第5章計算機網絡Internet

5.1數據通信概述5.2數據傳輸5.3計算機網絡5.4Internet5.5萬維網5.6網絡信息安全5.1數據通信概述計算機最初產生的時候，它們是一些孤立的設備。隨著計算機的廣泛使用，相應的硬件和軟件被設計出來，以完成計算機之間的數據、信息和指令的交換。計算機與計算機之間經通信線路連接起來而進行的信息交流與傳送的通信方式稱之為數據通信（DataCommunications)。數據通信系統的組成數據通信系統是把數據從一個位置傳輸到另一個位置的電子系統。數據通信系統可以通過通信信道傳輸文本、圖形、圖像、聲音和視頻信息。不管是有線系統還是無線系統，數據通信系統都包含4個基本組成部分:數據通信系統的組成1.發送和接收設備通常是計算機系統或其他的專門通信設備。它們負責發送和接收消息，包括數據、信息或指令。如手機、對講機、移動通信基站等。2.通信信道通信信道是從發送設備到接收設備之間的信號傳遞所經過的媒介，是通信世界中傳送信息的載體。傳輸介質有無線傳輸介質，如電磁波，紅外線等；有線傳輸介質，如雙絞線、電纜、光纜等。數據通信系統的組成3.連接設備 連接設備充當發送和接收設備與信道之間的中介。它們把發送設備傳出的數據轉換成一種可供信道傳輸的信號；同樣它們也把信道上的信號轉換成為可以被接收設備接收的數據。如調制解調器（俗稱“貓”）、路由器、交換機、DNS服務器等。4.數據傳輸規范數據傳輸規范（協議）是一些規則，通過準確地定義數據如何在信道上傳輸來協調發送和接收設備的動作。通信信道通信信道（CommunicationsChannel)是數據在兩點間傳輸的路徑，是數據通信系統的重要組成部分。信道是由一種或多種傳輸介質組成的，這些傳輸介質能夠傳輸信號。傳輸介質的種類很多，可以分成有線和無線兩大類。有線傳輸介質使用電線、電纜和其他有形的材料來傳輸通信信號。無線傳輸介質是通過空氣或外層空間中的微波和紅外線等來傳輸信號。通信信道有線傳輸介質常用的有線傳輸介質包括雙絞線（ShieldedTwisted-pair）電纜、同軸電纜（CoaxialCable）和光纖（Fibre-optical）。雙絞線(1)雙絞線雙絞線由兩根相互絞合成均勻螺紋狀的絕緣銅導線所組成，多根這樣的雙絞線捆在一起，外面包上護套，就構成雙絞線電纜。將兩根導線絞在一起是為了減少噪聲。噪聲是指可能引起通信信號衰減的電子干擾。雙絞線有屏蔽和非屏蔽雙絞線兩種。非屏蔽雙絞線（UTP)電纜由四對不同顏色的傳輸線相互絞合成均勻螺紋狀所組成，廣泛用于以太網路和電話線中，價格便宜，易于安裝。屏蔽雙絞線(STP)電纜加上金屬包層以減少輻射，防止信息被竊聽，也可阻止外部電磁干擾的進入，使屏蔽雙絞線比同類的非屏蔽雙絞線具有更高的傳輸速率，價格昂貴，安裝相對困難。目前網絡傳輸中常用分類：

3類線(10Mb/s)；5類線(100Mb/s)；6類線(200Mb/s)信號線地線套管無屏蔽雙絞線

同軸電纜

(2)同軸電纜同軸電纜由一對同軸導線組成。其形狀結構如圖所示，最里面是內導體，外包一層絕緣材料，外面再套一個網狀的金屬屏蔽層，最外面則是起保護作用的塑料外皮的絕緣層。同軸電纜具有比雙絞線更強的抗干擾能力和更好的傳輸性能。有線電視網就采用同軸電纜作為傳輸媒體。過去，同軸電纜被普遍用在計算機網絡中，但現在已逐步被高性能的雙絞線和光纜所替代。同軸電纜分類：基帶同軸電纜（50Ω）傳輸數字信號寬帶同軸電纜（75Ω）傳輸模擬信號(3)光纜光纜是光纖電纜（Fiber-opticCable)的簡稱，是傳送光信號的媒體。它由纖心、包層和外部增強強度的保護層構成。用光纖傳輸信號時，在光纜一頭的激光發射器發射光脈沖，在光纜另一頭的光檢測器接收光脈沖。光纜及光波在光纖中傳播示意圖如圖所示。

光纜

光波

纖芯

包層保護層光纖保護層

光纜

由于使用了光作為傳輸載體，光纜比雙絞線和同軸電纜這類金屬傳輸媒體具有多方面的優點：體積小、重量輕、頻帶寬、容量大、傳輸速率高，不受外界電磁場的影響，抗干擾能力強，安全保密性好等。光纜的缺點是價格高，安裝困難。光纜是一種很有發展前途的傳輸媒介。從20世紀80年代起，世界各國開始大規模鋪設光纖通信線路，光纖傳輸網已經成為幾乎所有現代通信網和計算機網的基礎平臺。無線傳輸媒體無線通信技術不使用電線在通信設備之間傳輸數據。無線通信技術已經成為一場技術革命，正如火如荼地發展著，擺脫了線的束縛，人們感到了前所未有的通信自由。當不方便、不實際或不可能架設或鋪埋電纜時，無線傳輸媒介就可以大顯身手了。常用無線傳輸媒介包括微波、通信衛星、紅外線和激光無線通信原理：模擬信號或數字信號使用電磁波調制后進行傳輸1041051061071081091010101110121013101410151016Hz雙絞線同軸電纜AM廣播FM廣播和TV衛星地面微波光纖紫外線紅外線可見光微波無線電波超短波中波短波電磁波的種類與頻率范圍

無線電波: 104

～1011(Hz)

中波： 0.3～3(MHz)

短波： 3～30(MHz)

超短波： 30～300(MHz)

微波： 0.3～300(GHz)

紅外線： 1011

～1014(Hz)

可見光： 1014(Hz)

紫外線： 1014

～1016(Hz)

無線廣播電視、通信通信微波微波(Microwave)是高頻的無線電波，數據轉換成微波就能在微波線路上傳輸。微波的一個重要特性是沿著直線傳播，而不是向各方向擴散。由于地球是個曲面，微波的傳輸距離受到了限制，一般只有50km左右。這樣，微波就適合用于城市的大樓之間或大學的校園里。要想傳播更遠的距離，微波必須用一種碟形天線來“接力”。特點：直線傳播，不能沿地球表面傳播，需要每隔幾十公里設立一個中繼站容量大、可靠性高建設費用低抗災能力強微波藍牙（Bluetooth)是一種使用微波在短距離（大約10m)傳輸數據的技術。近幾年來，這種技術廣泛地被用來連接各種各樣的通信設備。支持藍牙的設備有臺式計算機、便攜式計算機、手機和打印機等。將來家用電器如電視機、微波爐、冰箱、空調等也會支持藍牙技術，從而可以建設一個智能化、網絡化的家庭。通信衛星通信衛星（CommunicationsSatellite)基本上是一個位于外層空間的微波中繼站。通信衛星位于3600km高空和地球同步旋轉，看起來就像固定在天空中的某一位置。衛星接收來自地面站的信號，放大衰弱的信號，然后用不同的頻率向地面站廣播。通信衛星衛星通信的優點是可克服地面微波通信距離的限制。它發出的電磁波覆蓋范圍廣，跨度可達18000km，覆蓋了地球表面1/3的面積，3個這樣的通信衛星就可以覆蓋地球上的全部通信區域，這樣地球各地面站間就可以任意通信了。衛星通信的缺點是傳播延時長，傳播質量受天氣影響。造價高、技術復雜。紅外線紅外線（Infrared)是一種無線傳輸媒體，使用紅外線光波來傳輸信號。紅外線傳輸廣泛應用于短距離的通信。電視機和錄像機的遙控器就是應用紅外通信的例子。它有一定的方向性，使用時要求發射器直接對準接收器。紅外線傳輸可以用于很多的設備和計算機。有些鼠標、打印機、數碼相機等設備都有專門的接口來使用紅外線光波來傳輸數據。利用紅外線傳輸技術還可以組建無線局域網。但是，紅外線不能穿透物體，包括墻壁。

激光

激光(laser)除了可以在光纜中用作傳輸數據信號的載體外，它也可以直接作為傳輸媒體在空氣中傳輸數據。與微波傳輸類似，激光只能向一個固定方向傳播，它不能穿過金屬、植物，甚至雪和霧，因此直接用激光作為傳輸媒體在實用上受到限制，主要用于衛星間的通信。有時可以用激光做地面間短距離通信，如短距離內傳送傳真和電視、導彈靶場的數據傳輸和地面間的多路通信等。

調制解調技術

由于導體存在電阻，電信號直接傳輸的距離不能太遠。研究發現，高頻振蕩的正弦波信號在長距離通信中能夠比其他信號傳送得更遠。因此可以把這種高頻正弦波信號作為攜帶信息的“載波”。信息傳輸時，利用信源信號去調整（改變）載波的某個參數(幅度、頻率或相位），這個過程稱為“調制”，經過調制后的載波攜帶著被傳輸的信號在信道中進行長距離傳輸，到達目的地時，接收方再把載波所攜帶的信號檢測出來恢復為原始信號的形式，這個過程稱為“解調”。

調制解調技術

調制信號(連續信號)調幅(AM)調頻(FM)調相(PM)載波信號(高頻正弦波)載波信號是頻率比被傳輸信號(稱為調制信號或基帶信號)高得多的正弦波。調制的方法主要有三種:幅度調制、頻率調制和相位調制。

調制解調技術

調制后的載波信號傳輸信號調制器載波信號調制后的載波信號傳輸信號解調器載波信號對載波進行調制所使用的設備稱為“調制器”，調制器輸出的信號即可在信道上進行長距離傳輸。到達目的地之后再由接收方使用“解調器”進行解調，以恢復出被傳輸的基帶信號。由于大多數情況下通信總是雙向進行的，所以調制器與解調器往往做在一起，這樣的設備稱為“調制解調器”（modem)

交換技術

在數據通信系統中，當終端之間不是直通專線連接，而是要經過通信網的接續過程來建立連接的時候，那么兩端系統之間的傳輸通路就是通過通信網絡中若干節點轉接而成的所謂“交換線路”。數據交換技術主要是電路交換、分組交換和報文交換。

電路交換

電路交換是通過各交換節點在一對終端之間建立專用通信通道而進行直接通信的方式。電話交換機采用的是電路交換技術，即通話前經過撥號接通雙方線路（建立一條物理通路），通話后再釋放該線路。

電路交換

電路交換的主要優點有：由于通信線路為通信雙方用戶專用，數據直達，所以傳輸數據的時延非常小。通信雙方之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時通信，實時性強。雙方通信時按發送順序傳送數據，不存在失序問題。電路交換既適用于傳輸模擬信號，也適用于傳輸數字信號。電路交換的交換設備（交換機等）及控制均較簡單。電路交換的缺點有：電路交換的平均連接建立時間對計算機通信來說嫌長。電路交換連接建立后，物理通路被通信雙方獨占，即使通信線路空閑，也不能供其他用戶使用，因而信道利用率低。電路交換時，數據直達，不同類型、不同規格、不同速率的終端很難相互進行通信，也難以在通信過程中進行差錯控制。報文交換報文交換方式的數據傳輸單位是報文，報文就是站點一次性要發送的數據塊，其長度不限且可變。當一個站要發送報文時，它將一個目的地址附加到報文上，網絡節點根據報文上的目的地址信息，把報文發送到下一個節點，一直逐個節點地轉送到目的節點。報文交換報文交換主要優點有：報文交換不需要為通信雙方預先建立一條專用的通信線路，不存在連接建立時延，用戶可隨時發送報文。由于采用存儲轉發的傳輸方式，使之具有存儲轉發方式的優點。通信雙方不是固定占有一條通信線路，而是在不同的時間一段一段地部分占有這條物理通路，因而大大提高了通信線路的利用率。報文交換報文交換的缺點有：由于數據進入交換結點后要經歷存儲、轉發這一過程，從而引起轉發時延，而且網絡的通信量愈大，造成的時延就愈大，因此報文交換的實時性差，不適合傳送實時或交互式業務的數據。報文交換只適用于數字信號。由于報文長度沒有限制，而每個中間結點都要完整地接收傳來的整個報文，當輸出線路不空閑時，還可能要存儲幾個完整報文等待轉發，要求網絡中每個結點有較大的緩沖區。分組交換分組交換技術與報文交換技術類似，也是采用存儲轉發機制。分組交換是在報文交換的基礎上，將報文分割成包，然后分組進行傳輸，在傳輸時延和傳輸效率上進行了平衡，從而得到廣泛的應用。分組交換將一個長報文先分割為若干個較短的“包”（pack，也稱為“分組”），然后把這些“包”（攜帶源、目的地址和編號信息）逐個地發送出去。分組交換分組交換主要優點有：加速了數據在網絡中的傳輸。因為分組是逐個傳輸，可以使后一個分組的存儲操作與前一個分組的轉發操作并行，這種流水線式傳輸方式減少了報文的傳輸時間。此外，因緩沖區不足而等待發送的機率及等待的時間也必然少得多。簡化了存儲管理。因為分組的長度固定，相應的緩沖區的大小也固定，在交換結點中存儲器的管理通常被簡化為對緩沖區的管理，相對比較容易。減少了出錯機率和重發數據量。因為分組較短，其出錯機率必然減少，每次重發的數據量也就大大減少，這樣不僅提高了可靠性，也減少了傳輸時延。由于分組短小，更適用于采用優先級策略，便于及時傳送一些緊急數據，因此對于計算機之間的突發式的數據通信，分組交換顯然更為合適些。分組交換分組交換的缺點：盡管分組交換比報文交換的傳輸時延少，但仍存在存儲轉發時延，而且其結點交換機必須具有更強的處理能力。分組交換與報文交換一樣，每個分組都要加上源、目的地址和分組編號等信息，使傳送的信息量大約增大5%～10%，一定程度上降低了通信效率，增加了處理的時間，使控制復雜，時延增加。當分組交換采用數據報服務時，可能出現失序、丟失或重復分組，分組到達目的結點時，要對分組按編號進行排序等工作，增加了麻煩。分組交換和電路交換的比較總之，若要傳送的數據量很大，且其傳送時間遠大于呼叫時間，則采用電路交換較為合適；當端到端的通路有很多段的鏈路組成時，采用分組交換傳送數據較為合適。從提高整個網絡的信道利用率上看，報文交換和分組交換優于電路交換，其中分組交換比報文交換的時延小，尤其適合于計算機之間的突發式的數據通信。5.2數據傳輸

數據傳輸（DataTransmission）就是依照適當的規程，經過一條或多條鏈路，在數據源和數據宿之間傳送數據的過程。也表示借助信道上的信號將數據從一處送往另一處的操作。數據傳輸可以方便地實現遠程文件和多媒體信息的傳輸。帶寬所謂帶寬（BandWidth)，是“頻帶寬度”的簡稱，原是通訊和電子技術中的一個術語，指通訊線路或設備所能傳送信號的范圍。而網絡中的帶寬是指在規定時間內從一端流到另一端的信息量，即數據傳輸率。數據傳輸率是衡量計算機網絡通信的一項重要指標，經常使用單位是：千比特/秒（kb/s，即103比特/秒）、兆比特/秒（Mb/s，即106比特/秒）、吉比特/秒（Gb/s，即109比特/秒）等。帶寬帶寬意味著在給定的時間內有多少信息可以通過信道。信道的帶寬越寬，單位時間通過的數據就越多。帶寬的單位是b/s(位/秒)。。有兩種常用帶寬，它們是：語音頻帶和寬帶。語音頻帶（voiceband)用于標準電話通信。典型的速度是56kb/s~96kb/s。寬帶（BroadBand)是用于高性能傳輸的帶寬類型，將56Kbps及其以下的接入稱為“窄帶”，之上的接入方式則歸類于“寬帶”，如ADSL（512Kb/s~10Mb/s）、有線電視電纜上網等。

串行傳輸和并行傳輸

當兩個設備交換數據時，在設備之間的數據流是一些連續的比特流。比特有兩種傳輸方式：串行和并行。串行傳輸

串行傳輸(SerialTransmission)方式中，比特排列成數據流，在一條信道上傳輸。。電話通信采用的就是串行傳輸，這也就是外置調制解調器連接到計算機串口的原因。串行傳輸的特點是:速度慢，但只需一條物理信道，線路投資小，易于實現，特別適合遠距離傳輸。串行傳輸是目前數據傳輸的主要方式。并行傳輸并行傳輸(ParallelTransmission)方式中，比特同時在多條獨立的信道中傳輸。并行傳輸時，一次可以傳一個字符，收發雙方不存在同步的問題。而且速度快、控制方式簡單。但是，并行傳輸需要多個物理通道。所以并行傳輸只適合于短距離、要求傳輸速度快的場合使用，比如打印機和系統單元的通信。傳輸方向數據沿傳輸媒體流動的方向有3種：單工通信、半雙工通信和全雙工通信。單工通信(SimplexCommunication)只以一個方向發送數據。單工通信信道是單向信道，發送端和接收端的身份是固定的，發送端只能發送信息，不能接收信息；接收端只能接收信息，不能發送信息，數據信號僅從一端傳送到另一端，即信息流是單方向的。單工通信屬于點到點的通信.傳輸方向半雙工通信（Half-duplexCommunication)中數據可以雙向傳輸，但不能在兩個方向上同時進行，必須輪流交替地進行。也就是說，通信信道的每一段都可以是發送端，也可以是接收端。但同一時刻里，信息只能有一個傳輸方向。全雙工通信(full-duplexcommunication)又稱為雙向同時通信，即通信的雙方可以同時發送和接收信息的信息交互方式。

協議

為了數據能成功地傳輸，發送者和接收者必須遵守一組信息交換規則。計算機之間交換數據的規則叫做協議（protocol)。Internet的標準協議是TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)。該協議的主要功能是確認發送和接收設備的位置，對通過Internet傳遞的信息進行格式轉換。5.3計算機網絡

將地理上分散的計算機（或其他智能設備）和設備用通信線路互聯起來，實現互相通信、資源共享的整個系統就叫計算機網絡（ComputerNetwork）。計算機連網的目的計算機連網的目的主要是下列幾個方面：數據通信。計算機網絡能使分散在不同部門、不同單位甚至不同國家或地區的計算機相互之間進行通信，互相傳送數據，方便地進行信息交換。資源共享。這是計算機網絡最具吸引力的功能。從原理上講，只要允許，用戶可以共享網絡中其他計算機的軟件、硬件和數據等資源，而不受資源所在地理位置的限制。計算機連網的目的實現分布式信息處理。由于有了計算機網絡，許多大型信息處理問題可以借助于分散在網絡中的多臺計算機協同完成，解決單機無法完成的信息處理任務。也可以實現分散在各地各部門的許多計算機通過網絡合作完成一項共同的任務。提高計算機系統的可靠性和可用性。網絡中的計算機可以互為后備，一旦某臺計算機出現故障，它的任務可由網絡中其他計算機取而代之。當網絡中某些計算機負荷過重時，網絡可將一部分任務分配給較空閑的計算機去完成，提高了系統的可用性。網絡拓撲結構網絡拓撲結構（NetworkTopology)通常是指網絡中計算機之間的物理連接方式。網絡中的計算機有多種連接方式，常見的網絡拓撲結構有：星形結構、總線結構、環形結構、網狀結構、樹形結構。

星形結構

星形（star)結構的主要特點是集中控制.網絡中所有的節點都連接到一個中央節點上，形成一個星形。集線器（hub)是一種網絡連接設備，用來連接網絡設備，可以放大弱信號。所有從一個節點到另一個節點的數據傳輸都必須經過中央節點。星形拓撲結構控制簡單，

易于維護。任何單個節

點到中央節點的連接出

現故障都不會影響到整

個系統。但是，一旦中

央節點出現故障，會使

整個網絡系統癱瘓。總線結構總線(bus)結構中所有的網絡節點連接到一條公共電纜線上。和星形結構不同，它沒有一個集中控制中心。所有發出的消息向總線的兩端傳輸，廣播到整個網絡。網絡上的節點判斷消息是不是發給自己，是則接收，否則置之不理。因為是共享信道，每個時刻只允許一個節點發送數據。這種結構采用的線路

長度較短，增刪節點

方便，工作可靠，一

個節點出現故障不會

影響整個網絡。

這種結構多用于局域網。

環形結構

環形(ring)結構中網絡上的所有節點都連接到一個閉合的圓環上。這種結構也可以看做是將總線結構的兩個端點連接起來而形成的。環形網上的數據傳輸是單向的，所有的傳輸都是按照規定的方向繞環一周。節點檢測經過的消息，如果是給自己的則接收，否則消息傳到環上的下一個節點。如果線路的某一段中斷或者

環上的節點發生故障都會影響整

個網絡的正常運作，所以有

些網絡采用雙環來降低風險。

環形結構主要用于LAN。網狀結構網狀(mesh)結構沒有主控節點，網上的每個節點都有好幾條路徑與網絡相連。所以即使一條線路出故障，可以通過迂回線路接續，網絡仍能正常工作，但是必須對路徑進行選擇。這種結構可靠性高，一個節點發生故障不會影響整個網絡工作，一條路徑發生故

障，節點可以繼續與網絡

交換信息。但是，這種結

構用線量大，而且網絡控

制和路由選擇復雜，網絡

設計和網絡管理困難。網

狀結構通常用于廣域網上。樹形結構樹形（tree)結構是從總線結構演變而來的，形狀像一棵倒置的樹，從頂端的根向下分支，每個分支可以延伸出多個子分支一直到葉。每個節點發出的消息可以廣播到所有的節點。這種結構配置簡單，易于擴展，很容易增加新的節點。網絡拓撲結構總的來說，上述幾種拓撲結構中，星形、總線和環形在LAN中應用較多，網狀和樹形結構在廣域網中應用較多。另外，實際應用中往往以這些基本的拓撲結構為基礎，組合派生出多種拓撲形式，以滿足不同的需要。計算機網絡的分類計算機網絡有多種分類方式。如果根據地理范圍劃分，大致可以分為局域網、城域網和廣域網。局域網（LAN）是規模較小的網絡，局限于較小的地理范圍（如幾公里），比如學校的計算機實驗室、公寓內、辦公樓內或家庭內部。LAN是最普遍的網絡，由通信線路、聯網的計算機和其他設備、網卡和網絡操作系統組成。城域網（MetropolitanAreaNetwork，MAN)是城市范圍的網絡，也稱為市域網，其作用范圍在5km~50km之間。它是網絡運營商(如電信和廣電)在城市范圍內組建的一種高速(寬帶）網絡，用于把城市范圍內大量的局域網和個人計算機高速接入Internet，并提供語音、數據、圖像、視頻等多種增值信息服務。計算機網絡的分類廣域網（WideAreaNetwork,WAN)覆蓋更大范圍的地理區域，作用范圍可以從幾十公里到幾千公里，甚至更大。廣域網往往覆蓋一個國家、地區，或橫跨幾個洲，形成國際性的計算機網絡。廣域網使用由多種傳輸媒體組成的信道，往往要依賴公共電信公司提供的線路。廣域網通常由一個或多個LAN連接而成。LAN之間要使用路由器（router)等網絡互聯設備，用來確保信息能夠到達正確的目的地。現在，Internet是覆蓋全球的最大的一個計算機廣域網，它由大量的局域網、城域網和公用數據網等互連而成，是一種計算機網絡的網絡。對等網絡和客戶機/服務器網絡有兩種廣為流行的LAN：對等網絡和客戶機/服務器網絡。這主要是根據網絡協調和共享信息和資源的方式不同來區分的。對等（PeertoPeer，P2P)網絡是一種簡單的，花費少的網絡，是一種新的通信模式。對等網絡中的所有計算機有著相同的權力，沒有哪臺計算機有控制權。網絡中的每一臺計算機都可以共享其他計算機的硬件、數據和軟件。每臺計算機都把文件存儲在本地。每臺計算機都安裝有網絡操作系統和應用軟件。其中一臺計算機連接了外圍設備，可以共享給其他計算機，一般來說較小的企業和組織使用這種網絡。P2P模式非常適合于流媒體領域。對等網絡和客戶機/服務器網絡客戶機/服務器（client/server)網絡中有一臺或多臺計算機充當服務器，為網絡中的其他計算機（稱做客戶機）提供服務。服務內容包括提供數據庫訪問、打印、網頁訪問、文件存儲等。服務器控制著網絡中硬件和軟件的訪問，提供集中的存儲區域來存儲軟件、數據和信息。客戶機訪問這些資源必須經過服務器的授權。和客戶機相比，服務器往往有更快的處理速度，有更大的存儲空間。服務器要承擔更多的處理任務。客戶機/服務器網絡可以非常有效地連接為數眾多的計算機，讓它們有條不紊地工作。采用這種結構的系統目前應用非常廣泛。如賓館、酒店的客房登記、結算系統，超市的POS系統，銀行、郵電的網絡系統等。網絡互連設備網絡互聯設備是構成計算機網絡的重要組成部分。目前，網絡互聯設備主要有網卡、集線器、交換機、路由器、網關和網橋等。網卡網絡上的每臺計算機都安裝有網絡接口卡(簡稱網卡），每塊網卡都有一個全球惟一的地址碼(稱為MAC地址），該地址碼就成為安裝了該網卡的計算機的物理地址。網卡通過雙絞線、光纖或者無線電波把計算機與網絡連接起來。網卡給計算機添加了一個串行接口，是計算機與網線之間連接的硬件設備。網卡負責并行數據與串行數據的轉換，控制著網線上傳輸的數據流量，發送數據和接收數據，同時，它將計算機的內部信號放大，以便信號可以在網絡上傳輸。網卡無線網卡集線器集線器是一種把網線集中到一起的設備，因此，被形象地稱為Hub。集線器是一個多端口的信號放大設備，當一個端口接收到數據信號時，由于信號在從源端口到集線器的傳輸過程中已有衰減，所以，集線器便將該信號進行整形，使被衰減的信號再生到發送時的狀態，緊接著轉發到其他所有處于工作狀態的端口。另外，集線器只與它的上聯設備（交換機、路由器）進行通信，處于同層的各端口之間不直接進行通信，而是通過上聯設備再將信息廣播到所有端口上。集線器主要用于主機之間的連接。集線器就是一種物理層共享設備，本身不能識別MAC地址和IP地址。市面上的Hub可分為5口、8口、16口和24口。交換機交換機(英文：Switch，意為“開關”)是一種用于電信號轉發的網絡設備。它可以為接入交換機的任意兩個網絡節點提供獨享的電信號通路。交換機根據工作位置的不同，可以分為廣域網交換機和局域網交換機。交換機是一種基于MAC地址識別，內部擁有網絡“分段”的MAC地址表，當控制電路收到數據包以后，處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC的NIC（網卡）掛接在哪個端口上，通過在數據包的始發者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數據包直接由源地址到達目的地址。路由器路由器（Router）是連接Internet中各局域網、廣域網的設備，它會根據信道的情況自動選擇和設定路由，以最佳路徑，按前后順序發送信號的設備。路由器是互聯網絡的樞紐。路由器的主要作用是轉發數據包，將每一個IP數據包由一個端口轉發到另一個端口。轉發行為既可以由硬件完成，也可以由軟件完成，顯然硬件轉發的速度要快于軟件轉發的速度，轉發根據“轉發表”或“路由表”來進行，該表指明了到某一目的地址的數據包將從路由器的某個端口發送出去，并且指定了下一個接收路由器的地址。每一個IP數據包都攜帶一個目的IP地址，沿途的各個路由器根據該地址到表中尋找對應的路由。交換機只能連接同種類型的網絡，而路由器可以連接異種類型的網絡如：以太網、令牌環網、ATM網、FDDI網等。路由器可以選擇通暢快捷的近路，會大大

提高通信速度，減輕網絡系統通信負荷，

節約網絡系統資源。網橋網橋（bridge）是相同網絡體系結構局域網之間建立連接的橋梁。網橋是屬于網絡層的一種設備，它的作用是擴展網絡和通信手段，在各種傳輸介質中轉發數據信號，擴展網絡的距離，同時又有選擇地將有地址的信號從一個傳輸介質發送到另一個傳輸介質，并能有效地限制兩個介質系統中無關緊要的通信。這樣可利用網橋隔離信息，將同一個網絡號劃分成多個網段（屬于同一個網絡號），隔離出安全網段，防止其他網段內的用戶非法訪問。由于網絡的分段，各網段相對獨立，一個網段的故障不會影響到另一個網段的運行。因此，網橋在一定條件下具有增加網絡帶寬的作用。網橋可以是專門硬件設備，也可以由計算機加裝的網橋軟件來實現。網關網關(Gateway)用于不同網絡體系結構的網間連接器、協議轉換器。網關在網絡層以上實現網絡互連，是最復雜的網絡互連設備，僅用于兩個高層協議不同的網絡互連。網關既可以用于廣域網互連，也可以用于局域網互連。網關是一種充當轉換重任的計算機系統或設備。在使用不同的通信協議、數據格式或語言，甚至體系結構完全不同的兩種系統之間，網關是一個翻譯器。常用局域網局域網有多種不同的類型。按照它所使用的傳輸介質，可分為有線網和無線網；按照網絡中各種設備互連的拓撲結構，可以分為星型網、環形網、總線網、混合網等；按照傳輸介質所使用的訪問控制方法，可以分為以太網（Ethernet)、FDDI網和令牌網等。不同類型的局域網采用不同的MAC地址格式和數據幀（局域網中的數據包）格式，使用不同的網卡和協議。現在廣泛使用的是以太網，其他如FDDI網和令牌網等已很少使用。共享式以太網以太網(Ethernet)指的是由Xerox公司創建并由Xerox、Intel和DEC公司聯合開發的基帶局域網規范，是當今現有局域網采用的最通用的通信協議標準。以太網絡使用CSMA/CD（載波監聽多路訪問及沖突檢測）技術，并以10M/s的速率運行在多種類型的電纜上。共享式以太網是最早使用的一種以太局域網，網絡中所有計算機均通過以太網卡連接到一條公用的傳輸線(稱為總線），借助于該總線實現計算機相互間的通信。原理與實際結構如圖所示。實際的共享式以太網大多以集線器(hub)為中心構成。網絡中的每臺計算機通過網卡和網線連接到集線器。共享式局域網上通常只允許一對計算機進行通信，當計算機數目較多且通信頻繁時，網絡會發生擁塞，性能將急劇下降，因而集線器只適用于構建計算機數目很少的網絡。交換式以太網交換式以太網以以太網交換機(EthernetSwitcher，簡稱交換機)為中心構成。交換機是一種高速電子開關，連接在交換機上的所有計算機都可相互通信。與共享以太網不同的是，交換機從發送計算機接收了一個數據幀之后，直接按接收計算機的MAC地址發送給指定的計算機，不再向其他無關計算機發送。而且，它還能支持多對計算機相互之間同時進行通信.因此，交換式以太局域網是一種星形拓撲結構的網絡。它與總線式結構的區別是，連接在交換機上的每一臺計算機各自獨享一定的帶寬（10Mb/s、100Mb/s甚至更高，由該計算機使用的網卡和連接的交換機端口所決定）。千(萬)兆位以太網在學校、企業等單位內部，借助以太網交換機可以按性能高低以樹狀方式將許多小型以太網互相連接起來，構成公司（單位)一部門一工作組一計算機的多層次的以太局域網(校園網、企業網等)。其中，用戶的計算機與所在工作組的交換機連接，低層(工作組、部門）的交換機以100Mbps、1000Mbps甚至10Gbs的速度與高層的中央交換機連接，中央交換機的總帶寬可以達到每秒幾十至幾百個G以上，傳輸介質(光纖)的長度可達幾公里。網絡服務器通過100Mbps或1000Mbps的傳輸線路與中央交換機直接連接，

這種局域網稱為

千(萬)兆位以太網。工作組交換器1工作組交換器2部門交換器部門服務器1000Mbps至中央交換器10/100Mbps至桌面無線局域網無線局域網(WirelessLocalAreaNetwork，WLAN)是以太網與無線通信技術相結合的產物。它借助無線電波進行數據傳輸，工作原理與有線以太網基本相同，最大的優點是能方便地移動終端設備的位置或改變網絡的組成。無線局域網使用的無線電波，主要是2.4GHz和5.8GHz兩個頻段，電波覆蓋范圍較廣，采用擴頻方式通信，具有抗干擾、抗噪聲和抗信號衰減能力，通信比較安全，較好地避免了信息被偷聽和竊取，具有很高的可用性。無線局域網需使用無線網卡、無線接入點等設備構建。目前無線局域網還不能完全脫離有線網絡，它只是有線網絡的補充和延伸。無線局域網無線接入點(WirelessAccessPoint，簡稱WAP或AP)也稱為無線熱點或熱點，主要提供從無線工作站對有線局域網和從有線局域網對無線工作站的訪問，實際上它就是一個無線交換機或無線Hub，相當于手機通信中的“基站”。無線局域網的另外一種構建方式稱為無線自組網（Adhoc)，它不需要使用無線接入點WAP，而是由一組無線工作站以自組織、多跳移動通信的方式構成，是一種無線對等局域網。也可以用“藍牙”（Bluetooth)技術構建無線局域網。它是一種短距離、低速率、低成本的無線通信技術，其目的是去掉筆記本電腦和手機等移動終端設備之間以及它們與一些附屬裝置（如耳機、鼠標等）之間的連接電纜，構成一個操作空間在幾米范圍內的無線個人區域網絡（WPAN）。

5.4Internet

Internet是最早由美國發展起來的，逐漸成為世界范圍內廣泛使用的最大的計算機網絡。Internet采用TCP/IP網絡協議，將不同國家、不同地區、不同部門和機構、不同類型的成千上萬的計算機、國家骨干網、廣域網、LAN等不同類型網絡通過網絡互聯設備連接起來，組成一個全球范圍的網絡。

Internet的發展Internet起源于美國國防部Arpanet計劃，后來與美國國家科學基金會的科學教育網合并。20世紀90年代起，美國政府機構和公司的計算機紛紛入網，并迅速擴大到全球大多數國家和地區。據估計，目前Internet已經連接數百萬個網絡，幾億臺計算機，2012年的用戶數目已達24億，成為世界上信息資源最豐富的計算機公共網絡。在許多國家和地區，Internet已經像電視和電話一樣普及。Internet早先的結構分為三級:主干網、地區網和校園網，三級網絡覆蓋了全美主要的大學和研究所。隨著使用范圍擴大，政府機構和公司商家的加入，美國政府決定將Internet的主干網轉交給私人公司來經營，并開始對接入Internet的單位收費，從而出現了許多Internet服務提供商(指向個人、企業、政府機構等提供Internet接入服務的公司，簡稱ISP)。Internet的發展目前Internet已經逐漸形成了基于ISP（InternetServiceProvider）的多層次結構。最高級別的第一層ISP的服務面積最大，一般能覆蓋國家范圍，第二層ISP和一些大公司都是它們的用戶。第三層ISP又稱為本地ISP，它們只擁有本地域范圍的網絡，普通的校園網和企業網以及家庭計算機用戶都是第三層ISP的用戶。為了使ISP之間可以直接交換訪問Internet的流量，第一層還有若干網絡接入點（NAP)，它們能使ISP相互間直接進行高速交換。Internet的發展Internet服務提供商ISP通常擁有自己的通信線路，也擁有從Internet管理機構申請得到的許多IP地址。用戶的計算機若要接入Internet，必須獲得ISP分配的IP地址。Internet的工作方式Internet采用的是客戶機/服務器（client/server）技術。客戶機和服務器都是網上的計算機。服務器提供服務（數據、信息、程序等)，客戶機可以訪問服務器所提供的資源。TCP/IP協議TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）協議稱為傳輸控制協議/網絡互聯協議，是Internet最基本的協議、Internet國際互聯網絡的基礎。TCP/IP是網絡互連的工業標準，它包含了100多個協議，其中：TCP（傳輸控制協議)和IP(網際協議)是兩個最基本、最重要的協議。TCP/IP定義了電子設備如何連入Internet，以及數據如何在它們之間傳輸的標準。協議采用了4層的層級結構，每一層都呼叫它的下一層所提供的協議來完成自己的需求。TCP/IP協議4321網絡接口和硬件層(以太網,FDDI,X.25,ATM等)網絡互連層（IP）傳輸層（TCP或UDP）應用層(SMTP,HTTP,FTP等)如電子郵件、HTML文檔等應用數據應用數據轉換為1個或多個TCP數據段或UDP數據段TCP或UDP數據報封裝為IP數據報IP數據報封裝為以太網信息幀或ATM信元后進行傳輸負責把數據封裝為TCP或UDP數據報，在兩個應用程序之間傳送數據負責把數據封裝為IP數據報，并負責把IP數據報從發送方計算機通過物理網絡傳送到接受方計算機負責將IP數據報封裝成能在物理網絡（局域網、廣域網）中傳輸的幀，并進行傳輸應用程序與應用程序之間通信時使用的協議TCP/IP協議TCP/IP分層模型和協議標準的主要特點是：適用于多種異構網絡的互連。盡管底層各種物理網絡使用的幀或包格式、地址格式等差別很大，但通過網絡互連層的IP協議能夠將它們統一起來，使得各種物理幀的差異對上層協議不復存在，這是TCP/IP協議實現異構網互連的關鍵。確保可靠的端一端通信。傳輸層的TCP協議具有解決數據報丟失、重復、損壞等異常情況的能力，是一種確保端一端可靠通信的協議。與操作系統緊密結合。隨著TCP/IP技術的成熟和Internet的大范圍使用，操作系統與TCP/IP的結合越來越緊密。目前，流行的UNIX、Linux和Windows操作系統等都已將實現TCP/IP協議的通信軟件作為其內核的重要組成部分。TCP/IP既支持面向連接服務(如TCP)，也支持無連接服務(如UDP)，兩者并重，有利于在計算機網絡上實現基于聲音和視頻通信的各種多媒體應用。IP地址就像郵政服務需要通過地址來確認郵件的目的地，Internet也依靠地址來確保信息發送到正確的地點。因此，Internet上的每個網絡設備（包括計算機、路由器、網絡打印機等）都有一個惟一的地址，叫做IP(Internetprotocol)地址。IPv4（IP協議第4版）規定每個IP地址使用4個字節(32個二進位)表示。為了方便用戶使用，它通常被寫作點分十進制的形式，即4個字節被分開用十進制寫出(0~255)，中間用小數點分隔。例如，IP地址11010100000100000000001001111000的點分十進制表示為:20。IP地址中包含有網絡號和主機號兩個內容。前者用來指明主機所從屬的物理網絡的編號(稱為“網絡號”），后者是主機在所屬物理網絡中的編號(稱為“主機號”）。IP地址分為A類、B類、C類三個基本類，每類有不同長度的網絡號和主機號，另有D類和E類地址分別作為組播地址（組播報文的目的地址）和備用地址使用。IP地址01234310111組播地址D類01234311111備用E類00181631網絡號主機號A類（超大型網絡,擁有大量主機(≤16777214)，只有不超過126個網絡可獲得A類地址）012163101網絡號主機號B類（規模適中的網絡(≤65534臺主機)使用B類地址，首字節大于等于128但小于192

）01232431011網絡號主機號C類（用于主機不超過254臺的小型網絡，其IP地址的首字節大于等于192但小于224

）兩個特殊的IP地址：主機號為“全0”的IP地址，稱為網絡地址，用來表示整個一個網絡主機號為“全1”的IP地址，稱為直接廣播地址，指整個網絡中的所有主機IP地址其中，A類地址用于擁有大量主機(≤16777214)的超大型網絡，全球只有126個網絡可獲得A類地址。A類IP地址的特征是其二進制表示的最高位為“0”(首字節小于128)。B類IP地址的特征是其二進制表示的最高兩位為“10”(首字節大于等于128但小于192)，規模適中的網絡(≤65534臺主機)使用B類地址。C類地址用于主機數量不超過254臺的小型網絡，其IP地址的特征是二進制表示的最高3位為“110”(首字節大于等于192但小于224)。例如8是一個A類地址，8是一個B類地址，2是一個C類地址。點分十進制表示二進制表示IP地址類型IP地址首字節取值網絡號取值舉例

A類11261126 42B類128191128.0191.255 1C類192223192.0.0223.255.255 2A、B、C三類IP地址的十進制表示：子網掩碼給出一個IP地址后，計算機如何知道IP地址中的網絡號呢？這需要使用“子網掩碼”(也稱為子網屏蔽碼）。子網掩碼是一個32位的代碼，其中與IP地址中網絡號對應位置處的二進位是“1”，與主機號對應位置處的二進位是“0”。因此，只要將子網掩碼與IP地址進行邏輯乘就能獲得網絡號了。假設：主機IP地址：20子網掩碼：域名IP地址可以用4個十進制數字表示，但人們記憶和使用仍不夠方便。更合適的方法是使用具有特定含義的符號來表示Internet中的每一臺主機，當然，符號名應該與各自的IP地址對應。當用戶訪問網絡中的某個主機時，只需按名訪問，而無需關心它的十進制或二進制數字所表示的IP地址。南京大學的WWW服務器的IP地址是：它對應的域名是：主機IP地址與域名的關系：一個IP地址可對應多個域名，一個域名只能對應一個IP地址主機從一個物理網絡移到另一個網絡時，其IP地址必須更換，但可以保留原來的域名。域名域名的格式一般為“計算機名.網絡名.機構名.最高域名”。舉例：

中國南京大學校園網www服務器的域名為:

主機名.網絡名.機構名.國家名美國哈佛大學校園網www服務器的域名為:

主機名.網絡名.機構名域名為了避免主機的名字重復，Internet將整個網絡的名字空間劃分為許多不同的域，每個域又劃分為若干子域，子域又分成許多子域。所有入網主機的名字即由一系列的“域”及其“子域”組成，子域的個數不超過5個，相互之間用“﹒”分隔,從左到右級別逐級升高。cnedunju因特網域名空間milgovcomnetorgukedu根intacnetseutsinghuapkuwwwbbscs……頂級域名二級域名三級域名四級域名cctvwww域名只許使用字母、數字和連字符，以字母或數字開頭并結尾，域名總長度不超過255個字符頂級域名規定：國際頂級域名，int（國際組織）國家頂級域名，例：cn（中國），uk（英國）通用頂級域名<機構名>：com（營利性組織），net（網絡服務機構），美國專用：org，edu，gov，mil等我國對二級域名的規定：機構類別域名：ac科研機構，com企業，net網絡服務機構，

org非營利性組織，edu教育機構，gov政府部門行政區域域名：例：bj北京，sh上海，js江蘇域名系統雖然域名方便了用戶對網絡資源的訪問，但Internet最終還是會根據IP地址來定位網絡設備，因此就需要一種轉換機制。域名系統（DomainNameSystem，DNS)負責將域名解析為對應的IP地址，它的功能相當于電話號碼本，已知域名就可以査到它的IP地址，查找操作是自動完成的。當用戶輸入一個域名時，用戶計算機首先詢問DNS服務器，DNS服務器從它的數據庫中查詢后，將這個域名對應的IP地址返回，就可以找到相對應的計算機了。一般來講，每一個網絡（如校園網或企業網）均要設置一個域名服務器，并預先在服務器的數據庫中存放所轄網絡中所有主機的域名與IP地址的對照表，用來實現入網主機名字和IP地址的轉換。整個Internet有非常多臺DNS服務器，他們通過一套機制來相互協調，共同解析所有的域名。例如當訪問“”，Internet上的DNS服務器就會搜索到其IP地址“2”，就可以訪問搜狐公司的網站了。接入方式隨著Internet的快速發展，大量的局域網和個人計算機用戶需要接入Internet。目前我國中心城市普遍采用的做法是，由城域網的運營商(中國電信、中國移動、中國網通等)作為ISP來承擔Internet的用戶接入任務。城域網的主干是采用光纖傳輸的高速寬帶網，它一方面與國家主干網連接，提供城市的寬帶IP出口，另一方面又匯聚著若干接入網。接入網解決的是“最后1公里”問題，單位用戶和家庭用戶可以通過電話線、有線電視電纜、光纖、3G無線信道等不同傳輸技術接入城域網，再由城域網接入Internet。ADSLADSL（AsymmetricalDigitalSubscriberLine，非對稱數字用戶線）是目前流行的一種寬帶接入方式，它通過現有普通電話線為家庭、辦公室提供寬帶數據傳輸服務的技術。被稱為“網絡快車”，具有速度快、性能優、安裝方便等特點。ADSL為下行數據流提供比上行流更高的傳輸速率（普通用戶大多接收信息遠多于發送信息）。標準ADSL的數據上傳速度一般只有64kbps~256kbps，最高達1Mbps，而數據下行速度在理想狀態下可以達到8Mbps(通常情況下為1Mbps或2Mbps左右）。有效傳輸距離一般在3~5km。ADSL的特點是:一條電話線可同時接聽、撥打電

話并進行數據傳輸，兩者互不影響。ADSL上網不需要繳付額外的電話費。ADSL的數據傳輸速率是根據線路

的情況自動調整的，它以“盡力而

為”的方式進行數據傳輸。頻率25.875kHz1.104MHz上行通道下行通道語音頻道4.3125kHz的子通道4kHz224個下行子通道26個上行子通道138kHzADSLADSL利用普通電話線作為傳輸介質，它通過一種自適應的數字調制解調技術，能在電話線上得到三個信息通道：一個是為電話服務的語音通道，一個是上行數據通道，另一個是高速數據下行通道，它們可以同時工作，互不影響。用戶需要安裝ADSL時，只需在已有電話線的用戶端配置一個ADSLMODEM和一個語音分離器(濾波器），計算機中需安裝一塊10M/100M的以太網網卡。電話機PC機以太網卡（住戶）ADSLMODEM電話交換機計算機網(ISP)（電話局）ADSLMODEM濾波器電話機濾波器有線電視網有線電視（cabletelevision，CATV）網是高效廉價的綜合網絡，它具有頻帶寬，容量大，多功能、成本低、抗干擾能力強、支持多種業務連接千家萬戶的優勢，它的發展為信息高速公路的發展奠定了基礎。有線電視系統已經廣泛采用光纖同軸電纜混合網(簡稱HFC)傳輸電視節目。借助HFC網絡接入互聯網時，主機端仍采用傳統的以太局域網技術，但同軸電纜到用

戶主機這一段使用電纜

調制解調器

(CableMODEM)技術。有線電視網CableMODEM的原理與ADSL相似，它將同軸電纜的整個頻帶(大約為5MHz~750MHz)劃分為三部分，分別用于數據上傳、數據下傳及電視節目的下傳。數據通信與電視信號的傳輸互不影響，上網時仍可收看電視節目。不足之處：由于CableMODEM所依賴的HFC系統的拓撲結構是分層的樹狀總線結構，其多個終端用戶共享連接段線路的帶寬，當段內同時上網的用戶數目較多時，各個用戶所得到的有效帶寬將會下降。光纖接入網光纖接入網指的是使用光纖作為主要傳輸介質的Internet接入系統。主要有以下幾個優點：光纖接入網能滿足用戶對各種業務的需求。光纖損耗低、頻帶寬。光纖不受電磁干擾，保證了信號傳輸質量，同時也解決了城市地下通信管道擁擠的問題。光纖接入網的性能不斷提高，價格不斷下降。光纖接入網提供數字業務，有完善的監控和管理系統，能適應將來寬帶綜合業務數字網（B-ISDN）的需要，打破“瓶頸”，使信息高速公路暢通無阻。光纖接入Internet時，需要在ISP的交換局一側，把電信號轉換為光信號，以便在光纖中傳輸，到達用戶端之后，要使用光網絡單元把光信號轉換成電信號，然后再經過交換機傳送到用戶的計算機。光纖接入網光纖接入網按照主干系統和配線系統的交界點——光網絡單元的位置可劃分為:光纖到路邊（FTTC)：將光網絡單元放置在路邊，每個光網絡單元一般可為幾棟樓或十幾棟樓的用戶提供寬帶服務。光纖到小區（FTTZ）：將光網絡單元放置在小區某處，為整個小區服務。光纖到大樓（FTTB）：將光網絡單元放置在大樓內，以每棟樓為單位，提供高速數據通信、遠程教育等寬帶業務，主要為企事業單位服務。光纖到家庭（FTTH）：將光網絡單元放置在樓層或用戶家中，由幾戶或1戶家庭專用，為家庭提供寬帶業務。無線接入隨著無線通信技術的發展，用戶不受時間地點約束，隨時隨地訪問Internet已經成為現實。目前采用無線方式接入Internet的技術主要有三類，用戶可以根據自己的需要和條件進行選擇。無線接入GPRS是通用分組無線業務（GeneralPacketRadioService)的英文簡稱，它是在現有第2代移動通信系統GSM上發展出來的一種基于分組交換的數據通信業務，有人稱它為2.5G，用戶可使用手機上網收發郵件，瀏覽網站，也可以將手機與筆記本電腦連接使之接入Internet，實現移動辦公。第3代移動通信技術(3G)使無線接入Internet變得更加方便，性能也更高，屬于無線寬帶接入。使用3G無線上網卡將計算機接入Internet，數據傳輸速率理論上可達幾Mbps，比GPRS快很多。雖然傳輸速率比WLAN還有差距，但是其覆蓋范圍是WLAN不能相比的。我國3G移動通信有三種技術標準（中國移動的TD-SCDMA、中國電信的CDMA2000和中國聯通的WCDMA）。第4代移動通信技術(4G)是集3G與WLAN于一體，并能夠傳輸高質量視頻圖像，它的圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下。4G系統能夠以10MB的速度下載，上傳的速度也能達到5Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。此外，4G可以在ADSL和有線電視調制解調器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴展到整個地區。常用服務Internet是如此有用，那么它到底能為我們做些什么呢？最常使用的Internet服務有：電子郵件文件傳輸遠程登錄網絡新聞電子公告牌即時通信聊天室博客萬維網電子郵件電子郵件(e-mail)是Internet的一個最早開發、最常用的服務。通過電子郵件，用戶可以方便快速地交換信息。現在的電子郵件不僅可以傳遞文本信息，而且可以傳遞圖像、聲音、視頻、文檔文件、可執行文件等信息。電子郵件用戶需要向電子郵件服務提供機構申請電子郵箱（mailbox)，實際上是電子郵件服務器上的一個存儲空間，用來存放電子郵件。有許多機構提供收費或免費的電子郵箱。每個電子郵箱都有一個惟一的地址，郵箱地址由兩部分組成，如：

xyzwer@郵箱所在郵件服務器的域名用來確定接收/發送郵件的郵件服務器郵箱名用來確定郵件服務器中郵箱在客戶計算機中安裝并運行電子郵件客戶端軟件（如OutlookExpress，Foxmail等），用戶即可收、發、閱讀或刪除郵箱中的郵件電子郵件發信人計算機郵件撰寫程序郵件發送程序收信人計算機郵件閱讀程序郵箱訪問程序因特網收信人郵件服務器

郵件發送隊列收信人郵箱

收到的郵件

POP3協議

發送的郵件

SMTP協議發信人郵件服務器郵件發送隊列發信人郵箱SMTP協議

電子郵件系統按C/S模式工作。發送郵件一般采用SMTP協議，若收信人郵件地址不存在，則退回信件并通知發信人；接收郵件采用POP3協議，需驗證用戶身份之后才能讀出郵件或下載郵件

。？文件傳輸文件傳輸協議(FileTransferProtocol，FTP)是Internet的另一個主要服務。FTP的主要功能是在兩臺聯網的計算機之間傳輸文件。通過FTP，既能將文件從遠地計算機復制到本地機上，叫做下載(download)；也能將本地文件復制到遠地計算機，叫做上傳(upload)。FTP采用客戶機/服務器模式。FTP服務器為服務端，存儲各類文件供用戶下載，同時留有一定的存儲空間供用戶上傳文件。客戶程序在請求連接時，FTP服務器會要求用戶輸入用戶名和密碼。授權用戶登錄后可以訪問相應目錄和文件。許多FTP服務器提供匿名FTP服務，任何用戶都可以在一定的授權范圍內傳輸文件，此時用戶名通常是“anonymous”或“guest”。遠程登錄遠程登錄（Telnet)是Internet的一種重要應用，它允許用戶登錄到遠程計算機上，然后像使用本地計算機一樣使用遠程的計算機。要登錄遠程的計算機，用戶需要輸入用戶名和密碼。一旦登錄成功，用戶就可以在遠程計算機上運行程序、査詢數據庫、執行命令，或使用許多專門服務。常用服務網絡新聞（Netnews)通常又稱作USENET，是世界范圍的新聞組系統。USENET用于發布公告、新聞、評論及各種文章供網上用戶使用和討論。電子公告牌（BulletinBoardService，BBS)是Internet上的一種電子信息服務系統。它提供一塊公共電子白板，每個用戶都可以在上面書寫，可發布信息或提出看法。大部分BBS由教育機構、研究機構或商業機構管理。有名的BBS如清華大學的水木清華、北京大學的未名空間、上海交通大學的飲水思源、復旦大學的日月光華等。聊天室(chatroom)是一種讓兩個或更過的人通過Internet來“聊天”的服務。這里的聊天不是面對面的聊天，而是網絡兩端的人通過計算機鍵盤（文字聊天）、麥克風（語音聊天）和攝像頭（視頻聊天）進行的交流對話。常用服務及時消息（InstantMessaging，IM)也是Internet上的一種實時交流服務。和聊天室不同，及時消息提供給用戶更大的控制力和靈活性。ICQ、MSNmessenger、騰訊QQ、雅虎通、網易POPO(泡泡)等。博客（Blog），又譯為網絡日志，是一種通常由個人管理、不定期張貼新的文章的網站。許比較著名的有新浪、網易、搜狐等博客。微博（MicroBlog）是一句話博客，是一個基于用戶關系信息分享、傳播以及獲取的平臺。用戶可以通過WEB、WAP等各種客戶端組建個人社區，以140字的文字更新信息，并實現即時分享。最早也最著名的微博是美國twitter，國內有“新浪微博”、“騰訊微博”等。微信（英文名：wechat）是騰訊公司推出的一個為智能終端提供即時通訊服務的免費應用程序，微信支持跨通信運營商、跨操作系統平臺通過網絡快速發送免費語音短信、視頻、圖片和文字，同時，也可以使用通過共享流媒體內容的資料和基于位置的社交插件“搖一搖”、“漂流瓶”、“朋友圈”、”公眾平臺“、”語音記事本“等服務插件。5.5萬維網

萬維網（WorldWideWeb，WWW）有人譯作環球網，或稱Web網、3W網等，最初由歐洲核物理研究中心（CERN）提出的，目前已經成為Internet上最廣泛使用的一種信息服務平臺。WWW的組成WWW由遍布在Internet中被稱為Web服務器的計算機和安裝了Web瀏覽器軟件的客戶計算機所組成。Web服務器中存放著大量的網頁(Webpage)，這些網頁互相鏈接，形成了一個全球范圍內可互相引用(跳轉)的信息網絡，這大概就是它的發明者將其命名為“布滿世界的蜘蛛網”的原因。網頁單位或者個人通過Web服務器發布的信息資源通常稱為網頁，服務器中相關網頁組合在一起構成一個網站。網頁中的起始頁稱為主頁(homepage)，用戶通過訪問主頁就可直接或者間接地訪問其他網頁。多數網頁是一種采用HTML超文本標記語言描述的超文本文檔（HTML文檔），其文件后綴為.html或.htm。Web服務器中的網頁是一種超文本文檔，它最重要的特性是能借助超鏈把網頁相互連接起來。超鏈的鏈源可以是網頁中的字、詞或語句，也可以是圖像，鏈宿可以是同一個或另一個Web服務器中的某個網頁，也可以是本網頁內的某段文字或某個圖片。網頁統一資源定位器URL使用統一資源定位器URL(UniformResourceLocator)來標識Web網中每個信息資源（網頁）的位置。URL由三部分組成，表示形式為：

http://主機域名或IP地址[:端口號]/文件路徑/文件名

例：某課程網站主頁的URL為:

/coursebin/index.php其中，http表示客戶端和服務器執行HTTP傳輸協議，將Web服務器上的網頁傳輸給用戶的瀏覽器；主機域名指的是提供此服務的Web服務器的域名；端口號通常是默認的，如Web服務器使用的是80,一般不需要給出；/文件路徑/文件名指的是網頁在Web服務器硬盤中的位置和文件名，如果不明確指出，則以index.html或者default.html作為默認的文件名，即該網站的主頁。Web瀏覽器WWW是典型的客戶/服務器工作模式。Web服務器上運行著Web服務器程序，它們是信息資源（網頁）的提供者，用戶計算機上運行的是Web客戶機程序，用來為用戶完成信息的查詢、網頁請求與瀏覽任務。瀏覽器有兩個基本功能:將用戶的網頁請求傳送給Web服務器和向用戶展現從Web服務器收到的網頁。瀏覽器由若干軟件模塊組成，它由一組客戶程序、一組解釋器和一個管理它們的控制程序所組成。控制程序是瀏覽器的中心。Web瀏覽器

瀏覽器向DNS獲取web服務器的IP地址：1；瀏覽器與IP地址為1的服務器進行TCP連接，端口為80；瀏覽器執行HTTP協議，發送GET/seu/welcome.htm命令,請求讀取該文件；服務器返回/seu/welcome.htm文件到客戶端；釋放TCP連接；瀏覽器解釋/seu/welcome.htm文件內容，并顯示該文件表示的頁面。Web瀏覽器有些網頁不是HTML文檔，或者HTML文檔中包含有某些非HTML成分(如flash動畫），此時瀏覽器自己無法直接解釋和播放，它將調用本機安裝的Word、PowerPoint、Acrobat等程序進行處理，或者使用Plug-in程序（稱為插入式應用程序，簡稱“插件”)來播放網頁中的動畫、音樂、視頻等內容。瀏覽器除了查找、瀏覽和下載網頁之外，還能完成其他一些傳統的Internet服務，如電子郵件、文件傳輸（FTP)、遠程登錄（Telnet)和電子公告板服務（UsenetNews）等，這只要在URL中指出相應的服務類型即可。Web信息檢索WWW為我們提供了一個海量的信息庫。如何從Web上快速準確地找到需要的信息資源就成為WWW應用中經常遇到的一個問題。通常，在Web上尋找信息有幾種途徑：可以在網上隨意瀏覽，看看有無自己感興趣的信息（稱為網上沖浪）。可以通過報刊或他人的介紹，輸入指定網站地址尋找需要的信息。更多的情況是使用Web信息檢索工具來尋找所需要的信息。Web信息檢索工具有兩種，一種是主題目錄，另一種是搜索引擎。目前兩者已經呈現出逐漸融合的趨勢。主題目錄有助于逐步縮小主題或者査找有關某個主題的常見的質量較高的信息，搜索引擎具有龐大的全文索引數據庫，因此適用于檢索難以查找的或者主題比較模糊的信息。按主題目錄尋找信息所謂門戶網站(portal)，是指通向某類綜合性Internet信息資源并提供相關信息服務的網站，我國的新浪、網易、搜狐、百度和美國的Yahoo!、Excite、Lycos、AltaVista網站等都是有名的綜合性門戶網站。許多門戶網站提供了主題目錄供用戶尋找信息使用。主題目錄由網站自動或人工收集，或者由Web站點的作者主動提交文檔，再由門戶網站進行評價、分類并給出簡要描述，然后按照主題分類并以樹狀目錄的形式對Web信息資源進行組織。按主題目錄尋找信息網頁(網站)按主題分類排列,通過一層一層地點擊超鏈來查找有關信息一級分類標題二級分類標題使用搜索引擎查找信息WWW的網頁數量巨大，且不斷迅速增長，內容非常豐富，具有很大價值，幾乎人人都需要從網上查找信息。但是，網頁有多種形式，使用不同語言，又缺乏良好的結構，內容重復，質量參差不齊，且大量網頁的內容處于動態變化之中。因此，要能滿足絕大多數用戶的需求，準確、快速地為用戶找到需要的信息絕非易事。搜索引擎就是在這樣的背景下出現的，它是幫助人們在WWW中查找信息的一種應用軟件。近幾年已經成為Web最熱門的應用之一。許多門戶網站都提供搜索引擎供用戶查找Web中的信息。當用戶通過瀏覽器提出檢索請求時，搜索引擎中的檢索器從索引數據庫中找出匹配的網頁，由評估程序計算其相關度，然后將這些網頁的名稱、摘要及其URL排序之后發送給用戶。使用搜索引擎查找信息檢索得到(命中)371萬結果的一部分Google搜索引擎的初始界面輸入關鍵字Web信息處理系統Web誕生初期，它主要扮演著信息發布平臺的角色，人們可以在Web上快速有效地發布和獲取信息，而不再受到時空的限制。現在，Web已經從信息發布平臺發展成為Internet信息處理應用的平臺，電子商務、電子政務、數字校園等各種新型的因特網服務，幾乎都是在Web平臺上開發和運行的。靜態網頁與動態網頁Web網頁有“靜態網頁”和“動態網頁”兩大類。靜態網頁通常指那些內容固定不變的網頁，瀏覽器請求此類頁面時，服務器直接從硬盤中讀出該HTML文檔，原封不動地回傳給瀏覽器即可。除非網頁作者對其進行修改，否則用戶在任何時候訪問該網頁所得到的內容都一樣。靜態頁面的優點是簡單、響應速度快，但是在金融證券、天氣預報、電子商務等應用場合，靜態網頁就不能勝任了。動態網頁指的是內容不是預先確定而是在網頁請求過程中根據用戶的請求和當時實際的數據內容實時生成的頁面。由于大型Web應用中數據都存