1、1,Internet,2,本课内容因特网概述因特网的产生和发展因特网的功能和服务模式因特网的体系结构因特网编址机制,3,因特网概述,什么是因特网？因特网是在TCP/IP协议基础上建立的国际互联网。它是“计算机网络的网络”，即将全世界不同国家、不同地区、不同部门和机构的不同类型的计算机网络互联在一起，形成一个世界范围的信息网络。,4,因特网概述,因特网是全球信息基础设施的重要组成部分，作为全球信息高速公路的雏形，它将全世界范围内几乎所有国家与地区的各领域的信息资源联为一体，组成一个庞大的电子资源数据库，供全世界的网上用户共享。它对全人类社会发展和文明进步起到了巨大的推动作用。,5,注意：以小写字
2、母i开始的internet(互联网或互连网)：是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的虚拟网络。以大写字母I开始的Internet(因特网)：则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用TCP/IP协议族，且其前身是美国的ARPANET。,6,因特网的产生和发展,利奥纳德科仑洛克他在其博士论文中最早用排队论证明分组交换网络的优越性(1961)。并在1969年12月，参与了美国四所大学使用接口消息处理器（IMP) 建立起阿帕网(ARPA Net)。,Leonard Kleinrock,7,因特网的产生和发展,APARNet实际上是冷战的产物
3、。1969年美国国防部高级研究计划署(Defense Advanced Research Project Agency，DARPA)决定研究一种计算机网络，能够在战争状态下经受得起局部被破坏，即一种无中心的网络，并能够将使用不同计算机和操作系统的网络连接在一起。,8,因特网的产生和发展,1969年12月，美国四所大学在校园里联合建立起阿帕网(ARPANet)，该网络联接了加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)、斯坦福研究所(SRI)、加利福尼亚大学圣巴巴拉分校(UCSB)和犹他大学(UTAH)四个不同的计算机系统这就是因特网的前身。,9,ARPA的四个结点,犹他大学,斯坦福研究所,加利福尼亚大学
4、洛杉矶分校,加利福尼亚大学圣巴巴拉分校,10,因特网的产生和发展,APARNet是美国军方建立的实验性网络，其发展受到诸多限制最初4个节点1970s的60多个节点地域跨越美洲、欧洲具有现代网络的许多特征，例如分组交换分层次的网络体系结构较为完善的通信协议,11,因特网的产生和发展,1974年，斯坦福大学的两位研究员瑟夫（cerf）和康恩（kahn）发表了互联网络的四项基本原则：小型化、自治：各种网络可以自行运行，当需要互联时不必在其内部再进行修改。尽力而为的服务: 互联网络提供尽力而为的服务，如果需要可靠的通信，则由发送端通过重传丢失的报文来实现。无状态路由器: 互联网络中的路由器不保存任何现
5、行连接中已经发送过的信息流状态。分散化的控制结构：在互联网络中不存在全局性的控制机制,12,因特网的产生和发展,以太网在1980s在全世界开始普及，也是目前因特网中数量最多的局域网络。,曾在施乐公司工作的迈特考夫博士（Dr. Metcalfe，MIT，哈佛博士) 于1973年发明了与传统的计算机网络实现方法完全不同的局域网络-以太网（ Ethernet）。,13,因特网的产生和发展,1970s末，ARPA开始了一个称为Internet的研究计划，主要研究如何将各种局域网（LAN）和广域网（WAN）互联起来，这个研究项目的成果就是TCP/IP协议。TCP/IP协议和过去某些计算机公司开发的协议不
6、同点在于它是完全开放的，其所有的技术和规范都是公开的，任何公司都可以利用其来开发兼容的产品。以这两个协议为中心，以ARPAnet为主干网开始将许多不同的网络联在一起，构成了因特网的原型。Internet网络采用的协议是TCP/IP,14,因特网的产生和发展,1983年，TCP/IP协议正式成为阿帕网的标准协议。1986年，面对网上信息流量的迅速增加，NSF美国国家科学基金会(The U.S. National Science Foundation) 开始组建NSFNet国家科学基金网(National Science Foundation Network)，计划将美国六个超级计算中心联接到一起
7、组成主干网来代替阿帕网。1988年9月，国家科学基金网(NSFNET)正式投入运行。,15,因特网的产生和发展,1990年，阿帕网退役，国家科学基金网正式成为美国的Internet主干网。1991年，IBM、MCI(媒体控制接口)和MERIT三家公司成立了高级网络服务公司(Advanced Networks and Services)，着手建立新的主干网络。1992年，高级网络服务公司建立了新的高级网络服务网（ANSNET），取代国家科学基金网成为美国Internet的主干网。,16,因特网的产生和发展,蒂姆.本尼斯李(Tim Berners-Lee)于1989年在欧洲粒子物理实验室主持研制出
8、万维网的原型。并将全部技术公诸于世，无偿地供他人使用。 万维网的出现，是因特网爆炸性发展的导火索。,17,因特网的产生和发展,丰富的信息和便利的使用是其规模迅速增长的主要驱动力美国政府资助的“下一代因特网计划”目标是主干网的速率比现在的因特网高1000倍端到端的速率要达到100Mb/s10Gb/s,18,Internet在中国,1987年9月20日，钱天白教授（中国兵器工业计算所的前身五机部计算站 ）发出我国第一封电子邮件“越过长城，通向世界”，揭开了中国人使用Internet的序幕。1990年10月，钱天白教授代表中国正式在国际互联网络信息中心的前身DDN-NIC（相当于现在的INTERNI
9、C）注册登记了我国的顶级域名CN，并且从此开通了使用中国顶级域名CN的国际电子邮件服务。由于当时中国尚未正式连入Internet，所以委托德国卡尔斯鲁厄大学运行CN域名服务器。1994年5月21日在钱天白教授和德国卡尔斯鲁厄大学的协助下，中国科学院计算机网络信息中心完成了中国国家顶级域名(CN)服务器的设置，改变了中国的CN顶级域名服务器一直放在国外的历史。,19,1993年3月2日，中国科学院高能物理研究所租用AT&T公司的国际卫星信道接入美国斯坦福线性加速器中心（SLAC）的64K专线正式开通。专线开通后，美国政府以Internet上有许多科技信息和其它各种资源，不能让社会主义国家接入为由
10、，只允许这条专线进入美国能源网而不能连接到其它地方。尽管如此，这条专线仍是我国部分连入Internet的第一根专线。,20,1994年4月初，中美科技合作联委会在美国华盛顿举行。会上，中科院副院长胡启恒代表中方向美国国家科学基金会（NSF）重申连入Internet的要求，得到认可。1994年4月20日，NCFC工程（中关村地区教育与科研示范网络）通过美国Sprint公司连入Internet的64K国际专线开通，实现了与Internet的全功能连接。从此我国被国际上正式承认为有Internet的国家。我国是通过国际专线接入Internet的第81个国家。,21,1994年1996年，中国陆续开通
11、了：中国公用计算机互联网(CHINANET)(http:/)中国教育和科研计算机网（CERNET）(http:/)中国科技网（CSTNet）(http:/)中国金桥信息网(CHINAGBN)(http:/),22,CERNET网络组织结构,国家教育部CERNET领导小组（State Education Commission CERNET Leading Group） 由国家教委有关领导组成，是CERNET的最高领导和决策机构。 CERNET管理委员会（CERNET Administration Committee） 由国家教委有关领导和十所高校主管校长组成，负责领导并对重大问题进行决策。,23
12、,24,Internet的组织和运行管理,Internet并没有一个统一的管理机构，但有一些机构对Internet的发展有着重大的影响,有的则也起着一定的管理作用；Internet协会(Internet Society); 1992年，用来管理因特网工作技术和应用的因特网协会建立了。它的主要功能是控制和鼓励因特网的增长及其有效利用，其中包括了对应于因特网上的协议和未来发展的控制。,25,Internet的组织和运行管理,Internet号码分配机构（Internet Assigned Number Authority，IANA）(www.iana.org)，负责分配IP地址；Internet网
13、络信息中心NIC (www.internic.org)，负责域名登记；,26,Internet的组织和运行管理,Internet体系结构委员会IAB，是个有权威的机构，负责制定Internet标准和长期发展战略，并领导几个特别任务工作组；IETF和IRTF。Internet工程任务特别工作组IETF，(Internet Engineering Task Force)致力于解决中短期的工程问题。由Internet工程指导组（IESG）进行管理。这个队伍被划分为领域，领域又划分为工作组。其中一些工作组分别负责认证，域名，主机动态分配(DHCP)，对主机的需求，互联，Telnet，用户文档等等。,2
14、7,RFC（ Request For Comments ）文件,Internet的主要文件形式RFCRFC是Request For Comments的缩写；RFC由IAB(Internet体系结构委员会)审定和发布；交流关于协议,研究和标准的新思想的首要方法是通过请求评议(RFC)的途径。当一个研究者构思了一个新协议，一项新研究，或者关于某个课题的指导性意见都可以作为一个RFC文档提交。因此RFC包括了Internet标准，对于新的或修订过的协议的建议，实施策略，指导性意见，各种集体智慧，等等。,28,RFC文件,RFC包含三种内容：正式批准的标准和协议，对于网络标准或协议的建议，关于因特网的
15、实用技术文章每份RFC都有一个号码，目前RFC已有2000多个,29,常用协议的RFC,FTP：RFC 959SMTP：RFC 821POP：RFC 918（1984）POP3：RFC 1460（1993）,HTTP1.0：RFC1945HTTP1.1：RFC2616DNS：RFC 1034/1035MIME：RFC2045 RFC2046,30,因特网的功能和服务模式,1。INTERNET的主要功能：资源共享（包括计算处理能力、数据资源、软件等通过Telnet、FTP实现）信息交流（电子邮件、BBS、ICQ）获取信息(北大天网、新浪)信息发布（万维网是继电视、广播、报纸、杂志之后的第五媒体）
16、电子商务的运行平台,31,因特网的功能和服务模式,2。INTERNET的服务模式：客户/服务器（Client/Server）模式客户模块(Client module):在本地主机上运行，用来访问网络上其他计算机的资源；服务器模块(Server module)：一般在远程主机上运行，用来应答来自其他计算机的客户程序请求，提供其本身的服务资源；客户机提出请求需要指明：IP地址和端口号。（HTTP 80，SMTP 25，POP3 110 Telnet 23，FTP 21 20）,32,因特网的功能和服务模式,服务器的主要功能：接受从客户机来的请求解释客户的请求完成客户的请求，形成结果将结果送给客户客
17、户机的主要功能：接受用户键入的请求与服务器建立连接将请求传递给服务器接收服务器送来的结果，解释并显示在屏幕上,客户、服务器指的是进程，而不是人或机器。,33,3.Internet的信息服务,EmailWWW（World Wide Web）:FTP（File Transfer Protocol）：Telnet：BBS（Bulletin Board System）ICQ( I Seek You)VOD(Video on Demand),34,4.ISP(Internet Service Provider),接入服务虚拟主机服务域名及IP地址申请服务服务器托管服务主页制作及发布服务Intranet/
18、Extranet工程设计与施工Internet培训服务,35,因特网体系结构,因特网从1983年开始使用传输控制/网间协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol ，TCP/IP)参考模型。TCP/IP不是一两个协议，而是由数十个具有一定层次结构的协议组成的一个协议集。而TCP和IP是该协议中两个最重要的协议。整个协议集常被称为TCP/IP体系结构或简称为TCP/IP。,36,TCP/IP体系结构,37,因特网体系结构,因特网协议栈和协议数据单元,协议栈,PDUs,应用层,传输层,网络层,链路层,物理层,Message（报文）,Segme
19、nt（段）,Datagram（分组）,Frame（帧）,1-bit(比特流),38,TCP/IP与OSI体系结构的比较,39,因特网编址机制,因特网目前主要有三种不同形式但可以互相映射的地址管理机制：域名地址：(帮助记忆)IP v4地址：202.117.0.20(32位逻辑编码，用来在因特网中定位主机和路由器的接口)介质访问控制（MAC）地址：12-FA-9B-23-DB-11(48位物理编码，用来在局域网中定位主机和路由器的接口),40,因特网编址机制,TCP/IP协议中各类地址的映射在广域网中主要使用逻辑编址。按IP地址来确定网络、网段和主机。依靠域名服务系统（DNS）来实现域名地址到IP
20、地址的映射和转换在局域网中，需要使用网卡的MAC地址来通信， MAC地址是在网卡出厂时就固化在芯片中。在局域网中，由各主机上的地址解析协议(ARP)模块负责完成IP地址到MAC地址间的转换。,41,因特网编址机制,IP协议采用固定的地址方案来传送数据。无论在哪种链路上传送IP数据包中的IP地址都是不变的。在局域网网段上使用ARP协议，将信宿的IP地址转换为该信宿主机使用的MAC地址，以便将IP数据包再封装在链路帧送到信宿站点。IP和ARP互相配合，完成将数据包传送到目的地。,42,因特网编址机制,域名服务(DNS)和地址解析（ARP）的比较DNS是一种广域网中全局性的服务，由分布在全球的DNS
21、服务器形成一个服务链，提供关于广域网中的域名到IP地址间的映射。ARP是在局域网中区域性的服务，其服务程序驻留在局域网中的主机（接口）中，由各个主机负责解析IP到MAC地址间的映射。,43,因特网编址机制,TCP/IP网络上的每一台主机都需要唯一的IP地址。这个IP地址在整个网络范围内必须是唯一的。对于大的、世界范围内的网络，例如因特网来说，地址分配的权限是必需集中处理的。对因特网来说，因特网号码分配管理局（Internet Assigned Number Authority，IANA）确立IP地址分配的规则并且主管它们的分配。,44,因特网编址机制,每台因特网中主机必须考虑四个重要参数：IP
22、地址，每个IP网中的主机都须要有一个独立的地址；子网掩码，也是32 位信息，用来区分IP地址中的网络和主机接口地址；默认网关的IP地址，可选的32位地址，用来标识路由器的地址。要送往另一个网络的数据包，由这个指定的路由器转送。DNS服务器的IP地址，负责主机域名到IP地址的转换,45,因特网编址机制,IP地址,46,域名服务DNS DNS用于将主机名转换为IP地址。 采用名字来标记一台主机便于记忆。DNS服务主要基于UDP来实现，端口号=53。三个组成部分：域名空间、名字服务器、解析程序域名空间：分布式的、层次型（分级）的树形结构，根没有名字，顶层域由组织域（如org、com、edu）和国家域
23、（如cn）构成。在往下分还可分为若干层子域，如下页图。通常用点来分隔域的层次，如 ,47,根,INT,CN,MIL,NET,COM,JP,IBM,intel,eng,www,jack,edu,net,zsu,www,ftp,中大的Web服务器：域名一般小于5级，节点标识63个字符（字目或数字），整个域名255个字符,48,DNS名字服务器：存放域的树结构和主机信息的数据库。为减小查询流量负载，提高可靠性，DNS名字空间被划分成若干不交叉的区域（Zone），分别存放在该区域的DNS服务器中。解析程序：从名字服务器中提取信息把主机域名翻译成IP地址。 解析过程为：首先从本地Hosts文件查找。没找
24、到就向本地DNS名字服务器发出请求；若本地DNS服务器也找不到，它就把请求发给负责该域的顶层域名字服务器，然后由顶层域名字服务器把请求传递给相应子域的名字服务器。最后由该名字服务器把域名对应的IP地址按相反的路径传递给发出请求的站点。,49,例如：想要知道的IP地址，则查询过程如下：,,,edu-,,,原始服务器,eng，ibm 服务器,edu服务器,zsu，edu 服务器,cn服务器,50,IP地址与MAC地址,IPInternet协议使用逻辑地址，与地理位置有关Internet上唯一32位/128位向IANA申请,MACEthernet协议使用物理地址，与地理位置无关全球唯一48位向IEE
25、E申请,IP与MAC没有必然联系,51,小结,什么是因特网？（万网之网） 什么是因特网发展的四大发明，Who did it？（分组交换技术和排队论，以太网，因特网设计的四项原则，万维网）因特网的功能和服务模式是怎样的？(C/S)Next Page,52,本课小结,因特网的体系结构和主要的协议(五个层次：应用HTTP、FTP、SMTP, 传输TCP、UDP, 网络IP,链路-PPP、物理-BIT。)因特网中三种编址机制以及相关功能(主机域名、IP地址、MAC地址， DNS和ARP)IP地址DNS域名系统,53,作业,1.以下IP地址各属于哪一类? (a) 20.250.1.139 (b) 202
26、.250.1.139 (c) 120.250.1.139 2.已知子网掩码为255.255.255.192，下面各组IP地址是否属于同一子网? (a) 200.200.200.224与200.200.200.208 (b) 200.200.200.224与200.200.200.160 (c) 200.200.200.224与200.200.200.222 3.假设一个主机的IP地址为192.168.5.121，而子网掩码为255.255.255.248，那么该IP地址的网络号为多少？ 4.某单位为管理方便，拟将网络195.3.1.0划分为5个子网， 每个子网中的计算机数不超过15台，请规划该子网。 写出子网掩码和每个子网的子网地址。 5.试说明MAC地址与IP地址的区别。,
