2.1 引言

随着计算机应用的深入，特别是家用计算机越来越普及，一方面希望众多用户能共享信息资源，另一方面也希望各计算机之间能互相传递信息进行通信。个人计算机的硬件和软件配置一般都比较低，其功能也有限，因此要求大型与巨型计算机的硬件和软件资源，以及它们所管理的信息资源应该为众多的微型计算机所共享，以便充分利用这些资源。基于这些原因，促使计算机向网络化发展，将分散的计算机连接成网，组成计算机网络。

2.1.1 网络的定义

计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。所谓计算机网络，就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。通俗地说，网络就是通过电缆、电话线或无线通信等互联的计算机的集合。

通过网络，您可以和其他连到网络上的用户一起共享网络资源，如磁盘上的文件及打印机、调制解调器等，也可以和他们互相交换数据信息。

按计算机联网的区域大小，我们可以把网络分为局域网（Local Area Network，LAN）和广域网（Wide Area Network，WAN）。LAN是指在一个较小地理范围内的各种计算机网络设备互联在一起的通信网络，可以包含一个或多个子网，通常局限在几千米的范围之内。如在一个房间、一座大楼，或是在一个校园内的网络就称为局域网。WAN连接地理范围较大，常常是一个国家或是一个洲。其目的是为了让分布较远的各局域网互联。我们平常讲的Internet就是最大最典型的广域网。

那么，网络上的计算机之间又是如何交换信息的呢？就像我们说话用某种语言一样，在网络上的各台计算机之间也有一种语言，这就是网络协议，不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。当然，网络协议也有很多种，具体选择哪一种协议则要看情况而定。Internet上的计算机使用的是TCP／IP（Transmission Control Protocol／Intermet Protocal，传输控制协议／互联网络协议）。

2.1.2 网络组成

要构成LAN，必须有其基本部件。LAN既然是一种计算机网络，自然少不了计算机，特别是个人计算机（PC）。几乎没有一种网络只由大型机或小型机构成。因此，对于LAN而言，个人计算机是一种必不可少的构件。计算机互联在一起，当然也不可能没有传输媒体，这种媒体可以是同轴电缆、双绞线、光缆或辐射性媒体。第三个构件是任何一台独立计算机通常都不配备的网卡，也称为网络适配器，但在构成LAN时，则是不可少的部件。第四个构件是将计算机与传输媒体相连的各种连接设备，如RJ-45插头座等。具备了上述4种网络构件，便可将LAN工作的各种设备用媒体互联在一起搭成一个基本的LAN硬件平台。

有了LAN硬件环境，还需要控制和管理LAN正常运行的软件，即NOS是在每个PC原有操作系统上增加网络所需的功能。例如，当需要在LAN上使用字处理程序时，用户的感觉犹如没有组成LAN一样，这正是LAN操作发挥了对字处理程序访问的管理。在LAN情况下，字处理程序的一个复制通常保存在文件服务器中，并由LAN上的任何一个用户共享。由上面介绍的情况可知，组成LAN需要下述5种基本结构：

1）计算机（特别是PC）；

2）传输媒体；

3）网络适配器；

4）网络连接设备；

5）网络操作系统。

计算机是我们最熟悉不过的了，就不再介绍了，其他部分我们将详细介绍。

2.1.3 网络IP地址

IP地址标识着网络中一个系统的位置。我们知道每个IP地址都是由两部分组成的：网络号和主机号。其中，网络号标识一个物理的网络，同一个网络上所有主机需要同一个网络号，该号在互联网中是唯一的；而主机号确定网络中的一个工作端、服务器、路由器其他TCP／IP主机。对于同一个网络号，主机号是唯一的。每个TCP／IP主机由一个逻辑IP地址确定。

IP地址有两种表示形式：二进制表示（1和0太多了就搞不清）和点分十进制表示。每个IP地址的长度为4字节，由4个8位域组成，我们通常称之为八位体。八位体由句点分开，表示为一个0～255之间的十进制数。一个IP地址的4个域分别标明了网络号和主机号。

TCP／IP上的每台主机都需要用一个子网屏蔽号。它是一个4字节的地址，用来封装或“屏蔽”IP地址的一部分，以区分网络号和主机号。当网络还没有划分为子网时，可以使用默认的子网屏蔽；当网络被划分为若干个子网时，就要使用自定义的子网屏蔽。

我们来看看默认的子网屏蔽值，它用于一个还没有划分子网的网络。即使是在一个单段网络上，每台主机也都需要这样的默认值。

它的形式依赖于网络的地址类型。在它的4个字节里，所有对应网络号的位都被置为1，于是每个八位体的十进制值都是255；所有对就主机号的位都置为0。例如：C类网地址192.168.0.1和相应的默认屏蔽值255.255.255.0。

我们把屏蔽值和IP地址值做“与”的操作其实是一个内部过程，它用来确定一个数据包是传给本地还是远程网络上的主机。其相应的操作过程是这样的：当TCP／IP初始化时，主机的IP地址和子网屏蔽值相“与”。在数据包被发送之前，再把目的地址也和屏蔽值作“与”，这样如果发现源IP地址和目的IP地址相匹配，IP就知道数据包属于本地网上的某台主机；否则数据包将被送到路由器上。

注：我们知道“与”操作是将IP地址中的每一位与子网屏蔽中相应的位按逻辑与作比较。

2.1.4 网络路由

路由就是选择一条数据包传输路径的过程。当TCP／IP主机发送IP数据包时，便出现了路由，且当到达IP路由器还会再次出现。路由器是从一个物理网向另一个物理网发送数据包的装置，路由器通常被称为网关。对于发送的主机和路由器而言，必须决定向哪里转发数据包。在决定路由时，IP层查询位于内存中的路由表。

1）当一个主机试图与另一个主机通信时，IP首先决定目的主机是一个本地网还是远程网。

2）如果目的主机是远程网，IP将查询路由表来为远程主机或远程网选择一个路由。

3）若未找到明确的路由，IP用默认的网关地址将一个数据传送给另一个路由器。

4）在该路由器中，路由表再次为远程主机或网络查询路由，若还未找到路由，该数据包将发送到该路由器的默认网关地址。

每发现一条路由，数据包被转送至下一级路由器，称为一次“跳步”，并最终发送至目的主机。若未发现任何一个路由，源主机将收到一个出错信息。

2.1.5 网络域名

域名是在Internet中用于解决地址对应问题的一种方法。用IP地址也可以访问网站空间，但要通过一串长长的数字组成的IP地址来访网站。由于IP地址不容易被人记忆，采用域名来代替IP地址标识站点地址。域名的出现，让访客更容易找到要访问的网站。举例说明：上海快网网站的域名：kwww.cn，kwww就是域名频道网站的名字，.cn是中国的意思（.net网络服务、.cn中国等，后缀代表不同意思。）

域名解析就是域名到IP地址的转换过程。域名的解析工作由DNS（Domain Name Serv-er，域名服务器）完成。

我们知道域名是为了方便记忆而专门建立的一套地址转换系统，要访问一台互联网上的服务器，最终还必须通过IP地址来实现，域名解析就是将域名重新转换为IP地址的过程。一个域名只能对应一个IP地址，而多个域名可以同时被解析到一个IP地址。域名解析需要由专门的域名解析服务器（DNS）来完成。

解析过程比如一个域名为www.kwww.cn，实现HTTP服务，如果想看到这个网站，要进行解析，首先在域名注册商那里通过专门的DNS（域名服务器）解析到一个Web服务器的一个固定IP上：211.214.1.∗∗∗，然后通过Web服务器来接收这个域名，把www.kwww.cn这个域名映射到这台服务器上，那么输入www.kwww.cn这个域名就可以访问网站内容，即实现了域名解析的全过程。

人们习惯记忆域名，但机器间互相只认IP地址，域名与IP地址之间是一一对应的，它们之间的转换工作称为域名解析，域名解析需要由专门的域名解析服务器来完成，整个过程是自动进行的。

当应用过程需要将一个主机域名映射为IP地址时，就调用域名解析函数，解析函数将待转换的域名放在DNS请求中，kwww.cn以UDP（User Datagram Protocal，用户数据报协议）报文方式发给本地域名服务器。本地的域名服务器查到域名后，将对应的IP地址放在应答报文中返回。同时域名服务器还必须具有连向其他服务器的信息以支持不能解析时的转发。若域名服务器不能回答该请求，kwww.cn则此域名服务器就暂成为DNS中的另一个客户，向根域名服务器发出请求解析，根域名服务器一定能找到下面的所有二级域名的域名服务器，这样以此类推，一直向下解析，直到查询到所请求的域名。