1、第第8章章Internet基础与应用基础与应用 8.1Internet的基本概念8.2Internet地址8.3Internet接入技术8.4Internet的主要功能与服务8.5本章小结8.1Internet的基本概念的基本概念8.1.1 Internet的定义的定义从网络通信技术的观点来看，Internet是一个以TCP/IP(传输控制协议/网际协议)通信协议为基础，连接各个国家、各个地区、各个机构的计算机网络的数据通信网。它并不是某一个具体的网络，而是将千千万万个计算机网络相互连接在一起用协议互联起来的全球结构网络。从信息资源的观点来看，Internet是一个集各部门、各领域的信息资源为
2、一体的，供网络用户共享的信息资源网。1.Internet的由来与发展的由来与发展20世纪60年代初，美国国防部指派其高级研究计划局(ARPA，Advance Research Projects Agency)研究并设计一个能在战争期间使用的生存性很强的通信网络，该网络的目标是当网络的一部分受损时，数据仍然能够通过其他途径到达目的地。于是，ARPA将位于美国不同地方的几个军事及研究机构的计算机主机连接起来，建立了一个名为ARPANET的网络，这就是Internet的起源。1983年，ARPA和美国国防部通讯局成功研制了TCP/IP协议，美国加利福尼亚伯克利分校把该协议作为其BSDUnix的一部分
3、，使得该协议得以在社会上广泛流行起来，从而诞生了真正的Internet。1986年，美国国家科学基金会(NSF)利用TCP/IP通信协议，在5个科研教育服务超级计算机中心的基础上建立了NSFNET广域网，以便全美国实现资源共享。与此同时，在美国国家科学基金会的鼓励和资助下，很多大学、政府资助的研究机构甚至私营的研究机构纷纷把自己的局域网并入NSFNET中。如今，NSFNET已经成为Internet的重要骨干网之一。1987年，Internet上的主机超过1万台，最初，NSFNET的主干网的速率不高，仅为56 kb/s。1989年，NSFNET主干网的速率提高到了1.544 Mb/s，并且成为I
4、nternet中的主要部分。1991年，NSFNET和美国的其他政府机构认识到，Internet必须扩大其使用范围，不能仅限于大学和研究机构。世界上很多公司纷纷加入Internet，使网上的通信量急剧增加，Internet容量已经满足不了实际需求。于是美国政府决定将Internet的主干网转交给私人公司经营，并开始对接入Internet的单位收费。1992年，Internet上的主机超过100万台。1993年，美国国家超级计算机应用中心(NCSA)发表的Mosaic以其独特的图形用户界面(GUI)赢得了人们的喜爱，随后的WWW服务器的增长，掀起了Internet应用的新高潮。现在Interne
5、t已经成为一个覆盖全球、规模最大和增长速率最快的计算机网络，它把世界联系在一起，Internet使地球变得更小，地球上的人们之间的相互交流变得越来越容易。从Internet发展初期到现在，其标准化工作起到了非常重要的作用。标准化工作对于网络的技术发展有很大的影响。Internet制定其标准化的过程很有特色，它面向公众。1992年，由于Internet不再归美国政府管辖，因此成立了国际性组织“因特网协会”(Internet Society，ISOC)以便对Internet进行全面的管理以及在全世界范围内促进其发展和使用。ISOC下面有一个名为“因特网体系结构委员会(Internet Archit
6、ecture Board，IAB)”的技术组织，负责管理因特网有关协议的开发。IAB下面又设有两个工程部：(1)因特网工程部IETF(Internet Engineering Task Force)。IETF 是一个开放的国际性组织，由网络组织者、运营者、设备制造商以及研究者组成，负责研究Internet的体系结构以及Internet的无缝操作。它是研究新一代Internet标准规范的主要实体。(2)因特网研究部IRTF(Internet Research Task Force)。IRTF是一个由互联网架构委员会(IAB)授权对一些长期的互联网问题进行理论研究的组织。同IETF一样，IRTF有
7、很多研究小组，分别针对不同的研究题目进行讨论和研究。2.Internet的特点的特点Internet之所以发展如此迅速，被称为20 世纪末最伟大的发明，是与它的特点分不开的。Internet具有以下特点：(1)开放性。Internet是采用TCP/IP协议实现互连的开放性网络，它没有时间和空间的限制，没有地理上的距离概念，任何人可以随时随地地加入Internet，只要遵循规定的网络协议即可。同时，在Internet上任何人都可以享受创作的自由，所有的信息流动都不受限制。在网络中，没有所谓的最高权力机构，也没有管制，网络的运作是由使用者相互协调来决定的，网络中的每个用户都是平等的，这种开放性使得
8、网络用户不存在是与否的限制，只要你入网便是用户。对用户开放、对服务提供者开放正是Internet获得成功的重要原因。(2)共享性。Internet上的资源是共享的，所有用户都可以分享Internet上的资源。网络用户在网络上可以浏览别人的网页，从中寻找自己所需要的信息和资料。有的网页连接共享型数据库，可供查询的资料更多。而内容提供者的本意就是希望用户能够随时浏览他最新的研究成果、新产品介绍、使用说明或是他的一些经验总结，他希望用户能认同他的看法、分享他的快乐。(3)交互性。交互技术是Internet的重要技术，是电子商务网站和企业内部网站的核心技术和关键技术。如果没有交互技术，Internet
9、的很多功能都无法实现，Internet也将失去其应用的实际意义。(4)平等性。Internet上是“不分等级”的，一台计算机与其他任何一台一样具有同等权利，没有哪一个人比其他人更好。在Internet上，你是怎样的人仅仅取决于通过键盘操作而表现出来的你。如果你说的话听起来像一个聪明而有趣的人说的，那么你就是这样一个人，与你的年龄、职务、社会背景等毫无关系。个人、企业、政府组织之间也是平等的、无等级之分。(5)合作性。Internet是一个没有中心的自主式的开放组织。Internet强调的是资源共享和双赢发展的发展模式。(6)虚拟性。Internet的一个重要特点是通过对信息的数字化处理和信息的
10、流动来代替传统实物流动，使得Internet通过虚拟技术具有许多实际中才具有的功能。(7)Internet是一个庞大的“网际网”，由各种异构网络互连而成。这些网络可以是基于不同技术实现的企业网、园区网或运营商的网络，其规模可以大到跨越国界，小到仅由几台计算机组成。在Internet上，不分国籍、民族、职务和年龄，统称为网民。3.Internet在中国的发展在中国的发展在我国，Internet的起步比较晚，但是起点较高，发展比较迅速。1986年，北京市计算机应用技术研究所开始与国际连网，建立了中国学术网CANET(Chinese Academic Network)。1987年9月，CANET建成
11、了中国第一个国际Internet 电子邮件节点，并于9月14日发出了中国的第一封电子邮件，揭开了中国人使用Internet的序幕。中国的Internet发展可以分为三个阶段。(1)第一阶段(19861993年)：起步阶段。在此期间中国一些科研部门和高等院校开始研究Internet联网技术，并开展了科研课题和科技合作工作。这个阶段的网络应用仅限于小范围内的电子邮件服务，而且仅为少数高等院校、研究机构提供电子邮件服务。(2)第二阶段(19941996年)：发展阶段。1994年4月，中关村地区教育与科研示范网络工程进入互联网，实现和Internet的TCP/IP连接，从而开通了Internet全功能
12、服务。从此中国被国际上正式承认为具有互联网的国家。之后，CHINANET、CERNET、CSTNET、CHINAGBNET等多个互联网络项目在全国范围相继启动，互联网开始进入公众生活，并在中国得到了迅速的发展。1996年年底，中国互联网用户数已达20万，利用互联网开展的业务与应用逐步增多。(3)第三阶段(1997年至今)：快速增长阶段。国内互联网用户数1997年以后基本保持每半年翻一番的增长速度。增长到今天，上网用户已超过2000万。据中国互联网络信息中心(CNNIC)公布的统计报告显示，截止到2001年6月30日，我国共有上网计算机约1002万台，其中专线上网计算机163万台，拨号上网计算机
13、839万台，上网用户约2650万人，其中专线上网的用户人数为454万，拨号上网的用户人数为1793万，同时使用专线与拨号的用户人数为403万。除计算机外同时使用其他设备(移动终端、信息家电)上网的用户人数为107万。CN下注册的域名128 362个，WWW站点242 739个，国际出口带宽3257 Mb/s。到2008年，经国务院批准，我国全国性的骨干网络有8个：(1)中国公用计算机互联网(CHINANET)。中国公用计算机互联网由中国电信负责建设与经营管理，CHINANET的主页地址是：http:/。(2)中国科技网(CSTNET)。中国科技网由国家投资和世界银行贷款建设，由中国科学院网络运
14、行中心负责运行管理。CSTNET的主页地址是：http:/。(3)中国教育和科研网(CERNET)。中国教育和科研网是国家投资建设，教育部负责管理。CERNET的主页地址是：http:/。(4)宽带中国CHINA169网。由中国网通集团公司经营，俗称169。(5)中国联通互联网(UNINET)。中国联通互联网由中国联合通信有限公司负责建设与经营管理。UNINET主页地址是：http:/。(6)中国移动互联网(CMNET)。中国移动互联网是中国移动通信公司集团公司负责建设与经营管理。CMNET的主页地址是：http:/。(7)中国铁通网(CRNET)。2000年12月，中国铁通的前身中国铁路通信
15、有限公司成立。2004年1月，它由铁道部转归国有资产监督管理委员会，并更名为“中国铁通电信公司”。中国铁通网的主页地址是：http:/。(8)中国国际经济贸易网(CIETNET)。中国国际经济贸易网是面向全国外贸系统事业单位的专用网络。有外贸经济合作部下属的中国国家电子商务中心负责建设和管理。CIETNET的主页地址是：http:/。目前，Internet在我国得到了快速的发展，已经覆盖了政府机关、学校、科研机构、商业集团、家庭等各个领域，并以惊人的速度发展着。8.1.2 Internet的基本术语的基本术语1.WWWWWW是World Wide Web(环球信息网)的缩写，也可以简称为 We
16、b，中文名字为“万维网”。它起源于1989年3月，是由欧洲量子物理实验室(European Laboratory for Particle Physics)发展出来的主从结构分布式超媒体系统。通过万维网，人们只要通过使用简单的方法，就可以很迅速方便地取得丰富的信息资料。2.网页网页网页(Web pages)，又称“Web页”，它是浏览WWW资源的基本单位。每个网页对应磁盘上的一个文件，其中可以包括文字、表格、声音、图像、视频等资源。一个WWW服务器通常被称为“Web站点”或者“网站”。每个这样的站点中，都有很多的Web页作为它的资源。3.Browser浏览器(browser)，就是用来观看互联
17、网上网页文件(通常为html，即超文本标记语言格式)的工具软件。当运行浏览器时，首先它将输入的指令(需要看什么内容)进行翻译并向互联网上的计算机服务器提出请求，待服务器满足请求将html文件发送过来后，浏览器再将这个文件翻译成可视的格式呈现出来。常见的Browser有NetscapeNavigator、InternetExplorer与InternetinaBox等。4.URLURL是UniformResourceLocator(统一资源定位符)的缩写，也被称为网页地址，是因特网上标准的资源的地址。基本写法：protocol:/host:port/path/filename(协议：/服务器：端
18、口号/路径/文件名)。协议包括HTTP、FILE、Ftp、NEWS与Telnet等。Host为服务器地址，可以是IP地址或DNS地址，这两者组成WWW的地址空间。端口号、路径、文件名在具体操作时很少使用。5.IP地址地址IP地址又称网际地址，Internet上的每台计算机(包括路由器)在通信之前首先需要指定一个IP地址。IP地址是Internet赖以工作的基础。Internet中的计算机和路由器的IP地址采用分层结构，由网络地址和网络内主机地址两部分组成，由32位无符号二进制数字组成，每个十进制数的表示范围为0255，是网络中每一台主机的唯一标识。6.DNS对于非计算机和网络的专业人员来说，I
19、P地址不但不形象而且没有规律，很难记忆。如果不做说明，人们即使知道IP地址的规则也很难从字面上理解IP地址指明的是哪一台主机设备。但如果有一个“翻译”系统，把难懂难记的IP地址对应成易懂易记的表示方式，就清楚多了，这就要用到域名系统(Domain Name System，DNS)。域名是由两个或两个以上的由圆点分开的、具有特殊意义的单词组成的。因此通过域名，用户可以初步了解主机的简单信息。例如：*.com表示商业机构；*.edu表示教育系统等。域名是按层次结构组织的，由左至右逐渐升高，便于记忆。7.HTTP超文本传输协议(Hyper Text Transfer Protocol，HTTP)是互
20、联网上应用最为广泛的一种网络协议，所有的WWW文件都必须遵守这个标准。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档，还确定传输文档中的哪一部分，以及哪部分内容首先显示(如文本先于图形)等。这就是为什么在浏览器中看到的网页地址都是以“http:/”开头的原因。HTTP是应用层协议，浏览器和Web服务器之间就会通过HTTP在Internet上进行数据的发送和接收，HTTP是一个基于请求/响应模式的、无状态的协议。8.HTML 超文本标记语言(Hyper Text Markup Language，HTML)是一种专门用于WWW的编程语言，由客户机解释执行。用户可在
21、HTML文档中嵌入各种链接，而这种链接又可以是另一个HTML文档或文本、图形、动画、声音等。因此用HTML可多角度多媒体地展示信息，用户也可方便地在关联的链接间自由选择，较快地定位和获取自己感兴趣的内容。9.超链接超链接超链接是不同信息之间的链接关系。形象地说，就是在WWW页面上，用鼠标点击一链接点，可以链接到另一个页面。10.超文本、超媒体超文本、超媒体超文本实际上就是可以和其他数据具有链接关系的文档。超文本技术采用非线性的网状结构组织信息，并把文本按其内部的独立性、相关性划分成不同的信息块，最后按关系组织成网状。11.ISP由于架设或租用Internet的数据专线，对于一般单位和个人而言，
22、费用很高，所以出现了ISP。网络服务提供商(Internet Service Provider，ISP)拥有某地区到Internet主干的数据专线的使用权，并把位于本地区的某台计算机作为主机，与Internet主干线连通。本地用户就可通过向ISP申请账号的方式连入Internet。能提供拨号上网、网上浏览、下载文件、收发电子邮件等服务。12上传下载上传下载上传就是将本地硬盘数据(也就是当前用户)传到网络上；下载正好相反，就是将网络硬盘的数据传到本地硬盘上。13.网络实名网络实名网络实名是一种信息服务，将中文名字实时翻译成英文地址或者域名。无论是有域名的网站，还是没有独立域名的URL页面，都可以
23、登记网络实名。网络实名是建立在现有Internet的域名和URL体系基础上的一种扩充功能，它不需要改变现有的体系结构。登记网络实名后，原来的域名和URL系统照常可以使用，两者是可以共存的。8.1.3 Internet的通信协议的通信协议在所有网络软件中，除了网络操作系统外，最重要的莫过于各种各样的网络协议了。网络能有序安全运行的一个很重要的原因，就是它遵循一定的规范，网络里的这个规范就是通讯协议。换句话说，通讯协议是网络社会中信息在网络的计算机之间、网络设备之间及其相互之间“通行”的交通规则。TCP/IP是Internet中使用的基本的通信协议。人们通常称它为TCP/IP协议族，它是20世纪7
24、0年代中期美国国防部为其ARPAnet广域网开发的网络体系结构和协议标准，以它为基础组建的Internet是目前国际上规模最大的计算机网络。正因为Internet的广泛使用，使得TCP/IP成了事实上的标准。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议，传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)，但TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，例如远程登录、文件传输与电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。8.1.4 Internet的基本工作原理的基本工作原理 Internet是由物理网络、通信协议和网络工具组成的。1.物理网络物理网络物理网络是Inte
25、rnet最基本的部件，Internet上所有的计算机都是通过成千上万根电缆、光缆或无线通信设备以及连接器组成的一个有机的物理网络，物理网络是Internet传播信息的载体。2.通信协议通信协议Internet中传送的信息至少要通过三层协议：网络协议，它负责将消息从一个地方传送到另一个地方；传输协议，它管理被传送内容的完整性；应用程序协议，作为对通过网络应用程序发出的一个请求的应答，它将传输数据转换成人们能识别的形式。3.网络工具网络工具要进行网络数据传输，必须借助于一定的工具来实现，Internet中经常使用的基本工具有电子邮件工具、文件传输工具与网络聊天工具等。8.2Internet地址地址
26、8.2.1 域名系统域名系统在Internet中可以用各种方式来命名计算机，为了避免重名，Internet管理机构采用了在主机名后加上后缀名的方法，这个后缀名称为域名(domain)，用来标识主机的区域位置。域名系统(Domain Name System，DNS)是在层次型命名机制的原理上建立的一种网络名字标识系统，其核心是域名(domain name)。层次型命名机制中主机名的组成为：本地名.组名.网点名 在域名系统中，相应的部分被域名代替，而域是根据网络中主机的组织性质或者地理位置关系进行划分的。根据组织性质划分的域称为组织域，根据地理位置划分的域称为地理域，这些域的标记称为域名。为了保证
27、域名系统的通用性，大家熟知的网络Internet定义了一些最高级别的域(见表8.1)。表表8.1 Internet顶级域名顶级域名最高级别域又被称为顶级域。每一个最高级别的域又被分成一系列的二级域。最高级别的域反映了域的种类，如教育域(EDU)；二级域代表域中的某个组织；三级和更低级的域代表该组织的不同部门。整个域名空间如图8.1所示。从图8.1中可以看出，域名空间是树形结构，树上的每一结点都有一个标号，标号用字符串表示，它的长度按规定不超过63个字符，不区分大小写。图8.1 Internet域名空间示意图在域名系统中，一个域指的是域名空间的一个子树，当然这个域又可以划分为若干个域，也称为子域
28、。一个完整的域名是指从该结点出发到根的各个域名组成的集合，各层域名之间用“.”隔开，例如长安大学的域名为：。实际上，网络中各个结点主机的域名都可以用此办法获得。在Internet域名系统中，Internet信息中心(NIC)负责顶级域名的管理，顶级域名下属的各级域名则授权各个域进行管理，信息中心运行根服务器。每一个顶级域名负责下属各级域名的分配和管理工作，如CN，也就是中国，下属的域名由中国互联网络信息中心(CNNIC，)进行分配和管理。相应的，CN下属的各级域名由相应的网络信息中心分配管理，如CN下的EDU，也就是“中国教育和科研计算机网络”(CERNET)，域名管理由教育网网络中心管理。应
29、该强调的是，域名只是个逻辑概念，它们不必与物理地点一致，也就是说，物理上不在同一个地点的计算机可以采用相同层次的域名。8.2.2 IP地址地址1.IP地址设计方案地址设计方案TCP/IP网络的地址也称为IP地址。IP地址是一种层次型的地址，它反映了网间网概念的层次(如图8.2所示)，这样IP地址就由“网络标识+主机标识”组成。图8.2 网间网概念的层次结构TCP/IP协议规定，使用TCP/IP进行通信的每一台主机都必须有IP地址，每个IP地址必须唯一地标识一台网络主机(包括工作站、服务器、路由器、交换机、打印机等)。每个IP地址由32位二进制数组成，包括网络标识和主机标识两个部分。为了便于阅读
30、，每个IP地址的32位分成四个8位组，每8个位组之间用点分开，8位组的二进制数用0255之间的十进制数表示，这种表示方法称为“点分十进制(Dotted Decimal Notation)”。目前IP地址由“因特网名字与号码指派公司ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)”进行分配。TCP/IP协议定义了五种地址类型，即A类、B类、C类、D类和E类地址。其中，D类地址为多目地址(multicast address)，用于支持多目传输；E类地址用于将来的扩展之用。目前常用的地址为A类、B类和C类。1)A类地址TCP/IP协
31、议规定A类地址第一个8位组高端位总是二进制0，其余7位表示网络标识号(NetID)，其他三个8位组共24位用于主机标识(Host ID)(见图8.3)，这样A类地址的有效网络数为126个(除去全“0”和全“1”)，每个网络的主机数为16 777 214台。A类地址一般分配给具有大量主机的网络使用。图8.3 网间网的A类地址2)B类地址TCP/IP协议规定在B类地址中，第一个8位组的前2位总为二进制数10，剩下的6位和第二个8位组共14位二进制数表示网络标识号，第三个和第四个8位组共16位表示不同的主机标识(见图8.4)。图8.4 网间网的B类地址这样，B类地址的有效网络数为16 384，每个网
32、络的主机数为66 534台。B类地址一般分配给中等规模主机数的网络使用，如北京大学的IP地址为162.105.0.0，清华大学的IP地址为166.111.0.0。3)C类地址TCP/IP协议规定C类地址的第一个8位组的前三位总为二进制数110，剩下5位和第二、第三个8位组共21位二进制数表示不同的网络标识号，第四个8位组共8位表示不同的主机号(见图8.5)。图8.5 网间网的C类地址C类地址的有效网络数为2 097 152，每个网络中的主机数为254台。C类地址是最常见的IP地址类型，一般分配给规模较小的网络使用，如长安大学的IP地址为：202.117.64.0202.117.79.0共16个
33、C类地址。4)D类地址D类地址是多播地址，不区分网络标识和主机标识。整个地址用于多播，见图8.6。图8.6 网间网的D类地址5)E类地址E类地址是为今后网络应用而保留的，也不区分网络标识和主机标识，见图8.7。图8.7 网间网的E类地址2.特殊的IP地址还有几种具有特殊意义的特殊地址形式，这些地址不用来标识网络或主机。1)0.0.0.0严格说来，0.0.0.0已经不是一个真正意义上的IP地址了。它表示的是这样一个集合：所有不清楚的主机和目的网络。这里的“不清楚”是指在本机的路由表里没有特定条目指明如何到达。对本机来说，它就是一个“收容所”，所有不认识的“三无”人员，一律送进去。如果在网络设置中
34、缺省网关，那么Windows系统会自动产生一个目的地址为0.0.0.0的缺省路由。2)255.255.255.255255.255.255.255是有限广播地址。对本机来说，这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机。如果翻译成人类的语言，应该是这样：“这个房间里的所有人都注意了!”这个地址不能被路由器转发。3)127.0.0.1127.0.0.1是本机地址，主要用于测试。用汉语表示，就是“我自己”。在Windows系统中，这个地址有一个别名“Localhost”。寻址这样一个地址，是不能把它发到网络接口的。除非出错，否则在传输介质上永远不应该出现目的地址为“127.0.0.1”的数据包。4)
35、224.0.0.1224.0.0.1是组播地址，注意它和广播的区别。从224.0.0.0到239.255.255.255都是这样的地址。224.0.0.1特指所有主机，224.0.0.2特指所有路由器。这样的地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序。如果你的主机开启了IRDP(Internet路由发现协议，使用组播功能)功能，那么你的主机路由表中应该有这样一条路由 3.IPv61)提出IPv6的原因 现有的互联网是在IPv4协议的基础上运行的。IPv6是下一版本的互联网协议，它的提出最初是因为随着Internet的迅速发展，IPv4定义的有限地址空间已被耗尽，地址空间的不足必将影响互联网的进一步
36、发展。为了扩大地址空间，拟通过IPv6重新定义地址空间。IPv4采用32位地址长度，只有大约43亿个地址，而IPv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址，整个地球每平方米面积上可分配1000多个地址。在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解决不好的其他问题。IPv6的主要优势体现在以下几方面：扩大地址空间、提高网络的整体吞吐量、改善服务质量(QoS)、安全性有更好的保证、支持即插即用和移动性以及更好实现多播功能等。2)IPv6数据报格式和编址方案IPv6数据报格式包括基本头部、扩展头部和数据负载三部分。
37、IPv6的基本头部尺寸是IPv4的两倍。基本头部为固定格式，扩展头部可根据需要选用零个或多个，如图8.8所示。图8.8 IPv6数据报的通用格式与IPv4相比，IPv6的报文格式相对比较简单，但是分组基本首部的长度从20字节增加到40字节，如图8.9所示。图8.9 IPv6分组格式在IPv6的分组格式中，前面8个字节是分组控制信息，源地址和目的地址因为采用128位方式，所以共有32个字节，后面是封装的用户数据。控制信息的减少可以提高路由器处理分组的效率，降低处理时间。IPv6地址体系结构(RFC2373)中定义IPv6地址采用128位二进制数结构，由类型前缀部分和地址其余部分两个部分组成，其结
38、构如图8.10所示。图8.10 IPv6地址格式为了便于标识，IPv6规定IPv6地址用十六进制数表示，设4位一组，中间由冒号分隔开，形成由8组十六进制数组成的一个完整地址，其形式如下：ED80:0000:0000:0000:0006:0600:00ac:b75f在实际应用中，这么长的地址形式难以记忆，而且中间有许多“0”，所以IPv6规定了缩写规则：(1)全为“0”的组可以用一个“0”表示；(2)在各组中高位为“0”的可以省略；(3)连续几个为“0”的组可以用两个“：”表示。这样，上述的地址利用规则(1)和规则(2)就可以写为ED80:0:0:0:6:600:ac:b75f如果再结合规则3，
39、则上述地址又可以表示为ED80:6:600:ac:b75f需要注意的是，双冒号地址表示只能在地址格式中出现一次，如果有间隔的连许多“0”地址，则除了第一个外，其他必须用“0”表示，如：ED80:0000:0000:0009:0000:0000:00ac:e63c用短缩形式表示为ED80:9:0:0:ac:e63c IPV6主要定义了三种地址类型：单播地址、多播地址和任播地址。(1)单播地址：定义一个单独的计算机，发送到一个单播地址的分组必须交付给这个指定的计算机。单播地址主要包括：环回地址：这个地址是主机测试地址，类型前缀0000 0000，后面跟着119个“0”和一个“l”。其作用等同于IP
40、v4中的127.0.1。IPv4兼容地址：类型前缀为0000 0000，后面跟88位“0”和32位IPv4地址。这种地址在IPv6流量需要通过已有的IPv4网络时使用 IPv4映射地址：地址格式和兼容地址相同，是用来在IPv6主机与IPv4主机通信时使用的，这种地址需要有一个双重协议栈或者路由器，能进行首部转换。本地链路地址：当局域网使用因特网协议，但由于安全的原因没有连接到因特网上时，采用这种地址。这种地址的类型前缀为1111 1110，用于孤立的网络。本地网点地址：如果一个网点有几个网络内部使用因特网协议，但也是由于安全的原因并没有连接在因特网上，可以使用这种地址。这种类型的地址前缀为11
41、11 1110 11。(2)多播地址：定义一组计算机，它们可以共享或不共享同样的地址前缀，可以连接到或不连接到同样的物理网络上，发送给多播地址的分组必须交付到该组中的每一个成员。所有多播地址的前8位都为1111 1111，第二个字段定义组地址标志。(3)任播地址：定义一组计算机，它们的地址具有相同的前缀。例如，连接到同样的物理网络的计算机共享相同的前缀地址。发送到任播地址的分组必须交付给该组成员中的一个。任播地址是一种特殊的单播地址，它分配给多个主机上的接口。发送到这种地址的报文将被转发到与那个地址最近的接口。IPv6对任播地址规定了如下限制：不能把任播地址用作报文的源地址。只能把任播地址分配
42、给路由器。8.3Internet接入技术接入技术8.3.1 ISPISP(Internet Service Provider)，互联网服务提供商，即向广大用户综合提供互联网接入业务、信息业务和增值业务的电信运营商。ISP是经国家主管部门批准的正式运营企业，享受国家法律保护。各国和各地区都有自己的ISP，在我国，具有国际出口线路的四大网络运营机构CHINAGBN、CHINANET、CERNET和 CASNET是全国最大的ISP，它们在全国各地都设置了自己的ISP机构。ISP与互联网络相连的网络被称为接入网络，其管理单位称为接入单位。ISP是用户和Internet之间的桥梁，它位于互联网的边缘，用
43、户通过通信线路连接到ISP，借助于ISP与Internet的连接通道便可以接入Internet。8.3.2 Internet的主要接入技术的主要接入技术Internet接入技术很多，除了最常见的拨号连接外，宽带接入已显示出不可比拟的优势。宽带接入技术主要包括以现有电话网铜线为基础的XDSL接入技术、以电缆电视为基础的混合光纤同轴接入技术、以太网接入技术、光纤接入技术等多种有线接入技术以及无线接入技术。1.PSTN(公共电话网公共电话网)PSTN(Published Switched Telephone Netwrok)技术是通过调制解调器拨号实现用户接入的方式。这种接入方式是大家非常熟悉的一种
44、接入方式，目前最高的速率为56 kb/s，这种速率远远不能够满足宽带多媒体信息的传输需求。但由于电话网非常普及，用户终端设备Modem很便宜，大约在100500元，而且不用申请就可开户，因此只要家里有电脑，用户把电话线接入Modem就可以直接上网。拨号接入方式成本低，安装简单，非常适合家庭个人或小型的局域网使用。但其在稳定性和带宽方面有局限性，不适合中大规模的网络和Internet连接。随着宽带业务的发展，这种接入方式已被淘汰。2.ISDN(综合业务数字网综合业务数字网)ISDN(Integrated Service Digital Network)是一个数字电话网络国际标准，是一种典型的电路
45、交换网络系统，它采用数字传输和数字交换技术，将电话、传真、数据、图像和语音等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理。用户利用一套ISDN用户线路，可以在上网的同时打电话、收发传真，就像两条电话线一样。ISDN基本速率接口有两条64 kb/s的信息通道和一条16 kb/s的信令通道，简称“2B+D”，当有电话拨入时，它会自动释放一个B通道来进行电话接听。尽管提供Internet是接入ISDN的主要应用，但随着宽带技术接入方式技术的成熟，ISDN作为一种窄带接入的过渡方式，已退出了历史舞台。3.ADSL(非对称数字用户环路非对称数字用户环路)ADSL(Asymmetric Digital
46、 Subscriber Line)可以在普通的电话铜缆上提供1.5 Mb/s8 Mb/s的下行和10 kb/s64 kb/s的上行传输，可进行视频会议和影视节目传输，非常适合中、小企业。但是ADSL有一个致命的弱点：用户距离电信的交换机房的线路距离不能超过4 km6 km，限制了它的应用范围。4.DDN(数字数据网数字数据网)专线专线DDN(Digital Data Network)是采用数字传输信道传输数据信号的通信网，是利用光纤、数字微波或卫星等数字信道，以传输数据信号为主的信号网络。DDN专线是指运营商将DDN中的数据电路出租给用户，用户通过DTU直接进入运营商DDN网络的接入方式。DD
47、N可以提供点到点、点到多点的透明传输，为用户传输包括数据、语音和图像在内的各类数据。因为这种接入采用固定连接的方式，不需要经过机房，所以称之为DDN专线。实际上它是一个半永久性的连接，因为它是根据用户的需要临时建立的一个固定连接，并且连接信道的数据传输率、路由、使用的网络协议等会随时根据需要申请改变。常见的DDN专线速率可分为14.4 k、28.8 k、64 k、128 k、256 k、512 k、768 k、1.544M(T1)及44.763M(T3)九种。DDN专线有固定的IP地址，网络可靠性高，传输质量好，永久的连接，时延小，因此得到了广泛的应用。但是，由于整个链路被企业独占，所以费用很
48、高，因此中小企业较少选择，一般用于无线通信网络、金融、公安、铁路、医院、银行、证券等行业，特别是保密性要求较高的行业和部门。5.卫星接入卫星接入目前，国内一些Internet服务提供商开展了卫星接入Internet的业务。适合偏远地方又需要较高带宽的用户。卫星用户一般需要安装一个甚小口径终端(VSAT)，包括天线和其他接收设备，下行数据的传输速率一般为1 Mb/s左右，上行通过PSTN或者ISDN接入ISP。终端设备和通信费用都比较低。6.F.R(帧中继帧中继)F.R(Frame Relay)帧中继是在数据链路层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种网络互连技术。目前，帧中继的主要应用之一是局
49、域网互联，特别是在局域网接入Internet时，使用帧中继更能体现它的低网络时延、低设备费用、高带宽利用率等优点。帧中继的主要特点是：使用光纤作为传输介质，因此误码率极低，能实现近似无差错传输，减少了进行差错校验的开销，提高了网络的吞吐量；帧中继是一种宽带分组交换，使用复用技术时，其传输速率可高达44.6 Mb/s。但是，帧中继不适合于传输诸如话音、电视等实时信息，它仅限于传输数据。7.光纤接入光纤接入光纤接入技术是光纤到路边(Fiber To The Curb，FTTC)和光纤到户(Fiber To The Home，FTTH)的宽带网络接入技术。光纤接入网(Optical Access N
50、etwork，OAN)是目前电信网中发展最为快速的接入网技术，除了重点解决电话等窄带业务的有效接入问题外，还可以同时解决调整数据业务、多媒体图像等宽带业务的接入问题。OAN泛指从交换机到用户之间的馈线段、配线段及引入线段的部分或全部以光纤实现接入的系统。在一些城市开始兴建高速城域网，主干网速率可达几十Gb/s，并且推广宽带接入。光纤可以铺设到用户的路边或者大楼，可以以100 Mb/s以上的速率接入。适合大型企业。8.HFC(光纤同轴混合网光纤同轴混合网)宽带接入宽带接入HFC(Hybrid Fiber Coax)是一种经济实用的有线电视网采用的网络传输技术。骨干网采用光纤到路边的方式，然后通过
