局域網(wǎng)的組建管理與維護

1、第1章 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識,1.1 計算機網(wǎng)絡(luò) 1.2 常用通信協(xié)議 1.3 網(wǎng)絡(luò)其它知識 1.4 本章小結(jié),1.1 計算機網(wǎng)絡(luò),1.1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)在信息時代的作用 當(dāng)前世界經(jīng)濟正向知識經(jīng)濟轉(zhuǎn)變。而知識經(jīng)濟的兩個重要特點就是信息化和全球化。要實現(xiàn)信息化和全球化，就必須依靠完善的網(wǎng)絡(luò)。因此，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為信息社會發(fā)展知識經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)。 當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要涉及三個部分，即電信網(wǎng)絡(luò)、廣

2、電網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)。各方面網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用改變了社會生活的方方面面，其中發(fā)展最快并起到核心作用的是計算機網(wǎng)絡(luò)。,近年來，世界上很多國家的政府和有關(guān)工業(yè)界團體都非常熱衷于研討和擬定發(fā)展“信息高速公路”計劃?！靶畔⒏咚俟贰笔侵竾倚畔⒒A(chǔ)設(shè)施(National Information Infrastructure，簡稱NII)，即在全國范圍內(nèi)建設(shè)以現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字通信技術(shù)為基礎(chǔ)，以光纖為通信介質(zhì)的主干網(wǎng)，連成遍布全國的大容量、高速電子信

3、息傳輸系統(tǒng)。 “信息高速公路”計劃是未來實現(xiàn)“三網(wǎng)合一”的藍圖，在具體實現(xiàn)中還有不少技術(shù)上的困難。本書主要討論計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以局域網(wǎng)技術(shù)為主。,1.1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的概念及基本特點 1. 計算機網(wǎng)絡(luò)的概念 所謂計算機網(wǎng)絡(luò)，就是將不同地域的、具有獨立功能的計算機、終端及附屬設(shè)備利用相關(guān)的通信設(shè)備和傳輸線路構(gòu)成的集合。通過功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件，使得各個計算機終端設(shè)備能夠互通及交換信息，實現(xiàn)資源

4、的共享。 可見，計算機網(wǎng)絡(luò)是很多計算機彼此互連，以相互通信和資源共享為目標(biāo)的計算機系統(tǒng)。在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，每臺計算機都是獨立的，任何一臺計算機都不能干預(yù)其它計算機的工作，任何兩臺計算機之間沒有主從關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)中的每臺計算機終端均稱為一個節(jié)點(Node)。,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是集計算機技術(shù)和通信技術(shù)為一體的產(chǎn)物。因為通信技術(shù)為計算機終端設(shè)備進行信息交換提供了途徑；而計算機技術(shù)早已融合到通信技術(shù)中，并且推動了通信技術(shù)的發(fā)展。

5、 組建計算機網(wǎng)絡(luò)的主要目的就是實現(xiàn)“資源共享”，當(dāng)然，這些資源涵蓋了整個網(wǎng)絡(luò)中的各種硬件及軟件資源。,2. 網(wǎng)絡(luò)的基本特點 計算機網(wǎng)絡(luò)的基本特點包括： (1) 數(shù)據(jù)通信能力。網(wǎng)絡(luò)中的計算機能夠相互傳遞信息，使遠距離交換數(shù)據(jù)成為現(xiàn)實。 (2) 自治性。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的計算機既互相聯(lián)系又相對獨立。 (3) 成本低、效益高。計算機用戶能夠享受網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，在以信息價值為取

6、向的信息社會里，信息的高速可靠傳輸可帶來巨大的經(jīng)濟效益。,1.1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成 計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。在整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，硬件系統(tǒng)對于網(wǎng)絡(luò)的性能起到了決定性的作用，而軟件系統(tǒng)則給予硬件系統(tǒng)以支持，同時最大限度地發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的潛力。 1. 網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備是構(gòu)成計算機網(wǎng)絡(luò)的物質(zhì)基礎(chǔ)。一個完整的計算機網(wǎng)絡(luò)中所包含的計算機終端設(shè)備及其相關(guān)附屬設(shè)備均屬于網(wǎng)絡(luò)硬件

7、的范疇。 簡單的典型計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。,圖1-1 簡單的典型計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),構(gòu)建一個計算機網(wǎng)絡(luò)，必需的硬件設(shè)備包括服務(wù)器、工作站和外圍設(shè)備。 1) 服務(wù)器(Server) 服務(wù)器屬于計算機網(wǎng)絡(luò)中的核心設(shè)備，它為網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)的同時，也實施網(wǎng)絡(luò)管理的任務(wù)。在實際應(yīng)用當(dāng)中，根據(jù)服務(wù)器完成任務(wù)的不同，可將其分為文件服務(wù)器、打印服務(wù)器、備份服務(wù)器等。 服務(wù)器與一般

8、計算機的不同之處主要在于它所安裝的是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，如Windows NT Server、Windows 2000 Server等。大多數(shù)專用服務(wù)器是廠家專門設(shè)計生產(chǎn)的，它在硬件方面具有非常穩(wěn)定的性能及更快的信息處理速度。,2) 工作站(Workstation) 工作站也稱為“節(jié)點”或“客戶機”，是連接到計算機網(wǎng)絡(luò)中最主要的終端用戶。利用它可以讓網(wǎng)絡(luò)用戶使用網(wǎng)絡(luò)上提供的各種資源，它的連接或故障中斷對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不構(gòu)成影響。

9、 3) 外圍設(shè)備 外圍設(shè)備主要指連接計算機網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)器與工作站的連接設(shè)備，常見的如網(wǎng)線、網(wǎng)卡、集線器等，它們在網(wǎng)絡(luò)中主要起到通信作用。,2. 網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)在計算機網(wǎng)絡(luò)中，常用的網(wǎng)絡(luò)軟件主要包括：(1) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)；(2) 網(wǎng)絡(luò)通信軟件；(3) 網(wǎng)絡(luò)管理及應(yīng)用軟件。,計算機網(wǎng)絡(luò)的基本及最主要的功能就是工作站間的相互通信，如果無法實現(xiàn)通信連接，也就不能被稱為網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的每個用戶都可共享系統(tǒng)中的相關(guān)資源，

10、但是系統(tǒng)必須要對用戶進行必要的控制，否則就會造成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的混亂、信息數(shù)據(jù)的破壞和丟失。因此，計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要通過必要的軟件工具對網(wǎng)絡(luò)資源進行全面的管理、調(diào)度和分配，并采取一系列的安全保密措施，防止非法用戶未經(jīng)授權(quán)就對網(wǎng)絡(luò)資源進行訪問，而所有這些工作主要由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)完成。 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)之所以能夠使計算機之間相互通信，是因為它使用了通信協(xié)議。通信協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中扮演翻譯的角色，可在不同操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)機器之間建立起溝通的橋

11、梁。兩臺計算機在進行通信時必須使用相同的通信協(xié)議。,1.1.4 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能可以在許多方面體現(xiàn)出來，Internet上的WWW服務(wù)是最成功的例子。具體來說，計算機網(wǎng)絡(luò)的功能主要包括： (1) 數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)通信功能用于信息的數(shù)字化傳輸，這是計算機網(wǎng)絡(luò)最基本的功能。 (2) 資源共享。資源共享技術(shù)可以最大限度地利用計算機網(wǎng)絡(luò)上的各種資源，提高資源的利用率。,(3) 集

12、中管理。利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實現(xiàn)管理信息系統(tǒng)(MIS)、辦公自動化系統(tǒng)(OA)等日常集中管理工作，這樣不但提高了工作效率，而且增加了經(jīng)濟效益。 (4) 分布式處理。利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可將大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)計及研究劃分為許許多多小的模塊和題目，由不同的計算機終端分別完成，然后再集中起來，解決實際應(yīng)用問題。,以上有關(guān)計算機網(wǎng)絡(luò)的功能僅是概念上的，在日常生活中，計算機網(wǎng)絡(luò)主要具有以下幾個方面的應(yīng)用： (1)

13、遠程登錄。遠程登錄功能是指允許一個地點的計算機與另一個地點的計算機進行通信，盡管它們在空間上相隔很遠，但它們可運行相應(yīng)的應(yīng)用程序(如Telnet等)進行交互式的對話。 (2) 電子郵件。計算機網(wǎng)絡(luò)可以作為通信媒介，用戶可以在自己的計算機上把包括文字、聲音、圖形、圖像等多媒體信息的電子郵件(E-mail)發(fā)送到世界各地。,(3) 電子數(shù)據(jù)交換(EDI)。電子數(shù)據(jù)交換功能即“電子商務(wù)”，是計算機網(wǎng)絡(luò)在商業(yè)領(lǐng)域中的一種重要應(yīng)

14、用形式。它以系統(tǒng)認(rèn)可的數(shù)據(jù)格式，在貿(mào)易伙伴的計算機之間傳輸數(shù)據(jù)，代替了傳統(tǒng)的貿(mào)易單據(jù)，從而節(jié)省了大量的人力、財力，提高了交易效率。 (4) 聯(lián)機會議。利用計算機網(wǎng)絡(luò)，用戶可以通過個人計算機參加會議討論。聯(lián)機會議除了可以傳送文字外，還可以傳送聲音和圖像。 在實際應(yīng)用中，計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟以及人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面。,1.1.5 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 計算機網(wǎng)絡(luò)通常是按照規(guī)模大小和延伸范

15、圍來進行分類的，可劃分為局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)、廣域網(wǎng)(WAN)。 局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)傳輸速率通常在10 Mb/s以上，但其地理位置僅局限在較小的范圍內(nèi)(如1 km左右)；城域網(wǎng)(MAN)的作用范圍在廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間，其傳送速率比局域網(wǎng)更高，但作用距離在5～50 km以內(nèi)；廣域網(wǎng)(WAN)的作用范圍通常為幾十到幾千公里，Internet可視為世界上最大的廣域網(wǎng)。,另外，按照網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來劃分，計算機網(wǎng)

16、絡(luò)又可分為環(huán)型網(wǎng)、星型網(wǎng)和總線型網(wǎng)絡(luò)等。按照通信傳輸?shù)慕橘|(zhì)來劃分，計算機網(wǎng)絡(luò)可分為雙絞線網(wǎng)、同軸電纜網(wǎng)、光纖網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)等。按照信號頻帶占用方式來劃分，計算機網(wǎng)絡(luò)可分為基帶網(wǎng)和寬帶網(wǎng)。按照網(wǎng)絡(luò)使用范圍來劃分，計算機網(wǎng)絡(luò)可分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)，例如我國的ChinaNet為公用網(wǎng)，它對公眾開放。 以上這些分類標(biāo)準(zhǔn)都只能反映網(wǎng)絡(luò)某方面的特征，只要大概了解就行了。,,1.2 常用通信協(xié)議,1.2.1 TCP/IP協(xié)議

17、 TCP/IP協(xié)議全稱為“傳輸控制協(xié)議和互連網(wǎng)協(xié)議”，是目前Internet中最常用的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，也是國際互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。TCP/IP協(xié)議的目的是使不同廠家生產(chǎn)的計算機能在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運行。 TCP/IP是一種可選擇路由的通信協(xié)議。它具有很強的靈活性，可支持任意規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，幾乎可連接所有的服務(wù)器和工作站。但其靈活性也給它的使用帶來了一些不便，例如它的設(shè)置和管理比IPX/SPX兼容協(xié)議、NetBEUI協(xié)議都要困難和復(fù)

18、雜一些。,通常意義上的TCP/IP是指Internet上的協(xié)議族，而不單單是TCP和IP協(xié)議。它包括上百個各種功能的協(xié)議，如遠程登錄(Telnet)、文件傳輸(FTP)、電子郵件(POP3)等，而TCP協(xié)議和IP協(xié)議是保證數(shù)據(jù)完整傳輸?shù)膬蓚€最基本的協(xié)議。 在計算機上設(shè)置TCP/IP協(xié)議需要一個“IP地址”、一個“子網(wǎng)掩碼”、一個“默認(rèn)網(wǎng)關(guān)”和一個“主機名”，因此其設(shè)置相對復(fù)雜一點。不過，Windows NT中提供了一個名

19、為動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)的工具，它可自動為客戶機分配連入網(wǎng)絡(luò)時所需的信息，減輕了連網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，并避免了出錯。當(dāng)然，DHCP所擁有的功能必須要有DHCP服務(wù)器才能實現(xiàn)。而IPX/SPX和NetBEUI不需要進行配置即可使用，操作就相對簡單一點。,1.2.2 NetBEUI協(xié)議 NetBEUI的全稱是NetBIOS Extended User Interface，就是“NetBIOS擴充用戶接口”的意思。其中NetB

20、IOS是指“網(wǎng)絡(luò)基本輸入/輸出系統(tǒng)”。 NetBEUI是專門為由幾臺到百余臺PC機所組成的單網(wǎng)段部門級小型局域網(wǎng)而設(shè)計的，它不具有跨網(wǎng)段工作的功能，即NetBEUI不具備路由功能。由于它使用令牌環(huán)(Token Ring)型的結(jié)構(gòu)，采用廣播方式來發(fā)送消息，因此最多只能允許連接200個節(jié)點。NetBEUI不能應(yīng)用到廣域網(wǎng)中，只限于小型局域網(wǎng)內(nèi)使用，不能單獨使用它構(gòu)建由多個局域網(wǎng)組成的大型網(wǎng)絡(luò)。它的優(yōu)點是效率高、速度快、內(nèi)存

21、開銷少并易于實現(xiàn)。,微軟公司將NetBEUI作為其客戶機/服務(wù)器(Client/Server)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本通信協(xié)議，在Windows NT中缺省使用該協(xié)議。Windows 95/98客戶機如果不安裝NetBEUI協(xié)議是不能登錄NT域的。 NetBEUI占用內(nèi)存最少，在網(wǎng)絡(luò)中基本不需要任何配置，但是不能用它連接Internet。,1.2.3 IPX/SPX及其兼容協(xié)議 IPX/SPX(Internetwo

22、rk Packet EXchange/Sequenctial Packet EXchange，即網(wǎng)絡(luò)互連包交換/順序包交換協(xié)議)是Novell公司開發(fā)的通信協(xié)議集，是在Novell NetWare網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中使用的一種重要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 1. IPX/SPX及其兼容協(xié)議的特點及應(yīng)用 IPX/SPX及其兼容協(xié)議與NetBEUI協(xié)議相比就顯得比較龐大，它在開始設(shè)計之初就考慮了多網(wǎng)段問題，因此該協(xié)議具有強大的

23、路由功能，在復(fù)雜環(huán)境下具有很強的適應(yīng)性，特別適合于大型網(wǎng)絡(luò)的使用。當(dāng)用戶端接入NetWare服務(wù)器時，IPX/SPX及其兼容協(xié)議是最好的選擇。但在非Novell網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，一般不使用IPX/SPX，尤其在Windows NT網(wǎng)絡(luò)中，無法直接使用IPX/SPX通信協(xié)議。,IPX/SPX及其兼容協(xié)議不需要任何配置，它可通過“網(wǎng)絡(luò)地址”來識別自己的身份。Novell網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)地址由兩部分組成，分別是標(biāo)明物理網(wǎng)段的“網(wǎng)絡(luò)ID”和標(biāo)明設(shè)備的“節(jié)

24、點ID”。其中網(wǎng)絡(luò)ID集中在NetWare服務(wù)器或路由器中，節(jié)點ID即為每個工作站網(wǎng)卡的ID號(網(wǎng)卡卡號)。所有的網(wǎng)絡(luò)ID和節(jié)點ID的組合都是惟一的“內(nèi)部IPX地址”。正是由于網(wǎng)絡(luò)地址的惟一性，才使IPX/SPX具有較強的路由功能。,2. Windows NT網(wǎng)絡(luò)與IPX/SPX及其兼容協(xié)議 Windows NT中提供了兩個與Novell網(wǎng)絡(luò)兼容的協(xié)議：“NWLink IPX/SPX兼容協(xié)議”和“NWLink NetB

25、IOS”，兩者統(tǒng)稱為“NWLink通信協(xié)議”。 NWLink協(xié)議是Novell公司與微軟公司的通用協(xié)議，它在繼承IPX/SPX協(xié)議優(yōu)點的同時，更適應(yīng)了微軟的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。Windows NT網(wǎng)絡(luò)和Windows用戶可以利用NWLink協(xié)議獲得NetWare服務(wù)器的服務(wù)。同時，“NWLink IPX/SPX兼容協(xié)議”只能作為客戶端的協(xié)議實現(xiàn)對NetWare服務(wù)器的訪問，離開NetWare服務(wù)器，此兼容協(xié)議將失去作用

26、。而“NWLink NetBIOS”協(xié)議不但可在NetWare服務(wù)器與Windows NT之間傳遞信息，而且能夠用在Windows NT和Windows 95/98之間進行任意通信。,1.2.4 如何選擇通信協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的選擇直接影響到網(wǎng)絡(luò)的速度和性能，具體選擇哪一種通信協(xié)議主要取決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)間的兼容性、網(wǎng)絡(luò)管理的方便性和網(wǎng)絡(luò)速度等方面的問題。 1. Windows系列網(wǎng)絡(luò)

27、 如果是小型的Windows NT服務(wù)器/工作站網(wǎng)絡(luò)，并且對外沒有連接的需要，應(yīng)該選擇NetBEUI協(xié)議，這樣可以充分發(fā)揮該協(xié)議的速度優(yōu)勢。如果是大型的Windows NT服務(wù)器/工作站網(wǎng)絡(luò)或者該局域網(wǎng)要訪問Internet，所要規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)具有可互連性和可擴展性，就要加裝TCP/IP協(xié)議。,如果Windows類工作站只安裝了TCP/IP，那么它是不能加入到NT域的，雖然該工作站可通過運行在NT上的代理服務(wù)器(如MS Proxy Serv

28、er)來訪問Internet，但該用戶不能通過它登錄到NT網(wǎng)絡(luò)域。要登錄NT域，必須在Windows工作站中安裝NetBEUI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。,2. Novell網(wǎng)絡(luò) 當(dāng)用戶端接入NetWare服務(wù)器時，IPX/SPX及其兼容協(xié)議是最好的選擇。但在非Novell網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，一般不使用IPX/SPX，尤其在NT網(wǎng)絡(luò)和由Windows 95/98組成的網(wǎng)絡(luò)中，無法直接使用IPX/SPX通信協(xié)議。 如果Window

29、s類型的工作站要作為客戶機訪問NetWare，則必須安裝IPX/SPX兼容協(xié)議。,3. Windows、Novell混合網(wǎng)絡(luò) 此種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)必須安裝NetBEUI協(xié)議和IPX/SPX兼容協(xié)議。如果要與UNIX連接或是要訪問Internet，則還必須安裝TCP/IP協(xié)議。 對于常用的三種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，表1-1作出了簡單的比較。,表1-1 三種常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的比較,除此之外，在選擇通信協(xié)議時，還應(yīng)遵循以下的原

30、則： (1) 選擇適合于網(wǎng)絡(luò)特點的協(xié)議。如果網(wǎng)絡(luò)存在多個網(wǎng)段或要通過路由器相連，則不能使用不具備路由和跨網(wǎng)段操作功能的NetBEUI協(xié)議，而必須選擇IPX/SPX或TCP/IP等協(xié)議。另外，如果網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模較小，只是為了簡單的文件和設(shè)備的共享，為了提高網(wǎng)絡(luò)速度，在選擇協(xié)議時應(yīng)選擇占用內(nèi)存小和帶寬利用率高的協(xié)議，如NetBEUI。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模較大且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜時，應(yīng)選擇可管理性和可擴充性較好的協(xié)議，如TCP/IP協(xié)議。,(2

31、) 盡量少地選用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。一般情況下，一個網(wǎng)絡(luò)盡量只選擇一種通信協(xié)議。在實際應(yīng)用中，為系統(tǒng)選擇更多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的做法是不可取的。因為每個協(xié)議都要占用計算機的內(nèi)存，選擇的協(xié)議越多，占用計算機的內(nèi)存資源就越多。這一方面影響了計算機的運行速度，另一方面不利于網(wǎng)絡(luò)的管理。事實上，一個網(wǎng)絡(luò)中一般使用一種通信協(xié)議就可以滿足需要。,(3) 注意協(xié)議的版本。協(xié)議的每個版本都有它最為適合的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，高版本協(xié)議的功能一般比低版本強，性能要比低版本好。在滿足網(wǎng)絡(luò)

32、功能要求的前提下，應(yīng)盡量選擇高版本的通信協(xié)議。 (4) 協(xié)議的一致性。在兩個實現(xiàn)互連的計算機之間進行對話，它們應(yīng)使用相同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，否則還需要一個“翻譯”程序進行不同協(xié)議的轉(zhuǎn)換，這樣不僅影響通信速度，也不利于網(wǎng)絡(luò)的安全和穩(wěn)定。,,1.3 網(wǎng)絡(luò)其它知識,1.3.1 IP地址 Internet是一個覆蓋全球的網(wǎng)絡(luò)，它由各種結(jié)構(gòu)及介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)組合而成。為了識別網(wǎng)絡(luò)上的任一終端并建立相互間的通信，IP地址應(yīng)運

33、而生。 IP地址的應(yīng)用有兩個版本：IPv4和IPv6。本書以IPv4為核心進行描述，而改進編址的IPv6技術(shù)主要是為了解決目前IPv4應(yīng)用中資源極其匱乏的問題。 在IPv4編址技術(shù)應(yīng)用中，IP地址由一個32位的二進制數(shù)來表示，常寫為4個八位組(字節(jié))。Internet為每臺主機分配一個惟一的4字節(jié)(32比特)IP地址，并在描述中采用“點分法”十進制表示，字節(jié)之間用“.”隔開，例如192.88.1.122。

34、,1. IP地址分類 “點分法”十進制所描述的IP地址也惟一確定了主機在網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)號(net_id)和主機號(host_id)。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，在具體應(yīng)用中，IP地址可分為A類、B類、C類、D類和E類。 1) ?A類地址 A類地址用于支持超大型網(wǎng)絡(luò)，地址數(shù)量很少并受到嚴(yán)格限制。A類地址結(jié)構(gòu)使得相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)可用主機數(shù)量最大。其特點為：地址的第1位(最左邊)總是0，且利用“點分法”十進制表

35、示時，自左邊起第一個字節(jié)表示網(wǎng)絡(luò)號，第二、三、四字節(jié)表示主機號。A類地址的可用網(wǎng)絡(luò)號有126個，每個網(wǎng)絡(luò)可用224－2=16?777?214個主機號。 A類地址的描述形式為：1～126.0～255.0～255.1～254。,2) ?B類地址 B類地址用來支持中大型網(wǎng)絡(luò)。其特點為：地址頭兩位總是10(自左邊)，且利用“點分法”十進制表示時，自左邊起第一、二個字節(jié)表示網(wǎng)絡(luò)號，第三、四字節(jié)表示主機號。B類地址的可用

36、網(wǎng)絡(luò)號為214－2=16382個，每個網(wǎng)絡(luò)可用216－2=65?534個主機號。 B類地址的描述形式為：128～191.0～255.0～255.1～254。,3) ?C類地址 C類地址是目前最常用的，可滿足小型網(wǎng)絡(luò)的需求。其特點為：地址頭三位總是110(自左邊)，且利用“點分法”十進制表示時，自左邊起第一、二、三個字節(jié)表示網(wǎng)絡(luò)號，第四字節(jié)表示主機號。C類地址的可用網(wǎng)絡(luò)號為221－2=2?097?150個，每個網(wǎng)

37、絡(luò)可用28－2=254個主機號。 C類地址的描述形式為：192～233.0～255.0～255.1～254。,4) D類地址 D類地址不分網(wǎng)絡(luò)號和主機號，但地址定義頭四位總是1110(自左邊起)。該類地址第一字節(jié)數(shù)字范圍為224～239，用于表示一個多播地址，可用來識別一組主機，常用于多目的地信息的傳輸。 5) E類地址 該類地址的第一字節(jié)數(shù)字范圍為240～254，現(xiàn)暫時

38、保留，僅在Internet的實驗和開發(fā)中使用。,2. IP地址相關(guān)說明 在任何一個網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置主機號時，應(yīng)注意以下問題： (1) TCP/IP協(xié)議規(guī)定網(wǎng)絡(luò)號127不可用于任何網(wǎng)絡(luò)，即網(wǎng)絡(luò)號不能以127開頭。第一字節(jié)既不能全為0，也不能全為1。 (2) 主機號不能全為0，也不能全為1，即不存在255.255.255.255和0.0.0.0這樣的主機號。不論何類網(wǎng)絡(luò)，主機地址全為“0”表示指向本

39、網(wǎng)(常用在路由表中，例如10.0.0.0表示其網(wǎng)絡(luò)號為10)。主機地址全為“1”表示廣播地址(表示向特定的網(wǎng)上的所有主機發(fā)送數(shù)據(jù)報，例如IP地址為202.123.45.255是要求向202.124.45網(wǎng)上的所有主機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報)。,(3) 127.0.0.1隱含為本機(即當(dāng)前已安裝有TCP/IP協(xié)議的計算機本身)的IP地址(也稱為“回環(huán)地址”，即發(fā)送到127.0.0.1地址的數(shù)據(jù)會回送給發(fā)送者，而不會通過網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)接口卡)，不能設(shè)為網(wǎng)絡(luò)

40、上某臺主機的主機號。 (4) 各類網(wǎng)絡(luò)所能使用的主機數(shù)量(如B類地址中，每個網(wǎng)絡(luò)可用216－2=65?534個主機號)見前面內(nèi)容，其中減去的是為網(wǎng)絡(luò)和廣播預(yù)留的地址。,3. IPv4地址編碼存在的問題 在IPv4地址編碼的實際應(yīng)用中，由于地址分類的問題及實際互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，IP資源中已經(jīng)浪費了相當(dāng)數(shù)量的潛在地址。 比如，一個需要300個IP地址的中型公司使用一個單獨的C類地址(254個

41、地址)是不夠的，使用兩個C類地址可提供足夠的地址空間，但會在公司內(nèi)部造成兩個彼此獨立的域，并且會增加互聯(lián)網(wǎng)上路由選擇表的規(guī)模，尤其會造成地址的浪費(兩個C類地址可提供508個地址，但實際只使用300個)。若使用一個B類地址，則雖然在一個單獨域內(nèi)就能提供所需要的地址，但浪費了65 234個地址。如果按照請求來分配地址空間，當(dāng)一個網(wǎng)絡(luò)需要支持主機數(shù)超過254臺時就分發(fā)一個B類地址，B類地址資源很快就會枯竭。,1.3.2 子網(wǎng)掩碼

42、 子網(wǎng)掩碼不是一個地址，但使用它可確定給定的一個IP地址的哪部分是網(wǎng)絡(luò)字段(網(wǎng)絡(luò)號)，哪部分是主機字段(主機號)。子網(wǎng)掩碼按照IP地址格式給出(長度32位，與IP地址相同)。 為了確定一個特定子網(wǎng)IP地址的子網(wǎng)掩碼，需要遵循以下步驟： (1) 把子網(wǎng)的IP地址以二進制形式表示出來。 (2) 用全1來代替地址的網(wǎng)絡(luò)部分和子網(wǎng)部分。 (3) 用全0來代替地址的主機部分。

43、(4) 把此二進制表達轉(zhuǎn)化為“點分法”十進制形式，即為本子網(wǎng)掩碼。,通過以上步驟，可計算得出A、B、C類IP地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼如下：A：255.0.0.0B：255.255.0.0C：255.255.255.0,1. 子網(wǎng)掩碼的計算 在給定IP地址和子網(wǎng)掩碼的情況下，判斷IP網(wǎng)絡(luò)號和主機號的方法是使用給定的IP地址與相應(yīng)的子網(wǎng)掩碼進行相“與”運算，利用此算法就可以區(qū)分網(wǎng)絡(luò)號部分和主機號部分。 例如

44、，有一個C類地址192.16.1.10，其缺省子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，利用以下算法就可得出該IP的網(wǎng)絡(luò)號和主機號： (1) 首先將IP地址192.16.1.10轉(zhuǎn)換為二進制形式： 11000000.00010000.00000001. 00001010,(2) 將子網(wǎng)掩碼地址255.255.255.0轉(zhuǎn)換為二進制形式： 11111111.11111111.1

45、1111111.00000000 (3) 將此IP和子網(wǎng)掩碼的二進制數(shù)進行邏輯相“與”運算，即可得到該IP的網(wǎng)絡(luò)地址： 11000000.00010000.00000001.00000000 即192.16.1.0，因此網(wǎng)絡(luò)號為192.16.1.0。,(4) 將子網(wǎng)掩碼按位進行取反后再與IP地址進行邏輯相“與”運算，即可得到該IP的主機號： 00000000.00000000

46、.00000000. 00001010 即0.0.0.10，因此主機號為10。,2. 子網(wǎng)掩碼的應(yīng)用 子網(wǎng)掩碼主要用來劃分子網(wǎng)，以解決實際應(yīng)用中網(wǎng)絡(luò)號不夠用的問題。為了創(chuàng)建子網(wǎng)，必須對原有網(wǎng)絡(luò)號進行擴充，其方法及直接影響為：額外借用主機號所用的二進制位，減少主機號實際可用數(shù)量。因而，當(dāng)進行子網(wǎng)的創(chuàng)建時，必須將原來主機地址字段分為兩部分：子網(wǎng)字段和主機字段。由于主機號最少應(yīng)占用兩位二進制數(shù)(其中組合00、1

47、1不可用；10、01代表兩個主機地址)，因而在進行子網(wǎng)劃分時，所能借用的最大二進制位數(shù)會隨地址類型的不同而變化(參見表1-2)。,表1-2 各類網(wǎng)絡(luò)可借用位數(shù)的最大值,由于子網(wǎng)地址緊跟在網(wǎng)絡(luò)地址之后，即所借字段必須是缺省主機字段的前n位，在這里n是新的子網(wǎng)字段所需的大小。以B類地址為例，子網(wǎng)部分所在位置如下： B類地址劃分子網(wǎng)之前：,劃分子網(wǎng)之后：,可見，子網(wǎng)的劃分方法就是通過從主機部分借位并把它們指定為子網(wǎng)位。

48、 在實際應(yīng)用中，應(yīng)注意在進行主機字段借位時，每多借一位所創(chuàng)建的子網(wǎng)數(shù)量將會翻倍。因為，借位最小位2位，會創(chuàng)建4個子網(wǎng)(但是有兩個保留未使用的子網(wǎng)，實際上只有2個子網(wǎng)可用)；借3位能創(chuàng)建8個子網(wǎng)(可用6個)；借4位能創(chuàng)建16個子網(wǎng)(可用14個)。 例如，如果一個B類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為255.255.240.0，那么子網(wǎng)共占用了多少位，可產(chǎn)生多少可用子網(wǎng)呢？,其實，此類問題很容易計算。子網(wǎng)的前兩個字節(jié)(255.255

49、)與B類網(wǎng)絡(luò)號中的前16位相對應(yīng)。而子網(wǎng)字段是通過除了這些位以外的所有額外的1位來表示的。十進制240的二進制數(shù)為11110000，所以子網(wǎng)字段共借用了4位，并可創(chuàng)建16個子網(wǎng)(二進制0000～1111)。但由于子網(wǎng)0000和1111不可用，因而4位二進制位劃分的可用子網(wǎng)數(shù)為14個。 同理，由于子網(wǎng)字段借用主機字段位數(shù)，從而導(dǎo)致主機可用數(shù)量減少。比如在一個C類網(wǎng)絡(luò)中，如果應(yīng)用了一個255.255.255.224的子網(wǎng)掩碼

50、， 就表明子網(wǎng)借用主機字段共3位(十進制224的二進制數(shù)為11100000)，可創(chuàng)建6個可用子網(wǎng)(23－2=6)，每個子網(wǎng)都有30個(25－2=32－2=30)可用主機地址。,3. 子網(wǎng)掩碼的劃分 (1) 將要劃分的子網(wǎng)數(shù)目轉(zhuǎn)換為2的冪形式。如要劃分8個子網(wǎng)，由于8=23，所以可取子網(wǎng)字段為3位。 (2) 根據(jù)子網(wǎng)所要借用的二進制位數(shù)，直接占用主機字段相應(yīng)連續(xù)高位。如占用3位時取11100000，十進制值

51、為224，即可確定子網(wǎng)掩碼。 (3) 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址的不同，確定子網(wǎng)掩碼。如果子網(wǎng)借用了3位主機字段且該地址是C類網(wǎng)絡(luò)地址，則子網(wǎng)掩碼就是255.255.255.224；如果是Ｂ類網(wǎng)絡(luò)地址，則子網(wǎng)掩碼就是255.255.224.0；如果是Ａ類網(wǎng)絡(luò)地址，則子網(wǎng)掩碼就是255.224.0.0。,1.3.3 域名及DNS服務(wù)器 1. 域名結(jié)構(gòu) 在學(xué)習(xí)計算機高級語言設(shè)計的過程中，我們都接觸過各類操

52、作指令。同時我們也知道，計算機能夠直接識別和執(zhí)行的語言是機器語言，而各類高級語言所編寫程序的執(zhí)行需要相關(guān)編譯程序的翻譯。高級語言的程序設(shè)計及應(yīng)用極大地方便了用戶編程的需要，其主要優(yōu)點就是使用各種指令助記符來替換機器代碼的功能、書寫及使用。,使用域名的目的類似高級語言的應(yīng)用，它只是一種助記方式，以方便用戶在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中替代IP地址的記憶方式。與IP地址相比，利用具有一定含義的字符串標(biāo)識互聯(lián)網(wǎng)上的計算機為用戶提供了很多方便。

53、 域名系統(tǒng)是互聯(lián)網(wǎng)上專門設(shè)計使用的字符型主機名字系統(tǒng)，它按照命名規(guī)則產(chǎn)生的名字與IP地址相對應(yīng)。主機名字實質(zhì)上是一種比IP更高級的地址表示形式。在實際應(yīng)用中，使用“主機名.域名”的方式，采用層次型命名的方法，如：www.sina.com.cn(互聯(lián)網(wǎng)新浪網(wǎng)網(wǎng)址)名字中，www為主機名，sina.com.cn為域名。,域名具有一定的區(qū)域?qū)哟坞`屬關(guān)系，一般結(jié)構(gòu)形式為“區(qū)域?qū)哟蚊?機構(gòu)名.國別名”。同上例，sina表示新浪網(wǎng)，com表示商業(yè)網(wǎng)

54、站，cn表示中國。www.sina.com.cn表示中國新浪商業(yè)網(wǎng)站的www主機。 在域名結(jié)構(gòu)中，機構(gòu)性域名主要有7類，分別是com(商業(yè)機構(gòu)組織)、edu(教育機構(gòu)組織)、int(國際機構(gòu)組織)、gov(政府機構(gòu)組織)、mil(軍事機構(gòu)組織)、net(網(wǎng)絡(luò)機構(gòu)組織)和org(非贏利機構(gòu)組織)。國別名則根據(jù)不同國家或地區(qū)有不同的名稱，如cn(中國)、us(美國)等。,2. 域名服務(wù)器(DNS) 在網(wǎng)絡(luò)實際

55、應(yīng)用中，對于不同的主機實際上是利用IP地址識別的。而為了方便用戶對網(wǎng)絡(luò)的使用，域名系統(tǒng)為用戶提供了一種方便記憶的方法。DNS(Domain Name Server，域名服務(wù)器)的作用就是負(fù)責(zé)將域名解析(解釋翻譯)為相應(yīng)的IP地址的服務(wù)器。其工作過程為：工作站向DNS服務(wù)器提出查詢請求，DNS服務(wù)器從其DNS數(shù)據(jù)庫中查找所需數(shù)據(jù)，如果所查詢的目標(biāo)主機在數(shù)據(jù)庫中有相應(yīng)的記錄，則DNS服務(wù)器向工作站返回相應(yīng)的IP地址。如果沒有，則直接告訴工作