7.4   Internet基础

7.4.1   Internet的起源和发展

1.Internet的起源

Internet是在美国较早的军用计算机网ARPAnet的基础上经过不断发展变化而形成的，其起源主要可分为以下几个阶段：

（1）Internet的雏形形成阶段：1969年，美国国防部高级研究计划局（ARPA，AdvancedResearch Projects Agency）开始建立一个命名为ARPANET的网络，当时建立这个网络只是为了将美国的几个军事及研究用电脑主机连接起来，人们普遍认为这就是Internet的雏形。

（2）Internet的发展阶段：美国国家科学基金会NSF）在1985开始建立NSFNet。NSF规划建立了15个超级计算中心及国家教育科研网，用于支持科研和教育的全国性规模的计算机网络NFSNet，并以此作为基础，实现同其他网络的连接。NSFNet成为Internet上主要用于科研和教育的主干部分，代替了ARPANet的骨干地位。

1989年MILNet（由ARPANet分离出来）实现和NSFNet连接后，就开始采用Internet这个名称。此后，其他部门的计算机网相继并入Internet，ARPANet宣告解散。

(3) Internet的商业化阶段：90年代初，商业机构开始进入Internet，使Internet开始了商业化的新进程，也成为Internet大发展的强大推动力。

1995年，NSFNET停止运作，Internet已彻底商业化了。           

这种把不同网络连接在一起的技术的出现，使计算机网络的发展进入一个新的时期，形成由网络实体相互连接而构成的超级计算机网络，人们把这种网络形态称为Internet（互联网络）。

Internet在中国的发展

¢第一阶段为1987～1993年，我国一些科研部门通过Internet建立电子邮件系统，并在小范围内为国内少数重点高校和科研机构提供电子邮件服务。

第二阶段为1994～1995年，这一阶段是教育科研网发展阶段。北京中关村地区及清华、北大组成的NCFC网于1994年4月开通了与国际Internet的64kbps专线连接，同时还设立了中国最高域名（CN）服务器。这时，中国才算真正加入了国际Internet行列。此后又建成了中国教育和科研计算机网CERNet。

第三阶段是1995年以后，该阶段开始了商业应用。

我国现有四大主干网络的基本情况：

1）公用计算机互联网（ChinaNet）

ChinaNet是由原邮电部组织建设和管理的。原邮电部与美国Sprint Link公司在1994年签署Internet互连协议，开始在北京、上海两个电信局进行Internet网络互连工程。目前，ChinaNet在北京和上海分别有两条专线，作为国际出口。

ChinaNet由骨干网和接入网组成。骨干网是ChinaNet的主要信息通路，覆盖全国各省市、自治区，包括8个地区网络中心和31个省市网络分中心；接入网是由各省内建设的网络节点形成的网络。

2）中国教育和科研计算机网（CERNet）

中国教育和科研计算机网CERNet是1994年由国家计委、原国家教委批准立项，原国家教委主持建设和管理的全国性教育和科研计算机互联网络。该项目的目标是建设一个全国性的教育科研基础设施，把全国大部分高校连接起来，实现资源共享。它是全国最大的公益性互联网络。

CERNet已建成由全国主干网、地区网和校园网在内的三级层次结构网络。CERNet分四级管理，分别是全国网络中心、地区网络中心和地区主节点、省教育科研网、校园网。CERNet全国网络中心设在清华大学，负责全国主干网的运行管理。地区网络中心和地区主节点分别设在清华大学、北京大学、北京邮电大学、上海交通大学、西安交通大学、华中科技大学、华南理工大学、电子科技大学、东南大学、东北大学这10所高校，负责地区网的运行管理和规划建设。

CERNet还是中国开展下一代互联网研究的试验网络，它以现有的网络设施和技术力量为依托，建立了全国规模的IPv6试验网。CERNet在全国第一个实现了与国际下一代高速网Internet 2的互联，目前国内仅有CERNet的用户可以顺利地直接访问Internet 2。CERNet的建设，加快了我国的信息基础建设，缩小了与先进国家在信息领域的差距，也为我国计算机信息网络建设起到了积极的示范作用。

3）中国科学技术网（CSTNet）

中国科技信息网（简称China STNet）是国家科学技术委员会联合全国各省、市的科技信息机构，采用先进信息技术建立起来的信息服务网络，旨在促进全社会广泛的信息共享、信息交流。中国科技信息网络的建成对于加快中国国内信息资源的开发和利用，促进国际交流与合作起到了积极的作用，以其丰富的信息资源和多样化的服务方式为国内外科技界和高技术产业界的广大用户提供服务。

中国科技信息网是利用公用数据通信网为基础的信息增值服务网，在地理上覆盖全国各省市，逻辑上连接各部、委和各省、市科技信息机构，是国家科技信息系统骨干网，同时也是国际Internet的接入网。中国科技信息网从服务功能上是Intranet和Internet的结合。其Intranet功能为国家科委系统内部提供了办公自动化的平台以及国家科委、地方省市科委和其他部委科技司局之间的信息传输渠道；其Internet功能则为主要服务于专业科技信息服务机构，包括国家、地方省市和各部委科技信息服务机构。

中国科技信息网自1994年与Internet接通之后取得了迅速发展，目前已经在全国20余个省市建立网络节点。

4）国家公用经济信息通信网络（金桥网：ChinaGBN）

金桥网是建立在金桥工程上的业务网，支持金关、金税、金卡等“金”字头工程的应用。它覆盖全国，实行国际联网，为用户提供专用信道、网络服务和信息服务的基干网。金桥网由吉通公司牵头建设并接入Internet。

3．Internet的发展趋势

从1996年起世界各国陆续启动下一代高速互联网络及其关键技术的研究，与现在使用的互联网相比，下一代互联网具有以下不同：

（1）规模更大：下一代互联网将逐渐放弃IPv4，启用IPv6地址协议。IPv6地址空间由IPv4的32位扩大到128位，2的128次方形成了一个巨大的地址空间，未来的移动电话，电视、冰箱等信息家电都可以拥有自己的IP地址，一切都可以通过网络来控制，把人类带进真正的数字化时代。

（2）速度更快：下一代互联网的网络传输速率比现在提高1000倍以上，这与目前的“宽带网”是两个截然不同的概念，下一代互联网强调的是端到端的绝对速度。2004年12月7日，CERNet2（第二代中国教育和科研计算机网）在北京与天津就实现了真正流量达每秒400亿比特的传输速率，传输一本《辞海》的内容只用一眨眼的工夫。

（3）更安全：目前的因特网因为种种原因，在体系设计上有一些不完善的地方，存在大量安全隐患，下一代互联网将在建设之初就从体系设计上充分考虑安全问题，使网络安全的可控制性、可管理性大大增强。

7.4.2   Internet的组成及常用专业术语

1. Internet的组成

  1）物理网

物理网是实现因特网通信的基础，它的作用类似于现实生活中的交通网络，像一个巨大的蜘蛛网覆盖着全球，而且在仍然不断延伸和加密。

  2）协议

在Internet上传输的信息至少遵循三个协议：网际协议、传输协议和应用程序协议。网际协议负责将信息发送到指定的接收机；传输协议（TCP）负责管理被传送信息的完整性；应用程序协议几乎和应用程序一样多，如STMP、Telnet、FTP和HTTP等，每一个应用程序都有自己的协议，它负责将网络传输的信息转换成用户能够识别的信息。

  3）应用软件

实际应用中，通过一个个具体的应用软件与Internet打交道。每一个应用程序的使用代表着要获取Internet提供的某种网络服务。例如，通过WWW浏览器可以访问Internet上的Web服务器，享受图文并茂的网页信息。

  4）信息

没有信息，网络就没有任何价值。信息在网络世界中就像货物在交通网络中一样，建设物理网（修建公路）、制定协议（交通规则）和使用各种各样的应用软件（交通工具）的目的是传输信息（运送货物）。 

2.Internet的常用专业术语

  与Internet打交道常常会接触一些常用的名词或术语，有的在本书中其他部分已经涉及，如TCP/IP、FTP、E-mail、WWW、Telnet、BBS、POP、SMTP等，此处仅列出在其他部分未涉及的部分名词或术语。

（1）ISP：服务提供商，主要为用户提供拨号上网、WWW浏览、FTP、收发E-mail、BBS、Telnet等各种服务。

（2）PPP协议：点对点协议，Modem与ISP连接通信时所支持的协议。

（3）DNS：域名服务器，用户间Internet任意站点的必由之路，也相当于指路牌。在配置Internet软件时，必须将ISP提供给自己的DNS的IP地址写正确。

（4）博客：Blog或Weblog，源于“WebLog”（网络日志）的缩写，是一种十分简易的傻瓜化个人信息发布方式。 

7.4.3   Internet的IP地址及域名系统

IP地址

Internet是一个庞大的网络，在这个庞大的网络上进行信息交换的基本要求就是在网上的每台计算机、路由器等都要有一个唯一可标识的地址，就像日常生活中朋友间通信必须写明通信地址一样。在Internet上为每个计算机指定的唯一的32位地址称为IP地址，也称为网际地址。

IP地址具有固定、规范的格式，它由32位二进制数组成，分成4段，其中每8位构成一段，这样每段所能表示的十进制数的范围最大不超过255，段与段之间用“.”隔开。为了便于识别和表达，IP地址以十进制形式表示，每8位为一组用一个十进制数表示。例如：

        11001010.01110111.00000010.11000111

是一个IP地址，它对应的十进制数的IP地址为202.119.2.199。

IP地址分类

IP地址常用A、B、C三类，它们均由网络号和主机号两部分组成，规定每一组都不能用全0和全1，通常全0表示网络本身的IP地址，全1表示网络广播的IP地址。为了区分类别A、B、C，三类的最高位分别为0、10、110，如图7-18所示。

A类IP地址 : 

用8位来标识网络号，24位标识主机号，最前面一位为“0”，这样A类IP地址所能表示的网络数范围为1～127，即1.x.y.z～126.x.y.z格式的IP地址都属于A类IP地址。A类IP地址通常用于大型网络。

B类IP地址

用16位来标识网络号，16位标识主机号，最前面两位为“10”。网络号和主机号的数量大致相当，分别用两个8位来表示，第一个8位表示的数的范围为128～191。B类IP地址适用于中等规模的网络，每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。例如各地区的网络管理中心。

C类IP地址

用24位来标识网络号，8位标识主机号，最前面三位为“110”。网络号的数量要远大于主机号，如一个C类IP地址共可连上254台主机。C类IP地址的第一个8位表示数的范围数为192～223。C类IP地址一般适用于校园网等小型网络。

综上所述：从第一段的十进制数字即可分出IP地址的类别，

子网掩码

子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网的根据。最为简单的理解就是将两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接通信。

一般来说，一个单位IP地址获取的最小单位是C类（256个），有的单位拥有IP地址却没有那么多的主机入网，造成IP地址的浪费；有的单位不够用，形成IP地址紧缺。这样，我们有时可以根据需要把一个网络划分成更小的子网。

正常情况下的子网掩码的地址为：网络位全为“1”，主机位全为“0”。因此有：

    A类地址网络的子网掩码地址为：255.0.0.0。

    B类地址网络的子网掩码地址为：255.255.0.0。

    C类地址网络的子网掩码地址为：255.255.255.0

可以利用主机位的一位或几位将子网进一步划分，缩小主机的地址空间而获得一个范围较小的、实际的网络地址（子网地址），这样更便于网络管理。

2. Internet域名系统

为了方便用户，Internet在IP地址的基础上提供了一种面向用户的字符型主机命名机制，这就是域名系统，它是一种更高级的地址形式。

1）域名系统与主机命名

在Internet中，IP地址是一个具有32比特长的数字，用十进制表示时，也有12位整数，对于一般用户来说，要记住这类抽象数字的IP地址是十分困难的。

为了向一般用户提供一种直观明了的主机识别符，TCP/IP协议专门设计了一种字符型的主机命名机制，也就是说给每一台主机一个有规律的名字（由字符串组成）。

2）Internet域名系统的规定

Internet制定了一组正式的通用标准代码，作为第一级域名。

   组织模式是按组织管理的层次结构划分所产生的组织型域名，由三个字母组成，而地理模式则是按国别地理区域划分所产生的地理型域名，这类域名是世界各国和地区的名称，并且规定由两个字母组成。

3）中国互联网络的域名规定

           根据已发布的《中国互联网络域名注册暂行管理办法》，中国互联网络的域名体系最高级为cn。二级域名共40个，分为6个“类别域名”（AC、COM、EDU、GOV、NET和ORG）和34个“行政区域名”（如BJ、SH、TJ等）。二级域名中除了EDU的管理和运行由中国教育和科研计算机网络中心负责之外，其余全部由中国互联网络信息中心CNNIC负责。

7.4.4   Internet的接入方式

随着互联网技术的蓬勃发展，Internet已经成为世界上覆盖面最广、规模最大，信息资源最丰富的计算机网络，网络应用日益普及。

目前Internet的接入技术比较多，常用的主要有以下几种：

1.  PSTN方式

PSTN（PublishedSwitched Telephone Network，公用电话交换网）技术是利用PSTN通过调制解调器拨号实现用户接入的方式。这种接入方式是大家非常熟悉的一种接入方式，目前最高的速率为56kbps，已经达到香农定理确定的信道容量极限，这种速率远远不能够满足宽带多媒体信息的传输需求。连接方式如图7-19所示。

由于电话网非常普及，用户终端设备Modem很便宜，如果家里有电脑，只要到一个提供拔号入网服务的ISP（Internet服务提供者）办理入网手续，申请一个入网账号，把电话线接入Modem就可以直接上网。因此，PSTN拨号接入方式比较经济，至今仍是网络接入的主要手段。

2. ADSL方式

 ADSL（AsymmetricalDigital Subscriber Line，非对称数字用户环路）是一种能够通过普通电话线提供宽带数据业务的技术，也是目前极具发展前景的一种接入技术。ADSL素有“网络快车”之美誉，因其下行速率高、频带宽、性能优、安装方便、不需交纳电话费等特点而深受广大用户喜爱。

ADSL方式

ADSL接入技术示意如图7-20所示。ADSL方案的最大特点是不需要改造信号传输线路，完全可以利用普通铜质电话线作为传输介质，配上专用的Modem即可实现数据高速传输。ADSL支持上行速率640Kbps～1Mbps，下行速率1～8Mbps，其有效的传输距离在3～5公里范围以内。在ADSL接入方案中，每个用户都有单独的一条线路与ADSL局端相连，它的结构可以看作是星形结构，数据传输带宽是由每一个用户独享的。

3.  LAN方式

如果用户是通过局域网（LAN）连接Internet，则不需要调制解调器和电话线路，而是需要一个网卡和网络连接线，通过集线器或交换机经路由器接入Internet，这种方式实际上是将局域网作为一个子网接入Internet。最近各电信公司以及部分ISP都在推出宽带LAN接入方式上网，用户PC的上网速率可达2Mbps（至少确保512Kbps）。

4.  无线方式

由于铺设光纤的费用很高，对于需要宽带接入的用户，一些城市提供无线接入。用户通过高频天线和ISP连接，距离在10km左右，带宽为2～11Mbps，费用低廉，性能价格比很高，但是受地形和距离的限制，适合城市里距离ISP不远的用户。

无线接入技术主要有以下几种类型：蜂窝技术、数字无绳技术、点对点微波技术、卫星技术、蓝牙技术等。

7.4.5  接入Internet的计算机的上网设置

1. 虚拟拨号（PPPoE技术）设置

2. 本地连接上网设置