目录 第2章网络资源、业务和应用 1网络资源 21.1网络基础资源 2.1.2网络逻辑资源 2.1.3网络信息资源 2.14网络信息资源组织和存储 22网络业务与应用 221业务与应用的定义 222业务与应用需求特点及分类 223网络业务 224网络应用
I 目 录 第 2 章 网络资源、业务和应用 2.1 网络资源 2.1.1 网络基础资源 2.1.2 网络逻辑资源 2.1.3 网络信息资源 2.1.4 网络信息资源组织和存储 2.2 网络业务与应用 2.2.1 业务与应用的定义 2.2.2 业务与应用需求特点及分类 2.2.3 网络业务 2.2.4 网络应用
第2章网络资源、业务与应用 21网络资源 2.1.1网络基础资源 网络是一个非常庞大的系统,它由若干子系统组成,由于它包括了网络上的所有设 备(硬件、软件)、大量的规程、标准和协议、以及网络上的各种应用,所以网络资源 般分为基础(物理)资源、逻辑资源和信息资源。 建立网络的目的在于实现数据传输和信息共享,因此网络在一定的结构条件下必须 具备与传输能力、存储能力和处理能力相适应的物理基础资源,才能在维持自身运转的 前提下保障信息通信和资源共享的需求,缺少一个方面,网络将不可能维持自身的运行, 更谈不上向人们提供相应的资源。网络基础资源组成如图2.1所示。 网络基础资源 输 资 理资源 图21网络基础资源组成 网络的传输资源是指网络所提供的单位时间内所能传递的信息量大于0的能力,通 常用带宽来表示,如Mb/s、Gb/s等。传输资源保证了网络最基本的运行条件。实现方 式有电方式和光方式,也可以是有线方式和无线方式。 网络的处理能力就是对自然信息的加工转换以及与传输匹配的计算能力或处理能 力。在网络仅用于话音通信和电报通信的早期,这种能力包括了人在网络中的操作和控 制能力,如人工转接、电报泽码等。现在指的是基于芯片和软件的自动处理能力,这是 网络提供的一种资源,这种资源在网络上是分布式,且集中在网络的节点上,如网络中 的交换机、路由器以及用户终端等都拥有这种资源和能力,拥有这种能力才能满足人们 的各种信息传递的需求。 网络的存储能力表现在网络对信息的容纳能力。它包括动态的和静态的两个方面
1 第 2 章 网络资源、业务与应用 2.1 网络资源 2.1.1 网络基础资源 网络是一个非常庞大的系统，它由若干子系统组成，由于它包括了网络上的所有设 备（硬件、软件）、大量的规程、标准和协议、以及网络上的各种应用，所以网络资源 一般分为基础（物理）资源、逻辑资源和信息资源。 建立网络的目的在于实现数据传输和信息共享，因此网络在一定的结构条件下必须 具备与传输能力、存储能力和处理能力相适应的物理基础资源，才能在维持自身运转的 前提下保障信息通信和资源共享的需求，缺少一个方面，网络将不可能维持自身的运行， 更谈不上向人们提供相应的资源。网络基础资源组成如图 2.1 所示。 图 2.1 网络基础资源组成 网络的传输资源是指网络所提供的单位时间内所能传递的信息量大于 0 的能力，通 常用带宽来表示，如 Mb/s、Gb/s 等。传输资源保证了网络最基本的运行条件。实现方 式有电方式和光方式，也可以是有线方式和无线方式。 网络的处理能力就是对自然信息的加工转换以及与传输匹配的计算能力或处理能 力。在网络仅用于话音通信和电报通信的早期，这种能力包括了人在网络中的操作和控 制能力，如人工转接、电报泽码等。现在指的是基于芯片和软件的自动处理能力，这是 网络提供的一种资源，这种资源在网络上是分布式，且集中在网络的节点上，如网络中 的交换机、路由器以及用户终端等都拥有这种资源和能力，拥有这种能力才能满足人们 的各种信息传递的需求。 网络的存储能力表现在网络对信息的容纳能力。它包括动态的和静态的两个方面
动态存储能力资源是指网络线路对信息的容纳能力以及支持处理所必需的动态存储机 制,因为网络一旦处于正常运行状态,在网络上任何时刻(无论在节点处理单元上,还 是在线路上)都驻留有正在传递的信息,这种信息的量依不同的网络而不同;静态存储 能力资源主要是用来存储所接收的信息和要被传递的信息。通常情况下它的量是很大的, 因此必须要有专门的网络机制来存储它,才能满足相应信息传递的需要,如网络的数据 库服务器、数据中心等。 对于任何一个网络而言,其资源必须是相互匹配的,不论是量还是相应的控制机制。 因为网络资源的不平衡不但造成大量的资源闲置和浪费,同时也会引起网络性能的下降。 大量研究表明,网络上的很多问题和现象都是因为网络资源的不匹配引起的。如网络拥 塞等,很多人正致力于在一定的资源条件下网络性能的优化研究。在满足某种信息传递 需求和合理的资源匹配关系的情况下,充分利用技术条件将资源价格极小化是研究者和 管理者追求的目标。 总之,网络必须拥有传输、处理和存储三方面能力的基础资源,以及相互匹配的协 调关系,才能可靠而优化地运行。 21.2网络逻辑资源 网络逻辑资源是指除物理资源之外维持网络正常信息传输的无形通信资源,它包括 的范围很广,涉及的内容很多。如域名、IP地址、信道、电话号码的分配等。 1、域名 (1)域名的定义 企业、政府、非政府组织等机构或者个人在互联冈上注册的名称是互联网上企业 机构、个人间相互联络的网络地址。 互联网地址是与IP地址相对应的一串容易记忆的字符,如地址 baidu. com,它由若 千个从a~z的26个英文字母、0~9的10个阿拉伯数字及“-”、“.”符号构成,并按 定的层次和逻辑排列。一些国家也在开发其它语言的域名,如中文域名。域名不仅便 于记忆,而且在IP地址发生变化的情况下,通过改变解析对应关系,域名仍可保持不 变。 网络是基于TCP/P协议进行通信和连接的,每一台主机都有一个唯一的标识固定 的IP地址,以区别在网络上成千上万个用户和计算机。网络在区分所有与之相连的网 络和主机时,均采用了一种唯一、通用的地址格式,即每一个与网络相连接的计算机和
2 动态存储能力资源是指网络线路对信息的容纳能力以及支持处理所必需的动态存储机 制，因为网络一旦处于正常运行状态，在网络上任何时刻（无论在节点处理单元上，还 是在线路上）都驻留有正在传递的信息，这种信息的量依不同的网络而不同；静态存储 能力资源主要是用来存储所接收的信息和要被传递的信息。通常情况下它的量是很大的， 因此必须要有专门的网络机制来存储它，才能满足相应信息传递的需要，如网络的数据 库服务器、数据中心等。 对于任何一个网络而言，其资源必须是相互匹配的，不论是量还是相应的控制机制。 因为网络资源的不平衡不但造成大量的资源闲置和浪费，同时也会引起网络性能的下降。 大量研究表明，网络上的很多问题和现象都是因为网络资源的不匹配引起的。如网络拥 塞等，很多人正致力于在一定的资源条件下网络性能的优化研究。在满足某种信息传递 需求和合理的资源匹配关系的情况下，充分利用技术条件将资源价格极小化是研究者和 管理者追求的目标。 总之，网络必须拥有传输、处理和存储三方面能力的基础资源，以及相互匹配的协 调关系，才能可靠而优化地运行。 2.1.2 网络逻辑资源 网络逻辑资源是指除物理资源之外维持网络正常信息传输的无形通信资源，它包括 的范围很广，涉及的内容很多。如域名、IP 地址、信道、电话号码的分配等。 1、域名 （1）域名的定义 企业、政府、非政府组织等机构或者个人在互联网上注册的名称是互联网上企业、 机构、个人间相互联络的网络地址。 互联网地址是与 IP 地址相对应的一串容易记忆的字符，如地址 baidu.com，它由若 干个从 a～z 的 26 个英文字母、0～9 的 10 个阿拉伯数字及“-”、“．”符号构成，并按 一定的层次和逻辑排列。一些国家也在开发其它语言的域名，如中文域名。域名不仅便 于记忆，而且在 IP 地址发生变化的情况下，通过改变解析对应关系，域名仍可保持不 变。 网络是基于 TCP/IP 协议进行通信和连接的，每一台主机都有一个唯一的标识固定 的 IP 地址，以区别在网络上成千上万个用户和计算机。网络在区分所有与之相连的网 络和主机时，均采用了一种唯一、通用的地址格式，即每一个与网络相连接的计算机和
服务器都被指派了一个独一无二的地址。为了保证网络上每台计算机的IP地址是唯一 的,用户必须向特定机构申请注册,该机构根据用户单位的网络规模和近期发展计划分 配IP地址。网络中的地址方案分为两套:IP地址系统和域名地址系统。这两套地址系 统其实是一一对应的关系。IP地址用二进制数来表示,每个IP地址长32位,由4个小 于256的数字组成,数字之间用点间隔,例如1680.0.11表示一个IP地址。由于IP地 址是数字标识,难以记忆和书写,因此在IP地址的基础上又发展出一种符号化的地址 方案来代替数字型的IP地址。每一个符号化的地址都与特定的IP地址相对应,这样网 络上的资源访问起来就容易得多了。这个与网络上的数字型IP地址相对应的字符型地 址就称为域名。 在互联网中,每一台计算机都有一个唯一的地址。要在网络中寻找任何一样东西都 需要知道它的地址。每台计算机和用户都有独立的地址,这种地址是一种电子地址,格 式是固定的,其格式为 主机名类型名机构名最高层域名 最高层域名代表主机所在的国家或地区代码,它们由互联网络协会负责网络地址分 配的委员会进行登记和管理。围家或地区代码用两个字母表示,例如:cn-中国; 美国。 第二级域名为机构名,它区分主机所在单位的类型。机构名用两个或三个字母表 例如:com一商业机构;gov一政府机构;edu一教育机构。 第三级域名为类型名,用于说明主机所在单位名称。例如: 中国科学院 例如: ns cncac cn(中国科学院计算机网络中心主机ns),其中,ns为主机名;cnc 为计算机网络中心;ac为中国科学院;cn为中国。 (2)注册域名 域名的注册遵循先申请先注册的原则,管理机构对申请人提出的域名是否违反了第 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,它的价值将随着注册企业的增多而逐 步为人们所重视 既然域名是一种有价值的资源,那么,它是否能够成为知识产权保护的客体呢? 般认为,在新的经济环境下,域名所具有的商业意义已远远大于其技术意义,它成为企 业在新的科学技术条件下参与国际市场竞争的重要手段,它不仅代表了企业在网络上的
3 服务器都被指派了一个独一无二的地址。为了保证网络上每台计算机的 IP 地址是唯一 的，用户必须向特定机构申请注册，该机构根据用户单位的网络规模和近期发展计划分 配 IP 地址。网络中的地址方案分为两套：IP 地址系统和域名地址系统。这两套地址系 统其实是一一对应的关系。IP 地址用二进制数来表示，每个 IP 地址长 32 位，由 4 个小 于 256 的数字组成，数字之间用点间隔，例如 168.0.0.11 表示一个 IP 地址。由于 IP 地 址是数字标识，难以记忆和书写，因此在 IP 地址的基础上又发展出一种符号化的地址 方案来代替数字型的 IP 地址。每一个符号化的地址都与特定的 IP 地址相对应，这样网 络上的资源访问起来就容易得多了。这个与网络上的数字型 IP 地址相对应的字符型地 址就称为域名。 在互联网中，每一台计算机都有一个唯一的地址。要在网络中寻找任何一样东西都 需要知道它的地址。每台计算机和用户都有独立的地址，这种地址是一种电子地址，格 式是固定的，其格式为： 主机名.类型名.机构名.最高层域名 最高层域名代表主机所在的国家或地区代码，它们由互联网络协会负责网络地址分 配的委员会进行登记和管理。围家或地区代码用两个字母表示，例如：cn — 中国；us — 美国。 第二级域名为机构名，它区分主机所在单位的类型。机构名用两个或三个字母表示， 例如：com — 商业机构；gov — 政府机构；edu — 教育机构。 第三级域名为类型名，用于说明主机所在单位名称。例如：ac — 中国科学院。 例如：ns.cnc.ac.cn（中国科学院计算机网络中心主机 ns），其中，ns 为主机名；cnc 为计算机网络中心；ac 为中国科学院；cn 为中国。 （2）注册域名 域名的注册遵循先申请先注册的原则，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，它的价值将随着注册企业的增多而逐 步为人们所重视。 既然域名是一种有价值的资源，那么，它是否能够成为知识产权保护的客体呢?一 般认为，在新的经济环境下，域名所具有的商业意义已远远大于其技术意义，它成为企 业在新的科学技术条件下参与国际市场竞争的重要手段，它不仅代表了企业在网络上的
独有的位置,也是企业的产品、服务范围、形象、商誉等的综合体现,是企业无形资产 的一部分。同时,域名也是一种智力成果,它是有文字含义的商业性标记,与商标、商 号类似,体现了相当的创造性。在域名的构思选择过程中,需要一定的创造性劳动,使 得代表自己公司的域名简洁并具有吸引力,以便使公众熟知并对其访问,从而达到扩大 企业知名度、促进经营发展的目的。可以说,域名不是简单的标识性符号,而是企业商 誉的凝结和知名度的表彰,域名的使用对企业来说具有丰富的内涵,远非简单的“标识” 二字可以穷尽。因此,无论学术界还是实际部门,大都倾向于将域名视为企业知识产权 客体的一种。而且,从世界范围来看,尽管各国立法尚未把域名作为专有权加以保护, 但国际域名协调制度是通过世界知识产权组织来制定,这足以说明人们已经把域名看做 知识产权的一部分。 当然,相对于传统的知识产权领域,域名是一种全新的客体,具有其自身的特性, 例如,域名的使用是全球范围的,没有传统的严格的地域性限制;从时间性的角度看 域名一经获得即可永久使用,并且无须定期续展;域名在网络上是绝对唯一的,一旦取 得注册,其它任何人不得注册、使用相同的域名,因此其专有性也是绝对的;另外,域 名非经法定机构注册不得使用,这与传统的专利、商标等客体不同。即使如此,把域名 作为知识产权的客体也是科学的和可行的,在实践中对于保护企业在网络上的相关合法 权益是有利而无害的。 (3)域名命名的一般规则 由于互联网上的各级域名是分别由不同机构管理的,所以,各个机构管理域名的方 式和域名命名的规则也有所不同。但域名的命名也有一些共同的规则。域名中只能包含 以下字符:26个英文字母、0~9十个数字、英文中的连词号“”。 (4)域名解析 主机名称与域名只是为了方便记忆,对TCPP协议来说,它们是没有意义的,TCPP 内部只认得IP地址,并不认得这些名称。 域名解析是根据域名得到IP地址的过程。域名解析在网络中使用域名解析服务器 (DNS)完成。要解析域名的主机向域名服务器发送询问报文,域名服务器在收到报文 之后,查找响应的IP地址,找到以后回答一个响应报文,应用程序得到响应报文中的 IP地址,便完成了域名的解析。如果被询问的域名解析服务器无法解析域名,它会询问 另一个域名服务器,以此类推,直到完成解析或询问完所有的域名服务器为止
4 独有的位置，也是企业的产品、服务范围、形象、商誉等的综合体现，是企业无形资产 的一部分。同时，域名也是一种智力成果，它是有文字含义的商业性标记，与商标、商 号类似，体现了相当的创造性。在域名的构思选择过程中，需要一定的创造性劳动，使 得代表自己公司的域名简洁并具有吸引力，以便使公众熟知并对其访问，从而达到扩大 企业知名度、促进经营发展的目的。可以说，域名不是简单的标识性符号，而是企业商 誉的凝结和知名度的表彰，域名的使用对企业来说具有丰富的内涵，远非简单的“标识” 二字可以穷尽。因此，无论学术界还是实际部门，大都倾向于将域名视为企业知识产权 客体的一种。而且，从世界范围来看，尽管各国立法尚未把域名作为专有权加以保护， 但国际域名协调制度是通过世界知识产权组织来制定，这足以说明人们已经把域名看做 知识产权的一部分。 当然，相对于传统的知识产权领域，域名是一种全新的客体，具有其自身的特性， 例如，域名的使用是全球范围的，没有传统的严格的地域性限制；从时间性的角度看， 域名一经获得即可永久使用，并且无须定期续展；域名在网络上是绝对唯一的，一旦取 得注册，其它任何人不得注册、使用相同的域名，因此其专有性也是绝对的；另外，域 名非经法定机构注册不得使用，这与传统的专利、商标等客体不同。即使如此，把域名 作为知识产权的客体也是科学的和可行的，在实践中对于保护企业在网络上的相关合法 权益是有利而无害的。 （3）域名命名的一般规则 由于互联网上的各级域名是分别由不同机构管理的，所以，各个机构管理域名的方 式和域名命名的规则也有所不同。但域名的命名也有一些共同的规则。域名中只能包含 以下字符：26 个英文字母、0～9 十个数字、英文中的连词号“-”。 （4）域名解析 主机名称与域名只是为了方便记忆，对TCP/IP协议来说，它们是没有意义的，TCP/IP 内部只认得 IP 地址，并不认得这些名称。 域名解析是根据域名得到 IP 地址的过程。域名解析在网络中使用域名解析服务器 （DNS）完成。要解析域名的主机向域名服务器发送询问报文，域名服务器在收到报文 之后，查找响应的 IP 地址，找到以后回答一个响应报文，应用程序得到响应报文中的 IP 地址，便完成了域名的解析。如果被询问的域名解析服务器无法解析域名，它会询问 另一个域名服务器，以此类推，直到完成解析或询问完所有的域名服务器为止
2、IP地址及其分类 (1)IP地址 互联网上的每台主机都有一个唯一的IP地址。IP地址就是给连接在互联网上的每 个主机分配的一个地址编码。P地址就是使用这个地址在主机之间传递信息,这是互联 网能够运行的基础。IPV4地址为32位,分为4段,每段8位,用十进制数字表示,每 段数字范围为0-255,段与段之间用句点隔开。这种表示方法称为“点分十进制法”。 IP地址由两部分组成,一部分为网络地址,另一部分为主机地址 IP4地址分为A、B、C、D、E共5类。常用的是A、B和C三类。A类地址:允 许27个网络,每个网络224-2个主机;B类地址:允许24个网络,每个网络21-2个 主机;C类地址:允许22个网络,每个网络28-2个主机 7位 24位 A类 网络号 主机号 4位 B类 网络号 主机号 2 C类 网络号 主机号 地址范围: A类00.00~126255255255 B类128.0.00~191.255255255 C类1920.00~223255255255 将IP地址分成了网络号和主机号两部分,设计者就必须决定每部分各包含多少位。 网络号的位数直接决定了可以分配的网络数,主机号的位数则决定了网络中最大的主机 数。山于整个互联网所包含的网络规模可能比较大,也可能比较小,设计者最后聪明地 选择了一种灵活的方案:将IP地址空间划分成不同的类别,每一类具有不同的网络号 位数和主机号位数 (2)IP地址分配 ①IPv4 IP4地址分配初期采用基于类别的方式,有3类主要方式:A、B和C。另外,还有
5 2、IP 地址及其分类 （1）IP 地址 互联网上的每台主机都有一个唯一的 IP 地址。IP 地址就是给连接在互联网上的每 个主机分配的一个地址编码。IP 地址就是使用这个地址在主机之间传递信息，这是互联 网能够运行的基础。IPv4 地址为 32 位，分为 4 段，每段 8 位，用十进制数字表示，每 段数字范围为 0~255，段与段之间用句点隔开。这种表示方法称为“点分十进制法”。 IP 地址由两部分组成，一部分为网络地址，另一部分为主机地址。 IPv4 地址分为 A、B、C、D、E 共 5 类。常用的是 A、B 和 C 三类。A 类地址：允 许 7 2 个网络，每个网络2 2 24 个主机；B 类地址：允许 14 2 个网络，每个网络2 2 16 个 主机；C 类地址：允许 21 2 个网络，每个网络2 2 8 个主机。 地址范围： A 类 0.0.0.0 ~ 126.255.255.255 B 类 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 C 类 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255 将 IP 地址分成了网络号和主机号两部分，设计者就必须决定每部分各包含多少位。 网络号的位数直接决定了可以分配的网络数，主机号的位数则决定了网络中最大的主机 数。山于整个互联网所包含的网络规模可能比较大，也可能比较小，设计者最后聪明地 选择了一种灵活的方案：将 IP 地址空间划分成不同的类别，每一类具有不同的网络号 位数和主机号位数。 （2）IP 地址分配 ① IPv4 IP4 地址分配初期采用基于类别的方式，有 3 类主要方式：A、B 和 C。另外，还有
两种特殊的网络地址D和E。 A类地址:其前7位用于网络标识,后24位用于主机标识,A类地址可容纳128 个网络,任意A类网络中可包括16777216个主机;B类地址:其前14位用于网络标识, 后16位用于主机标识,B类地址可容纳16384个网络,任意B类网络中可包括16384 个主机;C类地址:其前21位用于网络标识,后8位用于主机标识,C类地址可容纳 2097152个网络,任意C类网络中可包括256个主机。A、B、C类地址用于标识某一网 络节点的接口,称为单播地址。D类地址不用于标识单一的接口,而是用于标识多个网 络节点接口的集合。E类地址是预留地址。A类网络地址是用于标识世界上最大型的网 络,除其中少量预留和可重新分配的地址,A类地址目前已经分配完毕。B类地址也将 使用殆尽。 IPv4基于上述类别的管理方式限制了实际可使用的地址,例如一个拥有300个用户 的网络期望釆用一个B类地址,如果实际分配一个B类地址则用户拥有了65536个地 址域,这远远超过用户需要的地址空间,造成地址的大量浪费 为解决这种地址分配方式的弱点,IETF通过了无类域间路由选择( class interdomain routing,CIDR)方案。CIDR方案取消了IPV4协议中地址类别分配方式,可以任意设 定网络号和地址号的边界,即根据网络规模的需要重新定义地址掩码,这样可为用户提 供聚合多个C类的地址。但是CIDR方案的不足之处是必须在知道网络掩码后才能确定 地址中网络编号和主机编号。 ②IPV6 随着中国互联网的高速发展,IP地址资源稀缺的危机也就日益凸显。IDC预言,如 果中国的互联网继续以目前的速度发展,很快中国将没有IP地址可用。要摆脱这种危 机,必须大力发展IP6协议 IP地址从匮乏到无穷。IPv6是新一代IP协议。由于互联网是全球公共的网络,因 此大部分的网络资源,如1P地址、域名等,都是全球共享的,由一个统一的互联网络 权利机构来管理和分配。IP地址是互联网络协议即IP协议的重要组成部分,是在IP协 议中对网络和网络中特定主机的全球唯一标志。 作为互联网发源地的美国拥有全世界70%的IP地址,而其它国家,尤其是亚洲国 家获得的IP地址非常有限。IP地址已经成为限制中国网络发展的一大瓶颈。由于目前 互联网采用IPV4协议,IPV4的地址为32位,提供给全世界的IP地址总量大约为42亿
6 两种特殊的网络地址 D 和 E。 A 类地址：其前 7 位用于网络标识，后 24 位用于主机标识，A 类地址可容纳 128 个网络，任意 A 类网络中可包括 16777216 个主机；B 类地址：其前 14 位用于网络标识， 后 16 位用于主机标识，B 类地址可容纳 16384 个网络，任意 B 类网络中可包括 16384 个主机；C 类地址：其前 21 位用于网络标识，后 8 位用于主机标识，C 类地址可容纳 2097152 个网络，任意 C 类网络中可包括 256 个主机。A、B、C 类地址用于标识某一网 络节点的接口，称为单播地址。D 类地址不用于标识单一的接口，而是用于标识多个网 络节点接口的集合。E 类地址是预留地址。A 类网络地址是用于标识世界上最大型的网 络，除其中少量预留和可重新分配的地址，A 类地址目前已经分配完毕。B 类地址也将 使用殆尽。 IPv4 基于上述类别的管理方式限制了实际可使用的地址，例如一个拥有 300 个用户 的网络期望采用一个 B 类地址，如果实际分配一个 B 类地址则用户拥有了 65536 个地 址域，这远远超过用户需要的地址空间，造成地址的大量浪费。 为解决这种地址分配方式的弱点，IETF 通过了无类域间路由选择（class interdomain routing，CIDR）方案。CIDR 方案取消了 IPv4 协议中地址类别分配方式，可以任意设 定网络号和地址号的边界，即根据网络规模的需要重新定义地址掩码，这样可为用户提 供聚合多个 C 类的地址。但是 CIDR 方案的不足之处是必须在知道网络掩码后才能确定 地址中网络编号和主机编号。 ② IPv6 随着中国互联网的高速发展，IP 地址资源稀缺的危机也就日益凸显。IDC 预言，如 果中国的互联网继续以目前的速度发展，很快中国将没有 IP 地址可用。要摆脱这种危 机，必须大力发展 IPv6 协议。 IP 地址从匮乏到无穷。IPv6 是新一代 IP 协议。由于互联网是全球公共的网络，因 此大部分的网络资源，如 1P 地址、域名等，都是全球共享的，由一个统一的互联网络 权利机构来管理和分配。IP 地址是互联网络协议即 IP 协议的重要组成部分，是在 IP 协 议中对网络和网络中特定主机的全球唯一标志。 作为互联网发源地的美国拥有全世界 70％的 IP 地址，而其它国家，尤其是亚洲国 家获得的 IP 地址非常有限。IP 地址已经成为限制中国网络发展的一大瓶颈。由于目前 互联网采用 IPv4 协议，IPv4 的地址为 32 位，提供给全世界的 IP 地址总量大约为 42 亿
个,而这些IP地址早已消耗殆尽。因此,希望通过重新分配地址来解决中国IP地址匮 乏问题并不实际 作为下一代网络核心技术的IPv6,地址长度为128位,据初步计算,可提供的IP 地址将为IPV4的8×1038倍,足以解决全球IP地址稀缺的问题。有人曾形容IPV6可以 为地球上的每一粒沙子提供一个独立的IP地址。即使人类进入了移动信息社会,每 部手机作为一个移动主机节点没置一个P地址,同时各种家用电器、汽车、控制设备 等也都有IP地址,IPV6也能满足需求。 IPV6的优势并不仅在于提供的IP地址数量多。IPV6的特点是:更快,以它为核心 技术的下一代互联网将比这一代快100倍;更安全,IPV4协以中没有设置网络层安全 机制,所以很容易被黑客攻破服务器、窃走数据,而IPV6协议中加入认证、加密等机 制,使互联网安全性显著提高。 正是由于IPV6的这些优势,从上世纪90年代开始,世界各国都在致力于IPV6的发 展。1999年,美国建成连接全国180所大学的下一代互联网。和欧美相比,日本显得更 为积极,200年9月,日本政府就把IPV6技术的确立和普及作为政府的基本政策。由 于IP地址的匮乏更为严重,中国将有可能成为世界上第一个大规模采用IPV6的国家。 1999年12月,中国就开始了下一代互联网的研究。中国政府对IPV6技术及其产业发展 给予了极大的关注和支持,并在标准制定、技术研发、同家立项与资金支持、政府间交 流与合作等方面给予了积极的推动。 中国在IPV6技术的研究和实验方面卓有成效,大规模的实验工作已经展开,国家 资助的863项目对IPv6的研究也取得了阶段性成果。国内的主要运营商都相继进行了 IPV6实验,并将陆续启动IPv6商用项目。 IPV6协议可根据用户的需要进行层状地址分配,这和IPV4采用块状地址分配是不 同的,后者导致某些地址无法使用。在IPV6的分层地址分配方式中,高级网络管理部 门可为下级网络管理部门划分地址分配区域,下级网络管理部门则可为更下层的管理部 门进一步划分地址分配区域。 IPv6将用户划分成三种类型:一是使用企业内部网络和互联网;二是目前使用企业 内部网络,将来可能会用到互联网;三是通过家庭、机场、旅馆以及其它地方的电话线 和互联网互联 IPv6协议为这些用户提供了不同地址分配方式
7 个，而这些 IP 地址早已消耗殆尽。因此，希望通过重新分配地址来解决中国 IP 地址匮 乏问题并不实际。 作为下一代网络核心技术的 IPv6，地址长度为 128 位，据初步计算，可提供的 IP 地址将为 IPv4 的 28 810 倍，足以解决全球 IP 地址稀缺的问题。有人曾形容 IPv6 可以 为地球上的每一粒沙子提供一个独立的 IP 地址。即使人类进入了移动信息社会，每一 部手机作为一个移动主机节点没置一个 IP 地址，同时各种家用电器、汽车、控制设备 等也都有 IP 地址，IPv6 也能满足需求。 IPv6 的优势并不仅在于提供的 IP 地址数量多。IPv6 的特点是：更快，以它为核心 技术的下一代互联网将比这一代快 1000 倍；更安全，IPv4 协以中没有设置网络层安全 机制，所以很容易被黑客攻破服务器、窃走数据，而 IPv6 协议中加入认证、加密等机 制，使互联网安全性显著提高。 正是由于 IPv6 的这些优势，从上世纪 90 年代开始，世界各国都在致力于 IPv6 的发 展。1999 年，美国建成连接全国 180 所大学的下一代互联网。和欧美相比，日本显得更 为积极，2000 年 9 月，日本政府就把 IPv6 技术的确立和普及作为政府的基本政策。由 于 IP 地址的匮乏更为严重，中国将有可能成为世界上第一个大规模采用 IPv6 的国家。 1999 年 12 月，中国就开始了下一代互联网的研究。中国政府对 IPv6 技术及其产业发展 给予了极大的关注和支持，并在标准制定、技术研发、同家立项与资金支持、政府间交 流与合作等方面给予了积极的推动。 中国在 IPv6 技术的研究和实验方面卓有成效，大规模的实验工作已经展开，国家 资助的 863 项目对 IPv6 的研究也取得了阶段性成果。国内的主要运营商都相继进行了 IPv6 实验，并将陆续启动 IPv6 商用项目。 IPv6 协议可根据用户的需要进行层状地址分配，这和 IPv4 采用块状地址分配是不 同的，后者导致某些地址无法使用。在 IPv6 的分层地址分配方式中，高级网络管理部 门可为下级网络管理部门划分地址分配区域，下级网络管理部门则可为更下层的管理部 门进一步划分地址分配区域。 IPv6 将用户划分成三种类型：一是使用企业内部网络和互联网；二是目前使用企业 内部网络，将来可能会用到互联网；三是通过家庭、机场、旅馆以及其它地方的电话线 和互联网互联。 IPv6 协议为这些用户提供了不同地址分配方式：
①4种类型的点到点通信/单播地址:用于标识单一网络设备接口,单播通信传播 的分组可传送到地址标识的接口。 ②改进的组播地址格式:用于标识归属于不同节点的设备接口集合,组播通信传 送的分组可发送到地址标识的所有接口。这种地址方式是非常有用的,例如,可将网络 中发送的新消息传送给所有登记的用户。特殊的组播地址可限制在特定网络链路或特定 的系统组中进行通信。IPv6协议没有定义广播地址,但可使用组播地址替代。 ③新的任意播( anycast)地址格式:IPv6协议中引入了任意播地址,用于标识属 于不同节点的设备接口集合,任意播传送的分组可发送到地址标识的某一接口,接收到 信息的接口通常是最近距离的网络节点。这种方式可提高路由选择的效率,网络节点通 过地址表示通信过程传输路由可经过的中间跳数,即信息传输路由可不必由路由器决定。 3、信道 任何一个通信系统均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成,信道是通信系 统必不可少的组成部分。信道特性的好坏直接影响系统的总特征。 (1)信道的定义和分类 通常对信道的定义有两种理解:一种是指信号的传输介质,如对称电缆、同轴电缆 超短波及微波视距传播路径、短波电离层反射路径、对流层散射路径以及光纤等,此种 类型的信道称为狭义信道;另一种是将传输介质和各种信号形式的转换、耦合等设备, 包括发送设备、接收设备、调制器等部件和电路在内的传输路径或传输通路都归纳在 起,这种范围扩大了的信道称为广义信道。 广义信道按照它包含的功能,可以划分为调制信道和编码信道。在模拟通信系统中 主要是硏究调制和解调的基本原理,其传输信道可以用调制信道来定义。在数字通信系 统中,如果只关心编码和译码问题,可以通过定义编码信道来突出研究的重点。 (2)信道容量的概念 当一个信道受到加性高斯噪声干扰时,如果信道传输信号的功率和信道的带宽是受 限的,则这种信道传输数据的能力将会如何?这一问题在信息论中有一个非常肯定的结 论一高斯白噪声下关于信道容量的香农( Shannon)公式。 ①信道容量的定义 在信息论中,称信道无差错传输信息的最大信息速率为信道容量,记为C。 从信息论的观点看,各种信道可概括为两大类:离散信道和连续信道。离散信道是
8 ① 4 种类型的点到点通信/单播地址：用于标识单一网络设备接口，单播通信传播 的分组可传送到地址标识的接口。 ② 改进的组播地址格式：用于标识归属于不同节点的设备接口集合，组播通信传 送的分组可发送到地址标识的所有接口。这种地址方式是非常有用的，例如，可将网络 中发送的新消息传送给所有登记的用户。特殊的组播地址可限制在特定网络链路或特定 的系统组中进行通信。IPv6 协议没有定义广播地址，但可使用组播地址替代。 ③ 新的任意播（anycast）地址格式：IPv6 协议中引入了任意播地址，用于标识属 于不同节点的设备接口集合，任意播传送的分组可发送到地址标识的某一接口，接收到 信息的接口通常是最近距离的网络节点。这种方式可提高路由选择的效率，网络节点通 过地址表示通信过程传输路由可经过的中间跳数，即信息传输路由可不必由路由器决定。 3、信道 任何一个通信系统均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成，信道是通信系 统必不可少的组成部分。信道特性的好坏直接影响系统的总特征。 （1）信道的定义和分类 通常对信道的定义有两种理解：一种是指信号的传输介质，如对称电缆、同轴电缆、 超短波及微波视距传播路径、短波电离层反射路径、对流层散射路径以及光纤等，此种 类型的信道称为狭义信道；另一种是将传输介质和各种信号形式的转换、耦合等设备， 包括发送设备、接收设备、调制器等部件和电路在内的传输路径或传输通路都归纳在一 起，这种范围扩大了的信道称为广义信道。 广义信道按照它包含的功能，可以划分为调制信道和编码信道。在模拟通信系统中， 主要是研究调制和解调的基本原理，其传输信道可以用调制信道来定义。在数字通信系 统中，如果只关心编码和译码问题，可以通过定义编码信道来突出研究的重点。 （2）信道容量的概念 当一个信道受到加性高斯噪声干扰时，如果信道传输信号的功率和信道的带宽是受 限的，则这种信道传输数据的能力将会如何？这一问题在信息论中有一个非常肯定的结 论—高斯白噪声下关于信道容量的香农（Shannon）公式。 ① 信道容量的定义 在信息论中，称信道无差错传输信息的最大信息速率为信道容量，记为 C。 从信息论的观点看，各种信道可概括为两大类：离散信道和连续信道。离散信道是
输入与输岀信号都是取值离散的时间函数;连续信道是指输入和输出信号都是取值连续 的时间函数。可以看出,前者就是广义信道中的编码信道,后者则是调制信道 从说明概念的角度考虑,我们只讨论连续信道的信道容量。 ②香农公式 假设连续信道的加性高斯白噪声功率为N(W),信道的带宽为B(Hz),信号功 率为S(W),则该信道的信道容量为 C=Blog 1+s (b/s) 这就是信息论中具有重要意义的香农公式。它表明了当信号和作用在信道上的起伏 噪声的平均功率给定时,在具有一定频带宽度B的信道上,单位时间内理论上可能传输 的信息量的极限数值 由于噪声功率N与信道带宽B有关,故若噪声单边功率谱密度为n(W/Hz),则 噪声功率N=mB。因此,香农公式的另一种形式为 C=Blog,1+ (b/s) B 由上式可知,一个连续信道的信道容量受B、m0、S三个要素限制,只要这三个要 素确定,则信道容量也就确定。 ③关于香农公式的几点讨论 从香农公式可得如下重要结论: a.在给定B、S的情况下,信道的极限传输能力为C,并且此时能够做到无差错 传输(即差错率为零)。这就是说,如果信道的实际传输速率大于C值,则无差错传输 在理论上就已经不可能了。因此,实际传输速率R一般不能大于信道容量C,除非允 许存在一定的差错率 b.提高信噪比阝(减小m或增大S),可提高信道容量C。特别是,若n→0, 则C→∞,这意味着无干扰信道容量为无穷大。 c.增加信道带宽B也可增加信道容量C,但做不到无限制地增加。这是因为,如 果S、n0一定,则有
9 输入与输出信号都是取值离散的时间函数；连续信道是指输入和输出信号都是取值连续 的时间函数。可以看出，前者就是广义信道中的编码信道，后者则是调制信道。 从说明概念的角度考虑，我们只讨论连续信道的信道容量。 ② 香农公式 假设连续信道的加性高斯白噪声功率为 N （W），信道的带宽为 B （Hz），信号功 率为 S （W），则该信道的信道容量为 N S C Blog2 1 （b/s） 这就是信息论中具有重要意义的香农公式。它表明了当信号和作用在信道上的起伏 噪声的平均功率给定时，在具有一定频带宽度 B 的信道上，单位时间内理论上可能传输 的信息量的极限数值。 由于噪声功率 N 与信道带宽 B 有关，故若噪声单边功率谱密度为n0（W/Hz），则 噪声功率 N n0B 。因此，香农公式的另一种形式为 n B S C B log 0 2 1 （b/s） 由上式可知，一个连续信道的信道容量受 B 、n0、S 三个要素限制，只要这三个要 素确定，则信道容量也就确定。 ③ 关于香农公式的几点讨论 从香农公式可得如下重要结论： a. 在给定 B 、 N S 的情况下，信道的极限传输能力为C ，并且此时能够做到无差错 传输（即差错率为零）。这就是说，如果信道的实际传输速率大于C 值，则无差错传输 在理论上就已经不可能了。因此，实际传输速率 R0 一般不能大于信道容量C ，除非允 许存在一定的差错率。 b. 提高信噪比 N S （减小n0或增大 S ），可提高信道容量C 。特别是，若n0 0， 则C ，这意味着无干扰信道容量为无穷大。 c. 增加信道带宽 B 也可增加信道容量C ，但做不到无限制地增加。这是因为，如 果 S 、n0一定，则有