第7章-Internet应用技术

训教重点

WWW、WebServer、DNS、E-mailServer、FTPServer、Telnet等技术ADSL接入Internet应用能力目标了解Internet的起源与发展掌握Internet地址与域名了解Internet的特点与各种信息服务类型掌握Internet的接入技术与方法7.1Internet概述

Internet也叫作因特网、网际网、全球信息资源网，是全球最大的、开放的、由众多网络互连而成的计算机互联网，是以TCP/IP协议为基础的通信网络。从技术角度看，Internet是由分布在世界各地的、数以万计的、各种规模的子网，借助于路由器相互连接而形成的全球性的互连网络。子网可以是LAN（局域网），也可以是WAN（广域网）。子网中的主机可以是网上的客户端、服务器或者路由器等设备。如图8-1所示。从应用角度看，Internet是一个世界范围的信息资源宝库。人们可以通过Internet阅读信息、查阅资料、网上购物，还可以享受远程医疗和远程教学。Internet上丰富的资源和获取资源的信息交流手段，为人们的工作、学习和生活带来了极大的便利。如图8-2所示。7.1Internet概述

Internet的起源要回溯到20世纪70年代中期，美国国防部高级计划研究局DARPA（DefenseAdvancedResearchProjectAgency）决定开发一个计算机网络，以应对冷战时代核战争的需要，即在美国遭受到突然攻击时，网络能够经受住攻击不被破坏，并维持正常工作。1969年DARPA建立了著名的ARPANET（AdvancedResearchProjectAgencyNetwork）网络。ARPANET网络采用分组交换技术，使用报文处理机实现网络互连，最基本的服务是资源共享。ARPANET的用户，不仅可以互换信息，并且能进行异地电子会议。7.1.1Internet的发展与现状7.1Internet概述现在，Internet是由许多分布在世界各地共享数据信息的计算机组成的一个大型网络，这些计算机通过电缆、光纤、卫星等连接在一起，包括了全球大多数已有的局域网、城域网和广域网。归纳起来，Internet的发展过程可以分为三个阶段：7.1Internet概述7.1.1Internet的发展与现状（1）军用实验阶段（1969年～1984年）。（2）学术应用阶段（1984年～1992年）。（3）向商业应用过渡阶段（1992年后）。

1．Internet的信息资源Internet是全球范围的信息资源网，为使用者提供了越来越多的信息服务。信息的内容涉及教育、科研、医疗、卫生、商业、金融、娱乐和新闻等诸多方面；信息的载体涉及文档、表格、图形、影像、声音等各种媒体；信息的容量小至几行字，大到一个图书馆。信息分布在世界各地的计算机系统上，并以各种形式存在，例如，文件、数据库、公告牌、目录文档和超文本文档等。随着Internet规模的扩大，网上的信息资源几乎每天都在增加和更新。用户只要掌握信息资源的查找方法，就可以足不出户地在Internet的资源宝库中遨游。7.1Internet概述7.1.2Internet的资源与应用

2．Internet提供的主要服务Internet是一个庞大的信息资源宝库，因特网上的信息服务资源通常配置在相应的服务器上，用户通过访问服务器上的资源获得相应的信息服务。客户端和服务器可以处于同一个子网中，也可以处于相隔遥远的不同子网上。因特网的主要信息服务分为以下几类：

7.1Internet概述7.1.2Internet的资源与应用（1）电子邮件E-mail。（2）文件传输FTP（FileTransferProtocol）。（3）远程登录Telnet。（4）信息浏览Gopher。

2．Internet提供的主要服务

7.1Internet概述7.1.2Internet的资源与应用（5）电子公告牌BBS（BulletinBoardSystem）。（6）超文本浏览WWW（WorldWideWeb）。（7）自动标题搜索Archie。（8）自动搜索WAIS（WideAreaInformationService）。（9）域名系统DNS（DomainNameSystem）。Internet在中国的发展，大致分为两个阶段：第一阶段从1987年至1993年，一些科研机构通过X.25实现了与Internet的电子邮件转发的连接。第二阶段从1994年开始，实现了和Internet的TCP/IP连接，从而开始了Internet全功能服务，几个全国范围的计算机信息网络相继建立，Internet在我国得到了迅猛发展。下面简单介绍国内的几个主要互联网络。7.1Internet概述7.1.3中国与Internet在Internet上有无数的主机，为了区分这些主机，人们给每台主机都分配了一个专门的地址，称为IP地址。通过IP地址就可以访问每一台主机。由于作为数字的IP地址不便于记忆，从1985年开始，在IP地址的基础上向用户提供了域名系统DNS服务，采用字符来识别网络上的计算机，即用字符为计算机命名。DNS域名系统一方面可以帮助人们用容易记住的名字来标识自己的主机，另一方面建立了主机名与IP地址一一对应的关系。域名与IP地址之间的转换工作称为域名解析，域名解析需要专门的域名解析服务器来完成，整个过程是自动的。7.2域名系统DNSInternet采用了层次树状结构的命名方法，就像全球邮政系统和电话系统那样。采用这种命名方法，任何一个连接到Internet上的主机或路由器都有一个唯一的层次结构的名字，即域名。“域”是名字空间中一个可被管理的划分，域还可以继续划分为子域，如二级域、三级域等。域名的结构由若干个分量组成，各分量之间用小数点分开，如：三级域名.二级域名.顶级域名各分量分别代表不同级别的域名。每一级别的域名都由英文字母和数字组成（不超过63个字符，不区分大小写），级别最低的域名写在最左边，而级别最高的顶级域名则写在最右边。完整的域名不超过255个字符。7.2域名系统DNS7.2.1域名结构DNS将整个Internet视为一个域名空间，由不同层次的域组成。DNS域名空间是由树状结构组织的分层域名的集合。如图8-4所示。7.2域名系统DNS7.2.1域名结构为了实现域名与IP地址的转换，需要建立一张域名与IP地址的对应表。由于Internet上主机太多，对应的IP地址数以万计，在一台机器内难以处理，在技术和应用中也不便操作，因此只能采用分布式处理技术。我们把提供IP地址与域名转换的主机称为域名服务器，通常由ISP（Internet服务提供商）负责管理和维护。DNS采用的是客户端/服务器模式，整个系统由解析器和域名服务器组成。解析器为客户方，它与应用程序连接，负责查询域名服务器、解释从域名服务器返回的应答以及把信息传送给应用程序。域名服务器是服务方，用于保存域名信息，一部分域名信息组成一个区，域名服务器负责存储和管理一个或若干个区。一般情况下，一个域中可能有多个域名服务器。7.2域名系统DNS7.2.2域名解析

1．超文本超文本（HyperText）是一种全局性的信息结构，它的信息组织形式不是简单的按顺序排列，而是将文档中的不同部分通过关键字建立链接，当鼠标的光标移到这些链接上时，光标形状会变成一个手掌状，这时单击鼠标所指向的位置，就会从这一网页跳转到另一网页上，这种链接关系称为“超链接”，可以链接的有文本、图像、动画、声音或影像等。如图8-5所示。7.3www服务7.3.1www的相关概念

2．主页主页（Homepage）是指个人或机构的基本信息页面，用户通过主页可以访问有关的信息资源。主页通常是用户使用万维网访问Internet上的任何WWW服务器所看到的首页。它包含了链接同一站点其他项的指针，也包含了到别的站点的链接。

3．超文本传输协议HTTPWWW所使用的通信协议是超文本传输协议HTTP（HyperTextTransferProtocol），它能够传输任意类型的数据对象，从而成为Internet中发布多媒体信息的主要协议。从层次的角度来看，HTTP是WWW客户端与WWW服务器之间的应用层协议，它是万维网上能够可靠地交换文件的重要基础。7.3www服务7.3.1www的相关概念

4．统一资源定位器URL

URL（UniformResourceLocator）被称为“固定资源位置”或“统一资源定位器”。它用来指定Internet或Intranet（内联网）服务器中信息资源的位置。URL的描述格式如下：

协议类型：∥主机地址/路径名/文件名：端口号其中，协议类型可以是Internet上某一种应用所使用的协议类型，如表8-2所示。主机地址是指提供信息服务的主机在Internet上的域名或IP地址，是信息资源的地址。7.3www服务7.3.1www的相关概念WWW的工作方式是采用浏览器/服务器体系结构，它主要由两部分组成，Web服务器和Web客户端浏览器。服务器负责对各种信息按超文本的方式组织，形成文件存储在服务器上。这些文件或内容的链接由URL来确定。Web浏览器安装在用户的计算机上，用户通过浏览器向Web服务器提出请求，服务器负责向用户发送该文件，当客户端接收到文件后，解释该文件并显示在客户端上。如图8-6所示。7.3www服务7.3.2www的工作港式及浏览器WWW客户端程序被称为WWW浏览器（Browser），是用来浏览Internet的WWW主页的软件。7.3www服务7.3.2www的工作港式及浏览器超文本标记语言HTML（HyperTextMarkupLanguage）是WWW上用于创建超文本链接的基本语言，通过它可设置文本的格式、网页的色彩、图像与超文本链接等内容，主要用于创建和制作网页。通过标准化HTML规范，不同厂商开发的WWW编辑器等各类软件可以按照同一标准对主页进行处理，这样，用户就可以自由地在Internet上漫游了。HTML文档，通常称为网页，其扩展名通常是htm。HTML文档内容的显示风格、字符的大小、行间距等都由浏览器决定。HTML文档和简单的文本文件一样可以在多种文件编辑器上编辑。7.3www服务7.3.3www语言

FTP协议（FileTransferProtocol）是TCP/IP应用层的协议，采用典型的客户端/服务器工作模式。客户端程序把客户的请求告诉服务器，并将服务器发回的结果显示出来。服务器端执行真正的工作，如存储、发送文件等。文件传输协议负责将文件从一台计算机传输到另一台计算机上，且保证其传输的可靠性。如果用户要将文件从自己的计算机上发送到另一台计算机上，称为FTP上传（Upload）。如果用户想把服务器中大量的共享软件和免费资料传到客户端上，称为FTP下载（Download）。7.4文件传输服务7.4.1FTP模型7.4文件传输服务7.4.1FTP模型用户连接FTP服务器时，要经过一个登录的过程，即输入用户在该主机上申请的账号和密码。为了方便用户，目前大多数提供公共资源的FTP服务器都提供了一种称为匿名FTP的服务。因特网用户可以随时访问这些服务器而不需要事先申请用户账户，用户可以使用“anonymous”作为用户名，用户的电子邮件地址作为口令，即可进入服务器。为了保证FTP服务器的安全性，几乎所有的FTP匿名服务只允许用户浏览和下载文件，而不允许用户上传文件或修改服务器上的文件。7.4文件传输服务7.4.2匿名FTP服务电子邮件的英文名称为ElectronicMail，简称E-mail，是Internet上使用最频繁、应用范围最广的一种服务。E-mail是一种软件，它允许用户在Internet上的各主机间发送信息，也允许用户接收Internet上其他用户发来的消息（邮件），即利用E-mail可以实现信件的接收和发送。与别的通信手段相比，E-mail具有方便、快捷、廉价和可靠等优点。电子邮件是一种存储转发（StoreandForward）系统。当一封邮件发出后，首先由Internet上某台计算机接收该邮件（存储），然后该计算机经过地址识别，选择一条最佳路径发送到下一个Internet上的计算机（转发），直到到达目的地址。这同传统邮件的传送过程相似，一封信投入邮箱后，当地邮局接收此信件，通过分拣和邮车传输，中途可能要经过多个邮局转发，最后到达收信人所在的邮局，再由邮局转交收信人。7.5电子邮件服务7.5.1电子邮件概述

1．简单邮件传输协议SMTP简单邮件传输协议SMTP（SimpleMailTransferProtocol）包括两个标准子集，一个标准定义电子邮件信息的格式，另一个是传输邮件的标准。在Internet中，电子邮件的传送是依靠SMTP进行的，也就是说，SMTP的主要任务是负责服务器之间的邮件传送。它的最大特点就是简单，因为它只规定了电子邮件如何在Internet中通过TCP协议在发送方和接收方之间进行传送，对于其他操作，如与用户的交互、邮件的存储、邮件系统发送邮件的时间间隔等问题均不涉及。7.5电子邮件服务7.5.2电子邮件相关协议在电子邮件系统中，SMTP协议是按照客户端/服务器方式工作的。发信人的主机为客户方，收件人的邮件服务器为服务方，双方机器上的SMTP协议相互配合，将电子邮件从发信方的主机传送到收信方的信箱中。在传送邮件的过程中，需要使用TCP协议进行连接（默认端口号为25）。SMTP协议规定发送方和接收方双方进行交互的动作，如图7-9所示。7.5电子邮件服务7.5.2电子邮件相关协议

2．邮局协议POP邮局协议POP（PostOfficeProtocol），目前使用的是第三版，即POP3。POP3的主要任务是当用户计算机与邮件服务器连通时，将邮件服务器的电子邮箱中的邮件直接传送到用户本地计算机上。如图8-10所示。8.5电子邮件服务7.5.2电子邮件相关协议

3．因特网信息访问协议IMAP因特网信息访问协议IMAP（InternetMessageAccessProtocol）提供了一个在远程服务器上管理邮件的手段，允许用户使用电子邮件程序来访问邮件服务器上的电子邮件和公告栏信息。它与POP协议相似，但功能比POP要多，其中包括：只下载邮件的标题、建立多个邮箱和在服务器上建立保存邮件的文件夹等。IMAP4是IMAP的最新版本。下面对IMAP的功能作简单介绍。IMAP具有智能邮件储存功能，用户可以在下载邮件前预览相关信息（到达时间、发件人、主题、大小等），包括是否下载附件等。7.5电子邮件服务7.5.2电子邮件相关协议

4．多用途网际邮件扩展协议MIME多用途网际邮件扩展协议MIME（MultipurposeInternetMailExtensions）是IETF于1993年9月通过的一个电子邮件标准，它是为了使Internet用户能够传送二进制数据而制定的标准。该标准是对现有邮件信息格式（RFC822）的扩展。MIME能满足人们对多媒体电子邮件和使用本国语言发送邮件的需求。在现有的邮件信息格式中仅规定了文本信息格式，它只允许7位ASCII码正文作为邮件体内容。而MIME是一种新型的邮件信息格式，在邮件体中不仅允许7位ASCII码文本信息，而且允许8位文本信息以及图像、语音等非文本的二进制信息。7.5电子邮件服务7.5.2电子邮件相关协议

1．电子邮件地址格式Internet上的电子邮件采用客户端/服务器方式。电子邮件服务器可看成是电子邮局，它全天开机运行着电子邮件服务程序，并为每个用户开辟一个电子邮箱，用以存放任何时候从世界各地寄给该用户的邮件，等待用户在任何时候上网索取。用户在自己的电脑上运行电子邮件客户端程序，如MicrosoftOutlook、NetscapeMessenger、FoxMail等，用以接收、发送和阅读电子邮件。电子邮件地址（即E-mail地址）由用户名和邮件服务器的主机名（包括域名）组成，中间用@隔开，其格式如下所示：Username@Hostname.Domain-name7.5电子邮件服务8.5.3电子邮件的地址与信息格式2．电子邮件信息格式SMTP协议规定电子邮件信息由封皮（Envelope）、邮件头（Headers）和邮件体（Body）组成。封皮中包括发信人和收信人的电子邮件地址。邮件服务器使用它来传输电子邮件。邮件头被客户端的邮件应用程序使用，并将邮件头显示给用户。用户可了解邮件的来源、来信日期、时间等有关信息。邮件头提供了详细的技术信息列表，如：该邮件的发件人、用于撰写该邮件的软件以及在其到达收件人途中所经过的电子邮件服务器。这些详细信息对于辨别电子邮件的问题或者辨别未经授权的商务邮件的来源非常有用。7.5电子邮件服务7.5.3电子邮件的地址与信息格式邮件的发送和接受过程如图7-11所示：

7.5电子邮件服务7.5.4电子邮件的发送和接收过程远程登录（Telnet）是Internet最主要的应用之一，也是最早的Internet应用。Telnet允许Internet用户从其本地计算机登录到远程服务器上，一旦建立连接并成功登录，用户就会使自己的计算机暂时成为远程计算机的一个仿真终端。用户可以向其输入数据、运行软件，就像直接登录到服务器一样，可以做任何其他操作。远程登录允许任意类型的计算机之间进行通信。远程登录之所以能提供这种功能，主要是因为所有的运行操作都是在远程计算机上完成的，用户的计算机仅仅是作为一台仿真终端向远程计算机传送击键信息和显示结果。Internet的远程登录服务的主要作用是：允许用户与在远程计算机上运行的程序进行交互。当用户登录到远程计算机时，可以执行远程计算机上的任何应用程序，并且能屏蔽不同型号计算机之间的差异。用户可以利用个人计算机去完成许多只有大型计算机才能完成的任务。8.6远程登录服务7.6.1远程登录概述现在有两个主要的协议用来访问远程应用：Rlogin协议和Telnet协议。Rlogin是为BSDUNIX而开发的，它是一个相对简单和稳定的协议。而Telnet则是一个功能丰富的TCP/IP标准。Telnet的优点之一是能够解决多种不同的计算机系统之间的互操作问题。对于Telnet远程登录来说，系统间的差异性表现在不同系统对终端键盘输入的解释各不相同。例如行结束标志，当按回车键时，所有的系统都会换行，但是有些系统以ASCII码回车控制符（CR）作为行结束标志，有些系统则以ASCII码换行符（LF）作为行结束标志，而有些系统则以两个字符的回车-换行（CR-LF）作为行结束标志。以不同字符作为行结束标志的系统显然不能直接进行远程登录。为了解决系统的差异性，可以将终端映射为一个逻辑（或虚拟）设备，这样就可以采用一致的标准，从而使用不同的终端类型进行客户端到服务器间的数据交换。这个虚拟设备就是网络虚拟终端NVT（NetworkVirtualTerminal），它提供了一种标准的键盘定义，用来屏蔽不同计算机系统对键盘输入的差异性。7.6远程登录服务7.6.2Telnet协议

Telnet服务系统采用了客户端/服务器模式，主要由Telnet服务器、Telnet客户端和Telnet通信协议组成。Telnet服务器和客户端分别要有Telnet服务器软件和Telnet客户软件，只有Telnet服务器软件和客户软件协同工作，用户在Telnet通信协议的协调指挥下，才能完成远程登录。在进行远程登录时，用户通过本地计算机的终端与客户软件进行交互。客户软件把客户系统格式的用户击键和命令转换为NVT格式，并通过TCP直接传送给远程的服务器。服务器软件把收到的数据和命令，从NVT格式转换成为远程系统所需的格式。向用户返回数据时，服务器将远程服务器系统格式转换为NVT格式，本地客户收到信息后，再把NVT格式转换为本地系统所需的格式并在屏幕上显示出来。7.6远程登录服务7.6.3Telnet工作原理1．Telnet服务器软件的功能（1）通知网络软件与客户端建立TCP连接。（2）接收并执行客户软件发来的命令。（3）将输出信息发送给客户软件。2．Telnet客户机软件的功能（1）建立与服务器之间的TCP连接。（2）接收用户输入的命令及其他信息。（3）对命令及其他信息进行处理，将相应信息通过TCP连接发给服务器软件。7.6远程登录服务7.6.3Telnet工作原理如果用户希望使用远程登录服务，用户本地计算机和远程计算机都必须支持Telnet。同时，用户在远程计算机上应该有自己的用户账户，包括用户名与用户密码。或者远程计算机提供公开的用户账户，供没有账户的用户使用。用户在使用Telnet命令进行远程登录时，首先应在Telnet命令中给出对方计算机的主机名或IP地址，然后根据对方系统的询问，正确输入自己的用户名与密码。有时还要根据对方的要求回答自己所使用的仿真终端的类型。Internet有很多信息服务机构提供开放式的远程登录服务，登录到这样的计算机时，不需要事先设置用户账户，使用公开的用户名就可以进入系统。7.6远程登录服务7.6.4Telnet的使用流媒体技术也称流式媒体技术，是一种网络传输技术，如图8-13所示。流媒体技术通过网络技术与视频技术的有机结合，将连续的影像和声音信息经过压缩处理后放在网络服务器上，让用户可以边下载边收看，而不需要等整个压缩文件都下载到本地计算机上才可以收看。在网络上实现流媒体技术，需要利用音视频技术及网络技术来完成流媒体的制作、发布、传输和播放等环节。该技术先在用户端的计算机上创建一个缓冲区，在播放前预先下载一段数据作为缓冲，当网络实际连接速度小于播放速度时，播放程序就会取用一小段缓冲区内的数据，从而避免播放的中断，并保证流媒体的播放品质。7.7流媒体技术7.7.1流媒体技术简介7.7流媒体技术7.7.1流媒体技术简介流媒体系统是由各种不同软件构成的，这些软件在各个不同层面上互相通信，基本的流媒体系统包含以下三个组件：（1）播放器（Player），用来播放流媒体的软件。（2）服务器（Server），用来向用户发送流媒体的软件。（3）编码器（Encode），用来将原始的音频视频转化为流媒体格式的软件。这些组件之间通过特定的协议互相通信，按照特定的格式互相交换文件数据。有些文件中包含了由特定编解码器解码的数据，这种编解码器通过特定算法压缩文件的数据量。7.7流媒体技术7.7.1流媒体技术简介流媒体应用可以根据传输模式、实时性、交互性粗略地分为多种类型。传输模式主要是指流媒体传输是点到点的方式还是点到多点的方式。实时性是指视频内容源是否实时产生、采集和播放，实时内容主要包括实况内容、视频会议节目内容等。交互性是指应用是否需要交互，即流媒体的传输是单向的还是双向的。在运用流媒体技术时，音视频文件要采用相应的格式，不同格式的文件需要用不同的播放器软件来播放，即所谓“一把钥匙开一把锁”。目前，采用流媒体技术的音视频文件主要有三大“流派”。7.7流媒体技术7.7.2流媒体技术应用第一种是微软的ASF（AdvancedStreamFormat）。这类文件的后缀是.asf和.wmv，与它对应的播放器是微软公司的“MediaPlayer”。用户可以将图形、声音和动画等数据组合成一个ASF格式的文件，也可以将其他格式的视频和音频转换为ASF格式，而且用户还可以通过声卡和视频捕获卡将诸如麦克风、录像机等外设的数据保存为ASF格式。如果使用Windows服务器平台，则WindowsMedia的费用最少。7.7流媒体技术7.7.2流媒体技术应用第二种是RealNetworks公司的RealMedia，它包括RealAudio、RealVideo和RealFlash三类文件，其中RealAudio用来传输接近CD音质的音频数据，RealVideo用来传输不间断的视频数据，RealFlash则是RealNetworks公司与Macromedia公司联合推出的一种高压缩比的动画格式，这类文件的后缀是.rm，文件对应的播放器是“RealPlayer”。RealMedia在用户数量上有优势。7.7流媒体技术7.7.2流媒体技术应用第三种是苹果公司的QuickTime。这类文件扩展名通常是.mov，它所对应的播放器是“QuickTime”。QuickTime在性价比上具有优势。此外，MPEG、AVI、DVI、SWF等都是适用于流媒体技术的文件格式。由于流媒体技术在一定程度上突破了网络带宽对多媒体信息传输的限制，因此被广泛运用于网上直播、网络广告、视频点播、远程教育、远程医疗、视频会议、企业培训、电子商务等多个领域。流媒体应用必然会成为未来网络的主流应用。7.7流媒体技术7.7.2流媒体技术应用对于新闻媒体来说，流媒体带来了机遇，也带来了挑战。流媒体技术为传统媒体在因特网上开辟更广阔的空间提供了可能。广播电视媒体节目的上网更为方便，听众、观众在网上点播节目更为简单，网上音视频直播也