《電子商務基礎與應用》課件第3章

第三章網絡技術基礎3.1因特網的概念與構成3.2常用的因特網服務3.3TCP/IP3.4域名申請與管理

3.1因特網的概念與構成

3.1.1因特網的起源與發展

1.因特網的起源

因特網(Internet)又譯為互聯網，由“國際的(International)”和“網絡(Network)”組成。因特網最初起源于ARPAnet(阿帕網)。阿帕網是20世紀60年代末至70年代初，由美國國防部資助，ARPA(AdvancedResearchProjectsAgency)承建的一個網絡，目的是通過這個網絡把美國的幾個軍事及研究用計算機主機連接起來，形成一個新的軍事指揮系統。這個系統由一個個分散的指揮點組成，當部分指揮點被摧毀后，其他點仍能正常工作，而這些分散的點又能通過某種形式的通信網取得聯系。在因特網面世之初，由于建網是出于軍事目的的，參加試驗的人又全是熟練的計算機操作人員，個個都熟悉復雜的計算機命令，因此，沒有人考慮過對因特網的界面及操作方法加以改進。

2.因特網的第一次快速發展

因特網的第一次快速發展出現在20世紀80年代中期。當時，網絡技術取得巨大進展，涌現出大量的利用以太網和工作站組成的局域網，奠定了建立大規模廣域網的基礎。1981年，美國全國科學基金會(NationalScienceFoundation)提出了發展NSFnet的計劃，開發了具有五個超級計算機中心的大網絡——NSFnet，把全國大學和學術機構已經建成的一批地區性網絡連接起來。最初，NSFnet曾試圖用ARPAnet作為NSFnet的通信干線，但由于ARPAnet屬于軍用性質，所以要把它作為Internet的基礎并不是一件容易的事情。1982年，在ARPA的資助下，加州大學伯克利分校將TCP/IP協議嵌入UNIXBSD4.1版，極大地推動了TCP/IP的應用。1983年TCP/IP成為APRAnet的標準通信協議，標志著真正意義上的Internet出現了。1988年底，NSF把全國建立的五大超級計算機中心用通信干線連接起來，組成全國科學技術網NSFnet，并以此作為因特網的基礎，實現了同其他網絡的聯結。

3.因特網的第二次飛躍

因特網歷史上的第二次飛躍應當歸功于因特網的商業化。在20世紀90年代以前，因特網的使用一直僅限于研究領域和學術領域，商業性機構進入因特網一直受到這樣或那樣的法規或傳統問題的困擾。1991年，GeneralAtomics、PerformanceSystemsInternational、UUnetTechnologies等3家公司組成了“商用因特網協會”(CommercialInternetExchangeAssociation)，宣布用戶可以把他們的因特網子網用于任何的商業用途。因為這3家公司分別經營著自己的CERFnet、PSInet及Alternet網絡，可以在一定程度上繞開由美國國家科學基金出資的因特網主干網絡NSFnet而向客戶提供因特網聯網服務。一石激起千層浪，其他因特網的商業子網也看到了因特網用于商業用途的巨大潛力，紛紛做出類似的舉措。1991年年底，專門為NSFnet建立高速通信線路的AdvancedNetworkandServiceInc.公司也宣布推出自己的名為CO+RE的商業化因特網骨干通道。因特網商業化服務提供商的接連出現，使工商企業終于可以堂堂正正地從正門進入因特網。

4.因特網的完全商業化

商業機構一踏入因特網這一陌生的世界，很快就發現了它在通信、資料檢索、客戶服務等方面的巨大潛力。于是，世界各地無數的企業及個人紛紛涌入因特網，帶來了因特網發展史上一次質的飛躍。到1994年年底，因特網已通往全世界150個國家和地區，連接著3萬多個子網，320多萬臺計算機主機，直接的用戶超過3500萬，成為世界最大的計算機網絡。

5.中國因特網的應用

1994年4月20日是一個永載史冊的日子。時日，在國務院的支持下，經過科研工作者的艱辛努力，連接著數百臺主機的中關村地區教育與科研示范網絡工程成功實現了與國際互聯網的全功能鏈接。

在隨后兩年多時間里，中國科技網(CSTNET)、中國公用計算機互聯網(CHINANET)、中國教育和科研計算機網(CERNET)、中國金橋信息網(CHINAGBN)相繼開工建設，開始了全面鋪設中國信息高速公路的歷程。從1997年開始，中國因特網步入快速發展階段，免費郵箱、新聞資訊、即時通訊一時間成為最熱門的應用。伴隨著中國因特網應用的快速普及，中國網民數量也在不斷攀升，2008年6月達到2.53億，首次大幅度超過美國，躍居世界首位。

2014年4月20日，中國迎來全功能接入國際互聯網20周年。因特網已經成為中國社會運行的基本要素和基礎支撐，如毛細血管般滲透到國家社會生活的各個領域，以前所未有的深度和廣度深刻改變著經濟發展格局和信息傳播格局，推動社會管理創新并正在促進國家治理體系和治理能力的現代化，給中國社會帶來全新氣象。3.1.2因特網的概念與特點

從概念上講，因特網是由多個網絡互聯而成的一個單一而龐大的網絡集合，是一個建立在計算機網絡之上的網絡；在組織結構上，因特網是基于共同的通信協議(TCP/IP)，通過路由器(Router)將多個網絡聯結起來所構成的一個新網絡，它將位于不同地區、不同環境、不同類型的網絡互聯成為一個整體；在邏輯上，它既是獨立的又是統一的，也就是說，對所有用戶而言，因特網是一個統一的網絡，而對于每個用戶而言，又可以獨立操作。圖3-1是一種常見的因特網結構。相對于其他計算機網絡，因特網有許多鮮明的特點：

(1)全球信息傳播。因特網為世界各地的網民提供了雙向信息交換的途徑：既可以從網上即時獲得各方面的最新信息，也可以發布自己的信息和看法。因特網通信的高效率和低成本，為企業在因特網上尋找新的市場、進行商品交易，提供了極大的方便。

(2)信息容量大、時效長。由于計算機存儲技術的發展提供了近乎無限的信息存儲空間，因特網現已成為一個涉及各類知識領域的全球最大的信息資源庫。信息一旦進入發布平臺，即可長期存儲，長效發布。

(3)檢索使用便捷。與一般媒體相比，因特網上的信息檢索更為方便，傳輸速度也極為迅速。通過網絡搜索引擎，可以容易地檢索出全球大部分生產銷售某種產品的廠商，并實現與廠商的直接接觸。光纖技術的運用使得信息的發送與檢索瞬間即可完成。圖3-1因特網結構示意圖

(4)靈活多樣的入網方式。任何計算機只要采用TCP/IP協議與因特網中的任何一臺主機通信就可以成為因特網的一部分。因特網所采用的TCP/IP協議成功地解決了不同硬件平臺、不同網絡產品和不同操作系統之間的兼容性問題。

近年來，隨著網絡技術的高速發展，出現了大量新型接入技術，如WiMAX、Wi-Fi、無線局域網、藍牙；大量新型異構網絡，如移動自組織網絡、無線傳感器網絡、網狀網；大量新的計算技術，如P2P、網格、云計算等。這些新技術在推動整個網絡技術進步的同時，也使得傳統因特網體系結構在“擴展性”方面承受了巨大挑戰。新一代因特網需要重點解決現有因特網體系結構的單一可擴展性和因特網功能的復雜多樣性之間的矛盾，實現多維可擴展性(見圖3-2)。這種多維可擴展性包括：

(1)規模可擴展。隨著網絡節點和鏈路數量的增長，網絡的性能(如帶寬利用率、網絡核心設備資源利用率)和端到端性能能夠得到相應的增長。

(2)性能可擴展。在網絡資源(如鏈路、節點等)能力增長以后，網絡的性能和端到端性能能夠繼續得到相應的增長。

(3)服務可擴展。網絡中服務的可部署性能夠隨著總體服務規模的增長得到相應的增長。

(4)功能可擴展。網絡中的各種功能可以在一個統一的體系結構框架下進行擴展，例如網絡的單播、組播、隧道等。

(5)安全可擴展。網絡中安全機制的性能和效用能夠隨著該機制部署規模的擴大而得到相應的增長。圖3-2具有多維可擴展性的新一代互聯網體系結構3.1.3因特網的構成

1．網絡硬件

構成網絡的硬件主要包括集線器、路由器、交換機、服務器、客戶機、調制解調器、網關等設備。

(1)集線器(Hub)。集線器是一種集成電路連接的網絡部件，主要工作是擔任某個區域的網絡線集合中心，并且避免因為其中一條網絡線出問題，而造成整個網絡癱瘓。對于網絡管理人員來說，通過集線器可以使用網絡管理軟件得知網絡問題所在(例如某個網絡接口出現故障，或者資料傳輸沖突的問題)，以方便管理整個網路。

(2)路由器(Router)。路由器是因特網的主要節點設備，它通過路由決定數據的轉發。路由器在工作時能夠按照某種路由通信協議，查找設備中的路由表。如果到某一特定節點有一條以上的路徑，則預先確定的路由準則基本是選擇最優(或最經濟)的傳輸路徑。為了便于在網絡間傳送報文，路由器總是先按照預定的規則把較大的數據分解成適當大小的數據包，再將這些數據包分別通過相同或不同的路徑發送出去。當這些數據包按先后次序到達目的地后，再把分解的數據包按照一定順序包裝成原有的報文形式。

(3)交換機(Switch)。交換機是連接路由器與服務器、客戶機的設備。交換機中有一張路由表，如果知道目標地址在何處，就把數據發送到指定地點；如果不知道，就發送到所有的端口，通過過濾可以幫助降低整個網絡的數據傳輸量，提高效率。交換機還可以把網絡拆解成網絡分支，分割網絡數據流，隔離分支中發生的故障，這樣就可以減少每個網絡分支的數據信息流量而使每個網絡更有效，提高整個網絡的效率。

(4)服務器(Server)。服務器是一種存儲器共享型的多用戶處理機，它從多機的角度提供業務所需的計算、聯網、

數據庫管理和各類接口服務。服務器可分為Web服務器、

E-mail服務器、數據庫服務器、DNS服務器等。

(5)客戶機(Client)。客戶機是一種單用戶工作站，它從單機的角度提供與業務應用有關的計算、聯網、訪問數據庫和各類接口服務。

(6)調制解調器(Modem)。調制解調器是把數字信號變成模擬信號，再把模擬信號變成數字信號的設備，多用于連接個人計算機主機與對外撥號網絡系統的電話線，或者在接收端服務器主機對外連接模擬信號線路時使用。除此之外，調制解調器還可以用于傳真機傳送資料，也可以當作電話應答機來使用。

(7)網關(Gateway)。網關是互連設備中最為復雜的設備，其作用是使兩個或多個不同的網絡之間實現相互通信。所謂“不同”，意味著傳輸協議或物理網絡可能都不一樣。網關的基本功能是執行互連網絡之間不同協議的轉換，執行報文存儲轉發功能及流量控制，提供虛擬電路接口及相應服務，支持應用層互通及互連網絡間的網絡管理功能。

2.網絡操作系統

網絡操作系統(NetOperationSystem，NOS)是網絡用戶與計算機網絡之間的接口。用書面術語來講，網絡操作系統是使網絡上各計算機能方便而有效地共享網絡資源，并為網絡用戶提供所需的各種服務的軟件和有關規程的集合。在現今的因特網中，最流行的網絡操作系統主要有Windows、UNIX、Linux等。

1)?Windows操作系統

Windows操作系統是美國微軟公司開發的窗口化操作系統，是世界上使用最廣泛的網絡操作系統。目前的主流版本是2009年發布的Windows7桌面操作系統和WindowsServer2008R2服務器操作系統。最新版本是Windows8。截至2014年8月底，Windows?8和Windows?8.1的市場份額加起來已達到15.55%。

Windows8最大的特點是在可靠性和響應速度方面的最新技術進步，使網絡應用操作變得更便捷。同時，Windows8開發了一些新的工具，用以提供集中的存儲視圖，簡化存儲規劃、供應和維護，并改進監視和報告功能。

WindowsServer2008R2是一個基于NT架構的網絡操作系統，該系統采用了先進的客戶機/服務器系統結構，提供了強大的系統功能和豐富的網絡服務，為開發和可靠承載Web應用程序和服務提供了一個安全、易于管理的平臺，可廣泛應用于虛擬化工作負載、應用程序支持和網絡安全保護。

WindowsServer2008R2可以與多種服務器操作系統進行互操作，其中包括：NetWare、UNIX、LANManager等。WindowsServer2008R2具有很強的網絡能力，并提供開放的網絡系統接口，支持TCP/IP協議，并有增加或刪除驅動程序和協議的能力。

WindowsServer2008R2吸收了原有的WindowsNT、WindowsServer2003等很多網絡操作系統的優點，增加了一系列新功能和改進功能(包括減少內核攻擊面、關鍵服務器服務保護、只讀域控制器、新的雙向Windows防火墻等)，其可靠性和性能都得到了增強，為用戶提供了一種高級的、可靠的安全網絡環境。

2)?UNIX操作系統

UNIX操作系統最早是在20世紀60年代后期由貝爾實驗室開發的，是一個技術成熟、功能強大和結構復雜的網絡操作系統。在很多硬件平臺上，都可以找到合適的UNIX操作系統。目前最主流的UNIX操作系統有Sun公司的Solaris和SCO公司的OpenServer、UNIXWare。

(1)?Solaris。Solaris是Sun公司研發的UNIX操作系統，是一種多任務、多處理器的操作系統。目前的主流產品是OracleSolaris10，最新版本是OracleSolarisStudio12。OracleSolarisStudio12完全集成了OracleSolarisZones和網絡虛擬化功能，讓用戶可以快速配置公共和私有云環境。通過簡化了軟件生命周期的生產環境以及敏捷的關鍵云優勢，用戶可以安全地進行應用開發。

(2)OpenServer和UNIXWare。SCO(SantaCruzOperation)公司的UNIX產品分為OpenServer和UNIXWare兩大系列。OpenServer是基于Intel硬件平臺的、商業化的UNIX系統。它能夠承擔多項任務，適應多用戶環境，對具有大量輸入輸出的操作有良好的應用，適合于運行客戶機/服務器應用程序，在政府部門、中小企業等領域得到了廣泛應用。UNIXWare與Novell的NetWare能夠很好地集成，UNIXWare客戶還可以訪問共享的NetWare的打印服務。

3)?Linux操作系統

Linux是由芬蘭的LinusTorvalds發明設計的。從一開始，作者就確立了免費和公開源代碼的原則，因此通過Internet在全世界范圍得到大批程序員和愛好者的關注和幫助。經過數年的集體努力，其缺陷被不斷修補，配套軟件大量產生，終于成為一個相當完善的操作系統。

Linux適用于多種硬件平臺，如IBMPC及其兼容機、AppleMacintosh計算機(蘋果機)、Sun工作站等。它的穩定性好，很少出現在某些操作系統上常見的死機現象。它符合UNIX的標準，這使UNIX下的許多應用程序可以很容易地移植到Linux下。Linux還具有強大的網絡功能。它支持TCP/IP協議，支持網絡文件系統(NFS)、文件傳送協議(FTP)、超文本傳送協議(HTTP)、點對點協議(PPP)、電子郵件傳送和接收協議(POP/IMAP)及SMTP等，可以輕松地與NovellNetWare或WindowsNT等網絡集成在一起。隨著Linux應用的普及，其在桌面系統方面也有了長足的進步，目前已經形成Ubuntu、Fedora和Mint三大Linux桌面操作系統，在很多方面已經能夠滿足實用要求。Linux的進一步發展有利于打破或制約某些計算機軟件公司對操作系統市場日益嚴重的壟斷。我國已經開發了紅旗AsianuxServer4系統、紅旗安全操作系統4.0、紅旗Linux桌面6.0系列等Linux系列產品，現已在政府、教育、衛生、軍隊和部分工業行業中得到應用。2012年，在基于紅旗Linux開放框架上，我國開發了一系列應用于云計算環境的產品和解決方案，包括：基礎云平臺和載體的紅旗Asianux服務器操作系統、多元化操控設計的紅旗企業級管理平臺(RFEM)、用于服務器和應用整合的紅旗虛擬化服務器(RFVM)、確保關鍵服務持續運行的高可用集群服務器(HACluster)、為信息安全提供卓越策略和防范管理機制的安全操作系統(RFSOS)、全新的移動車載信息娛樂系統(RFIVI)等。

3.網絡

1)局域網(LAN)

局域網(LocalAreaNetwork)是指在一個有限地理區域內，負責數據處理的通信設備與電子設備互聯在一起的通信網絡。顧名思義，局域網的直徑范圍一般在幾十千米以內，完全歸一個機構管理。例如，在一個校園內，或者在一個建筑物內。局域網絡連接的方式大致分為兩種，一種是用“同軸電纜線”，將電腦一部一部地連在一起，就像一列火車一樣，而網絡的主機就好像是火車頭。這種網絡的優點是成本低，但是一旦其中一部電腦出問題，整個網絡就癱瘓了。另一種方式則是使用集線器(Hub)，將所有的電腦分別連接到集線器上，然后通過集線器來傳遞資料，當中一部電腦有問題不會影響到整個網絡，而且資料傳遞的速度較快。

2)廣域網(WAN)

廣域網(WideAreaNetwork)是指覆蓋范圍廣、以數據通信為主要目的的數據通信網。一般說來，超過局域網范圍的網絡，就叫做廣域網。我們也可以把廣域網絡看做是局域網和局域網之間的結合，即把局域網連接起來，形成的更大范圍的網絡。廣域網一般是指距離在幾十公里或幾百公里以上規模的計算機網絡。因此，一個省份、一個國家的網絡都是廣域網，而把所有國家的廣域網連接起來，就是我們所說的互聯網(Internet)了。

3)?Intranet(內聯網)

Intranet是Intra-businessInternet的縮寫。Intranet是指在現有的局域網基礎上，運用Internet網絡技術，在企業內部所建立的網絡系統。Intranet的信息存取只限于企業內部，只有企業內部的人員可以使用，它是在安全控制下連接的Internet。一般的Intranet系統多設有防火墻程序，以避免未經授權的人進入。由于建立成本較低，Intranet目前發展迅速。企業有了Intranet，一方面可以節省許多文件往來時間，方便溝通管理并降低管理成本，另一方面可通過網絡與客戶進行雙向溝通，適時提供特色的產品與服務，并且提升服務品質。

4)?Extranet(外聯網)

Intranet使公司在遠地的分支機構能夠通過因特網鏈路合法訪問存儲在總公司服務器中的公司信息。這種Intranet功能的進一步提升，賦予與企業有密切業務往來的企業和客

戶以較大的權限，允許他們訪問公司的信息庫，這就形成了Extranet。Extranet實質上是Intranet的擴展。Extranet不再局限于單個企業內部，而是把相互合作的企業連接在一起。Extranet采用Internet的技術和Web的應用系統，使各參與企業可以在權限范圍內自由訪問其他企業中的數據。

Extranet實施中有兩個難點。首先，由于Extranet涉及兩個以上的企業，必須預先考慮到有關公司之間合作的問題。企業和合作伙伴之間的系統和數據格式可能存在著極大的差異，使用一個公共外聯網的所有單位都必須確保他們的商業系統和過程能夠很好地整合。其次，由于Extranet分布于不同的地理位置，加大了網絡安全保障的難度，因而需要設置更高等級的防火墻和其他網絡安全設備來保證網絡的正常運行。

圖3-3顯示了某玩具公司內聯網、外聯網和因特網連接的情況。圖3-3一個玩具公司的網絡結構

5)因特網系統

因特網是眾多計算機網絡的互聯系統，這一系統從地域角度可以分成局域網和廣域網；從使用角度可以分為核心層、邊緣層和接入層。從技術角度來看，局域網和廣域網基本相同，都是由路由器和光纖網組成的，所不同的是速率和容量。

核心層由核心路由器或ATM骨干交換機組成；邊緣層由邊緣路由器或ATM接入交換機組成；接入層由包括網關在內的接入服務器和PSTN(公共交換電話網)、ISDN(綜合業務數字網)、DDN(數字數據網)等多種接入方式組成。圖3-4顯示了一個因特網系統的基本組成。圖3-4因特網系統的基本組成

4.客戶機/服務器系統結構

客戶機/服務器系統是由客戶機、服務器構成的一種網絡計算環境，它把應用程序所要完成的任務分派到客戶機和服務器上共同完成。客戶機是指用來與數據提供者(服務器)通信的軟件和硬件。一個用戶一次通常只使用一個特定的客戶機。客戶機與服務器相連，發送和接收信息，也可被看做是能從其他地方獲得信息的程序。服務器一般是指能向許多客戶端同時提供數據的大型計算機。服務器一詞既可以指實際的計算機，也可以指一套軟件。端口監督程序是指向其他程序提供服務的程序，通常用在網絡上，它接收和處理來自客戶端的請求，然后將結果返回給發出請求的客戶機。客戶機和服務器可以在同一臺電腦上，但它們通常是由網絡相連的不同的電腦。從本質上說，客戶機/服務器系統把應用分為兩部分，一部分運行在用戶的微機(客戶機)上，另一部分運行在服務器上。如果用戶希望訪問某一個記錄，可以通過客戶機向服務器發送請求，服務器將定位客戶機請求的記錄，并將記錄發往發出請求的客戶機。因為這種方式不再需要將記錄發到局域網上，所以具有較高的效率，并能減少局域網上的信息阻塞。圖3-5是客戶機/服務器的一個典型的運行過程，它包括以下5個主要的步驟：

(1)服務器監聽相應窗口的輸入；

(2)客戶機發出請求；

(3)服務器接收到此請求；

(4)服務器處理這個請求，并把結果返回給客戶機；

(5)重復上述過程，直至完成一次會話過程。

圖3-5只是客戶機/服務器運作過程的最基本的描述。事實上，不同的服務在具體運行細節方面存在很大的差異，但基本原理完全相同。圖3-5客戶機/服務器運行過程3.1.4因特網的接入方式

1.?PSTN接入

PSTN(PublicSwitchedTelephoneNetwork，公共交換電話網)是使用時間最長的網絡接入方式。利用這種方式進行數據傳送，盡管速度較慢，還要占用一條電話線路，但設備簡單，使用方便，故仍然是目前保留的一種通信方式(見圖3-6)。圖3-6通過PSTN接入Internet

PSTN對于在線處理圖像、大容量文件都不適合，但對于一般要求不高、平均傳送數據量不大且間斷性的應用，則是可以選擇的一種通信方式。2014年底，中國的PSTN用戶已經降到1%以下。

2.?ISDN接入

ISDN(IntegratedServiceDigitalNetwork，綜合業務數字網)是以綜合數字電話網(IDN)為基礎發展而成的，能提供端到端的數字連接。它除了提供電話業務外，還能夠將傳真、數據、圖像等多種業務在同一個網絡中傳送和處理，并通過現有的電話線提供給用戶，它可以在一條電話線上連接八部相同或不同的通信終端，并能使兩部終端同時使用。綜合業務數字網(ISDN)有窄帶與寬帶之分，分別稱為N-ISDN(Narrowband-ISDN)和B-ISDN(Broadband-ISDN)，無特殊說明，ISDN指N-ISDN。N-ISDN以公用電話交換網為基礎，而B-ISDN以光纖作為干線和傳輸介質。

ISDN向用戶提供端到端的連接，并支持一切話音、數字、圖像、圖形、傳真等廣泛業務。用戶可以通過一組有限的、標準的、多用途的用戶網絡接口來訪問這個網絡而獲得相應的業務。企業局域網通過ISDN接入因特網的方案主要有三種：代理服務器、賬號共享器、路由器。代理服務器由軟件實現，不需其他硬件設備，但不太穩定；賬號共享器由硬件實現，穩定性較好，但需要賬號共享器與TA兼容；路由器由硬件實現，速度快，穩定性好，其結構如圖3-7所示。圖3-7通過ISDN接入Internet的路由器方案

3.?DDN接入

DDN(DigitalDataNetwork，數字數據網)是采用數字信道(如光纜、數字微波和衛星信道)來傳輸信號的數據傳輸網，為用戶提供全數字、全透明、高質量的網絡連接和各種數據傳遞業務。數字數據網可用于金融業、證券業、外資機構等各種固定用戶的聯網通信，并為多種電信增值業務(各種專用網、無線尋呼系統、可視圖文系統等)及局域網間提供中繼或用戶數據通道，特別適用于業務量大、實時性強的數據通信用戶使用。

DDN傳輸質量高，時延小，通信速率可以自主變化，通信容量大，方便各種局域網的聯網。通過DDN接入Internet操作簡便，無須撥號，開機即可直接進入因特網；目前傳輸速率可達2.048Mb/s；穩定可靠，不會出現撥號上網中常見的線路繁忙、中途斷線等現象。DDN的接入費用比PSTN及ISDN都要高。

4.?DSL接入

DSL(DigitalSubscriberLine，數字用戶線路)技術可以分為非對稱DSL(如ADSL)和對稱DSL(如SDSL、HDSL)。

非對稱數字用戶線路(ADSL，AsymmetricDSL)是通過現有的普通電話線為家庭、辦公室提供寬帶數據傳輸服務的技術。所謂的非對稱是指其上下行速率不等，即高下行(下載)速率和相對較低的上行(上傳)速率。ADSL特別適用于視頻節目點播，在可視會議、遠程辦公、遠程醫療、遠程教學等方面也有廣泛的應用(見圖3-8)。圖3-8通過ADSL接入Internet對稱DSL方式適合商業用戶的需要，采用了對稱DSL方式之后，原有的針對DDN方式的價格體系和記費系統都可以不作改動，而且多數商業用戶需要對稱的傳輸方式，即他們需要的就是一定的對稱帶寬(如512?Kb、1?Mb或者2?Mb)。

由于利用了現有的電話線系統，因而DSL方式接入Internet要比DDN成本低許多，而且DSL總是處于“聯機狀態”，即用戶在收發E-mail或上網瀏覽的時候不需要撥號。DSL的主要特點有：

(1)傳輸速度快。DSL技術能夠利用現有的電話線以高達8Mb/s的速率傳輸，速度比撥號調制解調方式和ISDN快得多。DSL的傳輸速率可以達到上行1?Mb/s，下行8Mb/s，比現有的56Kb/s調制解調器和128Kb/s的ISDN接入方式要快許多。

(2)多個設備共享一條線路。ADSL采用頻分復用技術，數據和話音分別走在不同的通道上，可以邊上網邊打

電話。

(3)使用方便。要實現用ISDN上網必須先得將原先的普通的電話號碼改裝成ISDN號碼，而ADSL則無需這一步驟。它除了在用戶端添加ADSLModem和一個分離器之外，其他的一切都無需改動。另外，ADSL與ISDN的不同之處還在于使用ISDN上網必須經過電話交換機，遇到交換機忙或者ISP端口不足，用戶就有可能無法上網，而ADSL直接連入ATM寬帶平臺，是真正意義上的寬帶接入。

5.?ATM接入

ATM(AsynchronousTransferMode，異步傳輸模式)是國際電信聯盟ITU-T制定的標準。在這一模式中，信息被組織成信元，因為包含來自某用戶信息的各個信元不需要周期性出現，所以這種傳輸模式是異步的。在ATM中，話音、數據、圖像等所有的數字信息都要經過切割，封裝成統一格式的信元在網中傳遞，并在接收端恢復成所需格式。由于ATM技術簡化了交換過程，去除了不必要的數據校驗，采用易于處理的固定信元格式，因此ATM交換速率大大高于傳統的數據網。

ATM接口類型支持單模、多模光纖，物理接入速率有2?Mb/s、34?Mb/s、155?Mb/s，甚至2.5?Gb/s，能滿足多種業務的需求。

6.幀中繼接入

幀中繼(FrameRelay)是在用戶與網絡接口之間提供用戶信息流的雙向傳送，并保持順序不變的一種承載業務。它是以幀為單位，在網絡上傳輸，并將流量控制、糾錯等功能全部交由智能終端設備處理的一種新型高速網絡接口技術。

幀中繼是綜合業務數字網標準化過程中產生的一種重要技術，它是在數字光纖傳輸線路逐漸代替原有的模擬線路，用戶終端日益智能化的情況下，由X25分組交換技術發展起來的一種傳輸技術。

幀中繼業務能夠兼容多種網絡協議，可為各種網絡提供快速、穩定的連接。幀中繼支持多種數據用戶，可用于銀行、證券、大型企業、政府部門的總部與各地分支機構的局域網之間的互聯。利用幀中繼可以組建虛擬專用網，進行遠程計算機輔助設計、計算機輔助制造、文件傳送、圖像查詢、圖像監視及電視會議等。幀中繼可以按需分配帶寬，網絡資源利用率高，網絡費用低廉。

7.光纖接入

光纖接入方式是利用光纖傳輸技術，直接為用戶提供寬帶(B-ISDN，可達155?Mb/s)的雙向通道接入方式。光纖接入方式具有頻帶寬、容量大、信號質量好和可靠性高等優點，能夠有效緩解用戶信息業務增長與網絡信息傳輸速度不適應的矛盾，被認為是寬帶用戶接入網的發展方向。光纖接入方式對用戶來說帶寬不受限制，這就為寬帶業務進入家庭提供了帶寬上的保證。另外光纖直接到家，不受外界的干擾也無信息泄漏問題。目前，構筑全業務光纖接入網的關鍵技術，如SDH(光纖同步數字網)、ATM技術、光纖網絡設計、施工與管理技術均已成熟，并已有實用化產品出售，而且價格越來越低。光纖接入主要包括FTTH、FTTC、FTTB等方式。

8.無線接入

無線接入技術(WirelessAccessTechnology)以無線技術(主要是移動通信技術)為傳輸媒介向用戶提供固定的或移動的終端業務服務，它包括移動式無線接入和固定式無線接入

(FixedWirelessAccess，FWA)。移動式無線接入是一種用戶終端在較大范圍內移動的接入技術；固定式無線接入是一種能把從有線方式傳送來的信息用無線方式傳送到固定用戶終端或實現相反傳送的接入技術。無線接入技術能夠使無線網絡與有線公共網完全互聯，并且它具有應用靈活、安裝快捷的特點，適用于移動工作人群和廣大農村、山區用戶。目前，無線接入技術正在向高速無線接入發展，MMDS(無線電纜網)接入、DBS(直播衛星系統)接入等高速接入技術已經開發成功，成為網絡接入技術的一個新領域，受到各國的普遍重視。無線接入網在整個通信網中的位置如圖3-9所示。圖3-9無線接入網在整個通信網中的位置3.1.5因特網技術的最新發展

1.?云計算

云計算(CloudComputing)是一種基于互聯網的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計算機和其他設備。云是網絡和互聯網的一種比喻說法。按照美國國家標準與技術研究院(NIST)的定義，云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式可配置的計算資源共享池新的IT服務，其中包括網絡、服務器、存儲、應用軟件或服務。使用者只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行一定的交互，就可以便捷地、按需要使用這些資源。云計算通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展而且經常是虛擬化的資源服務，它意味著計算能力也可作為一種商品通過互聯網進行流通。

“云計算”概念被大量運用到生產環境中，國內的“阿里云”與云谷公司的XenSystem，以及在國外已經非常成熟的Intel和IBM，各種“云計算”的應用服務范圍正在日漸擴大，影響力也無可估量。

2.移動互聯網技術

新型的移動互聯網技術主要包括：

(1)?HTML5。HTML5逐漸成為新一代網絡標準。該技術一次開發全平臺部署的跨平臺特性，對于提供跨多個平臺應用的移動運營商來說是一個重要的技術。

(2)新的Wi-Fi。新的Wi-Fi標準，如802.11ac、11ad、11aq和11ah，將提高Wi-Fi性能，使Wi-Fi成為移動應用更重要的技術部分，并且使Wi-Fi能夠提供新的服務。

(3)可穿戴設備。智能手機將成為個人局域網的中心。個人局域網由身體上的健康醫療傳感器、智能首飾、智能手表、顯示設備(如谷歌眼鏡)和嵌入到服裝、鞋帽中的各種傳感器組成。這些技術設備將與移動應用溝通，用新的方式提供信息。

(3)高精確度移動定位。移動互聯網技術的發展將大大提高目前的定位精度。準確的定位技術與移動應用的結合將產生新一代非常個性化的服務。

(4)企業移動管理。企業移動管理包括移動設備管理、移動應用管理、包裝和集裝箱化以及企業文件同步化和共享的一些因素。這些工具應用范圍的擴大將最終解決智能手機、平板電腦和PC上所有流行的操作系統的移動管理需求。

(5)?LTE和LTE-A。LTE和接替它的技術LTE-A是提高頻譜效率的蜂窩技術，從理論上可將蜂窩網絡的最大上載速度提高到1?GB/s，同時減少延遲。所有的移動用戶都將從改善的帶寬中受益。優越的性能和LTE廣播等新功能將使網絡運營商能夠提供新的服務。

3.?大數據技術

大數據(Bigdata)一般是指在?10?TB(1?TB?=?1024?GB)規模以上的數據量，并且這樣的數據量無法用傳統數據庫工具對其內容進行抓取、管理和處理。

大數據技術是綜合運用采集、導入/預處理、統計/分析、挖掘等技術，通過對海量數據進行系統分析，以獲得具有指導意義的數據結果。大數據技術主要包括5個方面：

(1)可視化分析。可視化分析能夠直觀地呈現大數據特點，同時能夠非常容易地被讀者所接受，就如同看圖說話一樣簡單明了。

(2)數據挖掘算法。各種數據挖掘的算法通過不同的數據類型和格式深入數據內部，挖掘出公認的價值。

(3)預測性分析。從大數據中挖掘出特點，通過科學的建立模型，之后便可以通過模型帶入新的數據，從而預測未來的數據。

(4)網絡數據挖掘。利用數據挖掘，可以從網絡用戶搜索關鍵詞、標簽關鍵詞、或其他輸入語義，分析，判斷用戶需求，從而實現更好的用戶體驗和廣告匹配。

(5)數據質量和數據管理。高質量的數據和有效的數據管理，無論是在學術研究還是在商業應用領域，都能夠保證分析結果的真實和有價值。

4.?物聯網技術

物聯網(TheInternetofthings)是新一代信息技術的重要組成部分。顧名思義，物聯網就是物物相連的互聯網。這有兩層意思：其一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；其二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信，也就是物物相息。物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算、廣泛應用于網絡的融合中，也因此被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。在物聯網應用中有三項關鍵技術：

(1)傳感器技術。國家標準GB?7665—87對傳感器下的定義是：“能感受規定的被測量件并按照一定的規律(數學函數法則)轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成”。簡單說，傳感器的作用是把模擬信號轉換成數字信號以便計算機處理。

(2)?RFID標簽。這也是一種傳感器技術。RFID技術是融合了無線射頻技術和嵌入式技術為一體的綜合技術，RFID在自動識別、物流管理方面有著廣闊的應用前景。

(3)嵌入式系統技術。這種技術是綜合計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。以嵌入式系統為特征的智能終端產品隨處可見：小到人們身邊的MP3，大到航天航空的衛星系統。

3.2常用的因特網服務

因特網所提供的網絡信息服務基本上可以分為3類：固定信息服務，包括電子郵件(E-mail)、文件傳輸(FTP)服務等；在線實時通信，包括遠程登錄(Telnet)、即時通信、微博等；檢索服務，包括搜索引擎、萬維網(WWW)等。3.2.1電子郵件(E-mail)

1．電子郵件的最新發展

電子郵件(ElectronicMail)亦稱E-mail，它是用戶或用戶組之間通過計算機網絡收發信息的服務。從因特網誕生以來，電子郵件一直是網絡用戶之間快速、簡便、可靠且成本低廉的現代通信手段，在我國20年間發布的35次互聯網絡發展狀況調查統計中，電子郵件始終是使用最廣泛、最受歡迎的服務之一。目前的電子郵箱可以傳送文檔、聲音、圖片、圖像等各種信息，支持郵件的全文檢索，很多免費郵箱都可以實現無限容量，郵件所帶附件能夠達到2G，群發郵件達到400封，垃圾郵件捕獲率超過99%。

“手機郵箱”是近年來快速發展的一種郵件推送業務。電子郵件到達移動通信商的郵件服務器后，經移動網絡設備連接，把郵件推送給手機客戶，實現了電子郵件的移動化。由于歷史原因，多數因特網應用僅能選擇英語，這給眾多非英語國家因特網普及帶來不容忽視的語言障礙。2012年2月18日，由中國互聯網絡信息中心(CNNIC)主導制訂的國際化多語種郵箱電子郵件地址核心國際標準——《SMTP擴展支持國際化郵件》(編號：RFC6531)由IETF(InternetEngineeringTaskForce，因特網工程任務組)正式發布。2012年6月19日，在“國際化多語種郵箱電子郵件發布會”上，中科院科學家發出了全球首封多語種郵箱電子郵件，這是我國向國際因特網強國邁進的重要一步。

2．電子郵件的工作原理

E-mail系統由E-mail客戶軟件、E-mail服務器和通信協議三部分組成。

E-mail客戶軟件也稱用戶代理(UserAgent)，是用戶用來收發和管理電子郵件的工具。這類軟件根據Windows、UNIX等操作系統不同可分為很多種類。

E-mail服務器主要充當“郵局”的角色，它除了為用戶提供電子郵件箱外，還承擔著信件的投遞業務。當用戶與E-mail服務器聯機進入自己的電子郵件箱并發送一個電子郵件后，E-mail?服務器將按收信人地址選擇適當的路徑把用戶電子郵件箱里的信件發送給網絡中的下一個節點。通過網絡若干中間節點的“存儲－轉發”式的傳遞，最終把信件投遞到目的地，即收信人的電子郵件箱里。當收信人進入自己電子郵件箱時，就可以查閱到該信件了。

E-mail服務器主要采用SMTP(SimpleMailTransferProtocol，簡單郵件傳輸協議)來傳送電子郵件。SMTP?描述了電子郵件的信息格式及其傳遞處理方法，以保證被傳送的電子郵件能夠正確地尋址和可靠地傳輸。和SMTP同時出現的，還有POP(PostOfficeProtocol，郵局通信協議)，常用的POP3是這個通信協議的第3個版本。SMTP負責將使用者所撰寫的E-mail送到電子郵件郵局中，而POP則負責從郵局中接收信件。一般來說，POP和SMTP郵件服務器都是設定在同一部郵件主機上的。圖3-10顯示了電子郵件收發的基本過程。圖3-10電子郵件收發的基本過程

3.電子郵件地址格式

要發送和接收電子郵件，首先需要有一個電子郵件地址。電子郵件地址由三個部分組成：用戶名、“@”符號和用戶所連接的主機地址。如在cnyangjz@163.com中，“cnyangjz”是用戶名，“163.com”是用戶所連接的主機地址。

4.電子郵件的格式

一份電子郵件由兩部分組成：郵件頭(MailHeader)和郵件體(MailBody)。郵件頭包含與發信者和接收者有關的信息，如發出地點和接收地點的網絡地址、計算機系統中的用戶名、信件的發出時間與接收時間以及郵件傳送過程中經過的路徑等。郵件體是信件本身的具體內容。圖3-11是E-mail格式的一個簡單例子。圖3-11電子郵件格式

5.郵件列表

郵件列表(MailingList)是因特網上最早的社區形式之一，用于各種群體之間的信息交流和信息發布。郵件列表發起者建立一個主題群組后，可以通過郵箱向群內成員統一發送公告，各成員也可直接回復郵件給全部成員，大大節約了發信的時間。3.2.2即時通信、博客與微博、微信與飛信

1.網絡即時通信

網絡即時通信(InstantMessaging，IM)是指使用因特網技術進行的實時信息傳遞。它囊括了E-mail的所有功能，例如文字、文件、圖片的傳輸等，并且實現了信息的實時交互，在安裝麥克風和攝像頭之后還可以實現語音、視頻聊天。網絡即時通信軟件主要使用下述即時通信傳送協議：

(1)可擴展通信和表示協議(XMPP)。XMPP用于流式傳輸準實時通信、表示和請求—響應服務等的XML元素。XMPP基于Jabber協議，是用于即時通信的一個開放且常用的協議。

(2)即時通信對話初始協議和表示擴展協議(SIMPLE)。SIMPLE為SIP指定了一整套的架構和擴展方面的規范，而SIP是一種網際電話協議，可用于支持IM的消息表示。

(3)?Jabber。Jabber是一種開放的、基于XML的協議，用于即時通信消息的傳輸與表示。Jabber系統中的一個關鍵理念是“傳輸”，也叫做“網關”，它支持用戶使用其他協議訪問網絡。

(4)即時通信通用結構協議(CPIM)。CPIM定義了通用協議和消息的格式，即時通信和顯示服務都是通過CPIM來達到IM系統中的協作的。

(5)網際轉發聊天協議(IRCP)。IRCP?支持兩個客戶計算機之間、一對多(全部)客戶計算機和服務器對服務器之間的通信。

2.飛信與微信

微信是騰訊公司于2011年1月21日推出的一款通過網絡快速發送語音短信、視頻、圖片和文字，支持多人群聊的手機聊天軟件。用戶可以通過微信與好友進行形式上更加豐富的類似于短信、彩信等方式的聯系。微信軟件本身完全免費，使用任何功能都不會收取費用，使用微信時產生的上網流量費由網絡運營商收取。2014年6月，微信及WeChat的活躍賬戶已達到4.38億個。飛信(Fetion)是中國移動推出的一種“綜合通信服務”，融合了語音技術(IVR)、通用分組無線服務技術(GPRS)和短信技術，覆蓋了三種不同形態(完全實時、準實時和非實時)的客戶通信需求，實現了互聯網和移動網間的無縫通信，實現了文字、視頻和音頻文件無縫鏈接的多端信息接收。

3.博客與微博

博客(Weblog)縮寫為Blog，是繼E-mail、BBS之后出現的一種新的網絡交流方式。博客可以理解為一種表達個人

思想和網絡鏈接，內容按照時間順序排列，并且不斷更新

的出版方式。博客網站是網民們通過互聯網發表各種思想

的虛擬場所，其主要特點是頻繁更新(Frequency)、簡潔明了(Brevity)和個性化(Personality)。截至2014年6月底，我國博客用戶數量達到4.4430億人，網絡使用率達到70.3%。微博是微博客(MicroBlog)的簡稱，是一個基于用戶關系的信息分享、傳播以及獲取平臺，用戶可以通過?WEB、WAP?以及各種客戶端組建個人社區，以140字左右的文字更新信息，并實現即時分享。由于微博短小精悍，信息及時，傳播速度快，受到眾多網民的關注。截至2014年6月底，我國微博客用戶規模為?2.75億人，網民使用率為?43.6%。其中，手機微博客用戶數為1.89億人，使用率為35.8%。

4.社交網站

社交網站(SocialNetworkSite，簡稱?SNS)是指基于社會網絡關系建立起來的網站，旨在幫助人與人之間建立聯系并更好地溝通。比較著名的社交網站，國外有?Facebook，國內有人人網(校內網)、開心網等。

截至2014年6月，我國社交網站用戶規模為2.57億。網民使用率為40.7%。手機社交網站的用戶規模為1.34億，網民使用率為25.4%。3.2.3搜索引擎

搜索引擎是指根據一定的策略、運用特定的計算機程序從互聯網上搜集信息，在對信息進行組織和處理后，為用戶提供檢索服務，將用戶檢索的相關信息展示給用戶的系統。搜索引擎包括全文索引、目錄索引、元搜索引擎、垂直搜索引擎、集合式搜索引擎、門戶搜索引擎與免費鏈接列表等。搜索引擎是因特網的第二大應用，網民使用率達到80.3%，百度、360和谷歌等是搜索引擎的典型代表。有關這方面的內容將在第五章中詳細討論。3.2.4萬維網(WWW)

1.萬維網的產生與特點

WWW(WorldWideWeb，萬維網)是一種基于超鏈接(Hyperlink)的超文本(Hypertext)系統，是最為流行的信息檢索服務程序。技術上定義WWW是一種廣域超媒體信息檢索原始規約，目的是訪問海量的文檔。1990年，第一個WWW軟件在Next計算機上實現。到1994年，在因特網上傳送的WWW數據首次超過FTP的數據量，并一躍成為訪問因特網資源的最流行的手段。我國在1994年正式建立了因特網上的第一個WWW服務器。

WWW之所以能夠在因特網上迅速流行，主要有以下

原因：

(1)?WWW是圖形化的、超媒體的信息發布和獲取系統。WWW把各種類型的信息(靜止圖像、文本、聲音和影像)有機地集成起來，提供一種超媒體的、可隨時隨地獲取和發布信息的方法，用戶在獲取和發布信息時，不僅可以使用文本，也可以使用圖像、動畫和聲音。

(2)?WWW與平臺無關。所謂與平臺無關，就是說可以通過任何類型的計算機，使用任何操作系統，使用任何顯示器去訪問各種基于UNIX平臺或Windows平臺的WWW，且顯示的信息結果都是一樣的。

(3)?WWW是分布式的。WWW可以把分布在全世界數以千萬計的網絡站點(Site)上的各種(超文本的或超媒體的)信息有機地鏈接起來，而每個站點只負責提供和維護它所發布的信息。在WWW中，每個網絡站點，以及該站點上的每一個網頁都和一個地址唯一對應，該地址稱為統一資源定位器URL(UniformResourceLocator)。例如：上海熱線的URL是，用戶只要記住這個地址，在世界上的任意與因特網相連的計算機上都可以訪問到上海熱線。

(4)?WWW是交互式的。所謂交互，就是使用因特網的用戶彼此可以進行溝通。在WWW以前的許多因特網軟件也有交互功能，如遠程登錄、FTP等，但這些軟件的交互功能還比較簡單。WWW為用戶提供了高性能的交互工具，例如“騰訊QQ”、“MSN”等。

(5)?WWW是動態的。WWW上的信息是由發布它的站點維護的，因此，發布信息的人員在任何時候都可以更新

它。對于某些站點，如股票行情發布站點，可以做到實時信息發布。

2.從Web1.0到Web3.0

Web1.0是WWW的最早應用模式。這一模式的基本運作形式是向網民提供單純的“閱讀材料”；其基本構成單元是“網頁”；主要工具是因特網瀏覽器；主要內容管理者是程序員等專業人士。

Web?2.0是相對Web1.0的新的一類因特網交互工具應

用模式的統稱，以AJAX和Tagging等信息交互技術為支撐，包括Blog、RSS、TAG、SNS、Wiki等新模式的應用。在Web?2.0模式下，因特網的應用具有以下顯著特點：

(1)信息分享。用戶可以得到自己需要的信息也可以發布自己的觀點，可以不受時間和地域的限制分享各種觀點。

(2)信息溝通。先進的即時通信技術使信息的溝通更加方便、快捷。

(3)以興趣為聚合點的社群。對某個或者某些問題感興趣的網民可以在網絡空間上形成群體。

(4)開放的平臺。平臺對于用戶來說是開放的，而且用戶因為興趣而保持比較高的參與度。

Web3.0是基于語義技術的新的網絡應用模式的統稱，包括以移動網絡為基礎的各種應用模式、以感知網絡(物聯網)為主的各種應用模式和以云計算為工具的各種應用模式。目前，Web3.0的應用模式尚不成熟，有人將它描述為“未來因特網的代名詞”。3.3TCP/IP

3.3.1TCP/IP的概念

TCP/IP最早是由斯坦福大學兩名研究人員于1973年提出的。1982年，TCP/IP被UNIXBSD4.1系統采用。隨著UNIX的成功，TCP/IP逐步成為UNIX網絡標準協議。Internet的前身ARPAnet最初使用NCP(NetworkControlProtocol)協議，但由于TCP/IP具有跨平臺特性，因此ARPAnet的試驗人員在經過對TCP/IP的改進以后，規定連入ARPAnet的計算機

也都必須采用TCP/IP。隨著ARPAnet、MILnet、NSFnet等網絡融入Internet，TCP/IP真正成為了Internet的標準連接協議。

TCP/IP是一個協議集合，它包括TCP(TransportControlProtocol，傳輸控制協議)、IP(InternetProtocol，因特網協議)以及其他一些協議。

TCP是傳輸控制協議，它向應用程序提供可靠的通信連接。TCP能夠自動適應網上的各種變化，即使在Internet暫時出現堵塞的情況下，TCP也能夠保證通信的可靠。TCP規定了為防止傳輸過程的小包丟失進行檢錯的方法，用以確保最終傳送信息的正確。接入Internet網絡中的任何一臺計算機必須有一個地址，而且地址不允許重復，用以區分網上的各臺計算機。在Internet上傳送的任何數據的開始部分都要附上發送方和接收方的地址。

IP是國際網絡協議，它提供了能適應各種各樣網絡硬件的靈活性，而對底層網絡硬件幾乎沒有任何要求。任何一個網絡只要可以從一個地點向另一地點傳送二進制數據，就可以使用IP加入Internet。IP指定了要傳輸的信息“包”的結構，它要求計算機將要發送的信息分為若干個較短的小包，小包除包含一部分信息外，還包含被送往目的地的地址等。

TCP和IP是互補的，兩者結合保證了Internet在復雜的環境中正常地運行。TCP/IP是經過精心設計的，運行效率很高。即使到現在，在計算機已比TCP/IP剛誕生時的速度提高上千倍，連接Internet的計算機大量增加，數據傳輸量飛速增長的情況下，TCP/IP仍能滿足Internet網上信息交流的需要。

盡管這兩個協議可以分開使用，各自完成自己的功能，但它們是在同一時期作為一個系統來設計的，并且在功能上也是相互配合、相互補充的。也就是說，連接Internet的計算機必須同時使用這兩個協議，因此在實際應用中常把這兩個協議合稱為TCP/IP。3.3.2TCP/IP的分層結構

TCP/IP具有一個分層結構。協議的分層有利于設計者明確各層的任務和目的，保證目標機的第n層所收到的信息就是源主機的第n層所發出的數據。一般說來，因特網的TCP/IP是基于4層結構的協議，即應用層、傳輸層、網絡層和網絡訪問層。因為網絡訪問層又可分為數據鏈路層和物

理鏈路層，所以也可以說TCP/IP是基于5層結構的協議(見圖3-12)。圖3-12TCP/IP的分層結構表3-1列出了TCP/IP網絡模型中每一層可以實現的功能。3.3.3網絡的互聯

各種網絡之所以能互聯起來，TCP/IP發揮了核心的

作用。

互聯(Internetworking)和互連(Interconnection)在概念上不同。從網絡的角度來看，互聯主要指網絡之間邏輯上的連接，這種連接是通過應用軟件和協議體現出來的；互連則是網絡之間實實在在的連接，是指連接介質間的連接。從TCP/IP的分層結構來看，可以很容易地理解網絡互聯的實質。互聯就是不同協議的轉換。這種協議的轉換必須在相同的對應層之間實現，才能保證網絡間的互聯。圖3-13解釋了其他計算機網絡協議如何與TCP/IP進行相互間的轉換。圖3-13中，主機A和主機B在不同的局域網中，它們雖采用不同的協議，但第n層及以上各層的協議相同，只要在具有相同協議的第n層進行協議的轉換，就能實現不同種類網絡的互聯。圖中執行協議轉換的是網關，因此不論用戶采用的是什么協議，X.25也好，以太網協議也好，只要采取措施實現協議與TCP/IP的轉換，就能實現不同種類的網絡接入因特網。圖3-13網絡協議轉換3.3.4因特網的地址結構

1.?IP地址圖3-14IP地址模型

IP地址是一個邏輯地址，用32位二進制數標識計算機網絡中的每一臺計算機。它可以寫成4個用小數點分開的十進制數，每個十進制數表示IP地址中的8個二進制數，例如IP地址1001?1000000000110001011001010100可以寫成4。IP地址的作用是標識上網計算機、服務器或者網絡中的其他設備，是互聯網中的基礎資源，只有獲得IP地址(無論以何種形式存在)，才能和因特網相連。每個IP地址由網絡標識(NetID)和宿主機標識(HostID)兩部分組成，分別表示一臺計算機所在的網絡和在該網絡內的這臺計算機。按照網絡規模的大小，常用的IP地址分為A、B、C三類(見圖3-14)。每類地址規定了網絡ID、宿主機ID各使用哪些位，因此，也就定義了網絡可能有的數目和每個網絡中可能有的宿主機數。圖3-14IP地址模型在定義IP地址時，網絡ID和宿主機ID遵循以下規則：

(1)網絡ID規則。網絡ID是唯一的，即網絡ID對因特網是唯一的；網絡ID不能以十進制數127開頭，在A類地址中數字127保留給診斷用；網絡ID的第一個8位組不能都設置為1，即不能為十進制數255，此數字作為廣播地址使用；同時網絡ID的第一個8位組也不能都設置全零，全零表示無效地址。

(2)宿主機ID規則。宿主機ID對每個網絡ID是唯一的，不管它是否連接到Internet；宿主機ID各個位都不能設置為1，全1為廣播地址而不是宿主機地址ID；同時也不能各個位都設置為零，如果所有位都為零，則表示整個網絡。根據上述規則，A、B、C三類地址分別定義如下：

(1)?A類地址。A類地址中的第一個8位組高端首位總是為二進制0，其余7位表示網絡ID號，除去全零、全1外，其網絡ID有效值范圍為001～126。第二、三、四個8位組，共24位用于宿主機ID。所以，A類地址有效網絡數為126個，每個網絡主機數為16?777?214(除去宿主機ID為全零及全1外)。這類地址一般分配給具有大量主機的網絡使用。

(2)?B類地址。B類地址中的第一個8位組高端前2位總是為二進制10，剩下的6位和第2個8位組，共14位二進制數表示不同網絡ID的數目，第三、四個8位組共16位表示不同宿主機ID數。類似上述算法可得，B類有效網絡數為16?384，每個網絡主機數為66?534，這類地址一般分配給中等規模主機數的網絡使用。

(3)?C類地址。C類地址第一個8位組的前三位總是為110，剩下的5位和第二、三個8位組共21位二進制數表示不同網絡ID的數目，第四個8位組共八位表示不同主機ID數。類似上述算法可得，C類有效網絡數為2?097?152，每個網絡主機數為254。C類地址一般分配給小型的局域網使用。

在讀和寫IP地址時，將32位分為4個字節，每個字節轉換成十進制，字節之間用“.”來分隔。例如北京電報局的Internet主機的IP地址為：7。IP地址的這種表示法叫做“點分十進制表示法”，顯然這比全是1或0容易記憶。

2.?IPv6——下一代IP地址

1)?IPv6的產生與特點

我們現在所使用的IP協議是在20世紀70年代為ARPAnet設計的，后來為應用于Internet又做了明文規定。由于IP數據報格式中的第一個域(版本域)為4，因此稱之為IP第四版或IPv4(InternetProtocolVersion4)。IPv4為TCP/IP協議系統和整個Internet提供了基本的通信機制，它從70年代末被采用以來，幾乎沒有太大的變動，這種長久性正說明了整個TCP/IP協議系統的設計是靈活的、健全的。但是，隨著因特網用戶以指數形式增長，IPv4遇到了IP地址空間耗盡的問題。現有的IPv4采用32位結構，理論上可以提供1684萬個網絡、42億臺主機地址，但在實際使用中，必須要去除網絡地址、廣播地址、路由器地址、保留地址和子網的額外占用，最后有效的地址數目比可用的地址總數要少許多。而且，由于美國是因特網技術的誕生地，占有了IPv4地址的70%，這使得其他國家的IP地址資源匱乏。

考慮到IP地址耗盡的問題，1998年，IETF制定了下一代因特網地址標準——IPv6(InternetProtocolVersion6)。IPv6具有以下特點：

(1)?IPv6采用128位地址長度，地址幾乎可以視為無限。

(2)??IPv6地址采用層次結構，可以支持分級的路由，因而可以創建更小的路由表和進行更有效率的地址分配。

(3)?IPv6把自動分配IP地址的功能作為標準功能。只要計算機終端一連接上網絡便可自動設定地址。最終用戶不用花精力進行地址設定，從而大大減輕了網絡管理者的負擔。

(4)?IPv6還考慮了在IPv4中解決不好的其他問題，如點到點IP連接、服務質量、安全性、移動性等。

2)?IPv6地址的表示形式

IPv6地址優先選用的形式是，IPv6將IP地址空間從32比特擴充到了128比特。這個128位的IPv6地址采用8個16比特的數字表示，并用冒號分開。其表現形式為

X:X:X:X:X:X:X:X

X用16位地址段的十六進制值表示，而不是用二進制值表示。例如：

FE80:0000:0000:0000:0260:97FF:FE8F:64AA

IPv6的地址按尋址方式和功能的不同，主要分為3種基本類型：

(1)單播地址(UnicastAddress)：來標識一個單接口。發送給一個單播地址的信息包傳遞到由該地址標識的接口上。

(2)多播地址(MulticastAddress)：一般用來標識不同節點的一組接口。一個多播地址可以使任意數目特定的多個發送者與任意數目特定的多個接收者通信。

(3)任意播地址(AnycastAddress)：一般分配給屬于不同節點的多個接口。任意播地址用于一個單獨的發送者向其最近的一個或幾個接收者發送信息。在很多場合中，IPv6地址由兩個邏輯部分組成：一個64位的網絡前綴和一個64位的主機地址，主機地址通常根據物理地址自動生成，叫做EUI-64(或者64位擴展唯一標識)。

在涉及IPv4和IPv6節點混合的這樣一個節點環境的時候，有時需要采用另一種表達方式，即X:X:X:X:X:X:D.D.D.D，其中X是地址中1個高階16位段的十六進制值，D是地址中低階8位字段的十進制值(按照IPv4標準表示)。例如：

嵌入IPv4地址的IPv6地址0:0:0:0:0:0:9寫成壓縮形式為：::9。

嵌入IPv4地址的IPv6地址0:0:0:0:0:FFFF:0寫成壓縮形式為：::FFFF：.0。

3．域名地址

由于IPv4地址是數字型的，使用起來并不方便，于是人們又發明了另一套字符型的地址方案——域名。根據《中國互聯網絡域名管理辦法》的定義，域名是互聯網絡上識別和定位計算機的層次結構式的字符標識，與該計算機的互聯網協議(IP)地址相對應。

域名一般有三到四級，其“級”數準確表述是從右邊數過來的小數點位數而得出稱謂的。級數按由點(“.”)分開的部分數確定，有幾個部分就是幾級。其通用的格式如圖3-15所示，例如、等。圖3-15域名地址的通用格式一級域名往往是國家或地區的代碼，如中國的代碼為cn、英國為uk、澳大利亞為au，等等；二級域名往往表示主機所屬的網絡性質，比如屬于教育界(edu)、政府部門(gov)等；三級域名是自定義的，通常為