因特網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)第四章

因特網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)第四章因特網(wǎng)技術(shù)概述IP地址與域名系統(tǒng)路由器與路由選擇傳輸層協(xié)議TCP與UDP應(yīng)用層協(xié)議與服務(wù)contents目錄01因特網(wǎng)技術(shù)概述ARPANET的誕生20世紀(jì)60年代，美國國防部高級研究計劃局（ARPA）創(chuàng)建了ARPANET，這是因特網(wǎng)的雛形。TCP/IP協(xié)議的出現(xiàn)20世紀(jì)70年代，TCP/IP協(xié)議被開發(fā)出來，成為因特網(wǎng)的基礎(chǔ)通信協(xié)議。因特網(wǎng)的普及20世紀(jì)90年代，隨著Web技術(shù)的出現(xiàn)和商業(yè)化，因特網(wǎng)迅速普及到全球。因特網(wǎng)的發(fā)展歷程030201硬件設(shè)備通信線路軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議因特網(wǎng)的基本構(gòu)成包括計算機(jī)、服務(wù)器、路由器、交換機(jī)等，用于存儲、處理和傳輸數(shù)據(jù)。包括操作系統(tǒng)、瀏覽器、郵件客戶端等，用于實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。包括光纖、電纜、衛(wèi)星等，用于連接各種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。包括TCP/IP、HTTP、SMTP等，用于規(guī)定設(shè)備間通信的規(guī)則和格式。用戶可以通過瀏覽器訪問各種網(wǎng)站，獲取所需的信息。信息瀏覽用戶可以通過電子郵件系統(tǒng)發(fā)送和接收郵件，實(shí)現(xiàn)異步通信。電子郵件用戶可以通過FTP等協(xié)議上傳和下載文件，實(shí)現(xiàn)資源共享。文件傳輸用戶可以通過Telnet等協(xié)議遠(yuǎn)程登錄到另一臺計算機(jī)上，使用其資源和服務(wù)。遠(yuǎn)程登錄因特網(wǎng)的主要功能02IP地址與域名系統(tǒng)IP地址的概念與分類IP地址的概念I(lǐng)P地址是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址（InternetProtocolAddress）的簡稱，用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，確保數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確傳輸?shù)侥繕?biāo)設(shè)備。IP地址的分類IP地址可分為IPv4和IPv6兩種版本。IPv4地址由32位二進(jìn)制數(shù)表示，通常以點(diǎn)分十進(jìn)制形式呈現(xiàn)；IPv6地址由128位二進(jìn)制數(shù)表示，用于解決IPv4地址耗盡的問題。域名系統(tǒng)（DomainNameSystem，DNS）采用樹狀結(jié)構(gòu)，由根域名、頂級域名、二級域名等構(gòu)成，用于將易于記憶的域名解析為對應(yīng)的IP地址。域名系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)當(dāng)用戶輸入網(wǎng)址時，瀏覽器會向DNS服務(wù)器發(fā)送請求，解析域名對應(yīng)的IP地址。DNS服務(wù)器根據(jù)域名層級逐級查詢，最終返回目標(biāo)IP地址。域名系統(tǒng)的工作原理域名系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理一一對應(yīng)關(guān)系每個域名都對應(yīng)一個唯一的IP地址，確保網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備能夠被準(zhǔn)確識別。相互依存關(guān)系IP地址是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)識，而域名則是為了方便用戶記憶和訪問而設(shè)立的。二者相互依存，共同構(gòu)成了互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)。IP地址與域名的關(guān)系03路由器與路由選擇路由器的基本原理數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)隔離訪問控制路由選擇路由器的主要功能路由器是連接不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的核心設(shè)備，它根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層的信息將數(shù)據(jù)分組從源端傳輸?shù)侥康亩?。路由器通過查找路由表確定最佳路徑，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組的轉(zhuǎn)發(fā)。路由器具有以下主要功能根據(jù)路由算法和路由表，選擇最佳路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。在路由器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)不同接口之間的數(shù)據(jù)交換。通過劃分廣播域，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段之間的隔離。根據(jù)訪問控制列表（ACL）等安全策略，對數(shù)據(jù)分組進(jìn)行過濾和控制。路由器的基本原理與功能要點(diǎn)三靜態(tài)路由算法靜態(tài)路由算法由管理員手動配置路由信息，不依賴于復(fù)雜的路由算法。它簡單、穩(wěn)定，但缺乏靈活性和自適應(yīng)性。常見的靜態(tài)路由算法有固定路由和默認(rèn)路由。要點(diǎn)一要點(diǎn)二動態(tài)路由算法動態(tài)路由算法通過路由器之間的信息交換，自動學(xué)習(xí)和更新路由信息。它具有較高的靈活性和自適應(yīng)性，能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化。常見的動態(tài)路由算法有距離矢量路由算法（如RIP）和鏈路狀態(tài)路由算法（如OSPF）。路由算法比較靜態(tài)路由算法和動態(tài)路由算法各有優(yōu)缺點(diǎn)。靜態(tài)路由算法簡單穩(wěn)定，但配置繁瑣且缺乏靈活性；動態(tài)路由算法靈活自適應(yīng)，但可能增加網(wǎng)絡(luò)開銷和復(fù)雜性。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和需求選擇合適的路由算法。要點(diǎn)三路由選擇算法的分類與比較VS路由器通過運(yùn)行路由選擇算法，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和鏈路狀態(tài)信息生成路由表。路由表包含了到達(dá)不同目的網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑以及相應(yīng)的下一跳地址或出口接口信息。路由表的維護(hù)為了保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性，路由器需要定期更新和維護(hù)路由表。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，路由器會重新計算最佳路徑并更新路由表。此外，路由器還會通過定期發(fā)送和接收路由更新消息來保持與其他路由器的信息同步。路由表的生成路由表的生成與維護(hù)04傳輸層協(xié)議TCP與UDP傳輸層協(xié)議是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾獏f(xié)議，主要包括TCP和UDP兩種協(xié)議。傳輸層協(xié)議的主要功能是提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸和流量控制。傳輸層協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)中位于傳輸層，向上提供可靠的、面向連接的服務(wù)，向下屏蔽底層網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)。傳輸層協(xié)議概述TCP協(xié)議的原理與特點(diǎn)TCP協(xié)議通過三次握手建立連接，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。TCP協(xié)議提供全雙工通信，允許數(shù)據(jù)在兩個方向上同時傳輸。TCP協(xié)議是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。TCP協(xié)議支持流量控制和擁塞控制，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞和數(shù)據(jù)丟失。01UDP協(xié)議不需要建立連接，直接發(fā)送數(shù)據(jù)報，因此傳輸效率較高。UDP協(xié)議不保證數(shù)據(jù)報的可靠傳輸，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或亂序等問題。UDP協(xié)議支持一對一、一對多和多對多的通信方式，適用于實(shí)時性要求較高的應(yīng)用。UDP協(xié)議是一種無連接的、不可靠的、基于數(shù)據(jù)報的傳輸層通信協(xié)議。020304UDP協(xié)議的原理與特點(diǎn)05應(yīng)用層協(xié)議與服務(wù)應(yīng)用層協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用層上的通信規(guī)則，用于實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和交互。常見的應(yīng)用層協(xié)議包括HTTP、HTTPS、FTP、SMTP、POP3等，它們分別用于不同的應(yīng)用場景，如Web瀏覽、文件傳輸、電子郵件等。應(yīng)用層協(xié)議通常建立在傳輸層協(xié)議（如TCP、UDP）之上，利用傳輸層提供的服務(wù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用層協(xié)議概述DNS服務(wù)的工作原理與特點(diǎn)當(dāng)用戶在瀏覽器中輸入一個網(wǎng)址時，瀏覽器會向DNS服務(wù)器發(fā)送域名解析請求。DNS服務(wù)器根據(jù)域名查找對應(yīng)的IP地址，并返回給瀏覽器。瀏覽器再使用該IP地址與目標(biāo)服務(wù)器建立連接。DNS服務(wù)的工作原理分布式、層次化、可擴(kuò)展性好，能夠支持大量的域名解析請求。同時，DNS還支持域名反向解析、DNSSEC等安全機(jī)制。DNS服務(wù)的特點(diǎn)FTP服務(wù)的工作原理：FTP客戶端與FTP服務(wù)器建立連接后，可以進(jìn)行文件的上傳、下載、刪除等操作。FTP協(xié)議支持兩種模式：主動模式和被動模式，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和需求選擇合適的模式。FTP服務(wù)的特點(diǎn)：簡單易用、傳輸效率高、支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳等。同時，F(xiàn)TP還支持匿名訪問、權(quán)限控制等安全機(jī)制。FTP（FileTransferProtocol，文件傳輸協(xié)議）是一種用于在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行文件傳輸?shù)膮f(xié)議。FTP服務(wù)的工作原理與特點(diǎn)電子郵件服務(wù)的工作原理用戶通過郵件客戶端或Web界面發(fā)送郵件時，郵件服務(wù)器將郵件存儲在發(fā)件人的郵箱中，并將郵件副