第4章 Linux网络基础 本章学习目标 本章主要让读者在使用 Internet比之前对 Interne堉有一个大致的了解,以帮助读者对 本书后续章节的学习。通过对本章的学习 读者应该掌握以下主要内容 什么是 .Internet 0000 Internet的由来和发展历程 Internet提供的主要服务有哪些 Internet在企业内部网的应用 0我国在 Internet网络上的发展状况
第4章 Linux网络基础 本章学习目标 本章主要让读者在使用Internet之前对 Internet有一个大致的了解，以帮助读者对 本书后续章节的学习。通过对本章的学习， 读者应该掌握以下主要内容： Ø 什么是Internet Ø Internet的由来和发展历程 Ø Internet提供的主要服务有哪些 Ø Internet在企业内部网的应用 Ø 我国在Internet网络上的发展状况
41TCP/P协议 411TcPP协议概述 现在,随着 Internet的迅速发展使得计算机网络的应用已 经开始遍及到我们现实生活的方方面面,而在 terne网 络上所使用的协议正是TcPP( Transmission Control Protocol/Internet Protocol)协议,即传输控制协议/网 际协议在20世纪60年代后期开发出来了用于“异构”网 络环境中的TCPP协议。也就是说,TCPP协议可以在各 种硬件和操作系统上实现,并且TCPP协议已成为建立计 算机局域网、广域网的首选协议,并将随着网络技术的进 步和信息高速公路的发展而不断地完善
4.1 TCP/IP协议 4.1.1 TCP/IP协议概述 现在，随着Internet 的迅速发展使得计算机网络的应用已 经开始遍及到我们现实生活的方方面面，而在Internet网 络上所使用的协议正是TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）协议，即传输控制协议/网 际协议 .在20世纪60年代后期开发出来了用于“异构”网 络环境中的TCP/IP协议。也就是说，TCP/IP协议可以在各 种硬件和操作系统上实现，并且TCP/IP协议已成为建立计 算机局域网、广域网的首选协议，并将随着网络技术的进 步和信息高速公路的发展而不断地完善
412 Internet网际协议(P 在TCPP体系中,网际协议是最主要的协议之 1.|P地址 在TCP/P网络中,每个主机都有唯一的地址,它是通过|P 协议来实现的。IP协议要求在每次与TcPP网络建立连接 时,每台主机都必须为这个连接分配一个唯一的32位地址 因为在这个32位P地址中,不但可以用来识别某一台主机, 而且还隐含着网际间的路径信息。需要强调指出的,这里 的主机是指网络上的一个节点,不能简单地理解为一台计 算机,实际上|P地址是分配给计算机的网络适配器(即网 卡)的,一台计算机可以有多个网络适配器,就可以有多 个P地址,一个网络适配器就是一个节点。 P地址为32位地址,一般以4个字节表示。每个字节的数 字又用十进制表示,即每个字节的数的范围是0~255,且 每个数字之间用点隔开,例如:192168101.5,这种记录 方法称为“点分”十进制记号法。P地址的结构如下所示:
4.1.2 Internet 网际协议（IP） 在TCP/IP体系中，网际协议是最主要的协议之一。 1．IP地址 在TCP/IP网络中，每个主机都有唯一的地址，它是通过IP 协议来实现的。IP协议要求在每次与TCP/IP网络建立连接 时，每台主机都必须为这个连接分配一个唯一的32位地址， 因为在这个32位IP地址中，不但可以用来识别某一台主机， 而且还隐含着网际间的路径信息。需要强调指出的，这里 的主机是指网络上的一个节点，不能简单地理解为一台计 算机，实际上IP地址是分配给计算机的网络适配器（即网 卡）的，一台计算机可以有多个网络适配器，就可以有多 个IP地址，一个网络适配器就是一个节点。 IP地址为32位地址，一般以4个字节表示。每个字节的数 字又用十进制表示，即每个字节的数的范围是0~255，且 每个数字之间用点隔开，例如：192.168.101.5，这种记录 方法称为“点-分”十进制记号法。IP地址的结构如下所示：
网络类型网络D 主机|D 卩地址的32位被分成了3个字段:网络类型字段、网 络|字段和主机字段。网络类型字段用于标识网络 的类型,到目前为止网络划分为AE五类;网络D则 标识该主机所在的网络,由网络类型字段和网络 字段构成网络标识;主机是该主机在网络中的标 P地址的基本分配原则是要为同一网络内的所 有主机分配相同的网络标识号,同一网络内的不同 主机必须分配不同的主机号,以区分主机,不同 网络内的每台主机必须具有不同的网络标识号,但 是可以具有相同的主机标识号。按照卩地址的结构 和其分配原则,可以在 Internet上很方便的寻址:先 按卩地址中的网络标识号找到相应的网络,再在这 个网络上利用主机D找到相应的主机。由此可看出|P 地址并不只是一个计算机的代号,而是指出了某个 网络上的某个计算机
网络类型 网络ID 主机ID IP地址的32位被分成了3个字段：网络类型字段、网 络ID字段和主机ID字段。网络类型字段用于标识网络 的类型，到目前为止网络划分为A~E五类；网络ID则 标识该主机所在的网络，由网络类型字段和网络ID 字段构成网络标识；主机ID是该主机在网络中的标 识。IP地址的基本分配原则是要为同一网络内的所 有主机分配相同的网络标识号，同一网络内的不同 主机必须分配不同的主机ID号，以区分主机，不同 网络内的每台主机必须具有不同的网络标识号，但 是可以具有相同的主机标识号。按照IP地址的结构 和其分配原则，可以在Internet上很方便的寻址：先 按IP地址中的网络标识号找到相应的网络，再在这 个网络上利用主机ID找到相应的主机。由此可看出IP 地址并不只是一个计算机的代号，而是指出了某个 网络上的某个计算机
组建一个网络时,为了避免该网络所分配的P地址与其他 网络上的|P地址发生冲突,必须为该网络向 nterNIC ( Internet网络信息中心)组织申请一个网络标识号,这 也就是整个网络使用一个网络标识号,然后再给该网络上 的每个主机设置一个唯一的主机号码,这样网络上的每个 主机都拥有一个唯一的P地址。另外,国内用户可以通过 中国互联网络信息中心(CNNC)来申请P地址和域名。 当然,如果网络不想与外界通信,就不必申请网络标识号, 而自行选择一个网络标识号即可,只是网络内的主机的P 地址不可相同。 2.IP地址的分类
组建一个网络时，为了避免该网络所分配的IP地址与其他 网络上的IP地址发生冲突，必须为该网络向InterNIC （Internet网络信息中心）组织申请一个网络标识号，这 也就是整个网络使用一个网络标识号，然后再给该网络上 的每个主机设置一个唯一的主机号码，这样网络上的每个 主机都拥有一个唯一的IP地址。另外，国内用户可以通过 中国互联网络信息中心（CNNIC）来申请IP地址和域名。 当然，如果网络不想与外界通信，就不必申请网络标识号， 而自行选择一个网络标识号即可，只是网络内的主机的IP 地址不可相同。 2．IP地址的分类
警为了充分利用P地址空间, Internet委员会定义了五种P地 址类型以适合不同容量的网络,即A类至E类,如图4-1所 示。其中A、B、C三类由 I InterNIC( Internet网络信息信心) 在全球范围内统一分配,D、E类为特殊地址。 78 网络地址D(7BT)主机地址D(24BT) A类P地址 01 1516 31 10网络地址D(14B主机地址D16BT B类P地址
为了充分利用IP地址空间，Internet委员会定义了五种IP地 址类型以适合不同容量的网络，即A类至E类，如图4-1所 示。其中A、B、C三类由InterNIC（Internet网络信息信心） 在全球范围内统一分配，D、E类为特殊地址。 0 网络地址ID（7BIT) 主机地址ID(24BIT) 0 1 7 8 31 A类IP地址 10 网络地址ID（14BIT) 主机地址ID(16BIT) 0 1 2 15 16 31 B类IP地址
0123 31 110网络P地址(21BT)主机地址D(16BT C类P地址 0123 31 110广播地址D(28T) D类P地址 01234 31 11110 保留用于将来和试验使用 E类地址
110 网络IP地址（21BIT) 主机地址ID（16BIT) 012 3 23 24 31 C类IP地址 1110 广播地址ID（28BIT) 0123 4 31 D类IP地址 11110 保留用于将来和试验使用 01234 5 31 E类地址
(1)A类地址。 从图41(a)中可以看出,在A类地址中,用第一个字节 来表示网络类型和网络标识号,后面三个字节用来表示主 机号码,其中第一个字节的最高位设为0,用来与其他|P地 址类型区分。第一个字节剩余的7位用来表示网络地址,最 多可提供272=126个网络标识号;这种P地址的后3个字节 用来表示主机,每个网络最多可提供大约1678万(22-2) 个主机地址。这类地址网络支持的主机数量非常大,只有 大型网络才需要A类地址,由于 Internet发展的历史原因, A类地址早已被分配完毕
（1）A类地址。 从图4-1（a）中可以看出，在A类地址中，用第一个字节 来表示网络类型和网络标识号，后面三个字节用来表示主 机号码，其中第一个字节的最高位设为0，用来与其他IP地 址类型区分。第一个字节剩余的7位用来表示网络地址，最 多可提供2 7 -2=126个网络标识号；这种IP地址的后3个字节 用来表示主机，每个网络最多可提供大约1678万（2 24 -2） 个主机地址。这类地址网络支持的主机数量非常大，只有 大型网络才需要A类地址，由于Internet发展的历史原因， A类地址早已被分配完毕
2)B类地址。 从图4-1(b)中可以看出,在B类地址中,用前两个字节 来表示网络类型和网络标识号,后面两个字节标识主机号 码,其中第一个字节的最高两位设为10,用来与其他P地 址区分开,第一个字节剩余的6位和第二个字节(共14位) 用来表示网络地址,最多可提供214-2=16,384个网络标识 号。这种|P地址的后2个字节用来表示主机号码,每个网络 最多可提供大约65534(2162)个主机地址。这类地址网 络支持的主机数量较大,适用于中型网络,通常将此类地 址分配给规模较大的单位
（2）B类地址。 从图4-1（b）中可以看出，在B类地址中，用前两个字节 来表示网络类型和网络标识号，后面两个字节标识主机号 码，其中第一个字节的最高两位设为10，用来与其他IP地 址区分开，第一个字节剩余的6位和第二个字节（共14位） 用来表示网络地址，最多可提供2 14 -2=16,384个网络标识 号。这种IP地址的后2个字节用来表示主机号码，每个网络 最多可提供大约65,534（2 16 -2）个主机地址。这类地址网 络支持的主机数量较大，适用于中型网络，通常将此类地 址分配给规模较大的单位
(3)C类地址。 从图4-1(c)中可以看出,在C类地址中,用前3个字节来 表示网络类型和网络标识号,最后一个字节用来表示主机 号码,其中第一个字节的最高位设为110用来与其他|P地 址区分开,第一个字节剩余的5位和后面两个字节(共21 位)用来表示网络地址,最多可提供约200万(2212)个 网络标识号。最后1个字节用来表示主机号码,每个网络 最多可提供254(28-2)个主机地址。这类地址网络支持 的主机数量较少,适用于小型网络,通常将此类地址分配 给规模较小的单位,如公司、院校等单位
（3）C类地址。 从图4-1（c）中可以看出，在C类地址中，用前3个字节来 表示网络类型和网络标识号，最后一个字节用来表示主机 号码，其中第一个字节的最高位设为110用来与其他IP地 址区分开，第一个字节剩余的5位和后面两个字节（共21 位）用来表示网络地址，最多可提供约200万（2 21 -2）个 网络标识号。最后1个字节用来表示主机号码，每个网络 最多可提供254（2 8 -2）个主机地址。这类地址网络支持 的主机数量较少，适用于小型网络，通常将此类地址分配 给规模较小的单位，如公司、院校等单位