【正文】 。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 TCP和 IP是互補的 ， 兩者結合保證了 Inter在復雜的環(huán)境中正常地運行 。 TCP/IP是經(jīng)過精心設計的 ， 運行效率很高 。 即使到現(xiàn)在 ， 在計算機已比 TCP/IP剛誕生時的速度提高上千倍 ，連接 Inter的計算機大量增加 ， 數(shù)據(jù)傳輸量飛速增長的情況下 ，TCP/IP仍能滿足 Inter網(wǎng)上信息交流的需要 。 盡管這兩個協(xié)議可以分開使用，各自完成自己的功能，但它們是在同一時期作為一個系統(tǒng)來設計的，并且在功能上也是相互配合、相互補充的。也就是說，連接 Inter的計算機必須同時使用這兩個協(xié)議，因此在實際應用中常把這兩個協(xié)議稱作TCP/IP。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 TCP/IP的分層結構 TCP/IP具有一個分層結構 。 協(xié)議的分層有利于設計者明確各層的任務和目的 ， 保證 目標機的第 n層所收到的信息就是源主機的第 n層所發(fā)出的數(shù)據(jù) 。 一般說來 ， 因特網(wǎng)的 TCP/IP是基于 4層結構的協(xié)議 ， 即應用層 、 傳輸層 、 網(wǎng)絡層和網(wǎng)絡訪問層 。因為網(wǎng)絡訪問層又可分為數(shù)據(jù)鏈路層和物理鏈路層 ， 所以也可以說 TCP/IP是基于 5層結構的協(xié)議 (見圖 310)。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 圖 310 TCP/IP的分層結構 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 表 32 TCP/IP各層功能 T CP / IP 的層 功 能 描 述 應用層 由用戶可訪問的應用程序和網(wǎng)絡服務組成 因特網(wǎng)在用戶應用程序級別上遵守的所有協(xié)議都屬應用層協(xié)議，如文件傳輸協(xié)議(F T P ) 、簡單郵件傳輸協(xié)議 (S M T P ) 、遠程連接協(xié)議 (T e l ne t ) 以及 WWW 系統(tǒng)使用的超文本傳輸協(xié)議 ( H T T P ) 等 傳輸層 (T CP 層 ) 使用傳輸協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，將對應用層傳遞過來的用戶信息進行分段處理，然后在各段信息中加入一些附加的說明，如說明各段的順序等，保證對方收到可靠的信息 網(wǎng)絡層 (IP 層 ) 管理數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡間的尋址和傳遞，將傳輸層形成的小段信息打 成 IP 數(shù)據(jù)包，在報頭中填入地址信息，然后選擇好發(fā)送的路徑 數(shù)據(jù)鏈路層 管理跨越物理網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳遞，解決數(shù)據(jù)的正確傳送問題 物理鏈路層 安裝網(wǎng)絡硬件，描述物理鏈路參數(shù)，如信號的幅度、寬度、鏈路的電氣和機械特性等 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 網(wǎng)絡的互聯(lián) 各種網(wǎng)絡之所以能互聯(lián)起來 ， TCP/IP發(fā)揮了核心的作用 。 從 TCP/IP的分層結構來看 ， 可以很容易地理解網(wǎng)絡互聯(lián)的實質(zhì) ?；ヂ?lián)就是不同協(xié)議的轉(zhuǎn)換 。 這種協(xié)議的轉(zhuǎn)換必須在相同的對應層之間實現(xiàn) ， 才能保證網(wǎng)絡間的互聯(lián) 。 圖 311解釋了其他計算機網(wǎng)絡協(xié)議如何與 TCP/IP進行相互間的轉(zhuǎn)換 。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 主機 A網(wǎng)關主機 B局域網(wǎng) A 局域網(wǎng) Bn ＋ 1n( n － 1)1( n － 1)1( n － 1)1nn ＋ 1n( n － 1)1″′′……… …′′″″″……圖 311 網(wǎng)絡協(xié)議轉(zhuǎn)換 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 因特網(wǎng)的地址結構 1. IP地址 IP地址是一個邏輯地址，用 32位二進制數(shù)標識計算機網(wǎng)絡中的每一臺計算機。它可以寫成 4個用小數(shù)點分開的十進制數(shù)，每個十進制數(shù)表示 IP地址中的 8個二進制數(shù)，例如 IP地址 1001 1000 0000 0011 0001 0110 0101 0100 可以寫成 。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 每個 IP地址由網(wǎng)絡標識 (NetID)和宿主機標識 (HostID)兩部分組成，分別表示一臺計算機所在的網(wǎng)絡和在該網(wǎng)絡內(nèi)的這臺計算機。按照網(wǎng)絡規(guī)模的大小，常用的 IP地址分為 A、 B、 C三類 (參見圖 312)。每類地址規(guī)定了網(wǎng)絡 ID、宿主機 ID各使用哪些位，因此，也就定義了網(wǎng)絡可能有的數(shù)目和每個網(wǎng)絡中可能有的宿主機數(shù)。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 網(wǎng)絡號 主機號A 類 01 0 網(wǎng)絡號 主機號1 0 網(wǎng)絡號 主機號0B 類C 類1 2 3 8 16 24 311圖 312 IP地址模型 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 2. IPv6—— 下一代 IP地址 我們現(xiàn)在所使用的 IP協(xié)議是在 20世紀 70年代為 ARPA設計的，后來為應用于 Inter又做了明文規(guī)定。由于 IP數(shù)據(jù)報格式中的第一個域 (版本域 )為 4，所以稱之為 IP第四版或IPv4。 IPv4為 TCP/IP協(xié)議系統(tǒng)和整個 Inter提供了基本的通信機制，它從 70年代末被采用以來，幾乎沒有太大的變動，這種長久性正說明了整個 TCP/IP協(xié)議系統(tǒng)的設計是靈活的、健全的。但隨著因特網(wǎng)用戶以指數(shù)形式增長，現(xiàn)有的 IPv4遇到了 IP地址空間耗盡的問題。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 IPv4采用 32位結構，理論上 32位地址可以提供 1684萬個網(wǎng)絡，42億臺主機地址，但實際使用中，要去除網(wǎng)絡地址、廣播地址、路由器地址、保留地址和子網(wǎng)的額外占用，最后有效的地址數(shù)目比可用的地址總數(shù)要少許多。而且， IP地址的分配情況極不平衡。由于美國是因特網(wǎng)技術的誕生地，占有了 IP地址的 70%，許多企業(yè)不是單個申請 IP地址，而是成批申請 IP地址。例如，惠普(Hewlett Packard)公司在幾年前申請了以 “ 15”開頭的所有 IP地址，從而擁有了 1600萬個 IP地址，即從 。這使得其他國家 IP地址資源匱乏。我國是 IP地址短缺問題最嚴重的國家之一，截止到 2022年 6月 30日，中國大陸 IPv4地址數(shù)僅有68300032個， 折合 A類地址 4個， B 18個， C類地址 45個 。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 考慮到 IP地址耗盡的問題 ， IETF(Inter Engineering Task Force， 因特網(wǎng)工程任務組 )1998年制定了下一代因特網(wǎng)地址標準草案 ——IPv6。 IPv6采用 128位地址長度 ， 地址幾乎可以視為無限 。 在 IPv6的設計過程中 ， 地址短缺問題得到了完全的解決 ， 同時還考慮了在 IPv4中解決不好的其它問題 ， 如點到點 IP連接 、 服務質(zhì)量 、 安全性 、 移動性 、 即插即 用等 。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 3． 域名地址 由于 IP地址是數(shù)字型的 ， 使用起來并不方便 ， 于是人們又發(fā)明了另一套字符型的地址方案 ——域名 。 根據(jù) 《 中國互聯(lián)網(wǎng)絡域名管理辦法 》 的定義 ， 域名是互聯(lián)網(wǎng)絡上識別和定位計算機的層次結構式的字符標識 ， 與該計算機的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (IP)地址相對應 。 域名一般有三到四級，其 “ 級 ” 數(shù)準確表述是從右邊數(shù)過來的小數(shù)點位數(shù)而得出稱謂的。級數(shù)按由點 (“.”)分開的部分數(shù)確定，有幾個部分就是幾級。其通用的格式如圖 313所示，例如 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 四級域名 三級域名 二級域名 一級域名 圖 313 域名地址的通用格式 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 一級域名往往是國家或地區(qū)的代碼 ， 如中國的代碼為 、英國為 uk、 澳大利亞為 au， 等等；二級域名往往表示主機所屬的網(wǎng)絡性質(zhì) ， 比如屬于教育界 (edu)、 政府部門 (gov)等；三級域名是 自定義的 ， 通常為機構 、 公司全稱 、 全稱的縮寫或商標名稱 。 普通用戶一般申請注冊二級 、 三級及三級以下域名 。 常見的二級域名含義如表 32所示。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 表 32 二級域名含義 域 名 意 義 域 名 意 義 c om 商業(yè)組織 s t ore 從事商品銷售的企業(yè) e du 教育機構 re c 強調(diào)消遣和娛樂的實體 g ov 政府部門 w e b 與 特別相關的實體 m i l 軍事部門 i nfo 提供信息服務的實體 ne t 網(wǎng)絡支持中心 a rt s 強調(diào)文化和娛樂的實體 非盈利性組織 nom 個體或個人 fi rm 商業(yè)、公司 i nt 上述以外的機構 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 4． 中國因特網(wǎng)域名體系 1997年 4月我國正式發(fā)布了中國互聯(lián)網(wǎng)絡域名體系 。 2022年 11月信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布了 《 中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部關于中國互聯(lián)網(wǎng)絡域名體系的公告 》 ， 對原有的域名體系進行了修改和規(guī)范 。 我國互聯(lián)網(wǎng)絡域名體系中各級域名可以由字母 (A～ Z， a～z，大小寫等價 )、數(shù)字 (0～ 9)、連接符 ()或漢字組成，各級域名之間用實點 (.)連接，中文域名的各級域名之間用實點或中文句號 (。 )連接。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 (2) 我國互聯(lián)網(wǎng)絡域名體系中在頂級域名 “ ”之外暫設“ 中國 ” 、 “ 公司 ” 和 “ 網(wǎng)絡 ” 3個中文頂級域名 。 (3) 頂級域名 之下，預先設置 “ 類別域名 ” 和 “ 行政區(qū)域名 ” 兩類英文二級域名。 “ 類別域名 ” 6個，說明域名持有者的屬性 (參見表 33)； “ 行政區(qū)域名 ” 34個，適用于我國的各省、自治區(qū)、直轄市、特別行政區(qū)的組織 (參見表 34)。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 表 33 我國的類別域名 域名 意 義 ac 適用于科研機構 c om 適用于工、商、金融等企業(yè) e du 適用于教育機構 g ov 適用于政府部門 ne t 適用于 Int e rne t 網(wǎng)、接入網(wǎng)絡的信息中心 (N IC) 和運行中心 (N O C) 適用于各種非盈利性的組織。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 表 34 我國的行政區(qū)域名 bj 北京市 sh 上海市 tj 天津市 cq 重慶市 he 河北省 sx 山西省 nm 內(nèi)蒙古自治區(qū) ln 遼寧省 jl 吉林省 hl 黑龍江省 jx 江蘇省 zj 浙江省 ah 安徽省 fj 福建省 jx 江西省 sd 山東省 ha 河南省 hb 湖北省 hn 湖南省 gd 廣東省 gx 廣西壯族自治區(qū) hi 海南省 sc 四川省 gz 貴州省 yn 云南省 xz 西藏 自治區(qū) sn 陜西省 gs 甘肅省 qh 青海省 nx 寧夏回族 自治區(qū) xj 新疆維吾爾自治區(qū) tw 臺灣 hk 香港 mo 澳門 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 (4) 在頂級域名下可以直接申請注冊二級域名。也就是說，企事業(yè)單位用戶可以直接在 .下注冊二級域名。例如，原來的地址是 被簡化成 1990年設立 域名以來域名體系的一次重大變革，它使我國的域名長度大大縮短，記憶起來更加容易。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 為了適應中文的習慣 ， 我國還頒布了因特網(wǎng)中文域名體系 。中文域名是含有中文文字的域名 ， 是中國域名體系的重要組成部分 。 中文域名體系具有以下特點： (1) 高度兼容。這一系統(tǒng)可以同時提供中英文混合域名 (如：中文域名 . )與純中文域名 (如：中文域名 .公司 )兩種方案，而且可以使之與現(xiàn)有的域名系統(tǒng)高度兼容。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 (2) 繁簡轉(zhuǎn)換 ， 兩岸互通 。 該系統(tǒng)支持簡繁體的完全互通解析 。 例如 ， 一個大陸用戶想訪問臺灣的 “ 宏碁電腦公司 ” ，他只需鍵入大陸用戶熟悉的簡體漢字就可以了；而一位臺灣用戶如想訪問大陸的 “ 清華大學 ” 網(wǎng)站 ， 他也同樣只需鍵入繁體的 “ 清華大學 ” 就可以了 。 (3) 兼顧多種標準，符合國際趨勢。從體系上，中文域名體系完全與國際中文域名技術發(fā)展趨勢保持一致，提供通用一致的服務器端平臺。中文域名選用的編碼格式上兼顧了國際標準、國家標準和行業(yè)標準。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 (4) 使用方便，適用面廣。如果已經(jīng)安裝中文上網(wǎng)官方版軟件，就可以直接在 IE地址欄鍵入要訪問的中文域名，即可到達相對應的網(wǎng)站。例如：輸入 “ 清華大學 .”、 “ 北京大學 .中國 ” 、 “ 中軟股份 .公司 ” 等都可以。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 5． 通用網(wǎng)址 通用網(wǎng)址是一種新興的網(wǎng)絡名稱訪問技術 ， 是一種通過建立通用網(wǎng)址與網(wǎng)站地址 URL的對應關系實現(xiàn)瀏覽器訪問的一種便捷方式 。 通用網(wǎng)址可以由中文、字母 (A～ Z， a～ z，大小寫等價 )、數(shù)字 (0～ 9)或符號 (,!)組成，最多不超過 31個字符 (通用網(wǎng)址每一構成元素均按一個字符處理 )。 第三章 網(wǎng)絡技術基礎 通用網(wǎng)址和域名 、 網(wǎng)站地址是不同的概念 。 最基礎的是域名 。所以 ， 注 冊 一 個