互聯網及其應用第1章互聯網概述考核內容5.Intranet網絡4.互聯網的一般結構3.我國互聯網的建設與發展2.互聯網的起源和發展過程1.互聯網的定義6.互聯網的應用7.下一代互聯網的基本概念1.1互聯網的基本概念互聯網的定義：（考核要求：識記） 互聯網是一種計算機網絡的集合，以TCP/IP協議進行數據通信，把世界各地的計算機網絡連接在一起，實現信息交換和資源共享。1.1互聯網的基本概念互聯網的基本概念：（考核要求：識記）互聯網是建立在一組共同協議（TCP/IP)協議上的網絡設備和線路的物理集合。狹義的Internet指上述網中所有采用IP協議的網絡互聯的集合，TCP/IP協議的分組可以通過路由選擇實現相互傳輸，它亦可稱為IP

Internet。廣義的Internet指IP

Internet.加上所有能通過路由選擇至目的站的網絡，包括使用電子郵件等應用層網關的網絡、各種存儲轉發的網絡以及采用非IP協議的網絡互聯的集合。1.2互聯網的發展歷史互聯網的起源：（考核要求：識記）美國國防部高級研究計劃局（AdvancedResearchProjectAgency,ARPA)互聯網的發展過程：（考核要求：識記）1969年到1983年是Internet的形成階段，也是研究試驗階段1983年到1994年是Internet的實用階段。1.3中國互聯網的發展主要互聯網：（考核要求：識記）最早是中國學術網（CANET)CHINANET中國公用計算機互聯網CERNET中國教育和科研計算機網CSTNET中國科技網CHINAGBN中國金橋信息網1.4互聯網的體系結構1.4.1互聯網的定義（考核要求：領會）廣義計算機網絡：在協議控制下，由一臺或多臺計算機、若干終端設備、數據傳輸設備、以及用于終端和計算機之間數據流動的通信控制處理機等所組成的系統的集合。凡是將地理位置不同，并具有獨立功能的多個計算機系統通過通信設備和線路連接起來，以功能完善的網絡軟件實現網絡中資源共享的系統，稱為計算機網絡系統1.4互聯網的體系結構1.4.2互聯網的組成（考核要求：熟知）互聯網網絡系統由網絡硬件和網絡軟件組成。網絡硬件互聯網網絡系統網絡軟件1.4互聯網的體系結構網絡硬件：是計算機網絡系統的物質基礎。常見的網絡硬件有計算機、網絡接口卡、集中器、節點機、調制解調器、路由器及傳輸介質。網絡中的計算機分為網絡客戶機和服務器網絡客戶機：通過網卡連接到網絡上的一臺個人計算機，具有訪問網絡功能的普通計算機。網絡服務器：運行于網絡上提供網絡服務的計算機，主要功能是為網絡工作站上的用戶提供共享資源、管理網絡文件系統、提供網絡打印服務等等。1.4互聯網的體系結構網絡軟件：網絡協議、協議軟件、網絡通信軟件和網絡操作系統1.4互聯網的體系結構1.4.3互聯網的網絡體系結構：（考核要求：了解）網絡的體系結構：是用層次結構設計方法提出的計算機網絡的層次結構及其協議的集合。網絡分層體系結構的特點：層間的獨立性適用的靈活性結構上的可分割性易于實現和維護促進標準化1.4互聯網的體系結構1.4.4互聯網的工作方式（考核要求：了解）互聯網采用分組交換和包交換技術作為通信方式。1.4互聯網的體系結構1.4.5互聯網的拓撲結構（考核要求：領會）按照不同的網絡結構，將計算機網絡分為總線型網絡、環形網絡、星形網絡、樹形網絡、網狀網絡。總線型網絡：將所有的入網計算機接入到一條通信傳輸線上。優點：信道利用率較高，結構簡單，價格相對便宜。缺點：同一時刻只能有兩個網絡節點通信，網絡延伸距離有限，節點數有限。1.4互聯網的體系結構環形結構：將各個聯網的計算機由通信線路連接成一個閉合的環。優點：一次通信信息在網絡中傳輸的最大傳輸延遲是固定的。每個網上節點只與其他兩個節點有物理鏈路直接互連，傳輸控制機制較為簡單，實時性強。缺點：是一個節點故障可能會終止全網運行，可靠性較差。1.4互聯網的體系結構星形結構：以一個節點為中心的處理系統，各種類型的入網機器均與該中心處理機有物理鏈路直接相連，其他節點之間不能直接通信。優點：結構簡單，建網容易，控制相對簡單。缺點：集中控制，主機負載過重，可靠性低，通信線路利用率低。1.4互聯網的體系結構樹形結構：目前使用比較普遍的一種結構。將單獨鏈路直接連接的節點通過多級處理主機進行分級連接，降低通信線路的成本，但增加了網絡復雜度。網狀結構：分為全連接網狀結構和不全連接網狀結構。優點：節點線路多，碰撞和阻塞現象大大減少，可靠性高，網絡擴充和主機入網容易。缺點是網絡關系復雜，網絡控制機制復雜，建網不容易。1.4互聯網的體系結構1.4.6網絡互連（考核要求：領會）網絡互連通常是指將不同的網絡通過互連設備連接在一起而形成一個范圍更大的網絡。1.4互聯網的體系結構應用TCP/IP技術實現網絡互連

Internet網絡互連是通過TCP/IP技術實現的

IP地址：接入Internet上的每一臺計算機都有一個唯一的地址標識。IP地址具有唯一性，即所有連接到Internet上的計算機都具有唯一的IP地址

。

1.4互聯網的體系結構網絡連接包含兩層內容：首先兩個網絡要通過一臺中間計算機實現物理連接，這臺中間計算機同屬兩個網絡，即解決網絡互連；其次中間計算機要實現在兩個網絡間的分組交換，涉及尋找路徑和協議轉換等問題，解決網絡互聯。中間計算機叫做網關網絡1網絡2網關1.4互聯網的體系結構網絡分類根據網絡信息傳輸距離的長短：網絡劃分為局域網（LocalAreaNetwork,LAN)和廣域網（WideAreaNetwork,WAN)LAN網絡分類WAN1.4互聯網的體系結構1.4.7互聯網的主要性能指標（考核要求：熟知）帶寬時延吞吐率服務質量Text互聯網主要性能指標1.5Intranet的基本概念Intranet的定義（考核要求：領會）Intranet是基于Internet的TCP/IP協議構建的企業內部網絡。包括兩種類型：一種是純局域網，不與外網連接，一種是外網有限連接。1.5Intranet的基本概念Intranet的應用

Intranet的應用包括：電子郵件、目錄服務、組織圖、備忘錄、個人手冊、信息發布、快報和出版、系統用戶手冊、培訓、新聞組、銷售報告、財務報告、客戶信息、季度統計、廠商信息、產品信息、市場信息、網絡管理和資產管理等。1.5Intranet的基本概念Intranet的特點：

①Intranet是根據企業內部的需求而設計的，它的規模和功能是根據企業經營和發展的需求確定的。

②Intranet不是一個孤島，它能方便的和外界接觸，尤其適合Internet的連接。

③Intranet采用TCP\IP協議及相應的技術和工具，是一個開放的系統。

④Intranet根據企業的安全要求，設置相應的防火墻、安全代理等，以保護企業內部的信息，防止外界侵入。

⑤Intranet廣泛使用WWW的工具，使企業員工和用戶能方便的瀏覽和采掘企業內部的信息以及Internet的豐富的信息資源。1.6互聯網的應用12多媒體應用網絡游戲互聯網即時通信電子商務3網絡電話網絡傳真電視會議視頻點播遠程登錄電子郵件文件傳輸WWW瀏覽網絡新聞組網絡社區博客1.7下一代互聯網下一代互聯網特點：更大、更快、更安全、更便捷第2章互聯網技術2.1互聯網的基本技術2.1.1互聯網的結構特點：對用戶隱蔽網絡的低層結點，用戶不用了解硬件連接的細節不指定網絡互連的拓撲結構能通過各種網絡收發數據網絡的所有計算機共享一個全局的標識符用戶界面獨立于網絡2.1互聯網的基本技術2.1.2TCP/IP協議（考核要求：領會）1.TCP/IP協議的基本概念TCP/IP是一個協議系列，包含了100多個協議，用來將各種計算機和數據通信設備組成計算機網絡，由于TCP和IP是其中最基本的兩個協議，通常就用TCP/IP來代表整個互聯網協議。TCP/IP是互聯網采用的協議標準，也是全世界采用的最廣泛的工業標準。2.1互聯網的基本技術2.TCP/IP協議簇（1）IP協議（網際協議）IP協議提供3個基本功能：1、基本數據單元的傳送，規定通過TCP/IP網的數據格式。2、IP協議執行路由功能，選擇傳遞數據的路徑。3、確定主機和路由器如何處理分組的規則，以及報文發生差錯的處理方法。2.1互聯網的基本技術IP協議定義的分組叫做IP數據報IP數據報的長度是有限的，包括報頭和數據，報頭信息包括源地址和目的地址，以及報文長度等。2.1互聯網的基本技術（2）地址解析協議（ARP)和反向地址解析協議（RARP)問題：在局域網中，所有站點是通過網絡介質訪問控制層得MAC地址來確定報文發送的目的地址的，但在互聯網中，目的地址是靠IP規定的地址來確定的，由于MAC地址和IP地址之間沒有直接關系，為了解決主機只知道目的地址的IP地址，如何知道目的地址的MAC地址問題，就采用了ARP協議。反向地址解析協議（RARP)知道物理地址，如何知道其IP地址。CompanyLogo2.1互聯網的基本技術（3）傳輸控制協議（TCP)傳輸控制協議（TCP)是為了解決互聯網上分組交換通道中數據流量超載和傳輸擁堵而設計的，使數據傳輸和通信更加可靠。TCP是面向連接的，在傳輸數據前，先要建立連接，數據可能在傳輸過程中丟失，TCP將檢測到，對數據進行重發。功能：為了取得可靠數據而進行的分組丟失檢測，收不到確認信息則自動重傳，處理延遲的重復數據報。2.1互聯網的基本技術（4）用戶數據協議（UDP)UDP采用無連接的方式向高層提供服務，與遠方的UDP實體不建立端對端的連接，只將數據報送上網絡或者從網絡接收數據報，它不保證數據的可靠投遞。如PingTFTPSNMP等都采用UDP傳輸協議。2.1互聯網的基本技術3.TCP/IP協議與OSI參考模型間的對應關系2.1互聯網的基本技術2.1.3IP地址1.IP地址的組成IP地址是32位的二進制無符號數，用點分十進制表示，即將32位地址按字節分為4段，高字節在前面，每個字節用十進制表示，中間用.隔開。IP地址分為兩部分或三部分，第一部分是網絡的地址，第二部分是子網的地址，第三部分是主機的地址。2.1互聯網的基本技術2.IP地址的分類CompanyLogo2.1互聯網的基本技術CompanyLogo2.1互聯網的基本技術3.劃分子網(subnetting)將單位自己控制的host-id字段中的前若干比特劃分出來作為子網號（subnet-id），在本單位內使用路由器將各子網互連。子網號使用多少比特，單位根據需要自己決定。劃分的子網和子網中的主機，不使用全0和全1的子網號和主機號，稱為變長子網劃分（variable-lengthsubnetting），相當于使用了三級地址。2.1互聯網的基本技術4.子網掩碼(SubnetMask)子網掩碼使用了與IP地址相同的格式和表示方法，它將IP地址格式中被指定為主機地址字段之外的所有二進制位均設置為1。在同一網段內，各個主機的子網掩碼原則上應相同。

缺省時，A、B、C三類網絡的掩碼如下：

A類地址

B類地址

C類地址

劃分子網的目的是用來區別不同主機是否處在相同的網段。方法是把信源主機地址和信宿主機地址分別與所在網段的掩碼進行相“與”，如果產生的結果相同，則在同一網段；如果不同，則不在同一網段。

2.1互聯網的基本技術2.1互聯網的基本技術2.1.4域名管理系統（DNS）域名系統的結構是層次性的。如：，G域下面按領域又分子域，子域下面又有子域。在表示域名時，子右到左越來越小，用原點“.”分開。

2.1互聯網的基本技術域名系統和IP地址的關系 一般一個域名對應一個IP地址，但也有IP是沒有域名的。有時一個IP地址對應多個域名。2.1互聯網的基本技術域名服務器（DNS）:將主機域名轉為IP地址的服務系統DNS實際是一個服務器軟件，運行在指定的計算機上，完成域名-IP地址的轉換，網絡中的主機按樹形結構分成域和子域，子域名或主機名在上級域名結構中是唯一的。每個子域都有域名服務器，他管理本域的域名轉換，各級域名服務器構成一棵樹。當查詢時，先在本地域名服務器請求，本地服務器先查詢自己的庫，若找到，則返回IP地址，若沒有找到，則分析域名，向相關的上級域名服務器發出申請。2.1互聯網的基本技術2.1.5網絡地址翻譯技術（NAT）網絡地址翻譯技術：在內部使用內部地址，通過NAT把內部地址翻譯成公網的IP地址，在互聯網上使用。方法：NAT池PAT(端口地址翻譯））基于NAT的負載平衡CompanyLogo2.1互聯網的基本技術2.1.6動態主機配置協議（DnamicyHostConfigurationProtocol,DHCP)動態主機配置協議是基于客戶/服務器模式的，指定主機為服務器，當主機需要時，分為三種形式分配IP地址（自動分配、動態分配、手動分配）。2.1互聯網的基本技術2.1.7IP組播技術概念：一種允許一臺或多臺主機發送單一數據包到多臺主機的TCP/IP網絡技術。IP組播地址是IP組播地址，是一個D類地址，劃分成3類：局部鏈接組播地址、預留組播地址、管理權限組播地址。組播組：使同一個IP組播地址接收組播數據包的所有主機構成一個主機組。2.1互聯網的基本技術2.1.8IP安全性IPSec提供兩種安全機制：認證和加密認證機制使IP通信的數據接收方能夠確認數據發送方的真實身份及數據在傳輸過程中是否被修改。加密機制通過對數據加密來保證數據的機密性。2.2IPv6基礎知識2.2.1IPv6的新特征（1）更大的地址空間。（2）全新的報文結構。（3）全新的地址配置方式（4）更好的QoS。（5）內置的安全性。（6）全新的鄰居發現協議CompanyLogo2.2IPv6基礎知識IPv4報頭2.2IPv6基礎知識IPv6報頭2.2IPv6基礎知識2.2.2IPv6地址1.表示方法--冒號十六進制記法

（1）首選格式：

IPv6地址為128位長，但通常寫作8組每組4個十六進制數的形式，中間用冒號隔開。68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFF(2)零壓縮(zerocompression)，即一連串連續的零可以為一對冒號所取代。FF05:0:0:0:0:0:0:B3可以寫成：FF05::B3(3)內嵌IPv4的IPv6地址0:0:0:0:0:0:可寫成：::2.2IPv6基礎知識2.IPv6的地址類型IPv6數據報的地址可以是以下三種基本類型地址之一：(1)單播(unicast)：傳統的點對點通信。(2)多播(multicast)：一點對多點的通信。(3)任播(anycast)：