计算机网络第七章(rev1).ppt
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1、计算机网络原理计算机网络原理第第1章计算机网络概述章计算机网络概述第第2章计算机网络体系结构章计算机网络体系结构 第第3章物理层章物理层第第4章数据链路层章数据链路层 第第5章网络层章网络层 第第6章传输层章传输层 第第7章应用层章应用层 第第8章局域网技术章局域网技术 第第9章章 实用网络技术实用网络技术 第 7 章 应用层 7.1 域名系统 DNS 7.1.1 域名系统概述 7.1.2 因特网的域名结构 7.1.3 用域名服务器进行域名解析 7.2 文件传送协议 7.2.1 概述 7.2.2 FTP 的基本工作原理 第 7 章 应用层 7.3 远程登录 TELNET 7.4 电子邮件7.4
2、.1 概述7.4.2 简单邮件传送协议 SMTP7.4.3 电子邮件的信息格式7.4.4 邮件读取协议 POP3 和 IMAP7.4.5 通用因特网邮件扩充 MIME第 7 章 应用层 7.5 万维网 WWW*7.5.1 概述*7.5.2 统一资源定位符 URL*7.5.3 超文本传送协议 HTTP*7.5.4 超文本标记语言 HTML*7.5.5 万维网页面中的超链 7.5.6 动态万维网文档与 CGI 技术 7.5.7 活动万维网文档 7.5.7 万维网上的信息检索系统应用层协议的特点应用层协议的特点 每个应用层协议都是为了解决某一类应用问题,而问题的解决又往往是通过位于不同主机中的多个应
3、用进程之间的通信和协同工作来完成的。应用层的具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的协议。应用层的许多协议都是基于客户服务器方式。客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务请求方,服务器是服务提供方。IP地址地址在在Internet中中,所所有有计计算算机机均均称称为为主主机机。TCP/IP为为每每台台主主机机分分配配一一个个全全网网唯唯一一的的标标识识地地址址,称称为为IP地地址址。IP地地址址是是32位位,包包括括网网络络标标识识号号和和主主机机标标识识号号两两部部分分。网网络络标标识识号号用
4、用于于区区分分不不同同网网络络,主主机机标标识识号号用用于于区区分分同同一一网网络络中中的的不不同同主主机机。网网络络地地址址分分三三类类:A类类、B类类和和C类类,分分别别用用起起始始位位串串0、10和和110来标志,如图来标志,如图3.7所示所示 图3.7IP地址格式 A类地址的最高位类地址的最高位0和后随的和后随的7位是网络号部分,剩位是网络号部分,剩下的下的24位表示网内主机号。这样在一个互联网内可位表示网内主机号。这样在一个互联网内可能有能有27128个个A类网络(网络号类网络(网络号1至至126,号码,号码0和和127保留),而每个保留),而每个A类网络中允许有类网络中允许有 22
5、416,777,216 个结点。个结点。故故A类网络中允许接:类网络中允许接:1262242,113,929,216 21亿(个结点)亿(个结点)IP地址地址uB类地址的最高两位类地址的最高两位10 和后随的和后随的14位是网络号部位是网络号部分,剩下的分,剩下的16位表示网内主机号。这样,在某种位表示网内主机号。这样,在某种互连环境下可能有互连环境下可能有21416,384个个B类网络,每个类网络,每个B类网络中可以有类网络中可以有21665,53665000万个结点。万个结点。u故故B类网络中允许接:类网络中允许接:2142161,073,741,824 10亿(个结点)亿(个结点)IP地
6、址地址C类地址的最高三位类地址的最高三位110和后随的和后随的21位是网络号部位是网络号部分,剩下的分,剩下的8位表示网内主机号。这样,一个互联位表示网内主机号。这样,一个互联网将允许包含网将允许包含221=2,097,152 200万个万个C类网络,类网络,每一个每一个C类网络中最多可以有类网络中最多可以有28256(由于全(由于全0和全和全1被保留,实际上只允许接被保留,实际上只允许接254个)个结点。个)个结点。而而C类网络中允许接:类网络中允许接:22128536,870,192 5亿(个结点)亿(个结点)整个整个Internet中可以包含中可以包含36亿多台主机。亿多台主机。IP地址
7、地址通通常常用用四四组组三三位位的的十十进进制制数数表表示示一一个个IP地地址址,中中间间用用圆圆点点分分隔隔。这这样样,也也可可按按照照IP地地址址第第一一字字节节值值的的十十进进制制表表示示划划分分三三类网络。类网络。A类地址以类地址以1126开始(开始(27128,0和和127保留)保留)B类地址以类地址以128191开始(开始(2664)C类地址以类地址以192223开始(开始(2532)TCP/IP规定:网络地址除了一般地标识一台主机外,还有规定:网络地址除了一般地标识一台主机外,还有几种具有特殊意义的特殊形式。几种具有特殊意义的特殊形式。广播地址广播地址 主主机机号号全全为为“1”
8、的的网网络络地地址址用用于于广广播播之之用用,叫叫做做广广播播地地址。所谓广播,指同时向网上所有主机发送报文。址。所谓广播,指同时向网上所有主机发送报文。有限广播有限广播在在网网间间网网上上的的任任何何一一点点均均可可向向其其他他任任何何网网络络进进行行直直接接广广播,但广播有一个缺点,就是要知道信宿网络的网络号。播,但广播有一个缺点,就是要知道信宿网络的网络号。TCP/IP规规定定,32比比特特全全为为“1”的的网网间间网网地地址址用用于于本本网网广广播,该地址叫做有限广播地址。播,该地址叫做有限广播地址。“0”地址地址各位全为各位全为“0”的网络号被解释成本网络或本主机的网络号被解释成本网
9、络或本主机.回送地址回送地址A类类网网络络地地址址127是是一一个个保保留留地地址址,用用于于网网络络软软件测试以及本地机进程间通信,叫做回送地址。件测试以及本地机进程间通信,叫做回送地址。无无论论什什么么程程序序,一一旦旦使使用用回回送送地地址址发发送送数数据据,协协议软件立即返回之,不进行任何网络传输。议软件立即返回之,不进行任何网络传输。TCP/IP协议规定:协议规定:含网络号含网络号127的分组不能出现在任何网络上;的分组不能出现在任何网络上;主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。主主机机号号全全“0”全全“1”的的地地址址在在TCP/IP协协
10、议议中中有有特特殊殊含义,不能用作一台主机的有效地址。含义,不能用作一台主机的有效地址。13子网的划分子网的划分1、子网、子网使使用用A类类、B类类或或C类类IP地地址址的的单单位位可可以以把把它它们们的的网网络络划划分分成成几几个个部部分分,每每个个部部分分称称为为子子网网。每每个个子子网网对对应应于于一一个个下下属属部部门门或或一一个个物物理理范范围围(比比如如一一座座或或几几座座办办公公楼楼),或或者者对对应应一一种种物物理理通通信信介介质质(比比如如以以太太网网,点点到到点点连连接接线线路路或或X.25网网)。它它们通过网关互连或进行必要的协议转换。们通过网关互连或进行必要的协议转换。
11、通通过过复复用用技技术术,使使若若干干物物理理网网络络共共享享同同一一IP网网络络地地址址,无无疑疑将将减减少少网网络络地地址址数数。子子网网编编址址技技术术(又又叫叫子子网网寻寻径径)是是最最广广泛泛使使用用的的IP网网络络地地址址复复用用方方式式,目目前前已已经经标标准准化化,并并成成为为IP地地址址模模式式的的一一部部分分。一一般般的的,32位位的的IP地地址址分分为为两两部部分分,即即网网络络号号和和主主机机号号,分分别别把把他他们们叫叫做做IP地地址址的的“网网间间网网部部分分”和和“本本地地部部分分”。子子网网编编址址技技术术将将本本地地部部分分进进一一步步划划分分为为“物物理理网
12、网络络”部分和部分和“主机主机”部分,如图部分,如图3.11所示。所示。其其中中“物物理理网网络络”用用于于标标识识同同一一IP网网络络地地址址下下的的不不同同物物理理网网络,即络,即“子网子网”。2、子网掩码、子网掩码子子网网掩掩码码是是用用来来判判断断任任意意两两台台计计算算机机的的IP地地址址是是否否属属于于同同一一子子网网络络的的根根据据。如如果果两两台台计计算算机机各各自自的的IP地地址址与与子子网网掩掩码码进进行行AND运运算算后后得得出出的的结结果果是是相相同同的的,则则说说明明这这两两台台计计算算机机是是处处于于同同一一个个子子网网络络上上的的,可可以以进进行行直直接接的的通通
13、讯讯。IP协协议议标标准准规规定定:每每一一个个使使用用子子网网的的网网点点都都选选择择一一个个32位位的的位位模模式式,若若位位模模式式中中的的某某位位置置1,则则对对应应IP地地址址中中的的某某位位为为网网络络地地址址(包包括括网网图3.8本地部分再划分为“物理网络”和“主机”间间网网部部分分和和物物理理网网络络号号)中中的的一一位位;若若位位模模式式中中的的某某位位置置0,则则对对应应IP地地址址中中的的某某位位为为主主机机地地址址中中的的一一位位。例例如如位位模模式式:11111111 11111111 11111111 00000000中中,前前三三个个字字节节全全1,代代表表对对应
14、应IP地地址址中中最最高高的的三三个个字字节节为为网网络络地地址址;后后一一个个字字节节全全0,代代表表对对应应IP地地址址中中最最后后的的一一个个字字节节为为主主机机地地址址。这这种种位模式叫做子网模或子网掩码。位模式叫做子网模或子网掩码。IP地地址址的的子子网网掩掩码码设设置置不不是是任任意意的的。子子网网掩掩码码设设置置过过大大,也也就就是是说说子子网网范范围围扩扩大大,那那么么,根根据据子子网网寻寻径径规规则则,很很可可能能发发往往和和本本地地机机不不在在同同一一子子网网内内的的目目的的机机的的数数据据,会会因因为为错错误误的的判判断断而而认认为为目目的的机机是是在在同同一一子子网网内
15、内,那那么么,数数据据包包将将在在本本子子网网内内循循环环,直直到到超超时时并并抛抛弃弃,使使数数据据不不能能正正确确到到达达目目的的机机,导导致致网网络络传传输输错错误误;子子网网掩掩码码设设置置过过小小,那那么么就就会会将将本本来来属属于于同同一一子子网网内内的的机机器器之之间间的的通通信信当当作作是是跨跨子子网网传传输输,数数据据包包都都交交给给缺缺省省网网关关处处理理,这这样样势势必必增增加加缺缺省省网网关关的的负负担担,造造成成网网络络效效率率下下降降.根据以上两个原因,子网掩码应该根据网络的规模进行设置。根据以上两个原因,子网掩码应该根据网络的规模进行设置。习习惯惯上上,常常常常使
16、使用用“点点分分整整数数表表示示法法”来来表表示示一一个个IP地地址址和和子子网网掩掩码码。在在Windows系系统统中中,如如果果给给一一个个网网卡卡指指定定IP地地址址,系系统统就就会会根根据据类类IP地地址址范范围围,自自动动填填入入一一个个默默认认的的子子网网掩掩码码。类类IP地址范围、默认子网掩码和类子网掩码如下:地址范围、默认子网掩码和类子网掩码如下:其中,M是相应的子网掩码。IP协议关于子网掩码的定义提供一种有趣的灵活性,允许子网掩码中的“0”和“1”位不连续.但是,这样的子网掩码给分配主机地址和理解寻径表都带来一定困难。并且,极少的路由器支持在子网中使用低序或无序的位,因此在实
17、际应用中通常各网点采用连续方式的子网掩码。像像(1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0)和和(1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11111111 10100000)等一类的子网掩码不推荐使用。)等一类的子网掩码不推荐使用。3、子网掩码与、子网掩码与IP地址地址子子网网掩掩码码与与IP地地址址结结合合使使用用,可可以以区区分分出出一一个个网网络络地地址址的的网络号和主机号。网络号和主机号。例如:例如:有一个有一个C类地址为:类地址为:192920013其其缺缺省省的的子子网网掩掩
18、码码为为:2552552550,则则它它的的网网络络号和主机号可按如下方法得到:号和主机号可按如下方法得到:将将IP地址地址192920013转换为二进制转换为二进制 11000000 00001001 11001000 00001101 将子网掩码将子网掩码2552552550转换为二进制转换为二进制 11111111 11111111 11111111 00000000 将将两两个个二二进进制制数数逻逻辑辑与与(AND)运运算算后后得得出出的的结结果果即即为网络部分为网络部分结果为结果为19292000,即网络号为,即网络号为19292000。将子网掩码取反再与将子网掩码取反再与IP地址逻
19、辑与(地址逻辑与(AND)后得到的)后得到的结果即为主机部分结果即为主机部分结果为00013,即主机号为13。4、快速计算子网掩码的方法、快速计算子网掩码的方法步骤:步骤:将将要要划划分分的的子子网网数数目目转转换换为为2的的m次次方方。如如要要分分8个个子子网,网,823。取上述要划分子网数的取上述要划分子网数的2的的m次方的幂。如次方的幂。如23,即即m3.将将上上一一步步确确定定的的幂幂m按按高高序序占占用用主主机机地地址址m位位后后转转换换为为十十进进制制。如如m为为3则则是是11100000,转转换换为为十十进进制制为为224,即即为为最终确定的子网掩码。最终确定的子网掩码。A类网:
20、子网掩码为类网:子网掩码为B类网:子网掩码为类网:子网掩码为C类网:子网掩码为类网:子网掩码为在在这这里里,子子网网个个数数与与占占用用主主机机地地址址位位数数有有如如下下等等式式成成立立:2mn。其其中中,m表表示示占占用用主主机机地地址址的的位位数数,n表表示示划划分分的的子子网个数。网个数。计算子网掩码的两种方法:计算子网掩码的两种方法:(1)利用子网数来计算)利用子网数来计算在在求求子子网网掩掩码码之之前前必必须须先先搞搞清清楚楚要要划划分分的的子子网网数数目目,以以及及每个子网内的所需主机数目。然后按以下基本步骤进行计算:每个子网内的所需主机数目。然后按以下基本步骤进行计算:将子网数
21、目转化为二进制来表示;将子网数目转化为二进制来表示;取得子网数二进制的位数(取得子网数二进制的位数(m););取取得得该该IP地地址址类类的的子子网网掩掩码码,然然后后将将其其主主机机地地址址部部分分的的前前m位置位置“1”,即得出该,即得出该IP地址划分子网的子网掩码。地址划分子网的子网掩码。例例:现现 假假 如如 要要 将将 一一B类类 I P地地 址址 划划 分分 成成2 7个个 子子 网网,则它的子网掩码的计算机方法如下(对应以上各基本步骤):则它的子网掩码的计算机方法如下(对应以上各基本步骤):首先要划分成首先要划分成27个子网,个子网,“27”的二进制为的二进制为“11011”;该
22、子网数二进制为五位数,即该子网数二进制为五位数,即m=5;将将 该该B 类类 地地 址址 的的 子子 网网 掩掩 码码 的的 主主 机机 号号 前前5位位 全全部部 置置“1”,即即 可可 得得 到到,这这 就就 是是 划划 分分 成成 2 7个个 子子 网网的的B类类IP地址地址 的子网掩码。的子网掩码。(2)利用主机数来计算)利用主机数来计算步骤:步骤:将子网中需容纳的主机数转化为二进制;将子网中需容纳的主机数转化为二进制;如如果果主主机机数数小小于于或或等等于于254,则则取取得得该该主主机机的的二二进进制制位位数数为为m,这这里里肯肯定定 m8,说说明明主主机机地地址将占据不止址将占据
23、不止8位。位。使使 用用 来来 将将 该该 类类I P地地 址址 的的 主主 机机 地地 址址 位位 数数全部置全部置1,然后从后向前的将,然后从后向前的将m位全部置为位全部置为0,即为子网掩码值,即为子网掩码值.例例:如如 要要 将将 一一B类类 I P地地 址址 为为 的的 网网 络络 划划 分分 成成 若若 干干子子网网,要要求求每每个个子子网网内内有有主主机机数数为为700台台,则则该该子子网网掩掩码码的的计计算方法如下(对应以上各基本步骤):算方法如下(对应以上各基本步骤):首首先先将将子子网网中中要要求求容容纳纳的的主主机机数数“700”转转换换成成二二进进制制,得到得到10101
24、11100。计算出该二进制的位数为计算出该二进制的位数为10位,即位,即m=10。将将 从从 后后 向向 前前 的的1 0位位 全全 部部 置置“0”,得得 到到 的的二二进进制制数数为为“11111111.11111111.11111100.00000000”,转转换换 成成 十十 进进 制制 后后 即即 为为,这这 就就 是是 该该 要要 划划 分分 成成 主主 机机 数数 为为700的的B类类IP地址地址 的子网掩码。的子网掩码。将将 一一 个个C类类 网网 络络 分分 成成4个个 子子 网网,则则 该该C类类 网网 内内 的的主主机机I P地地址址就就是是。该该子子网网掩掩码码为为:,
25、4个子网的个子网的IP地址范围分别如表地址范围分别如表3.2所示:所示:表3.2 一个C类网络可以分成的4个子网 表表3.3、3.4和和3.5列出列出A、B、C三类网络子网数目与子网掩三类网络子网数目与子网掩码的转换表,以供参考码的转换表,以供参考。7.1 域名系统域名系统 DNS7.1.1 域名系统概述域名系统概述许多应用层软件经常直接使用域名系统 DNS(Domain Name System),但计算机的用户只是间接而不是直接使用域名系统。因特网采用层次结构的命名树作为主机的名字,并使用分布式的域名系统 DNS。名字到 IP 地址的解析是由若干个域名服务器程序完成的。域名服务器程序在专设的
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- 计算机网络 第七 rev1
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