4.2 因特网的基础知识 

本节为因特网的基础知识。

4.2.1 因特网概述 

1.什么是因特网（Internet）

因特网是一个全球性的计算机网络系统，它连接了成千上万、各种各样的计算机系统和网络，包括个人计算机、各种局域网和广域网以及大型系统工作站。

这些计算机系统和网络可以位于世界任何角落，不管是家庭、学校或企业，也不管在中国、美国或加拿大，只要连入因特网，就可以享用网上所有的信息资源和网络服务（如网络电话、网上聊天、网上购物等），也可以将自己的信息资源放在因特网上，与其他人共享和交流。

2.下一代因特网 

因特网影响着人类生产生活的方方面面，因特网在其高速发展的过程中，涌现出无数的优秀技术。但是，因特网还存在着很多问题未能解决，如安全性、带宽、地址短缺、无法适应新应用的要求等, 于是，人们不得不考虑改进现有的网络，采用新的地址方案、新的技术，尽早过渡到下一代因特网(Next Generation Internet，NGI)。

什么是NGI?简单的说，就是地址空间更大、更安全、更快、更方便的因特网。NGI涉及多项技术，其中最核心的就是IPv6(IP version 6)协议，它在扩展网络的地址容量、安全性、移动性、服务质量QoS以及对流的支持方面都具有明显的优势。

目前，全球各国都在积极向IPv6网络迁移。专门负责制定网络标准、政策的Internet Society 在2012年6月6日宣布，全球主要互联网服务提供商、网络设备厂商以及大型网站公司，于当日正式启用IPv6服务及产品。这意味着全球正式开展IPv6的部署，同时也促使广大的因特网用户逐渐适应新的变化。

4.2.2 因特网的基本概述 

1.TCP/IP协议

因特网中不同类型的物理网是通过路由器互联在一起的，各网络之间的数据传输采用TCP/IP控制。TCP/IP是一个由众多协议按层次组成的协议族，它们规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式及传送方式。可以说，TCP/IP（传输控制协议/网间协议）是因特网赖以工作的基础。

IP（Internet Protocol）协议是TCP/IP协议体系中的网络层协议，其主要功能是将不同类型的物理网络互联在一起。也就是说，它需要将不同格式的物理地址转换成统一的IP地址，将不同格式的帧（即物理网络传输的数据单元）转换为“IP数据报”，从而屏蔽下层物理网络的差异，向上层传输层提供IP数据报，实现无连接数据报传送服务。另外，IP协议还能从网上选择两结点之间的传输路径，将数据从一个结点按路径传输到另一个结点。

TCP（Transmission Control Protocol）即传输控制协议，位于传输层。TCP协议向应用层提供面向连接的服务，确保网上所发送的数据报可以完整地接收，一旦某个数据报丢失或损坏，TCP发送端可以通过协议机制重新发送这个数据报，以确保发送端到接收端的可靠传输。

2.IP地址和域名 

如同我们住在哪里都会有一个地址，方便别人找到一样，为了使信息能准确地传送到网络的指定地点，每一台与因特网相连的计算机都有一个永久的或临时分配的地址。因特网上计算机的地址有两种类型：一种是以阿拉伯数字表示的，称为IP地址；另一种是以英文单词和数字表示的，称为域名。

（1）IP地址

IP地址是Internet协议所规定的一种数字型标志，它是由0、1组成的二进制数字串，一共有32bit。

一个IP地址包含了两部分信息，即网络号和主机号。其中，网络号长度将决定整个Internet中能包含多少个网络，主机号长度则决定每个网络能容纳多少台主机。

为了便于管理、方便书写和记忆，每个IP地址分为4段，段与段之间用小数点隔开，每段再用一个十进制整数表示，每个十进制整数的取值范围是0～255。例如，202.112.128.50和202.204.86.1都是合法的IP地址。

按第1段的取值范围，IP地址可分为A、B、C、D、E 5类。

●A类IP地址：IP地址第1段为0～127。

●B类IP地址：IP地址第1段为128～191。

●C类IP地址：IP地址第1段为192～223。

●D类和E类留作特殊用途。

（2）域名

使用数字的IP地址很难让人记住，而且从IP地址本身，也得不到更多的信息。于是人们用“域名”——一组有含义的英文简写名来代替IP地址。

每个域名对应一个IP地址，且在全球是唯一的。

为了避免重名，主机的域名采用层次结构，各层次之间用“.”隔开，从右向左分别为第一级域名（最高级域名）、第二级域名……直至主机名（最低级域名）。其结构如下： 

在国际上，第一级域名采用通用的标准代码，分为组织机构和地址模式两类。除美国以外的国家都用主机所在的国家和地区名称作为第一级域名，例如：cn（中国）、jp（日本）、kr（韩国）、uk（英国）。

我国的第一级域名是cn，第二级域名也分为类别域名和地区域名。其中地区域名有bj（北京）、sh（上海）等。类别域名见表4-1。 

下面通过一个例子说明域名的组成。清华大学的域名是tsinghua.edu.cn，其组成结构如下。 

●cn：第一级域名，我国的第一级域名是cn。

●edu：第二级域名，采用的是类别域名，代表教育机构。

●tsinghua：主机名，采用的是清华大学的英文缩写。

关于域名还有以下几点要注意：

●因特网的域名不区分大小写；

●整个域名的长度不可超过255个字符；

●一台计算机一般只能拥有一个IP地址，但可以拥有多个域名地址；

●IP地址与域名间的转换由域名服务器DNS完成。 

3.DNS原理

域名和IP地址都表示主机的地址，实际上是一件事物的不同表示。当用域名访问网络上某个资源地址时，必须获得与这个域名相匹配的真正的IP地址，域名解析服务器（Domain Name Server,DNS）可以实现IP地址与域名的相互转换。用户可以将希望转换的域名放在一个DNS请求信息中，并将这个请求发送给DNS服务器，DNS从请求中取出域名，将它转换为对应的IP地址，然后在应答中将结果地址返回给用户。

4.因特网中的客户机/服务器体系结构 

计算机网络中的每台计算机既要为本地用户提供服务，也要为网络中其他用户提供服务，因此每台联网计算机的本地资源都可以作为共享资源提供给其他主机用户使用。 

在因特网的TCP／IP环境中，联网计算机之间相互通信的模式采用客户机／服务器（Client/Server）模式，简称为C／S结构，其示意图如图4-4所示。图中，客户机向服务器发出服务请求，服务器响应客户机的请求，提供客户机所要求的网络服务。提出请求，发起本次通信的计算机进程叫做客户机进程，响应、处理请求，提供服务的计算机进程叫做服务器进程。

因特网中常见的C／S结构应用有Telnet远程登录、FTP文件传输服务、HTTP超文本服务、DNS域名解析服务等。 

4.2.3 接入因特网 

1.ADSL

ADSL（非对称数字用户线路）是目前用电话线接入因特网的主流技术，这种接入技术的非对称性体现在上、下行速率的不同，高速下行信道速率一般在15~8 Mbit/s，低速上行速率一般在16~640 kbit/s。

采用ADSL接入因特网，除了需要一台带有网卡的计算机和一条直拨电话线外，还需向电信部门申请ADSL业务，由相关服务部门负责安装话音分离器、ADSL调制解调器和拨号软件。 

2.ISP

要接入因特网，需要寻找一个合适的Internet服务提供商（Internet Service Provider,ISP）。ISP一般提供分配IP地址、网关、DNS、联网软件、各种因特网服务、接入服务等。 

3.无线连接

架设无线网需要一台无线AP。通过AP，装有无线网卡的计算机或天线设备就可以快速、方便地接入因特网。普通的小型办公室、家庭，有一个AP就已经足够，几个邻居之间也可以共享一个AP，共同上网。

几乎所有的无线网络都在某一个点上连接到有线网络中，以便访问Internet。AP就像一个简单的有线交换机一样，将计算机和ADSL或有线局域连接起来，达到接入因特网的目的。例如，无线ADSL调制解调器兼具无线局域网和ADSL的功能，只要将电话线接入无线ADSL调制解调器，即可享受无线网络和因特网的各种服务了。