第9章TCP/IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)本章的學(xué)習(xí)目標(biāo)：●了解TCP/IP網(wǎng)絡(luò)●了解5種網(wǎng)絡(luò)連接類型●學(xué)會(huì)使用網(wǎng)絡(luò)配置向?qū)?.1TCP/IP基礎(chǔ)TCP/IP起源于20世紀(jì)60年代末美國(guó)政府資助的一個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò)研究

第9章TCP/IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)本章的學(xué)習(xí)目標(biāo)：

●了解TCP/IP網(wǎng)絡(luò)

●了解5種網(wǎng)絡(luò)連接類型

●學(xué)會(huì)使用網(wǎng)絡(luò)配置向?qū)?/p>

9.1TCP/IP基礎(chǔ)

TCP/IP起源于20世紀(jì)60年代末美國(guó)政府資助的一個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò)研究項(xiàng)目，到20世紀(jì)90年代已發(fā)展成為計(jì)算機(jī)之間最常應(yīng)用的組網(wǎng)形式。它是一個(gè)真正的開(kāi)放系統(tǒng)，因?yàn)閰f(xié)議組件的定義及其多種實(shí)現(xiàn)可以不用花錢或花很少的錢就可以公開(kāi)得到。它成為Internet 的基礎(chǔ)，該廣域網(wǎng)(WAN)已包含超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)遍布世界各地的計(jì)算機(jī)。通常所說(shuō)的網(wǎng)絡(luò)類型(如TCP/IP、IPX/SPX或Novell) ，指的是網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)間通信所用的協(xié)議或語(yǔ)言。這是獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)所用的實(shí)際物理連接類型的。

在物理層，當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)是建立在各種以太網(wǎng)技術(shù)(包括10-Base-2、10-Base-T 和100-Base-TX Ethernet) 以及光纖和其他技術(shù)之上的。事實(shí)上，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)由運(yùn)行在各種不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)施上的組件構(gòu)成：以太網(wǎng)組件、通過(guò)電話串行連接連成的組件和紅外發(fā)射器與接收器上的連接。而在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上各種數(shù)據(jù)的實(shí)際電纜和硬件類型無(wú)關(guān)緊要。采用這種邏輯(協(xié)議) 與物理(硬件和電纜) 的抽象(或分離) 方法，使我們可以不必考慮連接類型來(lái)介紹網(wǎng)絡(luò)。

9.1.1TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的分層體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通常分不同層次進(jìn)行開(kāi)發(fā)，每一層分別負(fù)責(zé)不同的通信功能。一個(gè)協(xié)議族，例如TCP/IP，是一組不同層次上的多個(gè)協(xié)議的組合。TCP/IP通常被認(rèn)為是一個(gè)4層協(xié)議系統(tǒng)，如圖9-1

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圖9-1TCP/IP協(xié)議族的4個(gè)層次

每一層具有不同的功能。

1. 鏈路層

2. 網(wǎng)絡(luò)層

3. 運(yùn)輸層

4. 應(yīng)用層

9.1.2TCP/IP協(xié)議成員概述

理解TCP/IP中每個(gè)協(xié)議的作用，知道在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上能干什么是很有用的。下面列出了TCP/IP提供的主要用戶應(yīng)用程序。

1. Telnet 程序

Telnet 程序提供遠(yuǎn)程登錄功能。

2. 文件傳輸協(xié)議

文件傳輸協(xié)議(FTP)允許用戶將一個(gè)系統(tǒng)上的文件復(fù)制到另一個(gè)系統(tǒng)上。

3. 簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議

簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議(SMTP)用于傳輸電子郵件。

4. Kerberos 協(xié)議

Kerberos 是一個(gè)受到廣泛支持的安全性協(xié)議。

5. 域名服務(wù)器協(xié)議

域名服務(wù)器(DNS)能使一臺(tái)具有普通名字的設(shè)備轉(zhuǎn)換成某個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò)地址。

6. 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議

簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)把用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)作為傳輸機(jī)制，它使用和TCP/IP不同的術(shù)語(yǔ)，TCP/IP用客戶和服務(wù)器，而SNMP 用管理器(manager)和代理(agent)，代理提供設(shè)備信息，而管理器管理網(wǎng)絡(luò)通信。

第9章TCP/IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)?177?

7. 網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器

網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器(NFS)是由Sun Microsystems 公司開(kāi)發(fā)的一套協(xié)議，可使多臺(tái)計(jì)算機(jī)能透明地訪問(wèn)彼此的目錄。

8. 遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用

遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用(RPC)是使應(yīng)用軟件能與另一臺(tái)計(jì)算機(jī)(服務(wù)器) 通信的一些函數(shù)。

9. 普通文件傳輸協(xié)議

普通文件傳輸協(xié)議(TFTP)是一種缺乏任何安全性的非常簡(jiǎn)單落后的文件傳輸協(xié)議。

10. 傳輸控制協(xié)議

傳輸控制協(xié)議(TCP/IP中的TCP 部分) 是一種可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議。

11. 網(wǎng)際協(xié)議

網(wǎng)際協(xié)議(IP)負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸由TCP/UDP裝配的數(shù)據(jù)包。

12. 網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議

網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議負(fù)責(zé)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備的狀態(tài)發(fā)出和檢查報(bào)文，它可以將某臺(tái)設(shè)備的故障通知到其他設(shè)備。

9.1.3TCP/IP配置基礎(chǔ)

1. IP 地址

在TCP/IP中，每臺(tái)連接網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)(或主機(jī)) 都被指定惟一的IP 地址。

IP 地址長(zhǎng)32位，Internet 地址并不采用平面形式的地址空間，如1、2、3等。IP 地址具有一定的結(jié)構(gòu)。

目前有3種TCP/IP網(wǎng)絡(luò)：A 類網(wǎng)、B 類網(wǎng)和C 類網(wǎng)，如圖9-2所示。

A 類

B 類C 類圖9-2網(wǎng)絡(luò)類型

?178?Red Hat Linux 9.0基礎(chǔ)教程

2. 子網(wǎng)與子網(wǎng)掩碼(subnetmask)

子網(wǎng)掩碼是另一組由句號(hào)分開(kāi)的單字節(jié)整數(shù)，它定義了IP 地址中表示網(wǎng)絡(luò)的部分。下面采用一個(gè)8位數(shù)字來(lái)說(shuō)明其工作方法。

例如，對(duì)于一個(gè)8位數(shù)字194，其二進(jìn)制表示如下：

11000010

如果將這個(gè)數(shù)字一分為二，前4位表示網(wǎng)絡(luò)，后4位表示主機(jī)，則子網(wǎng)掩碼用邏輯“與”組合這個(gè)數(shù)字時(shí)，后4位為0，前4位不變。

根據(jù)邏輯“與”的規(guī)則，子網(wǎng)掩碼的二進(jìn)制形式為11110000。

以此類推，假如IP 地址為194.148.43.194，如果要用子網(wǎng)掩碼標(biāo)識(shí)B 類網(wǎng)及其網(wǎng)絡(luò)地址，則要讓前兩個(gè)的所有位為1(每個(gè)字節(jié)的值為255) ，后兩個(gè)字節(jié)的所有位為0(每個(gè)字節(jié)的值為0) ，產(chǎn)生的子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。

3. 廣播地址(broadcastaddress)

“廣播地址”使用戶能將消息一次性傳遞到自己網(wǎng)絡(luò)中的全體系統(tǒng)中。在了解“子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼”的概念以后，用戶可以很容易根據(jù)自己主機(jī)的地址確定廣播地址：廣播地址中主機(jī)部分被設(shè)置為255(二進(jìn)制位為全1) ，而網(wǎng)絡(luò)部分不變。例如，IP 地址192.68.4.6/22的廣播地址為192.168.7.255/22，其中22表示前22位是網(wǎng)絡(luò)地址，后10位是主機(jī)地址，把后10位設(shè)置為1就可以得到其廣播地址了。

4. 網(wǎng)關(guān)地址(gateway)

網(wǎng)關(guān)是提供外部世界的路由的機(jī)器，它通常至少有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口卡：一個(gè)連接局域網(wǎng)，另一個(gè)進(jìn)行遠(yuǎn)程連接。網(wǎng)關(guān)在適當(dāng)時(shí)候?qū)⒕钟蚓W(wǎng)中的分組重新選擇路由。

對(duì)于連接外部網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)，則需要知道局域網(wǎng)外至少一個(gè)網(wǎng)關(guān)的IP 地址。

5. 域名系統(tǒng)(DNS和BIND)

域名服務(wù)(DNS，Domain Name Service) 是一個(gè)系統(tǒng)，DNS 域名就是給網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)起一個(gè)名字，就像一個(gè)人名一樣，形象而容易記憶。實(shí)際上是將主機(jī)的IP 地址與它的主機(jī)名對(duì)應(yīng)起來(lái)并存放在DNS 服務(wù)器上。DNS 服務(wù)器遇到請(qǐng)求之后，就將域名解析為IP 地址后反饋回去。使用域名將大大減輕用戶記憶的負(fù)擔(dān)。例如，訪問(wèn)水木清華的時(shí)候，就可以輸入如下地址：

telnet bbs.tsinghua.edu.cn

是不是名字還是挺長(zhǎng)的，叫bbs.tsinghua 不是更簡(jiǎn)單嗎？但是不行。

這是因?yàn)椋瑸榱藢nternet 上茫茫的IP 地址進(jìn)行劃分，于是使用了域的概念。一個(gè)主機(jī)名的格式如下：

子域名.[子域名.]…域名

第9章TCP/IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)?179?

在Internet 上，域的分類是有規(guī)定的。Internet 是由美國(guó)開(kāi)發(fā)的，美國(guó)使用的域名意義如表9-1所示。表9-1Internet 上的域名含義

域

com

gov

int

mil

net

org

us

edu 金融業(yè)政府部門國(guó)際組織軍事部門網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組織其他組織ISO 的美國(guó)域大學(xué)及學(xué)院指代

其他國(guó)家或地區(qū)都必須使用雙字母域來(lái)標(biāo)志；在表中的域名上加上ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織) 規(guī)定的國(guó)家域名。常見(jiàn)國(guó)家域名如表9-2所示。表9-2Internet 上的國(guó)家域名

域

cn

hk

mo

tw

sg

th

jp

kr

de

fr

uk

us

ch

se 中國(guó)香港澳門臺(tái)灣新加坡泰國(guó)日本韓國(guó)德國(guó)法國(guó)英國(guó)美國(guó)瑞士瑞典國(guó)家或地區(qū)

因此，中國(guó)的大學(xué)的域名就是edu.cn ，清華大學(xué)的域名就是tsinghua.edu.cn ，而清華的BBS 就是bbs.tsinghua.edu.cn 。

理解了域名的含義之后，將更容易記憶主機(jī)名。

?180?Red Hat Linux 9.0基礎(chǔ)教程

為了訪問(wèn)域名系統(tǒng)，需要在該站點(diǎn)運(yùn)行一個(gè)DNS 服務(wù)器(DNS服務(wù)器也稱為域名服務(wù)器或簡(jiǎn)稱NS ) 。DNS 服務(wù)器分為以下3類：

●主DNS 服務(wù)器(master或primary)

●從DNS 服務(wù)器(slave或secondary)

●緩沖DNS 服務(wù)器(caching)

6. 端口(port)

服務(wù)器一般都是通過(guò)人們所熟知的端口號(hào)來(lái)識(shí)別的。表9-3常用TCP 和UDP 端口

服務(wù)名

FTP

Telnet

SMTP

Name

HTTP

POP3

IMAP 端2123254280110143口類TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP 型文件傳輸協(xié)議Telnet 連接簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議域名系統(tǒng)服務(wù)超文本傳輸協(xié)議(萬(wàn)維網(wǎng)) 使用郵政局協(xié)議3的郵件閱讀器使用Internet 消息訪問(wèn)協(xié)議的郵件閱讀器說(shuō)明

9.1.4Telnet 程序

Telnet 程序的目的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供遠(yuǎn)程登錄終端的能力。換句話說(shuō)，計(jì)算機(jī)A 的用戶可以與網(wǎng)絡(luò)中任意計(jì)算機(jī)B 聯(lián)機(jī)操作，對(duì)用戶而言，就像坐在計(jì)算機(jī)B 前面一樣。Telnet 是通過(guò)TCP 端口號(hào)32提供服務(wù)的。

遠(yuǎn)程登錄的過(guò)程如下。

首先在Shell 提示符下輸入telnet 命令如下：

$telnet

telnet>open bbs.tsinghua.edu.cn

或者直接輸入如下：

telnet bbs.tstinghua.edu.cn

Connected to bbs.tstinghua.edu.cn

login:

一旦連接到遠(yuǎn)程系統(tǒng)，必須提供一個(gè)注冊(cè)名和口令。一旦注冊(cè)成功，就好像在操作遠(yuǎn)程系統(tǒng)，可采用操作系統(tǒng)全部有效的命令。所有命令都與服務(wù)器相關(guān)，所有目錄命令顯示服務(wù)器的當(dāng)前目錄，而不是客戶目錄。要觀看客戶目錄，用戶必須進(jìn)入命令模式。

為了脫離遠(yuǎn)程對(duì)話，只要輸入以下命令。

第9章TCP/IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

telnet>quit ?181?

或者直接按Ctrl D鍵，此時(shí)用戶可以重新返回到自己的計(jì)算機(jī)。

當(dāng)用戶在操作一臺(tái)低功能的計(jì)算機(jī)或者終端時(shí)，或希望使用另一臺(tái)計(jì)算機(jī)的處理能力時(shí)，或另外一臺(tái)計(jì)算機(jī)中具有用戶不希望在自己的本地計(jì)算機(jī)中裝載的特殊工具時(shí)，Telnet 程序十分有用。

9.1.5常用的命令

1. 網(wǎng)絡(luò)信息統(tǒng)計(jì)

關(guān)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議總體信息的統(tǒng)計(jì)可用netstat -s 命令來(lái)獲取，該統(tǒng)計(jì)信息通?？商峁㊣P 、ICMP 、TCP 和UDP 的總體情況，這個(gè)命令的輸出是很有用的，它可以確定接收數(shù)據(jù)包中的錯(cuò)誤被放在何處，然后可使用戶分析錯(cuò)誤是軟件引起的還是網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題造成的。

還可以使用ping 、finger 、traceroute 和host 命令找到有關(guān)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)上用戶的狀態(tài)信息。ping 用于檢測(cè)遠(yuǎn)程系統(tǒng)是否已經(jīng)啟動(dòng)和運(yùn)行；finger 用于找到網(wǎng)絡(luò)上其他用戶的信息，查看他們是否已收到郵件；host 顯示網(wǎng)絡(luò)上某一系統(tǒng)有關(guān)地址的信息，給用戶提供系統(tǒng)IP 和域名地址；traceroute 可以用來(lái)跟蹤信息通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)這條路線傳給用戶的順序；arp 用來(lái)解析和顯示本機(jī)IP 地址和物理地址?？梢栽诮K端窗口上輸入這些命令。

2. 遠(yuǎn)程訪問(wèn)命令

遠(yuǎn)程訪問(wèn)命令用于較小的網(wǎng)絡(luò)，例如Intranets 。它們能使用戶遠(yuǎn)程注冊(cè)到另一個(gè)系統(tǒng)上的另一個(gè)賬號(hào)，并把文件從一個(gè)系統(tǒng)復(fù)制到另一個(gè)系統(tǒng)。

(1)rlogin 命令

(2)rcp 命令

(3)rsh 命令

9.2建立與Internet 的連接

網(wǎng)上沖浪已漸漸成為一項(xiàng)廣受歡迎的活動(dòng)。從金融信息到醫(yī)藥處方，與人息息相關(guān)的方方面面都在使用Internet 。然而，要使用Internet ，必須先連接它。Internet 的連接方式也有很多種，其中包括以下幾種：

●以太網(wǎng)連接

●ISDN 連接

●調(diào)制解調(diào)器連接

●無(wú)線連接

●xDSL 連接

?182?Red Hat Linux 9.0基礎(chǔ)教程

9.3本章小結(jié)

本章首先介紹了當(dāng)今大多數(shù)計(jì)算機(jī)用戶都感興趣的主題：網(wǎng)絡(luò)，主要介紹了Linux 中的基本網(wǎng)絡(luò)概念，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和路由的概念、TCP/IP配置的基本組件，例如，IP 地址、子網(wǎng)掩碼、端口與網(wǎng)關(guān)；TCP/IP協(xié)議族以及幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用程序，然后介紹了Linux 與Internet 的連接問(wèn)題，主要介紹了使用Internet 配置向?qū)?lái)建立網(wǎng)絡(luò)連接以及5種網(wǎng)絡(luò)連接類型。

9.4思考和練習(xí)

1. 試描述TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的分層體系結(jié)構(gòu)及各層的作用。

2. 如何查看一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接是否激活？

3. 主要存在哪幾種Internet 連接類型？試述各自的特點(diǎn)。