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1、第7章 Internet与Intranet技术,2023年9月,Internet与Intranet技术,2,本章学习要求,熟练掌握IP地址编址和表示方法、IP地址与物理地址的区别；掌握TCP/IP协议的层次结构和TCP/IP协议簇中的协议；掌握Internet的域名分布和计算机域名格式；掌握Internet基本服务的相关概念和协议；掌握Intranet和Extranet的概念和应用；理解子网划分的基本思路和划分方法，能够进行子网的设计与划分；了解IPv6的主要特性、IPv6地址表达方式和类型以及IPv4向IPv6的过渡技术；了解几种常见的Internet用户接入的方式。,2023年9月,Int
2、ernet与Intranet技术,3,重点难点,TCP/IP协议的层次结构和TCP/IP协议簇中的协议；IP地址编址和表示方法，IP地址与物理地址的区别；子网掩码、子网划分的基本思路和划分方法；Internet的域名分布和计算机域名格式；WWW服务、E-mail、FTP服务、Telnet服务等；Internet服务的相关概念和协议；Intranet的概念、体系结构和应用；IPv6地址表达方式和类型；,2023年9月,Internet与Intranet技术,4,7.1 因特网的基本概念,7.1.1 因特网的定义,Internet是成千上万的不同类型、不同规模的计算机网络和计算机主机组成的覆盖世界
3、范围的巨型网络。Internet的中文名称为“因特网”。从技术角度来看，Internet包括了各种计算机网络，从小型的局域网、城市规模的城域网，到大规模的广域网。计算机主机包括了PC机、专用工作站、小型机、中型机和大型机。这些网络和计算机通过电话线、高速专用线、微波、卫星和光缆连接在一起，在全球范围内构成了一个四通八达的“网间网”。从应用角度来看，Internet是一个世界规模的巨大的信息和服务资源网络，它能够为每一个Internet用户提供有价值的信息和其他相关的服务。也就是说，通过使用Internet，世界范围的人们既可以互通消息、交流思想，又可以从中获得各方面的知识、经验和信息。综上所述
4、，可见Internet是指采用TCP/IP协议簇作为通信的规则，由众多网络相互连接而成的，当前全球最大的、开放的特定计算机网络。,2023年9月,Internet与Intranet技术,5,7.1 因特网的基本概念,7.1.2 Internet的组成,Internet是一个开放的、建立在TCP/IP协议簇上的国际互联网络，图7-1显示了Internet的用户视图和典型的内部结构。在这个网络中，其核心是几个最大的主干网络组成了Internet的骨架，它们主要属于美国的Internet服务供应商，例如,GTE、MCI、Sprint和AOL等。通过主干网络之间的相互连接，建立起一个非常快速的通信网络
5、，承担了网络上大部分的通信任务。每个主干网间都有许多交汇的节点，这些节点将下一级较小的网络和主机连接到主干网络上，这些较小的网络再为其服务区域的公司或个人提供连接服务。,2023年9月,Internet与Intranet技术,6,7.1 因特网的基本概念,2023年9月,Internet与Intranet技术,7,7.1 因特网的基本概念,7.1.3 Internet的管理组织,Internet是一个开放的网络系统，不受某一个政府或个人控制，没有一个权威性的Internet全面管理机构。Internet服务供应商、Internet协会和Internet上各个域的组织分别负责Internet上不
6、同层次的管理。Internet服务供应商ISP(Internet Server Provider)提供底层结构。Internet协会ISOC(Internet Society)是以自愿的方式组成的一个帮助和引导Internet发展的最高组织。IAB负责定义Internet的总体结构(框架和所有与其连接的网络)和技术上的管理，对Internet存在的技术问题及未来将会遇到的问题进行研究。,2023年9月,Internet与Intranet技术,8,7.1 因特网的基本概念,7.1.4 我国Internet的发展前景,1994年，我国正式开通了中国国家计算机与网络设施NCFC(The Nation
7、al Computing and Networking Facility of China)与Internet的国际连接。NCFC是我国第一个以TCP/IP协议与Internet相连的网络，并运行中国的最高级域名CN。根据中国互联网信息中心(CNNIC)公布的网上调查，截止2006年12月31日，我国上网计算机为5940万台，上网用户13700万人，CN下注册域名180多万个，WWW站点数约84.3万个，国际出口带宽的总容量为256,696M，连接的国家有美国、俄罗斯、法国、英国、德国、日本、韩国、新加坡等。国内许多大学、科研部门、各省市的电信部门、出版部门、政府部门和ISP设立了Web站点，
8、为Internet增添了丰富的中文资源。如图7-2和图7-3所示。,2023年9月,Internet与Intranet技术,9,7.1 因特网的基本概念,2023年9月,Internet与Intranet技术,10,7.2 Internet的通信协议,7.2.1 TCP/IP协议,TCP/IP是指传输控制协议/网际协议。它起源于美国的ARPAnet网，它由两个主要协议即TCP协议和IP协议而得名。TCP/IP是Internet上所有网络和主机之间进行交流所使用的共同“语言”，是Internet上使用的一组完整的标准网络连接协议。通常所说的TCP/IP协议实际上包含了大量的协议和应用，且由多个独
9、立定义的协议组合在一起，因此也称其为TCP/IP协议簇。TCP/IP协议具有以下几个特点：(1)开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。(2)独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网中，更适用于互联网中。(3)统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址。(4)标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。,2023年9月,Internet与Intranet技术,11,7.2 Internet的通信协议,一、TCP/IP层次结构,TCP/IP的体系结构比较简单，它只有四层，分别是网络接口层、网际层、运输层和应用层。TCP/IP的层次结
10、构与OSI层次结构的对照关系如图7-4所示。,2023年9月,Internet与Intranet技术,12,7.2 Internet的通信协议,(1)网络接口层 TCP/IP模型的最低层是网络接口层，也被称为网络访问层，它包括了能使用TCP/IP与物理网络进行通信的协议，且对应着OSI的物理层和数据链路层。TCP/IP标准并没有定义具体的网络接口协议，而是旨在提供灵活性，以适应各种网络类型，例如，LAN、MAN和WAN，这也说明了TCP/IP协议可以运行在任何网络之上。图7-5给出了TCP/IP协议表示方法的例子。,2023年9月,Internet与Intranet技术,13,7.2 Inte
11、rnet的通信协议,(2)网际层 网际层是在Internet标准中正式定义的第一层。网际层所执行的主要功能是处理来自运输层的分组，将分组形成数据包(IP数据包)，并为该数据包进行路由选择，最终将数据包从源主机发送到目的主机。在网际层中，最常用的协议是网际协议IP，其他一些协议用来协助IP的操作。(3)运输层 TCP/IP的运输层也被称为主机至主机层，与OSI的运输层类似，它主要负责主机到主机之间的端到端通信，该层使用了两种协议来支持两种数据的传送方法，它们是TCP协议和UDP协议。(4)应用层 在TCP/IP模型中，应用程序接口是最高层，它与OSI模型中的高3层的任务相同，都是用于提供网络服务
12、，如文件传输服务、远程登录、域名服务和简单网络管理等。,2023年9月,Internet与Intranet技术,14,7.2 Internet的通信协议,二、TCP/IP协议簇,在TCP/IP的层次结构中包括了四个层次，但实际上只有3个层次包含了实际的协议。TCP/IP中各层的协议如图7-6所示。,2023年9月,Internet与Intranet技术,15,7.2 Internet的通信协议,7.2.2 IP地址,Internet上每台计算机与每个用户都有一个自己的网络地址，如同我们每个人都有一个居住地址。但Internet上的网络地址必须是唯一的，并且必须可以按一定的方法找到这个地址。In
13、ternet采用一种全局通用的地址格式，为全网的每一个网络和每一台计算机分配一个Internet地址，以此屏蔽物理网络地址的差异。IP协议的一项重要功能就是专门处理这个问题，即通过IP协议把计算机原来的物理地址隐藏起来，在网络层中使用统一的IP地址。IP地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配。,2023年9月,Internet与Intranet技术,16,一、IP地址及其表示方法,1IP地址编址及表示方法 IP地址的编址方法共经过了以下3个历史阶段。(1)分类的IP地址。这是
14、最基本的编址方法，在1981年就通过了相应的标准协议。(2)子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准RFC950在1985年通过。(3)构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993年提出后很快得到推广和应用。下面我们首先讨论最基本的分类IP地址。所谓“分类的IP地址”就将地址划分为若干个固定类，每一类地址都由两个固定长度的字段组成。根据TCP/IP协议规定，分类的IP地址由32bit组成，它包括2个部分：网络号和主机号，如图7-7所示。,7.2 Internet的通信协议,2023年9月,Internet与Intranet技术,17,7.2 Internet的通信协议,在Intern
15、et中，网络数量是一个难以确定的因素，但是每个网络的规模却是比较容易确定的。从局域网到广域网，不同种类的网络规模差别很大，必须加以区别。因此，按照网络规模的大小和使用目的的不同，将Internet地址划分为5种类型，包括A类、B类、C类、D类和E类。5类地址的格式如图7-8所示。,2023年9月,Internet与Intranet技术,18,7.2 Internet的通信协议,从图7-8可以看出：(1)A类、B类和C类地址的第一个字节的最前面13位是类别号，其数值分别规定为0、10、110。(2)A类、B类和C类地址的网络号分别为7位、14位和21位。(3)A类、B类和C类地址的主机号分别为3
16、个字节、2个字节和1个字节。(4)D类地址用于多播(一对多)通信，主要留给因特网体系结构委员会IAB使用。而E类地址保留为以后用。,2023年9月,Internet与Intranet技术,19,7.2 Internet的通信协议,由于IP地址是以32位二进制的形式表示的，这种形式非常不适合阅读和记忆。为了提高可读性，在写出IP地址时，往往每隔8位插入一个空格，但这样还是不太方便。于是，常常将3位IP地址中的每8位用其等效的十进制数字表示，并且在这些数字之间加上一个点。这就是点分十进制记法(dotted decimal notaion)。例如,172.31.0.25。,2常用的3类IP地址(1)
17、A类地址 A类IP地址第一个字节的第1位为“0”，其余7位表示网络号。第二、三、四个字节共24位，用于主机号。通过网络号和主机号的位数就可以知道A类地址的网络数为27(128)个，每个网络包含的主机数为224个，A类地址的范围是0.0.0.0127.255.255.255。由于网络号全为和全为保留用于特殊目的，所以类地址有效的网络数为126个，其范围是1126。另外，主机号全为0和全为1也有特殊作用，所以每个网络号包含的主机数应该是224-2个。因此，一台主机能使用的A类地址的有效范围是1.0.0.1126.255.255.254。A类地址一般分配给具有大量主机的网络用户。,2023年9月,I
18、nternet与Intranet技术,20,7.2 Internet的通信协议,(2)B类地址 B类地址第一个字节的前两位为“10”，剩余的6位和第二个字节的8位共14位二进制数用于表示网络号。第三、四个字节共16位二进制用于表示主机号。因此，B类地址网络数为214个(实际有效的网络数是214-2个)，每个网络号所包含的主机数为216个(实际有效的主机数是216-2个)。B类地址的范围为128.0.0.0191.255.255.255，与类地址类似(网络号和主机号全和全有特殊作用)，一台主机能使用的类地址的有效范围是128.1.0.1191.254.255.254。B类地址一般分配给具有中等规
19、模主机数的网络用户。(3)C类地址 C类地址第一个字节的前3位为“110”，剩余的5位和第二、三个字节共21位二进制数用于表示网络号，第四个字节8位二进制数用于表示主机号。因此，C类地址网络数为221(实际有效的为221-2)个，每个网络号所包含的主机数为256(实际有效的为254)个。C类地址的范围为192.0.0.0223.255.255.255，同样，一台主机能使用的类地址的有效范围是192.0.1.1223.255.254.254。由于C类地址的特点是网络数较多，而每个网络最多只有254台主机，因此，C类地址一般分配给小型的局域网用户。,2023年9月,Internet与Intrane
20、t技术,21,3几种特殊的IP地址(1)广播地址 TCP/IP协议规定，主机号全为“1”的IP地址用于广播之用，称为直接广播地址。用以标识网络上所有的主机，例如，192.168.1.10是一个C类地址，广播地址是192.168.1.255。当某台主机需要发送广播时，就可以使用直接广播地址向该网络上的所有主机发送报文。(2)有限广播地址 有时需要在本网内广播，但又不知道本网的网络号，于是TCP/IP协议规定，32比特全为“1”是的IP地址用于本网广播。因此，该地址称为“有限广播地址”，即255.255.255.255。(3)“0”地址 TCP/IP协议规定，主机号全为“0”时，表示为“本地网络”
21、。例如，“127.20.0.0”表示“127.20”这个B类网络，“192.168.1.0”表示“192.168.1”这个C类网络。(4)回送地址 以127开始的IP地址作为一个保留地址，例如127.0.0.1，用于网络软件测试以及本地主机进程间通信，该地址被称为“回送地址”。,7.2 Internet的通信协议,2023年9月,Internet与Intranet技术,22,7.2 Internet的通信协议,表7-1给出了一般不使用的特殊IP地址，这些地址只能在特定的情况下使用。,2023年9月,Internet与Intranet技术,23,7.2 Internet的通信协议,二、IP地址与
22、物理地址,地址用来标识网络系统中的某个资源，是每一种网络都要面对的问题。Internet是通过路由器(或网关)将物理网络互连在一起的虚拟网络。任何一个物理网络中，各个节点的设备必须有一个可以识别的地址，才能使信息在其中进行交换，这个地址就是物理地址。从层次角度看，物理地址是数据链路层使用的地址，而IP地址是虚拟互联网络所使用的地址，即网络层以上各层使用的地址。由于物理地址处于数据链路层上，因此，物理地址也被称为硬件地址或媒体访问控制MAC地址。图7-9说明了这两种地址的区别。,2023年9月,Internet与Intranet技术,24,7.2 Internet的通信协议,在发送数据时，数据从
23、高层到低层，然后才到通信链路层上传输。使用IP地址的IP数据报一旦交给了数据链路层，就被封装成MAC帧了。MAC帧在传送时使用的源地址和目的地址都是物理地址，这两个物理地址都写在MAC帧的首部中。连接在通信链路上的设备(主机或路由器)在接收MAC帧时，其根据MAC帧首部中的物理地址。在数据链层看不见隐藏在MAC帧的数据中的IP地址。只有在剥去MAC帧的首部和尾部，再将MAC层的数据上交给网络层后，网络层才能在IP数据报的首部中找到源IP地址和目的IP地址。总之，IP地址放在IP数据报的首部，而物理地址则放在MAC帧的首部。在网络层和网络层以上使用的是IP地址，而数据链路层使用的是物理地址。在图
24、7-9中，当IP数据报放入数据链路层的MAC地址以后,整个IP数据报就成为MAC帧的数据，因而在数据链路层看不见数据报的IP地址。,2023年9月,Internet与Intranet技术,25,7.2 Internet的通信协议,三、地址解析,地址解析(Address Resolution)就是在IP地址与物理地址之间建立的一种映射关系。地址解析包括两方面的内容：从IP地址到物理地址的映射，由TCP/IP协议中的地址解析协议ARP完成；从物理地址到IP地址的映射，由TCP/IP协议中的逆向地址解析协议RARP完成。我们知道物理地址有两类：一类是长而固定的物理地址，另一类是短而可自由配置的物理地
25、址。前者如以太网的48位，后者如一些环网中采用的地址。对于后一种物理地址，经过特意配置后，可以将它编入IP地址中，这样，地址解析的过程就非常简单，只要将物理地址从IP地址的主机号部分取出便可。这种方式称为直接映射(Direct Mapping)。对于前一类物理地址，由于其物理地址固定，一旦网络适配卡更换，其物理地址也会随之改变，无法采用直接映射，TCP/IP为此设计了动态联编(Dynamic Binding)方式，并制定了相应的标准ARP以解决这类地址的映射问题。,2023年9月,Internet与Intranet技术,26,7.2 Internet的通信协议,ARP的工作过程如下：在每一个主
26、机中开辟一个ARP高速缓存用于存放IP地址与物理地址间的映射表，当主机A要向主机E发送数据报时，根据主机E的IP地址在映射表查得其物理地址，然后把数据报发送到该地址。若查不到，主机A自动运行ARP协议软件，首先向网上广播发送一个ARP请求数据包，其中包括了它的IP地址和物理地址以及目标主机的IP地址，网络中的每台主机都可以接收到这个ARP数据包，但只有目标主机E会处理这个ARP数据包并作出响应，向主机A发送一个含有其物理地址的回应报文。主机A收到主机E的响应报文后，也即得到了主机B的物理地址，同时把这个映射关系复制到映射表中，如图7-10所示。,2023年9月,Internet与Intrane
27、t技术,27,7.2 Internet的通信协议,为了提高效率，ARP还采取了一些措施。例如主机A广播发送ARP请求数据包时，把自己的IP地址到物理地址间的映射写在请求数据包中，网上所有主机都可以将其存入自己的缓存中，因为有可能不久某个主机要与A主机进行通信。由于IP地址需要保存在计算机的硬盘上，操作系统在启动时会找出这个地址，但网络上常会有一些无盘机，那么无盘机如何确定自己的IP地址呢？可以采用逆向地址解析协议RARP来解决这个问题。无盘机所在的本地网络至少有一台带硬盘的主机，无盘机ROM电路中的基本I/O系统可以从有盘机上下载操作系统和TCP/IP软件，运行RARP协议。无盘机向本地网络广
28、播发送带本机物理地址的RARP请求报文，本地网上一般设有多个RARP服务器，收到该报文后，至少有一个RARP服务器给予响应，通过物理地址和IP地址映射表查出该无盘机的IP地址，由RARP响应报文返回给无盘机，无盘主机由此获得IP地址。,2023年9月,Internet与Intranet技术,28,7.2 Internet的通信协议,7.2.3 子网划分,出于对管理、性能和安全方面的考虑，许多单位把单一的网络划分为多个物理网络，并使用路由器将它们连接起来。子网划分(Subnetting)技术能够使单个网络地址横跨几个物理网络，可以将一个大型网络分为由若干个相互连接的子网构成，如图7-11所示，这
29、些物理网络统称为子网。这样有利于IP地址的充分使用，也更加便于整个网络的管理和提高网络性能，增强网络的安全性。,2023年9月,Internet与Intranet技术,29,7.2 Internet的通信协议,一、子网的划分,1划分子网的原因(1)IP地址空间利用率有时很低。每一个A类地址网络可连接的主机数超过1千万个，而一个B类地址网络可连接主机数也超过6万个。然而，有些网络对连接在网络上的计算机数目有限制，根本达不到这样大的数值。例如，10BASE-T以太网规定其最大结点数只有1024个。这样的以太网若使用一个B类地址就浪费6万多个IP地址，地址空间的利用率还不到2%，而其它单位的主机无法
30、使用这些被浪费的地址。(2)给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大，因而使网络性能变坏。(3)分类固定的IP地址不够灵活，也不便于对网络的管理。,2023年9月,Internet与Intranet技术,30,7.2 Internet的通信协议,2子网划分的基本思路和划分方法 划分子网的基本思路如下：(1)一个拥有许多物理网络的单位，可将所属的物理网络划分为若干个子网(Subnet)。划分子网纯属一个单位内部的事情。本单位以外的网络看不见这个网络由多少个子网组成，因为这个单位对外仍然表现为一个没有划分子网的网络。(2)划分子网的方法是从网络的主机号借用若干位作为子网号subnet-id
31、，而主机号也就相应地减少了若干位。于是，两级IP地址在本单位内部就变为三级IP地址，即网络号、子网号和主机号，如图7-12所示。通过网络号确定了一个站点，通过子网号确定一个物理子网，而通过主机号则确定了与子网相连的主机地址。,2023年9月,Internet与Intranet技术,31,7.2 Internet的通信协议,(3)凡是从其他网络发送给本单位某个主机的IP数据报，仍然是根据IP数据报的目的网络号找到连接在本单位网络上的路由器。但此路由器在收到IP数据报后，再按目的网络号和子网号找到目的子网，将IP数据报交付出给目的主机。下面用一个例子说明划分子网的基本思路和方法。图7-13表示某单
32、位拥有一个B类IP地址网络，网络地址是172.19.0.0(网络号是172.19)。凡目的地址为172.19.x.x的数据报都被送到这个网络上的路由器R1。,2023年9月,Internet与Intranet技术,32,7.2 Internet的通信协议,现把图7-13的网络划分为3个子网，如图7-14所示。这里假定子网号占用8位，因此在增加了子网号后，主机号就只有8位，那么这个B类网络就可以被划分为254个子网，每个子网可以容纳254台主机。假设所划分的3个子网分别是：172.19.3.0，172.19.15.0，172.19.20.0。在划分子网后，整个网络对外部仍表现为一个网络，其网络地
33、址仍为172.19.0.0。但网络172.19.0.0上的路由器R1在收到数据报后，再根据数据报的目的地址将其转发到相应的子网。,2023年9月,Internet与Intranet技术,33,7.2 Internet的通信协议,3子网掩码 现在的问题就是假定有一个数据报(其目的地址是173.19.3.0)已到达路由器R1，那么这个路由器如何把它转发到子网173.19.3.0呢？也就是说，将一个网络划分为若干个子网后，如何识别子网就是重要的问题。使用子网掩码(Subnet Mask)。可以将子网的划分在网络内部自行解决，不影响到外界。子网掩码也是一个32位的二进制串，通过子网掩码可以指出每个IP
34、地址中的哪些位对应于网络地址(包括子网地址)以及哪些位对应于主机地址。对于子网掩码的取值，通常是将对应于IP地址中网络地址(网络号和子网号)的所有位都设置为1，对应于主机地址(主机号)的所有地址都设置为0。标准的A类、B类、C类地址都有一个默认的子网掩码，如表7-2所示。,2023年9月,Internet与Intranet技术,34,7.2 Internet的通信协议,为了识别网络地址，TCP/IP协议对子网掩码和IP地址进行“按位与”操作。“按位与”就是两个比特位之间进行“与”运算，若两个值都为1，则结果为1；若其中一个值为0，则结果为0。针对图7-14的例子，图7-15给出如何使用子网掩码
35、来识别它们之间的不同。对于标准的B类地址，其子网掩码为255.255.0.0，而划分子网的B类地址，其子网掩码为255.255.255.0(使用主机号中的8位用于子网，因此，网络号与子网号共计24比特)。通过按位与运算可以将每个IP地址的网络地址取出，从而知道两个IP地址所对应的网络。,2023年9月,Internet与Intranet技术,35,7.2 Internet的通信协议,在上面的例子中，涉及到的子网掩码都属于边界子网掩码，即使用主机号中的整个一个字节用于划分子网，因此，子网掩码的取值不是0就是255。但对于划分子网而言，还会使用非边界子网掩码，就是用主机号中的某几位用于子网划分，因
36、此，子网掩码除了0和255外，还有其它数值。例如，对于一个B类网络172.25.0.0，若将第三个字节的前3位用于子网号，而将剩下的位用于主机号，则子网掩码为255.255.224.0。由于使用了3位分配子网，所以这个B类网络172.25.0.0被分为6个子网，它们的网络地址和主机地址范围如图7-16所示，每个子网有13位可用于主机的编址。,2023年9月,Internet与Intranet技术,36,7.2 Internet的通信协议,二、子网划分的规则,1子网划分规则在RFC文档中，RFC950规定了子网划分的规则，其中对网络地址中的子网号作了如下规定：由于网络号全为0代表是本地网络，所以
37、网络地址中的子网号也不能全为0，子网号全为0时，表示是本子网网络；由于网络号全为1是表示广播地址，所以网络地址中的子网号也不能全为1，全为1的地址用于向子网广播。在图7-16所示的例子中，对B类网络172.25.0.0划分子网，使用第三个字节的前3位划分子网，按计算可以划分为8个子网，但根据上述规则，对于全为0和全为1的子网号是不能分配的，所以将172.25.0和172.25.224忽略了，因而只有6个子网可用。,2023年9月,Internet与Intranet技术,37,7.2 Internet的通信协议,2子网划分实例 为了将网络划分为不同的子网，必须为每个子网分配一个子网号。在划分子网
38、之前，需要确定所需要的子网数和每个子网的最大主机数，有了这些信息后，就可以定义每个子网的子网掩码、网络地址(网络号+子网号)的范围和主机号的范围。建议按以下步骤和规则定义子网掩码。(1)将要划分的子网数目转换为2的m次方。例如，要分8个子网，8=23。(2)取上述要划分子网数的2的m次方的幂。如23，即m=3。(3)将上一步确定的幂m按高序占用主机地址m位后转换为十进制。如m为3 则是11100000，转换为十进制为224，即为最终确定的子网掩码。如果是C类网，则子网掩码为255.255.255.224；如果是B类网，则子网掩码为 255.255.224.0；如果是A类网，则子网掩码为255.
39、224.0.0。在这里，子网个数与占用主机地址位数有如下等式成立：2m=n。其中，m表示占用主机地址的位数；n表示划分的子网个数。下面根据这些原则，将一个C类网络分成4个子网。若我们用的网络号为192.9.200，则该C类网内的主机IP地址就是192.9.200.1192.9.200.254(因为全“0”和全“1”的主机地址有特殊含义，不作为有效的IP地址)，现将网络划分为4个部分，按照以上步骤：4=22，取22的幂，即2，则二进制为11，占用主机地址的高序位即为 11000000，转换为十进制为192。这样就可确定该子网掩码为：192.9.200.192，4个子网的 IP地址范围分别为：,2
40、023年9月,Internet与Intranet技术,38,7.2 Internet的通信协议,192.9.200.1192.9.200.62 192.9.200.65192.9.200.126 192.9.200.129192.9.200.190 192.9.200.193192.9.200.254 表7-3、表7-4、表7-5列出了A、B、C三类网络子网数目与子网掩码的转换表。,2023年9月,Internet与Intranet技术,39,7.2 Internet的通信协议,40/45,划分子网在一定程度上缓解了因特网在发展中遇到的困难。然而在 1992 年因特网仍然面临必须尽早解决的问题
41、，这就是：B 类地址在 1992 年已分配了近一半，眼看就要在 1994 年 3 月全部分配完毕！因特网主干网上的路由表中的项目数急剧增长（从几千个增长到几万个）。整个 IPv4 的地址空间最终将全部耗尽。1987 年，RFC 1009 就指明了在一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码。使用变长子网掩码 VLSM(Variable Length Subnet Mask)可进一步提高 IP 地址资源的利用率。,可变长子网掩码 VLSM,41/45,在 VLSM 的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择 CIDR(Classless Inter-Domain
42、 Routing)。CIDR 最主要的特点 CIDR 消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空间。CIDR使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。,无分类域间路由CIDR,42/45,CIDR 记法,10.0.0.0/10 可简写为 10/10，也就是将点分十进制中低位连续的 0 省略。10.0.0.0/10 隐含地指出 IP 地址 10.0.0.0 的掩码是 255.192.0.0。此掩码可表示为 11111111 1100
43、0000 00000000 00000000,CIDR 还使用“斜线记法”(slash notation)，它又称为CIDR记法，即在IP地址后面加上一个斜线“/”，然后写上网络前缀所占的比特数（这个数值对应于三级编址中子网掩码中比特 1 的个数）。CIDR 将网络前缀都相同的连续的 IP 地址组成“CIDR地址块”。,43/45,CIDR 地址块划分举例,因特网,206.0.68.0/22,206.0.64.0/18,ISP,大学 X,一系,二系,三系,四系,206.0.71.128/26206.0.71.192/26,206.0.68.0/25206.0.68.128/25206.0.69
44、.0/25206.0.69.128/25,206.0.70.0/26206.0.70.64/26206.0.70.128/26206.0.70.192/26,206.0.70.0/24,206.0.71.0/25,206.0.71.0/26206.0.71.64/26,206.0.71.128/25,206.0.68.0/23,单位 地址块 二进制表示 地址数 ISP 206.0.64.0/18 11001110.00000000.01*16384 大学 206.0.68.0/22 11001110.00000000.010001*1024 一系 206.0.68.0/23 11001110.
45、00000000.0100010*512 二系 206.0.70.0/24 11001110.00000000.01000110.*256 三系 206.0.71.0/25 11001110.00000000.01000111.0*128 四系 206.0.71.128/25 11001110.00000000.01000111.1*128,44/45,最长前缀匹配,使用 CIDR 时，路由表中的每个项目由“网络前缀”和“下一跳地址”组成。在查找路由表时可能会得到不止一个匹配结果。应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由：最长前缀匹配(longest-prefix matching)。网络前
46、缀越长，其地址块就越小，因而路由就越具体。最长前缀匹配又称为最长匹配或最佳匹配。,45/45,子网掩码与无类域间路由关系,目前，因特网上的主机正在使用A、B、C三类地址。在IP地址使用过程中，人们发现机械的将IP地址分类使用会带来很多不便，如浪费IP地址严重、配置网络设备复杂等。类域间路由（CIDR）模糊了A、B、C三类地址的严格区分，即不再单纯的规定A、B、C三类地址的网络位与主机位，而是灵活可变调整地址的网络位与主机位。使得A、B、C三类地址在使用时没有本质的区别。这就是了无类域间路由（CIDR）。在CIDR中更是以1的个数来表示子网掩码。称为CIDR表示。如何区分网络位与主机位呢？人们规
47、定使用l和O的组合来创建一个32位的子网掩码，子网掩码中1的位置表示网络位部分，掩码中0的位置表示主机位部分，并且子网掩码中1的位数是可变的。这就是可变长子网掩码（VLSM）。,46/45,一个快速计算IP地址的方法,实例一：IP地址 192.168.10.2，掩码255.255.255.192（/26）计算以下几个问题：1.这个子网掩码，会产生多少个子网？2.每个子网中又有多少个合法的主机?3.这些合法的子网号是什么？4.每个子网的广播地址是什么？5.在每个子网中，哪些是合法的主机号即合法地址范围？一般的计算过程：,六位主机位范围为000000111111每变化一种，即对应不同的主机地址。所
48、以主机数为26个,47/45,举例(续),两位子网位变化为 00、01、10、11时均是一个不同的网络地址,48/45,举例(续),两位子网位变化为 00、01、10、11时均是一个不同的网络地址,两位子网位变化为 00、01、10、11时均是一个不同的网络地址，即0、64、128、192,49/45,快速计算方法,实例一：IP地址 192.168.10.2，掩码255.255.255.192（/26）计算以下几个问题：先计算主机数1.每个子网中有多少个合法的主机?法一：25619264 法二：2322664注：因为主机地址是全0表示网络地址，全1表示广播地址不可用于主机，所以应总数上减2。所
49、以应是法一：256192262 法二：232262622.这个子网掩码，会产生多少个子网？法一：256/64=4个 即相当于是本来应该有256个IP地址，但是现在每64个为一组了，共四组。法二：226244 即相当于本来默认掩码为24，现在为26，多了26242位子网掩码，2243.这些合法的子网号是什么？4.每个子网的广播地址是什么？5.在每个子网中，哪些是合法的主机号即合法地址范围？6.192.168.10.2的网络地址和广播地址是什么？,50/45,快速计算方法(续),36题问题可用如下的表格表示：,2023年9月,Internet与Intranet技术,51,7.2 Internet的
50、通信协议,7.2.4 域名系统DNS,DNS全名叫 Domain Name Server，在说明 DNS前，可能要先说明什么叫 Domain Name，在网路上辨别一台计算机的方式是利用 IP，但是一组 IP 数字很不容易记，且没有什么联想的意义，因此，为网网上的服务器取一个有意义又容易记的名字，这个名字就叫Domain Name。例如：PC home电脑报网站而言，一般使用者在浏览这个网站时，都会输入.tw，而很少有人会记住这台Server的IP 是多少？所以.tw就是 PC home 电脑报的Domain Name，而 203.70.70.1则是它的 IP，如同我们在称呼朋友时，一定是叫他
