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TCP/IP 协议及 Internet 基础

TCP/IP 协议及 Internet 基础. Agenda. 从 LAN 到 Internet TCP/IP 协议集 IP 地址及域名服务 主机与 Internet 的联接 Internet 参数设置 网络连通性检查. 从 LAN 到 Internet. 从 LAN 到 Internet. Hub. Hub. PCs. PCs. Server. Server. 从 LAN 到 Internet. Hub. Hub. Hub. Hub. PCs. PCs. PCs. PCs. Server. Server. Server.

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TCP/IP 协议及 Internet 基础

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Presentation Transcript

  1. TCP/IP协议及Internet基础

  2. Agenda • 从LAN到Internet • TCP/IP协议集 • IP地址及域名服务 • 主机与Internet的联接 • Internet参数设置 • 网络连通性检查

  3. 从LAN到Internet

  4. 从LAN到Internet

  5. Hub Hub PCs PCs Server Server 从LAN到Internet

  6. Hub Hub Hub Hub PCs PCs PCs PCs Server Server Server Server 从LAN到Internet Hub PCs Server

  7. Hub Hub Hub Hub PCs PCs PCs PCs Server Server Server Server 从LAN到Internet Router Hub PCs Server

  8. Hub Marketing Sales Engineering PCs Corporate Router Switch Server 从LAN到Internet

  9. Hub Marketing Sales Engineering PCs Corporate Router Switch Server WAN 从LAN到Internet

  10. LAN与Internet主干网

  11. LAN与Internet主干网 • 基本拓扑结构 • 树状结构 • 具体联接方式 • 各级网络通过网关(Gateway)或路由器(Router)与上级网络相连，并最后与因特网主干网相连

  12. 网关(Gateway) • 定义 • 也称路由器(Router)，用于连接不同的网络，为其所连网络内部的主机提供了与网络外部的通路 • 作用 • 提供数据包传输的路由信息 • 存储转发数据分组 • Notice:用户在设置所用主机的网络参数时，其所在网络的网关IP地址是一项重要参数。

  13. TCP/IP协议集 • 含义 • IP: Internet Protocol, 网际协议 • TCP: Transmission Control Protocol,传输控制协议 • UDP: User Datagram Protocol, 用户数据报协议 • 简单历史 • 1975年：TCP/IP协议产生 • 1983年1月1日：成为Internet的事实标准协议 • 现在：已融入UNIX、Linux、Windows等操作系统中 • TCP/IP协议是Internet通信协议集的总称，含有上百个协议，而TCP和IP本身只是该协议集最基本的两个协议

  14. TCP/IP协议集 • 常用协议作用 • IP: 提供端到端(机器到机器间)数据包传送服务 • TCP: 工作在IP之上，提供可靠的数据传输服务 • 有连接服务 • UDP: 工作在IP之上，提供不可靠的用户数据报服务 • 无连接服务 • 不保证送到 • 不保证按顺序接收到 • 几个类比 • IP: 普通家庭 • TCP: 电话服务 • UDP: 邮政服务

  15. TCP/IP参考模型

  16. TCP/IP工作方式

  17. TCP/IP协议各层作用 • 应用层 • 应用程序进入网络的通道。在应用层有许多TCP/IP工具和服务，如：FTP、Telnet、SNMP、DNS等等 • 传输层 • 用应用程序提供不同质量的服务 • TCP: 可靠，用于传输大量数据 • UDP: 不可靠，用于即时传输少量数据 • Internetwork层 • 将数据封装成IP协议所需的数据包，并选择合适的发送路径，将数据发送到接收方 • 网络接口层 • 将数据帧发往物理介质，或从物理介质上接收数据帧

  18. IP地址 • IP协议中用于标记计算机 • 162.105.129.12, 192.168.100.3 • 结构: 4个0-255间的数字 • 网络号＋主机号 • 192.168.100.3 10.2.3.4

  19. IP地址 • 组成 • 从IP协议看 • IP地址是由四个8位二进制数字域组成的,总长度为4个字节的32位二进制数(理论上可组成232≈40多亿个不同的IP地址，实际上少得多) • 从用户使用看 • IP地址是由四个用小数点隔开的十进制数字域组成，其中每个域的十进制取值在0~255之间

  20. IP地址类型 • A类地址 A类地址用于主机数目非常多的网络。 A类地址的最高位为0，接下来的7位完成网络ID，剩余的24位二进制位代表主机ID。A类地址允许126个网络，每个网络大约一千七百万台主机;第一个数字是1~126。 127是一个特殊的网络ID，又称本机网络，可用来检查TCP／IP协议工作状态。如可用下列命令检查TCP/IP是否工作正常 ping 127.0.0.1

  21. IP地址类型 • B类地址 B类地址用于中型到大型的网络。 B类地址的最高位为10，接下来的14位完成网络ID，剩余的16位二进制位代表主机ID。B类地址允许16384个网络，每个网络大约65000台主机;第一个数字是128~191

  22. IP地址类型 • C类地址 C类地址用于小型本地网络。 C类地址的最高位为110，接下来的21位完成网络ID，剩余的8位二进制位代表主机ID。C类地址允许大约二百万个网络，每个网络有254台主机；第一个数字是192~223

  23. IP地址类型 • D类地址 D类地址用于多播。一个多播地址可能包括1台或更多主机，或根本没有。 D类地址的最高位为1110;第一个数字是224~239。剩余的位设计客户机参加的特定组。在多播操作中没有网络或主机位，数据包将传送到网络中选定的主机子集中。只有注册了多播地址的主机才能接收到数据包。Microsoft支持D类地址

  24. IP地址类型 • E类 • 第一个数字为240-247 • 未规定 • 第一个数字为248-254

  25. IP地址规则 • 主机ID和网络ID不能全为0或255 • 网络ID不能为127 • 唯一性 • 特殊地址 • 网络地址 • A.0.0.0, B.B.0.0, C.C.C.0 • 直接广播地址 • A.255.255.255, B.B.255.255, C.C.C.255 • 未知地址 • 0.0.0.0 • (有限)广播地址 • 255.255.255.255 • 网络掩码

  26. 域名服务(DNS) • 动机 • 由于一般用户很难记住数字形式的IP地址，而名字则比号码更容易记忆，为此Internet从1985年起在原有IP地址系统的基础上，开始向用户提供了DNS域名系统(Domain Name System)。 该域名系统使用字符串来代表与识别所要连接的主机和其所属域，或代表其提供的不同信息服务 • 对比: • mail.famous.corporation.cn • 192.168.76.24 • 域名结构及组成 • “主机名+域名”的多级结构，一般不超过五级 • 子域名.域类型.国家名码 • 子域名可由1~3（当无国家名码时可取4）级子域名组成 • 如子域名由多级子域名组成，则各级子域名也用小数点隔开，并从左向右由小域名向大域名顺序排列

  27. 域名服务器 • 在互联网上,用于完成域名及对应的IP地址之间转换的服务器 • 每一个域名服务器保存有在它上面注册的域名与对应的IP地址，并组成“域名数据库”；将因特网上所有的域名服务器编联到一起，就组成了域名管理系统 • 域名服务器的IP地址是一项重要参数，通常就近选择 • 北大通常可选用: 162.105.129.27 • 域名服务器工作过程 • 如用户主机中设置的域名服务器的域名地址数据库中含有对应的域名，则立即转换 • 如用户主机中设置的域名服务器所管辖的某台主机最近查询过该域名，并被正确解析，由于该域名与IP 地址对应关系将在该服务器的缓存区中保留一段时间，也可立即转换 • 如用户主机中设置的域名服务器查不到该域名，则先转向最高一级(国家名码)域名服务器查询，然后向下逐级向相应的域名服务器查询，直到将整个域名转换为IP地址号为止。 • 如最终仍查不到该域名，则给出该域名不存在的错误提示信息

  28. DNS-国家名码

  29. DNS-国际流行域类型

  30. DNS-国内流行域类型

  31. DNS-域名举例 • 服务器类型.网络名.域类型.国家名 • www.cernet.edu.cn • 服务器类型.公司名.域类型 • www.microsoft.com • ftp.microsoft.com • 服务器名.系名.学校名.域类型.国家名 • www.cs.pku.edu.cn • 主机名.研究机构名.学校名.域类型.国家名 • tly.infosec.pku.edu.cn

  32. IP与域名的关系 • 一个IP地址可以对应多个域名 • 例:虚拟主机 • 一个域名也可以对应多个IP地址 • 例:负载均衡

  33. 主机与Internet的连接 • 专线连接 • 方法：将计算机通过数字或模拟专线直接与Internet某台服务器相联，费用较高。 • 应用：远离Internet的公司、单位计算机联网首选方法 • 局域网连接 • 方法：将主机直接联入已通过网关与Internet相联的局域网或城域网中，并成为该网络的一部分 • 应用：校园内计算机联网首选方法 • 有线电话拔号连接 • 方法：将计算机通过调制解调器、双绞线、电话线路与某ISP因特网服务提供者的网络服务器的调制解调器相连，再通过拨号实现计算机与Internet服务器的联接 • 应用：目前家庭个人用户计算机联网主要方法 • 其他 • 无线上网 • 手机 • 有线电视网 • …

  34. Internet参数设置 • 四个基本参数 • IP地址 • 子网掩码 • C类网为255.255.255.0 • 网关IP地址 • DNS服务器IP地址 • 两种IP地址获得方式 • 手工设置 • 自动获得 • 通过DHCP协议 • 拨号用户IP通常由ISP自动分配 • 需指定电话号码、用户名、口令

  35. Internet参数设置示例

  36. Internet连通性检查 • 命令格式 • ping 远程主机域名或IP地址

  37. 上机练习 • 找出自己机器使用的IP地址、网关IP地址、DNS服务器IP地址 • 检查网关及DNS服务器的连通性 • 用ping命令查出www.pku.edu.cn的IP地址，并检查其连通性 • 打开IE，在地址栏分别输入 www.pku.edu.cn和 162.105.129.12 ，检查结果有何区别

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