《夏云超徐子强》PPT课件.ppt

夏云超徐子强,第三章 网络技术基础,主要内容：,3.1因特网的概念与构成,3.1.1 因特网的起源与发展 1.因特网的起源 因特网(Internet)又译为互联网，由“国际的(international)”和“网络(network)”组成。最初起源于ARPAnet(阿帕网)，由美国国防部资助，ARPA承建的一个网络，形成军事指挥系统。该系统由分散的指挥点组成，当部分指挥点被摧毁后，其它点仍能正常工作。因特网面世之初，出于军事目的，参加试验的人又全是熟练的计算机操作人员，个个都熟悉复杂的计算机命令，因此，没有人考虑过对因特网的界面及操作方面加以改进。,采用因特网(Internet)的名称是在MILnet实现和NSF net连接后开始的。其他联邦部门的计算机网络相继并入因特网，如能源科学网Es net、航天技术网NASA net、商业网COM net等。因特网在20世纪80年代的扩张不单带来量的改变，同时亦带来质的某些变化。由于多种学术团体、企业研究机构、甚至个人用户的进入，因特网的使用者不再限于“纯粹”的计算机专业人员。新的使用者发现，加入因特网除了可共享NSF的巨型计算机外，还能进行相互间的通信，而这种相互间的通信对他们来讲更有吸引力。于是，他们逐步把因特网当作一种交流与通信的工具，而不仅仅只是共享NSF巨型计算机的运算能力。,3.因特网的第二次飞跃,因特网历史上的第二次飞跃应当归功于因特网的商业化。20世纪90年代，因特网的使用一直仅限于研究领域和学术领域。1991年，General Atomics、Performance Systems International、UUnet Technologies 等3家公司组成了“商用因特网协会”，宣布用户可以把它们的因特网子网用于任何的商业用途，从而使在因特网上进行商业活动有了可能。1991年年底，专门为NSFnet建立高速通信线路的 Advanced Network and Service Inc.公司也宣布推出自己的名为CO+RE的商业化因特网骨干通道。,4.因特网的完全商业化,商业机构一踏入因特网，很快就发现了它在通信、资料检索、客户服务等方面的巨大潜力。于是，各地企业及个人纷纷涌入因特网，带来了因特网发展史上一次质的飞跃。1994年底，因特网已通往全世界150个国家和地区，连接着3万多个子网，320多万台计算机主机，直接的用户超过3500万，成为世界最大的计算机网络。看到因特网的羽翼已丰满，NSFnet意识到已经完成了自己的历史使命。1995年4月30日，NSFnet正式宣布停止运作，代替它的是由美国政府指定的3家私营企业：Pacific Bell、Ameritech Advanced Data Services and Bellcore 以及Sprint。至此，因特网的商业化彻底完成。,3.1.2 因特网的概念与特点,从概念上讲，因特网是由多个网络互联而成的一个单一而庞大的网络集合，即它是建立在计算机网络之上的网络。在组织结构上，因特网是基于共同的通信协议(TCP/IP)，通过路由器(Router)将多个网络联结起来所构成的一个新网络，它将位于不同地区、不同环境、不同类型的网络互联成为一个整体。在逻辑上，它是独立的和统一的，也就是说，对用户而言，因特网是一个统一的网络。图3-1是因特网的一般结构。,图3.1因特网结构示意图,相对于其他网络，因特网有许多鲜明的特点:(1)全球信息传播。(2)信息容量大、时效长。(3)检索使用便捷。(4)灵活多样的入网方式。,近年来，随着网络技术的高速发展，出现了大量新型接入技术，如WiMAX、Wi-Fi、无线局域网、蓝牙；大量新型异构网络，如移动自组织网络、无线传感器网络、网状网；大量新的计算技术，如P2P、网格、云计算等，这些新技术在推动整个网络技术进步的同时，也使得传统因特网体系结构在“扩展性”方面出现巨大挑战。新一代因特网需要重点解决现有因特网体系结构的单一可扩展性和因特网功能的复杂多样性之间的矛盾，实现多维可扩展性(参见图3-2)。这种多维可扩展性包括以下几个方面。,图3-2 具有多维可扩展性的新一代互联网体系结构,3.1.3 因特网的构成,1.网络硬件(1)集线器(Hub)。集线器是一种集成电路连接的网络部件，主要工作是担任某个区域的网络线集合中心，并且避免因为其中一条网络线出现故障，而造成整个网络瘫痪。,(2)路由器(Router)。路由器是因特网的主要节点设备。路由器通过路由决定数据的转发。路由器在工作时能够按照某种路由通信协议，查找设备中的路由表。如果到某一特定节点有一条以上的路径，则预先确定的路由准则基本是选择最优(或最经济)的传输路径。,(3)交换机(Switch)。交换机是连接路由器与服务器、客户机的设备。交换机中有一张路由表，如果知道目标地址在何处，就把数据发送到指定地点，如果它不知道就发送到所有的端口。这样过滤可以帮助降低整个网络的数据传输量，提高效率。,(4)服务器(Server)。服务器是一种存储器共享型的多用户处理机，它从多机的角度提供业务所需的计算、联网、数据库管理和各类接口服务。服务器可分为Web服务器、E-mail服务器、数据库服务器、DNS服务器等。(5)客户机(Client)。客户机是一种单用户工作站，它从单机的角度提供与业务应用有关的计算、联网、访问数据库和各类接口服务。,(6)调制解调器(Modem)。简单的说，调制解调器是把数字信号变成模拟信号，或把模拟信号变成数字信号的设备，多用于连接个人计算机主机与对外拨号网络系统的电话线，或者在接收端服务器主机对外连接模拟信号线路时使用。(7)网关(Gateway)是互连设备中最为复杂的设备，是典型的通信服务器，其作用是使两个或多个不同的网络之间实现相互通信。,2.网络操作系统,网络操作系统(Net Operation System，NOS)是网络用户与计算机网络之间的接口。用书面术语来讲，网络操作系统是使网络上各计算机能方便而有效地共享网络资源，并为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规程的集合。在现今的因特网中，最流行的网络操作系统主要有Windows Server 2008、UNIX、Linux等。,1)Windows Server 2008操作系统,Microsoft Windows Server 2008是Microsoft公司2007年开发的网络操作系统，代表了下一代 Windows Server的发展方向。这是一个基于NT架构的网络操作系统，该系统采用了先进的客户机/服务器系统结构，提供了强大的系统功能和丰富的网络服务，为开发和可靠承载 Web应用程序和服务提供了一个安全、易于管理的平台，可广泛应用于虚拟化工作负载、应用程序支持和网络安全保护。,(1)用户界面简单、实用。(2)支持多种硬件平台和多种网络协议。(3)联网性能好。(4)安全性高。,2)UNIX操作系统,UNIX操作系统最早是在20世纪60年代后期由贝尔实验室开发的，是一个技术成熟、功能强大和结构复杂的网络操作系统，具有多种不同的版本。(1)UnixWare：它的基础是SVR4，主要运行在X86(Intel或100%可兼容)机器上。(2)BSDI网络服务器：这是BSD操作系统的一个商业版本。它继承了BSD操作系统，并且为其添加了许多新的网络功能。,(3)FreeBSD和NetBSD：BSDI网络服务器的免费版本。(4)SCO OpenServer：UNIX的变体，建立在XENIX的基础上。,UNIX系统的主要特点表现在：(1)多用户的分时操作系统，即不同的用户分别在不同的终端上，进行交互式地操作，就好像各自单独占用主机一样。(2)可移植性好。由于UNIX几乎全部是用可移植性很好的C语言编写的，其内核极小，模块结构化，各模块可以单独编译。所以，一旦硬件环境发生变化，只要对内核中有关的模块作修改，编译后与其它模块装配在一起，即可构成一个新的内核，而内核上层完全可以不动。,(3)可靠性强。经过十几年的考验，UNIX系统是一个成熟而且比较可靠的系统。在应用软件出错的情况下，虽然性能会有所下降，但工作仍能可靠进行。(4)开放式系统，即 UNIX具有统一的用户界面，使得 UNIX用户的应用程序可在不同环境下运行。此外，其核心程序和系统的支持软件大多都用 C语言编写。,3)Linux操作系统,Linux操作系统是UNIX在微机上的完整实现，它性能稳定、功能强大、技术先进，由于是开放的源代码，目前发展速度很快。Linux是流行的微机操作系统之一。Linux是由芬兰的Linus Torvalds发明设计的。从一开始，作者就确立了免费和公开源代码的原则，因此通过Internet在全世界范围得到大批程序员和爱好者的关注和帮助。经过数年的集体努力，缺陷被不断修补，配套软件大量产生，终于成为一个相当完善的操作系统。,Linux适用于多种硬件平台，如IBM PC及其兼容机、Apple Macintosh计算机(苹果机)、Sun工作站等。它的稳定性好，很少出现在某些操作系统上常见的死机现象。它符合UNIX的标准，这使UNIX下的许多应用程序可以很容易地移植到Linux下。Linux还具有强大的网络功能。它支持TCP/IP协议，支持网络文件系统NFS、文件传送协议FTP、超文本传送协议HTTP、点对点协议PPP、电子邮件传送和接收协议POP/IMAP和SMTP等，可以轻松地与Novell NetWare或Windows NT等网络集成在一起。,2003年12月，Linux 2.6版内核发布，相对于2.4版内核，2.6版有很大的变化。这些变化包括：(1)更好地支持大型多处理器服务器，特别是采用NUMA设计的服务器；(2)更好地支持嵌入式设备，如手机、网络路由器或者视频录像机等；(3)对鼠标和键盘指令等用户行为反应更加迅速；(4)块设备驱动程序做了彻底更新，如与硬盘和CD光驱通信的软件模块等。,我国已经开发了红旗 Asianux Server 3 系统、红旗高可用集群5.0、红旗Linux桌面7.0版等集群解决方案、桌面版操作系统、嵌入式系统以及技术支持服务等一系列的Linux产品和服务，现已在政府以及部分工业行业得到一定的应用。2007年、2008年我国开发了面向移动互联网设备(简称MID)的Linux操作系统Midinux 1.0和Midinux 2.0，为MID的应用奠定了坚实的软件基础。,3.网络,1)局域网(LAN)局域网(Local Area Network)是指在一个有限地理区域内，负责数据处理的通信及用于电子设备互联在一起的通信网络。顾名思义，局域网的范围直径一般在几十千米以内，完全归一个机构管理。例如，在一个校园内，或者在一个建筑物内。局域网络连接的方式大致分为两种，一种是用“同轴电缆线”，将电脑一部一部地连在一起，就像一列火车一样，而网络的主机就好像是火车头。另一种方式则是使用集线器(Hub)，将所有的电脑个别连接到集线器上，然后通过集线器来传递资料。,2)广域网(WAN)广域网(Wide Area Network)是指覆盖范围广、以数据通信为主要目的的数据通信网。一般说来，超过局域网范围的网络，就叫做广域网。我们也可以把广域网络看做是局域网和局域网之间的结合，即把局域网连接起来，形成的更大范围的网络。广域网一般是指距离在几十公里或几百公里以上规模的计算机网络。因此，一个省份、一个国家的网络都是广域网络，而把所有国家的广域网连接起来，就是我们所说的互联网Internet了。,3)Intranet(内联网)Intranet 是 Intra-business Internet 的缩写。Intranet是指在现有的局域网基础上，运用Internet网络技术，在企业内部所建立的网络系统。Intranet的信息存取只限于企业内部，只有企业内部的人员可以使用，它是在安全控制下连接的Internet。一般的Intranet系统多设有防火墙程序，以避免未经授权的人进入。由于建立成本较低，Intranet目前发展迅速。企业有了Intranet，一方面可以节省许多文件往来时间，方便沟通管理并降低管理成本，另一方面可通过网络与客户提供双向沟通，适时提供产品与服务的特色，并且提升服务品质。,4)Extranet(外联网)Intranet使公司在远地的分支机构能够通过因特网链路合法访问存储在总公司服务器中的公司信息。这种Intranet功能的进一步提升，赋予与企业有密切业务往来的企业和客户以较大的权限，允许他们访问公司的信息库，这就形成了Extranet。Extranet实质上是Intranet的扩展。Extranet不再局限于单个企业内部，而是把相互合作的企业连接在一起。Extranet采用Internet的技术和Web的应用系统，使各参与企业可以在权限范围内自由访问其他企业中的数据。,图3-3显示了某玩具公司内联网、外联网和因特网连接的情况。,图3-3 一个玩具公司的网络结构,5)因特网系统 因特网是众多计算机网络的互联系统，这一系统从地域角度可以分成局域网和广域网；从使用角度可以分为核心层、边缘层和接入层。从技术角度来看，局域网和广域网基本相同，都是由路由器和光纤网组成，所不同的是速率和容量。核心层由核心路由器或ATM骨干交换机组成；边缘层由边缘路由器或ATM接入交换机组成；接入层由包括网关在内的接入服务器和PSTN(公共交换电话网)、ISDN(综合业务数字网)、DDN(数字数据网)等多种接入方式组成。图3-4显示了一个因特网系统的基本组成。,图3-4 因特网系统的基本组成,4.客户机/服务器系统结构,客户机/服务器系统是由客户机、服务器构成的一种网络计算环境，它把应用程序所要的任务分派到客户机和服务器上共同完成。客户机是指用来与数据提供者(服务器)通信的软件和硬件。一个用户一次通常只使用一个特定的客户机。客户机与服务器相连，发送和接收信息，也可被看作是能从其他地方获得信息的程序。服务器一般是指能向许多客户端同时提供数据的大型计算机。,图3-5是客户机/服务器的一个典型的运行过程，它包括5 个主要的步骤：(1)服务器监听相应窗口的输入；(2)客户机发出请求；(3)服务器接收到此请求；(4)服务器处理这个请求，并把结果返回给客户机；(5)重复上述过程，直至完成一次会话过程。,图3-5 客户机/服务器运行过程,3.1.4 因特网的接入方式,因特网的接入方式有许多种，PSTN接入、ISDN接入、DSL接入、DDN专线接入、ATM接入、帧中继接入、光纤接入、无线接入等都是常用的接入方法。1.PSTN接入 PSTN(Public Switeched Telephone Network，公共交换电话网)是使用时间最长的网络接入方式。利用这种方式进行数据传送，尽管速度较慢，还要占用一条电话线路，但设备简单，使用方便，故仍然是目前许多个人用户的一种主要通信方式(参见图3-6)。,图3-6 通过PSTN接入Internet,2.ISDN接入 ISDN(Integrated Service Digital Network，综合业务数字网)是以综合数字电话网(IDN)为基础发展而成的，能提供端到端的数字连接。它除了提供电话业务外，还能够将传真、数据、图像等多种业务在同一个网络中传送和处理，并通过现有的电话线提供给用户。综合业务数字网ISDN有窄带与宽带之分，分别称为N-ISDN(Narrowband-ISDN)和B-ISDN(Broadband-ISDN)，无特殊说明，ISDN指N-ISDN。N-ISDN以公用电话交换网为基础，而B-ISDN以光纤作为干线和传输介质。,ISDN向用户提供端到端的连接，并支持一切话音、数字、图像、图形、传真等广泛业务。用户可以通过一组有限的、标准的、多用途的用户网络接口来访问这个网络获得相应的业务。企业局域网通过ISDN接入因特网的方案主要有3种：代理服务器、账号共享器、路由器。代理服务器由软件实现，不需其它硬件设备，但不太稳定；账号共享器由硬件实现，稳定性较好，但需要账号共享器与TA兼容；路由器由硬件实现，速度快，稳定性好，其结构如图3-7所示。,图3-7 通过ISDN接入Internet,3.DDN接入 DDN(Digital Data Network，数字数据网)是采用数字信道(如光缆、数字微波和卫星信道)来传输信号的数据传输网，为用户提供全数字、全透明、高质量的网络连接和各种数据传递业务。数字数据网可用于金融业、证券业、外资机构等各种固定用户的联网通信，并为多种电信增值业务(各种专用网、无线寻呼系统、可视图文系统等)及局域网间提供中继或用户数据通道，特别适用于业务量大、实时性强的数据通信用户使用。,DDN的特点是传输质量高，时延小，通信速率可以自主变化，通信容量大，方便各种局域网的联网。通过DDN接入Internet操作简便，无须拨号，开机即可直接进入因特网；目前传输速率可达2.048 MB/s；稳定可靠，不会出现拨号上网中常见的线路繁忙、中途断线等现象。DDN的接入费用比PSTN及ISDN要高。,4.DSL接入 DSL(Digital Subscriber Line，数字用户线路)技术可以分为非对称DSL(如ADSL)和对称DSL(如SDSL、HDSL)。非对称数字用户线路(ADSL，Asymmetric DSL)是通过现有的普通电话线为家庭、办公室提供宽带数据传输服务的技术，所谓的非对称是指其上下行速率不等，即高下行(下载)速率和相对较低的上行(上传)速率。ADSL特别适用于视频节目点播，在可视会议、远程办公、远程医疗、远程教学等方面也有广泛的应用(参见图3-8)。,图3-8 通过ADSL接入Internet,对称DSL方式适合商业用户的需要，采用了对称DSL方式之后，原有的针对DDN方式的价格体系和记费系统都可以不作改动。而且多数商业用户需要对称的传输方式，即需要一定的对称带宽(如512 Kb，1 Mb或者2 Mb)。由于利用了现有的电话线系统，因而DSL方式接入Internet要比DDN成本低许多，而且DSL总是处于“联机状态”，即用户在收发E-mail或上网浏览的时候不需要拨号。DSL的主要特点有：(1)传输速度快；(2)多个设备共享一条线路；(3)使用方便。,5.ATM接入 ATM(Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式)是国际电信联盟ITU-T制定的标准。在这一模式中，信息被组织成信元，因为包含来自某用户信息的各个信元不需要周期性出现，所以这种传输模式是异步的。在ATM中，话音、数据、图像等所有的数字信息都要经过切割，封装成统一格式的信元在网中传递，并在接收端恢复成所需格式，交换速率大大高于传统的数据网。ATM接口类型支持单模、多模光纤，物理接入速率有2 Mb/s、34 Mb/s、155 Mb/s，甚至2.5 Gb/s，能满足多种业务的需求。,6.帧中继接入 帧中继(Frame Relay)是在用户与网络接口之间提供用户信息流的双向传送，并保持顺序不变的一种承载业务。它是以帧为单位，在网络上传输并将流量控制、纠错等功能全部交由智能终端设备处理的一种新型高速网络接口技术。帧中继是综合业务数字网标准化过程中产生的一种重要技术，它是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路，用户终端日益智能化的情况下，由X25分组交换技术 发展起来的一种传输技术。,7.光纤接入 光纤接入方式是利用光纤传输技术，直接为用户提供宽带(B-ISDN，可达155 Mb/s)的双向通道。光纤接入方式具有频带宽、容量大、信号质量好和可靠性高等优点，能够有效缓解用户信息业务增长与网络信息传输速度不适应的矛盾，被认为是宽带用户接入网的发展方向。光纤接入方式对用户来说带宽不受限制，这就为宽带业务进入家庭提供了带宽上的保证。另外光纤直接到家，不受外界的干扰也无信息泄漏问题。目前，构筑全业务光纤接入网的关键技术，如SDH(光纤同步数字网)、ATM技术、光纤网络设计、施工与管理技术均已成熟，并已有实用化产品出售。,8.无线接入 无线接入技术(Wireless Access Technology)是以无线技术(主要是移动通信技术)为传输媒介向用户提供固定的或移动的终端业务服务，它包括移动式无线接入和固定式无线接入，具有应用灵活、安装快捷的特点。移动式无线接入是一种用户终端在较大范围内移动的接入技术；固定式无线接入是一种能把从有线方式传送来的信息用无线方式传送到固定用户终端或实现相反传送的接入技术。无线接入网在整个通信网中的位置如图3-9所示。,图3-9 无线接入网在整个通信网中的位置,3.2 常用的因特网服务,因特网所提供的网络信息服务基本上可以分为3类：(1)固定信息服务，包括电子邮件(E-mail)、新闻组(Newsgroup)和文件传输(FTP)服务；(2)在线实时通讯，包括远程登录(Telnet)、网上聊天室、在线交谈、多人在线实时交谈系统(IRC)和视频会议(CU-See Me)、网络电话；(3)检索服务，包括万维网(WWW)、使用者查询(Finger)等。,3.2.1 电子邮件(E-mail)电子邮件(Electronic Mail)亦称E-mail，它是用户或用户组之间通过计算机网络收发信息的服务。目前电子邮件已成为网络用户之间快速、简便、可靠且成本低廉的现代通信手段，也是Internet上使用最广泛、最受欢迎的服务之一。,1电子邮件的工作原理 电子邮件来源于专有电子邮件系统，它是由从一台计算机终端向另一计算机终端传送文本信息的相对简单的方法而发展起来的，现在已经演变成为一个功能颇多的系统，可以传送文档、声音、图片、图像等各种信息。E-mail系统由E-mail客户软件、E-mail服务器和通信协议三部分组成。,E-mail客户软件也称用户代理(User Agent)，是用户用来收发和管理电子函件的工具。E-mail服务器主要充当“邮局”的角色，它除了为用户提供电子函件箱外，还承担着信件的投递业务。当用户与E-mail服务器联机进入自己的电子函件箱并发送一个电子函件后，E-mail服务器将按收信人地址选择适当的路径把用户电子函件箱里的信件发送给网络中的下一个节点。通过网络若干中间节点的“存储转发”式的传递，最终把信件投递到目的地，即收信人的电子函件箱里。,E-mail服务器主要采用SMTP(Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议)将使用者所撰写的 E-mail 送到电子信件邮局中。SMTP描述了电子函件的信息格式及其传递处理方法，以保证被传送的电子函件能够正确地寻址和可靠地传输。E-mail服务器同时采用POP(Post Office Protocol，邮局通信协议)从电子信件邮局中接收信件。一般来说，POP和SMTP邮件服务器都是设定在同一部邮件主机上的。图3-10显示了电子邮件收发的基本过程。,图3-10 电子邮件收发的基本过程,2.电子邮件地址格式 电子邮件地址由三个部分组成：用户名、“”符号和用户所连接的主机地址。如在中，“cnyangjz”是用户名，“”是用户所连接的主机地址。,3.电子邮件的格式 一份电子邮件由两部分组成：(1)邮件头(Mail Header)和邮件体(Mail Body)。邮件头包含同发信者和接收者有关的信息，如发出地点和接收地点的网络地址、计算机系统中的用户名、信件的发出时间与接收时间，以及邮件传送过程中经过的路径等。(2)邮件体是信件本身的具体内容。图3-11是E-mail格式的一个简单例子。,图3-11 电子邮件格式,3.2.2 文件传输(FTP)1.FTP工作原理 FTP(File Transfer Protocol，文件传送协议)是在因特网上传送文件的一个重要协议。FTP主要用于两个主机之间的文件传输。用户可以把远程主机上的文件下载到自己的主机上，也可以把文件上传到远程主机上。目前，个人用户常常利用FTP服务从因特网上下载各种资料、软件、电影、MP3等。,2.FTP的基本功能,3.2.3 BBS、博客与即时通信,1.BBS BBS是“Bulletin Board System”的缩写，其中文意思是“电子布告栏系统”。BBS最初是为了使计算机可以通过电话线远程传送文件和信息。以后由于用户的需求，BBS已经不再是一个简单的“电子布告栏”了，它包括了很多的服务，例如：讨论区、信件区、聊天区、文件共享区等。,2.博客与微博 博客(Weblog，Blog)是继E-mail、BBS之后出现的一种新的网络交流方式，可以理解为一种表达个人思想，内容按照时间顺序排列，并不断更新的网络出版方式。博客网站是网民发表各种思想的虚拟场所，其主要特点是频繁更新(Frequency)、简洁明了(Brevity)和个性化(Personality)。微博是博客的一种特殊形式，采用规定的信息量发布。如新浪微博规定140个字。微博由于信息量小，写作容易，传输速度快受到网民的热捧，已成为最受欢迎的交流方式之一。,3.网络即时通信 网络即时通信是Instant Messaging(IM)的中文译名，这是一种可以让使用者在网络上建立某种聊天室(chatroom)的实时通讯服务。它囊括了E-mail的所有功能，例如文字、文件、图片的传输等等，并且实现了信息的实时交互，在安装麦克风和摄像头之后还可以实现语音、视频聊天。目前国内市场上约有五十款即时通信软件，这些即时通信软件基本可以分为两类：一是信息终端和多媒体娱乐终端，以QQ、MSN Messenger为代表；二是专注某一专门功能或用途的软件，以Skype、Google Talk和ET为代表。,网络即时通信软件使用多种即时通讯传送协议，包括：(1)可扩展通讯和表示协议(XMPP)：用于流式传输准实时通信、表示和请求响应服务等的XML元素。XMPP基于Jabber协议，是用于即时通信的一个开放且常用的协议。(2)即时通信对话初始协议和表示扩展协议(SIMPLE)：SIMPLE为SIP指定了一整套的架构和扩展方面的规范，而SIP是一种网际电话协议，可用于支持IM/消息表示。,(3)Jabber：Jabber 是一种开放的、基于XML的协议，用于即时通信消息的传输与表示。Jabber 系统中的一个关键理念是“传输”，也叫做“网关”，它支持用户使用其它协议访问网络。(4)即时通信通用结构协议(CPIM)：CPIM 定义了通用协议和消息的格式，即时通信和显示服务都是通过CPIM来达到IM系统中的协作的。(5)网际转发聊天协议(IRCP)：IRCP 支持两个客户计算机之间、一对多(全部)客户计算机和服务器对服务器之间的通信。,3.2.4 万维网(WWW)WWW(World Wide Web，万维网)是一种基于超链接(Hyperlink)的超文本(Hypertext)系统，是最为流行的信息检索服务程序。技术上定义WWW是一种广域超媒体信息检索原始规约，目的是访问海量的文档。1989年，CERN(欧洲粒子物理实验室)的科学家 Tim Berners-Lee 首先提出了WWW的概念。1990年，第一个WWW软件在Next计算机上实现。1994年，在因特网上传送的WWW数据首次超过FTP的数据量，并一跃成为访问因特网资源的最流行的手段。我国在1994年正式建立了因特网上第一个WWW服务器。,WWW是一种客户机/服务器模式。服务器是用于提供信息服务的web服务器，客户机是运行在客户端的客户程序，又称为WWW浏览器。在服务器与浏览器之间通过HTTP(Hyper Text Transport Potocol)进行web网页的传输。WWW为用户提供世界范围的超文本服务。此外，WWW仍可提供传统的因特网服务，如Telnet、FTP、Gopher、Newsgroup、E-mail等。,WWW之所以能够在因特网上迅速流行主要有5个原因：(1)WWW是图形化的、超媒体的信息发布和获取系统。(2)WWW与平台无关。(3)WWW是分布式的。(4)WWW是交互式的。(5)WWW是动态的。,3.3 TCP/IP,3.3.1 TCP/IP的概念 TCP/IP最早是由斯坦福大学两名研究人员于1973年提出。1982年，TCP/IP被UNIX BSD 4.1系统采用。随着UNIX的成功，TCP/IP逐步成为UNIX网络标准协议。Internet的前身ARPAnet最初使用NCP(Network Control Protocol)协议，但由于TCP/IP具有跨平台特性，经改进后，连入ARPAnet的计算机也都采用TCP/IP。随着ARPAnet、MILnet、NSFnet等网络融入Internet，TCP/IP真正成为Internet的标准连接协议。,TCP/IP是一个协议集合，它包括TCP(Transport Control Protocol，传输控制协议)、IP(Internet Protocol，因特网协议)以及其它一些协议。,TCP是传输控制协议，它向应用程序提供可靠的通信连接。TCP能够自动适应网上的各种变化，即使在网络暂时出现堵塞的情况下，TCP也能够保证通信的可靠。TCP规定了为防止传输过程的小包丢失进行检错的方法，用以确保最终传送信息的正确。接入Internet网络中的任何一台计算机必须有一个地址，而且地址不允许重复，用以区分网上的各台计算机。在Internet上传送的任何数据的开始部分都要附上发送方和接收方的地址。,IP是国际网络协议，它提供了能适应各种各样网络硬件的灵活性，而对底层网络硬件几乎没有任何要求。任何一个网络只要可以从一个地点向另一地点传送二进制数据，就可以使用IP加入Internet。IP指定了要传输的信息“包”的结构，它要求计算机将要发送的信息分为若干个较短的小包，小包除包含一部分信息外，还包含被送往的目的地的地址等。,尽管这两个协议可以分开使用，各自完成自己的功能，但它们是在同一时期作为一个系统来设计的，并且在功能上也是相互配合、相互补充的。也就是说，连接Internet的计算机必须同时使用这两个协议，因此在实际应用中常把这两个协议称作TCP/IP协议。,3.3.2 TCP/IP的分层结构 TCP/IP具有一个分层结构。协议的分层有利于设计者明确各层的任务和目的，保证目标机的第n层所收到的信息就是源主机的第n层所发出的数据。一般说来，因特网的TCP/IP是基于4层结构的协议，即应用层、传输层、网络层和网络访问层。因为网络访问层又可分为数据链路层和物理链路层，所以也可以说TCP/IP是基于5层结构的协议(见图3-12)。表3-1列出了TCP/IP网络模型中每一层可以实现的功能。,图3-12 TCP/IP的分层结构,表3-1 TCP/IP各层的功能,3.3.3 网络的互联 互联(Internetworking)和互连(Interconnection)在概念上不同。从网络的角度来看，互联主要指网络之间逻辑上的连接，这种连接是通过应用软件和协议体现出来的；互连则是网络之间实实在在的连接，是指连接介质间的连接。从TCP/IP的分层结构来看，可以很容易地理解网络互联的实质。互联就是不同协议的转换。这种协议的转换必须在相同的对应层之间实现，才能保证网络间的互联。图3-13解释了其他计算机网络协议如何与TCP/IP进行相互间的转换。,图3-13 网络协议转换,在图3-13中，主机A和主机B在不同的局域网中，它们虽采用不同的协议，但第n层以及上各层的协议相同，只要在具有相同协议的第n层进行协议的转换，就能实现不同种类网络的互联。图中执行协议转换的是网关，因此不论用户采用的是什么协议，X.25也好，以太网协议也好，只要采取措施实现协议与TCP/IP的转换，就能实现不同种类的网络接入因特网。,3.3.4 因特网的地址结构 因特网采用了一种惟一、通用的地址格式，为因特网中的每一个网络和几乎每一台主机都分配了一个地址，这就使我们实实在在地感到它是一个整体。因特网中的地址类型有IP地址和域名地址两种。,1.IP地址 IP地址是一个逻辑地址，用32位二进制数标识计算机网络中的每一台计算机。它可以写成4个用小数点分开的十进制数，每个十进制数表示IP地址中的8个二进制数，例如IP地址1001 1000 0000 0011 0001 0110 0101 0100 可以写成。IP地址的作用是标识上网计算机、服务器或者网络中的其他设备，是互联网中的基础资源，只有获得IP地址（无论以何种形式存在），才能和因特网相连。,每个IP地址由网络标识(NetID)和宿主机标识(HostID)两部分组成，分别表示一台计算机所在的网络和在该网络内的这台计算机。按照网络规模的大小，常用的IP地址分为A、B、C三类(参见图3-14)。每类地址规定了网络ID、宿主机ID各使用哪些位，因此，也就定义了网络可能有的数目和每个网络中可能有的宿主机数。,图3-14 IP地址模型,在定义IP地址时，网络ID和宿主机ID遵循以下规则：（1）网络ID规则：网络ID唯一，即网络ID对因特网是唯一的；网络ID不能以十进制数127开头，在A类地址中数字127保留给诊断用；网络ID的第一个8位组不能都设置为1，即不能为十进制数255，此数字是作为广播地址使用，同时网络ID的第一个8位组也不能都设置全零，全零表示无效地址。（2）宿主机ID规则：宿主机ID 对每个网络ID是唯一的，不管它是否连接到Internet；宿主机 ID 各个位不能都设置1，全1为广播地址而不是宿主机地址ID，同时也不能各位都设置为零，如果所有位都为零，则表示整个网络。,根据上述规则，A、B、C三类地址分别定义如下：(1)A类地址。A类地址中的第一个8位组高端首位总是二进制0，其余7位表示网络ID号，除去全零，全1外，其网络ID有效值范围为001126。第二，三，四个8位组，共24位用于宿主机ID。所以，A类地址有效网络数为126个，每个网络主机数为16 777 214（除去宿主机ID为全零及全1外）个。这类地址一般分配给具有大量主机的网络使用。,(2)B类地址。B类地址中的第一个8位组高端前2位总是为二进制10，剩下的6位和第 2个8位组，共14位二进制数表示不同网络ID的数目，第三，四个8位组共16位表示不同宿主机ID数。类似上述算法可得，B类有效网络数为16 384，每个网络主机数为66 534，这类地址一般分配给中等规模主机数的网络使用。(3)C类地址。C类地址第一个8位组的前三位总是为110，剩下的5位和第二，三个8位组共21 位二进制数表示不同网络ID的数目，第四个8位组共八位表示不同主机ID数。类似上述算法可得，C类有效网络数为2 097 152，每个网络主机数为254。C类地址一般分配给小型的局域网使用。,2.IPv6下一代IP地址,1)IPv6的产生 我们现在所使用的IP协议是在20世纪70年代为ARPAnet设计的，后来为应用于Internet又做了明文规定。由于IP数据报格式中的第一个域(版本域)为4，所以称之为IP第四版或IPv4。IPv4为TCP/IP协议系统和整个Internet提供了基本的通信机制，它从70年代末被采用以来，几乎没有太大的变动，这种长久性正说明了整个TCP/IP协议系统的设计是灵活的、健全的。但随着因特网用户以指数形式增长，现有的IPv4遇到了IP地址空间耗尽的问题。,现有的IPv4采用32位结构，理论上可以提供1684万个网络，42亿台主机地址，但在实际使用中，必须要去除网络地址、广播地址、路由器地址、保留地址和子网的额外占用，最后有效的地址数目比可用的地址总数要少许多。预计到2012年，全球IPv4地址将会完全耗尽。考虑到IP地址耗尽的问题，IETF(Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组)1998年制定了下一代因特网地址标准草案IPv6。IPv6采用128位地址长度，地址几乎可以视为无限。同时还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题，如点到点IP连接、服务质量、安全性、移动性、即插即用等。,2)IPv6地址的表示形式 IPv6 地址优先选用