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第1章 Internet 概述

第1章 Internet 概述. 第 1 章 Internet 概述. 一、主要内容： Internet 的基本概念、基础知识、特点、功能、 形成、 发展 和现状；网络协议的概念；接入方式等。 二、学习目的： 掌握 计算机网络与 Internet 的 基本概念 掌握 Internet 、 Intranet 、 Extranet 的含义及其区别 了解网络互连的基本概念以及接入 Internet 的基本方法 了解 Internet 产生、 发展 和现状. 1.1 基本概念. 计算机网络 网络互连 Internet Intranet Extranet.

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第1章 Internet 概述

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  1. 第1章 Internet概述

  2. 第1章 Internet概述 一、主要内容： Internet的基本概念、基础知识、特点、功能、 形成、发展和现状；网络协议的概念；接入方式等。 二、学习目的： • 掌握 计算机网络与Internet的基本概念 • 掌握Internet、Intranet、Extranet的含义及其区别 • 了解网络互连的基本概念以及接入Internet的基本方法 • 了解Internet产生、发展和现状

  3. 1.1 基本概念 计算机网络 网络互连 Internet Intranet Extranet

  4. 指用通信设备和线路将地理位置不同的、分散在不同地点的、功能自治的多台计算机系统互相连接起来，按照网络的通信协议进行数据传输和通信，实现资源共享的信息系统。指用通信设备和线路将地理位置不同的、分散在不同地点的、功能自治的多台计算机系统互相连接起来，按照网络的通信协议进行数据传输和通信，实现资源共享的信息系统。 1.1.1 计算机网络的定义 计算机 资源 通信设备和线路 数据/信息

  5. 1.1.2 计算机网络的用途 • 资源共享 硬件资源：CPU、存储、打印机、其它外设…… 软件资源：系统软件、应用软件…… 数据资源：数据库、文件…... • 数据传输 文件传输 电子邮件 网页浏览 BBS，…...

  6. 1、按规模大小和地理区域分 • 局域网（LAN：Local Area Network）：在局部地理位置内建立的网络（1公里以内）。如一个办公室，一个部门，一栋大楼，一个院子等。 • 广域网（WAN：Wide Area Network 或远程网）：跨越远距离（几十至几千公里范围） 、一般通过远程通信设施（铜线、光缆、无线电）连接起来的网络。行业网，分布在多个地理位置的公司网。 • 城域网（MAN：Metropolitan Area Network ）：将一个城市中的各部门、各单位的网络连接起来的网络（在5-50公里内，分布范围在LAN和WAN之间）。 • 子网：网络的一个片段，其内的可以直接地共享资源和传输数据。子网之间一般通过路由器(Router)或桥接器(Bridge)互连。 1.1.3 计算机网络的分类（1）

  7. （1） 局域网（LAN） 集线器/交换机 通信电缆

  8. WAN LAN LAN LAN 路由器 （2） 广域网（WAN）

  9. （3）子网(Subnet)/网段(Segment) 桥接器 桥接器 网段 网段 网段 路由器 子网 子网 子网

  10. （4）园区网

  11. （5）城域网 用户网 用户网 用户网 用户网 接入中心 接入中心 用户网 交换中心 用户网 用户网 接入中心 用户网 接入中心 用户网 接入中心 用户网 用户网 用户网

  12. 1.1.3 计算机网络的分类（2） • 2、按网络拓扑结构分类 • 星形网 • 树形网 • 总线形网 • 环形网 • 网状网

  13. 1.1.3 计算机网络的分类（3） 3、网络拓扑结构 指网络中计算机连接起来的结构形态 • 基本结构 • 星型、环型、总线型、网状型 • 混合结构 • 层次型(树型)、环-星型、总线-星型、网状-星型……

  14. （1） 网络的基本拓扑结构 环形 星形 网状型 总线型

  15. 环-星 层次（树） 总线-星 网状-星 （2） 网络的混合拓扑结构

  16. 4、按网络采用的交换技术分类 • 电路交换 • 指在网络进行数据传输期间，发送点（源）与接受点（目的）之间构成一条实际连接的专用物理线路。 • 报文交换（又称为存储-转发技术） • 指在源和目的之间不需要建立一条专用的物理线路，而将信息分解成报文（长度不固定），一站一站从源送到目的地，与普通邮政寄信方式类似。 • 分组交换 • 基本原理与报文交换相同，但信息传送的单位不是报文而是分组，且分组的最大长度比报文短得多。 1.1.3 计算机网络的分类（4）

  17. 报头 报头 报头 数据 数据 数据 源 目 5、 分组交换（包交换） 文件 P1 P2 P3 P P P P P

  18. 5、按网络的使用范围分类 • 公用网（Public Network） • 指由国家电信部门建设的网络，为全社会的用户提供信息服务。 • 专用网（Private Network） • 指专门为某些部门的特殊业务需要而建立的网络，通常不向外单位的用户提供服务。例如：铁路系统、电力系统、民航系统、或军队系统的网络均属于专用网。 1.1.3 计算机网络的分类（5）

  19. 1、网络互连的必要性 • 主要表现在： • 网络互连是局域网发展的必然趋势 • 网络互连各种通信类型的网络需要长期共存 • 网络互连网络的整体性能需要改善 • 网络互连大量的异构网需要互连 1.1.4 网络互连基本概念（1）

  20. 2、 网络互连的基本方式 • 一般来说，网络互连是通过以下的中继系统来实现的： • 物理层中继系统（即中继器或转发器：Repeater） • 通常用于同种网络的物理层上，对所接受的信号进行再生和放大，以便扩大网络的作用范围。 • 数据链路层中继系统（即网桥或桥接器：Bridge） • 通常用于在数据链路层对帧信息进行存储转发。 • 网络层中继系统（即路由器：Router） • 通常用于在网络层存储与转发分组数据。 • 最高层中继系统（即网关或网间连接器：Gateway） • 这是最复杂的一种，通常用于在网络层以上的各层进行双向或单向的协议的转换，故网关又称为协议转换器。 1.1.4 网络互连基本概念（2）

  21. 2、网络互连的基本方式（续） • 一般来说，网络互连的方式主要有： • （1）通过中继系统实现网络互连 • 由于主机和节点是组成网络的基本部分，因此这类互连主要有两种方式： • 节点级互连 （又称为分布式计算环境互连，P5） • 主机级互连（又称为数据终端设备DTE互连，P5） • （2）通过互连网进行网络互连 • 当互连网络的数目较多时，通常的做法是：先用网关构成一个互连网，并为其制定一个大家都遵守的数据格式（协议），再把各个网络连接到网关上（图P6），这样就形成了互连网络。这种方式在数据从源到目的地时进行了两次协议转换：源网络协议→互连网协议；互连网协议→目的网络协议。 1.1.4 网络互连基本概念（3）

  22. 3、网络互连的常用设备 （1）中继器（Repeater） 用来扩展单段网络的长度，作用：对信号进行再生和放大（P7）。 （2）路由器（Router） 这是实现异构型网络互连的重要设备。它可将众多不同类型的网络连接成一个大型网络（图P7）。其功能包括：路由选择、包的存储与转发、网络分段、流量控制、网络管理等。 （3）网关（Gateway） 也是用于异构型网络互连的设备。主要功能是进行协议转换和数据重新分组。通常用于网络层、运输层和应用层，主要有：协议网关、应用网关和安全网关。 （4）集线器（Hub，P8） （5）交换机（Switch，P9） 1.1.4 网络互连基本概念（4）

  23. 1、Internet（因特网） 这是一个遵循TCP/IP协议，将全球大大小小的各种计算机网络互连起来的全球最大的计算机网络，即因特网。 Internet=inter+networks:网络的网络、网间网。 2、 internet（互连网） 指采用了Internet 技术和协议进行互连的网络，泛指一般的互连网。 3、Intranet（内联网或内部网） 这是指一个采用了TCP/IP协议的但并不一定和Internet 连接的企业内部网络。它是Internet 概念与技术在企业内部网络中的具体应用。 4、Extranet（外联网） 这是指一个可为外部相关用户提供选择性服务的Intranet。Extranet将Intranet扩展到内部网之外，使得可以完成一些合作性的商务应用。 总之， Intranet和Extranet只是一种思想，而不是一种技术，但它们都使用了Internet 技术。 1.1.5 与互连网有关的几个名词

  24. 1.1.6 什么是Internet • Internet=inter+networks:网络的网络、网间网 • Cyberspace:计算机控制的空间、网络空间、数字空间 • 基于TCP/IP通信协议的网络：支持不同网络、不同主机的互连 • 无人、无机构主管的网络

  25. 1.2 Internet的由来、发展与现状 1.2.1 Internet的由来 • 起源： 美国国防部高级计划局ARPA建立的计算机网络ARPAnet。 • 要求与目的： 具有一定的健壮性和可扩展性，网络局部损坏不影响整个网络运作。 增加或去掉网络节点对整个网络性能影响不大。 • 全球性互联计算机网络 • 平台独立的计算机网络

  26. 1.2.2 Internet的历史 • 1969, ARPA, 美国国防科研用网ARPANET • 1972，发明电子邮件 • 1983，使用TCP/IP • 1984，NSF，美国国家科学基金网NSFNET • 1990，Internet，信息高速公路/信息基础设施 • 1992，CERN，发明WWW（SGML语言） • 1993，NCSA，发明浏览器（Mosaic） • 1998，数字地球

  27. 1.2.3 Internet的发展阶段（P10） 1、实验研究阶段（1969-1985） 1969, ARPA, 美国国防科研用网ARPANET。 2、学术性网络（1`986-1995） 1986，美国国家科学基金会（NSF）建立了以ARPANET为基础的学术性网络，即NSFNET。1995年NSFNET结束了作为Internet主干网的历史使命，从学术性转化为商业网络。 3、商业化网络（1996年以后）

  28. 1.2.4 Internet在我国的历程（1） 1、我国的四大互连网 （我国加入Internet的时间：1994年5月） • 由信息产业部管理的中国金桥信息网（ChinaGBN） • 由教育部管理的中国教育和科研网 （ CERNET ）（1995年12月） • 由中国科学院管理的中国科技信息网（CSTNET） • 由邮电部管理的中国公用计算机互连网（ChinaNet）(1995年5月筹建，1996年1月开通)

  29. 2、网络示例：中国教育科研网主干网 德国 沈阳 英国 美国 北京 南京 西安 上海 日本 武汉 成都 广州 Cernet Backbone 香港

  30. 3、中国教育科研网主干网结构 Internet CERNET主干网 ………. 地区网 地区网 地区网 地区网 校园网 校园网 校园网 校园网 校园网 校园网 校园网 校园网 校园网

  31. 1.2.4 Internet在我国的历程（2） 4、我国Internet的发展历程（P15-16） 5、我国的Internet现状（P16-18） • 发展结果：经过20年的发展，Internet已成为全球规模最大、用户最多、资源最丰富的广域网。 • 数字统计：1995.4--1997.8： Internet上的数据量增长了100倍。以后每100天翻一番。 2000年12月止，我国上网计算机892万台(拨号751万，专线141万)；域名总数122099个；上网用户数2250万人（拨号1543万，专线与拨号同时343万，其它92万）。2001年，我国上网计算机已接近3000万台。 目前我国国际线路总容量为2799M。

  32. 1.2.4 Internet在我国的历程（3） 6、Internet在中国 利用现有的中国公用数据通信网，主要有： • 中国公用分组交换数据网（ChinaPAC） • 中国公用数字数据网（ChinaDDN） • 中国公用计算机互连网（ChinaNet） • 中国公用桢中继网（ChinaFRN）

  33. 1.2.4 Internet在我国的历程（4） 7、 ChinaNet的网络组成 ChinaNet是由中国电信部门经营管理的中国公用Internet网。由核心层和接入层组成。 • 核心层： 提供国内高速中继通道并连接接入层，同时与国际Internet互连，形成ChinaNet骨干网 。 • 接入层： 接入层同时与ChinaPAC(分组交换网)、PSTN(公用电话网)、ChinaDDN(数字数据网)、ChinaMail、ISDN等连通，方便用户接入。

  34. 1.2.5 Internet的组织管理与相关机构 Internet 最大的特点是管理上的开放性，它没有集中的管理机构，为了促进Internet 运行所需的标准兼容性并确保Internet的持续发展，先后成立了一些机构自愿承担必需的管理职责，并且遵循自下而上的结构原则。下面介绍几个重要的Internet 组织： 1、Internet协会(ISOC)及其组织机构 • 目的：ISOC成立于1992年，总部在美国。是作为一个全球Internet协凋与合作的国际组织而建立的。 • 任务：确保全球Internet发展的有利性和开放性，并通过领导标准、议题和培训工作来发展互联网络酌相关技术。 • 网址：www.isoc.org

  35. 1.2.5 Internet的组织管理与相关机构（2） 2、ISOC的组织机构 Inernet体系结构委员会（IAB） Inernet工程指导组（IESG） Inernet研究指导组（IRSG） Inernet工程任务组（IETF） Inernet研究任务组（IRTF） 研究小组 8个功能领域的工作小组

  36. 1.2.5 Internet的组织管理与相关机构（3） 3、 IAB(Internet体系结构委员会)职责 - 制定Internet的技术标准 - 通过网络发布Internet工作文件 - 规划Internet发展战略 - 就技术问题进行国际协调 4、 Internet 草案与RFC Internet技术管理的核心是制定网络连接和应用的协议标准。在Internet上，任何一个用户都可以对Internet某一领域的问题提出自己的解决方案或规范，作为Internet草案（ Internet Drafts）提交给IETF。最后，由IESG确定草案是否能成为Internet的标准。

  37. 1.2.5 Internet的组织管理与相关机构（4） • 5、 InterNIC与域名管理 • Internet 网络信息中心（InterNIC：www.InterNIC.net）成立于1993年1月，其主要任务是负责所有以.org、com、net、edu 结尾的国际顶级域名的注册与管理（.mil、gov由美国政府管理）各国的顶级域名由各国自己管理。 6、IAB下属工作组 • 工程任务组 • 许可证管理组 • 技术研究组 • Internet编号组： 欧洲地区，亚太地区，其它地区

  38. 1.2.5 Internet的组织管理与相关机构（5） 7、 WWW协会（W3C） WWW协会（简称：W3C；网址：www.w3c.org）是除了ISOC以外的另一个国际性的Internet 组织，其任务在于确定和颁布有关WWW的应用标准。 8、中国互连网络信息中心（CNNIC） 中国互连网络信息中心（简称： CNNIC ；网址：www.cnnic.net.cn）是于1997年6月成立的非赢利的 Internet 管理与服务机构，行使中国国家互连网络信息中心的职责。 CNNIC的主要任务是：1）注册服务（包括：域名注册、IP地址分配、自治系统号分配等）；2）目录数据库服务；3）信息服务；4）网站访问流量认证；5）代表我国与InterNIC、APNIC（亚太互连网络信息中心）等国际机构进行业务联系。

  39. 1.2.5 Internet的组织管理与相关机构（6） 9、Internet或网络中心的日常管理 Internet或网络中心的日常工作管理由以下部门完成： • NOC(Network Operating Center) 职责：确保网络正常运行，监督网络活动 • NIC(Network Information Center) 职责：为用户或用户服务机构提供支持

  40. 1.2.6Internet与信息高速公路（1） 1、Internet与交通类比： 交通 因特网 高速公路  通信线路 汽车  基于Internet的应用程序 车速  传输速率(Mb/s) 车流量  传输带宽(Mb/s)或信息流量 目前Internet的速度还有待进一步提高。

  41. 1.2.6 Internet与信息高速公路（2） 2、 Internet的发展 研究网 学术网 商用网 • 信息高速公路/信息基础设施 • 全球性互联计算机网络 • 平台独立的计算机网络 • Internet的飞速发展带动信息产业的发展 • 知识经济、网络经济、泡沫经济

  42. 1.2.6 Internet与信息高速公路（3） 3、 Internet特点和发展趋势 • 独立于硬件和软件，与平台无关（ Unix,Dos,Windows） • 支持共同的标准通信协议:TCP/IP • 不存在管理机构、对等网络 • 双向通信 • 低廉的使用费用 • 产业化、应用商业化 • 全球互连，快速的电子邮件系统 • 速度问题、安全性问题、法律问题

  43. 1.3 Internet的接入方式 本节将主要介绍以下内容： • 接入方式与ISP的选择（与谁连？连到哪？如何连？） • 调制解调器(MODEM) • 通过电话线拨号接入Internet • 通过局域网接入Internet • 通过电话线进行数字连接 • 通过电缆接入Internet

  44. 1.3.1 几个名词的解释 • ISP（ Internet Service Provider） 即Internet服务提供商的简称。 ISP一般都建立自己的网络中心，使用专线接入Internet主干线路，提供Internet接入服务。这样，本地区的用户就可通过ISP的服务器完成与Internet的连接。 • ICP（Internet Contents Provider） • 即Internet 网页内容供应商 • 提供网页发布服务，一般不提供接入服务 • IAP（Internet Acception Provider） • 即Internet接入供应商 • 为用户提供接入服务，与ISP基本功能相同。

  45. 1.3.2 ISP在哪里 • 赢利性ISP • 中国电信 • 中国移动 • 中国联通 • 有线电视的视讯宽带网 • 长城宽带 • 非赢利性ISP • CERNET各地区中心、各大学、 • CSTNET各地中心（科委）、各研究院所 • 各部、委、政府、行业网 • 你工作的单位的网络-ISP也许就在你身边

  46. 1.3.3 Internet的接入 • 国家级接入网： • ChinaNet • ChinaGBN • CERNET • CSTNET • 接入服务商 • ISP • ICP • IAP • 单位/企业网 • 接入的通信线路 • 电话网：PSTN、 • 非对称数字用户线：ADSL • 综合业务网：ISDN • 分组交换网：X25 • 专线：DDN，TI，EI • 宽带业务网：CABLE • 光纤、微波、卫星

  47. 1.3.4 接入Internet的方式 Internet的接入可以分为两大类： • 拨号接入方式(适用于小型子网或个人用户)： • 通过PSTN（公用电话网）拨号接入 • 通过ISDN拨号接入 • 通过ADSL（非对称数字用户线）接入 • 专线接入方式(适用于中型子网接入)： • 通过路由器经DDN专线接入 • 通过FR(帧中继)接入 • 通过分组交换网(如X.25)接入 • 通过微波或卫星接入

  48. 1.3.5 个人用户连接Internet的方式（1） 个人用户连接Internet的方式主要有5种： 1、通过PSTN采用56KMODEM拨号上网 优点：经济、方便、适用地区广。 缺点：带宽过小、稳定性差。 2、通过ADSL上网 优点：带宽较高（上行：32-640Kbps；下行：32K—6.4Mbps），且为单用户独享，安装方便。 缺点：初装费较高，终端（ADSL MODEM）较贵，可安装地区较少，网速受与电信局端设备距离影响较大。 3、通过ISDN上网 优点：可利用原有电话线实现多种功能，适用地区广。 缺点：带宽仍较小（单通道：64K；双通道：128Kbps），费用较高。

  49. 1.3.5 个人用户连接Internet的方式（2） 4、通过Cable MODEM（有线电视）上网 优点：接入稳定，可24小时在线，收费适中。 缺点：前期投入较高，多用户共享带宽（10Mbps），可安装地区少。 5、通过光纤宽带网（FTTB）上网 优点：接入稳定，可24小时在线，收费适中。 缺点：普及程度欠佳，多用户共享带宽（10/100Mbps），可安装地区少。

  50. 1.3.6 调制解调器（1） 1、调制解调器（MODEM）的功能 • 将计算机数字信号转化成语音模拟信号使之能在电话网 (PSTN)上传输 • MODEM是数据通信设备(DCE) • 计算机是数据终端设备(DTE) 2、调制解调器（MODEM）的类型 • 有线、无线 • 内置、外置、PCM卡 • 速度：14.4/28.8/36.6/56 kbps

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