7.2因特網基礎

因特網對大多數人來說都不陌生，這是一個世界性的巨大計算機網絡體系，把全世界數以萬計的計算機網絡，數以萬計的主機連接起來。它包含了大量的信息資源，向全世界提供信息服務。因特網成為獲取信息的一種方便、快捷、有效的手段。

7.2.1因特網

Internet又稱因特網，它是由那些使用公用語言互相通信的計算機連接而成的全球網絡。簡單來說，就是全球資源的匯總。在因特網上的任何一臺計算機和結點可以訪問全球其他結點的網絡資源。因特網是以相互交流信息資源為目的，基于一些共同的協議并通過許多路由器和公共互聯網連接而成的，它是一個信息資源和資源共享的集合。Internet的前身是ARPANET，始建于1969年。1983年原來的ARPANET又分成了兩個網絡，即ARPANET和MILNET。這兩個網絡互聯互通，可進行聯機通信和資源共享。這個網際互聯的網絡最初被稱為DARPAInternet，隨后不久就簡稱為Internet。1985年，美國國家科學基金會，共享ARPANET所連接的4臺計算機主機，采用TCP/IP通信協議，并于1986年建立了NSFNET廣域網，各機構紛紛把自己的局域網并入到NSFNET中。這樣NSFNET取代ARPNET，成為Internet主干網。1994年，我國正式加入Internet，當時由我國幾大院校和科研機構組成的NCFC網，正式開通了于國際Internet的64Kb/s的專線，并以“CN”作為我國最高域名在Internet網絡中心登記注冊，使我國成為Internet正式成員之一。

7.2.2TCP/IP協議的作用原理

TCP/IP協議是使用于因特網計算機通信的一組協議。它是一個四層的體系結構，這四層結構分別是應用層、傳輸層、網際層和網絡接口層。（1）應用層

的功能是為用戶提供網絡應用并為應用程序提供訪問其他層服務的能力，即將用戶的數據發送到TCP/IP模型下面的層次，并為應用程序提供網絡接口。包括的協議有HTTP、TELNET、FTP、NFS、DNS。（2）傳輸層

傳輸層介質提供可靠的、端到端的、兩個主機進程之間的數據傳輸，即一臺主機上的應用程序進程到另一臺主機上應用程序進程之間的通信。包括的協議有TCP和UDP。（3）網際層

網際層是TCP/IP的核心層次，主要負責各種支持TCP/IP協議網絡的互聯互通。網絡層的核心功能是路由選擇，即根據目的主機的IP地址進行尋址并選擇合適的路徑進行數據分組傳送，包括的協議有ICMP、IPv6、IPv4。（4）網絡接口層

網絡接口層位于TCP/IP模型的底部，負責接收從網絡層傳遞來的IP數據包并發送到網絡傳輸介質上，以及從網絡傳輸介質上接收數據流并抽取IP數據包后提交給網絡層。

以上傳輸層的TCP協議和網絡層的IP協議是最重要的兩個核心協議。（1）TCP協議TCP協議是面向連接的協議，位于傳輸層。用戶數據可以被順序而可靠地傳輸，TCP協議提供的恢復機制可以有效地解決分組可能發生的丟失、破壞、重復或者亂序等各種差錯。（2）IP協議IP協議主要提供的是無連接的分組傳輸和路由的選擇。

7.2.3因特網中的客戶/服務器體系結構

計算機網絡中的每臺計算機都是“自治”的，既要為本地用戶提供服務，也要為網絡中其他主機的用戶提供服務。因此每臺聯網計算機的本地資源都可以作為共享資源，提供給其他主機用戶使用。而網絡上大多數服務是通過一個服務程序進程來提供的，這些進程要根據每個獲準的網絡用戶請求執行相應的處理，提供相應的服務，以滿足網絡資源共享的需要，實質上是進程在網絡環境中進行通信。

在因特網的TCP/IP環境中，聯網計算機之間進程相互通信的模式主要采用客戶/服務器（Client/Server）模式，也簡稱為C/S結構。在這種結構中，客戶和服務器分別代表相互通信的兩個應用程序進程，所謂“Client”和“Server”并不是我們常說的硬件中的概念，特別要注意與通常稱作服務器的高性能計算機區分開。圖7-3給出了C/S結構的進程通信相互作用，其中客戶向服務器發出服務請求，服務器響應客戶的請求，提供客戶所需要的網絡服務。提出請求，發起本次通信的計算機進程叫作客戶進程，而響應、處理請求，提供服務的計算機進程叫作服務器進程。

因特網中常見的C/S結構的應用有TELNET遠程登錄、FTP文件傳輸服務、HTTP超文本傳輸服務、電子郵件服務、DNS域名解析服務等。

7.2.4因特網IP地址和域名的工作原理

因特網通過路由器將成千上萬個不同類型的物理網絡互聯在一起，是一個超大規模的網絡，為了使信息能夠準確到達因特網上指定的目的節點，我們必須給因特網上每個節點（主機、路由器等）指定一個全局唯一的地址標識，就像每一部電話都具有一個全球唯一的電話號碼一樣。在因特網通信中，可以通過IP地址和域名實現明確的目的地指向。1．IP地址IP地址是TCP/IP協議中所使用的網絡層地址標識。IP協議經過近30年的發展，主要有兩個版本：IPv4協議和IPv6協議，它們的最大區別就是地址表示方式不同。目前因特網廣泛使用的是IPv4，即IP地址第四版本，在本書中如果不加以說明，IP地址是指IPv4地址。IPv4地址用32個比特（4個字節）表示，為了便于管理和配置，將每個IP地址分為四段（一個字節為一段），每一段用一個十進制數表示，段和段之間用圓點“.”隔開?？梢娒總€段的十進制數范圍是0～255。例如：3和1都是合法的IP地址。一臺主機的IP地址由網絡號和主機號兩部分組成，IP地址的結構如圖7-4所示。IP地址由各級因特網管理組織進行分配，它們被分為不同的類別，根據地址的第一段分為5類：0到127為A類；128到191為B類；192到223為C類，D類和E類留做特殊用途。但是由于近年來，因特網上的節點數量增長速度太快，IP地址逐漸匱乏，很難達到IP設計初期希望給每一臺主機都分配唯一IP地址的期望。因此在標準分類的IP地址上，又可以通過增加子網號來靈活分配IP地址，減少IP地址浪費。20世紀90年代又出現了無類別域間路由技術與NAT網絡地址轉換技術等對IPv4地址的改進方法。

為了解決IPv4協議面臨的各種問題，新的協議和標準誕生了——IPv6。在IPv6協議中包括新的協議格式，有效的分級尋址和路由結構、內置的安全機制、支持地址自動配置等特征，其中最重要的就是長達128位的地址長度。IPv6地址空間是IPv4的296倍，能提供多達超過3.4×1038個地址。可以說，有了IPv6，在今后因特網的發展中，幾乎可以不用再擔心地址短缺的問題了。2．域名

用上面的數字方式表示的IP地址標識因特網上的節點，對于計算機來說，是合適的。但是對于用戶來說，記憶一組毫無意義的數字相當困難。為此，TCP/IP引進了一種字符型的主機命名制，這就是域名。

域名（DomainName）的實質就是用一組由字符組成的名字代替IP地址，為了避免重名，域名采用層次結構，各層次的子域名之間用圓點“.”隔開，從右至左分別是第一級域名（或稱頂級域名），第二級域名，……，直至主機名。其結構如下：

主機名.…….第二級域名.第一級域名

國際上，第一級域名采用通用的標準代碼，它分組織機構和地理模式兩類。由于因特網誕生在美國，所以其第一級域名采用組織機構域名，美國以外的其他國家都采用主機所在地的名稱為第一級域名，例如：CN（中國）、JP（日本）、KR（韓國）、UK（英國）等。表7-1中列出了一些常用一級域名與標準代碼。

根據《中國互聯網絡域名注冊暫行管理辦法》規定，我國的第一級域名是CN，次級域名也分類別域名和地區域名，共計40個。類別域名有：AC表示科研院及科技管理部門，GOV表示國家政府部門，ORG表示各社會團體及民間非營利組織，NET表示互聯網絡、接入網絡的信息和運行中心，COM表示工商和金融等企業，EDU表示教育單位，共6個。地區域名有34個“行政區域名”，如：BJ（北京市），SH（上海市），TJ（天津市），CQ（重慶市），JS（江蘇省），ZJ（浙江?。珹H（安徽省），FJ（福建?。┑?。3．DNS原理

域名和IP地址都表示主機的地址，實際上是一件事物的不同表示。用戶可以使用主機的IP地址，也可以使用它的域名。從域名到IP地址或者從IP到域名的轉換由域名解析服務器DNS（DomainNameServer）完成。

當我們用域名訪問網絡上某個資源地址時，必須獲得與這個域名相匹配的真正的IP地址。這時用戶可以將希望轉換的域名放在一個DNS請求信息中，并將這個請求發送給DNS服務器。DNS從請求中取出域名，將它轉換為對應的IP地址，然后在一個應答信息中將結果地址返回給用戶。

因特網接入方式通常有專線連接、局域網連接、無線連接和電話撥號連接4種。其中使用ADSL方式撥號連接對眾多個人用戶和小單位來說，是最經濟、簡單、采用最多的一種接入方式。無線連接也成為當前流行的一種接入方式，給網絡用戶提供了極大的便利。

7.2.5接入因特網

1．ADSL

目前用電話線接入因特網的主流技術是ADSL（非對稱數字用戶線路），這種接入技術的非對稱性體現在上、下行速率的不同，高速下行信道向用戶傳送視頻、音頻信息，速率一般在1.5~8Mbps，低速上行速率一般在16~640Kbps。

采用ADSL接入因特網，除了一臺帶有網卡的計算機和一條直撥電話線外，還需向電信部門申請ADSL業務。由相關服務部門負責安裝話音分離器和ADSL調制解調器和撥號軟件。完成安裝后，就可以根據提供的用戶名和口令撥號上網了。2．ISP

要接入因特網，尋找一個合適的Internet服務提供商（InternetServiceProvider，ISP）是非常重要的。ISP提供分配IP地址和網關及DNS、聯網軟件、各種因特網服務、接入服務。3．無線連接

構建無線局域網，首先需要一臺無線AP，是無線局域網絡中的橋梁。有了AP，裝有無線網卡的計算機或支持Wi-Fi功能的手機等設備就可以快速輕易地與網絡相連，通過AP