第三章 网络技术与网络环境维护.ppt

1、第三章 网络技术与网络环境维护,3.1计算机网络基础,知识结构,3.1.1 计算机网络定义及分类3.1.2 计算机网络的功能与应用3.1.3 数据通信基础数据通信组成传输数据交换技术数据通信的基本过程传输过程中的差错控制方法3.1.4 网络体系结构3.1.5 TCP/IP协议集,3.1.1 计算机网络定义及分类,计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源的系统。计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。,一个完整

2、网络所必须的三个条件, 两台或两台以上具有独立工作能力的计算机（独立工作的计算机）； 利用通信设备和线路来构建计算机之间相互通信的信息传输通道（通信子网）； 计算机之间使用统一的规则或约定（即网络协议）来交换数据，传递信息（协议）。,计算机网络的组成,计算机网络的分类,1、按覆盖范围：局域网、城域网、广域网。 2、按拓扑结构：总线型、星型、环型、树型、网状型。 3、按交换技术：电路交换网、报文交换网、分组交换网。 4、按传输介质：有线网、无线网。 5、按传输技术：点到点式网络、广播式网络。 6、按逻辑特点：通信子网、资源子网。 7、按网络模型：对等网、C/S模式、B/S模式。 8、按传输速率：

3、低速网、中速网、高速网。,常见的网络工作模式,计算机网络主要有客户/服务器（C/S）模式和对等网（Peer-to-Peer）模式两种工作模式，在家庭网络或中小企业中通常采用对等腰网模式，在大型企业网络中通常采用CS模式。对等网模式客户/服务器模式,对等网模式,就工作在对等网模式的网络而言，没有专用服务器，每台接入网络中的计算机无主从之分，既是服务器也是工作站，拥有绝对的自主权。工作在对等网模式下的网络用户比较少，一般在二三十台计算机以内，而且都处于同一区域内。对等网络具有网络组建成本低，网络配置与维护简单等优点，但存在网络安全性和数据保密性差、性能较低、文件管理分散、计算机资源占用大等缺点。工

4、作在对等网模式的网络一般采用工作组的资源管理模式，为了便于管理，可将不同的电脑按功能分别列入不同的组中。比如在一个学校，可能有成百台电脑，可以分为计算机系、物理系、音乐系、中文系、教务处、学生处等，这种按部门划分的方式，使得相互之间的访问及网络管理都比较容易。工作组是一种简单的资源管理方式，一般只用于管理打印机和共享文件夹之类的资源。,客户/服务器模式,在客户机/服务器网络中，至少要有一台（或几台）服务器专门用来为网络中其他计算机提供服务，服务器可以扮演多种角色，如文件和打印服务器、应用服务器、电子邮件服务器等。客户机/服务器网络是目前最常用、最重要的一种网络类型。不仅适合于同类计算机联网，也

5、适合于不同类型的计算机联网，如PC机、Mac机的混合联网。这种网络安全性容易得到保证，计算机的权限、优先级易于控制，监控容易实现，网络管理能够规范化。网络性能在很大程度上取决于服务器的性能和客户机的数量。不过，客户机/服务器有投资大、需要专职人员管理等缺点。,根据网络的规模和作用范围分, 局域网（LAN） 城域网（MAN） 广域网（WAN）, 局域网（LAN）,局部网所覆盖的地理范围较小（几千米以内），具有网络延迟小、拓扑结构灵活、组建与维护较为简单等优点。目前，很多企事业单位都有属于自己的局域网。一些办公室、家庭、宿舍也可以组建局域网。, 城域网（MAN）,城域网所覆盖的面积较大，一般在一个

6、城市或地区范围内，它是在局域网的基础上提出来的，在技术上与局域网有很多相似之处。城域网一般用作骨干网，主要采用光纤作为传输介质。, 广域网（WAN）,广域网是一个更大范围的通信网络，它不仅可以跨越一个城市，一个国家，甚至跨越一个国家。例如，我们日常使用的国际互联网，已经把180多个国家和地区的几千万台计算机连接起来，形成了一个遍布全世界的广域网。,广域网可跨越个国家和地区,3.1.2计算机网络的功能与应用,资源共享信息交换远程传输集中管理分布式处理,3.1.3 数据通信基础,数据通信组成数据终端设备（DTE）数据电路终接设备（DCE）数据电路和数据链路接口,什么是DTE和DCE,DTE英文全称

7、Data Terminal Equipment，数字终端设备，指一般的终端或是计算机。可能是大、中、小型计算机，也可能是一台只接收数据的打印机。DCE英文全称Data Circuit-terminating Equipment，数字通信设备，通常指调制解调器，多路复用器或数字设备。DTE/DCE的区别：DCE一方提供时钟，DTE不提供时钟，但它依靠DCE提供的时钟工作。比如PC机和MODEM之间的连接。PC机就是一个DTE，MODEM是一个DCE。DTE可以从硬件上区别它的接口为针式，DCE的接口为孔式。,数据电路和数据链路,数据电路指的是在线路或信道上加信号变换设备后形成的二进制比特流通路,

8、它由传输信道及其两端的数据电路终接设备(DEC)组成。数据链路是在数据电路已建立的基础上，通过发送方和接收方之间交换“握手”信号，使双方确认后方可开始传输数据的两个或多个终端装置与互联线路的组合体。,接口,计算机、终端和数据通信设备之间的连接需要标准的接口，即在插接方式、引线分配、电气特性及应答关系上均应符合统一的标准和规范。目前最通用的类型：美国电子工业协会EIA的RS-232C接口；ITU-T的V系列接口和X系列接口；国际标准化组织ISO的ISO 2110、ISO 1177,传输传输方式,在计算机网络的通信中有两种通信方式，即串行通信和并行通信。串行通信常用于计算机之间的通信，并行通信则一

9、般用于计算机内部之间或近距离设备的传输通信。在串行通信中，还要考虑到通信的方向以及通信过程中的同步和异步传输问题。,串行传输与并行传输,串行通信和并行通信是两种基本的通信方式。计算机和外部设备之间的并行通信一般通过计算机的并行端口（ LPT ），串行通信通过串行端口（ COM ）。普通微机支持 4 个以上的 COM 端口和 3 个以上的 LPT 端口，但一般只有 2 个 COM 端口和 1 个 LPT 端口有效。每个端口使用不同的中断号和端口地址，且不能同其他设备冲突。通过打开“控制面板”，依次选择“系统”，“设备管理器”和“端口”，可以查看有效的通信端口以及所使用的资源。如图 所示。,串行通

10、信方式,串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的，先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经并 / 串转换硬件转换成串行方式，再逐位经通信线路到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接收方使用。串行数据传输的速度要比并行传输慢得多，但对于覆盖面极其广阔的公用电话系统来说具有更大的现实意义。 串行数据线有三种不同配置：单工通信、半双工通信、全双工通信。,单工通信,数据永远从发送端 A 传送到接收端。单工通信的线路，一般采用两个信道，一个传送数据，一个传送控制信号，简称为“二线制”。例如，在家中收看电视节目，观众无法给电视台传送数据，只能由电视台单

11、方向给观众传送画面数据。,半双工通信,数据信息可以双向传送，但是在每一时刻只能朝一个方向流动，该方式要求 A 、 B 端都有发送装置和接收装置。若想改变信息的传输方向，需要利用开关进行切换。如无线对讲机，甲方讲话时，乙方无法讲；需要等甲方讲完，乙方才能讲。,全双工通信,能同时在两个方向进行数据传输，即有两个通道，它相当于将两个方向相反的单工通信方式组合起来。一般采用四线制。例如，日常生活中使用的电话，双方可以同时讲话。全双工通信效率高，控制简单，但造价高，适用于计算机之间的通信。,并行通信方式,并行通信传输中有多个数据位（一般为 8 个）同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位通过对应的数

12、据线传送给接收设备，还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数据，不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信，最典型的例子是计算机和并行打印机之间的通信。这种方法的优点是传输速度快，处理简单。,传输复用技术,2.3.1 频分多路复用 2.3.2 时分多路复用,2.3.1 频分多路复用,当介质的有效带宽超过被传输的信号带宽时，可以把多个信号调制在不同的载波频率上，从而在同一介质上实现同时传送多路信号，即将信道的可用频带（带宽）按频率分割多路信号的方法划分为若干互不交叠的频段，每路信号占据其中一个频段，从而形成许多个子信道（图2-6）；在接收端用适当的滤波器将多路信号分开，分

13、别进行解调和终端处理，这种技术称为频分多路复用（FDM，Frequency Division Multiplexing）。,FDM子信道示意图,FDM原理,FDM系统的原理示意图如图所示，它假设有6个输入源，分别输入6路信号到频分多路器FDM-MUX，多路器将每路信号调制在不同的载波频率上（例如f1，f2，f6）。每路信号以其载波频率为中心，占用一定的带宽，此带宽范围称作一个通道，各通道之间通常用保护频带隔离，以保证各路信号的频带间不发生重叠。,2.3.2 时分多路复用,TDM是将传输时间划分为许多个短的互不重叠的时隙，而将若干个时隙组成时分复用帧，用每个时分复用帧中某一固定序号的时隙组成一个

14、子信道，每个子信道所占用的带宽相同，每个时分复用帧所占的时间也是相同的（如图所示），即在同步 TDM中，各路时隙的分配是预先确定的时间且各信号源的传输定时是同步的。对于 TDM，时隙长度越短，则每个时分复用帧中所包含的时隙数就越多，所容纳的用户数也就越多，其原理如图所示。,图1 TDM子信道示意图,图2 TDM原理,数据交换技术,通信子网由传输线路和中间节点组成，当信源（源节点）和信宿（目的节点）间没有线路直接相连时，信源发出的数据先到达与之相连的中间节点，再从该中间节点传到下一个中间节点，直至到信宿，这个过程称为交换。在数据通信中，数据交换方式主要包括：线路交换和存储交换两类。其中“存储交换

15、”又分为“报文交换”和“分组交换”两种。,线路交换,“线路交换”又称为 “电路交换”（Circuit Switching），是一种面向连接的服务。两台计算机通过通信子网进行数据电路交换之前，首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接。最普通的电路交换例子是电话系统。电路交换是根据交换机结构原理实现数据交换的。其主要任务是把要求通信的输入端与被呼叫的输出端接通，即由交换机负责在两者之间建立起一条物理通路。在完成接续任务之后，双方通信的内容和格式等均不受交换机的制约。电路交换方式的主要特点就是要求在通信的双方之间建立一条实际的物理通路，并且在整个通信过程中，这条通路被独占。,报文交换,所谓“存储

16、交换”是指数据交换前，先通过缓冲存储器进行缓存，然后按队列进行处理。“存储交换”又分为“报文交换”（Message Switching）和“分组交换”（Packet Switching）两种。将用户的报文存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储转发”方式在网内传输数据。报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。但它的缺点也是显而易见的。以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低

17、的网络用户之间的通信，如公用电报网。,报文分组交换,分组交换实质上是在“存储转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据分组。每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。,异步传输模式,异步传输模式（ATM)，又叫信息元中继。ATM采用面向连接的交换方式，它以信元为单位。每个信元长53字节，其中报头

18、占了5字节。ATM是一种面向连接的技术，是一种为支持宽带综合业务网而专门开发的新技术，它与现在的电路交换无任何衔接。当发送端想要和接收端通信时、它通过UNI发送一个要求建立连接的控制信号。接收端通过网络收到该控制信号并同意建立连接后，一个虚拟线路就会被建立。与同步传递模式（STM）不同，ATM采用异步时分复用技术（统计复用）。,计算机网络体系结构,概括起来讲，计算机网络体系结构是一种层次化的模型结构，是为了完成数据通信和资源共享，把一个复杂的网络系统划分成有明确定义的若干层次，并规定了同层次进程通信时需遵守的协议及邻层之间的接口和服务，使各层独立完成自己所承担的任务。,划分层次的优点,层次结构

19、模型不仅是为了简化复杂的网络系统问题，总结起来，层次结构模型以下优点：（1） 问题简单化：把复杂的网络系统分解成若干的小范围的、功能简单的子系统，使每一层的功能比较简单，易于设计和实现。（2） 独立性强：各层之间彼此独立，每一层不必了解其它层是如何实现的，它只须接受下一层的接口数据，并向上一层提供接口数据和服务。（3） 适应性强：如果为了适应某种需要，网络的功能模块需要发生改变时，只需改变某一层或少数层即可，只要层间接口不发生变化，这种变化就不会影响其他任何一层。（4） 易于实现和维护：只要通信双方使用同一个体系结构通信，即便一方网络发生改变，也不会影响另一方的网络，因此，通信各方可独立升级或

20、改造网络。（5） 统一的接口标准：层次接口模型可以定义并提供具有兼容性的标准接口，有利于网络设备和网络应用程序的开发。,OSI参考模型,1984年，国际标准化组织（ISO）在计算机制造厂家的网络体系结构标准化经验的基础上，提出并颁布了开放系统互联模型（OSIRM），该模型兼容了当时各厂商提出的网络标准，并为不同的网络体系提供参照，因此，可将不同网络系统联合起来，使它们之间可以相互通信。由于ISO组织的权威性，OSI/RM成为各大厂商努力遵循的标准，现在的网络大多数也都是建立在OSI参考模型之上的。,OSI参考模型的七层结构,OSI参考模型只给出了一些原则性的说明，并不是一个真正的网络，在OSI

21、RM中，采用了7个层次的体系结构，从低到高分别是即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层，各层的主要功能如图所示。,（1）物理层,物理层主要在通信双方建立通信线路，为数据链路层提供必须的物理连接，并按顺序传播数据位。建立在物理介质上的物理层提供了机械和电气接口，常见的双绞线、同轴电缆、接线设备（如网卡等）、RJ45接口、串口和并口等传输介质和网络接口都工作在物理层。,（2） 数据链路层,数据链路层是在物理层所建立的通信线路的基础上，把物理层所提供的接口数据封装成数据连接帧，同时建立数据链路，以帧为单位传输数据。数据帧包含地址段、控制段、数据段和差错控制段等内容。常见的集线器

22、、抵挡交换机等网络设备，调制解调器等拨号设备，SLIP、PPP、X.25和帧中继等网络协议都工作在数据链路层。,（3） 网络层,网络层主要解决网络和网络之间的通信问题，它首先要在通信双方若干路径中选择一条到达目标主机的最佳路径（路由），并沿该路径传送数据包。除此之外，网络层还要能够消除网络拥挤，具有流量控制和拥挤控制的能力。常见的路由器就工作在网络层，一些高档的交换机也可直接工作在网络层。,（4） 传输层,传输层解决的是数据在网络之间的传输质量问题，它的重要任务就是直接给运行在不同主机上的应用程序提供通信服务，这里通信服务是指逻辑通信，而不是物理通信。传输层通过错误纠正和流控制机制等手段确保端

23、到端之间的数据包得到可靠且有序的传送。常说的QoS（服务质量）就是传输层的主要服务。工作在传输层上协议比较多，其中互联网最基本的TCP协议就工作在传输层。,（5） 会话层,会话层主要为网络中传输的数据（报文）提供同步管理服务，包括对话管理，数据流同步和重新同步。它首先给两个对等会话服务用户建立一个会话连接，并在两个会话用户之间实现有组织，同步的数据传输。完全工作在会话层的协议很少，即便是工作在会话层上的远程过程调用协议（RPC），在 OSI 网络参考模型中，也跨越了传输层和应用层。（6） 表示层表示层主要负责把低五层提供的数据“翻译”成通信双方都能理解的语法格式，包括数据语法转换、语法表示、语

24、法表示的连接管理、数据加密和数据压缩等都是表示层的功能，轻量级表示协议（LPP）就是工作在表示层的协议。（7）应用层应用层是OSI模型的最高一层，直接为用户提供服务，其功能包括：在不同的计算机间的进行文件传送、访问与管理，电子邮件的处理，远程登录以及其它各种网络应用功能。有很多网络协议工作在应用层，包括常见的动态主机配置协议（DHCP）、域名系统（DNS）、文件传输协议（FTP）、超文本传输协议（HTTP）、简单邮件传输协议（SMTP）、简单网络管理协议（SNMP）等。,（6） 表示层,表示层主要负责把低五层提供的数据“翻译”成通信双方都能理解的语法格式，包括数据语法转换、语法表示、语法表示的

25、连接管理、数据加密和数据压缩等都是表示层的功能，轻量级表示协议（LPP）就是工作在表示层的协议。,（7）应用层,应用层是OSI模型的最高一层，直接为用户提供服务，其功能包括：在不同的计算机间的进行文件传送、访问与管理，电子邮件的处理，远程登录以及其它各种网络应用功能。有很多网络协议工作在应用层，包括常见的动态主机配置协议（DHCP）、域名系统（DNS）、文件传输协议（FTP）、超文本传输协议（HTTP）、简单邮件传输协议（SMTP）、简单网络管理协议（SNMP）等。,OSI参考模型中的数据传输过程,在OSI参考模型中，通信双方的数据传输过程如图所示,OSI参考模型中的数据传输过程, 一方利用位

26、于计算机A上的网络软件和网络设备把需要传输的数据信息告诉A的应用层，并发出信息传输命令，开始传输数据； 应用层对数据进行处理，并加上应用层的头信息，然后再把数据传送到表示层； 表示层收到应用层传来的数据后，再加上控制信息等信息，作为表示层的头信息，然后连同数据信息一起传送给会话层；,OSI参考模型中的数据传输过程, 会话层再加上会话层的头信息，然后把数据传递给传输层； 传输层为了保证数据得到可靠传输，重新处理数据，组织成含有源地址、目的地址以及校验数据的报文格式，然后把报文传递给网络层； 网络层收到传输层传来的报文后，对传来的报文进行分割，分割成若干比较短的分组，然后把这些分组逐个地递给数据链

27、路层；,OSI参考模型中的数据传输过程, 数据链路层将收到的分组报文组织成地址段、控制段、数据段和差错控制段等信息为主要内容的数据帧，然后以帧为单位把数据传递给物理层； 物理层收到数据帧后，不必考虑帧的具体含义，直接以比特流（二进制流）的形式，通过通信线路（网络传输媒体，含无线网络）传递给通信另一方（计算机B）的物理层；,OSI参考模型中的数据传输过程, 计算机B的物理层将收到的数据（比特流）传送给数据链路层； 和计算机A各层之间的传递方法一样，不过，这是一个逆向传输过程。以此向上，直到传送应用层； 应用层把接收到数据告诉计算机B的应用程序，计算机B收到从计算机A传递过来的数据，数据传输过程结

28、束。,TCP/IP参考模型简介,美国国防部高级研究计划局（DARPA）为了实现异种网络之间的互连与互通，大力资助互联网技术的开发，于1977年到1979年间推出了目前的TCP/IP结构模型，TCP/IP参考模型也被称为TCP/IP协议栈。由于ISO制定的OSI参考模型因过于庞大、复杂，招致了许多批评和非议。而结构简单，功能实用的TCP/IP参考模型获得了更为广泛的应用。,TCP/IP协议分层,TCP/IP参考模型分为应用层、传输层、网络互连层，主机到网络层等四层结构，这是最通用的分发，有的把主机到网络层称为物理链路层、网络接口层或链路层，也有把主机到网络层分成物理层和链路层，成为五层结构模型。

29、,IP地址与MAC地址,在使用TCP/IP协议的网络中，使用IP地址来标识主机或其它终端设备。目前的IP协议版本号是4，因此IP有时也称作IPv4，IPv4使用的IP地址占32位，用圆点将32位的IP地址分隔开，分成4个8八位组，每个8位组用十制表示，如“192.168.0.1”。在TCP/IP网络中，每台主机都需要一个唯一的地址，就像房子需要一个唯一的地址一样，有了这个地址，才可以将数据从一台主机发向另一台主机。每个数据分组的头中都包含了这个地址信息，它用来为数据分组寻得路径。如果一条街上的若干栋楼有相同的地址，则邮局难以投送信件，同样，网络上的IP地址也必须是唯一的。在图3-4 所示的IP

30、数据报的结构图中含有源IP地址和目的IP地址。从逻辑结构来观察IP地址，可将IP地址分为网络地址和主机地址两部分。至于网络地址占用多少位、主机地址占用多少位，这是由IP地址的类别所确定，严格说来，是由地址类别和子网淹码来确定的。网络地址用于路由选择，而主机地址用于在网络或子网内部寻找一个单独的主机。,MAC地址,首先我们需要回顾OSI参考模型和TCP/IP参考模型，如图所示，数据链路层位于OSI参考模型第二层，在TCP/IP参考模型中，主机到网络层包含物理层和数据链路层，其中，数据链路层包含逻辑链路控制子层（LLC子层）和介质访问控制子层（MAC子层）。,LLC子层的主要功能包括：为高层协议提

31、供相应的接口，提供一个或多个服务访问点，并进行流量和差错控制。MAC子层的主要功能包括：装/拆帧、地址识别和差错检测（丢弃出错的帧）、管理和控制对传输媒体的访问。MAC地址是MAC子层用来标识数据发送方或接收方的。也就是说，在网络底层的物理传输过程中，是通过MAC地址来识别主机的。MAC地址一般是全球唯一的。,IP地址与MAC地址的关系, IP地址的分配是根据网络的拓朴结构，而不是网络设备，因此，IP地址分配与设备制造商无关。 便于网络设备的维护与维修，例如，当某台计算机的网卡出现故障，需要更换一块新的网卡时，无须申请新的IP地址。 便于网络移植，例如，某台计算机从一个网络移到另一个网络，只需

32、给这台计算机设置新的IP地址，而不用更换网卡。在TCP/IP网络中，通信双方需要进行信息交流时，数据最终都会以数据包的形式在通信链路上传输，在网络互联层，由地址解析协议（ARP）负责把IP地址转换成MAC地址，然后才进入数据链路层，在通信双方之间建立起的通信链路上进行传输。,IP地址分类,在TCP/IP网络中，通常将IP地址分成A类、B类、C类、D类和E类等5种类型，其中，只有A类、B类和C类在通信中得到了应用。A类地址:如图所示，网络标识占1位，且第1位为“0”，允许有27=128个A类网络，每个网络允许有224-2= 16,777,214台主机，IP地址范围为“1.0.0.0126.0.0

33、.0”。A类地址通常分配给拥有大量主机的网络和因特网主干网络。,B类地址,如图所示，网络标识占2位，第1、2位为“10”，允许有214=16,384个网络，每个网络允许有216-2= 65,534台主机，地址范围为“128.1.0.0191.254.0.0”。B类地址通常分配给结点比较多的网络，如区域网。,C类地址,如所示，网络标识占3位，第1、2、3位为“110”，允许有221=2,097,152个网络，每个网络允许有28-2= 254台主机，IP地址范围为“192.0.1.0223.255.254.0”。C类地址通常分配给结点比较少的网络，如校园网。一些大的网络可以拥有多个C类地址。,D类

34、地址,如图3-14所示，网络标识占4位，分别为“1110”，D类地址不用于通信，而是用于多址投递系统（IP多播），IP地址范围为“224.0.0.0239.255.255.255”。,IP多播是指一个IP数据报向一个主机组的传送，该主机组是由一个单独的IP目的地址标记的多个或零个主机。一个多播数据报被尽可能地传递给目的主机组的所有成员，就像常规的单播IP数据报一样。也就是说，不能保证数据报能完好无损的到达目的组所有成员，也不能保证它以相对于其它数据报同样的顺序到达。,E类地址,如图所示，网络标识占4位，分别为“1111”，地址范围为“240.0.0.0254.255.255.255”。E类地址

35、用于进行各种实验研究。,特殊IP地址,（1） 0.0.0.0严格说来，“0.0.0.0”不是一个真正意义上的IP地址，它代表一个未知的网络和主机。也就是说，“0.0.0.0”代表所有的主机和网络。“0.0.0.0”的应用非常广泛，例如，在Windows操作系统中，如果在网络配置中使用默认网关，系统就会自动产生一个目的地址为“0.0.0.0”的缺省路由。（2） 255.255.255.255“255.255.255.255”是受限广播地址。对本机来说，它代表本网段内的所有主机。受限广播地址不会被路由器转发。“255.255.255.255”在教育系统得到了广泛应用，例如，用于教学的电子教室系统可

36、使用这个受限广播地址向学生广播教师的屏幕信息。（3） 127.0.0.1“127.0.0.1”代表本机地址，主要用于测试。IP协议在寻址过程中，遇到含有这个地址的数据包，是不会把它发到网络接口的。除非出错，否则在传输介质上永远不应该出现目的地址为“127.0.0.1”的数据包。,特殊IP地址,（4） 224.0.0.1“224.0.0.1”是组播地址，需要引起人们注意的是，它和广播地址是有区别的。在前面IP地址分类中，D类IP地址范围为“224.0.0.0239.255.255.255”，只有在这个地址范围内的地址才是组播地址。其中“224.0.0.1”特指所有主机，“224.0.0.2”特指

37、所有路由器。这样的地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序。如果主机使用了Internet路由发现协议，并开启使用组播功能，那么该主机的路由表中一定有这样一条路由。（5） 169.254.0.0169.254.255.255在Windows操作系统中，配置IP地址时，如果选择“自动获得IP地址”，一旦网络中的DHCP服务器或根本不存在DHCP服务器，或响应时间太长而超出了一个系统规定的时间，此时，Windows 系统会在“169.254.0.0169.254.255.255”地址范围内为计算机分配一个地址。如果计算机的IP地址在“169.254.0.0169.254.255.255”地址范围内，

38、说明该计算机网络出现了故障，不能正常运行。,其它一些特殊的IP地址,专用IP地址,RFC 1918定义的专用IP地址包括：10.0.0.010.255.255.255 1个A类地址；172.16.0.0172.31.255.255 16个连续的B类地址；192.168.0.0192.168.255.255 256个连续的C类地址。,子网掩码,IP地址的分类说明，局域网IP地址获取的最小单位是C类地址（含256个IP地址），而多数局域网没有那么多主机，造成IP地址浪费；有的局域网又IP地址紧缺，不够用。为了解决这一矛盾，在IP地址的基础上加上子网掩码，来划分成更小的子网。正常情况下，子网掩码的地

39、址格式为：网络号为全“1”，主机号为全“0”，与此对应，A、B、C三类地址的子网掩码分别为：A类地址网络的子网掩码地址为： 255.0.0.0B类地址网络的子网掩码地址为： 255.255.0.0C类地址网络的子网掩码地址为： 255.255.255.0,掩码运算,掩码运算是一个从IP地址中提取物理网络地址的过程。如果没有将网络化分为子网，则掩码运算就提取一个IP地址的网络地址；如果划分了子网，则掩码运算就从一个IP地址中提取出子网地址。在已知IP地址和子网掩码的前提下，通过掩码运算，可以得知该计算机所在网络的网络地址、广播地址、可分配的IP地址范围以及网络拥有的计算机台数。所有这些，对网络管

40、理人员来将，非常重要。,举例说明：,某计算机IP地址为“192.168.6.156”，子网掩码为“255.255.255.0”，请通过掩码运算来获得该计算机所在网络的网络地址、广播地址、地址范围和计算机台数。 首先需要将IP地址和子网掩码转换成二进制，子网掩码全为1的部分是网络号，全为0的部分是主机地址，如图所示；,举例说明：, 将IP地址和子网掩码进行“与”运算，运算的结果就是网络地址“192.168.6.0”，如图所示；,举例说明：, 在网络地址的基础上，主机地址全为1，得到广播地址“192.168.6.255”，如图所示；,举例说明：, 网络地址加1得到网络中的第一个IP地址，广播地址减

41、1得到最后一个IP地址，由此获得该网络的IP地址范围“192.168.6.1192.168.6.254”； 下图是网络最大可容纳主机数的计算公式，按照此公式，得到在该网络最多可容纳253台计算机。,实例,假设某个单位需要5个子网，每个子网的电脑数量都不超过30台电脑，请你找出子网掩码。,实例分析, 根据题目要求，说明该单位电脑台数少于150台（305），150的二进制数值为“10010110”，说明主机地址最多占8位，因此，采用C类IP地址较为合理； 由于每个子网的台数不超过30，30的二进制数值为“11110”，说明主机地址需要占用5位。因此，用二进制表示该单位合理的子网掩码，则是“1111

42、1111 11111111 11111111 11100000”，转换成十进制后，得到该单位的子网掩码“255.255.255.224”。,域名系统（服务）协议（DNS）,域名系统（服务）协议（DNS）是一种分布式网络目录服务，主要用于域名与 IP 地址的相互转换，以及控制因特网的电子邮件的发送。大多数因特网服务依赖于 DNS 而工作，一旦 DNS 出错，就无法连接 Web 站点，电子邮件的发送也会中止。有两项工作是DNS协议必须完成的： 定义命名语法和规范，以利于通过名称委派域名权限。 定义如何实现一个分布式计算机系统，以便有效地将域名转换成 IP 地址。,DNS查询过程,以用户访问域名为“

43、”的Web站点为例，说明DNS的查询过程。网络用户输入网址“”后，Web浏览器将会向位于本地的DNS客户解析器（缓存）提出地址解析的请求（Q1）。DNS客户解析器进行解析查询，如果在缓存查询到“”记录，则作出应答，并将查询结果反馈给Web浏览器(A1)。,DNS查询过程,如果缓存中没有“”记录，则DNS客户解析器会进一步向DNS服务器提出查询请求（Q2）。当 DNS 服务器接收到查询时，首先在服务器的本地区域中进行查询（Q3），如果在本地区域信息中有“”资源记录（A3），DNS服务器做出应答，并将查询结果反馈给DNS解析器（A2）,DNS查询过程,如果DNS服务器的区域中没有相关记录，DNS服

44、务器会继续查询DNS服务器的缓存（Q4），如果在缓存中检索到“”资源记录(A4)，DNS服务器做出应答，并将查询结果反馈给DNS解析器（A2）如果DNS服务器仍未检索到“”资源记录，它会向其它DNS服务器提出请求（Q5）,如果下一个DNS服务器检索到“”资源记录，则会做出应答，并将查询结果反馈给上一级DNS服务器（A）。,DNS查询过程,如果DNS服务器还未检索到“”资源记录，它会向再下级的DNS服务器提出请求，DNS的查询过程，实际上是一个递归查询过程，如下图所示。,DNS的递归查询过程,国内常见的DNS服务器列表,国内常见的DNS服务器列表,pOXLp7v0djZKylHSJr3WxBmH

45、K6NJ2GhiBeFZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGtgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cL

46、mTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMes02GshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMes02dLPqafkFGlzcvv2YiRQYHbhR8AI1LKULh3xvjDzkEAMGr8xbwF1bH1oIM30E7xp,