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第二章 TCP/IP 协议与域名体系

第二章 TCP/IP 协议与域名体系. 主要内容： TCP/IP 分层模型  IP 地址与域名 IP 协议 IP 协议的新发展. 一、 TCP/IP 分层模型. 为进行网络中数据通信而建立的规则、标准或约定，称为网络协议（ Network Protocol）。 由于计算机网络协议十分复杂，需要将其划分成层次结构。 20多年前，国际标准化组织（ ISO） 提出了开放系统互联( OSI) 参考模型。 目前，网络协议设计的思想已经有了很大发展，但是 OSI 的概念与思想仍然被保留了下来。. OSI 七层参考模型. TCP/IP 协议及其层次.

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第二章 TCP/IP 协议与域名体系

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Presentation Transcript

  1. 第二章 TCP/IP协议与域名体系 • 主要内容： • TCP/IP分层模型  • IP地址与域名 • IP协议 • IP协议的新发展

  2. 一、 TCP/IP分层模型 • 为进行网络中数据通信而建立的规则、标准或约定，称为网络协议（Network Protocol）。 • 由于计算机网络协议十分复杂，需要将其划分成层次结构。 • 20多年前，国际标准化组织（ISO）提出了开放系统互联(OSI)参考模型。 • 目前，网络协议设计的思想已经有了很大发展，但是OSI的概念与思想仍然被保留了下来。

  3. OSI七层参考模型

  4. TCP/IP协议及其层次 • TCP/IP是Internet所采用的协议组 • TCP——Transmission Control Protocol，即传输控制协议，负责数据从端到端的传输 • IP——Internet Protocol，即网络互联协议，负责网络互联 • TCP/IP也是一个分层的网络协议 • 分为网络接口、网际网层、传输层、应用层

  5. TCP/IP协议与OSI对比及层次传递的对象

  6. 二、IP地址与域名 IP地址 • 每台连接到Internet上的计算机，都由授权单位指定的一个唯一的地址 • 格式： • 例：用二进制数表示 • 11001010 01110000 00000000 00100100 • 例：用十进制表示 • 202.112.0.36 • IP地址中每个十进制数值的取值范围0~255 • Internet上最多可容纳的主机数目约为2564=43亿（台）

  7. IP地址的分类 • IP地址由网络地址、主机地址两部分组成 • 为了合理分配IP地址，将IP地址分成A、B、C三类 • A、B、C三类地址分别适用于大、中、小型网络

  8. 例： • 美国麻省理工学院网络A类地址，18.181.0.21 • 清华大学网络,B类地址166.111.8.248 • 浙江师大网络，C类地址 210.33.80.8

  9. IP地址的格式

  10. 网络掩码 • 使用网络掩码的目的： • 为了使计算机能自动地从IP地址中分离出网络地址 • 对应于IP地址中的网络地址部分和主机地址部分，在网络掩码中分别用“1”和“0”来表示 • 例、 对于C类IP地址210.33.80.8， • 网络掩码： 11111111 11111111 11111111 00000000 • 十进制表示： 255.255.255.0

  11. 网络掩码实例

  12. 网络掩码 • 将网络掩码和IP地址进行“与”逻辑运算，即可获得IP地址中的网络地址部分 • 例、 • 一般情况下，A、B、C三类地址的网络掩码分别为 • A类：255.0.0.0 • B类：255.255.0.0 • C类：255.255.255.0

  13. 域名 • 域名是为每台主机起的有一定含义又便于记忆的名字 • 例 • 18.181.0.21 www.mit.edu 麻省理工学院 • 202.205.161.2 www.crtvu.edu.cn 中央电大 • 210.33.80.8 www.zjnu.edu.cn 浙江师大 • 域名采用分层结构： • 主机名. 3级域名. 2级域名. 顶级域名

  14. Internet的域名结构示意

  15. 域名 • 顶级域名与含义 • com 商业部门, edu 教育部门, net 大型网络 • mil 军事部门, gov 政府部门, org 组织机构 • int 国际组织 • jp 日本, de 德国, ca 加拿大…… • 详见http://www.nw.com/zone/www/top.html • 我国的二级域名与含义 • Bj 北京市, sh 上海市, zj 浙江省 ……

  16. 域名 • 有关组织在1997年建议增加7个顶级域名 • 旨在消除com域中的拥挤 • .info——提供信息服务的组织； • .web——与WWW特别相关的组织； • .firm——商业公司； • .arts——文化和娱乐组织； • .nom——个体或个人； • .rec ——强调消遣娱乐的组织； • .store——商业销售企业

  17. 地址与域名的解析 • 域名的命名方案称为域名体系 • Domain Name System,即DNS • DNS也是域名服务器(Domain Name Server)一词的缩写

  18. 每台主机（Host）,都同时对应着3个标识： • 域名 • 主机的一个具有一定含义又便于记忆的名字，它经由授权单位认定，在Internet网上是唯一的。 • 逻辑地址（IP地址） • 由授权单位统一指定的逻辑地址，也不重复 • 物理地址（网卡地址） • 安装在主机上的网卡的地址，每一块网卡都有一个全球唯一的地址

  19. 为了将信息发送到对方，必须： • 把域名映射为IP地址 ——域名解析 • 把IP地址映射为物理地址 ——地址解析 • 域名解析 • 由一组既独立又协作的域名服务器 • （Domain Name Server，简称DNS）来完成 • 众多的域名服务器分布成一定的树形层次结构

  20. 域名服务器的层次结构 • 域名解析的两种方法： • 递归解析 • 重复解析

  21. 三、 IP协议 • 网络系统把数据分成小块单独发送，各个小块都到达目的地后再进行拼装，这种小块就称为“包”（Packet） • 计算机网络也称作包交换网络 • 包交换技术保证了网络中每台计算机都能得到迅速的服务而不被任何一台所独占 包、帧与数据报

  22. 包、帧与数据报 • 包的多路复用： • 网络先允许一台计算机发送一个包 • 然后允许另一台计算机发送一个包 • 如此进行直至数据全部发送完成

  23. 包、帧与数据报 • 为了区别各种特定硬件中包的不同情况，用“帧”（Frame）来定义在特定网络类型中的包 • 在OSI模型的链路层，帧是数据传输的基本单位 • 每一种网络技术都对它所使用的帧的技术细节作出了严格定义

  24. 包、帧与数据报 • 在互联网中，由于不同类型网络的帧格式不尽相同，给网络通信造成了障碍 • 互联网IP协议中规定了一个新的网络“包”类型——“IP数据报”（IP Datagram） • IP数据报也称数据报 • 它是互联网络中传输数据的基本单元 • 一个数据报由报头和数据区两部分组成

  25. IP数据报的格式

  26. 数据报的分片与重组 • 数据报必须封装成帧，才能在物理网络中进行传输

  27. 数据报的分片与重组 • 不同类型的物理网络对于帧的大小有不同的限制——即物理网络的最大传输单元（MTU）

  28. 数据报的分片与重组 • 如果数据报太大，就需要进行分片处理

  29. 数据报的分片与重组 • 数据报沿着从源地址到目的地址的一条路径通过互联网络，中间将通过若干个路由器

  30. 数据报的分片与重组 • 要对数据报分片，就必须对片进行重组 • 分片是在传输路径中MTU不同的两个网络间的路由器（或网关）上发生的 • 片的重组则是在目的地主机上进行的

  31. 数据报的路由选择 路由器为数据报选择下一地址的过程称为路由选择 例：路由器B处理目标为192.4.20.3数据报的过程

  32. 四、IP协议的新发展 • Internet协议第4版---1970年发布 • Internet Protocol V4，简称IPv4 • IPv4已经逐渐显得落后： • IP地址空间即将用尽 • Internet上各种新的应用需求 • 新版本的Internet协议----IPv6脱颖而出

  33. IPv6中新增加的特征 • 更大的地址空间 • 将原来的32位IP地址扩展到了128位 • 更灵活的报头格式 • 报头更加灵活可选 • 增强的报头选项 • 允许数据报包含可选的控制信息，可提供新的功能 • 增强了对音频和视频的支持 • 可以很好地支持实时话音和视频的应用，能保证一定的带宽和较少的延迟 • 协议可扩展性 • 能适应底层网络硬件的改变和各种新的应用需求

  34. IPv6 地址空间的扩展 • 每个IP地址占16个字节，即128位（bit） • 是IPv4中IP地址长度的4倍 • 例：105.220.136.100.255.255.255.255.0.0.18.128.140.10.255.255 • “冒分十六进制”表示法 69DC:8864:FFFF:FFFF:0:1280:8C0A:FFFF • “零压缩”表示法例：FDC6:0:0:0:0:0:0:B0C记成FDC6::B0C

  35. IPv4与IPv6的IP地址兼容性 • 对于IP地址，若开始80位是全零，接着16位是全1或全零，则它的低32位就是一个IPv4地址 • 例： • 0.0.0.0.0.0.0.0.0.0. 0. 0. 210.33.80.1 • 0.0.0.0.0.0.0.0.0.0. 255.255. 210.33.80.1

  36. 思考题 • 试把TCP/IP协议各层最主要的功能归纳为一句或两句话。 • 试区别IP地址、域名和物理地址，并说明它们之间的对应关系是如何建立起来的。

  37. 再 见

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