第5课Internet出版原理

1、第5章 因特网出版原理 网络出版系统作为创建、管理和传递数字内容的系统，是改变我们生活的关键角色。网络出版源于Internet的各种信息服务，源于信息基础设施的建设，网络出版的各种运行机制就是在这样的环境中产生的。1学习任务5.1 熟悉因特网基本原理5.2 掌握宽带网络技术5.3 了解因特网信息服务原理25.1 因特网基本原理5.1.1 Internet通信协议1961年，现代数据网络之父，伦纳德克雷洛克提出了分组交换（包交换）的概念。1964年，美国兰德公司的保罗巴兰提出了一种通信方案：通信时把发送的数据分成若干片段，然后把这些片段和发送人及收件人的地址组成“数据包”，让数据包沿着预定线路传

2、送出去，到达目的地时，再将这些数据包还原。该方案在传送过程中，数据包彼此都是独立的，彼此间没有任何联系，直至到达目的地后重新组合，这个机制就是分组交换技术。3虽然有了“数据包”及其分组交换技术，但在网络通信中采用不同软件传送，经过不同的网络或计算机，因此，通信双方的计算机软件要理解数据包的含义，需要在数据包的报头里规定统一的格式，用于描述其大小、在整个数据序列中的编号、发送它的计算机的信息以及接受他的目标计算机的信息等。这些统一的规则就是网络协议，即“通用语言”。4TCP/IP协议的诞生历程1970年12月卡恩开发、瑟夫参与的“网络控制协议”（NCP），制定出了最初的通信协议j， 但要真正建立

3、一个共同的标准很不容易。 “包切换”理论为网络之间的联接方式提供了理论基础。卡恩在自己研究的基础上，认识到只有深入理解各种操作系统的细节才能建立一种对各种操作系统普适的协议。1973年卡恩请瑟夫一起考虑这个协议的各个细节，他们这次合作的结果产生了目前在开放系统下的所有网民和网管人员都在使用的“传输控制协议”（TCP，Transsmission-Control Protocol）和“因特网协议”（IP，Internet Protocol）即TCP/IP协议。 5TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址

4、。1974年12月，卡恩、瑟夫的第一份TCP协议详细说明正式发表。当时美国国防部与三个科学家小组签定了完成TCP/IP的协议，结果由瑟夫领衔的小组捷足先登，首先制定出了通过详细定义的TCP/IP协议标准。当时作了一个试验，将信息包通过点对点的卫星网络，再通过陆地电缆，再通过卫星网络，再由地面传输，贯串欧洲和美国，经过各种电脑系统，全程9.4万公里竟然没有丢失一个数据位，远距离的可靠数据传输证明了TCP/IP协议的成功。1983年1月1日，运行较长时期曾被人们习惯了的NCP被停止使用，TCP/IP协议作为因特网上所有主机间的共同协议，从此以后被作为一种必须遵守的规则被肯定和应用。正是由于TCP/

5、IP协议，才有今天“地球村”因特网的巨大发展。 6TCP/IP的工作原理TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的简写，中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，简单地说，就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。TCP/IP 是供已连接因特网的计算机进行通信的通信协议；是传输控制协议/网际协议，它定义了电子设备（比如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。 7TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构 ：应用

6、层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）、超文本传送协议（HTTP）、域名系统服务（DNS）、网络新闻传输协议（NNTP）等。传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送，应用程序之间的通信服务，主要功能是数据格式化、数据确认和丢失重传等。如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。 8互连网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。网络

7、接口层（主机-网络层）：又叫链路层或网络访问层；接收IP数据报并进行传输，从网络上接收物理帧，抽取IP数据包转交给下一层，对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。910TCP/IP工作原理示意图11 IP地址与域名一、IP地址的组成 IP地址是由四段“.”分隔的数字组成，其实，根椐因特网协议（Internet Protocol），IP地址是由32位二进制数组成。为了方便书写和记忆，把它分成了四组，每组8位，（如：100001111 01110 01110101），这么多的数字很难记忆,所以我们把IP地址用十进制来表示：143 11

8、2 184 117。我们习惯用小数点来分隔：17 。IP地址有32位二进制数确定，可用四组十进制数字表示：每组数字取值范围为0255，并用圆点“.”作为分隔符，如53等。（每个整数都对应一个8位的二进制值）点分十进制表示法12IP地址把Internet分为网间网、网络和主机三个层次。网间网是唯一的，没有分配地址的必要性；IP地址分两部分：网络号码+主机号码部分（连接到某个网络的某台计算机）Internet的每一台主机都被指定了一个IP地址，用作其在Internet中的身份标识。但为了进一步方便记忆，人们使用另外一种给计算机的主机编号的方法。也就是用文字IP地址来代替数字IP地址。用来标识网络上

9、的不同计算机。在这种方法下，连入因特网的每一台计算机所得到的新的名字叫“域名”。这就是我们所熟悉的 这样的文字组合。在因特网上，数字IP地址才是该计算机的真正地址，而文字IP地址只是为了帮助我们记忆。但这两者之间如何来实现转换呢？也就是说，当输入文字IP地址时，那么如何将其换成数字IP地址呢？这就要Domain Name system（DNS域名系统）来转换。13域名系统域名系统(DNS)，全名叫 Domain Name System，在说明 DNS Server 前，可能要先说明什么叫 Domain Name，在网路上辨别一台电脑的方式是利用 IP，但是一组 IP 数字很不容易记，且没有什么

10、联想的意义，因此，我们会为网路上的伺服器取一个有意义又容易记的名字，这个名字我们就叫它Domain Name。 E.g：安徽新闻出版学院网站，一般使用者在浏览这个网站时，都会输入 ，而很少有人会记住这台 Server的IP 是多少？所以就是安徽新闻出版学院的DomainName，而32则是它的IP，就如同我们在称呼朋友时，一定是叫他的名字，而不是叫对方的身份证字号码！14但由于在 Internet 上真实在辨识机器的还是 IP，所以当使用者输入Domain Name 后，浏览器必须要先去一台有 Domain Name 和IP 对应资料的主机去查询这台电脑的 IP，而这台被查诣的主机，我们称它为

11、 Domain Name Server，简称DNS，例如：当你输入时，浏览器会将这个名字传送到离他最近的 DNS Server 去做辨识，如果询找到，则会传回这台主机的 IP，进而跟它索取资料，但如果没查到，就会发生类似 DNS NOT FOUND 的情形，所以一旦DNS Server挡机，就像是路标完全被毁坏，没有人知道该把资料送到那里。 它跟人的姓名不同，Domain Name和 IP 一样，每个 Domain Name必须对应一组 IP，是独一无二的，和IP相同，Domain Name也不可重复。 15DNS 是怎样运作的 1. 当被询问到有关本域名之内的主机名称的时候DNS 伺服器会直

12、接做出回答 2. 客户端向伺服器提出查询项目 3. 当被询问到有关本域名之内的主机名称的时候DNS 伺服器会直接做出回答 4. 如果所查询的主机名称属于其它域名的话会检查快取记忆体(Cache)看看有没有相关资料 5. 如果没有发现则会转向 root 伺服器查询 6. 然后 root 伺服器会将该域名之下一层授权(authoritative)伺服器的位址告知(可能会超过一台) 7. 本地伺服器然后会向其中的一台伺服器查询并将这些伺服器名单存到记忆体中以备将来之需(省却再向 root 查询的步骤) 168. 远方伺服器回应查询 9. 若该回应并非最后一层的答案，则继续往下一层查询，直到获的客户端

13、所查询的结果为止 10. 将查询结果回应给客户端并同时将结果储存一个备份在自己的快取记忆里面 11. 如果在存放尚未过时之前再接到相同的查询则以存放于快取记忆里面的资料来做回应。 从这个过程我们可以看出没有任何一台 DNS 主机会包含所有域名的 DNS 资料资料都是分散在全部的 DNS 伺服器中而 NIC 只需知道各 DNS 伺服器位址就可以了。 17DNS工作原理18Internet的发展趋势随着信息技术的发展，互联网将成为图像、话音和数据“三网合一”的多媒体业务综合平台，并与电子商务、电子政务、电子公务、电子医务、电子教学等交叉融合。目前，互联网近乎超过报刊、广播和电视的影响力，逐渐形成“

14、第四媒体”。E.g：3G网络。随着电信、电视、计算机“三网融合”趋势的加强，未来的互联网将是一个真正的多网合一、多业务综合平台和智能化的平台，未来的互联网是移动IP广播多媒体的网络世界，它能融合现今所有的通信业务，并能推动新业务的迅猛发展，给整个信息技术产业带来一场革命。19IPv6现有的IP地址空间(IPv4，因特网协议4.0版)是52位地址方案，最多可以容纳45亿个潜在的主机地址，早期的地址分配又非常浪费，导致地址使用效率低下，IP地址空间有耗尽的趋势。因此，有关部门研发出了新一代因特网协议（即IPv6，因特网协议6.0版)，该方案是128位的地址方案，理论上有5.4E58个潜在的IP地址

15、，这样接入因特网的移动电话、PDA等无线设备都可以有唯一的IP地址，而任一信息家电也可设置IP地址。20IPv61996年组建了国际性的IPv6试验网6bone，作为IPv6研究、开发和实践的主要平台。IPv6提供了一点播送、任意播送和多点播送的地址。IPv6数据包的头部增加了一些新的扩展字段：身份认证字段提供内建的身份认证封装安全字段提供机密性和数据完整性，从而增加了数据传输的安全性；流量类别字段(也叫优先级字段能够区分出不同的实时流量，比如视频流量和在拥塞高峰期可延迟的低优先级传输流量。215.2 宽带网络技术带宽又叫频宽是指在固定的的时间可传输的资料数量，亦即在传输管道中可以传递数据的能

16、力。在数字设备中，频宽通常以bps表示，即每秒可传输之位数。 单位时间内能够在线路上传送的数据量，常用的单位是bps(bit per second)。计算机网络的带宽是指网络可通过的最高数据率，即每秒多少比特。 宽带是一个动态的概念早期的宽带网络其骨干网的带宽在2兆位/秒以上，接入网数据率在200千位/秒以上当前宽带网络骨干网的带宽在几百兆位/秒和1千兆位/秒，接入网数据率在1千兆位/秒未来的宽带网的带宽应在10千兆位/秒以上，而接入网在100兆位/秒左右。22IP宽带网IP over ATM（异步传送模式）IP over SDH（光同步数字传输网）IP over WDM（光纤因特网）CATV

17、（宽带综合网）23宽带接入网技术铜线接入网（xDSL）-数字用户线系统光纤接入网（FTTC、FTTB、FTTO、FTTH）HFC:在CATV网基础上发展起来的，提供双向通信的能力（除模拟电视节目外，提供电话、数字广播电视、视频点播、数字交互业务）245.3 因特网信息服务原理5.3.1 客户机/服务器模型客户机/服务器模型是Internet信息服务的主要形式。 Internet实现信息资源的共享和信息传播，可通过两个独立的程序实现，一个程序是服务器，包含了服务器软件和协议软件两部分，提供特定的信息资源服务；另一个程序称为客户机，包含了应用程序和协议软件两部分，提供相应的界面用于申请服务，利用资

18、源。客户机和服务器之间的数据传输就通过协议软件和网络传输设备完成。25客户机/服务器结构图26FTP原理FTP 是 TCP/IP 协议组中的协议之一，是英文 Protocol的缩写。该协议是Internet文件传送的基础，它由一系列规格说明文档组成，目标是提高文件的共享性，提供非直接使用远程计算机，使存储介质对用户透明和可靠高效地传送数据。简单的说，FTP就是完成两台计算机之间的拷贝，从远程计算机拷贝文件至自己的计算机上，称之为“下载（download）”文件。若将文件从自己计算机中拷贝至远程计算机上，则称之为“上载（upload）”文件。在TCP/IP协议中，FTP标准命令TCP端口号为21

19、，Port方式数据端口为20。 272.FTP服务器和客户端 同大多数Internet服务一样，FTP也是一个客户/服务器系统。用户通过一个客户机程序连接至在远程计算机上运行的服务器程序。依照 FTP 协议提供服务，进行文件传送的计算机就是 FTP 服务器，而连接FTP服务器，遵循FTP协议与服务器传送文件的电脑就是FTP客户端。用户要连上 FTP 服务器，就要用到 FPT 的客户端软件，通常 Windows自带“ftp”命令，这是一个命令行的 FTP 客户程序，另外常用的 FTP 客户程序还有 CuteFTP、Ws_FTP、Flashfxp、LeapFTP、流星雨-猫眼等。3. FTP用户授权 ：用户授权要连上 FTP 服务器（即“登陆”），必须要有该 FTP 服务器授权的帐号，也就是说你只有在有了一个用户标识和一个口令后才能登陆FTP服务器，享受FTP服务器提供的服务。 FTP地址格式 FTP地址如下： 用户名：密码ftp服务器ip或域?.丝?路径/文件名上面的参数除FTP服