Internet应用第1章课件

1Internet第1章Internet基础知识2摘要1.1计算机网络概述1.2Internet概述1.3Internet在中国的发展1.4思考与练习31.1计算机网络概述什么是计算机网络？所谓计算机网络，就是指通过各种通信设备和线路，由网络管理软件把地理上分散的多个具有独立工作能力的计算机有机地连在一起，实现相互通信和共享软件、硬件和数据等资源的系统。5计算机网络发展史第1阶段

地理上分散的多个终端通过通信线路连接到一台中心计算机第2阶段多个主机通过通信线路互联起来第3阶段

具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络第4阶段80年代末开始，出现光纤及高速网络技术、多媒体、智能网络，整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统，代表Internet计算机网络概念的发展6第1阶段20世纪50～60年代单机网络(雏形阶段)通过使用批处理和分时技术，在20世纪50年代中后期，许多系统可以将地理上分散的多个终端通过通信线路连接到一台中心计算机上，可以称之为第1代计算机网络。批处理技术是指计算机操作员把用户提交的作业分类，把一批中的作业编成一个作业执行序列。每一批作业将有专门编制的监督程序（monitor）自动依次处理。分时技术是指把处理机的运行时间分为很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。在这个系统中，由于每个终端没有独立的操作系统，因此这还不是真正的计算机网络。这个阶段计算机网络主要是以传输信息为目的而连接起来的实现远程信息处理并进一步达到资源共享的系统。7终端通信装置输入信息输出结果终端终端主机地理上分散的多个终端通过通信线路连接到一台中心计算机

第一代计算机网络9第二阶段：共享资源的通信网络第2代计算机网络起源于美国军方于1969年开始实施的ARPA网（阿帕网）计划，即以多个主机通过通信线路互连起来的为用户提供服务的分布式系统。在第2阶段的计算机网络中，主机之间不是直接用线路相连，而是通过报文处理机（IMP）转接后互联的。20世纪70年代，第二代网络得到迅猛的发展。与此同时，各种专用网络体系结构相继出现。而随着UNIX操作系统的诞生与发展，促进了各类计算机网络特别是局域网（LAN）在美国公司和大学的诞生和发展，也促进了APRA网的迅速发展。第2代网络以通信子网为中心。这个时期，计算机网络主要表现为以能够相互共享资源为目的互联起来的，具有独立功能的计算机的集合体。10

第2阶段20世纪60年代末～70年代通信子网真正意义上的网络不同的主机系统可以共享资源鼻祖：ARPANET资源子网11第二代计算机网络计算机网络：资源子网+通信子网通信子网网络结点资源子网提供资源共享所需的硬件、软件及数据等资源，提供访问计算机网络和处理数据的能力主机、终端通信子网完成数据的传输、交换以及通信控制通信链路、网络节点(交换机、路由器、网卡等)协议两个主机间通信时对传送信息内容的理解，信息表示形式以及各种情况下的应答信号都必须遵守一个共同的约定

网络体系结构如何分层，以及各层中具体采用的协议的总和体系结构是个抽象的概念，其具体实现是通过特定的硬件和软件来完成的

1312345现在层的划分主机B主机路由器协议路由器Y子网协议路由器X主机路由器协议主机A比特(bit)物理物理物理物理1

帧数据链路数据链路数据链路数据链路2

分组网络网络网络网络3

通信子网

TPDU传输传输协议传输4

SPDU会话会话协议会话5

PPDU表示表示协议表示6

APDU应用应用协议应用7交换单元名称层OSI参考模型14第4阶段20世纪80年代末至今HTML语言、Web图形浏览器、Java跨平台网络开发语言，促进了Internet（因特网）尤其是万维网（WorldWideWeb，简称WWW）高级信息服务的发展，局域网技术发展成熟，出现了光纤及高速网络技术，以及多媒体和智能化的网络。随着全球范围内以Internet为代表的信息基础设施的建立和发展，促进了信息产业和知识经济的诞生和迅猛发展，标志着人类已进入信息时代。151.1.2计算机网络的分类可以根据不同的标准或方法对计算机网络进行分类。根据地理覆盖范围的不同，计算机网络可以分为：局域网（LAN，LocalAreaNetwork）：覆盖地理范围较小，一般在数米到数千米之内，如在一个房间、一幢大楼、一所学校的范围内构建的网络。城域网：一般覆盖一座城市，范围可达数十千米至上百千米。广域网（WAN，WideAreaNetwork）：覆盖地理范围较广，如两个或多个城市之间，范围可达数百至数千千米，甚至可以遍布一个国家或跨越几个国家。Internet（因特网）：覆盖全球，由上述各级网络连接而成，是由网络构成的网络。17星型环型树型全连接交叉环不规则型点到点子网的某些可能的拓扑结构18总线型卫星环型卫星或无线电广播方式19

各种分类的网络中，其拓扑结构一般为：局域网：星形结构、环形结构、总线结构；城域网：双总线或双环结构；广域网：不规则形结构；Internet（因特网）：树形结构。211.1.4网络的几种工作模式专用服务器模式（Server-based），又称为“工作站／文件服务器”结构。由若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来组成。工作站存取服务器文件，共享存储设备。客户机/服务器模式（Client／Server）。一台或几台较大的计算机（服务器）集中进行共享数据库的管理和存取，而将其他的应用处理工作分散到网络中其他客户机上去做，构成分布式的处理系统。对等式网络：（Peer-to-Peer）。在对等式网络结构中，没有专用服务器。每一个工作站既可以起客户机作用，也可以起服务器作用。221.1.5网络互联设备网络互联时，必须解决如下问题：在物理上如何把两种网络连接起来。一种网络如何与另一种网络实现互访与通信如何解决它们之间协议方面的差别，如何处理速率与带宽的差别。解决这些协调、转换机制的部件就是中继器、网桥、路由器和网关等。集线器与交换器属于特殊类型的中继器。23集线器Hub中继器的一种，多口中继器对信号再生整形放大，把所有节点集中在以它为中心的节点上25路由器Router路由器可以连接不同网络具有路径选择功能26双绞线3类、4类、五类和超五类四种3类10Mbps以太网五类100M超五类1000M291.2.1如何来理解Internet从通讯的角度来看，Internet是一个理想的信息交流媒介。从获得信息的角度来看，Internet是一个庞大的信息资源库。从娱乐休闲的角度来看，Internet是一个花样众多的娱乐厅。从商业的角度来看，Internet是一个既能省钱又能赚钱的场所。301.2.2Intranet与Internet相对应的有一个名词Intranet。Intranet（内联网）是指采用Internet技术建立的企业内部专用网络。它以TCP/IP协议作为基础，以Web为核心应用，构成统一的信息交换平台。311.2.3TCP/IP协议TCP协议最早由斯坦福大学的两名研究人员于1973年提出。1983年，TCP/IP被Unix4.2BSD系统采用。随着Unix的成功，TCP/IP逐步成为Unix机器的标准网络协议。Internet的前身ARPANET最初使用NCP（Network

ControlProtocol）协议，由于TCP/IP协议具有跨平台特性，ＡRPANET的实验人员在经过对TCP/IP改进以后，规定连入ARPANET的计算机都必须采用TCP/IP的协议．随着ARPANET逐渐发展成为Internet，TCP/IP协议就成为Internet的标准连接协议。TCP/IP协议其实是一个100多个协议的集合TCP协议（TransportControlProtocol，传输控制协议）主要目的是为端到端应用程序提供通信，并负责确认收到的信息的正确性用于在应用程序之间传送数据IP协议（InternetProtocol，Internet协议）定义了Internet上计算机之间的路由选择，并负责向传输层提供统一的数据报文用于在主机之间传送数据及其他一些协议32TCP/IP协议层次结构331.2.4IP地址Internet是由不同物理网络互连而成，不同网络之间实现计算机的相互通信必须有相应的地址标识，这个地址标识称为IP地址。IP地址提供统一的地址格式，即由32个二进制位（bit）组成（IPv4）。由于二进制使用起来不方便，常用“点分十进制”方式来表示。即将IP地址分为4个字节，每个字节以十进制数来表示，各个数之间以句点来分隔。例如，中国人民大学网站的IP地址是：8。IP地址唯一地标识出主机所在的网络和网络中位置的编号。IP地址分类：3435一些特殊的IP地址（1）一、

严格说来，已经不是一个真正意义上的IP地址了。它表示的是这样一个集合：所有不清楚的主机和目的网络。这里的“不清楚”是指在本机的路由表里没有特定条目指明如何到达。对本机来说，它就是一个“收容所”，所有不认识的“三无”人员，一律送进去。如果你在网络设置中设置了缺省网关，那么Windows系统会自动产生一个目的地址为的缺省路由。二、55

限制广播地址。对本机来说，这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机。如果翻译成人类的语言，应该是这样：“这个房间里的所有人都注意了！”这个地址不能被路由器转发。三、

本机地址，主要用于测试。用汉语表示，就是“我自己”。在Windows系统中，这个地址有一个别名“Localhost”。寻址这样一个地址，是不能把它发到网络接口的。除非出错，否则在传输介质上永远不应该出现目的地址为“”的数据包。36一些特殊的IP地址（2）四、

组播地址，注意它和广播的区别。从到55都是这样的地址。特指所有主机，特指所有路由器。这样的地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序。如果你的主机开启了IRDP(Internet路由发现协议，使用组播功能)功能，那么你的主机路由表中应该有这样一条路由。五、169.254.x.x

如果你的主机使用了DHCP功能自动获得一个IP地址，那么当你的DHCP服务器发生故障，或响应时间太长而超出了一个系统规定的时间，Wingdows系统会为你分配这样一个地址。如果你发现你的主机IP地址是一个诸如此类的地址，很不幸，十有八九是你的网络不能正常运行了。六、10.x.x.x、172.16.x.x～172.31.x.x、192.168.x.x

私有地址，这些地址被大量用于企业内部网络中。一些宽带路由器，也往往使用作为缺省地址。私有网络由于不与外部互连，因而可能使用随意的IP地址。保留这样的地址供其使用是为了避免以后接入公网时引起地址混乱。使用私有地址的私有网络在接入Internet时，要使用地址翻译(NAT)，将私有地址翻译成公用合法地址。在Internet上，这类地址是不能出现的。371.2.5域名系统域名（domain）是Internet上用于标识网络服务器位置的名字，由字母、数字和“-”字符构成，由“.”符号分隔为若干部分。域名通过域名服务器（DNS）的解析服务可以转换为服务器的IP地址，以实现对服务器内容的真正连接和访问。域名是通过申请合法得到的。域名类似于如下结构：主机名.机构名.网络名.最高层域名38域名命名规则在域名命名法中：每个层被称为域（Domain）各域之间用＂.＂分隔从理论从说一个名字可以有任意数目的域，但一般不超过5个右边的域总是在左边域的上一层在Internet域名系统中，根为空，没有名字除根系统外的最高域名被称为顶层域名39401.2.6IP地址、域名与网址的关系为了帮助大家理解IP地址、域名与实际网址（URL）的关系，我们来看看以下的比喻：IP地址可以与单位的门牌号码类比。例如：中国人民大学信息学院的地址是：中关村大街59号中国人民大学信息学院网站的IP地址是：4域名可以与单位的名称类比。例如：中国人民大学信息学院的名称是“中国人民大学信息学院”中国人民大学信息学院网站的域名是：网址（URL）说明了以何种方式访问哪个网页，例如，就像说“我要骑自行车到中国人民大学信息学院”一样，我们可以通过“http协议”来访问中国人民大学信息学院，即“”。41网址（URL）URL（UniformResourceLocator）包括以下几个部分访问服务器所使用的协议（httpwaistelnet）服务器所在网点的Internet域名，并根据需求带上用户名和口令信息服务器的端口号，如果省略了此项，则默认为相应协议的缺省值资源在服务器层次结构中的位置（常用资源所在路径来表示）42URL例使用http协议访问服务器主页使用ftp协议访问北大服务器使用http协议访问访问清华大学网站上的校园导游431.2.7Internet的发展Internet的产生与发展过程可以概括为以下四个阶段：1969－1984军用试验阶段1984－1992学术应用阶段1992－1995商业应用过渡阶段1995－进入商业应用阶段44重大事件ARPANET（69年）当时特定的历史环境:战争危机美国国防部高级研究计划局(AdvancedResearchProjectsAgency)建立了一个只有4个节点的存储转发方式的分组交换广域网TCP/IP协议的出现1982年加州大学伯克利分校将TCP/IP嵌入UNIXBSD4.1中1983年TCP/IP成为APPANET上的标准通信协议45重大事件NSFNET1986年美国国家科学基金会在政府资助下建立一个新的骨干网（45Mbps），1989年ARPANET退出ISOC1992年1月，Internet协会应运而生。自发性组织，以制定Internet相关标准和推广Internet的普及为目标vBNS1995年提出建立155Mb/s的超高速主干网服务vBNS，以取代现有的NSFNET461.3Internet在中国的发展中国早在1987年就由中国科学院高能物理研究所首先通过X.25租用线实现了国际远程联网，并于1988年实现了与欧洲和北美地区的E-MAIL通信。1993年3月经电信部门的大力配合，开通了由北京高能所到美国Stanford直线加速中心的高速计算机通信专线。1994年5月高能物理研究所的计算机正式进入了Internet网，与此同时，以清华大学为网络中心的中国教育与科研网也于1994年6月正式联通Internet网，1996年6月，中国最大的Internet互联子网CHINAnet也正式开通并投入营运。471.3Internet在中国的发展中国教育科研网（CERNET） 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管理运行的全国性学术计算机互联网络。中国电信中国网通中国移动中国联通铁通……481.3.1中国互联网发展状况统计参见下页表参见上网人数家庭上网计算机数（万）CN域名注册总数国内网站个数国际线路总容量(bps)1997年10月62万29.94066150025.4M1998年6月底117万54.29415370084.6M1998年12月底210万74.71.84万5300143.2M1999年6月底400万1462.9万9906241M1999年12月底890万3504.87万1.5万351M2000年6月底1690万6509.97万7.2万1.2G2000年12月底2250万89212.2万26.5万2.8G2001年6月底2650万100212.8万24.3万3.3G2001年12月底3370万125412.7万27.7万7.6G2002年6月底4580万161312.6万29.3万10.6G2002年12月底5910万208317.9万37.2万9.4G2003年6月底6800万257225万47.4万18.6G2003年12月底7950万308934万59.6万27.2G2004年6月底8700万363038万62.7万53.9G2004年12月底9400万416043万66.9万74.4G2005年6月底1.03亿456062万67.8万82.6G2005年12月底1.11亿4950109万69.4万136G2006年6月底1.23亿5450119万78万214G2006年12月底1.37亿5940180万84.3万256G2007年6月底1.62亿6710615万131万312G2007年12月底2.1亿7800900万150万368G2008年6月底2.53亿87401190万191万493G2008年12月底2.98亿—1357万287万640G501.3.2我国的主要网络应用情况互联网的各种应用可以分为如下几类：网络媒体、互联网信息检索、网络通讯、网络社区、网络娱乐、电子商务、网络金融等应用。根据中国互联网络信息中心（CNNIC）于2009年1月发布的“第23次中国互联网络发展状况统计报告”，可以了解到我国网民的主要网络应用情况。在此做一个简要介绍，并对相关应用在2007年与2008年的发展情况做一个简单比较。511．网络媒体2008年网络媒体的使用率较2007年提升了近5个百分点，达到78.5%，用户群体增长7900万，达到23400万人。互动性是网络新闻最重要的特点之一，它将传统媒体与受众的传播关系转变为双向或多向互动的传播关系。另一方面，网络新闻在表现形式上实现了多媒体整合运作，表现力与感染力更为突出。对重大事件，例如奥运会的报道，使网络媒体站到了主流媒体行列。2007年底2008年底变化使用率网民规模（万人）使用率网民规模（万人）增长量（万人）增长率网络新闻73.6%15,50078.5%23,4007,90051.0%522．信息检索搜索引擎是网民在互联网中获取所需信息的基础应用，目前搜索引擎的使用率为68.0%，在各互联网应用中位列第四。2008年全年搜索引擎用户增长了5100万人，年增长率达到33.6%。由于互联网整体网民规模快速增长，新增网民中低学历网民比重增大，而该部分网民的搜索引擎使用率较低，导致搜索引擎整体使用率下降。搜索引擎的使用存在明显的城乡、年龄、学历、收入差异：城镇网民搜索引擎使用率明显高于农村；20-40岁网民搜索引擎使用率明显高于其他人群；学历越高，搜索引擎使用率越高；收入越高，搜索引擎使用率越高。搜索引擎应用人群的特点决定了它在互联网领域的高商业价值。2007年底2008年底变化使用率网民规模（万人）使用率网民规模（万人）增长量（万人）增长率搜索引擎72.4%15,20068.0%20,3005,10033.6%网络求职10.4%2,20018.6%5,5003,300150%533．网络通讯（1）电子邮件2008年电子邮件使用率为56.8%，与2007年保持稳定。研究发现：网民学历越高，电子邮件使用率越高；职业分类中的办公室员、管理者、大学生等电子邮件的使用率明显高于其他人群。随着互联网的进一步普及，网民的学历结构会继续向低学历人群倾斜，而随着互联网向办公场所的进一步普及，会有越来越多的职业人群使用电子邮件。将以上两种因素结合考虑，未来电子邮件的使用人群会继续增长，这种增长在职业人群中会尤其明显，但是由于低学历人群不断涌入互联网用户大军，未来电子邮件使用率有走低的趋势。2007年底2008年底变化使用率网民规模使用率网民规模增长量增长率电子邮件56.5%11,900万56.8%16,900万5,000万42%即时通信81.4%17,100万75.3%22,400万5,300万31%543．网络通讯（2）即时通信即时通信承载的功能日益丰富，一方面正在成为社会化网络的连接点，另一方面，其平台性也使其逐渐成为电子邮件、博客、网络游戏和搜索等多种网络应用重要入口。2008年底即时通信应用的使用率75.3%，比起2007年年底，用户群规模增长了5300万，但使用率降低了6.1%。从年龄分析看，40岁及以上人群即时通信用户所占比重略高于2007年，主要的用户增量体现在40岁及以上的老网民中，而40岁以下的即时通信用户使用率均出现了下降。554．网络社区（1）交友网站2008年交友网站较2007年有较大规模的增长，目前使用率达到19.3%。婚恋交友网站通过与电视等传统媒体的合作等方式，提高了对用户的影响力，网民对专业婚恋交友网站的认同程度也在提高，用户规模在持续成长。校园和职场网络交友形式，在2008年发展非常迅速，凭借已有的用户规模基础，吸引了更多的新用户加入。丰富的应用种类（如网页游戏）和使用手段（如手机交友），为交友网站的用户增长起到了更大的推动作用。2007年底2008年底变化使用率网民规模使用率网民规模增长量增长率拥有博客54.3%16,200万更新博客23.5%4,900万35.2%10,500万5,600万114.3%论坛/BBS30.7%9,100万交友网站19.3%5,800万564．网络社区（2）博客2008年博客用户规模持续快速发展，截至2008年12月底，在中国2.98亿网民中，拥有博客的网民比例达到54.3%，用户规模为1.62亿人。在用户规模增长的同时，中国博客的活跃度有所提高，半年内更新过博客的比重较2007年底提高了11.7%。博客数量的增长带来了用户聚集的规模效应。博客频道在各类型网站中成为标准配置，其中SNS元素的加入对博客用户的增长起到了推动作用。博客的影响力进一步加强。575．网络娱乐（1）网络游戏2008年网络游戏用户规模继续保持增长的态势，用户使用比例从2007年的59.3%升至2008年的62.8%，这主要受益于网络游戏产品内容以及形式的丰富：一方面，网络游戏产品内容的多样化加大了其向高低两个年龄段用户的扩张力度；另一方面，网页游戏作为新兴的游戏形式在2008年得到了迅速的发展，其无需下载客户端、操作方便等特性使工作时间玩游戏成为可能性，而SNS网站加入了网页游戏因素，又进一步加大了网络游戏的传播范围。585．网络娱乐（2）网络音乐网络音乐仍然是中国网民的第一大应用服务，虽然使用网民比例从2007年的86.6%下降至2008年的83.7%，但用户数量仍然增长了6700万人。网络音乐的高普及率源自于其大众化的内容以及使用的便捷性，用户进入门槛较低，而这些特性也促使其成为推动互联网普及的主要推动力之一。595．网络娱乐（3）网络视频网络视频用户只有轻度增长，相比2007年底净增4000多万用户，达到2.02亿。网络视频的用户主要集中在30岁以下的年轻人群。606．电子商务电子商务是与网民生活密切相关的重要网络应用。其应用情况参见表1.7。过去一年中，网络购物市场的增长趋势明显。目前的网络购物用户人数已经达到7400万人，年增长率达到60%。比较国外的发展状况，韩国网民的网络购物比例为60.6%，美国为71%。均高于中国网络购物的使用率。除网络购物外，网络售物和旅行预订也已经初具规模，网络售物网民数已经达到1100万人，通过网络进行旅行预订的网民数达到1700万人。需要指出的是，这里的网络售物不仅包括网络开店，也包括在网上出售二手物品。与网络购物密切关联的网络支付发展十分迅速，目前使用的网民规模已经达到5200万人，年增长率达到57.6%。有力地推动了网络购物的发展。617．网络金融（1）网上