第二章 Internet技术基础

第二章Internet技术基础知识要点Internet相关概念Internet产生与发展IP地址的概念Internet主要服务功能能力要点掌握Internet体系结构与协议掌握IP地址的用法2.1Internet基本概念•2.1.1什么是Internet•1．互联网究竟是什么一张“网”•在现化人们生活中，人们经常会谈论“网购”、“网聊”、“网游”，“你上网了吗”等话题，那么，你知道他们所说的“网”究竟是什么一张“网”吗？•其实，这张“网”并不是一张普通的网，也不是什么蜘蛛网，更不是一张鱼网，而是一张覆盖全世界所有国家和地区的大“网”。可以想象一下，假如有一只巨型的蜘蛛，织成了一张团团包住整个地球的“大网”，这个大“网”就称为“国际互联网”，简称“互联网”，如图2-3所示。2.1Internet基本概念2.1Internet基本概念•这张“网”是通过无数条“线”把亿万台电脑连接起来，可以同时容纳约20亿“网民”（2011年6月底，第28次中国互联网络发展状况统计报告发布核心的数据，我国的网民规模为4.85亿）。2.1Internet基本概念•2．互联网中的线究竟是什么一种“线”•互联网中的“线”有的是看得见的电缆，光缆，包括海底光缆（如图2-4所示）、卫星（如图2-5所示），也有的是看不见的微波。我们把这些“线”称为“信息高速公路”，在这条公路上飞奔的是文字、图像、声音、视频，它们能够在短短几秒钟内跨过万水千山，传到世界各地的电脑上。2.1Internet基本概念•2.1.2Internet协议•1．互联网需要规章制度吗•一个网络协议主要是由语法、语义、时序三要素组成。•（1）语法指的是用户数据与控制信息的结构与格式。•（2）语义指的是需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应。•（3）时序指的是对事件顺序的详细说明。2.1Internet基本概念•2．通信协议•从网络通信技术的观点来看，Internet是一个以TCP/IP通信协议来联络各个国家、各个部门和各个机构的计算机网络的数据通信网。因为，在Internet上链接着成千上万台计算机，并在不同的国家、不同的机型、不同的语言间进行数据交换和通信联络，必须存在一条大家都能支持的共同通信协议，这协议就是TCP/IP协议。在TCP/IP协议下，我们可以用来执行远程注册、上传信息、下载文件、收发电子邮件等。2.1Internet基本概念•3．资源共享•从信息资源的观点来看，Internet是一个集各个部门、各个领域的各种信息资源为一体的、供网上用户共享的数据资源网。用户可通过一根电话线与Internet相联接，可以跨越地区、甚至跨越国界地使用远程计算机的资源，查询网上的各种各样信息及获取各种资料。2.1Internet基本概念•2.1.3Internet结构•1．Internet体系结构•Internet的体系结构示意图如图2-7所示。2.1Internet基本概念2.1Internet基本概念•2．集线器•集线器(HUB)又称集中器，集线器是连接网络上各个结点的一种装置，当网络的某个结点发生故障时，连接在集线器上的结点立即可以检测到，而且不影响网络上其他结点的正常工作，有利于网络的维护和故障排除，如图2-8所示。2.1Internet基本概念2.1Internet基本概念•3.•网桥的作用是连接两个同类的网络，例如，同一个单位多个不同的部门根据自己的需要选用了不同的局域网，而各个部门之间又需要交换信息、共享资源等，这就需要将多个局域网连接在一起。网桥最常见的用法是用于互连两个局域网，如图2-9所示。2.1Internet基本概念2.1Internet基本概念•4．中继器•由于网络受最远距离的限制，当网络段超过最大传输距离时，需要增加一个设备来延伸该网络，这个设备称为中继器。中继器主要用于2个或2个以上的网络段的连接，如图2-10所示。2.1Internet基本概念2.1Internet基本概念•5．路由器•路由器是由在网络层上实现多个网络互连的设备。图2-11所示的是四个不同的网络由三个路由器进行互连的，在这种结构中，局域网的数据链路层与物理层可以是不同的，但数据链路层以上的高层要采用相同的协议。2.1Internet基本概念2.1Internet基本概念•6．网关•网关又称为信关，它工作在OSI协议的传送层或更高层，用于连接不同体系结构的网络，或用于连接局域网与主机，如图2-12所示。2.1Internet基本概念2.2Internet发展史•2.2.1Internet产生与发展•1．你想知道互联网的产生与发展吗？•前苏联发射人类第一颗人造地球卫星“APUTNIK”，作为回应，美国国防部在1969年组建了一个命名为ARPANET（“阿帕网”）的网络。当时建立这个网络的目的只是为了将美国的几个军事及研究用电脑主机连接起来，各地的大型计算机采用分组交换技术，通过专门的通信交换机和专门的通信线路相互连接。这个阿帕网就是互联网最早的雏形。到了1972年时，“阿帕网”上的网点数已经达到40个，彼此之间可以发送小文本文件（即现在的E-mail），同时也发现了通过把一台电脑（性能差的个人电脑）模拟成另一台远程电脑（高性能的大型电脑）的一个终端而使用远程电脑上的资源的方法，这种方法称为Telnet（远程登录）。2.2Internet发展史•2.2.2中国四大网络体系•目前中国可直接连接互联网的网络有4个，即中国科技网（CSTnet）、中国教育和科研计算机网（CERnet）、中国公用计算机互联网（CHINAnet）、中国金桥信息网（CHINAGBN）。2.2Internet发展史•1．中国科技网（CSTnet）•中国科技网CSTNet是一个为科研、教育和政府部门服务的网络，主要提供科技数据库、成果信息服务、超级计算机服务、域名管理服务等。其目标是将中国科学院在全国各地的分院的局域网互联，同时连接中科院以外的中国科技单位。2.2Internet发展史•2．中国教育和科研计算机网（CERnet）•中国教育和科研计算机网CERnet（ChinaEducationandResearchNetwork）是由国家投资建设，教育部负责管理，清华大学等高等学校承担建设和运行的全国性学术计算机互联网络，是全国最大的公益性计算机互联网络，于1994年启动。CERnet是中国最权威的教育门户网站，是了解中国教育的对内、对外的窗口。2.2Internet发展史•3．中国公用计算机互联网（CHINAnet）•中国公用计算机互联网CHINAnet是由国务院信息领导小组确定的、邮电部门组建的国际计算机互联网（Internet）中国联网系统。它以高速、宽畅的网络环境、充足的中继线路、便利的接入方式、标准的中文环境及强大的技术支持，独树一帜。2.2Internet发展史•4．中国金桥信息网（CHINAGBN）•中国金桥信息网,英文ChinaGBN(ChinaGoldenBridgeNetwork)也称做国家公用经济信息通信网。它是中国国民经济信息化的基础设施，是建立金桥工程的业务网，支持金关、金税、金卡等“金”字头工程的应用。2.2Internet发展史•2.2.3中国大型科普网站•1．中国科普博览简介•中国科普博览是一个综合性的以宣传科学知识，提高全民科学文化素质为目的大型科普网站。它利用中国科学院科学数据库为基本信息资源，以中国科学院分布在全国各地的一百多个专业研究所为依托，并扩散到全国一些著名的科研机构、科普机构，系统采集全国各具特色的科普信息，内容包括天、地、生、数、理、化等各个学科。将每一类科普信息重新编写脚本并组织整理成虚拟科普博物馆与科普专题，以生动形象，图文并茂的方式通过互联网络对外发布，融知识性和趣味性为一体，使之成为青少年课外学习的好去处，也同时为成年人继续学习提供了良好的素材。图2-16所示的是该网站的主页。2.2Internet发展史•2．中国科普网简介•“中国科普”是由国家科学技术部政策法规与体制改革司主办的，以青少年为重点，面向全社会公众进行科学普及、发布科技信息的综合类科普网站。“中国科普”以提高全民科学素质为宗旨，充分利用现代网络技术，追求内容新颖通俗，形式活泼生动，让公众于休闲中理解科学，以学生于快乐中接受教育。“中国科普”将努力做到，足不出户即可上天入海，通识万物。具有政策法规、科技新闻、科学生活、科学漫谈、科普论坛、校园科普等七个栏目，如图2-17所示。2.2Internet发展史•3．科学教育网简介•科学教育网是由中国科学技术协会办公厅主办，由中国科协信息中心技术支持的。该主页有超越发现、美国科学教育从书选、国外科普文章、LASET行动计划、理论研究、做中学、探究学习等栏目。2.2Internet发展史•4．中国公众科技网简介•中国公众科技网由中国科学技术协会主办，于1999年6月30日正式开通，是中国大陆第一家开通的综合性专业科普网站。•中国公众科技网依托于中国科协系统遍及全国城乡和覆盖科学技术各学科领域的基层组织和专业科普工作队伍，由中国科协系统共同建设，面向中国不同地域、不同生活状况、不同年龄段、不同知识水平的人群普及科学知识。2.3Internet服务与IP地址•2.3.1Internet主要服务•1.电子邮件(E-mail)•电子邮件采用简单邮件传输协议SMTP(SimpleMailTransferProtocol)，利用网络交换文字信息的交互服务。•电子邮件的发送过程是：收、发双方之间建立一条TCP连接后，发信方先发出一个MAIL命令，其中指明发信者，以便收信方在需要时向其报告出错信息，再发一个RCPT命令来指出邮件的接收者。如果得知收信方能够接收邮件，发信方便可发DATA命令，后跟一串由ASCII字符行组成的信件，并由一个仅包含一个句号的行来表明结束。2.3Internet服务与IP地址•2.文件传输(FTP)•文件传输FTP(fileTransferProtocol)是网际间的文件传输协议，它使Internet上的两台主机互相传送文件，它几乎可以传送任何种类的文件，如文本文件、二进制文件、超文本文件、图象文件(图象文件的格式最好使用GIF和JPG)、声音文件、数据压缩文件等。2.3Internet服务与IP地址•3.远程登录(Telnet)•远程登录Telnet是远程终端登录协议，它可以使自己的计算机成为Internet的远程计算机终端。用户可以在自己的主机上运行Telnet程序，就可以连接或登录到Internet上的某台远程主机上，一旦连接上，本地主机即可成为该远程主机上的一个分支终端，此时，本地主机可以调用远程主机上所提供的一切服务。在用户建入各种请求命令后，远程主机将会响应并提供服务，并将结果送回到用户终端屏幕上进行显示，也可以通过磁盘将其结果储存起来。2.3Internet服务与IP地址•4.信息服务查询()•信息服务查询(WorldWideWeb)称为万维网、全球信息网、世界网等。这是一种将Internet上现有资源全部联接起来的，采用图形界面的、融网络技术、超文本技术和多媒体技术为一体的信息服务系统。2.3Internet服务与IP地址•2.3.2IP地址概念•那么，在互联网中的计算机地址是如何分配的呢，我们知道，互联网中具有20亿个用户，每一个用户的地址都必须是唯一的，这就需要有20亿个不同的地址，同时计算机只认识二进制所表示的数据，所以每一个用户分配到的一个世界上唯一的32位用二进制数表示的Internet地址（InternetProtocolAddress，简称IPAddress），这一地址可用于与该计算机机有关的全部通信，这个IP地址的格式是：使用二进制数来表示，其长度为32位，•以XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX格式表示，即将其分为4个8位二进制数，例如，10000111.01101111.00000101.00011011是某一个连接在Internet上计算机结点的I