Internet技術及其應用教程課件

第1章Internet的概念及其發(fā)展1.1Internet的概念1.2Internet的發(fā)展概況1.3信息高速公路的提出與涵義1.4Internet的功能介紹1.1Internet的概念及其發(fā)展Internet是一個全球性的計算機互聯(lián)網絡，中文名稱有“因特網”、“國際互聯(lián)網”、“網際網”、“交互網絡”等。從科學技術的角度來看，它是一個開放的、由全世界不同地方眾多規(guī)模大小不一的網絡互聯(lián)而成的網絡，它正在向全世界各大洲延伸和擴散，不斷增添吸收新的網絡成員，已經成為世界上覆蓋面最廣、規(guī)模最大、信息資源最豐富的計算機信息網絡。對于Internet中各種各樣的信息，所有的人都可以通過網絡的連接來享用。1.2Internet的發(fā)展概況1.2.1Internet在美國(國際)的發(fā)展

1．研究網絡階段從某種意義上講，Internet可以說是美蘇冷戰(zhàn)的產物。其由來可以追溯到1962年。當時，美國國防部為了保證美國本土防衛(wèi)力量和海外防御武裝在受到前蘇聯(lián)第一次核打擊以后仍然具有一定的生存和反擊能力，認為有必要設計出一種分散的指揮系統(tǒng)：它由一個個分散的指揮點組成，當部分指揮點被摧毀后，其它點仍能正常工作，并且這些點之間能夠繞過那些已被摧毀的指揮點而繼續(xù)保持聯(lián)系。為了對這一構思進行驗證，1969年，美國國防部國防高級研究計劃署ARPA(AdvancedResearchProjectAgency)資助建立了一個名為ARPANET(即“阿帕網”)的網絡，這個網絡把位于洛杉磯的加利福尼亞大學，位于圣芭芭拉的加利福尼亞大學、斯坦福大學，以及位于鹽湖城的猶他州州立大學的4臺計算機主機聯(lián)接起來。這個阿帕網就是Internet最早的雛形。Internet的研究從此開始。在這一階段，主要是較好地解決了不同種類計算機網絡互聯(lián)的一系列理論和技術問題，其中包括：采用客戶/服務器的工作方式實現(xiàn)資源共享，分散控制；用分組交換的方法使網上眾多用戶以最短時延同時通信成為可能；使用路由器作為單獨的通信控制處理機解決不同網絡的互連問題；提出了網絡通信協(xié)議分層的辦法解決通信的控制問題，這些理論和技術已經成為當代計算機網絡建設的重要基礎。2．擴大和運行網絡階段第一階段解決了互聯(lián)網的基本技術問題，但網絡的通信能力遠遠不能滿足實際使用的要求。在1985～1992年期間，即Internet發(fā)展的第二階段，建成了滿足實際需要的骨干網，并使Internet向私有化、商業(yè)化邁出了第一步。1987年美國國家科學基金會NSF(NationalScienceFoundation)決定以投標的方式建立一個新的廣域網作為Internet的骨干網。經過對各種投標方案的審查，最后選擇了由IBM(國際商用機器公司)、?MCI(美國長途電話公司)和MERIT(密歇根州一個建立和管理網絡的機構)聯(lián)合提出的一個方案。1988年夏天新建成的廣域網NSFNET成為Internet的骨干網。該網由MCI提供長途傳輸線路，IBM提供廣域網中的計算機設備和軟件，MERIT負責管理。NSFNET的正式營運以及實現(xiàn)與其他已有和新建網絡的連接開始真正成為Internet的基礎。

由于Internet發(fā)展太快，到1991年年底，NSFNET主干網也已達到使用極限，于是由高級網絡服務公司ANS(AdvancedNetworkServices)于1992年建立了一個新的廣域網ANSET，用它取代NSFNET作為Internet的主干網。到此，Internet建成了能夠滿足實際通信使用要求的骨干網。

3．應用及商業(yè)化網絡階段到1992年，Internet的網絡技術、網絡產品、網絡管理和網絡應用都趨于成熟，開始步入了實際應用的階段。這個階段最主要的標志有兩個：一是它的全面應用和商業(yè)化趨勢的發(fā)展；二是它已經迅速發(fā)展成全球性的網絡。隨著Internet技術和網絡的成熟，其應用很快從教育科研、政府軍事等領域擴展到商業(yè)領域并且獲得迅速的發(fā)展。自1992年Internet上開始出現(xiàn)電子購物商店以來，由于其具有處理訂單成本低廉、覆蓋面廣、具有交互能力等優(yōu)點而得到迅速發(fā)展，從鮮花、日常用品，甚至到計算機都可以在網上銷售。1.2.2Internet在我國的建設及發(fā)展

1．Internet在我國的發(fā)展因特網在我國的發(fā)展可謂是風雨兼程，只用數(shù)年的時間就走過了國外二三十年走過的歷程。我國的因特網發(fā)展歷程大致可以分為三個階段。

1987～1994年是第一階段。這一階段是Internet在中國的起步階段，國內的科技工作者開始接觸Internet資源。1990年10月，中國正式向國際互聯(lián)網信息中心(InterNIC)登記注冊了最高域名“CN，從而開通了使用自己域名的Internet電子郵件。國內一些大學和研究所相繼開通了Internet電子郵件連接。1994年初到1995年是第二階段。這一階段是教育科研網的發(fā)展階段。我國通過TCP/IP連接實現(xiàn)了因特網的全部功能。中科院及北京大學、清華大學的校園網組成的NCFC網，以高速光纜和路由器實現(xiàn)了與Internet主干網的連接，并于1994年4月正式開通了與國際因特網的64?kb/s專線連接，設立了中國最高域名(CN)服務器。這時，我國才算是真正加入了因特網的行列之中。1994年9月，中國郵電部門開始進入因特網，郵電部數(shù)據(jù)局與世界六大著名的骨干網供應商之一的Sprint公司達成了協(xié)議，建立北京、上海兩個郵電部門連入因特網的國際出口。1995年至今稱為第三階段。這一階段是商業(yè)應用階段。此時中國的網絡技術已經廣泛融入了因特網的大家庭。1995年原郵電部做出了兩個重要的決定：一是建立全國27個省的省會加上北京、天津、上海、重慶在內的31個城市的因特網；二是將北京電報局現(xiàn)有的因特網站建成全國的因特網骨干網中心站。郵電部的介入使我國的因特網進入了高速發(fā)展的時期。到1995年5月，郵電部開通了中國公用計算機互聯(lián)網(CHINANET)作為公共商用網向公眾提供因特網服務，中國因特網發(fā)展進入了商用階段。

2．中國十大國內骨干互聯(lián)網絡經國家批準，目前國內可直接連接互聯(lián)網(擁有國際出口)的已建成和正在建設的網絡有下列10個：中國公用計算機互聯(lián)網(CHINANET)、中國科學技術網絡(CSTNET)、中國教育和科研計算機網(CERNET)、中國金橋信息網(CHINAGBN)、中國聯(lián)通互聯(lián)網(UNINET)、中國網通寬帶高速互聯(lián)網(CNCNET)、中國移動互聯(lián)網(CMNET)、中國國際經濟貿易互聯(lián)網(CIETNET)、中國長城互聯(lián)網(CGWNET)和中國衛(wèi)星集團互聯(lián)網(CSNET)。其中非營利單位有四家：中國科技網、中國教育和科研計算機網、中國國際經濟貿易互聯(lián)網和中國長城互聯(lián)網。1)中國科學技術網絡(CSTNET)

中國科學技術網絡由中國科學院主管。?1994年4月正式開通與Internet的專線連接；1994年5月21日完成我國最高域名CN主服務器的設置，實現(xiàn)與Internet的TCP/IP連接，從而可向該網絡的各成員組織提供Internet的全功能服務。目前接入CSTNET的單位有農業(yè)、林業(yè)、醫(yī)學、電力、地震、氣象、鐵道、電子、航空航天、環(huán)境保護等20多個科研單位及國家科學基金委、國家專利局等科技管理部門。中國科學院網絡中心承擔著國家域名服務的功能。2)中國教育和科研計算機網(CERNET)

中國教育和科研計算機網的主管部門是國家教育部，該網于1994年起建設并于1995年10月開通，CERNET包括全國主干網、地區(qū)網和校園網三級層次結構，目前全國大部分高等院校、有條件的中學和部分科研單位已與CERNET連接起來，改善了教育環(huán)境，推動我國教育和科研事業(yè)的發(fā)展。CERNET還承擔中國互聯(lián)網絡二級域名“edu”的管理與運行。該網絡總控中心設在清華大學。3)中國公用計算機互聯(lián)網(CHINANET)

中國公用計算機互聯(lián)網業(yè)務主管部門為中國電信集團公司數(shù)據(jù)通信局，1994年8月，原郵電部與美國Sprint公司簽訂協(xié)議，組建CHINANET網絡，并于1995年6月正式向社會各界提供服務。

CHINANET也是一個分層體系結構，由核心層、區(qū)域層、接入層三個層次組成，以北京網管中心為核心，按全國自然地理區(qū)域分為北京、上海、華北、東北、西北等8個大區(qū)，構成8個核心層節(jié)點，圍繞8個核心節(jié)點形成8個區(qū)域，共31個節(jié)點，覆蓋全國各省、市、自治區(qū)，形成我國Internet的骨干網；以各省會城市為核心，聯(lián)接各省主要城市形成地區(qū)網，各地區(qū)網有各自的網管中心，分別管理由地區(qū)接入的用戶。該網是目前國內覆蓋面最廣，向社會公眾開放，并提供互聯(lián)網接入和信息服務的互聯(lián)網。4)中國金橋信息網(CHINAGBN)

中國金橋信息網，原來由原電子工業(yè)部主管，現(xiàn)在由吉通網絡通信股份有限公司負責建設、運營和管理，1996年9月6日正式開通。網絡中心節(jié)點設在北京，目前CHINAGBN已在全國24個省市建有分管中心，它同樣是覆蓋全國的電信業(yè)務網絡。已由初期以衛(wèi)星傳輸為主的窄帶數(shù)據(jù)網，發(fā)展成為以地面光纖寬帶傳輸系統(tǒng)為主的全國性新型電信業(yè)務網，其撥號接入號碼為“167”。5)中國聯(lián)通互聯(lián)網(UNINET)

中國聯(lián)通公用計算機互聯(lián)網(UNINET)是1998年經信息產業(yè)部批準，直接進行國際聯(lián)網的經營性網絡，面向全國公眾提供互聯(lián)網絡服務。目前，該網已經建成了覆蓋全國絕大部分地區(qū)的電信業(yè)務網絡，其撥號接入號碼為“165”。6)中國網通寬帶高速互聯(lián)網(CNCNET)

中國網通寬帶高速互聯(lián)網由中國網絡通信有限公司承擔建設和運營，該網于1999年初開始建設，并于2000年10月28日開通，連接我國北京、天津、上海、廣州等17個城市，主要提供高速、大信息量的信息傳輸與轉接。

7)中國移動互聯(lián)網?(CMNET)2000年1月，經信息產業(yè)部批準，中國移動開始組建“中國移動互聯(lián)網”，計劃建設全國性的、高品質信息服務的開放型電信網絡。“中國移動互聯(lián)網”為客戶提供“全球通”IP電話、IP電話卡、手機上網Internet卡等一系列新業(yè)務。8)中國國際經濟貿易互聯(lián)網(CIETNET)2000年初，中國國際電子商務中心開始組建中國國際經濟貿易網。該網主要向企業(yè)用戶、特別是中小企業(yè)提供網絡專線接入和安全的電子商務解決方案，同時提供虛擬專網和數(shù)據(jù)中心業(yè)務，是我國目前唯一的經濟類國際互聯(lián)網。9)中國長城互聯(lián)網(CGWNET)

中國長城互聯(lián)網CGWNET屬公益性互聯(lián)網絡，目前正在建設中。它已能連通全國25個城市，計劃將要覆蓋全國180多個城市。

10)中國衛(wèi)星集團互聯(lián)網(CSNET)

中國衛(wèi)星集團互聯(lián)網由中國通信廣播衛(wèi)星公司組建與運營，目前正在建設中。1.3信息高速公路的提出與涵義

信息高速公路是指國家信息基礎設施NII(NationalInformationInfrastructure)。最早提出建設信息高速公路設想的是美國前任副總統(tǒng)阿爾·戈樂。1993年9月克林頓總統(tǒng)宣布了具體實施計劃。一年之后，美國副總統(tǒng)戈爾又正式提出建立全球信息基礎設施GII(GlobalInformationInfrastructure)的倡議，他建議將各國的信息基礎設施連接起來，組成全球性的信息高速公路，實現(xiàn)世界范圍的信息共享。

信息高速公路不僅僅是一個技術工程，而且是一個有廣泛涵義的社會系統(tǒng)工程，其內涵可包括兩個方面：首先，信息高速公路要提供信息服務的平臺。這個平臺是一個能夠綜合傳輸和處理圖、文、聲、像等各種信息的全社會的立體化通信網絡。它可劃分成傳輸系統(tǒng)、網絡系統(tǒng)和終端系統(tǒng)等三個系統(tǒng)。負責信息傳輸?shù)膫鬏斚到y(tǒng)是最基礎的一層。網絡系統(tǒng)以軟件為主體，輔之以關鍵的硬件設備，以實現(xiàn)信息交換和信息交換的控制、調度與管理。終端系統(tǒng)主要包括三類使用設備：一是計算機類的數(shù)據(jù)處理、傳輸設備；二是電信類，如電話、傳真等；三是聲像類，如有線電視、可視圖文設備及立體聲設備等。需要指出的是，今后，各類設備處理傳輸?shù)男盘枌⒅饾u數(shù)字化、標準化，使三類設備逐步結合成一體，成為集多種功能于一身的多媒體終端。

其次，信息高速公路要以其豐富的信息為全社會提供服務，滿足信息化社會中各個階層人們的不同需要。它不僅提供諸如電話、傳真等原始服務，還要提供方便的信息查詢，雙向交流的資源共享，以及電子郵件、分布式計算、可視電話、視頻會議、交互式電視點播等新的服務形式，這是建設信息高速公路的目的。1.4Internet的功能介紹

1．信息的獲取與發(fā)布

Internet是一個信息的海洋，通過它您可以得到無窮無盡的信息，其中有各種不同類型的書庫和圖書館。網絡還為您提供了政府、學校和公司企業(yè)等機構的詳細信息和各種不同的社會信息。這些信息的內容涉及到社會的各個方面，包羅萬象。您可以坐在家中或辦公室里，了解到全世界正在發(fā)生的事情。您也可以將自己的信息發(fā)布到Internet上，讓全世界了解您。

2．電子郵件一般郵件通過郵政局傳遞，從郵寄、到達目的地和收到回音，要等很長時間。電子郵件則與此不同，電子郵件的撰寫、收發(fā)都在計算機上完成，從發(fā)信到收信的時間是以秒來計算的。其最大的特點是快捷、方便，而且?guī)缀跏敲赓M的。更重要的一點是：通過電子郵件不但可以傳送文本，還可以傳送圖像、聲音、動畫等多媒體信息。電子郵件作為一種通信手段越來越受到人們的青睞。

3．網上交際網絡可以看成是一個虛擬的社會空間，每個人都可以在這個網絡社會中充當一個角色。有些網站還開設了虛擬城市，給您房間、門牌號，給您工作，一切就像現(xiàn)實社會一樣。Internet已經滲透到大家的日常生活中，您可以在網上與別人聊天、交朋友、玩網絡游戲、找人下棋?！熬W友”就是隨Internet在中國發(fā)展以來才出現(xiàn)的新名詞。網友可以與您不同性別、年齡、身份、職業(yè)、國籍，甚至您完全不認識，但這并不影響您與他(她)天南地北的大侃特侃。4．電子商務十多年前，在家里就能看病、就能買到東西、就能上課還被認為是神話，現(xiàn)在這些都已逐漸變成現(xiàn)實。人們不僅可以在網上進行購物、商品銷售、拍賣、交費等，而且網上交易已經在海關、外貿、金融、稅收、銷售、運輸?shù)确矫娴玫綇V泛的應用?，F(xiàn)在，電子商務正向一個縱深的方向發(fā)展，隨著社會金融基礎設施及網絡安全設施的進一步健全，電子商務將在世界引起一輪新的革命。5．網絡電話網絡電話，也就是InternetTelephone(IP電話)。最近幾年，中國聯(lián)通、中國電信、中國網通、中國吉通等公司相繼推出了IP電話服務，IP電話卡成為一種受到人們普遍歡迎的流行的電信產品，它的長途話費大約是傳統(tǒng)長途電話的1/3~1/2?，F(xiàn)在市場上已經出現(xiàn)了很多種類型的網絡電話，比如說有這么一種電話，他不僅能聽到對方的聲音，而且能夠看到對方的動作與表情，還可以是幾個人同時進行對話，這種模式被稱為“視頻會議”。

6．網上事務處理

Internet改變了傳統(tǒng)的辦公模式，您可以在家里上班，然后通過網絡將工作的結果傳回單位；出差的時候，您可以隨時通過網絡到單位提取需要的信息，也可以將出差的情況立即向單位匯報或請示簽字，Internet使全世界都可以成為您的辦公地點。

7．網上娛樂

Internet使您可以找網上認識或不認識的朋友聊天，打網絡游戲，通過網上的直播看球賽，看數(shù)碼電影，聽MP3等等，您可以在網上找到您的快樂，可以在網上打發(fā)您的空閑時間，讓您的生活豐富多彩，讓您生活得更充實。

8．遠程教育由于種種原因，可能有些很想讀書的人上不了大學?，F(xiàn)在很多高校興起了“無圍墻大學”的運動，開展遠程教育，解決了這些人的困難。通過遠程教育網絡您可以隨時聆聽名師的精彩講課。2.1通信技術基礎2.1.1通信系統(tǒng)概述通信系統(tǒng)是由完成通信任務的各種技術設備和傳輸介質構成的總體，圖2-1是一個簡單的通信系統(tǒng)模型圖。圖2-1

輸入設備把輸入信息轉換為電信號再傳送到發(fā)送設備。如果輸入的信息本身就是電信號，如計算機輸出的信號，可以直接送到發(fā)送設備，發(fā)送設備把信號變成適合某種傳輸介質傳送的信號，經過傳輸介質送到接收設備。在傳輸過程中由于噪聲、畸變和非線性失真等，使接收設備收到的信號不完全等同于發(fā)送的信號。接收設備對收到的信號進行處理，把它恢復成為與發(fā)送信號一致的信號，并以輸出設備需要的形式送到輸出設備。輸出設備把電信號還原成原來形式的信息。通信系統(tǒng)設備可分成終端設備、傳輸設備和交換設備。終端設備和交換設備通過傳輸設備相連接構成了通信網。2.1.2通信的分類通信可以從不同的角度進行分類。從信號的傳送形式可分為模擬通信和數(shù)字通信。從信源發(fā)出的信號形式可分為語音通信和數(shù)據(jù)通信。下面介紹模擬通信和數(shù)字通信。模擬通信是指利用通信系統(tǒng)對模擬信號進行傳輸、交換和處理。模擬信號是用信號參量，如幅度、頻率、相位等來模擬要傳送的信息，這些信號參量隨著信息連續(xù)變化?，F(xiàn)在多數(shù)的電話和電視通信系統(tǒng)都是使用這種通信方式。

數(shù)字通信是指信道中傳送數(shù)字信號的通信。數(shù)字信號通常以二進制的0和1兩種狀態(tài)的不同組合來表示不同的信息。為此，需要對所要傳送的信息按一定的編碼規(guī)則進行編碼。例如，編碼電報中可以用五位的1或0來表示0到9的數(shù)字，再用不同的數(shù)字組合表示漢字；計算機使用的ASCII碼是用8位的二進制0與1的組合來表示常用的128個字符。

需要指出，模擬通信與數(shù)字通信決定于傳輸介質傳送的是模擬信號還是數(shù)字信號，而不是指信源發(fā)出的是模擬信號或者是數(shù)字信號。例如，計算機的信號都是用二進制數(shù)字編碼的數(shù)字信號，它們之間進行通信時，可以是模擬通信，也可以是數(shù)字通信。如果通過專用數(shù)字數(shù)據(jù)通信線路可以直接傳送數(shù)字信號，這就是數(shù)字通信。

數(shù)字通信與模擬通信相比較有如下優(yōu)點：

(1)抗干擾性好。模擬通信中信息包含在信號的波形中，在信號傳送過程中，由于噪聲等干擾，將引起波形的改變，故無法將干擾去掉。數(shù)字通信的信息包含在“1”和“0”碼元的組合之中，雖然噪聲等干擾改變了碼元的波形，但只要失真不是嚴重至無法辨認“0”或“1”的程度，就可以把它恢復成原來的波形，消除了干擾的影響。(2)功能綜合性強。數(shù)字通信的信號形式與計算機的信號形式相同，可以是圖像、文字、聲音等各種信息進行統(tǒng)一的數(shù)字化處理，有利于實現(xiàn)多種功能和業(yè)務的綜合。

(3)保密性能好。數(shù)字信號易于加密，在傳輸?shù)倪^程中也不容易被竊收，有利于保密通信。

(4)設備集成化程度高。數(shù)字通信設備具有易于實現(xiàn)集成化，結構簡單，體積小，功耗低，可靠性高等特點。2.1.3信道信道是網絡設備之間信號傳送的物理通道。網絡通信的信道有兩種：一種是沿導體傳送的有線信道；一種是無線電波沿自由空間傳播和光波沿特定方向傳送的無線信道。構成有線信道的傳輸介質有雙絞線、同軸電纜和光纖等。無線信道通常有無線電波的短波、超短波和微波幾種波段與光波的激光、紅外線。

1．雙絞線雙絞線由兩根有規(guī)則的絕緣銅線絞合而成。把若干對雙絞線捆在一起并用保護外皮包裹就成為雙絞線電纜。雙絞線廣泛用于電話系統(tǒng)，也可作為計算機局域網廉價的傳輸介質。電話系統(tǒng)干線中的雙絞線電纜可以包含幾百對雙絞線，網絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p絞線電纜一般由4對雙絞線組成。

常用雙絞線電纜是無屏蔽的，這種電纜在傳輸時易受外界電噪聲干擾，也易被竊聽。還有一種具有金屬屏蔽層的雙絞線，稱為屏蔽雙絞線，它提高了抗干擾能力，但價格較高。雙絞線的電容較大，傳輸?shù)男盘査p失真較為嚴重，在局域網中集線器(HUB)或交換機(Switch)到PC機的距離一般不能超過100?m，但可提供較高的傳送頻帶。因此，使用時要在傳輸速度和傳輸距離之間作出選擇。傳輸速度較理想時，傳輸距離較短；反之，傳輸距離較理想時，傳輸速度就較低。

2．同軸電纜同軸電纜由同心的內導體、電絕緣體、屏蔽層和保護外套組成。內導體是單股或多股銅芯導線，用于信號傳輸。屏蔽層為用鋁絲或銅絲編織的金屬網或金屬管包裹在絕緣體外，起電屏蔽作用。最外層保護套由塑料膠制成。同軸電纜電氣性能較好，它的衰減特性比雙絞線大為改善，適合高頻信號的傳輸。此外，抗電氣噪音干擾能力較強，既可用作模擬傳輸又可用于數(shù)字傳輸，是較為理想的傳輸介質。

3．光纖光纖又稱光纖波導，它是工作在光頻的一種介質波導。它的工作原理是基于光在兩介質交界面上的全反射現(xiàn)象。呈圓柱形的光纖把以光的形式出現(xiàn)的電磁能量約束在其表面以內，并引導光沿著軸線方向傳播。光纖傳輸?shù)闹饕攸c是：速度高、帶寬大(可達數(shù)千MHz)、衰減小(幾個dB/km)、距離遠、尺寸小、重量輕、抗干擾強、保密好。正是由于光纖的這些特點，使它的應用從傳統(tǒng)的電信領域迅速地擴展到海底通信、圖像傳輸和計算機通信等諸多領域，對雙絞線和同軸電纜構成了強大挑戰(zhàn)。光纖將逐漸取代雙絞線與同軸線成為有線網絡的通信介質。

4．微波通信波的工作頻率范圍在300?MHz～1000?GHz，微波通信的特點是：頻帶寬，傳送的信息量大；增益高，發(fā)射功率大，而且方向性強；抗干擾能力強，工作穩(wěn)定可靠；靈活方便。微波通信的傳輸方式有三種：視距微波中繼通信、衛(wèi)星通信和散射通信。微波既可以傳送模擬信號，又可以傳送數(shù)字信號，前者叫做模擬微波，后者叫做數(shù)字微波。在數(shù)字微波通信系統(tǒng)中，微波中繼通信線路由若干相隔50km左右的微波站構成。微波站可分為中繼站和終端站兩類。中繼站只起信號的放大轉發(fā)作用。2.1.4傳輸技術

1．傳輸方式通信設備之間的數(shù)據(jù)傳輸有并行傳送和串行傳送兩種方式。并行傳輸方式是指多位數(shù)據(jù)同時從一個設備傳送到另一個設備的傳送方式。在計算機通信中，并行傳輸傳送的位數(shù)有8位、16位、32位等。并行傳輸?shù)膬?yōu)點是：傳輸?shù)乃俣瓤?，可同時傳送多位數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)不必經過解釋處理就可以被接收設備直接使用。缺點是不適于遠距離傳輸，因為每位數(shù)據(jù)都需要一根傳輸線，費用高且維護困難。并行方式一般用于計算機系統(tǒng)內部各部件之間和短距離通信的數(shù)據(jù)傳送。

串行傳輸方式是指數(shù)據(jù)傳送時一位接一位地順序傳送的方式。與并行方式相比較，串行方式數(shù)據(jù)傳送的速率低，但適宜于遠距離通信。計算機與遠程終端的通信以及其他遠距離通信都使用串行方式。串行傳輸又有單工、半雙工和全雙工數(shù)據(jù)傳送三種方法。單工傳送又稱單向數(shù)據(jù)總線傳送，它只允許數(shù)據(jù)向一個方向流動。半雙工傳送又稱雙向數(shù)據(jù)總線傳送，它允許數(shù)據(jù)在兩個方向上傳輸，但某一時間內只允許數(shù)據(jù)向一個方向流動。全雙工數(shù)據(jù)通信允許數(shù)據(jù)同時在兩個方向上流動。2．同步技術1)異步傳送異步傳送的特點是字符之間的時間間隔不固定，字符中每個數(shù)據(jù)位的時間間隔是固定的。傳送數(shù)據(jù)時，在每個字符代碼前增加一個起始位，接著按規(guī)定的速率傳送字符的代碼位，字符代碼位之后是奇偶校驗位及一個或多個停止位。字符的起始位用邏輯“0”表示，它標志字符傳送的開始，故又稱為傳號。停止位用邏輯“1”表示，它標志傳送數(shù)據(jù)前傳送數(shù)據(jù)線的狀態(tài)，故又叫空號。由于異步傳送是用起、止標志來識別字符的，故又稱為起止傳送方式。2)同步傳送同步傳送的特點是各字符的時間間隔相等，不需要為每個字符增加起始位和停止位，只在每組字符(例如數(shù)據(jù)塊、報文等)前設置同步字符。圖2-2為同步傳送示意圖。圖中在每個數(shù)據(jù)塊前面設置了兩個或三個同步字符SYN，接收端首先尋找同步字符SYN，如果發(fā)現(xiàn)兩個或兩個以上的同步字符，就開始接收字符數(shù)據(jù)，然后再查出同步字符。如查到同步字符，則表示當前一個數(shù)據(jù)結束，后一個數(shù)據(jù)塊即將開始。圖2-2

3．多路復用多路復用是指在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中使兩個或兩個以上的數(shù)據(jù)源共用同一個傳輸介質，每個數(shù)據(jù)源都好像有自己的信道一樣。無論有線信道還是無線信道都可以采用多路復用技術。多路復用技術在多點通信線路、遠程大容量同軸電纜通信、遠程大容量光纜通信、地面微波通信以及衛(wèi)星通信等方面都有廣泛應用。在多路復用系統(tǒng)的輸入端和輸出端分別有多路復用器和多路譯碼器。多路復用器把從若干個輸入口輸入的信號合并起來，送到一條大容量的數(shù)據(jù)通信鏈路上傳送。多路譯碼器則把接收到的復用數(shù)據(jù)流按照通道號分離出來，然后把各路信號分別通過各個輸出口輸出。

隨著通信技術的發(fā)展，多路復用技術的出現(xiàn)是必然的。首先，現(xiàn)代通信傳輸系統(tǒng)提供的帶寬越來越大，而實際傳輸?shù)男盘枎拕t小得多，若不采用多路復用技術，勢必造成資源的浪費。其次，現(xiàn)代通信已從單純的數(shù)據(jù)信號傳輸擴展到文字、聲音、圖像等多種不同性質信號的混合傳輸，這必須采用復用技術才能實現(xiàn)。多路復用技術可分為頻分多路復用和時分多路復用兩大類。1)頻分多路復用(FCM)

頻分多路復用把傳輸頻率分成若干個較窄的頻帶，每個窄帶是一個子通道，作為獨立的傳輸信道使用。它是利用頻率變換或調制的方法把各路輸入信號分別搬移到頻譜的不同位置上，使各路信號的載波頻譜不相重疊，互不干擾，從而充分利用信道提供的傳輸頻帶。各路輸入信號的頻帶可以相同也可以不同，但它們的載波頻率互不相同，每個已調信號的頻譜均集中在載波頻率附近并有一定帶寬，各載波頻率之間應有足夠的距離，以便各子信道之間能夠留出保護間隔，以保證各路信號互不干擾地在共用信道中傳輸。顯然，信道的頻帶越寬，可容納的信號數(shù)目就越多。

頻分多路復用既可傳送模擬信號，也可傳送數(shù)字信號。但目前通過有線信道傳輸?shù)暮铣尚盘栆话愣际悄M信號，因此，當信號源為數(shù)字信號時，需要把它轉換成模擬信號，或者形成振幅鍵控信號。目前頻分多路復用多用于大容量的有線通信、電纜電視、微波通信和衛(wèi)星通信等領域。2)時分多路復用(TDM)

時分多路復用是按照一定的次序輪流地給各個信號源分配一段使用公共信道的時間。當傳輸某一信號源的信號時，其他信號源暫被切斷，通過輪流占用信道的方法保證各路信號互不干擾地在同一個信道中傳輸。時分多路復用的基本原理是采樣傳輸。把兩個相鄰樣點間的時區(qū)劃分為若干時隙，輪流地傳輸各個信號。從實現(xiàn)方法上看，有同步時分多路復用和異步時分多路復用。

同步時分多路復用系統(tǒng)發(fā)送端的掃描采樣器以一定的采樣速度輪流掃描各個需要發(fā)送的信號，把取得的信號樣點值送上時分信道傳輸。接收端的掃描分配器同步工作，即它以同樣的速率輪流地把接收到的樣點值分配給相應的信號線路。

異步時分多路復用又稱統(tǒng)計時分多路復用，它是通過動態(tài)分配時隙來進行多路數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N多路復用方式，它不需要同步線路。在異步時分多路復用的每一條數(shù)據(jù)輸入線路的輸入輸出端都有緩沖器。異步時分多路復用緩沖器對輸入緩沖器進行掃描并收集數(shù)據(jù)直至填滿數(shù)據(jù)幀，才把該數(shù)據(jù)幀送上信道傳輸。接收端的異步時分多路復用器接收數(shù)據(jù)幀，并把數(shù)據(jù)幀時隙分配給適當?shù)妮敵鼍彌_器，再把數(shù)據(jù)正確地送給相應的終端，這就使得異步時分多路復用不會有時隙的浪費。因此，如果同步復用器與異步復用器都有使用相同數(shù)據(jù)速率的線路，后者可支持更多的設備通信。2.1.5交換技術1．電路交換電路交換是人們最熟悉的交換方式，它在電話通信中一直被廣泛應用著。電路交換由呼叫、建立鏈路鏈接、拆除鏈接三個階段組成。具體過程為：主叫終端發(fā)出發(fā)送信號請示，交換機回送應答信號后，主叫終端開始撥被叫號碼，交換機完成電路接續(xù)，使通信鏈路建立了鏈接，主被叫終端設備開始通信。在通信過程中交換網為兩個通信終端設備提供一條固定通信鏈路。不管是否有信號傳輸，鏈路一直被占用，直至通信完畢拆除鏈接為止。這種交換方式的特點是傳輸時延小，但接續(xù)時間長，線路利用率低，因為，只要兩通信終端設備之間任何一段電路無空閑鏈路，就不能建立。它適用于連續(xù)的大批量數(shù)據(jù)傳輸。

2．報文交換報文交換與電路交換不同，它采取的是“存儲和轉發(fā)”方式，不占用一條專用的物理線路。數(shù)據(jù)以報文的方式發(fā)出，報文中除包括用戶要傳送的信息外，還有源地址和目的地址信息。報文從源終端設備發(fā)出后，要經過一系列的中間交換節(jié)點才能到達目的地。各中間交換節(jié)點收到報文后，先暫時存儲起來，然后分析目的地址，選擇路由并排隊等候，待電路空閑時才將它送到下一個節(jié)點，并最終送達目的地。

報文交換系統(tǒng)由計算機處理系統(tǒng)、路由通信線路、輸入/輸出(I/O)設備、主存儲器和后備存儲器組成。主要軟件包括收信程序、處理程序和發(fā)信程序，其中處理程序具有地址分析、路由選擇等功能。報文交換又稱信息交換、電文交換或存儲轉發(fā)交換。由于它不需要像電路交換那樣占用一條專用線路，故線路的利用率高。由于各交換節(jié)點需要暫時存儲收到的報文，故交換機需要有大容量的外存設備。由于報文在各交換節(jié)點內有一定的排隊等候時間，故傳輸時延較大。時延的大小取決于報文經過的路由、中間節(jié)點的數(shù)目以及在各中間節(jié)點處理等候的時間。

3．分組交換分組交換也屬于存儲—轉發(fā)交換方式，但它不是以報文為單位，而是以更短的報文分組為單位進行傳輸交換的。它的簡單過程是：網絡軟件把要發(fā)送的報文分成若干個數(shù)據(jù)片，即報文分組，每個分組中的數(shù)據(jù)長度不一定相同，但都必須小于規(guī)定的最大長度。為了標識通信的兩網絡終端設備，每個分組的頭部都包括控制信息和地址信息，用來標明發(fā)送該分組設備的地址(源地址)和該分組到達的終端設備地址(目的地址)，以及屬于哪一個報文的第幾分組。如果網絡中僅有一臺終端設備發(fā)送分組，它可連續(xù)地發(fā)送。如果有多臺設備同時發(fā)送分組，則它們平等地分享網絡，輪流發(fā)送分組。

當一臺發(fā)送設備的分組就緒后，它的硬件接口設備開始等待，輪到其發(fā)送時，就把分組發(fā)送出去。每個分組獨立地在網內傳送，同一個報文的各個分組可能經不同的路由到達終點，到達后分組順序可能是被打亂了的。接收設備要把收到的分組重新組裝成原來的數(shù)據(jù)。綜上所述，分組交換的要點是：第一，由發(fā)送方把要發(fā)送的報文分解成報文分組；第二，發(fā)送時多臺設備共享線路，輪流地發(fā)送分組；第三，各分組可能經不同路由獨立地在網內傳送；第四，接收設備將分組重新組裝。分組交換兼有電路交換和報文交換二者的優(yōu)點，是目前數(shù)據(jù)交換中應用最廣的一種交換方式。2.2計算機網絡技術1．計算機網絡的分類

1)按網絡的連接范圍分類按網絡的連接范圍可將網絡分為三類：局域網、城域網和廣域網。

(1)局域網(LAN)。局域網是指在比較小的范圍內組成的計算機網絡。這種網絡通常安裝在一座建筑物內，采用的通信線路一般為雙絞線或同軸電纜。(2)城域網(MAN)。城域網的范圍比局域網大，通常可覆蓋一個城市。城域網通常采用光纖或微波作為網絡的主干通道。

(3)廣域網(WAN)。比城域網大的網絡都可以稱為廣域網。廣域網可以將相處遙遠的各個城域網連接在一起，也可以把世界各地的局域網連接在一起。2)按物理連接方式分類

(1)總線拓撲結構。總線拓撲結構是一種共享通路的物理結構。在這種結構中總線應該具有信息的雙向傳輸功能。這種結構普遍用于局域網的連接，總線一般采用同軸電纜。

(2)星形拓撲結構。星形拓撲結構是一種以中央結點為中心，把若干外圍結點連接起來的輻射式互連結構。這種結構適用于局域網，近年來連接的局域網大都采用這種連接方式。這種連接方式以雙絞線電纜作連接線路。(3)環(huán)形拓撲結構。環(huán)形拓撲結構是將網絡結點連接成閉合的環(huán)路結構。信號順著一個方向從一臺設備傳到另一臺設備，每一臺設備都配有一個收發(fā)器，信息在每臺設備上的延時時間是固定的。這種結構特別有利于實時控制的局域網系統(tǒng)。

(4)網狀拓撲結構。網狀拓撲結構是指網上任意兩個結點之間都有一條直接的通路和數(shù)條間接通路。這種結構適用于互聯(lián)網絡中主站點的連接。其連接線路多采用光纖電纜。(5)蜂窩狀拓撲結構。蜂窩狀拓撲結構是以無線電媒介為傳輸通道的網絡結構。這種結構適用于大面積的移動性結點的連接。

(6)層次結構(樹形結構)。層次結構是聯(lián)網的各個計算機按樹形或塔形組成，樹的每個節(jié)點都為計算機。一般來說，越靠近樹根的節(jié)點，其處理能力越強。層次結構如果只有兩層，就變成為星形。3)按服務方式分類按網絡系統(tǒng)的服務方式可分為兩類，即集中式系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)。

(1)集中式系統(tǒng)。集中式系統(tǒng)是指由一臺計算機管理所有網絡用戶，并向每個用戶提供服務，這種系統(tǒng)多用于局域網。

(2)分布式系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)是指由多臺計算機共同提供服務。每臺計算機既可以向別人提供服務也可以接受別人的服務，如Internet網的服務器系統(tǒng)。4)按邏輯連接方式分類一個計算機網絡建成后，網上的每個終端設備都想最大限度地占用信道，掌握傳輸控制權，網絡系統(tǒng)對于這種權力的分配規(guī)則稱為計算機網絡的邏輯拓撲結構。下面介紹三種邏輯拓撲結構，它們僅適用于局域網。

(1)競爭方式。競爭方式的系統(tǒng)是通過競爭協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)的。各個站點在發(fā)送數(shù)據(jù)前，首先對信道進行偵聽，如果偵聽到信道忙，就抑制發(fā)送，稍后再重發(fā)；如果偵聽到信道空閑，就將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。這種發(fā)送方式沒有順序，誰需要發(fā)送都可以發(fā)送，誰首先偵聽到信道空閑，誰就能掌握信道的控制權。(2)令牌傳遞方式。令牌是一個小的數(shù)據(jù)幀。它順序地從一臺設備傳到另一臺設備，誰持有令牌誰就掌握了信道的控制權。這是一種平均分配的方式，無論該結點是否需要發(fā)送數(shù)據(jù)，都會在相應的時間里得到令牌，并按時將令牌傳遞給下一個節(jié)點。

(3)輪詢。輪詢方式與令牌方式相似，不同的是，輪詢方式指定一臺計算機作為信道訪問的管理者，這臺計算機通常稱為主設備。該設備按事先定好的順序詢問每一個結點是否需要發(fā)送數(shù)據(jù)，并接收發(fā)來的數(shù)據(jù)，輪詢協(xié)議限制每一個設備在一次輪詢時的數(shù)據(jù)發(fā)送量。2．計算機網絡系統(tǒng)的組成計算機網絡系統(tǒng)是一個集計算機硬件設備、通信設施、軟件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理能力為一體的，能夠實現(xiàn)資源共享的現(xiàn)代化綜合服務系統(tǒng)。計算機網絡系統(tǒng)的組成可分為三個部分：硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)及網絡信息。

1)硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)是計算機網絡的基礎，由計算機、通信設備、連接設備及輔助設備組成，其中設備的組合形式決定了計算機網絡的類型。下面介紹幾種常用的硬件設備。(1)服務器。服務器是一臺速度快、存儲量大的計算機。它是網絡資源的提供者。在局域網中，服務器對工作站進行管理并提供服務，是局域網系統(tǒng)的核心；在互聯(lián)網中，服務器之間互通信息，相互提供服務，每臺服務器的地位是同等的。服務器需要專門的技術人員對其進行管理和維護，以保證整個網絡的正常運行。(2)工作站。工作站是一臺臺各種型號的計算機。它是用戶向服務器申請服務的終端設備，用戶可以在工作站上處理日常工作，并隨時向服務器索取各種信息及數(shù)據(jù)，請求服務器提供各種服務(如傳輸文件、打印文件等)。

(3)網卡。網卡是安裝在計算機主板上的電路板插卡。一般情況下，無論是服務器還是工作站都應安裝網卡。網卡的作用是將計算機與通信設施相連接，將計算機的數(shù)字信號轉換成通信線路能夠傳送的電子信號或電磁信號。(4)調制解調器。調制解調器是一種信號轉換裝置。它可以把計算機的數(shù)字信號“調制”成通信線路的模擬信號，再將通信線路的模擬信號“解調”回計算機的數(shù)字信號。調制解調器的作用是將計算機與公用電話線相連接，使得現(xiàn)有網絡系統(tǒng)以外的計算機用戶能夠通過撥號的方式利用公用電話網訪問計算機網絡系統(tǒng)，這些計算機用戶被稱為計算機網絡的增值用戶。增值用戶的計算機上可以不裝網卡，但必須配備一個調制解調器。(5)集線器。集線器是局域網中使用的連接設備。它具有多個端口，可連接多臺計算機。在局域網中常以集線器為中心，將所有分散的工作站與服務器連接在一起，形成星形拓撲結構的局域網系統(tǒng)。(6)路由器。路由器是互聯(lián)網中使用的連接設備。它可以將兩個網絡連接在一起，組成更大的網絡。被連接的網絡可以是局域網也可以是互聯(lián)網，連接后的網絡都可以稱為互聯(lián)網。在互聯(lián)網中，兩臺計算機之間傳送數(shù)據(jù)的通路會有很多條，數(shù)據(jù)包(或分組)從一臺計算機出發(fā)，中途要經過多個站點才能到達另一臺計算機。這些中間站點通常是由路由器組成的。路由器的作用就是為數(shù)據(jù)包(或分組)選擇一條合適的傳送路徑。

路由器是一種由程序控制的硬件設備，其主要功能是路由尋找和路由選擇。路由尋找是在路由器中建立一張路由表，其中包括網絡地址、數(shù)據(jù)發(fā)送的下一個結點地址及到達終點所需要的步數(shù)等，這張路由表是動態(tài)的，隨著網絡狀況的改變隨時更換新的路由表；路由選擇是動態(tài)的，也可以是靜態(tài)的。如果是動態(tài)的，則路徑上的每一個結點都可以為數(shù)據(jù)包重新分配路由方式；如果是靜態(tài)的，則表示讓數(shù)據(jù)包沿著一個確定的路由傳送，不允許中間站點對其再進行路由選擇。2)軟件系統(tǒng)

(1)網絡系統(tǒng)軟件。網絡系統(tǒng)軟件包括網絡操作系統(tǒng)，網絡協(xié)議及網關等。網絡操作系統(tǒng)是指能夠控制和管理網絡資源的軟件。網絡操作系統(tǒng)安裝在服務器上。常用的網絡操作系統(tǒng)有：Linux、WindowsNT、Windows2000、Netware、UNIX等。

網絡協(xié)議是保證網絡中兩臺設備之間正確傳送數(shù)據(jù)的軟件。網絡協(xié)議一般是由網絡系統(tǒng)決定的，網絡系統(tǒng)不同，網絡協(xié)議也就不同。如Netware系統(tǒng)的協(xié)議是IPX/SPX，WindowsNT、Windows2000系統(tǒng)則支持TCP/IP等多種協(xié)議。網關是網絡協(xié)議的轉換軟件。當兩個局域網互聯(lián)后，可能會由于網絡協(xié)議不同而不能通信，網關的作用就是為雙方翻譯和解釋網絡協(xié)議，使它們能夠互通信息。(2)網絡應用軟件。網絡應用軟件是指能夠為網絡用戶提供各種服務的軟件，如瀏覽器IE、傳輸軟件CuteFTP、遠程登錄軟件、收發(fā)電子郵件Outlook等等。3)網絡信息在計算機網絡上存儲、傳送的信息稱為網絡信息。網絡信息是計算機網絡中最重要的資源。它存在于服務器上，由網絡系統(tǒng)軟件對其進行管理和維護。服務器與服務器之間、網絡與網絡之間通過一定的網絡協(xié)議傳送信息。網絡用戶通過網絡應用軟件獲取網絡信息。網絡信息主要來源于各網站的工作者，他們通過各種輸入設備將大量的資料、數(shù)據(jù)、圖書等各類信息錄入計算機網絡，每天都有許多人在為網絡信息的補充、更新、修復做著大量的工作。2.2.2計算機網絡協(xié)議及模型

1.計算機網絡協(xié)議及模型的概念在計算機網絡中，任意兩結點間的通信規(guī)則稱為網絡協(xié)議，也叫網絡通信協(xié)議。網絡協(xié)議是計算機之間用來交換信息所使用的一種公用語言的規(guī)范和約定，其中包括發(fā)送信息的精確格式和意義，在什么情況下發(fā)送特定的信息，接收到信息如何響應等。Internet的通信協(xié)議包含了100多個關聯(lián)的協(xié)議，最核心、最基本的協(xié)議是TCP/IP協(xié)議(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網絡協(xié)議)。IP協(xié)議詳細地定義了計算機通信應該遵循的規(guī)則和具體細節(jié)，包括分組數(shù)據(jù)包的組成，路由器如何將一個分組傳遞到目的地等，也就是說，定義了計算機發(fā)送的信息格式和含義，在什么情況下應發(fā)送規(guī)定的特殊信息，以及接受方的計算機應做出哪些應答等等。Internet上的計算機安裝了IP協(xié)議就可以實現(xiàn)相互之間的通信，但是只有IP協(xié)議還不行，因為它只是可以保證通信的實現(xiàn)，卻沒能保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。TCP協(xié)議就是解決在互聯(lián)網中通信的可靠性問題的軟件。TCP協(xié)議利用重發(fā)技術和擁塞控制機制，向應用程序提供可靠的通信連接，使它能夠自動適應網上的各種變化，具體為：恢復數(shù)據(jù)包的順序，不同的數(shù)據(jù)包可以沿不同的路徑到達目的地，因此到達目的地的數(shù)據(jù)包可能與原發(fā)送順序不同，TCP協(xié)議可以調整接收到的數(shù)據(jù)包，恢復本來的順序；丟棄重發(fā)的數(shù)據(jù)包，網絡硬件的故障有時會導致把重復的數(shù)據(jù)包送到目的地，TCP通過自動檢測，只接收最先到達的一個；恢復丟失的數(shù)據(jù)包，路由器可能因數(shù)據(jù)包過多超載，造成數(shù)據(jù)包丟失，TCP協(xié)議是通過時鐘和確認機制來解決丟失的問題，數(shù)據(jù)包到達目的地后，接收端上的TCP就向原計算機送回一個確認，發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)時，啟動一個使用計算機內部時鐘的計時器開始計時，如果接收方的確認在規(guī)定的時間內沒有到達，TCP就認為數(shù)據(jù)包丟失而重發(fā)一次，TCP可以根據(jù)網絡的傳輸距離和繁忙程度自動計算延遲時間。這樣，TCP協(xié)議保證了數(shù)據(jù)信息的可靠傳送。圖2-3TCP/IP協(xié)議的層次結構TCP/IP協(xié)議實際上是一個協(xié)議包，它含有100多個相互關聯(lián)的協(xié)議。為了說明這個問題，下面列出TCP/IP各層中主要的協(xié)議。應用層：DNS、DSP、SMTP、FTP、Telnet、Gopher、http、WAIS……

傳輸層：TCP、UDP、DVP……

網絡層：IP、ICMP、RARP、UUCP……

接口層：Ethernet、Arpanet、PDN……

上述的應用層協(xié)議中，DNS(DomainNameService)和DSP(DomainServiceProtocol)分別是域名服務和域名服務協(xié)議，通過這兩個協(xié)議可實現(xiàn)域名(IP地址的文字表現(xiàn)形式)的應用。SMTP(SimpleMailTransferProtocol)、FTP(FileTransferProtocol)和Telnet(Remotelogin)分別是簡單郵政傳輸協(xié)議、文件傳輸協(xié)議和遠程登錄協(xié)議，通過它們可實現(xiàn)Internet的三個基本功能：電子郵局、文件傳輸和遠程登錄。Gopher、http、WAIS等是Internet瀏覽查詢的基本協(xié)議，同時也是實現(xiàn)這些通信協(xié)議的應用軟件。

2．TCP/IP協(xié)議模型各層的功能

(1)物理層。物理層的主要作用是提供與通信媒介的物理連接，即物理拓撲結構。必須對這些看得到的設備的電氣特性做一個規(guī)范，使這些設備都能夠互相連接并兼容使用。

(2)接口層。接口層是TCP/IP協(xié)議模型的第二層。數(shù)據(jù)在該層的表示單位是幀。幀是由位組成的。一幀表示一個數(shù)據(jù)塊，其中包括一定數(shù)量的數(shù)據(jù)和一些控制信息。接口層具有連接控制、順序控制、流量控制、差錯控制及物理尋址等功能，定義了將數(shù)據(jù)組成正確幀的規(guī)程和在網絡中傳輸幀的規(guī)程。(3)網絡層。網絡層是TCP/IP協(xié)議模型的第三層，數(shù)據(jù)在網絡層的單位是包或分組。網絡層定義了互聯(lián)網中傳輸?shù)男畔袷?，以及從一臺計算機通過一個或多個路由器到達最終目的地的信息包轉發(fā)機制。(4)傳輸層。數(shù)據(jù)在傳輸層的單位是報文或段，一個報文可以分為多個數(shù)據(jù)包。該層為兩個用戶進程之間建立、管理和拆除可靠而有效的鏈接。

(5)應用層。應用層為用戶提供一個工作環(huán)境，支持用戶軟件運行的網絡服務技術，定義應用程序使用互聯(lián)網的規(guī)程。2.2.3Internet的客戶機/服務器系統(tǒng)

Internet采用客戶機/服務器系統(tǒng)，這是分布式網絡普遍采用的技術。它可以提供端到端的連接，即允許網絡上的任意兩臺計算機之間進行通信。在這種網絡環(huán)境中，應用程序分成服務程序和客戶程序兩部分。服務程序是提供服務的程序，一般在較大型計算機上運行。提供服務的計算機一經啟動就自動運行服務程序，而且應保持連續(xù)運行，以便時刻準備接收到來的訪問請求?？蛻舫绦蚴窃L問服務器的程序，用戶需要訪問服務器時啟動客戶程序，并把要建立連接的服務程序及要完成的操作告訴客戶程序?？蛻舫绦蚺c相應的服務程序建立連接后，把有關請示傳輸給服務程序，服務程序根據(jù)客戶的要求提供相應的服務。

在客戶機/服務器系統(tǒng)中，客戶機和服務器是相對的。如果某臺計算機既安裝了客戶程序又安裝了服務程序，那么它可以訪問其他計算機，也可以被訪問。當它訪問其他計算機時，它是客戶機，運行客戶程序，而它被訪問時，則是服務器，運行服務程序?？蛻舫绦蚺c服務程序的連接方式是鏈式連接。也就是說，客戶程序與某臺計算機的服務程序建立連接后，可以根據(jù)需要自動地轉移到另一臺計算機上去，而且這種轉移可以連續(xù)進行下去，這也就是人們常說的漫游Internet。

客戶機/服務器系統(tǒng)之所以成為分布式網絡普遍采用的技術，是由于它具有下述特點：

(1)實現(xiàn)不同系統(tǒng)的有效通信。把應用程序分成客戶程序和服務程序，可以使它們之間的通信過程標準化。因此，在不同硬、軟件環(huán)境中的應用程序和服務程序，只要是按照相同的通信協(xié)議設計的，均可以有效通信。(2)降低了硬件配置的要求。在客戶機/服務器系統(tǒng)中，客戶程序可以訪問各種不同種類主機，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的分散存儲和集中使用。數(shù)據(jù)的分散存儲勢必降低對計算機硬件配置的要求，使得各種規(guī)模的計算機都可以作為主機使用。

(3)實現(xiàn)信息資源的整體化?？蛻舫绦蚺c服務程序的鏈式連接方式，可以使Internet的應用系統(tǒng)把網上的資源相互連接起來，形成一個信息資源整體。2.2.4萬維網(WWW)

1．什么是WWWWWW是WorldWideWeb的縮寫，也可以簡稱為Web、3W、W3等，中文譯名為“萬維網”，是Internet的多媒體信息查詢工具。WWW使用超文本(Hypertext)方式組織、查找和表示信息，實現(xiàn)一個站點到另一個站點的連接。WWW具有友好的用戶查詢接口，是目前廣為流行的最受歡迎的、最先進的信息服務工具。

超文本文件是用超文本標記語言(HTML)格式寫成，這種語言是歐洲粒子物理實驗室CERN(theEuropeanLaboratoryforParticlePhysics)提出的WWW描述性語言。WWW文本不僅含有文本和圖像，還含有作為超級鏈接的詞、詞組、句子、圖像、圖標。這些超級鏈接通過顏色和字體的改變與普通文本區(qū)別開來，含有指向其他Internet信息的URL地址。將鼠標移到超級鏈接上，左單擊，Web就根據(jù)超級鏈接所指向的URL地址跳到不同站點、不同文件。WWW實現(xiàn)了文本與聲音、圖像的同時傳輸，大大擴展了Internet的傳輸信息范圍。現(xiàn)在，Web服務器成為Internet上最大的計算機群，Web文檔之多、鏈接的網絡之廣，令人難以想象。WWW將不同的信息系統(tǒng)統(tǒng)一在一個Web網中，這樣人們就可以充分利用現(xiàn)有的網絡資源，而不需要運行不同軟件。它是建立在鏈接基礎上，不僅實現(xiàn)了與其他文件的鏈接和同一文件標記的鏈接，也實現(xiàn)了與其他資源的鏈接。

WWW采用的是客戶機/服務器結構，其作用是整理和儲存各種WWW資源，并響應客戶軟件的請求，把客戶所需的資源傳送到客戶所用的Windows、Linux和UNIX等平臺上。

2．WWW的工作原理

WWW由三部分組成：客戶機(Client)、服務器(Server)和HTTP協(xié)議，以客戶機/服務器方式工作。客戶機向服務器發(fā)送一個請求，并從服務器上得到一個響應。服務器負責管理信息和對來自客戶機的請求作出回答?？蛻魴C與服務器使用HTTP協(xié)議傳送文本信息。服務器的基本信息單位是網頁，由HTML(超文本標記語言)寫成，具體地說，是HTML對Web頁的內容、格式機Web頁的超級鏈接進行描述。客戶機請求采用URL形式，Web頁有許多超級鏈接，每個超級鏈接指向含有其他文件的URL地址信息。當用戶選擇一個請求，要求相應的文件時，服務器對此作出響應，將超文本文件傳送過來，這樣用戶就可以不知道地址而找到感興趣的資源信息。

用戶用來查看HTML超文本文件的客戶機軟件稱為WWW瀏覽軟件或WWW瀏覽器。瀏覽器的作用就在于讀取Web站點上的HTML文檔，再根據(jù)此類文檔中的描述組織并顯示相應的Web頁面。瀏覽器使用戶對超文本文件的鏈有清楚的認識，鏈與其他文本有顏色或字體上的差異。對于由圖像制作的鏈，鼠標移動到圖像上面時會變成手掌狀，瀏覽器提供了從一個文件跳轉到另一個文件的方法，WWW瀏覽器和WWW服務器的交互作用完成了信息查詢。2.2.5Internet的地址

1．IP地址在使用TCP/IP協(xié)議進行通信時，每臺主機(包括服務器、路由器、工作站等)都必須有一個IP地址，以標明該主機在網絡上的位置。因此，它必須是全網唯一且格式統(tǒng)一的。IP地址是數(shù)字型的，它由兩部分組成，前面的部分為網絡標識，后面的部分是主機標識。目前使用的IP協(xié)議版本(IPv4)規(guī)定IP地址的長度為32位。每個IP地址由4個8位二進制數(shù)組成，每個8位數(shù)之間由圓點隔開。由于二進制數(shù)不易記憶，通常用四組三位的十進制數(shù)表示，中間用圓點隔開，每組十進制數(shù)的取值范圍在0～225之間，這種表示方法被稱作間斷十進制計數(shù)。下面介紹在網絡建立、管理時遇到的編碼規(guī)則、各類地址的區(qū)分、子網和子網掩碼等問題。1)編碼規(guī)則

(1)網絡標識和主機標識：①網絡標識、主機標識部分必須是唯一的。②網絡標識部分的第一個字節(jié)組不能為127、255、0。127保留給內部診斷回調函數(shù)使用，如發(fā)送信息給，此信息將回傳給自己；255作為廣播地址使用；0表示本地宿主機，不能傳送。③主機標識部分的各個二進制不能全為1或全為0。全為1時用作廣播地址；全為0它表示為“只有這個網絡”。(2)Internet委員會規(guī)定IP地址分級為A、B、C、D、E五類，它們分別用于不同類型的網絡。

A類地址：A類地址的最高端二進制位為0，第一個字節(jié)組表示網絡標識，后三個字節(jié)組表示主機標識，它允許有126個網絡，每個網絡大約有1677萬臺主機。編址范圍：～55。主要用于擁有大量主機的網絡，它的特點是網絡數(shù)量少，而擁有的主機數(shù)量多。B類地址：B類地址的最高端前兩個二進制位為10，前兩個字節(jié)為網絡標識，后兩個字節(jié)組為主機標識。它允許有16?384個網絡，每個網絡大約有66?500臺主機。編碼范圍：～55。主要用于中等規(guī)模的網絡，它的特點是網絡相對比較多，網絡的主機數(shù)也多。C類地址：C類地址最高端前三個二進制位為110，前三個字節(jié)組為網絡標識，后一個字節(jié)組為主機標識。它共有2?097?152個網絡，每個網絡有254臺主機。編碼范圍：～55。主要用于小型網絡，它的特點是網絡數(shù)多，而主機數(shù)量少。D類地址：D類地址高端前四個二進制位為1110，其余用于識別相應的主機。通常用于已知的多點傳送或者組的尋址。

E類地址：E類地址高端四個二進制位為1111，是為將來使用而保留的一個實驗地址。2)子網和子網掩碼子網是一個多網絡環(huán)境中的網絡。把一個網絡劃分成多個子網，要求每一個子網使用不同的網絡標識IP。但是每個子網的宿主機數(shù)不一定相同，而且相差很大。在制定編碼方案時，會碰到網絡數(shù)不夠的問題。解決的辦法是采用子網尋址技術，將主機標識部分劃出一定的位數(shù)作為該網的各個子網，剩余的主機標識作為相應子網的主機標識部分。這樣的IP地址被稱為：網絡+子網+主機，也有人稱之為可變長度子網。

2.域名地址由于用數(shù)字描述的IP地址難于記憶，使用不便，人們又研究出用字符描述的地址，這種地址叫做域名(Domainname)。域名是分層次的，一個域名最多由25個子域名組成，每個子域名之間用圓點“.”隔開。域名從右往左分別為最高域名段、次高域名段……，子域名的大小由右往左逐漸降低。一臺主機域名結構為：主機名.機構名.網絡名.最高層域名。例如，教育網上的一臺主機域名為：C。cn為最高域名段，edu為次高域名段，gdut為最后域名段，Cyao3為主機名。域名可以使用字母、數(shù)字和連字符，但必須以字母或數(shù)字作為開頭和結尾。域名的總長度不得超過255個字符。根據(jù)實際使用情況每個子域名以不多于8個字符為宜。1)國際頂級域根據(jù)Internet國際特別委員會的最新報告，將頂級域定義為兩類。

(1)機構域。在機構性域名中，最右端的末尾都是三個字母的最高域字段。由于Internet最先在美國研究與發(fā)展，當時只為美國的幾類機構指定了頂級域，延續(xù)至今，因此，大多數(shù)的域名都為美國、北美的機構或組織。目前常見的機構域名如表2-1所示。表2-1部分機構域名表表2-2部分地理域名表

對于美國以外的主機，最高層次域基本上都是按地理域命名的。地理域指明了該域名源于哪個國家。地理域都是用兩個字母作為國家代號。美國雖然也有地理域，但很少用。如果一個域名的末尾沒有找到地理域，就可以假定該域名是源于美國(或在美國注冊)。其他國家的右邊最高域名段則代表該國家。2)中國域名系統(tǒng)表2-3中國域名系統(tǒng)機構性域名表表2-4中國域名系統(tǒng)地理性域名表

3．URL地址在瀏覽器的地址欄上通常有一串字符，那是URL地址。URL地址是WWW中用來尋找資源地址的辦法，URL(UniformResourceLocator)中文譯為統(tǒng)一資源定位器或通用資源定位器。URL地址是為了使所有的信息資源都能得到有效利用，從而將分散的孤立信息點連接起來，實現(xiàn)資源的統(tǒng)一尋址。URL地址大致由三部分組成：協(xié)議(也稱為連接模式)、主機名(主機地址)、目錄和文件名(路徑和文件名)。例如，“/docs/faq.html”中，http是協(xié)議，協(xié)議是訪問頁面的方式，也是瀏覽器用于取得超文本文件的協(xié)議或程序。如果瀏覽器利用HTTP方式來訪問文件，那么協(xié)議部分就是http；如果用FTP方式，則協(xié)議部分是ftp；3.1撥號上網3.1.1普通Modem撥號上網電話撥號，應該是上網的最“古老”的方式，也是網民選擇最多的一種上網方式。使用普通Modem撥號方式上網，需要一個Modem(調制解調器)把計算機和一條可通話的電話線連起來，再在計算機系統(tǒng)上做相應的設置就可以了。要發(fā)送到因特網的數(shù)字信號由調制解調器調制成可以在電話網上傳輸?shù)哪M信號，模擬信號經過電話網傳輸?shù)絀SP與因特網干線進行數(shù)據(jù)通信，而電話網上的模擬信號經過調制解調器解調成計算機可以運行使用的數(shù)字信號。這種上網方式有簡單方便、分布范圍廣泛的優(yōu)點，但也存在著傳輸速率較低的缺點。速度最快也就是56kb/s，但由于電話線路等原因，經常只有40kb/s左右，甚至更低。3.1.2ISDN上網

ISDN(IntegratedServiceDigitalNetwork)的中文名稱是綜合業(yè)務數(shù)字網，俗稱“一線通”，它是利用數(shù)字通信技術和計算機技術實現(xiàn)電話、電報、數(shù)據(jù)、圖像以及聲音的處理，傳輸和交換的通信網。它能在一根普通電話線上提供語音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合性業(yè)務，并可以連接8臺終端或電話，有兩臺終端可以同時使用，也就是說，您在上網的同時可以撥打和接聽電話，不會像普通Modem上網那樣占用了電話線而外面電話打不進來。ISDN的種類分為窄帶N-ISDN和寬帶B-ISDN兩種，目前國內使用的窄帶N-ISDN的傳輸速率為144kb/s(2B+D用戶線路)，即一條ISDN線路分成三個邏輯通道，分別是兩個B通道和一個D通道，簡稱2B+D。B通道是傳送數(shù)據(jù)用的，每個B通道的傳輸速率是64kb/s，也可同時使用兩個B通道，達到128?kb/s的速率。D通道是傳送控制信號用的，所有非通信用的信息，如振鈴、撥號、掛線等，都是通過D通道傳送的，因此也確保B通道的速度是實實在在的64kb/s。這種上網方式要比普通Modem撥號上網在速度上快很多，但這種N-ISDN上網方式不是每個ISP都有提供，在選定自己的ISP之前得先確定其是否提供這種服務。3.2寬帶上網3.2.1中國寬帶互聯(lián)網(LAN和ADSL)

中國寬帶互聯(lián)網是一個真正全程光纖化的寬帶網絡，是中國公用計算機網(ChinaNet)在各個城市的延伸。它上連國際互聯(lián)網，下接“數(shù)字化”(信息化)大廈和小區(qū)。中國寬帶互聯(lián)網是基于IP城域網組建而成的。IP城域網是指在城市范圍內以IP協(xié)議為主的互聯(lián)網。它以多種傳輸媒介為基礎，采用TCP/IP協(xié)議為通信協(xié)議，通過路由器組網，實現(xiàn)IP數(shù)據(jù)包的路由和交換傳輸。IP城域網實際就是一個規(guī)模足夠大的高速局域網，只不過這個局域網大到可以覆蓋整個城市。網內用戶連接的不是普通孤立的局域網，而是真正的Internet。網內用戶使用合法的IP地址，是真正的Internet用戶。網絡到用戶桌面的帶寬遠遠超過普通電話所提供的帶寬，最慢的用戶享受帶寬均在1Mb/s以上，比撥號接入方式高出幾十倍。大部分用戶享受的帶寬達10Mb/s、100?Mb/s，甚至高達1000Mb/s。中國寬帶互聯(lián)網有以下特點：(1)傳輸速率高。IP城域網采用大容量的PacketOverSDH傳輸技術，為高速路由和交換提供傳輸保障。通過光纖、網線連到用戶桌面，使數(shù)據(jù)傳輸速度達到100Mb/s、1000Mb/s。

(2)用戶投入少，接入簡單。用戶只需將光纖、網線進行適當連接，并簡單配置用戶網卡或路由器的相關參數(shù)，即可接入IP城域網。(3)技術先進、安全。IP城域網在技術上為用戶提供了高度安全的服務保障。IP城域網在網絡中提供了第二層的VLAN隔離，只有在用戶局域網內的計算機才能互相訪問，非用戶局域網內的計算機都無法通過非正常途徑訪問用戶的計算機，使安全性得到保障。3.2.2網絡快車ADSL

隨著Internet的爆炸式發(fā)展，在Internet上的商業(yè)應用和多媒體等服務也得以迅猛推廣。要享受Internet上的各種服務，用戶必須以某種方式接入網絡。為了實現(xiàn)用戶接入網的數(shù)字化、寬帶化，提高用戶上網速度，光纖到戶(FTTH)是用戶網今后發(fā)展的必然方向，但由于光纖用戶網的成本過高，在今后的好長一段時間里，大多數(shù)用戶網仍將繼續(xù)使用現(xiàn)有的銅線環(huán)路。近年來，人們提出了多項過渡性的寬帶接入網技術，包括N-ISDN、CableModem、ADSL等等。ADSL是英文AsymmetricalDigitalSubscriberLoop(非對稱數(shù)字用戶環(huán)路)的縮寫，ADSL技術是運行在原有普通電話線上的一種新的高速寬帶技術，它利用現(xiàn)有的一對電話銅線，為用戶提供上、下行非對稱的傳輸速率，ADSL在一對銅線上支持上行速率為640～1028?kb/s，下行速率為1～8?Mb/s，有效傳輸距離在3～5?km范圍以內。目前，ADSL的熱潮席卷世界各地，其更為吸引人的地方是：它在同一銅線上分別傳送數(shù)據(jù)和語音信號，數(shù)據(jù)信號并不通過電話交換機設備，減輕了電話交換機的負載；不需要撥號，一直在線，屬于專線上網方式。這意味著使用ADSL上網并不需要繳付另外的電話費，傳輸速度又快，特別是下行速度快得讓您滿意，不會像撥號上網那么慢，等得您心煩。3.2.3視訊寬帶網視訊寬帶網一般隸屬于當?shù)赜芯€廣播電視臺，是提供基于有線電視網實現(xiàn)多媒體寬帶信息服務的ISP，以CableModem和機頂盒為用戶終端接入設備的高速寬帶綜合信息