第6章  Internet基础

Internet是当今世界上规模最大的计算机互联网，已延伸到170多个国家和地区，有着丰富的信息资源。现在，人们从Internet的应用中真正体会到了“资源共享”的意义。本章介绍 Internet 的基本技术和相关应用。

6.1  Internet概述

Internet 的全称是Internetwork，中文称为因特网。Internet是集现代计算机技术、通信技术于一体的全球性计算机互联网，它是由世界范围内各种大大小小的计算机网络相互连接而成的全球性计算机网络。然而仅把Internet看作一个计算机网络，甚至只是一群相互连接的计算机网络都是不全面的，因为计算机网络只是简单的传载信息的载体，Internet的优越性和实用性在于信息本身，应该把它视为一个庞大的、实用的、可享受的信息源。

在Internet上，使用者的地位是平等的。Internet用户不仅是信息资源的使用者，还可以是信息资源的提供者。

6.1.1  Internet的产生与发展

1. Internet 的产生

Internet是各种新兴技术的产物。20世纪60年代初，美国国防部高级研究计划局（Advanced Research Projects Agency，ARPA）为了保证其计算机系统在遭受敌方打击时不致全部瘫痪，投巨资由 BBN公司负责研究各个计算中心之间的通信方法。1969年，BBN 提出了被称为网络控制协议（Network Control Protocol，NCP）的分组交换网络协议，并且开发出对计算机进行网络控制的信息报文处理器（Information Message Processor，IMP）。随后，分别位于加利福尼亚大学洛杉矶分校、圣巴巴拉分校、斯坦福研究所及犹他州立大学的四台大型计算机被首先连接起来，建立了全球第一个实验性计算机通信网络，即ARPANET。

在总结第一阶段建网实践经验的基础上，研究人员开始第二代网络协议的设计工作。在1972年的第一届国际计算机通信会议上，与会代表就不同计算机和网络间的通信协议达成一致，并在1974年诞生了两个Internet基本协议，即Internet协议和传输控制协议，这两个协议合称为TCP/IP协议。所有连接在网络上的计算机，只要各自遵照这个协议，就能通过网络传送任何以数字方式存在的文件或命令。1980年前后，ARPANET所有的主机都转向了TCP/IP协议。随着TCP/IP协议的标准化，ARPANET的规模不断扩大，不但美国内有许多网络与ARPANET相连，而且世界上很多国家也通过远程通信线路采用TCP/IP协议将本地的计算机与网络连接进入 ABPANET。20世纪80年代中期，随着联入 ARPANET上的主机不断增多，ARPANET成为Internet的主干网。TCP/IP协议也最终成为计算机网络互联的核心技术。

1977年，连接在ARPANET上的节点已达57个，连接各类计算机100多台。在ARPA 网发展的同时，美国一些机构也开始建立自己的面向全国的计算机广域网，这些网络大多使用与ARPANET相同的IP协议。1983年，ARPANET被分成军用与民用两部分，其中民用部分由美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）管理。该基金会将美国各地的计算机中心连接起来，并在1986年建起NSFNET，连接范围包括美国所有的大学和研究机构。NSFNET从一开始就采用TCP/IP协议，并采取层次结构，整个网络分为主干网、地区网和校园网三个层次：各大学的主机接人校园网，校园网联人地区网，地区网联人主干网，主干网通过高速通信线路与NSFNET连接。NSFNET以后又逐渐和全球各地原有的计算机网络相连，把Internet拓展到了全球范围。

在美国发展NSFNET的同时，世界上其他一些国家和地区也在建设与NSFNET兼容的网络，例如欧洲为研究机构建立的EBONE、Europenet等。这些网络的发展都为Internet的广泛应用奠定了基础。

2.Internet的发展

虽然很久以前，人类就对计算机网络发生了兴趣，但Internet真正走向商业化、全球化，则是发生在最近几年的事情。在近几年，Internet已迅速发展成为信息最多、功能最强、覆盖面最大的全球性计算机网络。

1991年，时任美国国会参议员的戈尔率先提出建立"信息高速公路"的设想。美国前总统克林顿又在1993年宣布正式实施“国家信息基础设施行动计划”（National Information Infrastructure Agenda of Action，NII），并在1994年投入启动资金5400万美元。伴随着这个宏大计划的展开，Internet开始为人们所熟悉。它也被看作是信息时代来临的标志，受到了全世界的热切关注。

除美国外，世界其他国家也开始意识到发展Internet的紧迫性。1993年，欧盟委员会主席德洛尔在关于"发展和就业"的一份白皮书中提出了建立欧洲"信息高速公路"的设想，当时计划在5年内投资330亿法郎发展欧洲的“信息高速公路”。1994年10月20日，在欧洲运营计算机网络达10年之久的两大组织“欧洲网络机构协会”和“欧洲学术科研网”决定合并，成立泛欧科研教育网络协会。这也预示着“欧洲信息高速公路”时代的到来。

从1994年开始，Internet开始由以科研教育服务为主向商业性计算机网络转变。一批以提供搜索引擎为主要服务内容的公司（例如Yahoo、Infoseek 等）诞生，这就好比是给人们打开了网络的“黑匣子”，丰富的网络资源终于能被有序地检索和阅览。同时，世界上几乎所有著名的国际公司都纷纷在网上建起自己的商业站点，并把公司的局域网联入Internet，开展起多种形式的网上服务。于是Internet被迅速地推进到各行各业，变得家喻户晓。

1994年11月，美国网景公司推出了其划时代的产品——Internet浏览器 Netscape Navigator 1.0，这又一次极大方便了人们在网上的搜索和浏览，因而激起了一次用户上网的高潮。据估计，仅仅在这个浏览器推出的一年内，全球Internet用户数就激增了一倍，达到3 000万人。

1995年美国国家科学基金会宣布，不再向Internet提供资金，Internet从此完全走上了商业化的道路。1996年和1997年，由于各国对网络基础设施建设投入的加大，Internet在全球的拓展更加迅猛。经过多年的发展，Internet 已经成为连通世界上几乎所有国家、数千万台主机和数亿用户的网际网。

6.1.2  Internet的特点

Internet之所以能够在如此短的时间内得到迅速的发展，主要是因为它具有以下特点。

（1）Internet是开放的，Internet的开放性首先体现在它所采用的互联技术上。前面已经介绍过，TCP/IP协议是Internet的技术基础，而这一技术从发源之初，其设计目标就是为所有的计算机寻找一种能相互连接、交流的标准，在此基础上这些不同类型的计算机就可以实现数据信息的直接交换。

另外，Internet的开放性还体现在对用户的平等接纳及用户之间的信息交流上。在Internet上，任何人都是平等的，网络对任何人都是开放的。这里没有社会地位的区分，也没有种族差异，任何一个用户都可以和其他用户进行通信沟通。

（2）Internet 对用户是透明的。假如一个中国的Internet用户想给美国的一个朋友发送电子邮件，他只需要知道收件人的邮箱地址，除此之外，无须了解他自己所使用的计算机是如何与对方的机器沟通的，而对方又是使用何种类型的计算机，更不需要了解他所发送的数据是经过什么样的通信线路进行传送的。也就是说，Internet上的用户可以只关心结果而不是过程，这种特性就是所谓的透明性。

由于Internet的发展和应用不能建立在每个用户都成为专家的基础之上，所以Internet的透明性对普通用户而言，不仅意味着方便，而且是必需的。

（3）Internet是一种自律的、自我管理和自我发展的网络。在Internet上没有人约束你如何表达你的思想，这完全依赖用户自己，依靠所谓"网络道德"的制约。"自律"被视为Internet用户需要遵守的法律。

Internet是一个自我管理的网络体系。首先，Internet本身不属于某个国家或组织，Internet上的计算机属于Internet用户自己，由用户自己负责维护、升级。Internet上的数据通信线路属于各个国家或地区的电信部门，也不属于统一的实体。没有全球统一的官方组织规定这些设备的规格和使用，Internet这一体系完全是建立在民间的。其次，在Internet上广泛使用的一些网络标准，是由民间组织机构负责制定的。这些规则并不具备强制力，用户是否采用完全根据用户自己的意愿。

Internet上的许多技术是在自由、公开的环境中自我发展起来的，例如美国加州大学开发的TCP/IP、CERN开发的WW等技术都向公众开放，供用户共享，任何一个Internet用户可以自由选用。正是这种公开，导致技术本身的优胜劣汰，最终能够形成共识并被广泛采用的技术就成为Internet不可缺少的技术，使Internet得到发展。

（4）Internet 的服务方式是采用客户机/服务器的工作模式，客户机/服务器工作模式是一个逻辑概念，这是一种分布式计算模式，其优点主要在于系统的客户端应用程序和服务器部件分别运行在不同的计算机上，系统中每台服务器都可以适应各部件的要求，这对于硬件和软件的变化显示出极大的适应性和灵活性，而且易于对系统进行扩充和缩小。

（5）Internet是一种交互式的信息传播媒体，就其发展以及网络上的资源而言，它已经超越了一般的计算机网络或者是信息处理系统的范畴，它更多类似于一种综合性、交互式的信息传播媒体。在Internet上，用户可以主动挑选自己感兴趣的资料，同时也可以利用Internet 将自己的愿望进行反馈，信息的传递是双向的。Internet 的交互性使得用户成为整个传播系统中非常重要的参与者。

6.1.3 Internet在中国的发展

早在1986年，中国的有关学术部门就开始努力将Internet引人中国，但是最早建成的学术网络只是和Internet进行电子邮件交换，并不能算真正的Internet的一部分。到1994年5 月19日，中国科学院高能物理研究所成为第一个正式接人Internet的中国内地机构。

1994年10月，由国家计委投资，国家教委主持的中国教育和科研计算机网（CERNET）开始启动。该项目的目标是建设一个全国性的教育科研的基础设施，利用先进实用的计算机技术和网络通信技术，把全国大部分高等学校和一部分中学连接起来，推动这些学校校园网的建设和信息资源的交流共享，从而极大地改善我国大学教育和科研的基础环境，推动我国教育和科研事业的发展。

1995年4月，中国科学院启动京外单位联网工程（即“百所联网”工程）。其目标是在北京地区已经入网的30多个研究所的基础上把网络扩展到全国24个城市，实现国内各学术机构的计算机互联并和Internet相连。在此基础上，网络不断扩展，逐步连接了中国科学院以外的一批科研院所和科技单位，成为一个面向科技用户、科技管理部门及与科技有关的政府部门服务的全国性网络，取名"中国科技网"（CSTNET）。

1996年1月，由原邮电部建设的Internet接入网——中国公用计算机互联网（CHINANET）的全国骨干网建成并正式开通，全国范围内的公用计算机互联网络开始提供服务。CHINANET是原邮电部门经营管理的基于Internet网络技术的中国公用Internet网，是中国Internet 的骨干网。通过接入国际 Internet，而使 CHINANET成为国际 Internet 的一部分。通过CHINANET的灵活接入方式和遍布全国各个城市的接入点，用户可以方便地接入国际Internet，享用Internet上的丰富资源和各种服务。

1996年9月，中国金桥信息网（CHINAGBN）连入美国的256 kbps专线正式开通。中国金桥信息网宣布开始提供Internet服务，主要提供专线集团用户的接人和个人用户的单点上网服务。

1997年，中国公用计算机互联网（CHINANET）、中国科技网（CSTNET）、中国教育和科研计算机网（CERNET）、中国金桥信息网（CHINAGBN）实现了四个互联网的互联互通。由此，Internet的应用在我国进入了蓬勃发展的时期。2008年，我国网民数量达到了2.53亿，首次大幅度超过美国，跃居世界第一位。

经过几十年的快速发展，我国互联网基础设施全面优化，资源保有量稳步增长，资源应用水平显著提升，互联网应用更加丰富。中国互联网络信息中心（CNNIC）发布的第41次《中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2017年12月，我国网民规模达7.72亿，普及率达到55.8%，超过全球平均水平（51.7%）4.1个百分点。我国网民规模继续保持平稳增长，互联网模式不断创新、线上线下服务融合加速以及公共服务线上化步伐加快，成为国民规模增长推动力。

当前，基于互联网的信息化服务迅速普及，公共服务水平显著提升，新的应用模式不断涌现，Internet 正越来越深刻地影响并引领着社会生活的各个方面。

Internet 的产生和发展已对世界经济产生了巨大的影响，然而，随着网络规模的持续膨胀和新型网络应用需求的不断增长，现有的Internet面临着许多挑战。一方面，现有的Internet可扩展性差，卫地址空间不够，将来会需要大量的公有地址（比如信息家电、移动终端、工业传感器、自动售货机、汽车等对地址的需求），IPv4无法为急剧增长的用户群提供服务；另一方面，新的分布式多媒体在线应用（比如对服务质量和安全高度敏感的端到端实时语音及视频应用），对Internet 的影响以及引出的问题已超出了目前IPv4所能解决的范围。这就需要一个新的网络体系结构，提供更高、更完善的网络性能，包括更高的带宽、更高的服务质量（QoS）、可移动性和网络安全性、智能化的网络管理模式等。另外，无处不在的信息与通信服务方式，都需要通过探索新的技术来解决这些问题。在这样的背景下，下一代Internet（Internet Ⅱ）应运而生。下一代Internet由大学高级Internet发展联盟（UCAID）干1998年提出，有170所大学参加，致力于发展 IPv6、多终点传输、服务质量技术、数字图书馆及虚拟实验室等应用。其中IPv6通过采用128位的地址空间替代IPv4的32 位地址空间来扩充Internet的地址容量，使得IP地址在可以预见的时期内不再成为限制网络规模的因素，同时在安全性、服务质量及移动性等方面有了较大的改进。IPv6解决的不仅仅是IP地址空间的问题，更重要的是推动业务创新，使Internet能够承担更多的任务，为以IP为基础的网络融合，奠定了坚实的基础。

以IPv6为基础核心协议的下一代网络，将成为国家信息化的基础设施，并带动国民经济，从基础教育、科研、医疗、能源、交通、金融、环保、工业到家电产业等各行各业的全面发展。在人类社会与人类生活的方方面面，无处不在的网络将提供无处不在的信息与通信服务。

6.2  Internet 的功能

Internet与大多数现有的商业计算机网络不同，它不是为某些专用的服务设计的。Internet能够适应计算机、网络和服务的各种变化，它能够提供多种信息服务。因此，Internet是一种全球信息基础设施。

Internet的主要功能有：电子邮件服务、文件传输、远程登录、万维网服务等。

6.2.1  电子邮件服务

1.电子邮件的特点

电子邮件即E-mail（Electronic Mail），它利用计算机的存储、转发原理，克服时间、地理上的差距，通过计算机终端和通信网络进行文字、声音、图像等信息的传递。它是Internet为用户提供的最基本的服务之一，也是Internet上最广泛的应用之一。

电子邮件之所以受到广大用户的喜爱，是因为与传统的通信方式相比，它具有明显的优点：

（1）电子邮件比人工邮件传递迅速，可达到的范围广，而且更可靠。

（2）电子邮件与电话系统相比，它不要求通信双方都在场，而且不需要知道通信对象在网络中的具体位置。

（3）电子邮件可以实现一对多的邮件传送，这样可以使得一位用户向多人发送通知的过程变得很容易。

（4）电子邮件可以将文字、图像、语音等多种类型的信息集成在一个邮件中传送，因此成为多媒体信息传送的重要手段。

2.电子邮箱和电子邮件地址

早期的局域网就已经能够提供电子邮件服务，它使用局域网电子邮件程序（例如 Microsof Mail、cc：Mail），通过在局域网中设置电子邮件服务器，向局域网用户提供电子邮件服务。Internet 的电子邮件服务起源于ARPANET，并且逐渐成为Internet最基本的服务类型之一。使用电子邮件的首要条件是拥有一个电子邮箱（Mail Box）。电子邮箱是由电子邮件服务机构（一般是ISP）为用户建立起来的。

当用户向ISP申请Internet账户时，ISP就会在它的E-mail服务器上建立该用户的E-mail 账户。建立电子邮箱，实际上是在ISP的E-mail服务器磁盘上为用户开辟一块专用的存储空间，用来存放该用户的电子邮件。这样用户就拥有了自己的电子邮箱。用户的E-mail账户包括用户名（User Name）与用户密码（Password）。通过用户E-mail账户，用户就可以发送和接收电子邮件。属于某位用户的电子邮箱，任何人都可以将电子邮件发送到这个电子邮箱中，但只有电子邮箱的主人使用正确的用户名和用户密码时，才可以查看电子邮箱的信件内容，或对其中的电子邮件做必要的处理。

每个电子邮箱都有一个邮箱地址，称为电子邮件地址（E-mail Address）。用户的E-mail 地址格式为：用户名@主机名，其中“@”符号表示“at”。主机名指的是拥有独立IP地址的计算机的名字，用户名是指该计算机上为用户建立的E-mail账户名。例如：在163.com 主机上，有一个名为zhanglei的用户，那么该用户的E-mail地址为：zhanglei@163.com。

3.电子邮件系统的功能

目前的电子邮件系统几乎可以运行在任何硬件与软件平台上。各种电子邮件系统所提供的服务功能基本上是相同的。使用Internet的电子邮件程序，用户可以完成以下操作：

（1）撰写与发送电子邮件。

（2）检查电子邮件。

（3）阅读和回复电子邮件。

（4）打印电子邮件。

（5）删除电子邮件。

4.电子邮件系统的协议

电子邮件系统采用简单邮件传输协议（Simple Mail Transfer Protocol，SMTP）和邮局传输协议（Post Office Protocol，POP3），来保证不同类型的计算机之间的邮件传送。首先，客户机的电子邮件通过SMTP协议传送到远程电子邮件服务器上，在服务器之间实现了邮件传递后，最后，接收主机通过POP3协议从电子邮件服务器上接收传来的电子邮件，其结构如图6-1所示。

6.2.2  文件传输服务

1.文件传输的概念

文件传输服务器允许Internet上的用户将一台计算机上的文件传送至另一台计算机上。它是广大用户获得丰富的Internet 资源的重要方法之一。常见的Internet Explorer浏览器就可以实现文件传输功能。

Internet上这一功能的实现是由TCP/IP协议簇中的文件传输协议FTP支持的。FTP负责将文件从一台计算机传输到另一台计算机上，并且保证传输的可靠性，所以人们通常将这一类服务称为FTP服务。

Internet上许多公司、大学、研究机构的主机上存放了数量众多的公开发行的各种程序与文件，这是Internet上巨大和宝贵的信息资源。利用FTP服务，用户就可以方便地访问这些信息资源。

采用FTP传输文件时，不需要对文件进行复杂的转换，因此FTP比任何其他方式（例如电子邮件）交换数据都要快得多。Internet与FTP的结合，等于使每个联网的计算机都拥有了一个容量巨大的备份文件库，这是单个计算机无法比拟的优势。但是，这也造成了FTP 的一个缺点，那就是用户在文件"下载"到本地之前，无法了解文件的内容。所谓下载. 就是把远程主机上的软件、文字、图片、图像与声音信息转到本地硬盘上。

2.FTP识别文件格式

文件传输服务是一种实时的联机服务。在进行文件传输服务时，首先要登录到对方的计算机上，登录后只可以进行与文件查询、文件传输相关的操作。

使用 FTP可以传输多种类型的文件，例如文本文件、二进制可执行文件、图像文件、声音文件、数据压缩文件等。

3.如何使用FTP

使用FTP的条件是用户计算机和向用户提供的Internet服务的计算机能够支持FTP命令。FTP提供的命令十分丰富，涉及文件传输、文件管理、目录管理与连接管理等方面。

根据所使用的用户账户不同，可将FTP服务分为普通FTP服务、匿名FTP服务两类。

像大多数的Internet服务一样，FTP使用客户机/服务器系统。用户在使用普通FTP服务时，他首先要在远程主机上建立一个账户，在进行FTP操作时，首先应在FTP命令中给出远程计算机的主机名或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用户密码。通过上述操作就可以建立客户机与远程计算机之间的连接，当用户用客户机程序时，用户的命令就发送出去了，服务器响应用户发送的命令。例如，用户录入一个命令，让服务器传送一个指定的文件，服务器就会响应用户的命令，并传送这个文件；用户的客户机程序接收这个文件，并把它存入相应的目录中。

用户从远程计算机上复制文件到自己的计算机上，称为下载（Downloading）文件；用户把自己计算机上的文件复制到远程计算机上，称为上传（Uploading）文件。

4.匿名FTP

Internet上许多公司和研究机构的主机上都有大量有价值的文件，它们是Internet上的重要信息资源。普通FTP服务要求用户在登录时提供相应的用户名与用户密码，也就是说用户必须在远程主机上拥有自己的账户，否则无法使用FTP服务。这对于大量没有账户的用户来说是不方便的。为了便于用户获取Internet上公开发布的各种信息，许多机构提供了一种匿名 FTP（Anonymous FTP）服务。

匿名FTP服务的实质是：提供服务的机构在它的FTP服务器上建立一个公开账户（一般为Anonymous），并赋予该账户访问公共目录的权限。用户想要登录到这些FTP服务器时，无须事先申请用户账户，可以用"anonymous"作为用户名，用自己的E-mail地址或姓名作为用户密码，便可登录，获取FTP服务。

匿名FTP服务的优点是：

第一，匿名FTP运用很广，没有什么指定的要求。所以，每一个人都可以在匿名FTP 主机上访问文件。“big deal”是指世界上大量运用的匿名FTP，即上千的匿名主机和无数的文件都可以被免费复制。在Internet上，大量信息和大量计算机程序都是可获得的，人们可以利用计算机设备和磁盘空间来获得对自己有用的文件。匿名FTP提供进入最大信息库的通路，并且这个库总是不断在壮大，它不关闭，并且无所不包，还可以免费访问。

第二，在Internet上，匿名FTP是软件分发的主要方式。在Internet上保存所有已提供所用标准协议的有用程序。许多程序通过匿名FTP分布，每一个人都可以建立一个Internet主机。

6.2.3  远程登录

在Internet中，用户可以通过远程登录使自己成为远程计算机的终端，然后在它上面运行程序，或使用它的软件和硬件资源。远程登录是Internet上用途非常广泛的一项基本服务。

1.远程登录的概念与意义

在分布式计算环境中，常常需要调用远程计算机的资源，同本地计算机协同工作，这样可以用多台计算机来共同完成一个较大的任务。这种协同操作的工作方式就要求用户能够登录到远程计算机中，去启动某个进程，并使进程之间能够相互通信。为了达到这个目的，人们开发了远程终端协议，即Telnet协议。Telnet协议是TCP/IP协议的一部分，它精确地定义了远程登录客户机与远程登录服务器之间的交互过程。

远程登录是Internet最早提供的基本服务功能之一。Internet中的用户远程登录是指用户使用Telnet命令，使自己的计算机暂时成为远程计算机的一个仿真终端的过程。一旦用户成功地实现了远程登录，用户使用的计算机就可以像一台与对方计算机直接连接的本地终端一样进行工作。

远程登录允许任意类型的计算机之间进行通信。远程登录之所以能够提供这种功能，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并显示结果。

Internet 远程登录服务的主要作用是：

（1）允许用户与在远程计算机上运行的程序进行交互。

（2）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。

（3）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。

2.登录协议

TCP/IP协议簇中有两个远程登录协议：Telnet协议和Rlogin协议。

系统的差异性给计算机系统的互操作性带来了很大的困难。Telnet协议的主要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。所谓系统的差异性（Heterogeneity），就是指不同厂家生产的计算机在硬件或软件方面的不同。

不同计算机系统的差异性首先表现在不同系统对终端键盘输入命令的解释上。例如，有的系统的行结束标志为retun 或 enter，有的系统用ASCⅡ字符的CR，有的系统则用 ASCI 字符的LF。键盘定义的差异性给远程登录带来了很多的问题。为了解决系统的差异性，Telnet 协议引人了网络虚拟终端（Network Virtual Terminal，NVT）的概念，它提供了一种专门的键盘定义，用来屏蔽不同的计算机系统对键盘输入的差异性。

Rlogin 协议是Sun公司专为BSD UNIX系统开发的远程登录协议，它只适用于UNIX系统，因此还不能很好地解决异质系统的互操作性。

3.远程登录的工作原理

Telnet同样也是采用了客户机/服务器模式，其结构如图6-2所示。在远程登录过程中，用户的实终端（Real Terminal）采用用户终端的格式与本地（Telnet）客户机进程通信；远程主机采用远程系统的格式与远程（Telnet）服务器进程通信。网络虚拟终端NVT将不同的本地用户终端格式统一起来，使得各个不同的用户终端格式只跟标准的网络虚拟终端NVT 格式打交道，而与各种不同的本地终端格式无关。Telnet客户机进程与Telnet服务器进程一起完成用户终端格式、远程主机系统格式与标准网络虚拟终端NVT格式的转换。

4.如何使用远程登录

使用Telnet的条件是用户本身的计算机或向用户提供Internet 访问的计算机支持Telnet 命令。同时，用户进行远程登录时有两个条件：

（1）用户在远程计算机上有自己的用户账户（包括用户名与用户密码）。

（2）该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命令中给出对方的主机名或IP 地址，然后根据对方系统的询问，正确的键人自己的用户名与用户密码，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。这样，用户就可以使用Telnet 命令，使自己的计算机暂时成为远程计算机的一个仿真终端。一旦用户成功地实现了远程登录，用户就可以像远程主机的本地终端一样地进行工作，使用远程主机对外开放的全部资源，例如硬件、程序、操作系统、应用软件及信息资源。

Telnet 也经常用于公共服务或商业日的。用户可以使用Telnet，远程检索大型数据库、公众图书馆的信息资源库或其他信息。

6.2.4 万维网服务

万维网（World Wide Web，WWW）是一种交互式图形界面的Internet服务，简称Web 或3W，具有强大的信息连接功能，目前是Internet上增长最快的网络信息服务，也是Internet上最方便和最受用户欢迎的信息服务类型。它的影响力已远远超出了专业技术范畴并且已经进入广告、新闻、销售、电子商务与信息服务等各个行业。

1.超文本与超媒体

要想了解WWW，首先要了解超文本（Hypertext）与超媒体（Hypermedia）的基本概念，因为它们是WWW的信息组织方式。

所谓“超文本”，是指带超链接的文本。即超文本中除了文本信息外，还提供了一些超链接的功能，即在文本中包含了与其他文本的链接。超文本文档中存在大量的链接，每一个超链接都是将某些单词或图像以某些特殊的方式显示出来，例如特殊的颜色、加下划线或是高亮度，WWW中称这些链接为"热字"。热字往往是上下文关联的单词，通过选择热字可以跳转到其他的文本信息。选择热字的过程，实际上就是选择了某条信息链接线索，这样就可以使得信息检索的过程能按照人们的思维方式发展下去，用户可以根据自己的需要有选择地阅读信息。

超媒体进一步扩展了超文本所链接的信息类型，用户不仅能从一个文本跳转到另一个文本，而且可以激活一段声音，显示一个图形，甚至可以播放一段动画。例如选中当前屏幕上显示的“老虎”文字时，能看到一段关于老虎的动画，同时可以播放一段音乐。超媒体通过这种集成化的方式，将多种媒体的信息联系在一起。

现在，超文本与超媒体的界限已经比较模糊，通常的超文本一般也包括超媒体的概念。

2.什么是WWW

WWW是以超文本标记语言HTML与超文本传输协议HTTP为基础，能够提供面向Internet服务的、一致的用户界面的信息浏览系统。其中WWW服务器采用超文本链路来链接信息页，这些信息页既可以放置在同一主机上，也可以放置在不同地理位置的主机上；文本链路由统一资源定位器（URL）维持，WWW客户端软件（即WWW浏览器）负责信息显示与向服务器发送请求。

Internet采用超文本和超媒体的信息组织方式，将信息的链接扩展到整个Internet上。目前，用户利用WWW不仅能访问到Web Server的信息，而且可以访问到Gopher、WAIS、FTP、Archie等网络服务。因此，它已经成为Internet上应用最广和最有前途的访问工具，并在商业范围内发挥着越来越重要的作用。

3.超文本标记语言 HTML与超文本传输协议 HTTP

超文本标记语言（Hypertext Mark Language，HTML）是一种用来定义信息表现方式的格式化语言，它告诉WWW浏览器如何显示信息，如何进行链接。因此，一份文件如果想通过WWW主机来显示，就必须要求它符合HTML的标准。使用HTML语言开发的HTML超文本文件一般具有.htm的后缀。一般来说，利用专门的工具软件，就可以完成各种类型文件（例如字处理软件、电子表格软件、PowerPoint文件等）向HTML文件的转换。

HTML语言具有通用性、简易性、可扩展性、平台无关性等特点，并且支持用不同方式创建HTML文档。

超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol，HTTP）是WWW客户机与WWW服务器之间的应用层传输协议，也即浏览器访问Web服务器上超文本信息时所使用的协议，它是TCP/IP协议簇之一，它不仅保证超文本文档在主机间的正确传输，还能够确定传输文档中的哪一部分，以及先传输哪部分内容等。

4. WWW服务的特点

WWW服务的特点是它高度的集成性。它能将各种类型的信息（例如文本、图像、声音、动画、影像等）与服务（例如 News、FTP、Telnet、Gopher、E-mail等）紧密连接在一起，提供生动的图形用户界面。WWW为人们提供了查找和共享信息的简便方法，同时也是人们进行动态多媒体交互的最佳手段。

WWW 服务的特点主要有以下几点：

（1）以超文本方式组织网络多媒体信息。

（2）用户可以在世界范围内任意查找、检索、浏览及添加信息。

（3）提供生动直观、易于使用、统一的图形用户界面。

（4）网点间可以互相链接，以提供信息查找和漫游的透明访问。

5. WWW的工作模式

WWW采用的是客户机/服务器的工作模式，具体的工作流程如下：

（1）在客户端建立连接，用户使用浏览器向 Web 服务器发出浏览信息请求。

（2）Web服务器接收到请求，并向浏览器返回所请求的信息。

（3）客户机收到文件后，解释该文件并显示在客户机上。

客户机应用程序是用户与Web服务器进行信息传输的界面。首先，用户通过客户端程序与服务器进行连接，然后，用户通过客户端的浏览器向 Web 服务器发出查询请求，服务器接到请求后，解析该请求并进行相应的操作，例如打开数据库进行查询、修改、调用HTML文件及CGI可执行程序等，以得到客户所需要的信息，并将查询结果返回客户机，最后，当一次通信完成后，服务器关闭与客户机的连接。

一个Web服务器实际上就是一个文件服务器，Web服务器结构化地存储着文档，客户机则是通过客户端软件查询Web服务器上的信息，Web客户端的软件称为浏览器，常用的WWW 浏览器有 Internet Explorer 等。

6.URL与信息定位

HTML的超链接使用统一资源定位器（Uniform Resource Locators，URL）来定位信息资源所在位置，URL描述了浏览器检索资源所用的协议、资源所在的计算机主机名，以及资源的路径与文件名。

标准的URL格式如下：

协议：//主机名或IP地址：端口号/路径名/文件名

（1）协议：又称信息服务类型，是客户端浏览器访问各种服务器资源的方法，它定义了浏览器（客户）与被访问的主机（服务器）之间使用何种方式检索或传输信息。URL中的协议有很多种，常用的有HTTP、FTP、Telnet、Gopher、News、WAIS等。

（2）端口号：端口号可以缺省，缺省时使用默认的端口号，否则，应在此处指明它。Internet上每个应用协议的端口号是由Internet的专门结构来分配的，常用的Internet应用协议的默认端口号如下：

E-mail的指定端口号为25。

Telnet 的指定端口号为 23。

HTTP的指定端口号为80。

FTP的指定端口号为21。

Gopher协议的端口号为70。

域名服务协议的端口号为101。

尽管端口号是必需的，但由于Internet上的大多数服务都有一个默认的端口号，所以在端口号缺省的情况下，面向连接的应用服务使用的是默认的端口号。

（3）“/”后面是信息资源在服务器上的存放路径和文件名，用来指定用户所要获取文件的目录，由文件所在的路径、文件名、扩展名组成。缺省的情况下，服务器就会给浏览器返回一个缺省的文件。例如，通过浏览器访问Web服务器时，存放路径和文件缺省的情况下，Web服务器返回给浏览器一个名为index.html或default.html的文件。

6.2.5  即时通信

随着Internet的迅速普及，其应用也在不断丰富和深入。中国互联网信息中心（CNNIC）在2021年9月发布的第48次《中国互联网络发展状况统计报告》中记载了2020 年12月和2021年6月各类互联网应用用户规模和网民使用率，见表6-1，其中即时通信应用在用户规模和网民使用率上都居首位，已经取代搜索引擎成为主要的网络入口。

即时通信（Instant Messaging，IM），是指能够即时发送和接收互联网消息等的业务，自1998年面世以来，发展迅速，特别是近几年与手机结合成就移动即时通信后，功能日益丰富，不仅实现了视频通信，还逐步集成了移动支付、理财、购物、电子邮件、博客、音乐、视频、游戏和搜索等多种功能。由此，即时通信不再是一个单纯的聊天工具，它已经发展成集交流、资讯、娱乐、搜索、电子商务、办公协作和企业客户服务等为一体的综合化信息平台，这一发展趋势使人们对通信运营商的需求变成了以流量为主，造成了通信运营商业务的管道化。

即时通信应用借助即时通信软件实现功能。最早的即时通信软件是几个以色列青年在1996年发明的ICQ。ICQ最多时有1亿多用户，主要市场在欧洲和美洲，曾经是世界上应用最广泛的即时通信系统。另一款即时通信应用软件是微软的MSN Messenge，依靠微软强大的Windows操作系统的市场优势，逐渐成为桌面PC的标准配置，注册用户数量超过1.1亿。2013年，微软逐步关闭了MSN Messenge服务，取而代之的是Skype。Skype是全球免费的语音沟通软件，拥有超过6亿的注册用户，同时在线超过3000万用户。Facebook（脸书）公司创立于2004年2月4日，主要创始人马克·扎克伯格，其拥有的即时通信软件成为当前国外市场占有率较高的软件。在中国，即时通信系统的代表是腾讯QQ，目前QQ已经覆盖Microsoft Windows、OS X、Android、iOS、Windows Phone 等多种主流平台，其标志是一只戴着红色围巾的小企鹅。2011年腾讯公司开发了移动即时通信软件——微信，腾讯公司借助QQ的强大市场占有率，迅速普及微信App，推动中国的即时通信进入移动时代，进一步夯实了腾讯公司在中国即时通信领域的霸主地位。微信借助其强势地位，集成公众号、小程序、移动支付、理财、生活服务、搜索引擎等功能，成为当前国内人们最具依赖性的 App，有基础设施化的趋势。

按应用领域，即时通信可分为个人即时通信（如QQ、微信等）、商务即时通信（如阿里旺旺）、企业即时通信等。

企业即时通信平台不仅可以为企业提供电话、短信、文件传输、视频会议等即时通信的基础功能，更重要的是能集成 OA（办公自动化）、CRM（Customer Relationship Management，客户关系管理）甚至ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划）等企业管理软件，使系统化数据得以充分利用。

6.2.6  云计算

所谓云计算（Cloud Computing），是一种基于互联网的、通过虚拟化方式共享资源的计算模式，存储和计算资源可以按需动态部署、动态优化、动态收回。在远程的数据中心里，成千上万台电脑和服务器连接成一片电脑云。因此，云计算甚至可以让你体验每秒10万亿次的运算能力，用户通过个人终端（电脑、手机等）接人数据中心，仅负责数据输入和读取，而将庞杂的处理工作交给"云"来处理。

云计算给用户带来的好处是显而易见的。目前，个人计算机依然是我们日常工作生活中的核心工具——我们用它处理文档、存储资料，通过电子邮件或移动存储与他人分享信息。如果计算机硬盘坏了，我们会因为资料丢失而束手无策。而在云计算时代，“云”会替我们做存储和计算的工作。“云”的好处还在于，其中的计算机可以随时更新，保证“云”长生不老，用户不需要投入庞大的资金来购买或更新这些设备。我们只需要一台能上网的电脑，不需关心存储或计算发生在哪朵“云”上，但一旦有需要，我们可以在任何地点用任何设备，快速地找到这些资料，或进行所需要的运算。用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。

6.3 Internet的组成

6.3.1  Internet 的基本结构及特点

1.Internet的基本结构

Internet是一种分层网络互联群体的结构。从直接用户的角度，可以把Internet作为一个单一的大网络来对待，这个大网络可以被认为是允许任意数目的计算机进行通信的网络。而事实上Internet的结构是多层网络群体结构，一般是由三层网络构成的：

（1）主干网：主干网是Internet的最高层，它是Internet的基础和支柱网层。例如美国的Internet 主干网是由NSFNET（国家科学基金会）、Milnet（国防部）、NSI（国家宇航局）及ESNET（能源部）等政府提供的多个网络互联构成的。中国的Internet主干网由CHINANET、CERNET、CSTNET、CHINAGBN等构成。

（2）中间层网：中间层网是由地区网络和商业用网络构成的。

（3）底层网：底层网处于Internet的最下层，主要是由各科研院所、大学及企业的网络构成。

2.Internet的结构特点

从互联网络的结构上看，Internet有以下几个特点：

（1）对用户隐藏网间连接的低层节点，这就意味着Internet用户和应用程序不必了解硬件连接的细节。

（2）不指定网络互联的拓扑结构，尤其在增加新网时，不要求全互联，也不要求严格星状连接。

（3）能通过中间网络收发数据。

（4）用户界面独立于网络，即建立通信和传达数据的一系列操作与底层网络技术和信宿机无关，只与高层协议有关。

由于以上特点，在用户看来，整个互联网是统一的网络，在某种意义上，可以把这个“单一”的网络看作一个虚拟网；在逻辑上它是统一的、独立的，在物理层上则由不同的网络互联而成，正是由于Internet 的这种特性，使得广大Internet用户不必关心网络的连接，而只需关心网络提供的丰富资源。

6.3.2 ISP提供的服务类型

提供Internet 访问和信息服务的公司或机构，称为Internet服务提供商，简称ISP （Internet Service Provider）。ISP能为用户提供与Internet相连所需的设备，并建立通信连接，提供信息服务。

ISP主要包括两大类：一类是提供接人服务的IAP（Internet Access Provider），另一类是提供信息服务的ICP（Internet Content Provider）。另外，近几年又出现了Internet应用服务提供商 ASP（Application Service Provider）。

由于接人Internet需要租用国际信道，其成本是一般用户无法承受的。ISP作为接人服务的中介机构，由它来建立中转站，租用国际信道和大量的本地电话线路，提供集成使用，向本地用户提供服务。ISP提供的服务主要包括以下三大类：

1. Internet 接入服务

ISP的最主要服务就是Internet的接人服务，包括专线、拨号、无线等接人方式。

2.Internet系统集成服务

ISP将协助并帮助客户做好人网的工作，负责为企业或个人用户提供全面的Internet解决方案，包括网络设计、软硬件选购、网络建造及人员培训等一系列服务。

网页是企业和个人在网上发布信息的一种载体，它是一种专业性较强的工作，许多 ISP 也提供网页制作的业务。如果客户希望与世界各地的用户和潜在用户直接进行交流，大多数ISP也提供帮助客户建立自己的 Web 站点的各种服务。

3.从事数据库及各种类型的信息方面的服务

通过网络向用户提供各种信息资源，特别是专业的数据库及信息增值方面的服务也是ISP的主要服务项目。例如各种信息查询、检索数据库，企业 WWW用户反馈信息及系统开发工作、电子邮件服务、信息发布代理服务等。

6.3.3 ISP的主要技术应用

ISP的主要技术应用包括：

1.各种Internet接入技术

目前 Internet 的接入主要有三条路径：一是电信的数字专线和电话网；二是有线电视网络；三是无线接人。对于大用户一般光纤到楼，通过计算机网络组成局域网，但对于一般用户来讲，可以依靠电话线、有线电视网和无线接入。

2.设备保障

为了使众多的用户访问Internet，需要大量的专用设备，例如与Internet连接所需要的计算机、路由器、访问服务器或终端服务器、Modem、其他的网络设备和数据通信设备。ISP 要负责它们的正常运作和维护。

3.计费系统

ISP必须有一个公平、合理而又准确的计费系统，通常包括计算用户在系统上的时间和数据的通信量。

4.技术支持和咨询体系

ISP应该为用户提供专业的建议和帮助，解答上网用户的各种疑问，为用户的服务升级提供帮助。

6.4  Internet 地址和域名服务

Internet上有成千上万台主机，需要用普遍接受的方法来识别每台计算机和用户。就像每个人都有自己的居住地址一样，Internet上的计算设备或主机也通过具有唯一性的网络地址来标识自己。Internet上的网络地址有两种表示形式：IP地址和域名。

6.4.1  Internet的地址管理

互联网络协议IP是TCP/IP参考模型的网络层协议。IP的主要任务是将相互独立的多个网络互联起来，并提供用以标识网络及主机节点地址的功能，即IP地址。

当一个企业或组织要建立Internet站点时，都需要从Internet的有关管理机构获得一组该站点计算机与路由器的 IP地址。而每台连接到 Internet 上的计算机、路由器都必须有一个在Internet上唯一的IP地址，这是Internet赖以工作的基础。

1. IP地址的含义

所谓IP地址就是IP协议为标识主机所使用的地址，它是32位的无符号二进制数，分为4个字节，以×.×.×.×表示，每个×为8位二进制数，对应的十进制数为0~255。IP地址又分为网络地址和主机地址两部分，如图6-3所示。这种样式的地址被称为点分十进制（Dotted Decimal）地址。其中，网络地址用来标识一个物理网络，主机地址用来标识这个网络中的一台主机。

IP地址的结构使IP网络的寻址分两步进行：先按IP地址中的网络地址net-id把网络找到，再按主机地址host-id把主机找到。Internet人网主机使用的IP地址现在由Internet网络信息中心进行分配，地址分配是逐级进行的。

2. IP地址的分类

IP地址分成为五类，即A类到E类，如图6-4所示。

常用的A类、B类和C类地址都由两个字段组成。

（1）网络地址字段 net-id。

A类、B类和C类地址的网络地址字段分别为1、2和3个字节长，在网络地址字段的最前面有1～3位的类别比特，其数值分别规定为0、10、110，用以标识A、B、C三类IP 地址的类别。

（2）主机地址字段 host-id。

A类、B类和C类地址的主机地址字段分别为3、2和1个字节长。根据上述规则，可以归纳出A、B、C三类IP地址的定义如下：

①A类IP地址。

网络地址长度有7位，因此允许有126（2⁷-2）个不同的A类网络（网络地址为0表示本地网络，127保留作为诊断用）。主机地址长度有24位，表示每个A类网络中可包含16 7772 14（2²⁴-2）台主机。A类IP地址结构适用于有大量主机的大型网络。A类IP地址范围为1.0.0.0～127.255.255.255。

②B类IP地址。

网络地址长度为14（16-2）位，则允许有16 384（2¹⁴）个不同的B类网络。主机地址为16位，因此每个B类网络可以包含65 534（2¹⁶-2）台主机。B类IP地址的范围是128.0.0.0~191.255.255.255。B类地址一般分配给中等规模主机数的网络使用，例如一些国际性大公司与政府机构等。

③C类IP地址。

网络地址长度为21（24-3）位，允许有2 097 152（2²¹）个不同的C类小型网络。主机地址为8位，因此每个C类网络可以包含254台主机。C类IP地址范围是192.0.0.0~223.255.255.255。C类IP地址一般分配给小型的局域网使用，例如一些小公司及普通的研究机构。

D类IP地址是组播地址，不用于标识网络，它的范围包括224.0.0.0~239.255.255.255。主要是留给 Internet 体系结构委员会（Internet Architecture Board，IAB）使用。

E类IP地址暂时保留以备将来使用，它的范围是240.0.0.0~247.255.255.255。IP地址中的网络地址是由Internet网络信息中心（Network Information Center，NIC）来统一分配的，它负责分配最高级的IP地址，并授权给下一级的申请者成为Internet 网点的网络管理中心。每个网点组成一个自治系统（即自治域系统）。主机地址则由申请的组织自己来分配和管理，自治系统负责自己内部网络的拓扑结构、地址建立及刷新等。这种分层管理的方法能够有效地防止IP地址的冲突。

3.特殊IP地址

在 IP地址中有一些特殊地址被赋予特殊的作用，有可能使用的特殊形式的 IP 地址如表6-2所示。

6.4.2  子网掩码和子网划分

1.利用子网掩码标识网络地址

子网掩码也是一组32位二进制数字，它和IP地址配合，主要作用是声明IP地址的哪些位属于网络地址，哪些位属于主机地址。

从IP地址的结构中可知，IP地址由网络地址和主机地址两部分组成。对于某一主机的IP地址如192.168.0.1，网络上的其他设备怎样知道它的哪些位属于网络地址，哪些位属于主机地址呢？这就要靠子网掩码来识别。子网掩码的长度也是32位，其表示方法与IP地址的表示方法一致。它的32位二进制分为两部分，第一部分全部为"1"，而第二部分则全部为“0”。子网掩码中为“1”的部分，对应的IP地址的位表示网络地址，子网掩码中为"0"的部分，对应的IP地址的位表示主机地址。

由网络的划分方法可知，A、B、C三类网络具有默认的子网掩码。A类地址的默认子网掩码为255.0.0.0，B类地址的默认子网掩码为255.255.0.0，而C类地址的默认子网掩码为255.255.255.0。

表6-3列出了A、B、C三类网络的默认子网掩码。

子网掩码的工作过程为，将32位的子网掩码与IP地址进行二进制的逻辑“与”（AND）运算，得到的便是网络地址。将子网掩码取反后与IP地址进行二进制的逻辑“与”（AND）运算，得到的便是主机地址。

例如，某一主机设备的IP地址为192.168.200.12，子网掩码为255.255.255.0，则该IP地址相应的二进制表示为：

11000000  10101000  11001000  00001100

子网掩码的二进制表示为：

11111111 11111111 11111111 00000000

与IP地址经过逻辑“与”运算，结果为：

11000000 10101000 11001000 00000000

对应的十进制数值为：192.168.200.0

将子网掩码取反后的二进制表示为：

00000000 00000000 00000000 11111111

与IP地址经过逻辑“与”运算，结果为：

00000000 00000000 00000000 00001100

对应的十进制数值为：0.0.0.12

该主机设备的IP地址所属的网络地址为192.168.128.0，主机地址为12。

TCP/IP协议利用子网掩码机制判断日标主机是位于本地网络还是远程网络，这可以减少网络上的通信量。同一网络中主机间的通信被控制在网络内部，只有不同网络的主机相互通信时，才在路由器的管理控制下进行跨网转发。

2.利用子网掩码划分子网

子网掩码的另一作用是划分子网。

在局域网的管理中，经常会遇到和下面的例子相似的情况：某单位采用了两个C类地北，每个C类网络只有20台主机，由于C类地址最多可以拥有254台主机，这样无疑造成了网络地址的浪费。或者，用户只有一个C类地址，但希望将单位的若干个部门分别进行管理。这时候，就需要对网络进行子网划分了。子网掩码机制提供了子网划分的方法。

子网划分的作用是：

①减少网络上的通信量。

②节省IP地址。如刚才的例子中，使用子网划分就可以解决问题。

③便干网络管理。将网络分成几个子网后，可对本地用户单独管理，或在单位内部创建彼此隔离的子网，以阻止敏感信息的扩散。

④解决物理网络本身的某些问题（如网络覆盖范围超过以太网段最大长度的问题）。

划分子网，就是在IP地址中增加表示网络地址的位数，同时减少表示主机地址的位数。

在上面的例子中，根据上述思路，可以将IP地址中原来的主机标识部分的前几位改为网络标识，从而将IP地址原有的两级结构扩充为如下的3级结构：

下面我们考虑如何划分子网。

在动手划分之前，要结合网络目前的需求和将来的需求计划，确定要划分的子网数量。我们以将一个C类划分成6个子网为例，说明划分子网的方法。

第一步：需要将主机标识部分的前几位改为网络标识。

你需要6个子网，6的二进制值为101，共3位，所以需要将主机标识部分的前3位改为网络标识。

第二步：按照你IP地址的类型写出其默认子网掩码的二进制数值。

由于是C类地址，则默认子网掩码为：

11111111.11111111.11111111.00000000

第三步：将子网掩码中主机标识部分号的前3位对应的位置改为1，其余位置不变。即：

11111111.1111111.11111111.11100000

转换为十进制得到：

255.255.255.224

由于网络被划分为6个子网，占用了主机号的前3位，对C类地址来说，则主机号只能用5位来表示主机号，因此每个子网内的主机数量为2⁵-2=30，6个子网总共所能标识的主机数将小于254。

表6-4给出了将一个C类网络218.98.101.0用三个子网位划分成6个子网后的情况。

这种划分实际上将网络划分成了8个子网。大约在2006年以前，RFC950规定不能使用全0和全1子网，因此认为有6个可用子网。但是2006年之后，RFC1878放开了全0和全1 子网，因此现在只要设备支持就可以使用，这样可用子网为8个。

以上是将C类网络的子网掩码的主机标识部分的前3位改为网络标识，如果将前4位改为网络标识，则可以划分成14个可用子网，每一个子网容纳的主机数为14个，子网掩码为255.255.255.240。

表6-5列出了C类网络中子网标识部分的位数与子网掩码、可用子网数、子网中容纳的主机数之间的关系。

清楚下面的问题，对子网划分会有一个更深的理解。

（1）你可能会发现，划分6个子网，与划分4个或5个子网的子网掩码是一样的，都是255.255.255.224。你可以把划分4个子网理解为划分了6个子网，但你只使用了其中的4 个。比如你想划分10个子网，与划分14个子网所得到的子网掩码是一样的，都占用了4位作为子网号。

子网掩码是由划分子网个数的二进制数值的位数所决定的。

（2）如何判断网络是否划分了子网。

可以通过子网掩码来判断，如果它使用了缺省子网掩码，那么表示没有划分子网；反之，则一定进行了子网划分。

（3）网络中的子网数量的计算。

第一步：将子网掩码转换为二进制形式，确定作为子网号的位数n。

第二步：子网数量为2ⁿ-2。

例如，一个C类网络的子网掩码为：

255.255.255.224

其二进制为：

11111111.11111111.1111111.11100000

显然n=3，子网数量为6，子网地址可能有如下8种情况：

000  001  010  011  100  101  111

6.4.3  IPv4 和 IPv6

目前广泛应用的IP协议的版本号为4，故叫IPv4。IPv4是20世纪70年代制定的协议，几十年来，随着因特网的爆炸式增长，在这期间IPv4获得了巨大的成功。影响IPv4继续使用的一个最大问题是，随着应用范围的扩大——特别是IP地址不再只是由计算机使用，越来越多的其他电子设备也在使用IP地址——IPv4暴露出了越来越多的缺陷，最突出的是IP 地址资源即将耗尽，尤其是数字终端、信息家电的出现加快了这一进程。

由于人们意识到了IPv4这一缺陷，在20世纪90年代初就着手IP协议的升级工作，其中具有标志性意义的是IETF（互联网工程任务组）1998年12月发布的RFC 2460——网际协议第6版技术规范（Internet Protocol，Version 6 Specification）。许多国家纷纷把IPv6技术的研究作为未来网络发展的重要课题，在研发规划中均采用IPv6协议作为网络的核心协议。许多计算机厂商和网络公司也在开展IPv6的研究实施工作。

IPv6具有许多新的优点，它的最大特征是IP地址从32位变为128位。原先的IPv4地址以“192.168.209.131”（点分十进制）的形式表示，而 IPv6 地址的表现方式类似于：ABCD：EF98：7654：3210：ABCD：EF98：7654：3210（：十六进制），显而易见，地址容量大为增加。IPv6能够为所有使用IP地址的设备提供足够多的IP地址（IPv4的设计者当初也这么认为）： Pv6的地址总数大约有3.4×10³⁸个，平均到地球表面上来说，每平方米将获得6.5×10²³个地址。一些商业公司推出的操作系统，已包含了IPv6的特性，如Sun公司的Solaris 11、IBM公司的 AIX、Microsoft公司的 Windows 10 等。

从2011年开始，主要用在个人计算机和服务器系统上的操作系统基本上都支持高质量IPv6配置产品。例如，Microsoft公司的Windows从Windows2000起就开始支持 IPv6，到Windows XP时已经进入了产品完备阶段。而 Windows Vista 及以后的版本，如 Windows 7、Windows 8等操作系统都已经完全支持IPv6，并对其进行了改进以提高支持度。Mac OS X Panther（10.3）、Linux 2.6、FreeBSD和Solaris同样支持IPv6的成熟产品。一些应用基于IPv6实现，如 BitTorrent 点到点文件传输协议等，避免了使用NAT的IPv4 私有网络无法正常使用的普遍问题。

2012年6月6日，Internet网络协会举行了世界IPv6启动纪念日，这一天，全球IPv6网络正式启动。多家知名网站，如Google、Facebook 等，于当天全球标准时间0点（北京时间8点整）开始永久性支持IPv6访问。

6.4.4 Internet 的域名服务

数字型IP地址的缺点是不直观、难以理解，而且不便于记忆。因此，TCP/IP又建立了一套通用性很强的字符型名字机制——Internet的域名系统（Domain Name System，DNS），DNS包含两方面的内容：一是主机域名的管理；另一个是主机域名与IP地址之间的映射。

1. DNS概念

早期的Internet规模较小，主机名字管理由国际互联网络信息中心InterNIC集中完成，采用一种无层次名字命名机制。Internet NIC维护一个名为hosts.txt的文件，该文件中包含了所有主机的信息及每台主机名字到IP地址的映射，NIC根据网络的变化不断改动文件hosts.txt，并定期向全网络传递。

随着Internet规模的不断扩大，网络节点的增加，主机命名冲突的可能性不断增加，保持主机命名的唯一性变得越来越困难。为了解决问题，Internet管理机构提出了一个新系统的设计思想，并于1984年公布，这就是域名系统（DNS）。

DNS采用了层次化、分布式、面向客户机/服务器模式的名字管理来代替原来的集中管理，并允许命名管理者在较低的结构层次上管理他们自己的名字。这样就可以把名字空间划分得足够小，由不同的组织进行分散管理，使名字管理更加灵活、方便。

2. DNS域名的层次管理

DNS的分层管理机制使它形成了一个规则的树状结构的名字空间，Internet的域名结构示意图如图6-5所示。

在这棵结构树中，每个节点都有一个独立的节点名字，根节点的名字为空。兄弟节点不允许重名，而非兄弟节点可以重名，叶子节点通常用来代表主机。由于Internet本身的结构就是一种树状层次结构，因此，层次型命名机制与Internet结构一一对应，使Internet的名字管理层次结构非常清晰。

3. DNS 域名结构

通常Internet主机域名的一般结构为：主机名.三级域名.二级域名.顶级域名。

Internet的顶级域名由国际互联网络信息中心进行登记和管理，它还为Internet的每一台主机分配唯一的IP地址，全世界现有三大网络信息中心：位于美国的InterNIC，负责美国及其他地区；位于荷兰的 RIPE-NIC，负责欧洲地区；位于日本的 APNIC，负责亚太地区。

顶级域名有两种主要的模式：组织模式和地域模式。在表6-6中，前8个域名属于组织模式，最后一个域属于地域模式。组织模式是按管理组织的层次结构来划分域名，产生的域名就是组织性域名。地域模式是按国家地理区域来划分域名，用两个字符的国家代码表示主机所在的国家和地区。例如，“cn”代表中国，“ca”代表加拿大等。

4.中国的域名体系

除了顶级域名，各个国家有权决定如何进一步划分域名。大部分国家都按组织模式再进行划分。

中国在国际互联网络信息中心（InterNIC）正式注册并运行的顶级域名是"cn"，中国互联网络信息中心（CNNIC）工作委员会在国务院信息办的授权和领导下，负责管理和运行中国顶级域名cn。

中国互联网络的二级域名分为“类别域名”和“行政域名”两类。“类别域名”是纵向域名，表示各单位的组织机构，全国各单位都可作为三级域名登记在相应二级域名下，目前有6个类别域名如表6-7所示。

“行政域名”是横向域名，使用4个直辖市和各省（自治区）的名称缩写，各直辖市、省（自治区）所属单位可以在其下建立三级域名，例如，bj.cn表示北京市，gd.cn表示广东省。

主机域名的三级域名一般代表主机所在的域或组织。例如“tsinghua”代表清华大学。四级域名一般表示主机所在单位的下一级单位，从理论上讲，域名可以无限细化，但通常不超过五级。

5.域名解析

虽然字符型的主机域名比数字型的IP地址更容易记忆，但在通信时必须将其映射成能直接用于TCP/IP协议通信的数字型IP地址。这个将主机域名映射为IP地址的过程叫域名解析。

域名解析有两个方向：从主机域名到IP地址的正向解析；从IP地址到主机域名的反向解析。域名的解析是由一系列的域名服务器 DNS来完成的。域名服务器实际是运行在指定的主机上的软件，能够完成从域名到IP地址的映射。

6.中文域名

中文域名是含有中文的新一代域名，同英文域名一样，也是符合国际标准的一种域名体系. 使用上和英文域名近似。中国互联网络信息中心（CNNIC）负责运行和管理以“cn”“中国”“公司”“网络”结尾的四种中文域名。查阅中国互联网络信息中心网站（www.cnnic.net.cn）可以了解更多的关于中文域名的信息。

6.5 Internet接入方式

用户接入Internet方式很多，早期的有Modem、ISDN、DDN，后来的有ADSL、Cable Modem、通过局域网接入等。下面我们了解各种Internet接人方式的特点。

目前，电信通信网、广播电视网与计算机网络均可以作为用户接入网。一直以来我国的这3种网络由不同的部门管理，并各自按照自己需求，采用不同的体制进行发展。电信部门初始主要是经营电话交换网，用于模拟语音信息的传输。广播电视网由广播电视部门经营，用于模拟图像、语音信息的传输。计算机网络出现得比较晚，由各个不同网络运营商各自建设与管理，主要用于传输计算机所产生的数字信号。这3种网络尽管所使用的传输介质、传输机制各不相同，但它们目前都在朝一个共同的方向发展。因为各种信息都可以以数字信号的形式来获取、处理、存储与传输。电信通信网的电话交换网以及广播电视网均在向数字化方向发展。在文本、语音、图像与视频信息实现数字化之后，这3种网络在传输数字信号这个基本点上是一致的。同时，它们在完成各自传统业务之外，还可能经营原本属于其他网络的业务。数字化技术使得这三种网络的服务业务相互交叉，并使得它们之间的界限越来越模糊，人们希望能够选择一种最简单、费用最低的方式将自己的计算机接人Internet。

6.5.1  使用调制解调器拨号方式

调制解调器是一种信号转换装置，它可以把计算机的数字信号调制成通信线路的模拟信号，再将通信线路的模拟信号解调回计算机的数字信号，其作用是将计算机与公用电话线相连接，使得现有网络系统以外的计算机用户，能通过拨号方式利用公用电话网访问计算机网络系统。从而实现个人计算机与ISP（Internet Server Provider，Internet 接入服务商）的互相通信。

调制解调器品牌多、种类杂、价格差别大，除功能略有不同之外，其原理基本相似。

按调制解调器与计算机连接方式可分为内置式和外置式。内置式调制解调器体积小，使用时插入主板的插槽，不能单独携带：外置式调制解调器体积大，使用时与计算机的通信接口（COM1或COM2）相连，工作时有通信工作状态指示，可以单独携带、能方便地与其他计算机连接使用，所以一般外置式要比内置式贵。对于笔记本用户，同PCMCIA 网卡一样，也有PCMCIA接口的Modem出售，不过对于笔记本来说，Modem是个标准件，几乎所有的笔记本都有内置式 Modem。

按调制解调器的传输能力不同，有低速和高速之分，常见的调制解调器传输速率有14.4 kbps，28.8kbps、33.6kbps、56 kbps 等。上网的速率不仅取决于调制解调器传输速率，还受与之相连的电话线路的通信能力的制约。

调制解调器拨号上网是最原始、也是生命力最长的一种方式，虽然这种方式速率很低，但当远程用户访问本地网时，仍是切实可行的方案。

6.5.2  使用ISDN

ISDN（Integrated Service Digital Network）的中文名称是综合业务数字网，俗称“一线通”。它除了可以用于打电话，还可以提供诸如可视电话、数据通信、会议电视等多种业务，从而将电话传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理，这也就是“综合业务数字网”名字的来历。

1. ISDN的工作方式

根据带宽的不同，ISDN有窄带和宽带两种，窄带ISDN有基本速率（2B+D，144kbps）和群速率（30B+D，2 Mbps）两种接口。基本速率接口包括两个能独立工作的B信道（每个B信道的数据传输速率为64 kbps，两个B信道合计为128kbps）和一个D信道（16 kbps）。其中，B信道一般用来传输话音、数据和图像，D信道用来传输信号命令或分组信息。宽带可以向用户提供155Mbps以上的通信能力，但是，由于宽带综合业务数字网技术复杂，投资巨大，目前应用很少，而窄带综合业务数字网已经非常成熟，因此，各地开通的ISDN指的综合业务数字网实际上是窄带ISDN。此外，由于ISDN使用了数字线路数据传输，因此它的误码率比电话低得多。

2.ISDN的特点

概括起来，ISDN 具有如下特点：

①可连接的终端类型和数目多：利用一条用户线路，就可以在上网的同时拨打电话、收发传真，就像拥有两条电话线一样。

②传输质量高：由于采用端到端的数字传输，传输质量明显提高。

③相对于ADSL和LAN等接入方式来说，速度不够快。

3.ISDN的连接设备

目前常见的ISDN设备主要有下面几种。

①NT1：智能网络终端，一般提供两个S/T终端接口，可连接数字话机、ISDN适配器卡或者ISDN适配器（TA）。

②NT1+：是NT1的延伸产品，与NT1的不同之处在于它可以直接连接模拟设备，如模拟电话机、三类传真机和调制解调器等电话设备，ISP一般会提供这个设备。

③ISDN适配器卡：和网卡类似，多为PCI接口。把它装到计算机中以后，再与ISP提供的NT1连接即可实现ISDN上网。通常情况下，该适配器还会附带一个模拟接口，可接驳一部普通电话机。

④ISDN适配器（TA）：外置产品，多为USB接口，支持热插拔，无须外接电源。它的外形一般比较小巧，易于携带，是移动办公、小型办公室及家庭的理想选择。

对于局域网来说，与使用Modem共享上网一样，使用ISDN共享上网时，服务器也必须运行相应的共享上网程序。此外，目前还有一种设备，这就是ISDN 路由器。该设备带有LAN接口，因此，可直接与Hub或交换机相连，实现共享上网。

此外，某些ISDN路由器具有多个LAN端口，因此，这类ISDN 路由器还兼具 Hub 功能，用户可以直接利用它连接多台计算机。

6.5.3  使用DDN专线

DDN 专线将数字通信技术、计算机技术、光纤通信技术以及数字交叉连接技术等有机地结合在一起，提供了一种高速度、高质量、高可靠性的通信环境，为用户规划、建立自己安全、高效的专用数据网络提供了条件，因此，在多种Internet的接人方式中深受广大客户的青睐。

DDN专线向用户提供的是半永久性的数字连接，沿途不进行复杂的软件处理，因此延时较短，避免了传统的分组网中传输协议复杂、传输时延大日不固定的缺点。DDN专线接入Internet的特点主要有以下几个方面：

①DDN专线接入能提供高性能的点到点的通信，通信保密性强，特别适合金融、保险等保密性要求高的客户的需要。

②DDN专线接入还适用于20/80业务规则的大中型企业，即80%的网络业务在内部网络（Internet）内传输，只有20%的网络业务在内部网络（Intranat）与外部网络（这里主要指Internet）之间的传输。

③DDN专线接入传输质量高，通信速率可根据用户需要在N×64kbps（N=1-32）之间选择，网络时延小。

④DDN专线信道固定分配，充分保证了通信的可靠性，保证用户使用的带宽不会受其他客户使用情况的影响。

⑤通过这条高带宽的国际互联网信道，用户可构筑自己的Intranet，建立自己的Web网站、E-mail服务器等信息应用系统。

⑥专线用户可以免费得到多个合法的Internet IP地址和一个免费的国内域名。

⑦提供详细的计费、网管支持，还可以通过防火墙等安全技术保护用户局域网的安全，免受不良侵害。

⑧通过VPN（Virtual Private Network，虚拟私有网络）功能，利用本公司的网络综合平台实现安全、可靠的企业国际网络互联，从而构建起企业的国际私有互联网络。

使用 DDN 专线的最大缺点是需要租用一条专线、其使用大高。因此，DDN 专线只适合于数据传输量较大的单位。

6.5.4  使用 ADSL

随着交互式多媒体应用逐渐成为现实，网络吞吐量的要求也越来越大。现在，使用ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户线）技术，通过一条电话线，用户可以比普通 Modem 快一百倍的速率浏览因特网，并可以享受到先进的数据服务，如视频会议、视频点播、网上音乐、网上电视、网上MTV等。

1. ADSL技术的特点

ADSL是一种通过现有普通由话线为家庭、办公室提供商带数据传输服务的技术。ADSL即非对称数字信号传送，它能够在现有的普通电话线上提供高达8Mbps的下载速率，以及1 Mbps的上传速率，这远高于ISDN。此外，ADSL的有效传输距离为3~5km。

ADSL的工作过程如下：

（1）Internet网络主机数据通过光纤传输到电话公司的中心局。

（2）在中心局，ADSL访问多路复用器，调制并编码用户数据，然后整合来自普通电话线路的语音信号。

（3）整合的语音和数据信号经普通电话线传输到用户家中。

（4）由用户端的ADSL Modem分离出数字信号和语音信号，然后数字信号经过解调和解码后传输到用户的计算机中，而语音信号则传输到电话机上，两者互不干扰。

2. ADSL的连接

ADSL的安装包括局端线路调整和用户端设备安装。在局端方面，由服务商将用户原有的电话线接人 ADSL局端设备，这只需两三分钟。用户端的ADSL安装也非常简单方便，只要将电话线连接上滤波器，滤波器再与ADSL Modem之间用一条两芯电话线连接，最后是在ADSL Modem与计算机的网卡之间用一条交叉网线连通即可完成硬件安装，如图6-6所示。

ADSL的使用更加简易，由于ADSL不需要拨号，一直在线，用户只要接上ADSL电源，便可以享受高速网上冲浪的服务，当然也可以同时打电话。

6.5.5 使用 Cable Modem

Cable Modem又称为线缆调制解调器，简称 CM。用户可以通过CM连接有线电视宽带网（即HFC，光纤同轴混合网络）接入有线电视数据网，有线电视数据网再和Internet宽带相连，就可以在家中高速接入Internet 网。用户除了可以利用该网络进行传统的信息浏览、信息下载与发布外，还可以享受视频点播（VOD）、音频点播等服务。

Cable Modem的一个显著优点在于使用Cable Modem上网不需要另外布线。有线电视公司利用各家各户的有线电视电缆，可以传送原有的电视节目和Internet数据，用户在看电视的时候可以同时上网，这样既可以避免因为拨号上网占用电话线而带来的烦恼，又可以在看电视的同时享受宽带带来的乐趣。

Cable Modem安装方便，使用简单，其连接方式如图6-7所示。将Cable Modem接上同轴电缆，开通电源，它能自动检测有线电视台的前端设备（即CMTS），前端设备自动分配

IP地址和其他必需的网络设置参数给CM，安装TCP/IP协议的计算机通过网卡用双绞线连接到CM上，重新启动后即可完成上网的设置过程。所以，Cable Modem接人是一种真正简单、易用的宽带接入方式。

另外，利用Cable Modem上网，是真正的开机即上网。只要你打开计算机，Cable Modem会自动将你的计算机连接到网上，而且Cable Modem的接人方式是不按时间计费的，可以随时上网，一点即通（这主要是HFC宽带网带宽所决定的）。

6.5.6  通过局域网接入

通过局域网接入Internet，一般就是使用高速以太网接入。由于以太网已经成功地将速率提升到1 Gbps甚至是10 Gbps，并且由于采用光纤传输，其所覆盖的地理范围也在逐步扩展，因此人们开始使用以太网进行宽带接入。它是用光缆和双绞线对小区进行综合布线，通常用户会获得10 M 以上的共享带宽，速度优势明显。考虑到LAN接人方式的扩展性比较好，随着用户增多，可以根据需求升级到100 M 以上。

除了速度，稳定性应该是用户考虑的另一个重点。通常ADSL一个节点下的用户不是几十户，而是上百户、上千户，甚至上万户，因而出现了回传噪声、线路之间的串扰问题，很容易影响传输的稳定性。另外，目前我国相当数量的电话线由于线路老化等质量问题，不能承受较高的传输速率，很容易造成断线等问题。而LAN方式接入是采用以太网技术，采用光缆+五类双绞线的方式对社区进行综合布线，避免了各种干扰，所以稳定性更好。

通过局域网接入Internet的特点是：

①传输速率高，网络稳定性好。

②安装简单，节省用户端投资。

③采用星状结构，用户共享带宽。

④应用广泛，可以实现高速上网、VOD点播、远程办公等多种应用。

对于上网用户比较密集的办公楼或者居民小区，以太网接人是非常适宜的宽带接入方法。事实上，LAN宽带正在逐渐成为Internet接入方式的主流。

小    结

当今时代已经进入信息时代，及时获得和掌握信息是非常重要的，全球最大的互联网Internet为人们获取信息提供了最快、最简单有效的通道，Internet已经成为人们日常学习、生活必不可少的部分，因此学习和了解Internet的技术和应用是非常必要的。本章主要讲述了Internet的基础知识和应用技术，通过本章的学习，可以了解Internet的功能，包括电子邮件服务、文件传输服务、远程登录、万维网服务；掌握Internet的基本概念，例如IP地址、DNS域名系统等；了解并掌握Internet的几种接入方式。

习    题

1.简述Internet的发展历程。

2.Internet的功能主要有哪几种？

3.为什么说Internet是开放的？

4. 试用图示说明Internet的基本结构。

5.简述Internet服务商提供的服务类型。

6.简述网吧局域网构建的基本过程。

7.试解释IP地址和域名地址的关系。

8.试简述DNS域名的层次管理机制。

9.中国的域名体系按什么来进行组织管理？

10.常见的Internet接入方式有哪几种？

第六章

1.略

2.Internet的功能主要有电子邮件服务、文件传输、远程登录、万维网服务等。

3.  Internet的开放性体现在它所采用的互联技术上和对用户的平等接纳及用户之间的信息交流上。

4.略

5. Internet接入服务、Internet系统集成服务和从事数据库及各种类型的信息方面的服务。

6.规划网络拓扑结构——布线施工图——购买线缆及设备——布线施工及测试——网络设备安装及调试——服务器及工作站应用软件配置调试

7. 数字型IP地址不直观、难以理解，难以记忆这些数字地址；域名地址用分层次的字符或字符串表示，易于记忆和管理。它们之间存在映射关系。

8. DNS的分层管理机制使它形成了一个规则的树型结构的名字空间在这棵结构树中，每个节点都有一个独立的节点名字，根节点的名字为空。兄弟节点不允许重名，而非兄弟节点可以重名，叶子节点通常用来代表主机。

9.组织模式

10. 拨号上网、ISDN、ADSL、DDN专线和Cable Modem