大學計算機基礎（第六版）課件 08 網(wǎng)絡的網(wǎng)絡：互聯(lián)網(wǎng)

第8章網(wǎng)絡的網(wǎng)絡：因特網(wǎng)01因特網(wǎng)概述02因特網(wǎng)的資源03發(fā)展中的因特網(wǎng)Contents目錄01因特網(wǎng)概述Internet的起源和發(fā)展因特網(wǎng)又名Internet，起源于美國的軍用計算機網(wǎng)ARPANetInternet的雛形形成階段Internet的發(fā)展階段Internet的商業(yè)化階段1.1因特網(wǎng)的歷史Internet在中國1987年9月20日，錢天白教授發(fā)出我國第一封電子郵件，揭開了中國人使用Internet的序幕。第一階段：1987—1993年，一些科研部門通過Internet建立電子郵件系統(tǒng)。第二階段：1994—1995年，這一階段是教育科研網(wǎng)發(fā)展階段。開通了與國際Internet的64kbit/s專線連接，同時還設立了中國最高域名（cn）服務器。第三階段：1995年以后，該階段開始了商業(yè)應用。1.1因特網(wǎng)的歷史Internet在中國中國電信互聯(lián)網(wǎng)CHINANET中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET中國移動互聯(lián)網(wǎng)CMNET中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET中國科學技術網(wǎng)CSTNET其中，CERNET是由國家投資建設，教育部負責管理，由我國的技術人員獨立自主設計、建設和管理的計算機互聯(lián)網(wǎng)，也是中國開展下一代互聯(lián)網(wǎng)研究的試驗網(wǎng)絡。1.1因特網(wǎng)的歷史Internet的發(fā)展趨勢規(guī)模更大：啟用IPv6，地址空間由IPv4的32位擴大到128位。速度更快：下一代互聯(lián)網(wǎng)強調的是端到端的絕對速度。更安全：下一代互聯(lián)網(wǎng)將在建設之初就從體系設計上充分考慮安全問題，使網(wǎng)絡安全的可控性、可管理性大大增強。更智能：隨著各種感知技術的廣泛應用，互聯(lián)網(wǎng)能夠給我們提供更多、更智能、更易管理的應用，如無人駕駛汽車等。1.1因特網(wǎng)的歷史在Internet中，每臺主機都有一個統(tǒng)一格式的、全球唯一的IP地址。IP地址是Internet上主機的一種數(shù)字型標識，又稱網(wǎng)際地址。IP地址分為IPv4和IPv6兩大類，IPv4使用32位二進制數(shù)編址，而IPv6使用128bit二進制數(shù)?，F(xiàn)在使用較多的是IPv4地址。IP地址可以是固定分配的，也可以是動態(tài)獲取的。IP地址是分給主機上的網(wǎng)絡接口（即網(wǎng)卡）的，若主機有多個網(wǎng)絡接口，則主機就可以分配多個IP地址。1.2IP地址IPv4IPv4地址由32位二進制數(shù)（4字節(jié)）組成。為了便于識記和書寫，每8位轉換成一個十進制數(shù)，每個十進制數(shù)的范圍為0～255，4個十進制數(shù)中間用小圓點“.”隔開，稱為點分十進制。1.2IP地址二進制表示法點分十進制表示法11001010.01110010.01100000.00000110IPv4地址的編址方法共經(jīng)歷了3個階段：分類的IP地址：這是最基本的編址方法。劃分子網(wǎng)：這是對基本編址方法的改進。無分類域間路由CIDR：這是最新的無分類編址方法。1.2IP地址分類的IP地址為A、B、C、D、E5類。為了區(qū)分，這5類IP地址二進制表示的最高位分別為0、10、110、1110和1111。IP地址=網(wǎng)絡地址+主機地址網(wǎng)絡地址標識主機所連接的網(wǎng)絡。處于同一網(wǎng)絡內的各主機，其IP地址中的網(wǎng)絡地址部分是相同的。主機地址標識主機在該網(wǎng)絡中的順序號，在同一個網(wǎng)絡的不同主機的順序號必須是不同的。1.2IP地址1.2IP地址劃分子網(wǎng)劃分子網(wǎng)是從主機地址中借用若干位作為子網(wǎng)地址，IP地址就變成了三級結構：IP地址=網(wǎng)絡地址+子網(wǎng)地址+主機地址不同單位的網(wǎng)絡只要保證網(wǎng)絡地址+子網(wǎng)地址不一樣即可。劃分子網(wǎng)后，IP地址仍然采用點分十進制，比如。那如何判斷這個IP地址所在的網(wǎng)絡是否劃分了子網(wǎng)呢？這時就需要子網(wǎng)掩碼（SubnetMask）的幫助了。1.2IP地址劃分子網(wǎng)—子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼的格式與IP地址相同，長度也是32位。子網(wǎng)掩碼中對應網(wǎng)絡地址（包含子網(wǎng)地址）的位為全1（二進制）；對應主機地址的位為全0（二進制）。在不劃分子網(wǎng)情況下的子網(wǎng)掩碼稱為默認子網(wǎng)掩碼。A類網(wǎng)絡：

B類網(wǎng)絡：255.255.0.0C類網(wǎng)絡：255.255.255.0若子網(wǎng)掩碼與默認子網(wǎng)掩碼不一樣，就說明該網(wǎng)絡劃分了子網(wǎng)。1.2IP地址劃分子網(wǎng)—子網(wǎng)掩碼可進一步使用子網(wǎng)掩碼與IP地址進行簡單的邏輯與運算，從中分離出網(wǎng)絡地址（包含子網(wǎng)地址）和主機地址。假定有一個IP地址為，其子網(wǎng)掩碼為。判斷該IP地址所在的網(wǎng)絡是否劃分了子網(wǎng)？如果劃分了子網(wǎng)，則網(wǎng)絡地址為多少？1.2IP地址IP地址是一個B類IP地址。B類IP地址的默認子網(wǎng)掩碼是，與給定的子網(wǎng)掩碼不一樣，所以劃分了子網(wǎng)。根據(jù)下表與運算的結果，可得出劃分子網(wǎng)后的網(wǎng)絡地址為。1.2IP地址IP地址16692003二進制IP地址10100110000010011100100000000011二進制子網(wǎng)掩碼11111111111111111111111100000000IP與子網(wǎng)掩碼按位與運算10100110000010011100100000000000運算結果的點分十進制16692000無分類域間路由CIDR這是最新的IP地址用法。在CIDR中，又回歸了兩級IP地址用法：IP地址=網(wǎng)絡前綴+主機地址網(wǎng)絡前綴不再是固定的8位、16位或24位了，可以是任意位數(shù)，如6位，12位，25位都是可以的。劃分子網(wǎng)使網(wǎng)絡變小，而CIDR則可以使網(wǎng)絡變大。1.2IP地址IP地址使用注意事項：處于不同網(wǎng)絡的主機的IP地址的網(wǎng)絡地址部分必須不同！?。【W(wǎng)絡號全0的IP地址是保留地址，表示本網(wǎng)絡。以127開頭的IP地址用于本地軟件的環(huán)回測試。主機地址全0和全1都有特殊的含義，不能分配給單臺主機使用。主機地址全0表示某個網(wǎng)絡，而主機地址全1表示某網(wǎng)絡中的所有主機，主要用于廣播。一個D類地址代表一批主機，不能分配給單臺主機。1.2IP地址IPv6IPv6采用128位地址長度，每16位劃分為一組，共8組，采用冒號十六進制記法。例如：1B56:AF01:B345:5789:7BC1:9F00:F345:2789若IPv6地址中有連續(xù)的多個0，可用一對冒號表示，稱為零壓縮。如：1B56:AF01:0000:0000:0000:0000:F345:2789可簡寫成：1B56:AF01:0:0:0:0:F345:2789可進一步采用零壓縮簡化為：1B56:AF01::F345:2789為了避免混淆，在一個IPv6地址，只允許使用一次零壓縮。1.2IP地址虛擬專用網(wǎng)VPN為了解決IP地址不夠用的問題，有一批IP地址被拿出來專門用于單位內部的通信。由于這些IP地址只能用于單位內部通信，所以也稱為專用地址，本地地址。這批IP地址是：（1）~55（2）~55（3）~55對于使用專用地址的數(shù)據(jù)報，Internet中的路由器一律不轉發(fā)。1.2IP地址虛擬專用網(wǎng)VPN通過公用的Internet為使用專用地址的專用網(wǎng)之間架設通信通道就稱為虛擬專用網(wǎng)VPN。VPN使用了隧道技術和加密技術將使用專用地址的數(shù)據(jù)報進行再次包裝，使它具有全球通用的IP地址（簡稱公網(wǎng)IP地址），由此可以在Internet中轉發(fā)。1.2IP地址網(wǎng)絡地址轉換NAT當單位內部使用專用IP地址的主機要訪問Internet時，該怎么辦呢？使用網(wǎng)絡地址轉換NAT?。∈褂肗AT需要在內部網(wǎng)絡連接到Internet的路由器上安裝NAT軟件，安裝了NAT軟件的路由器稱為NAT路由器。通常一個NAT路由器同時擁有多個全球IP地址，這樣就可以同時為多個內部主機訪問Internet提供服務。使用端口的NAT稱為NAPT。1.2IP地址1.2IP地址域名系統(tǒng)DNS為了方便用戶，Internet在IP地址的基礎上提供的一種面向用戶的字符型主機命名機制，如。IP地址和域名是一一對應的，域名和IP地址的對應關系存放在域名服務器內。域名服務器會根據(jù)用戶輸入的域名自動查找對應的IP地址，這個過程稱為域名解析。域名服務器可以分為根域名服務器、頂級域名服務器、授權域名服務器和本地域名服務器。這些域名服務器相互合作，完成域名解析的工作。1.3域名系統(tǒng)域名系統(tǒng)的結構域名采用了層次樹形結構，從右向左級別由高到低。每一級的域名都由英文字母和數(shù)字組成（不超過63個字符，不區(qū)分大小寫），完整的域名不超過255個字符。頂級域名：包括國家頂級域名和通用頂級域名兩種。二級域名：在國家頂級域名下注冊的二級域名均由該國家自行確定。1.3域名系統(tǒng)域名注冊國內域名注冊國內域名注冊統(tǒng)一由CNNIC中國互聯(lián)網(wǎng)絡信息中心進行管理。國際域名注冊由ICANN國際域名管理中心統(tǒng)一管理。國際域名有效期在注冊時可以選擇一年或更長，國內域名注冊有效期為一年。1.3域名系統(tǒng)計算機只要配置了TCP/IP協(xié)議，就可以連入因特網(wǎng)。要接入因特網(wǎng)，必須向因特網(wǎng)服務提供商ISP提出申請。連入因特網(wǎng)的方式有很多種，常見的連網(wǎng)方式有：局域網(wǎng)上網(wǎng)寬帶上網(wǎng)這里的寬帶上網(wǎng)方式指以更高的速度登錄Internet。DSL方式、CableModem方式、無線局域網(wǎng)方式移動通信和蜂窩移動通信上網(wǎng)1.4接入因特網(wǎng)的方式局域網(wǎng)上網(wǎng)是指加入局域網(wǎng)中的計算機通過路由器連入因特網(wǎng)。這種連接方式一般被機構、企業(yè)、學院等單位用戶使用。局域網(wǎng)接入因特網(wǎng)使用的網(wǎng)絡設備包括網(wǎng)卡、網(wǎng)線、路由器、DDN專線（租用）等，現(xiàn)在也經(jīng)常使用光纜連接。局域網(wǎng)基本不受用戶數(shù)量的限制，但網(wǎng)絡安裝和設備、網(wǎng)絡維護均需要專業(yè)人員。1.4接入因特網(wǎng)的方式寬帶上網(wǎng)數(shù)字用戶專線DSL方式DSL是以普通電話線提供的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務的技術，必須使用DSLModem作為連接設備。目前使用較多的是非對稱數(shù)字用戶線ADSL。非對稱是指它的上行速率和下行速率不一樣，上行速率低，下行速率高。CableModem方式利用有線電視網(wǎng)登錄Internet，速率更快。無線局域網(wǎng)方式WLAN就是通常所說的無線保真Wi-Fi，組網(wǎng)更方便。1.4接入因特網(wǎng)的方式移動通信和蜂窩移動通信上網(wǎng)移動通信是在移動用戶與固定點用戶之間或者移動用戶與移動用戶之間進行信息交流的通信方式。蜂窩移動通信是目前最常用的一種。1G、2G、3G、4G、5G1.4接入因特網(wǎng)的方式02因特網(wǎng)的資源WWW（WorldWideWeb，簡稱Web）又稱為萬維網(wǎng)。WWW是一個基于Internet的全球性多媒體信息系統(tǒng)，它通過遍布全球的Web服務器（網(wǎng)站形式）向配有瀏覽器的Internet用戶提供信息服務，以超文本和超媒體技術將大量的信息連接起來。信息資源以網(wǎng)頁或網(wǎng)站的形式存儲在WWW服務器中。WWW系統(tǒng)采用客戶機/服務器（C/S）模式，由三部分組成，即客戶機（Client）、服務器（Server）、HTTP協(xié)議。2.1WWW和網(wǎng)站萬維網(wǎng)的主要工作：使用URL標識Internet中的文檔協(xié)議://主機名[:端口號]/路徑/文件名使用HTTP協(xié)議實現(xiàn)瀏覽器和萬維網(wǎng)服務器之間的信息傳輸使用HTML制作網(wǎng)頁，標識超鏈接使用搜索引擎快速找到需要的信息2.1WWW和網(wǎng)站W(wǎng)WW的其他概念網(wǎng)頁、主頁和網(wǎng)站在WWW萬維網(wǎng)環(huán)境中，信息是以網(wǎng)頁形式組織呈現(xiàn)的。網(wǎng)頁是一個遵守超文本標記語言格式，包含HTML標簽的純文本文件，又稱頁面，標準的網(wǎng)頁文件擴展名為“.html”或“.htm”。主頁又稱首頁，即網(wǎng)站的首頁或入口網(wǎng)頁。也指打開瀏覽器時默認自動打開的第一個網(wǎng)頁。網(wǎng)站是由若干網(wǎng)頁組成的，用于展示特定內容網(wǎng)頁的集合。超鏈接瀏覽器（Browser）瀏覽器是一種用于獲取Internet上信息資源的應用程序，在客戶機上運行。2.1WWW和網(wǎng)站電子郵件地址格式收發(fā)電子郵件要擁有一個屬于自己的“郵箱”，也就是E-mail賬號。E-mail賬號可以向ISP申請，它是一個全球唯一的E-mail地址。用戶名@

電子郵件服務器名changsheng@2.2電子郵件服務電子郵件工作過程和協(xié)議使用電子郵件有兩種方式：一種是通過客戶端軟件收發(fā)電子郵件需要先將OutlookExpress、Foxmail等軟件安裝在本地計算機上，并使用這些軟件通過已申請的電子郵件賬號連接到電子郵件服務器。第二種是采用各個門戶網(wǎng)站提供的電子郵件服務。用戶通過瀏覽器登錄郵箱即可使用電子郵件的相關服務。2.2電子郵件服務通過電子郵件客戶端軟件收發(fā)電子郵件簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP，用于在客戶端軟件和郵件服務器之間發(fā)送電子郵件。郵局協(xié)議POP是一個脫機協(xié)議。通過POP，用戶可以把存儲在郵件服務器的電子郵箱中的郵件下載到本地計算機中閱讀，同時會刪除保存在POP服務器上的郵件。網(wǎng)際報文存取協(xié)議IMAP，現(xiàn)在較新的版本是第四版，簡稱IMAP4，IMAP協(xié)議是一個聯(lián)機協(xié)議。在用戶未發(fā)出刪除郵件的命令之前，郵件會一直保留在郵件服務器的郵箱中。2.2電子郵件服務通過瀏覽器收發(fā)電子郵件2.2電子郵件服務文件傳輸協(xié)議FTP簡單文件傳輸協(xié)議TFTP網(wǎng)絡文件系統(tǒng)NFS基于BT的下載技術流媒體技術2.3文件傳輸文件傳輸協(xié)議FTP文件傳輸協(xié)議FTP可以把任意格式的文件（包括文本、二進制、圖像、數(shù)據(jù)壓縮文件等）從一臺計算機傳送到另一臺計算機中。FTP包括文件上傳（從客戶到FTP服務器）和下載（從FTP服務器到客戶）兩部分功能。FTP采用客戶機/服務器工作模式，提供交互式的訪問。常見的FTP客戶端軟件：

CuteFTP。2.3文件傳輸簡單文件傳輸協(xié)議TFTPTFTP是一個很小且易于實現(xiàn)的文件傳送協(xié)議。TFTP只支持文件傳輸不支持交互，沒有龐大的命令集，也不能對用戶進行身份鑒別。TFTP主要用于在局域網(wǎng)內傳輸文件，經(jīng)常用于網(wǎng)絡設備中文件的上傳和下載。TFTP也使用客戶/服務器方式，CiscoTFTP是比較有名的TFTP客戶端。2.3文件傳輸網(wǎng)絡文件系統(tǒng)NFS網(wǎng)絡文件系統(tǒng)NFS是操作系統(tǒng)中提供的對共享文件訪問措施。NFS可以使本地計算機訪問別的計算機上的文件，就像這些文件在本地一樣，這也稱為透明存取。Windows操作系統(tǒng)中的映射網(wǎng)絡驅動器就屬于這一類。2.3文件傳輸基于BT的下載技術BT是目前互聯(lián)網(wǎng)最熱門的應用之一。BT服務采用的是P2P對等方式服務，即所有參與下載的主機都既是客戶也是服務器，所有主機可以通過下載別的