Internet技术 目标 Internet概述 Internet的接入方法 Internet的基本使用.

Presentation on theme: "Internet技术 目标 Internet概述 Internet的接入方法 Internet的基本使用."— Presentation transcript:

1 Internet技术 目标 Internet概述 Internet的接入方法 Internet的基本使用

2 Internet的通信协议 TCP/IP Internet以TCP/IP作为标准通信协议，只要计算机系统支持TCP/IP，它就可以连入Internet，同时由IP子协议为连入Internet的计算机分配一个IP地址作为唯一标识。

3 IP地址 Internet中能够唯一确定计算机位置的标识就是IP地址。对于终端用于来说，IP地址还有另一种表示方法：域名（网址）。
IP协议规定：IP地址的长度为四字节(32bit)， 整个地址分为两部分，即网络号(Network ID) 和主机号(Host ID)。

4 IP 地址 IP地址结构：是一种层次型地址结构。 IP协议规定：IP地址的长度为四字节(32bit)
整个地址分为两部分，即网络号(Net ID)和主 机号(Host ID)。 Net ID Host ID

5 IP地址的表示方法： 方法：采用点分十进制记法（dotted decimal notation）即将32bit的IP地址中的每8位二进制数用1个等效的十进制数表示，并每个十进制数之间加上一个点。 例： IP =

6 IP地址分类：分为5类，见下图。 IP地址格式 网络号 主机号 A类地址 E类地址 D类地址 C类地址 B类地址 7 8 31 15 16
A类地址 E类地址 D类地址 C类地址 B类地址 1 7 8 31 15 16 23 24 组播地址 保留 IP地址格式

7 IP地址类别—A类地址 前1字节标识网络地址，后3字节标识主机地址 每个网络最多可容纳（ 2 －2）台主机
前1字节标识网络地址，后3字节标识主机地址 每个网络最多可容纳（ 2 －2）台主机 从高位起，前1位为“0”，第1字节用十进制表示的取值范围为“0～127” 具有A类地址特征的网络总数为126个(127保留) 网络地址 主机地址 0～ ～255 0～255 0～255 24

8 IP地址类别—B类地址 前2字节标识网络地址，后2字节标识主机地址 每个网络最多可容纳（ 2 －2）台主机
前2字节标识网络地址，后2字节标识主机地址 每个网络最多可容纳（ 2 －2）台主机 从高位起，前2位为“10”，第1字节用十进制表示的取值范围为“128～191” 具有B类地址特征的网络总数为 2 个 1 0 网络地址 主机地址 128～ ～255 0～255 0～255 16 14

9 IP地址类别—C类地址 1 1 0 网络地址 前3字节标识网络地址，后1字节标识主机地址 主机地址 每个网络最多可容纳254台主机
前3字节标识网络地址，后1字节标识主机地址 每个网络最多可容纳254台主机 从高位起，前3位为“110”，第1字节用十进制表示的取值范围为“192～223” 具有C类地址特征的网络总数为 2 个 1 1 0 网络地址 主机地址 192～ ～255 0～255 0～255 21

10 A、B、C三类地址的网络数和主机数 根据首字节的取值可以判断IP地址的类别。 例如202.112.14.161为C类地址 A 1--126
首字节值范围 网络数 主机数 A 1--126 126 B 16382 65534 C 254

11 特殊用途的IP地址 主机号为全“0”的IP地址为网络地址，表示该网络本身。 主机号为全“1”的地址是广播(broadcast)地址。
任何一个以数字127开头的IP地址(127.any.any.any)都叫做回送地址(loopback address)。它是一个保留地址，最常见的表示形式为 。 IP协议规定：当任何程序用回送地址作为目的地址时，计 算机上的协议软件不会把该数据报向网络上发送，而是把数据 直接返回给本主机。 回送地址的用途：实现对本机网络协议的测试或实现本地进程间的通信。 以上地址从来不分配给任何一个单个的主机。

12 特殊IP地址举例 网络地址 主机地址部分全部定义为“0”，用于区分网络 例：主机212.111.44.136
所在网络的地址为 全0的网络地址： 表示网络本身，用于网络初始化 广播地址 直接广播地址 主机地址部分为全“1”，用于向某个网络的所有主机广播 所在网络的广播地址为 有限广播地址（ ） 在未知本网地址情况下用于本网广播

13 内部地址(私用地址) B类：172.16.0.0---172.31.255.255（前12位限定）
IP地址范围内有一些未被InterNic指定，这些地址可分 配给未连接到Internet的主机使用，这些主机如果需要访问 Internet,可使用网络代理(proxy)服务器连接到公共网络上。 它们是： A类： （前8位限定） B类： （前12位限定） C类： （前16位限定）

14 子网掩码与子网的划分

15 与运算 运算规则： 相与的两个数都为1，结果为1，否则结果就为0。 例如： 1与1=1 1与0= 与1=0 0与0=0

16 子网掩码的作用 计算机是通过将子网掩码与IP地址相“与运算”来区分出计算机的网络号和主机号。
M : 与: 反:

17 子网掩码（Subnet mask） 默认子网掩码,子网掩码中“1”的长度就是网络号的长度： A类 B类 11…1 0000…0 11………1
00………0 8bit 24bit 16bit C类 子网掩码 子网掩码 子网掩码 00…0 默认值

18 如何判断两台主机是否在同一子网 设本地主机所在子网地址为Nx，子网掩码为Mx，远程主机的IP地址为Ay，再设Ny=Ay & Mx
若Nx==Ny，则认定远程主机与本地主机在同一子网上 若Nx<>Ny，则认定远程主机与本地主机不在同一子网上

19 同一子网中的主机之间通信 子网地址 210.39.15.0 210.39.15.15 210.39.15.127 源地址 目的地址
子网地址 源地址 目的地址 发送 接收

20 不同子网中的主机之间通信 子网地址 210.39.15.0 转发 202.112.4.63 目的地址 R 210.39.15.15 源地址
子网地址 目的地址 源地址 发送 转发 R 子网地址 接收

21 子网掩码的表示 直接的32bit的位模式（不常用） 点分整数法（常用） 例：255.255.255.192
子网掩码的斜杠表示法：斜杠表示的整数，就是子网掩码中所有1的个数 例： 带点十进制数表示 斜杠表示 /24 例：IP地址/子网掩码对： / 可表示为： /20 若划分子网，Router在运算时，IP地址和子网掩码按位相与。

22 子网划分 划分子网的好处： 划分子网的重要性
IP寻址方案的开发始于20世纪60年代后期，当初并没有考虑到Internet发展这么快，有限的32位地址空间使人们陷入了IP地址分配无法满足众多需求的窘境。 划分子网的好处： 1)充分利用IP地址 2)方便管理，网络管理者有时需要分割网络,尤 其是大型网络，使其成为较小的网络，减小广 播域.

23 子网的划分 什么时候需要划分子网？ 当需要将一个给定的网络划分为各个互不相关的网络时，就需要划分子网。 怎样划分子网？
将IP地址中的主机号部分再拿出某几位来作为网络号，剩下的部分作为主机号。

24 划分子网的实例 例如：现给定一个C类网 X，此时X代表从1—254。由于有四个不同的部门要使用这段IP，为了不让各个部门之间相互干扰，我们需要将原来给出的一个网络划分为四个子网，以使得各个子网间互不影响。

25 确定各子网IP IP: xxxxxxxx 我们将IP地址的主机部分中（8位） xxxxxxxx拿出前面2位来作为我们的子网网络号部分，因此用作主机的位数就只有剩下的6位。 00xxxxxx： 01xxxxxx： 10xxxxxx： 11xxxxxx：

26 确定子网掩码 由于我们将原来IP地址中主机号的前两位用来作为了网络号部分，因此，为了让计算机能知道这两位是网络号，所以我们需要将相应的子网掩码中对应的这两位设置为1。 IP: M : 最后我们得到的子网掩码即为： （非标准类型）

27 划分的结果 第一个子网： IP： (1—62) M: 第二个子网： IP： (65—126) 第三个子网： IP： (129—190) 第四个子网： IP： (193—254)

28 注意：划分子网后，各个网络的网络号不再一样，此时处于不同网段，不再在同一个网络，因此，各网络间的连接需要三层以上的网间设备来连接，比如说：路由器、三层交换机、网关等。
R 子网1 子网2 说明： （1）用路由器连接单位的子网，其优点： ① 出现故障时容易隔离和管理 ② 不引起广播风暴 （2）建立子网，R通过子网号来管理和识别；

29 思路：从IP地址的Host ID中借若干位表示子网号。
子网地址 思路：从IP地址的Host ID中借若干位表示子网号。 IP地址包括一个网络号、一个网络内的子网号和一 个子网内的主机号码三部分，其中子网号和主机号是网 络管理员按需要分配的。 RFC 950规定：不允许使用全“0”和全“1”的子网，即子网号不能全“0”和全“1”，同样，主机号也如此。 子网划分前后IP地址结构： 网络号 主机位号 网络号 子网号 主机号

30 子网和主机的计算公式 RFC 950规定：不允许使用全“0”和全“1” 的子网，即子网号不能全“0”和全“1”，同样，主机号也如此。
根据此限制，有： 1位子网掩码不允许（因对应位上只有0和1） B类15位子网掩码和C类7位子网掩码也是非法的（因只给主机留了1位）。

31 最小的IP网络 Mask＝255.255.255.252(/30) 两个bit作主机号，共四个IP地址
主机号全1=11,全0=00,只有01和10可用 容纳两个站点的网，常用于路由器间的连接 最小的IP网络 R1 R2 1 255 252

32 子网和主机的计算公式 1) 计算用于表示子网的位组合公式： 2N-2(其中N用于表示子网的位数)
表示子网的位组合全0和全1（全0子网、广播子网），对于一些网络设备可能出现问题，所以剔除这两种组合。 2)计算用于表示主机的位组合公式： 2N-2(其中N是用于表示主机的位数) 当主机位为全0时，则此时的IP地址相当于只是表示了一个网络的地址； 当主机位为全1时，则此时的IP地址相当于是一个广播地址。

33 练习： ， 默认子网掩码: /24 ( ) 子网掩码: / ( ) 1.请问/26借出主机的多少位来表示子网？ 2.能够表示多少个子网？ 3.子网的IP地址分别是什么？ 4.每个子网中有多少位表示主机？每个子网中 可容纳多少主机？

34 答案： 位 =2个子网 或 或 除去全0和1，因此只能 或 ， 即最后8位分别是 或 4. 6位， 26-2 ，除去全0和1

35 思考与练习 如果要划分6个子网怎么办？ 如果要考虑特殊的IP怎么办？

36 IP地址和子网掩码的7个例子 例1：IP地址为203.23.32.34的主机的网络地址和主机地址、广播地址各是什么？（默认掩码）
解：网络地址= 主机地址=34 广播地址= 理由：上述IP地址为C类。

37 例2：如果结点（主机）地址的头十位用于子网，则184.231.138.239 的子网掩码是什么？
A： ; B: ; C: ; D: 。 解：选择D 理由： 为 B 类地址 则对应的B类子网掩码中头两个字节全“1” 据题意，结点（主机）地址的头十位用于子网，则对应网络地址1后应再跟随10位“1”，故选D

38 例3：若子网掩码为 255.255.192.0，那么下面哪个主机必须使用路由器才能与 135.23.144.10 通信？
A: ; B: ; C: ; D: 。 解：选择B、C 因 ： 为B类地址， 则 ： 为网络号。显然，C 之网络号不同 故 ：选择C。B则是由子网计算出网络号不同

39 选B原因：子网掩码为 255.255.192.0，指示主机号（第三字节）的头两位为子网号。
所以：主机 的第三字节 ( )的头两位 ( 10 ) 为子网号。 考察A、B、D的第三字节： A： B: D: 故：再选择B

40 例4：某单位得到C类地址198.28.61.0，计划划分成4个网络，每个网络最多25台主机。如何划分？
解：因子网数4个，每个网络最多25台主机 则：子网掩码选 每个子网主机数25－2=30 可有6个子网(23－2=6)， 对应 地址范围： 1---30 65—94 97—126 129—158 161—190 193—222 — 放弃 — 放弃 从中选择4个

41 对子网：198.28.61.32/27 网络地址= 198.28.61.32 广播地址= 198.28.61.63 实际可分配IP地址范围：
对其它子网依此类推。

42 C类子网的各种掩码 主机/子网数 主机总数 2 62 124 6 30 180 14 196 子网掩码 子网数
2 62 124 6 30 180 14 196

43 例5:地址数的倍增过程（用于计算网络地址和广播地址）
注意：各子网网络地址总是最小网络地址的倍数。 例：网络掩码： ; IP地址为： ， 由于网络掩码使用的是4位掩码，因此所有的网络地址都是16的倍数： 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 1)为确定网络地址，回答下面的问题： 比52小的16的倍数中哪一个最大？48 ，所以网络地址是 2)为确定广播地址，回答下面的问题： 哪一个数比下一个网络地址小1？下一个网络地址数为64。因此广播地址为

44 例：一个主机的IP地址是202.112.14.37，子网掩码是255.255.255.240，要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址。
常规办法是把这两个都换算成二进制，然后相与，就可得到网络地址。 一个简单的方法：掩码为 那么可以知道这个掩码所容纳的IP地址有256－240＝16个（包括网络地址和广播地址），那么具有这种掩码的网络地址一定是16的倍数。而网络地址是子网IP地址的开始，广播地址是结束，可使用的IP地址在这个范围内，因此比37刚刚小的，又是16的倍数的数只有32，所以得出网络地址为 。而广播地址就是下一个网络的网络地址减一。而下一个16的倍数是48，因此可以得到广播地址为 。

45 子网的计算实例6 CCNA考试中，还有一种题型，要你根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。
比如一个子网有10台主机，那么对于这个子网就需要10＋1＋1＋1＝13个IP地址。（注意加的第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址，接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。）13小于16（16等于2的4次方），所以主机位为4位。而256－16＝240，所以该子网掩码为 。

46 如果一个子网有14台主机，不要犯这样的错误是：依然分配具有16个地址空间的子网，而忘记了给网关分配地址。这样就错误了，因为14＋1＋1＋1＝17 ，大于16，所以我们只能分配具有32个地址（32等于2的5次方）空间的子网。这时子网掩码为： 。

47 子网的计算实例7 我们要设计三个不同的子网，每个网络的HOST数量各为20、25和50，下面依次称为甲、乙和丙网，但只申请了一个Network ID 就是 。怎样划分子网？ 首先我们把甲和乙网的Subnet masks改为 ，224的二进制为 ，即它的Subnet masks为：　　 　　 这样，我们把HOST ID的高三位用来分割子网，这三位共有000、001、010、011、100、 101、110、111八种组合，除去000（代表本身）和111（代表广播），还有六个组合，也就是可提供六个子网，它们的IP地址分别为：（前三个字节还是 ）

48 即 为第一个子网 　　 即 为第二个子网 　　 即 为第三个子网 　 　　 即 为第四个子网 　 　　 即 为第五个子网 　 　　 即 为第六个子网 　　选用 段给甲网， 段给乙网，因为各个子网都支持30台主机，足以应付甲网和乙网20台和25台的需求。 　再来看丙网，由于丙网有50台主机，按上述分割方法无法满足它的IP需求，我们 可以将它的Subnet masks设为 ， 由于192的二进制值为 ，按上述方法，它可以划分为两个子网，IP地址为： 　 　 即65-126为第一个子网 　 　　 即 为第二个子网 　　这样每个子网有62个IP可用，将65-126分配丙网，多个子网用一个NETWORK ID 即告实现。（这里已经出现VLSM了）

49 可变长子网掩码（ VLSM ） VLSM（Variable Length Subnet Mask, 可变长子网掩码），这是一种产生不同大小子网的网络分配机制，是指对同一个主网络在不同的位置使用不同的子网掩码。VLSM将允许给点到点的链路分配子网掩码 ，而给Ethernet网络分配 。VLSM技术对高效分配IP地址（较少浪费）以及减少路由表大小都起到非常重要的作用。 但是需要注意的是使用VLSM时，所采用的路由协议必须能够支持它，这些路由协议包括RIP2，OSPF和BGP等。

50 可变长子网掩码（ VLSM ） /27 /30 A /24 /27 /30 B HQ /27 /24 C /30 提供了在一个主类（A类、B类、C类）网络内包含多个子网掩码的能力，可以对一个子网再进行子网划分，使得对IP地址的使用更为有效

51 无类别域间路由（CIDR） CIDR(Classless Inter-Domain Routing, 无类别域间路由)基本思想是取消地址的分类结构，取而代之的是允许以可变长分界的方式分配网络数。它支持路由聚合，可限制Internet主干路由器中必要路由信息的增长。 “无类别”的意思是现在的选路决策是基于整个32位IP地址的掩码操作。而不管其IP地址是A类、B类或是C类，都没有什么区别

52 无类别域间路由（CIDR） 为进行选路要对多个IP地址进行归并时，这些IP地址必须具有相同的高位地址比特。
必须扩展选路协议使其除了32位地址外，还要有32位掩码。 例：假设有一C类地址 — 通过CIDR技术归纳后可表示为 /21，我们把这种网络称为“超网” 例： — —

53 无类别域间路由（CIDR） 用于帮助减缓IP地址耗尽和路由表增大的问题多个C类地址块可以被组合或聚合在一起以生成更大的无类别IP地址集（也就是说，我们可以用一个CIDR的聚合体来表示一组C类地址） 我们在做IP规划的时候，刻意将子网作成2n模式，目的便是为了尽量支持路由归并，以减少路由表规模。此外，2n子网规划模式也是为了保证IP地址划分的规范性

54 . Internet域名 …. …. …… …… 整个Internet域名的结构是一个的阶梯式树状结构，该树状结构就称为域名称空间。
最上层为根域 (root Domain) 顶级域 Top –level Domain gov net edu com mil org …. cn 子域 (SubDomain) …. ibm xyz sale 主机 （host） …… …… Pc1.sale.xyz.com Pc20.sale.xyz.com Pc21.xyz.com Pc40.xyz.com

55

56 Internet的基本服务功能 WWW服务 服务 FTP服务 Telnet服务 BBS服务

57 Internet接入方法 拨号接入 局域网接入

58 网络互连设备 网络互连的概念 网络互连设备

59 网络互连的概念 互连（Interconnection）
是指网络在物理上的连接，两个网络之间至少有一条在物理上连接的线路，它为两个网络的数据交换提供了物资基础和可能性，但并不能保证两个网络一定能够进行数据交换，这要取决于两个网络的通信协议是不是相互兼容。 互联（internetworking） 是指网络在物理和逻辑上，尤其是逻辑上的连接。 互通（intercommunication） 是指两个网络之间可以交换数据。 互操作（interoperability） 是指网络中不同计算机系统之间具有透明地访问对方资源的能力。

60 根据网络进行网络互连所在的层次，常用的互连设备有以下几类：
物理层互连设备：中继器（Repeater）； 数据链路层互连设备：即网桥（Bridge）； 网络层互连设备：路由器（Router）； 网络层以上的互连设备：统称网关（Gateway）或应用网关。

61 中继器 中继器又叫转发器，是两个网络在物理层上的连接，用于连接具有相同物理层协议的局域网，是局域网互连的最简单的设备。
图 用中继器连接两个网段

62 网桥 当局域网上的用户日益增多，工作站数量日益增加时，局域网上的信息量也将随着增加，可能会引起局域网性能的下降。这是所有局域网共存的一个问题。在这种情况下，必须将网络进行分段，以减少每段网络上的用户量和信息量。将网络进行分段的设备就是网桥。 网桥的第二个适应场合就是用于互联两个相互独立而又有联系的局域网。 网桥是在数据链路层上连接两个网络，即网络的数据链路层不同而网络层相同时要用网桥连接。

63 l网桥对所接收的信息帧只作少量的包装，而不作任何修改。
网桥的作用: l网桥对所接收的信息帧只作少量的包装，而不作任何修改。 网桥有足够大的缓冲空间，以满足高峰期的要求。 l 网桥必须具有寻址和路径选择的能力。

64 路由器 路由器是网络层上的连接，即不同网络与网络之间的连接。图所示为路由器的工作示意图。
路径的选择就是路由器的主要任务。路径选择包括两种基本的活动：一是最佳路径的判定；二是网间信息包的传送，信息包的传送一般又称为“交换”。

65

66 最佳递交和路由表

67 2 距离向量路由算法（Distance Vector Routing）
属于动态路由算法，也称Bellman-Ford路由算法和Ford-Fulkerson算法，最初用于ARPANET，被RIP协议采用。 基本思想 每个路由器维护一张表，表中给出了到每个目的地的已知最佳距离和线路，并通过与相邻路由器交换距离信息来更新表； 每隔一段时间，路由器向所有邻居结点发送它到每个目的结点的距离表，同时它也接收每个邻居结点发来的距离表 邻居结点X发来的表中，X到路由器L的距离为Xi，本路由器到X的距离为m，则路由器经过X到L的距离为Xi + m。根据不同邻居发来的信息，计算Xi + m，并取最小值，更新本路由器的路由表；

68 例：网络拓扑如图(a)。结点C到其相邻结点A、B、D的时延分别为12、8、7，某时刻，结点A、B、D分别向C提供的路由信息如图(b)。求结点C的新路由表。
22 20 30 12 2 13 25 19 8 3 6 27 7 31 A B C D E F 图(b) C B E D A F 图(a)

69 解：以到A结点为例。 C → A： t=12; C → B → A: t=8+3=11; C → D → A: t=7+31=38
目的地 延迟时间 下一结点 A 11 B 8 C -- D 7 E 32 F 13 结点C的新路由表

70 双绞线的连接 B线序: 1 2 3 4 5 6 7 8 橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕 A线序: 1 2 3 4 5 6 7 8
橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕 A线序: 绿白 绿 橙白 蓝 蓝白 橙 棕白 棕