第5章 INTERNET教學(xué)課件

第5章Internet

5.1Internet概述

5.2Internet的工作原理

5.3Internet的IP地址與域名

5.4Internet接入技術(shù)

5.5Internet的月員務(wù)和應(yīng)用

m南大學(xué)時學(xué)底

5.1Internet概述

5.1.1Internet的基本概念

5.1.2Internet的發(fā)展歷程

5.1.3Internet的管理組織

5.1.4Internet的組成與功能

m南大與同學(xué)底

5.1.1Internet的基本概念

1.Internet的定義

對于Internet美國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)理事會給出如下定義：

(1)是一個全球性的信息系統(tǒng)；

(2)是基于Internet協(xié)議及其補(bǔ)充部分的全球唯一的一

個由地址空間邏輯連接而成的系統(tǒng)；

(3)它通過使用TCP/IP協(xié)議組及其補(bǔ)充部分或其他IP

兼容協(xié)議支持通信；

(4)它公開或非公開地提供使用或訪問存在于通信和相

關(guān)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的高級別服務(wù)。

5.1.1Internet的基本概念

2.Internet邏輯結(jié)構(gòu)

Internet使用路由器將分布在世界各地的、數(shù)以千計的規(guī)模

不一的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互邊起來，成為一個超大型國際網(wǎng)。

圖5.1Interne不勺邏輯結(jié)構(gòu)

第5章Internet4

5.1.1Internet的基本概念

3.Internet的特點

（1）靈活多樣的入網(wǎng)方式。任何計算機(jī)，只要采用

TCP/IP協(xié)議，與Internet中的任何一臺主機(jī)通信，就可以成

為Internet的一部分。

（2）三大技術(shù)融為一體。Internet融合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒

體技術(shù)和超文本技術(shù)，提供了極為豐富的信息資源和友好的

操作界面。

（3）采用C/S（客戶機(jī)/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)。

（4）信息覆蓋面廣、容量大、時效長。

（5）收費低廉。

第5章Internet5

5.1.2Internet的發(fā)展歷程

1.Internet的發(fā)展階段

Internet的發(fā)展可分為三個階段：

(1)1968-1984年為研究實驗階段。此時的Internet

以ARPAnet為主干網(wǎng)。

(2)1984?1991年為實用發(fā)展階段。此時的Internet以

美國國家科學(xué)基金網(wǎng)NSFnet為主干網(wǎng)。

(3)自1991年起為商業(yè)化階段。

今日，Internet已經(jīng)聯(lián)系著全球不同國家和地區(qū)的數(shù)以

萬計的子網(wǎng)和近2億臺主機(jī)，直接上網(wǎng)用戶達(dá)到7.86億，占

人口總量的12%,全球域名數(shù)和網(wǎng)站數(shù)分別達(dá)到6300萬和

460077.0

第5章Internet

5.1.2Internet的發(fā)展歷程

2.我國Internet的發(fā)展

Internet引入我國的時間不長，但發(fā)展很快，其發(fā)展可分

為三個階段：

(1)1986年一1993年，研究試驗階段(E-mailOnly)

1987年9月CANET在北京計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究所內(nèi)正式

建成中國第一個國際互聯(lián)網(wǎng)電子郵件節(jié)點，并于9月14日發(fā)出

了中國第一封電子郵件：“AcrosstheGreatWallwecan

reacheverycornerintheworld.(越過長城,走向世界)”，

揭開了中國人使用互聯(lián)網(wǎng)的序幕。

5.1.2Internet的發(fā)展歷程

（2）1994年—1996年，起步階段（FullFunction

Connection）,主要為教育科研應(yīng)用。

1994年1月，美國國家科學(xué)基金會同意了NCFC正式接入

Internet的要求。同年4月20日，NCFC工程通過美國Sprint公司

連入Internet的64K國際專線開通，實現(xiàn)了與Internet的全功能

連接，從此我國正式成為有Internet的國家。

隨后四大公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)逐步建成，為我國Internet的發(fā)

展創(chuàng)造了條件。

＞中國公用分組交換數(shù)據(jù)通信網(wǎng)（ChinaPAC）

＞中國公用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（ChinaDDN）

＞中國公用幀中繼網(wǎng)（ChinaFRN）

＞中國公用計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（ChinaNet）

第5章Internet8

5.1.2Internet的發(fā)展歷程

(3)從1997年至今，快速增長階段。

在這一階段我國的Internet沿著兩個方向迅速發(fā)展，一是商業(yè)網(wǎng)絡(luò)

迅速發(fā)展，二是政府上網(wǎng)工程開始啟動。

(4)從2004年開始，步入多元化實用階段

從中國進(jìn)入國際互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至今，我國互聯(lián)網(wǎng)日新月異，取得了豐

碩成果，并在普及應(yīng)用上進(jìn)入嶄新的多元化應(yīng)用階段。主要體現(xiàn)在上

網(wǎng)方式更加多元化、上網(wǎng)途徑多元化、實際應(yīng)用更加多元化、上網(wǎng)用

戶所屬行業(yè)進(jìn)一步多元化等多方面。

第5章Internet9

5.1.2Internet的發(fā)展歷程

（5）目前發(fā)展情況\

總體來看，從1994年正式接入Intern戌到現(xiàn)在的十年間，我國互聯(lián)

網(wǎng)絡(luò)在上網(wǎng)計算機(jī)數(shù)、上網(wǎng)用戶人數(shù)、CN下注冊的域名數(shù)、WWW站

點數(shù)、網(wǎng)絡(luò)國際出口帶寬、IP地址數(shù)等方面皆有不同程度的變化，呈

現(xiàn)出快速增長態(tài)勢

總體來看，國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)自1997年以后基本保持每半年翻一

番的增長速度。增長到今天，上網(wǎng)用戶已超過8000萬。據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)

絡(luò)信息中心（CNNIC）公布的統(tǒng)計報告顯示，截止到2003年12月31日,

我國的上網(wǎng)計算機(jī)總數(shù)已達(dá)3089萬臺，上網(wǎng)用戶總?cè)藬?shù)為7950萬人，

CN下注冊的域名數(shù)為340040個。WWW站點數(shù)為595550個。國際出

5.1.2Internet的發(fā)展歷程

3.下一代Internet\

下一代Internet主要包括三大計劃：

(1)NGI計劃。NextGenerationInternet-----NGL是美國白宮在

1996年10月宣布的一個計劃，其主要研究工作涉及協(xié)議、開發(fā)、部署

高端試驗網(wǎng)以及應(yīng)用演示。

(2)InternetH。Internetn是由美國184所大學(xué)和70家企業(yè)共同努

力建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)。致力于開發(fā)一種更加復(fù)雜的，帶寬更寬并且能夠提供更

好服務(wù)質(zhì)量(QualityofService------QoS)的Internet,希望能為將來的

商業(yè)應(yīng)用提供可靠的技術(shù)支撐。

(3)GTRN計劃。GlobalTerabitResearchNetwork——GTRN,

是美國Internet2聯(lián)合歐洲、亞洲各國發(fā)起的一個計劃，積極推動全球化

的下一代互聯(lián)網(wǎng)研究和建設(shè)。

第5章Internet11

5.1.3Internet的管理組織

在Internet中沒有一個有絕對權(quán)威的管理機(jī)構(gòu)，任何接入者

都是自愿的。Internet是一個互相協(xié)作、共同遵守一種通信協(xié)議

的集合體。

1.Internet管理者

最局權(quán)威機(jī)構(gòu)Internet協(xié)會

Internet體系結(jié)構(gòu)委員會（IAB）

>Internet工程任務(wù)組（IETF）

>Internet研究任務(wù)組（IRTF）

Internet日常管理機(jī)構(gòu)

>網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心（NOC）

>網(wǎng)絡(luò)信息中心（NIC）

第5章Internet

5.1.3Internet的管理組織

2.我國的Internet管理者

我國的Internet由中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心（CNNIC）進(jìn)行

管理，其主要職責(zé)如下：

（1）為我國的互聯(lián)網(wǎng)用戶提供域名注冊、IP地址分配等

注冊服務(wù)。

（2）提供網(wǎng)絡(luò)技術(shù)資料、政策與法規(guī)、入網(wǎng)方法、用戶

培訓(xùn)資料等信息服務(wù)。

（3）提供網(wǎng)絡(luò)通信目錄、主頁目錄與各種信息庫等目錄

服務(wù)。

CNNIC工作委員會由國內(nèi)著名專家與五大主干網(wǎng)的代

表組成，它們的具體任務(wù)是協(xié)助制訂網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方針與政策,

協(xié)調(diào)我國的信息化建設(shè)工作。

第5章Internet13

5.1.4Internet的組成與功能

1.Internet的組成部分

(1)通信線路(2)路由器

(3)主機(jī)(4)信息資源

2.Internet的主要功能

(1)共享的資源寶庫(2)便利的通信服務(wù)

(3)快捷的電子商務(wù)(4)豐富的遠(yuǎn)程教育

(5)即時的醫(yī)療服務(wù)(6)公開的政府工作

(7)動感的娛樂項目

第5章Internet14

5.2Internet的工作原工

5.2.1分組交換原理

5.2.2TCP/IP協(xié)議

5.2.3Internet的工作模式

m南大與同學(xué)底

5.2.1分組交換原理

1,共享線路與延遲

在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)中的計算機(jī)往往是通過共享的

方式來共同使用底層的硬件設(shè)備，比如說通信線路等。這種

方式的缺點是當(dāng)一臺計算機(jī)長時間占用共享設(shè)備時，就會產(chǎn)

生延遲，解決的方法是將信息分解成數(shù)據(jù)包，每臺機(jī)器每次

只能傳送一定數(shù)量的數(shù)據(jù)包，這稱為輪流共享。

2.分組交換

上文中提到的這種分割數(shù)據(jù)總量，輪流服務(wù)的方法稱

為分組交換，而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中用這種方式來共享網(wǎng)絡(luò)資源的

技術(shù)就稱為分組交換技術(shù)。Internet上所有的數(shù)據(jù)都以分組

的形式傳送。這種方式可以有效地避開延遲，使網(wǎng)絡(luò)中的計

算機(jī)輪流、公平地享用網(wǎng)絡(luò)資源。

第5章Internet16

5.2.2TCP/IP協(xié)議

1.TCP/IP協(xié)議簡介

TCP/IP協(xié)議最早由斯坦福大學(xué)的兩名研

究人員于1973年提出。

由于它的跨平臺性，ARPAnet規(guī)定：所

有連入ARPAnet的計算機(jī)都必須采用該協(xié)議,

由此TCP/IP協(xié)議就成為Internet的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

第5章Internet17

5.2.2TCP/IP協(xié)議、

TCP/IP協(xié)議套件實際上是一個協(xié)議族，包括TCP協(xié)議、

IP協(xié)議以及其它一些協(xié)議。每種協(xié)議采用不同的格式和方式

傳送數(shù)據(jù)，它們都是Internet的基礎(chǔ)，一個協(xié)議套件是相互

補(bǔ)充、相互配合的多個協(xié)議的集合。其中TCP協(xié)議用于在

程序間傳送數(shù)據(jù)，IP協(xié)議則用于在主機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)。如

下列出了TCP/IP協(xié)議套件中的成員。

＞應(yīng)用層SMTPDNSNSPFTPTELNET

WWWHTTP

＞傳輸層TCPUDPNVP

＞互聯(lián)層IPICMPIGMP

＞網(wǎng)絡(luò)接口層ARPRARP

第5章Internet18

5.2.2TCP/IP協(xié)議

2.TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)的概念結(jié)構(gòu)

從概念上講，TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)Internet提供了3組服務(wù)，這

三個概念層及其相互的依賴關(guān)系，如圖5.12所示。

最底層的服務(wù)被定義不可靠的、盡最大努力傳送的、無

連接分組傳送系統(tǒng)，這種機(jī)制稱為Internet協(xié)議，即IP協(xié)議。

而Internet數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃跃陀傻诙觼肀ＷC，在這一

層TCP協(xié)議給出了一種可靠的面向連接的傳送機(jī)制。

應(yīng)用服務(wù)

TCP協(xié)議—>|可靠的傳送服務(wù)

IP^議一］無連接分組傳送服務(wù)

圖5.12互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的三個概念層

第5章Internet19

5.2.2TCP/IP協(xié)議\

3.IP工作原理、

IP協(xié)議詳細(xì)規(guī)定了計算機(jī)在通信時應(yīng)遵循的規(guī)則，它是

最基本的軟件，每臺準(zhǔn)備通信的計算機(jī)者必須有IP軟件駐留

在其內(nèi)存中。

IP的三個重要作用：

（1）IP定義了在TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳送的基本單元，

規(guī)定了互聯(lián)網(wǎng)上傳送的數(shù)據(jù)格式。這種統(tǒng)一的IP報文是實現(xiàn)異

構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)最關(guān)鍵的一步。

（2）IP軟件完成路由選擇功能，選擇數(shù)據(jù)傳送的路徑。

（3）IP包含了一組不可靠分組傳送的規(guī)則，指明了分組處

理、差錯信息發(fā)生以及分組丟棄等的規(guī)則。但由于是無連接的

點到點傳輸機(jī)制，IP協(xié)議不能保證報文傳遞的可靠性。

第5章Internet

5.2.2TCP/IP協(xié)議

Internet上遵守IP規(guī)范格式的分組稱為IP數(shù)據(jù)報。格式

如圖5.13所示。、

04816182431

版本號IP頭長度

服務(wù)級別（8位）數(shù)據(jù)報總長度（16位）

（4位）（8位）

標(biāo)識（16位）標(biāo)志（3位）片偏移（13位）

生存時間（8位）傳輸協(xié)議（8位）報頭檢驗和（16位）

源地址（64位）

目的地址（64位）

任選項（長度不定）填充

數(shù)據(jù)

圖5.13IP協(xié)議數(shù)據(jù)報結(jié)構(gòu)

第5章Internet21

5.2.2TCP/IP協(xié)議

4.TCP工作原理

IP協(xié)議只管將數(shù)據(jù)包盡力傳送到目的主機(jī)，無論傳輸正

確與否，不做驗證，不發(fā)確認(rèn)，也不保證數(shù)據(jù)包的順序，而

這一問題就由傳輸層TCP協(xié)議來解決。TCP協(xié)議為Internet

提供了可靠的無差錯的通信服務(wù)。

當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地后，計算機(jī)首先去掉地址標(biāo)志，利

用TCP的裝箱單檢查數(shù)據(jù)在傳輸中是否有損失，如果接收方

發(fā)現(xiàn)有損壞的數(shù)據(jù)包，就要求發(fā)送端重新發(fā)送被損壞的數(shù)據(jù)

包，確認(rèn)無誤后再將各個數(shù)據(jù)包重新組合成原文件。

第5章Internet

5.2.2TCP/IP協(xié)議

TCP的三個重要作用：

＞TCP提供計算機(jī)程序間的連接，是一種端到端的服務(wù)

＞恢復(fù)丟失的分組

＞TCP自動進(jìn)行重傳

TCP/IP的可靠傳輸服務(wù)有以下五個特征：

＞面向數(shù)據(jù)流

＞虛電路連接

＞有緩沖的傳輸

＞無結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流

＞全雙工連接

第5章Internet

5.2.2TCP/IP協(xié)議

（3）TCP數(shù)據(jù)報

Internet中發(fā)送方和接收方的TCP軟件都是以數(shù)據(jù)段

（segment）的形式來交換數(shù)據(jù)的。TCP軟件根據(jù)IP協(xié)議的

載荷能力和物理網(wǎng)絡(luò)的最大傳輸單元（MaximumTransfer

Unit,MTU）來決定數(shù)據(jù)段的大小，這些數(shù)據(jù)段稱為TCP數(shù)

據(jù)報報文，其格式如圖5.14所示。

0410162431

源端口（16位）目的端口（16位）

序歹U號（32位）

確認(rèn)號（32位）

報頭長度保留碼位

窗口盡寸（16位）

（4位）（6位）（6位）

校驗和（16位）緊急指針（16位）

任選項（長度不定）填充

數(shù)據(jù)

圖5.14TCP報文格式

第5章Internet24

5.2.3Internet的工作模式

Internet采用客戶與服務(wù)器的工作模式（簡稱C/S模

式）。例如Internet的各種應(yīng)用服務(wù)——E-mail.>WWW、

FTP等，都采用C/S模式。這種方式大大減少了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳

輸量，具有較高的效率，并能減少局域網(wǎng)上的信息阻塞。

1.C/S的基本概念

C/S（Client/server即客戶機(jī)/服務(wù)器）模式是由客戶

機(jī)、服務(wù)器構(gòu)成的一種網(wǎng)絡(luò)計算環(huán)境，它把應(yīng)用程序分成兩

部分，一部分運(yùn)行在客戶機(jī)上，另一部分運(yùn)行在服務(wù)器上，

由二者各司其職，共同完成。

第5章Internet

5.2.3Internet的工作模式

2.c/s的運(yùn)作過程

c/s的典型運(yùn)作過程包括五個主要步驟：

（1）服務(wù)器監(jiān)聽相應(yīng)窗口的輸入；

（2）客戶機(jī)發(fā)出請求；

（3）服務(wù)器接收到此請求；

（4）服務(wù)器處理此請求，并將結(jié)果返回給客戶機(jī);

（5）重復(fù)上述過程，直至完成任務(wù)一次會話過程。

5.2.3Internet的工作模式

C/S的典型運(yùn)作過程如圖5.15所示。

__________?請求

響應(yīng)

請求

Response

Request響應(yīng)

進(jìn)程通信設(shè)備

---??---

客戶機(jī)服務(wù)器

圖5.15C/S運(yùn)作過程

5.2.3Internet的工作模式

3.c/s系統(tǒng)的優(yōu)點

C/S工作模式大大提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率，主要表現(xiàn)在：

(1)減少了客戶機(jī)與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸量，并使客

戶程序與服務(wù)程序之間的通信過程標(biāo)準(zhǔn)化；

(2)將客戶程序與服務(wù)程序分配在不同的主機(jī)上運(yùn)行，

實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分散化存儲和集中使用；

(3)一個客戶程序可與多個服務(wù)程序鏈接，用戶能夠根

據(jù)需要訪問多臺主機(jī)。

5.2.3Internet的工作模式

4.B/S的概念

近年來，Internet網(wǎng)絡(luò)中又出現(xiàn)了一種新的模式，即

Browser/Server(B/S)結(jié)構(gòu)。這是一種分布式的C/S結(jié)構(gòu)，

中間多了一層web服務(wù)器，用戶可以通過瀏覽器向分布在網(wǎng)

絡(luò)上的許多服務(wù)器發(fā)出請求。

B/S結(jié)構(gòu)簡化了客戶機(jī)的管理工作，客戶機(jī)上只需安裝、

配置少量的客戶端軟件，而服務(wù)器將承擔(dān)更多工作，對數(shù)據(jù)

庫的訪問和應(yīng)用系統(tǒng)的執(zhí)行將在服務(wù)器上完成。

第5章Internet

5.2.3Internet的工作模式

5.B/S的組成

（D硬件

一臺或多臺高檔服務(wù)器、微機(jī)或終端、集線器、交換機(jī)、

網(wǎng)卡和網(wǎng)線等。

（2）軟件

①瀏覽器

②服務(wù)器端軟件

③網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

④應(yīng)用軟件

第5章Internet30

5.2.3Internet的工作模式

6.B/S的運(yùn)作過程

B/S的運(yùn)作過程如圖5.16所示。

圖5.16B/S模式的運(yùn)作過程

5.2.3Internet的工作模式

7.c/s結(jié)構(gòu)與B/S結(jié)構(gòu)的比較

C/S結(jié)構(gòu)與B/S結(jié)構(gòu)的比較如表5-4所示。

表5-4C/S結(jié)構(gòu)與B/S結(jié)構(gòu)的比較

名癡、'優(yōu)點問題

客戶端負(fù)擔(dān)加重，服務(wù)器應(yīng)用需客

模式客戶端使用GUI易開發(fā)復(fù)雜程序

C/S戶端程序

Web服務(wù)器應(yīng)用環(huán)境弱、不能構(gòu)造

模式同一客戶機(jī)可連接任意服務(wù)器

B/S復(fù)雜應(yīng)用程序

5.3Internet的IP地址與相

5.3.1IP地址

5.3,2子網(wǎng)劃分

5.3.3IPv6

5.3.4域名

5.3.5域名解析

m南大與同學(xué)底

5.3.1IP地址

1.IP地址結(jié)構(gòu)和編址方案

IP地址是按照IP協(xié)議規(guī)定的格式，為每一個正式接入

Internet的主機(jī)所分配的、供全世界標(biāo)識的唯一通信地址。IP

地址用二進(jìn)制表示，目前每個IP地址長度為32位。

一根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，IP的編址方案將IP地址分為A到E五類，其中A、

B、C類稱為基本類，用于主機(jī)地址，下面將作詳細(xì)介紹，D類用

于組播，E類為保留不用。如圖5.17所示。

三類IP地址空間分布為，A類網(wǎng)絡(luò)共有126個，B類網(wǎng)絡(luò)共有

16000個，C類網(wǎng)絡(luò)共有200萬個。

第5章Internet

5.3.1IP地址

86

I24

127832

A類0網(wǎng)絡(luò)號（7位）主機(jī)號（24知

123151632

B類10網(wǎng)絡(luò)號（14位）主機(jī)號（16位）

1234232/32

C類110網(wǎng)絡(luò)號G1位）主機(jī)號（8位）

1234532

D類1110廣播地址

1234532

E類1111保留地址

5.3.1IP地址、

2.IP地址表示方式

每8位一組用十進(jìn)制表示，并利用點號分割各部分，用

此種方法表示的IP地址范圍為000.0到55。

表5-6IP地址范圍及說明

地址類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識范圍特殊IP說明

A0-127保留，作為本機(jī)

Oxx.x保留，指定本網(wǎng)中的某個主機(jī)

10.X.X.X,供私人使用的保留地址

127.X.X.X保留用于回送，在本地機(jī)器上進(jìn)行測試和實現(xiàn)進(jìn)程

間通信。發(fā)送到127的分組永遠(yuǎn)不會出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上。

B128-191172.16.x.x-172.31.x.x,供私人使用的保留地址

C192~223192.168.0.X-192.168.255.X,供私人使用的保留地址，常用

于局域網(wǎng)中

D224-239用于廣播傳送至多個目的地址用

E240~255保留地址

55用于對本地網(wǎng)上的所有主機(jī)進(jìn)行廣播，地

址類型為有限廣播

注：

①網(wǎng)絡(luò)號.主機(jī)號，主機(jī)號全為o用于標(biāo)識本網(wǎng)絡(luò)，將IP地址的主機(jī)號字段置為全o即可指

明一個網(wǎng)絡(luò)的地址，如（一個A類網(wǎng)絡(luò)地址）。

②網(wǎng)絡(luò)號.主機(jī)號，主機(jī)號全為1用于在特定網(wǎng)上廣播，地址類型為直接廣播，$IIW6..1.1.1

用于在106段的網(wǎng)絡(luò)上向所右7：和廣一璃-…一

第5章Internet36

5.3.1IP地址

3.我國現(xiàn)有IPv4總數(shù)

截止到2004年6月30日，按地區(qū)劃分我國IPv4數(shù)量情況如下：

我國大陸IPv4地址總數(shù)為：49421824個，折合2A+242B+30C；

臺灣地區(qū)IPv4地址總數(shù)為：13476096個，折合205B+161C；

香港特區(qū)IPv4地址總數(shù)為：5516288個，折合84B+44C；

澳門特區(qū)IPv4地址總數(shù)為：126976個，折合1B+240C。

其中，A、B、C為地址類型，）\、B、C字母前的數(shù)字表示有幾個該種類型的

地址。

___________

第5章Internet37

5.3.2子網(wǎng)劃分

1.子網(wǎng)和主機(jī)

圖5.18顯示了一個B類地址的子網(wǎng)地址表示方法。此例中，B類

地址的主機(jī)地址共16位，用它的高7位作為子網(wǎng)地址，主機(jī)地址的

低9位作為每個子網(wǎng)的主機(jī)號。

018162431

B類13網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)械址

11

(a)劃分子網(wǎng)前

1-------7位-----1-------9位-----J

01816222431

1

B類13向絡(luò)地址子網(wǎng)地址：主機(jī)地址

111

(b)劃分子網(wǎng)后

5.3.2子網(wǎng)劃分

假定原來的網(wǎng)絡(luò)地址為128.1000,劃分子網(wǎng)后,

128.1020表示第1個子網(wǎng)；

表示第2個子網(wǎng)；

在這個方案中，最多可以有27-2=126個子網(wǎng)（不含全0和全

1的子網(wǎng)，因為路由協(xié)議不支持全?；蛉?的子網(wǎng)掩碼，全0和全

1的網(wǎng)段都不能使用）。每個子網(wǎng)最多可以有29-2二510臺主機(jī)

（不含全0和全1的主機(jī)）。

子網(wǎng)地址的位數(shù)沒有限制（但顯然不能是1位，其實1位的

子網(wǎng)地址相當(dāng)于并未劃分子網(wǎng)，主機(jī)地址也不能只保留1位），

可由網(wǎng)絡(luò)管理人員根據(jù)所需子網(wǎng)個數(shù)和子網(wǎng)中主機(jī)數(shù)目確定。

第5章Internet

5.3.2子網(wǎng)劃分

2.網(wǎng)絡(luò)掩碼、

在數(shù)據(jù)的傳輸中，路由器必須從IP數(shù)據(jù)報的目的IP地址中分

離出網(wǎng)絡(luò)地址，才能知道下一站的位置。為了分離網(wǎng)絡(luò)地址，就

要使用網(wǎng)絡(luò)掩碼。

網(wǎng)絡(luò)掩碼為32位二進(jìn)制數(shù)值，分別對應(yīng)IP地址的32位二進(jìn)制

數(shù)值。對于IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號部分在網(wǎng)絡(luò)掩碼中用“1”表示，對

于IP地址中的主機(jī)號部分在網(wǎng)絡(luò)掩碼中用“0”表示。

A類地址的網(wǎng)絡(luò)掩碼為：

B類地址的網(wǎng)絡(luò)掩碼為：

C類地址的網(wǎng)絡(luò)掩碼為：

第5章Internet

5.3.2子網(wǎng)劃分

可見，網(wǎng)絡(luò)掩碼主要有兩大作用：一

⑴充分利用IP地址，減少地址空間浪費。它可將一個網(wǎng)

段劃分為多個子網(wǎng)段，便于網(wǎng)絡(luò)管理。

⑵便于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備盡快地區(qū)分本網(wǎng)段地址和非本網(wǎng)段的地

址。

第5章Internet

5.3.3Ipv6

IPv6是IPv4的替代品，由于未來世界網(wǎng)絡(luò)化以后，每一

個設(shè)備都要被分配一個IP地址，導(dǎo)致IPv4地址資源的匱乏，

于是就產(chǎn)生了IPv6。

IPv6是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心協(xié)議，它在下一代網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)

中，在基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備服務(wù)、媒體應(yīng)用、電子商務(wù)等方面將

形成具有巨大潛力的產(chǎn)業(yè)。Ipv6對我國也具有非常重要的意

義。

由于政府的大力支持，我國各主要航空公司已經(jīng)開始建

立IPv6網(wǎng)絡(luò)，我國進(jìn)入IPv6的預(yù)定時期在2005年，為了達(dá)到

這個目標(biāo)，將投資超過一億六千九百萬美元，預(yù)計中國將在

2010年之前成為世界上最大的IPv6網(wǎng)絡(luò)之一。

第5章Internet

5.3.3Ipv6

1.Ipv6的特點

Ipv6是IP的下一個版本，它主要有五個特點：

(1)地址尺寸(AddressSize)。按照IPv6標(biāo)準(zhǔn)，在地球

表面的每一個平方米面積內(nèi)，可以容納6X1023個地址。也就

是說地球上的每粒沙子都可以分配到IP地址。

(2)頭部格式(HeaderFormat)。簡化了報頭，減少了

路由表長度。

(3)可擴(kuò)展的協(xié)議(ExtensibleProtocol)o增強(qiáng)了選項

和擴(kuò)展功能，具有更高的靈活性和更強(qiáng)的功能。

(4)服務(wù)質(zhì)量(QoS)

5.3.3Ipv6

2.IPv6地址空間分配

IPv6的地址空間被劃分為若干大小不等的地址塊，其初始劃

分情況如表5-7所示。其中格式前綴(FP,FormatPrefix)指

地址的高n位部分，n為整數(shù)并可變，格式前綴標(biāo)識了地址所屬類

型。

目前，初始只劃定了約15%的地址空間，還有大部分地址尚未

分配，以備將來使用。

5.3.3Ipv6

3.IPv6地址類型

在IPv6中，地址不是賦給某個結(jié)點，而是賦給結(jié)點上的

具體接口。通常一個IPv6報文可以歸納為以下3種類型的地

址：

(1)單播地址，標(biāo)識單個接口，數(shù)據(jù)報將選擇一條最短

路徑到達(dá)目的接口，采用分層地址格式。

(2)多播地址，標(biāo)識一組接口，數(shù)據(jù)報將發(fā)送給使用該

多投點地址的所有接口。

(3)任意播送地址，標(biāo)識一組接口，數(shù)據(jù)取只發(fā)送給其

中的一個接口。

第5章Internet

5.3.3Ipv6

4.特殊IPv6地址\

(1)未指定地址。即全“0”地址，0:0:0:0:0:0:0:0或：：。它不能分

配給任何節(jié)點。它的一個應(yīng)用示例是初始化主機(jī)時，在主機(jī)未取得自己的

地址以前，可在它發(fā)送的任何IPv6包的源地址字段放上不確定地址。

(2)回送地址。0:0:0:0:0:0:0:1或：：1為回送地址，它不能作為一種

資源地址分配給任何一個物理接口，只能用作對自身發(fā)送數(shù)據(jù)包，主要用

于測試軟件和配置。類同于IPv4地址中的127.0.0.1。

(3)嵌入IPv4的IPv6地址

將IPv4地址的編碼過渡到IPv6,可行的辦法是在IPv6地址中嵌入IPv4,

前80位設(shè)為0,緊跟的16位表明嵌入方式，最后的32位為IPv4地址。

第5章Internet46

5.3.3Ipv6

5.IPv6地址表示法

IPv6采用了一種新的方式——冒分十六進(jìn)制表示法。將地址

中每16位為一組，寫成四位的十六進(jìn)制數(shù)，兩組間用冒號分隔。

例如:

0.0.255.255

（點分十進(jìn)制）

可轉(zhuǎn)為：69DC:8864:FFFF:FFFF:0:1280:8C0A:FFFF

（冒分十進(jìn)制表示）

此外，還有一種優(yōu)化的表示方法叫零壓縮（zero

compression）,這種方法進(jìn)一步減少了字符個數(shù)。零壓縮用兩

個冒號代替連續(xù)的零。

例如：FF0C:0:0:0:0:0:0:B1

可以寫成：FF0C::B1

第5章Internet47

5.3.3Ipv6

6.我國現(xiàn)有IPv6總數(shù)和分配'

截止到2004年6月，全球已分配606個IPv6地址塊。其中，中

國11塊，占全部已分配IPv6地址塊數(shù)量的1.8%。具體數(shù)目如下:

我國大陸IPv6地址總數(shù)為：11/32+/48；

臺灣地區(qū)IPv6地址總數(shù)為：16/32+/48；

香港特區(qū)IPv6地址總數(shù)為：3/32+/64。

5.3.3Ipv6

7.從IPv4至UlPv6的演進(jìn)

從IPv4到IPv6的演進(jìn)是一個逐漸演進(jìn)的過程，而不是徹

底改變的過程。一旦引入IPv6技術(shù)，要實現(xiàn)全球IPv6互聯(lián)，

仍需要一段時間使所有服務(wù)都實現(xiàn)全球IPv6互連。

在第一個演進(jìn)階段，只要將小規(guī)模的IPv6網(wǎng)絡(luò)連入IPv4

互聯(lián)網(wǎng)，就可以通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)訪問IPv6服務(wù)。但是基于IPv4

的服務(wù)已經(jīng)很成熟，它們不會立即消失。重要的是一方面要

繼續(xù)維護(hù)這些服務(wù)，同時還要支持IPv4和IPv6之間的互通性。

第5章Internet

5.3.3Ipv6

8.IPv6現(xiàn)有實驗網(wǎng)絡(luò)

1999年7月，IANA授權(quán)APNIC、ARIN和RIPE分配商用IPv6

地址，此時IPv6進(jìn)入了實用化階段。實驗(示范)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的總

趨勢是提供以國家乃至洲際為單位的純IPv6連接。當(dāng)前比較有名

的IPv6實驗網(wǎng)有以下幾個：

(1)6Bone

(2)6REN

(3)我國CERNETIPv6試驗床

1999年，CERNET在國內(nèi)教育網(wǎng)范圍內(nèi)組建了IPv6試驗

床，八大地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心全部加入，CERNET在試驗床的

pTLA(pseudoTopLevelAggregation)地址范圍內(nèi)開始

分配地址，同時進(jìn)行了有關(guān)IPv6各種特性的研究與開發(fā)。

5.3.4域名

1.域名空間與域名規(guī)則

IP地址雖然能夠唯一地標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)上的計算機(jī)，但它是數(shù)字型

的，對使用網(wǎng)絡(luò)的人來說有不便記憶的缺點，因而提出了字符型

的域名標(biāo)識，將二進(jìn)制的IP地址轉(zhuǎn)換成字符型地址，即域名地址，

簡稱域名(DomainName)。

目前使用的域名是一種層次型命名法，它與Internet網(wǎng)的層次

結(jié)構(gòu)相對應(yīng)。域名使用的字符包括字母、數(shù)字和連字符，而且必

須以字母或數(shù)字開頭和結(jié)尾。整個域名總長度不得超過255個字符。

在實際使用中，每個域名的長度一般小于8個字符。其格式如下：

5.3.4域名

2.中國的二級域名

中國的最高域名為cn。二級域名分為用戶類型域名

和省、市、自治區(qū)域名兩類。

⑴用戶類型域名。如ac表示科研機(jī)構(gòu)；com表示工、

商、金融等企業(yè)；edu表示教育機(jī)構(gòu)等。

⑵省、市、自治區(qū)域名。這類域名共34個，適用于

我國各省、自治區(qū)、直轄市。如代表北京市；

代表上海市；代表湖南省等。

5.3.4域名

3.IP地址與域名

IP地址和域名相對應(yīng)，域名也是全球唯一的。域名是IP

地址的字符表示，目的是便于記憶，它與IP地址是等效的。

當(dāng)用戶使用IP地址時，負(fù)責(zé)管理的計算機(jī)可直接與對

應(yīng)的主機(jī)聯(lián)系，而使用域名時，則先將域名送往域名服務(wù)器

DNS,通過服務(wù)器上的域名和IP地址對照表翻譯成相應(yīng)的IP

地址，傳回負(fù)責(zé)管理的計算機(jī)后，再通過該IP地址與主機(jī)聯(lián)

系。一臺計算機(jī)可以有多個域名（一般用于不同的目的），但

只能有一個IP地址。一臺主機(jī)從一個地方移到另一個地方，

5.3.5域名解析

1.域名服務(wù)器

對應(yīng)于域名結(jié)構(gòu)，Internet域名服務(wù)器也構(gòu)成一定的樹型

層次結(jié)構(gòu)。如圖5.25、圖5.26所不。

根服務(wù)器

\\

\、

根服務(wù)器\

.com域服務(wù)器.edu域服務(wù)器.cn域服務(wù)器\

h?,

.ibm.com.sohu.comx.hn.cn____

/.ibm.com.mit.com.hn.com

.duke,edu.ucb.edu.mit.edu子域服務(wù)器子域服務(wù)器子域服務(wù)器

圖5.25域名服務(wù)器的邏輯結(jié)構(gòu)圖5.26域名服務(wù)器的物理結(jié)構(gòu)

15L

第5章Internet/

5.3.5域名解析

2.域名解析方式

域名解析的方式有兩種。

一種是遞歸解析(recursiveresolution),遞歸地一個域

名服務(wù)器請求下一個服務(wù)器，直到最后找到相匹配的地址。

另一種是迭代解析(iterativeresolution),每次請求一

個服務(wù)器，當(dāng)本地域名服務(wù)器不能獲得查詢答案時，就返回

下一個域名服務(wù)器的名字給客戶端。

二者的區(qū)別在于前者將復(fù)雜性和負(fù)擔(dān)交給服務(wù)器軟件，

適用于域名請求不多的情況。后者將復(fù)雜性和負(fù)擔(dān)交給解析

器軟件，適用于域名請求較多的環(huán)境。

5.3.5域名解析

3.域名解析的效率

域名解析服務(wù)提供了兩方面的優(yōu)化：復(fù)制和高速緩存。

復(fù)制是指在每個主機(jī)上保留一個本地域名服務(wù)器數(shù)據(jù)庫

的副本。由于不需要任何網(wǎng)絡(luò)交互就能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，復(fù)制使得

本地主機(jī)上的域名轉(zhuǎn)換非?？?。

高速緩存是比復(fù)制更重要的優(yōu)化技術(shù)，它可使非本地域

名解析的開銷大大降低。網(wǎng)絡(luò)中每個域名服務(wù)器都維護(hù)一個

高速緩存器，由高速緩存器來存放用過的域名和從何處獲得

域名映射信息的記錄。

第5章Internet56

5.3.5域名解析

4.域名、IP地址以及物理網(wǎng)絡(luò)\

域名、IP地址和物理網(wǎng)絡(luò)地址是主機(jī)標(biāo)識符的三個不同層次，

每一層標(biāo)識符到另一層標(biāo)識符的映射發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的不同

—to

首先，當(dāng)用戶與應(yīng)用程序交互時給出域名。

第二，應(yīng)用程序使用DNS將這個名字翻譯為一個IP地址；放在

數(shù)據(jù)報中的是IP地址而不是域名。

第三，IP在每個路由器上轉(zhuǎn)發(fā)，常常意味著將一個IP地址映射

為另一個IP地址

最后，IP使用ARP協(xié)議將路由器的IP地址翻譯成機(jī)器的物理地

址，在物理層發(fā)送的幀頭部中有這些物理地址。,

第5章Internet57

5.4Internet接入技術(shù)

5.4.1Internet骨干網(wǎng)

5.4.2Internet接入網(wǎng)

5.4.3電話撥號接入

5.4.4專線接入

5.4.5ISDN接入

546xDSL接入

547HFC接入

5.4.8光纖接入

5.4.9無線接入

5.4Internet接入技術(shù)

Internet接入方式的結(jié)構(gòu)，統(tǒng)稱為Internet接入技術(shù)，

其發(fā)生在連接網(wǎng)絡(luò)與用戶的最后一段路程。

接入Internet的方式很多，除了最常見的撥號接入外,

目前正廣泛興起的寬帶網(wǎng)接入相對于傳統(tǒng)的窄帶接入而言

顯示了其不可比擬的優(yōu)勢和強(qiáng)勁的生命力。為了適應(yīng)新的

形式和需要，出現(xiàn)了多種寬帶接入網(wǎng)技術(shù)。包括銅線接入

技術(shù)xDSL、光纖接入技術(shù)、混合光纖同軸（HFC）接入

技術(shù)等多種有線接入技術(shù)以及無線接入技術(shù)。然而，各種

各樣的寬帶接入方式都有其自身的長短、優(yōu)劣，不同需要

的用戶應(yīng)該根據(jù)自己的實際情況做出合理的選擇。本節(jié)將

介紹這些Internet接入方式。

5.4.1Internet骨干網(wǎng)

1.我國Internet骨干網(wǎng)

骨干網(wǎng)是國家批準(zhǔn)的可以直接和國外連接的城市級高速互聯(lián)網(wǎng)，它由

所有用戶共享，負(fù)責(zé)傳輸大范圍(在城市之間和國家之間)的骨干數(shù)據(jù)流:

骨干網(wǎng)基于光纖，通常采用高速傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)和高速包交換設(shè)備提供

網(wǎng)絡(luò)路由。我國現(xiàn)有Internet骨干網(wǎng)：

(1)中國科技網(wǎng)

(2)中國公用計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)(CHINANET)

(3)中國教育和科研計算機(jī)網(wǎng)(CERNET)

(4)中國聯(lián)通計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)(UNINET)

(5)中國網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)(CNCNET)

(6)中國國際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)(CIETNET)

(7)中國長城網(wǎng)(CGWNET)

(8)中國移動互聯(lián)網(wǎng)(CMNET)

(9)中國衛(wèi)星集團(tuán)互聯(lián)網(wǎng)(CSNET)

第5章Internet60

5.4.2Internet接入網(wǎng)

1.接入網(wǎng)定義和結(jié)構(gòu)

公用電信網(wǎng)絡(luò)在傳統(tǒng)上被劃分為三個部分，即長途網(wǎng)、

中繼網(wǎng)、用戶接入網(wǎng)(端局與用戶之間的部分)。長途網(wǎng)和

中繼網(wǎng)在一起稱為核心網(wǎng)(CoreNetwork,CN),將余下

部分稱為接入網(wǎng)(AccessNetwork,AN),或用戶環(huán)路，

即交換局到用戶終端之間的所有機(jī)線設(shè)備，主要用來完成用

戶接入核心網(wǎng)的任務(wù)。如圖5.28所示。

5.4.2Internet接入網(wǎng)

圖5.29接入網(wǎng)的物理參考模型

第5章Internet62

5.4.2Internet接入網(wǎng)

2.接入網(wǎng)接口

接入網(wǎng)所包括的范圍可由3個接口來標(biāo)志。在網(wǎng)絡(luò)端，它通過

節(jié)點接口SNI與業(yè)務(wù)節(jié)點(SN)相連；在用戶側(cè)，經(jīng)由用戶網(wǎng)絡(luò)

接口UNI與用戶終端相連；而管理功能則通過Q3接口與電信管理

網(wǎng)(TMN)相連

圖5.30接入網(wǎng)的接口

5.4.2Internet接入網(wǎng)

3.接入網(wǎng)分類

接入網(wǎng)根據(jù)使用的媒體可以分為有線接入網(wǎng)和無線接入網(wǎng)兩

大類，其中有線接入網(wǎng)又可分為銅線接入網(wǎng)（PSTN、ISDN、

xDSL）、光纖接入網(wǎng)（FTTx）和光纖同軸電纜混合接入網(wǎng)（HFC）

等，無線接入網(wǎng)又可分為固定接入網(wǎng)和移動接入網(wǎng)，主要基于微

波、衛(wèi)星、蜂窩移動通信、無繩電話、集群無線電話、無線尋呼

等多種無線通信系統(tǒng)。

5.4.2Internet接入網(wǎng)

4.主要接入技術(shù)

Internet接入技術(shù)很多，除了最常見的撥號接入外，目前

正廣泛興起的寬帶接入相對于傳統(tǒng)的窄帶接入而言顯示了其不

可比擬的優(yōu)勢和強(qiáng)勁的生命力。

寬帶接入技術(shù)主要包括以現(xiàn)有電話網(wǎng)銅線為基礎(chǔ)的xDSL接

入技術(shù)，以電纜電視為基礎(chǔ)的混合光纖同軸（HFC）接入技術(shù),

HomePNA技術(shù)，以太網(wǎng)接入，光纖接入技術(shù)等多種有線接入技

術(shù)以及無線接入技術(shù)。

第5章Internet65

5.4.3電話撥號接入

電話撥號接入是個人用戶接入Internet最早使用的方式

之一，也是目前為止我國個人用戶接入Internet使用最廣泛

的方式之一，它是將用戶計算機(jī)通過電話網(wǎng)接入Internet。

有以下兩種接入方式。

(1)撥號仿真終端方式

(2)撥號IP方式

第5章Internet66

5.4.4專線接入

廣義上專線接入就是指通過DDN、幀中繼、X.25、數(shù)字專

用線路、衛(wèi)星專線等數(shù)據(jù)通信線路與ISP相連，借