任務(wù)2 Internet基本概念

一、什么是Internet

（一）互聯(lián)網(wǎng)究竟是一張什么“網(wǎng)”

在現(xiàn)代生活中，人們經(jīng)常會(huì)談?wù)摗熬W(wǎng)購”“網(wǎng)聊”“網(wǎng)游”等話題，那么，你知道他們所說的“網(wǎng)”究竟是一張什么“網(wǎng)”嗎？

其實(shí)，這張“網(wǎng)”并不是一張普通的網(wǎng)，也不是什么蜘蛛網(wǎng)，更不是一張漁網(wǎng)，而是一張覆蓋全世界所有國家和地區(qū)的大“網(wǎng)”。可以想象一下，假如有一只巨型的蜘蛛，織成了一張團(tuán)團(tuán)包住整個(gè)地球的大“網(wǎng)”，這個(gè)大“網(wǎng)”就被稱為“國際互聯(lián)網(wǎng)”，簡稱“互聯(lián)網(wǎng)”，如圖2-2所示。

這張“網(wǎng)”通過無數(shù)條“線”把億萬臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來，可以同時(shí)容納約幾十億“網(wǎng)民”。國際電信聯(lián)盟在2016年版《寬帶狀況報(bào)告》中指出，到2016年年底，全球互聯(lián)網(wǎng)用戶人數(shù)已近35億，而中國互聯(lián)網(wǎng)用戶人數(shù)達(dá)7.21億。

（二）互聯(lián)網(wǎng)中的線究竟是一種什么“線”

互聯(lián)網(wǎng)中的“線”，有的是看得見的電纜、光纜，包括海底光纜（如圖2-3所示）、衛(wèi)星（如圖2-4所示），有的是看不見的微波。我們把這些“線”稱為“信息高速公路”，在這條公路上飛奔的是文字、圖像、聲音、視頻，它們能夠在短短幾秒鐘內(nèi)跨過萬水千山，傳到世界各地的計(jì)算機(jī)上。

全世界的網(wǎng)絡(luò)是由許許多多大大小小的網(wǎng)絡(luò)以各種不同的方式連接在一起的，這就是我們所說的“互聯(lián)網(wǎng)”。

二、Internet的產(chǎn)生與發(fā)展

（一）互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展

1957年，蘇聯(lián)發(fā)射人類第一顆人造地球衛(wèi)星“APUTNIK”，作為回應(yīng)，美國國防部在1969年組建了一個(gè)命名為“阿帕網(wǎng)”（ARPAnet）的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)時(shí)建立這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的目的只是為了將美國的幾個(gè)軍事及研究用計(jì)算機(jī)主機(jī)連接起來，各地的大型計(jì)算機(jī)采用分組交換技術(shù)，通過專門的通信交換機(jī)和專門的通信線路相互連接。這個(gè)阿帕網(wǎng)就是互聯(lián)網(wǎng)最早的雛形。到了1972年時(shí)，阿帕網(wǎng)上的網(wǎng)點(diǎn)數(shù)已經(jīng)達(dá)到40個(gè)，彼此之間可以發(fā)送小文本文件（即現(xiàn)在的E-mail），同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了通過把一臺(tái)計(jì)算機(jī)（性能差的個(gè)人計(jì)算機(jī)）模擬成另一臺(tái)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)（高性能的大型計(jì)算機(jī)）的一個(gè)終端而使用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上的資源的方法，這種方法稱為遠(yuǎn)程登錄（Telnet）。

1985年，美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）建立了15個(gè)超級(jí)計(jì)算中心及國家教育科研網(wǎng)，即用于支持科研和教育的全國性規(guī)模的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)NSFnet，并以此作為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)同其他網(wǎng)絡(luò)的連接。NSFnet成為Internet上主要用于科研和教育的主干部分，代替了阿帕網(wǎng)的骨干地位。

1989年，MILnet（由ARPAnet分離出來）實(shí)現(xiàn)和NSFnet連接后，就開始采用Internet這個(gè)名稱。自此以后，其他部門的計(jì)算機(jī)網(wǎng)相繼并入Internet, ARPAnet就此宣告解散。

1990年商業(yè)機(jī)構(gòu)開始進(jìn)入Internet，使Internet開始了商業(yè)化的新進(jìn)程，也成為Internet大發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)力。

1995年，NSFnet停止運(yùn)作，Internet徹底商業(yè)化。隨著商業(yè)網(wǎng)絡(luò)和大量商業(yè)公司進(jìn)入Internet，網(wǎng)上商業(yè)應(yīng)用取得高速的發(fā)展，同時(shí)也使Internet能為用戶提供更多的服務(wù)，使Internet迅速普及和發(fā)展起來。

現(xiàn)在Internet已發(fā)展多元化，不僅為科研服務(wù)，也進(jìn)入了人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域。Internet在規(guī)模和結(jié)構(gòu)上都有了很大的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)名副其實(shí)的“全球網(wǎng)”。

網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，改變了人們使用計(jì)算機(jī)的方式；而Internet的出現(xiàn)，又改變了人們使用網(wǎng)絡(luò)的方式。Internet使計(jì)算機(jī)用戶不再被局限于分散的計(jì)算機(jī)上，同時(shí)，也使他們脫離了特定網(wǎng)絡(luò)的約束。任何人只要進(jìn)入了Internet，就可以利用網(wǎng)絡(luò)中和各種計(jì)算機(jī)上的豐富資源。

目前Internet用戶已經(jīng)遍及全球，有數(shù)十億人在使用Internet，并且它的用戶數(shù)還在以等比級(jí)數(shù)上升。Internet已成為人們生活、學(xué)習(xí)和工作中的一部分，就像人們每天都要吃飯一樣。

（二）中國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展史

早在1987年，北京大學(xué)錢天白教授向德國發(fā)出第一封電子郵件，這標(biāo)志我國開始進(jìn)入國際互聯(lián)網(wǎng)的行列（當(dāng)時(shí)中國還未加入互聯(lián)網(wǎng)）。

1990年10月，中國正式向國際互聯(lián)網(wǎng)信息中心（InterNIC）登記注冊(cè)了最高域名“CN”，從而開通了使用自己域名的Internet電子郵件。

1991年10月，在中美高能物理年會(huì)上，美方發(fā)言人懷特·托基提出把中國納入互聯(lián)網(wǎng)的合作計(jì)劃。

1994年3月，中國終于獲準(zhǔn)加入互聯(lián)網(wǎng)，并在同年5月完成全部聯(lián)網(wǎng)工作。

1994年3月起，高能物理網(wǎng)IHEPnet、中科院教育與科研示范網(wǎng)、國家教委科研教育網(wǎng)、國家公共數(shù)據(jù)網(wǎng)及其他一些計(jì)算機(jī)網(wǎng)，先后完成同Internet的連接。

1995年后，出現(xiàn)商業(yè)性的Internet服務(wù)提供商（ISP）, Internet逐漸普及開來，商業(yè)化程度提高。

1995年5月，張樹新創(chuàng)立第一家Internet服務(wù)供應(yīng)商——瀛海威，中國的普通百姓開始進(jìn)入Internet。

1997年，Internet相關(guān)資費(fèi)下調(diào)，ISP服務(wù)優(yōu)化，企業(yè)開始應(yīng)用Internet。

2000年4—7月，中國三大門戶網(wǎng)站搜狐、新浪、網(wǎng)易成功在美國納斯達(dá)克掛牌上市。

2002年第二季度，搜狐率先宣布盈利，宣布Internet的春天已經(jīng)來臨。

2006年年底，市值最高的中國Internet公司騰訊的價(jià)值已經(jīng)達(dá)到了60億美元。到了2015年騰訊的價(jià)值已超過1000億美元了。

Internet作為一種新技術(shù)活動(dòng)，短短二十多年的發(fā)展給中國帶來了巨大變化，而與Internet發(fā)達(dá)國家的差距也越來越小。在信息化浪潮中，中國Internet充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，迎頭趕上，已經(jīng)取得了非常大的成績。

三、Internet結(jié)構(gòu)

（一）Internet體系結(jié)構(gòu)

Internet的體系結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。

Internet的主要設(shè)備有服務(wù)器、主機(jī)系統(tǒng)、橋、多協(xié)議的分組交換節(jié)點(diǎn)處理器（INP）、小型機(jī)、前端處理機(jī)、工作站、集線器、單協(xié)議路由器、多協(xié)議路由器、混合橋/路由器等。其中INP是聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備，它既是局域網(wǎng)互聯(lián)的關(guān)鍵設(shè)備，又是廣域網(wǎng)連接的重要設(shè)備。例如，對(duì)于像幀中繼器和交換多兆位時(shí)間服務(wù)（SMDS）這些設(shè)施，INP提供了這些廣域網(wǎng)服務(wù)和多協(xié)議局域網(wǎng)之間的交換。

某信息通過語音視頻多媒體獲得，通過集線器到多協(xié)議的分組交換節(jié)點(diǎn)處理器處理后，送入廣域服務(wù)器處理，并通過多協(xié)議路由器送入數(shù)字衛(wèi)星通信站通過衛(wèi)星發(fā)射，或通過數(shù)字微波網(wǎng)發(fā)出到Internet。也可以再經(jīng)INP處理后通過網(wǎng)橋送入局域網(wǎng)。

從Internet體系結(jié)構(gòu)圖中可知，在該結(jié)構(gòu)中有一些網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，下面我們介紹幾種常用設(shè)備。

（二）集線器

集線器（HUB）又稱為集中器，它是連接網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的一種裝置，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，連接在集線器上的節(jié)點(diǎn)立即可以檢測(cè)到，而且不影響網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)的正常工作，有利于網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和故障排除，如圖2-6所示。

集線器的產(chǎn)品很多，大致可分為獨(dú)立式、疊加式、智能模塊化式和高檔交換式集線平臺(tái)等類型。

（1）獨(dú)立式。該類集線器主要是為了克服總線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)布線困難和易出故障的問題而引入的。一般適用于小型網(wǎng)絡(luò)，能支持8～24個(gè)工作站，可以利用串接方式連接多個(gè)擴(kuò)充端口。

（2）疊加式。該類集線器采用疊加的方式將多個(gè)集線器通過一條高速鏈路連接而成，由4～8個(gè)集線器一個(gè)一個(gè)疊加起來，它只能支持一種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。一般適用于工作小組網(wǎng)絡(luò)。

（3）智能模塊化式。該類集線器采用了模塊化結(jié)構(gòu)，由機(jī)柜、電源、主干面板、插卡和管理模塊等組成。一般適用于大型網(wǎng)絡(luò)的主干集線器。

（4）高檔交換式集線平臺(tái)。該類集線器比智能模塊化式集線器更進(jìn)一步，主要作為各種新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的平臺(tái)，既支持現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，又支持未來新的交換技術(shù)。

（三）網(wǎng)橋

網(wǎng)橋的作用是連接兩個(gè)同類的網(wǎng)絡(luò)。例如，同一個(gè)單位多個(gè)不同的部門根據(jù)自己的需要選用了不同的局域網(wǎng)，而各個(gè)部門之間又需要交換信息、共享資源等，這就需要將多個(gè)局域網(wǎng)連接在一起。網(wǎng)橋最常見的用法是互聯(lián)兩個(gè)局域網(wǎng)，如圖2-7所示。

網(wǎng)橋是可以在具有不同的數(shù)據(jù)鏈路層上實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)設(shè)備，它具有以下特征：

（1）網(wǎng)橋可以互聯(lián)兩個(gè)不同數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、不同傳輸介質(zhì)、不同傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)。

（2）網(wǎng)橋以接收、存儲(chǔ)、地址過濾與轉(zhuǎn)發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)之間的通信。

（3）網(wǎng)橋需要互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層以上采用相同的協(xié)議。

（4）網(wǎng)橋可以分隔兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的廣播通信量，有利于改善互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的性能與安全性。

網(wǎng)橋的功能比中繼器復(fù)雜，它不僅能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的增加傳輸，而且具有信息收集、過濾、傳送和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議幀格式變換的功能，這些功能都是由網(wǎng)橋軟件來實(shí)現(xiàn)的。

網(wǎng)橋工作時(shí)，首先讀取一個(gè)網(wǎng)上的傳送信息，并根據(jù)它的目的地址決定是否將該信息傳送到另一個(gè)網(wǎng)。如果傳送的信息不在同一個(gè)網(wǎng)上，網(wǎng)橋采用傳送方式，將一個(gè)網(wǎng)的幀格式轉(zhuǎn)換成另一個(gè)網(wǎng)的幀格式，進(jìn)入另一個(gè)網(wǎng)上。反之，則采用過濾的方式，不讓信息進(jìn)入另一個(gè)網(wǎng)中。

（四）中繼器

由于網(wǎng)絡(luò)受最遠(yuǎn)距離的限制，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)段超過最大傳輸距離時(shí)，需要增加一個(gè)設(shè)備來延伸該網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)設(shè)備稱為中繼器。中繼器主要用于2個(gè)或2個(gè)以上的網(wǎng)絡(luò)段的連接，如圖2-8所示。

中繼器的結(jié)構(gòu)非常簡單，沒有軟件，只是將物理層的信號(hào)增強(qiáng)，以便傳輸?shù)搅硪粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)段，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)段屬于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，各網(wǎng)絡(luò)段上的工作站可共享處于某一網(wǎng)絡(luò)段上的一個(gè)文件服務(wù)器。

（五）路由器

路由器是在網(wǎng)絡(luò)層上實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的設(shè)備。如圖2-9所示的4個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)，由3個(gè)路由器進(jìn)行互聯(lián)。在這種結(jié)構(gòu)中，局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層可以是不同的，但數(shù)據(jù)鏈路層以上的高層要采用相同的協(xié)議。

路由器的功能比網(wǎng)橋更強(qiáng)，它除了具有網(wǎng)橋的全部功能外，還具有路徑選擇功能。即當(dāng)要求通信的工作站分別處于兩個(gè)局域網(wǎng)且兩個(gè)工作站之間存在多條通路時(shí)，路由器能根據(jù)當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)上的信息擁擠程度自動(dòng)選擇傳輸效率比較高的路徑。例如，假設(shè)在圖2-9中的網(wǎng)絡(luò)1工作站A要與網(wǎng)絡(luò)3工作站B之間進(jìn)行信息傳送。從圖中可知傳送信息的路徑有2條，一條路徑可以通過路由器1和路由器3到網(wǎng)絡(luò)3中直接傳送到工作站B；另一條路徑可以通過路由器1、路由器2再到路由器3傳送到網(wǎng)絡(luò)3中的工作站B。那么，究竟走哪一條路徑呢？這全靠路由器根據(jù)當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)上信息擁擠的程度自動(dòng)地選擇傳送效率較高的那一條路徑。

（六）網(wǎng)關(guān)

網(wǎng)關(guān)又稱為信關(guān)，它工作在OSI協(xié)議的傳送層或更高層，用于連接不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，或用于連接局域網(wǎng)與主機(jī)，如圖2-10所示。

網(wǎng)關(guān)設(shè)備比路由器復(fù)雜，當(dāng)異型局域網(wǎng)連接時(shí)，網(wǎng)關(guān)除具有路由器的全部功能外，還要進(jìn)行由于操作系統(tǒng)差異而引起的不同協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，這些功能均由網(wǎng)關(guān)軟件來實(shí)現(xiàn)。由于網(wǎng)關(guān)連接的是不同體系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它只能針對(duì)某一特定的應(yīng)用而言，因此，不可能有萬能的網(wǎng)關(guān)，只有用于電子郵件的網(wǎng)關(guān)，用于遠(yuǎn)程終端仿真的網(wǎng)關(guān)等。

四、Internet服務(wù)與IP地址

（一）Internet主要服務(wù)

Internet的服務(wù)可以分為基本服務(wù)和擴(kuò)充服務(wù)兩種，其中基本服務(wù)是指TCP/IP協(xié)議所包括的基本功能，主要有電子郵件（E-mail）、文件傳輸（FTP）、遠(yuǎn)程登錄（Telnet）。擴(kuò)充服務(wù)是指在TCP/IP協(xié)議基本功能的支持下，由某些應(yīng)用軟件或用戶提供的服務(wù)，主要有研討服務(wù)（如電子公告服務(wù)BBS、新聞組Newsgroup、電子雜志等）、名錄服務(wù)（如Whoes、Netfind和X.500服務(wù)等）、信息查詢服務(wù)（如Archie、WAIS、Gopher、WWW等）。

1．電子郵件（E-mail）

電子郵件是采用簡單郵件傳輸協(xié)議（Simple Mail Transfer Protocol, SMTP），利用網(wǎng)絡(luò)交換文字信息的交互服務(wù)。

電子郵件的發(fā)送過程是：收、發(fā)雙方之間建立一條TCP連接后，發(fā)信方先發(fā)出一個(gè)MAIL命令，其中指明發(fā)信者，以便收信方在需要時(shí)向其報(bào)告出錯(cuò)信息，再發(fā)一個(gè)RCPT命令來指出郵件的接收者。如果得知收信方能夠接收郵件，發(fā)信方便可發(fā)DATA命令，后跟一串由ASCII字符行組成的信件，并由一個(gè)僅包含一個(gè)句號(hào)的行來表明結(jié)束。

電子郵件除了可以交換信件外，還可以用來查詢信息。Internet上的一些信息咨詢服務(wù)中心為了讓用戶也能查到它們提供的信息，編制了郵件服務(wù)器軟件，當(dāng)用戶想向這些信息中心查詢資料時(shí)，只要向其指定的電子郵箱發(fā)送一封含有一系信息查詢命令的電子郵件，郵件服務(wù)器軟件會(huì)自動(dòng)讀取、分析收到的電子郵件中的命令，并將其檢索結(jié)果以電子郵件的形式發(fā)回到用戶的電子信箱中。

2．文件傳輸（FTP）

FTP（File Transfer Protocol）是網(wǎng)際間的文件傳輸協(xié)議，它可使Internet上的兩臺(tái)主機(jī)互相傳送文件，它幾乎可以傳送任何種類的文件，如文本文件、二進(jìn)制文件、超文本文件、圖像文件（圖像文件的格式最好使用GIF和JPG）、聲音文件、數(shù)據(jù)壓縮文件等。

在傳送信息時(shí)，用戶需要填寫網(wǎng)站名稱、對(duì)方主機(jī)IP地址、用戶名稱、密碼、登錄類型、傳輸類型、初始遠(yuǎn)程目錄、遠(yuǎn)端目錄過濾目錄、初始本地目錄、本地目錄過濾目錄等內(nèi)容。傳送信息時(shí)可以通過FTP軟件直接傳送信息。

3．遠(yuǎn)程登錄（Telnet）

Telnet是遠(yuǎn)程終端登錄協(xié)議，它可以使自己的計(jì)算機(jī)成為Internet的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)終端。用戶在自己的主機(jī)上運(yùn)行Telnet程序，就可以連接或登錄到Internet上的某臺(tái)遠(yuǎn)程主機(jī)上，一旦連接上，本地主機(jī)即可成為該遠(yuǎn)程主機(jī)上的一個(gè)分支終端，此時(shí)，本地主機(jī)可以調(diào)用遠(yuǎn)程主機(jī)上所提供的一切服務(wù)。在用戶輸入各種請(qǐng)求命令后，遠(yuǎn)程主機(jī)將會(huì)響應(yīng)并提供服務(wù)，并將結(jié)果送回到用戶終端屏幕上進(jìn)行顯示，也可以通過磁盤將其結(jié)果儲(chǔ)存起來。

4．信息服務(wù)查詢（WWW）

WWW（World Wide Web）稱為萬維網(wǎng)、全球信息網(wǎng)、世界網(wǎng)等。這是一種將Internet上現(xiàn)有資源全部連接起來的、采用圖形界面的融網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、超文本技術(shù)和多媒體技術(shù)為一體的信息服務(wù)系統(tǒng)。

用戶需要查詢信息時(shí)，只要提出查詢要求，至于到什么地方去查詢及如何實(shí)現(xiàn)查詢等，均由WWW自動(dòng)完成。WWW軟件以FTP的方式將文件調(diào)到用戶機(jī)上，其文檔采用超文本標(biāo)注語言（HTML），除了可以瀏覽文本信息外，還可以顯示與文本內(nèi)容相配合的圖像、影視和聲音等信息，是目前Internet上最受歡迎的和最先進(jìn)的服務(wù)之一。

（二）IP地址概念

我們知道在家里用一臺(tái)普通的家用計(jì)算機(jī)，只要能上寬帶網(wǎng)就可以在家中瀏覽全世界所有的網(wǎng)頁，這是怎么一回事呢？

要了解Internet是怎么工作的，首先要知道Internet中是怎樣存放計(jì)算機(jī)的，每一個(gè)在Internet中的計(jì)算機(jī)地址是怎樣規(guī)定的。

假設(shè)某旅館是一個(gè)四層樓房，共有客房16間，在某一時(shí)刻房間內(nèi)入住旅客的人數(shù)如圖2-11所示。

從圖2-11中可知，101號(hào)房間住的是1名男性、102和103號(hào)房間住的是2名男性、104號(hào)房間住的是1名女性……我們將房間號(hào)稱為地址，住在房間號(hào)（地址）內(nèi)的人數(shù)稱為數(shù)據(jù)，其屬性有男性或女性、有1名也有2名甚至3名。

也就是說，地址（房間號(hào)）是一個(gè)確定不變的量，而地址內(nèi)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)（旅客）是一個(gè)不確定的可變的量，但是，一旦注冊(cè)登記后，地址內(nèi)住的旅客也就確定了。

我們可以將Internet中的計(jì)算機(jī)看成是住在一個(gè)具有幾十億個(gè)房間的旅館里（當(dāng)然，這個(gè)旅館是分布在世界各個(gè)國家）的旅客，旅館中的每一個(gè)房間存放著一臺(tái)計(jì)算機(jī)，每一個(gè)房間中的計(jì)算機(jī)可以是任何品牌、任何型號(hào)、任何配置，就像旅館中每一個(gè)房間中住的旅客可以是男性、可以是女性、也可以是夫妻一樣。

那么，在Internet中的計(jì)算機(jī)地址是如何分配的呢？我們知道，Internet中具有幾十億位用戶，每一位用戶的地址都必須是唯一的，這就需要有幾十億個(gè)不同的地址，同時(shí)計(jì)算機(jī)只認(rèn)識(shí)二進(jìn)制所表示的數(shù)據(jù)，所以每一位用戶分配到一個(gè)世界上唯一的32位用二進(jìn)制數(shù)表示的Internet地址（Internet Protocol Address，簡稱IP Address），這一地址可用于與該計(jì)算機(jī)有關(guān)的全部通信，這個(gè)IP地址的格式是：使用二進(jìn)制數(shù)來表示，其長度為32位，

以××××××××.××××××××.××××××××.××××××××格式表示，即將其分為4個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)，例如，10000111.01101111.00000101.00011011是某一個(gè)連接在Internet上計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)的IP地址，這種的IP地址稱為二進(jìn)制格式源IP地址。

為了便于用戶和網(wǎng)管人員使用、掌握和記憶，我們將二進(jìn)制格式轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制格式，將每8位二進(jìn)制數(shù)用一個(gè)十進(jìn)制數(shù)表示，其值為0～255，并以小數(shù)點(diǎn)分隔。例如，將上例的二進(jìn)制格式的IP地址表示為十進(jìn)制格式：135.111.5.27。即使是這樣，想要記住各個(gè)網(wǎng)站的IP地址也是很困難的事情。于是我們就想到了域名，域名是與IP地址建立關(guān)系的一種途徑。

五、域名定義及管理

（一）Internet的域名定義

域名是為了方便用戶訪問Internet而設(shè)置的一套轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。同一個(gè)域名只能被注冊(cè)一次，因此，Internet上的域名是稀缺資源；一個(gè)完美的域名由幾個(gè)層次組成，不同層次之間用小圓點(diǎn)隔開。例如，某主機(jī)的IP地址為202.96.96.68，就意味著它的32位Internet地址是11001010.01100000.01100000.01000100。這樣一組數(shù)據(jù)要人們記住是一件非常困難的事情，對(duì)人們來說，比較容易記住的是較有規(guī)律的反映某種特征的名字，例如，pub.zjpta. net.cn就代表了202.96.96.68，它的中文意思是中國浙江電信局公眾開放的主機(jī)域名。

Internet的域名命名方式采用層次型的結(jié)構(gòu)，即在主機(jī)命名中加入了層次型的結(jié)構(gòu)，名字的層次對(duì)應(yīng)于名字空間的管理機(jī)構(gòu)的層次，其規(guī)則是：

（1）最高一級(jí)的名字空間劃分是基于“國名”，即地理位置，例如，cn表示中國。要注意的是美國的域名通常不包含國名，這是因?yàn)镮nternet是以美國為發(fā)源地的緣故，在Internet中約定，如果該域名沒有地理位置域，那么就默認(rèn)為在美國。

（2）第二級(jí)的名字空間劃分是基于“組織名”的，例如，net表示網(wǎng)絡(luò)組織，com表示商業(yè)組織等。

（3）第三級(jí)的名字空間劃分是基于主機(jī)的“本地名”的，例如，zj pta表示浙江省電信局。

（4）第四級(jí)的名字空間劃分是基于“主機(jī)名”的，例如，pub表示其中的一臺(tái)計(jì)算機(jī)名。

如圖2-12所示是三個(gè)域名的例子，它們分別是：

① pub.zjpta.net.cn

② netlab.cs.nankai.edu.cn

③ ftp.microsoft.com

其中，第二個(gè)例子中的第四部分由兩部分組成，一般對(duì)于較多主機(jī)的單位，命名時(shí)可以進(jìn)一步地細(xì)分，例如，該例子中將第四部分的內(nèi)容分成netlab和cs，其中netlab表示南開大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，而cs則表示南開大學(xué)的計(jì)算機(jī)系。

常見的組織域名如表2-1所示，常見的地理域名如表2-2所示。

（二）Internet域名管理

域名方案應(yīng)包括一個(gè)高效、可靠、通用的分布系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)名字對(duì)地址的映射。系統(tǒng)是分布的，由分布在多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)的一組服務(wù)器協(xié)同操作，解決映射問題。系統(tǒng)是高效的，大多數(shù)名字映射在本地操作，只有少數(shù)名字映射需要在Internet上通信。系統(tǒng)是通用的，因?yàn)樗幌拗朴趦H使用機(jī)器名。系統(tǒng)是可靠的，單臺(tái)計(jì)算機(jī)故障不會(huì)影響系統(tǒng)的正確運(yùn)行。

域名系統(tǒng)使用一個(gè)分布式主機(jī)信息數(shù)據(jù)庫，它管理著整個(gè)Internet的主機(jī)名與IP地址。域名系統(tǒng)采用分層管理，因此，這個(gè)分布式主機(jī)信息數(shù)據(jù)庫也是分層結(jié)構(gòu)的，其結(jié)構(gòu)像一個(gè)倒立的樹。樹中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表整個(gè)數(shù)據(jù)庫的一個(gè)部分，即域名系統(tǒng)中的一個(gè)域。域可以進(jìn)一步劃分為子域，子域相當(dāng)于樹中一個(gè)分叉，即一個(gè)子節(jié)點(diǎn)。每個(gè)域都有一個(gè)域名，域名定義了它在數(shù)據(jù)庫中的位置。一臺(tái)Internet上的主機(jī)名全稱是從一個(gè)葉節(jié)點(diǎn)沿樹向上，直到根部的所有域名組成的域名序列。域名之間用“.”分隔開。

如圖2-13所示的是一個(gè)樹結(jié)構(gòu)的域名服務(wù)器的概念布局。樹的根是識(shí)別頂層域的服務(wù)器，并知道解析每個(gè)域的服務(wù)器。給定要解析的名字后，根可為該名字選擇一個(gè)正確的服務(wù)器，并逐級(jí)往下搜索，最后將結(jié)果返回。

概念樹中的連接并不表示物理網(wǎng)的連接，而是解析域名的一種邏輯連接。服務(wù)器樹是用于Internet通信的一種抽象結(jié)構(gòu)。從概念上講，域名轉(zhuǎn)換自上而下進(jìn)行，從根服務(wù)器開始，逐級(jí)處理，直到樹葉上的服務(wù)器。客戶機(jī)必須知道如何與名字服務(wù)器聯(lián)系，而域名服務(wù)器必須知道根服務(wù)器地址。域名服務(wù)器使用眾所周知的協(xié)議端口通信，以便客戶機(jī)方便地與域名服務(wù)器通信。