《Internet及其应用》PPT课件.ppt
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1、教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社第第8章章Internet及其应用及其应用p8.1信息高速公路信息高速公路p8.2 Internet基础知识基础知识p8.3中国中国Internet四大体系四大体系p8.4 进入进入Internet p8.5 Internet上的信息服务上的信息服务p8.6 第第2代代Internet教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.1信息高速公路信息高速公路8.1.1全球信息高速公路全球信息高速公路8.1.2建设信息高速公路的关键技术建设信息高速公路的关键技术8.1.3美国信息高速公路的目标体系结构美国信息高速公路的目标体系结构8.1.4 CNII的基本
2、结构与功能的基本结构与功能教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.1.1全球信息高速公路全球信息高速公路美国克林顿政府宣布实施一项新的高科技计划“国家信息基础设施国家信息基础设施”(NII),旨在以因特网为雏形,兴建信息时代的高速公路“信息高速公路信息高速公路”,即计划用20年时间,耗资20004000亿美元,建设美国国家信息基础设施,作为美国发展政策的重点和产业发展的基础。信息高速公路信息高速公路”-一个高速度、大容量、多媒体的信息传输网络。网络用户可以在任何时间、任何地点以声音、数据、图像或影像等多媒体方式相互传递信息。构成信息高速公路的核心,是以光缆作为信息传输的主干线,采用支线光
3、纤和多媒体终端,以交互方式传输数据、视频、音频、图像等多种形式信息的千兆比特的高速数据网。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.1.2建设信息高速公路的关键技术建设信息高速公路的关键技术信息高速公路是包括人、标准、信息、应用、软件平台和硬件设备在内的,能够为用户提供满意服务的广域信息系统。从层次结构上来看,该系统由以下4个主要层次组成:(1)物理传输网络。(2)分布处理与管理软件平台。它负责对各种物理传输网络和分布式资源的管理与控制。(3)群体协同工作平台。它是一个在网络环境下,为用户提供最佳性能和最大系统利用率的面向应用的支撑工具和界面。(4)各种应用系统。电视会议系统,远程教育系统
4、,远程医疗系统,电子商业系统,电子博物馆与电子图书馆系统,公共信息系统(如天气预报等),分布式并行计算系统,分布式金融、证券信息系统以及分布式军事指挥系统等。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.1.2建设信息高速公路的关键技术建设信息高速公路的关键技术建设信息高速公路的关键技术:(1)信息规范化与标准化技术;(2)分布式数据库技术;(3)多媒体信息处理与输入/输出技术;(4)高速传输技术,包括光纤通信网(SDH)及异步转移模式交换技术、移动通信、卫星通信和数字微波技术;(5)网络互连与互操作技术;(6)高性能并行计算机系统和各种接口技术;(7)高速网络体系结构及其协议;(8)网络管理
5、技术;(9)分布式多媒体操作系统;(10)网络信息共享与保密技术;(11)协同工作时的资源分配与调度技术;(12)信息网络应用系统综合集成技术。这些技术相互依赖、相互渗透,共同构成建设信息高速公路的关键技术。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.1.3美国信息高速公路的目标体系结构美国信息高速公路的目标体系结构在NII的目标体系结构中,包括3个方面:(1)一体化数字式网络。(2)各种信息服务设施和整套网络管理设施。(3)一体化终端设备。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.1.4 CNII的基本结构与功能的基本结构与功能信息源高速信息通道用户终端计算机控制管理系统图8-1CNI
6、I基本结构教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.2Internet基础知识8.2.1 IP地址地址8.2.2 域名机制域名机制8.2.3 子网划分子网划分8.2.4 Ipv6教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.2.1 IP地址地址1.IP地址结构和分类地址结构和分类IP地址由32位二进制构成。例如,一个二进制的IP地址是“11010110000000000000000010000011”,采用点分十进制表示法表示为“218.0.0.131”。IP地址采用分层结构,由网络号和主机号两部分构成。网络号确定了该台主机所在的物理网络,网络号的位数直接决定了可以分配的网络数;主机号确定
7、了在某一物理网络上的一台主机。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.2.1 IP地址地址根据网络规模,将IP地址分为A到E五类,其中A、B、C类称为基本类,用于主机地址,D类用于组播,E类保留不用,如图8-3所示。图8-3IP地址分类教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.2.1 IP地址地址2.分配分配IP地址的机构地址的机构所有的公有IP地址都由国际组织网络信息中心(NetworkInformationCenter,NIC)负责统一分配,目前全世界共有三个这样的网络信息中心。InterNIC:负责美国及其他地区;ENIC:负责欧洲地区;APNIC:负责亚太地区。我国申请IP地
8、址要通过APNIC,APNIC的总部设在澳大利亚布里斯班。申请时首先要考虑申请哪一类IP地址,然后向国内的代理机构提出。私有地址(Privateaddress)属于非注册地址,专门为组织机构内部使用。留用的私有地址有A类10.0.0.010.255.255.255B类172.16.0.0172.31.255.255C类192.168.0.0192.168.255.255127.0.0.1为本机地址。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.2.2 域名机制域名机制1.域名域名域名域名(DomainName)是与网络上的数字型IP地址相对应的字符型地址,是由一串用点分隔的名字组成的,是Int
9、ernet上某一台计算机或计算机组的名称,用于在数据传输时标识计算机在网络中的位置。目前有一些国家在开发使用本民族语言构成的域名,如德语,法语等。我国也开始使用中文域名,例如,可直接使用清华大学.cn访问清华大学、采用一汽.cn访问中国一汽等。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.2.2 域名机制域名机制2.域名的注册域名的注册域名的注册遵循先申请先注册原则,管理机构对申请人提出的域名是否违反了第三方的权利不进行任何实质审查。同时,每一个域名的注册都是独一无二的、不可重复的。因此,在网络上,域名是一种相对有限的资源。国际域名由美国商业部授权的互联网名称与数字地址分配机构ICANN负责注
10、册和管理。ICANN主要管理其授权的域名注册商,在ICANN与注册商之间还有一个Verisign公司,注册商相当于从Verisign公司批发域名,管理注册商的机构是ICANN。CN域名的管理机构是中国互联网信息中心(CNNIC)。CNNIC授权注册商,注册商是直接从ICANN批发域名。国内域名注册的步骤大致如下:(1)查询注册域名;(2)填写注册申请表;(3)等待审核书面申请;(4)书面申请材料的审核;(5)交纳注册费用;(6)注册成功。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.2.2 域名机制域名机制3.域名构成域名构成域名系统将因特网划分成多个域。域名地址格式:主机名主机名单位名单位名
11、顶级域名顶级域名 或或主机名主机名单位名(三级域名)单位名(三级域名)行业性质代码行业性质代码(二级域名)(二级域名)顶级域名顶级域名顶级域采取“地理”和“组织”两种模式定义。地理模式按国家划分例如,cn代表中国,uk代表英国,us代表美国,jp代表日本等。组织模式:com表示商业;edu表示教育;gov表示政府等二级域名是指顶级域名之下的域名,在组织类别顶级域名下,它是指域名注册人的网上名称,例如,ibm、yahoo、microsoft等;在国家顶级域名下,它是表示注册企业类别的符号,例如,com、edu、gov、net等。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.2.3 子网划分子网划
12、分为了实现更小的广播域,更好地利用主机地址中的每一位,可以把基本类的IP网络进一步分成更小的网络,每个子网由路由器界定,并分配一个新的子网网络地址。划分子网后,通过使用掩码,把子网隐藏起来,使得从外部看网络没有变化。每个子网都是一个独立的逻辑网络,单独寻址和管理,而对外部它们组成一个单一网络,共享某一IP地址,屏蔽内部子网的划分细节。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.2.3 子网划分子网划分1.子网掩码子网掩码 子网掩码是一个子网掩码是一个32位的二进制数,其对应网络地址的所有位都置为位的二进制数,其对应网络地址的所有位都置为1,对应于主机地址的所有位都置为对应于主机地址的所有位都
13、置为0。将子网掩码和。将子网掩码和IP地址按位进行逻辑地址按位进行逻辑“与与”运算,得到运算,得到IP地址的网络地址,剩下的部分就是主机地址,从而区分出地址的网络地址,剩下的部分就是主机地址,从而区分出任意任意IP地址中的网络地址和主机地址。地址中的网络地址和主机地址。路由器通过分析子网掩码,就可以知道路由器通过分析子网掩码,就可以知道IP地址的哪一部分是网络地址,地址的哪一部分是网络地址,哪一部分是主机地址,使路由器正确判断哪一部分是主机地址,使路由器正确判断IP地址是否是本网段的,从而正地址是否是本网段的,从而正确地进行路由。确地进行路由。主机主机1 235.130.102.6 即:即:1
14、1101011 10000010 01100110 00000110 255.255.255.0 即:即:11111111 11111111 11111111 00000000 按位逻辑与运算结果为:按位逻辑与运算结果为:11101011 10000010 01100110 00000000 主机主机2 235.130.102.73 即:即:11101011 10000010 01100110 01001001 255.255.255.0 即:即:11111111 11111111 11111111 00000000 按位逻辑与运算结果为:按位逻辑与运算结果为:11101011 1000001
15、0 01100110 00000000 两个运算结果相同,也就是说,两台主机在同一网络中,可以直接进行两个运算结果相同,也就是说,两台主机在同一网络中,可以直接进行通讯。通讯。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.2.3 子网划分子网划分2.子网划分子网划分进行子网划分,就是对IP地址中的主机号部分再次划分成子网号和主机号两部分,把一个包含大量主机的网络划分成许多小的网络,每个小网络就是一个子网。子网地址的位数没有限制,但显然不能是1位。具体划分由网络管理人员根据所需子网个数和子网中主机数目确定。若一个C类地址要进行子网划分,则几位做子网地址由要划分的子网数来决定。划分子网后,将IP地
16、址的网络掩码中相对于子网地址的位设置为1,就形成了子网掩码,它可从IP地址中分离出子网地址,供路由器选择路由。如在一个类地址上平均划分出6个子网,采用的子网掩码应为255.255.255.224。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社子网划分举例例如,有两台主机,主机1的IP地址为235.130.102.6,子网掩码为255.255.255.192,主机2的IP地址为235.130.102.73,子网掩码为255.255.255.192。现在主机1给主机2发送数据,需要判断两个主机是否在同一网段。主机1235.130.102.6即:11101011100000100110011000000
17、110255.255.255.192即:11111111111111111111111111000000按位逻辑与运算结果为:11101011100000100110011000000000主机2235.130.102.73即:11101011100000100110011001001001255.255.255.192子即:11111111111111111111111111000000按位逻辑与运算结果为:11101011100000100110011001000000两个运算结果不同,也就是说,两台主机不在同一网络,数据需要先发送给默认网关,然后再发送给主机2所在网络。由上述的主机1的子
18、网掩码255.255.255.192可以看出这个C类网络占用了原主机地址中的2位作为子网地址,最多可划分成4个子网。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.2.4 Ipv6IP地址目前有IPv4和IPv6两个版本,IPv6是IPv4的扩展版本。IPv6的应用是解决IPv4地址资源匮乏的最佳途径。128位的IPv6地址,采用了一种新表示方式冒分十六进制表示法。它将地址中每16位分为一组,写成4位十六进制数,两组数之间用冒号分隔。例如,192.153.185.73是一个合法的IPv4格式的IP地址;CDCD:910A:2222:5498:8475:1111:3900:2020是一个合法的IP
19、v6格式的IP地址。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社8.3中国中国Internet四大体系四大体系1.中国科技网络(中国科技网络(CSTNET)CSENET(ChinaScienceTechnologyNetwork)由中国科学院主管。1994年4月建成。中国科技网络经历了4个不同的工程发展阶段:(1)NCFC(中国国家计算与网络设施)。(2)CASNet(中国科学院院网)。它是全国性网络建设工程。该工程分为两部分,一部分为分院局域网络工程,另一部分是用通信子网将各分院局域网及零星分布在其它城市的研究所的局域网互联到NCFC网络中心的广域网工程。各局域网互联可以通过通信子网CHINA
20、PAC或CHINADDN实现。(3)CERNet(中国生态研究网)。它是中国科学院于20世纪80年代后期启动的一个重大项目工程。CERNet与CASNet以高速光缆互连,传输速率为100Mbps,CERNet可看作是CASNet的资源子网之一。(4)CSTNet(中国科技网络)。它是以NCFC及CASNet为基础,连接了中科院以外的一批中国科技单位而构成的网络。接入CSTNet的部门有农业、林业、气象、电子、环境保护等若干个科研部门及国家自然科学基金委员会、国家专利局等科技管理部门。教育部高等学校计算机立项教材清华大学出版社2.中国教育和科研计算机网(中国教育和科研计算机网(CERNET)CE
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