據(jù)報分割成若干較小的部分（稱為“片”），然后再分別發(fā)送這些數(shù)據(jù)片。如下圖所示。IP頭原始數(shù)據(jù)報文區(qū)IP頭部1數(shù)據(jù)1IP頭部2數(shù)據(jù)2IP頭部3數(shù)據(jù)32/4/202364

4.4.3數(shù)據(jù)報的分片與重組（3）3、數(shù)據(jù)報的重組

當(dāng)一個數(shù)據(jù)報的大小超過所傳送的物理網(wǎng)絡(luò)的MTU（最大傳輸單元）時，需要將數(shù)據(jù)報進(jìn)行分片處理，然后分別進(jìn)行發(fā)送。當(dāng)數(shù)據(jù)片到達(dá)目的地后，需要對“片”進(jìn)行重組，才能得到原來的完整數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)報的分片是在傳輸路徑中MTU不同的兩個網(wǎng)絡(luò)間的路由器（或網(wǎng)關(guān)）上發(fā)生的。而片的重組是在目的主機中進(jìn)行的。2/4/202365

4.4.4數(shù)據(jù)報的路由選擇1、數(shù)據(jù)報的傳送過程

數(shù)據(jù)報沿著從源地址到目的地址的一條路徑通過互聯(lián)網(wǎng)時，中間將通過若干個路由器。路由器收到該數(shù)據(jù)報時，先從報頭中取出目的IP地址，由此IP地址決定該數(shù)據(jù)報應(yīng)發(fā)往的下一地址。為了方便高效地選擇下一地址，在每個路由器中都建有一個路由選擇表，表中指明了該路由器能通往的目的IP地址或要經(jīng)過的下一主機的IP地址等信息。2、路由選擇（或轉(zhuǎn)發(fā)）指用路由選擇表為數(shù)據(jù)報選擇下一地址的過程。2/4/202366

4.4.4數(shù)據(jù)報的路由選擇（2）

3、路由選擇實例

網(wǎng)絡(luò)1路由器A網(wǎng)絡(luò)2路由器B網(wǎng)絡(luò)3路由器C網(wǎng)絡(luò)4目的地掩碼下一站DeliverdirectDeliverdirect路由器B的路由選擇表2/4/202367

4.4.5差錯及其報告機制（1）1、ICMP協(xié)議

在數(shù)據(jù)報的傳送過程中，可能會出現(xiàn)各種差錯和故障。為了使路由器能對這些差錯和故障進(jìn)行報告，在IP協(xié)議中包含了一個專門用于發(fā)送差錯報文的協(xié)議--ICMP（InternetControlMessageProtocol：Internet報文控制協(xié)議），作為傳輸差錯報文和網(wǎng)絡(luò)控制信息的主要手段。2、差錯報告機制當(dāng)路由器發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)報的傳輸差錯后，立即向源主機發(fā)送ICMP報文，將差錯情況報告給源主機。源主機收到ICMP報文后確定差錯類型，必要時重發(fā)出錯的數(shù)據(jù)報。2/4/202368