作者：邢慧娟
出版社：航空工业出版社
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Internet基础与应用试读：
前言
Internet将世界各地成千上万的计算机网络连在一起，组成了一个全球性的计算机网络。它是一个集各领域的各种资源于一体、能供网上用户共享的资源宝库。
我国自1994年正式接入Internet以来，网络用户数量不断增长，如今已经形成Internet的学习和使用热潮。通过Internet，人们不仅可以浏览信息、发送电子邮件、参与BBS，还可以实现网络交流与娱乐或进行电子商务等。Internet将成为电话、电视之后，又一项给我们生活方式带来巨大变化的科技力量。
全书以应用性为指导原则，将所有内容分为两大部分。其中，第一部分为基础知识部分，共分十章，全面介绍了Internet的基础知识和使用方法，内容包括计算机网络入门、Internet基础知识、信息浏览、资源搜索、电子邮件服务、网络交流与娱乐、文件下载、电子商务、网络安全以及网站建设与推广，力求使读者在思想上对Internet有较高的认识；第二部分为实验指导与习题答案部分，为读者安排了十三个与正文内容相配合的实验，以提高读者的应用技能。本书最后有习题答案，可供读者学习时参考。
由于作者水平和经验有限，加之Internet的发展十分迅速，书中难免存在一些疏漏和不妥之处，欢迎读者批评指正，作者的电子邮件地址为：xhjwhy@sohu.com。作者2008年7月
第一部分 基础知识
第1章 计算机网络入门
内容提要
☆ 认识计算机网络
☆ 计算机网络的分类
☆ 计算机网络的组成
☆ 计算机网络的结构与工作模式
课前导读
计算机的出现使人类进入了电子革命的伟大时代，而计算机技术与通信技术的结合所形成的计算机网络更使得人类社会成为一个小村落。美国哥伦比亚大学的社会学家利用互联网技术做了一次实验，证明只要通过“电子邮件的六次接力”，一个人就可以同世界上任何一个陌生人联系上，可见网络对人类生活的影响。计算机网络已成为人们生活不可或缺的一部分，而Internet业已成为计算机网络的分支——广域网的代名词，所以学习Internet已成为必然趋势。
要掌握Internet，首先应了解计算机网络。本章将集中学习计算机网络的发展简史、定义、分类、组成及结构，以便为后续章节的学习打下基础。
1.1 认识计算机网络
1.1.1 计算机网络的发展简史
计算机网络至今已有大概60年的历史，从具有通信功能的单机系统网络到能够共享资源的多机系统网络，到具有协议的规范化网络，再到应用广泛的互联网。计算机网络的发展历史大致可以分为以下四个阶段。
第一阶段：网络产生阶段。20世纪50年代，为了解决计算机的价格与使用之间的矛盾，人们将一台计算机通过通信线路将其与若干个显示终端进行连接，构成了具有简单通信功能的计算机网络。
第二阶段：网络共享阶段。20世纪60年代，为了实现计算机之间的数据传送与资源共享，人们将若干台计算机利用通信线路进行连接，使得其共享目的成为现实。典型的共享网络有ARPA——美国国防部下属的高级研究计划管理局建立的ARPANET。
第三阶段：网络标准化阶段。60到70年代，由计算机发展所产生的操作系统不同而导致的通信不便要求有一个共同的标准——协议来保证计算机网络的应用不会受到限制。目前比较流行的协议是ARPANET推出的TCP/IP协议，TCP/IP协议可以在各种硬件和操作系统上实现，并且已成为建立计算机网络的首选协议。
第四阶段：网络国际化阶段。80年代的计算机网络已经有了相当的发展，尤其是广域网中Internet（因特网）的广泛使用，网络已成为人类获取资源与信息的最方便的一种手段。
计算机研究机构正在准备实施“下一代Internet计划”。预计其端到端的传输速率将达到10Gb/s，网络服务技术将更加先进，整个网络的安全、管理也将会有很大改进。2003年8月，我国启动了“中国下一代互联网示范工程CNGI”项目。CNGI项目是我国下一代互联网发展战略的起步工程，同时也是我国抓住互联网技术变革的重要历史机遇迅速占领下一代互联网新技术的制高点，是实现跨越式发展的重大工程。通过几年的建设和技术攻关，CNGI项目一期建设已通过了初步验收，获得了突破性进展与成果。这些成果的获得，使我国下一代互联网研究水平已经处于世界先进水平。我们拭目以待下一代Internet。
1.1.2 计算机网络的定义
从上一节计算机网络的发展简史可以知道，计算机网络发展的主要目的是为了实现数据传送和资源共享，其形成离不开计算机、通信线路、通信设备等硬件，同时它也不能没有必要的软件支撑，如网络协议，网络操作系统等。从而我们可以给出计算机网络的定义：“将处于不同地理位置的有独立功能的计算机用通信线路和设备进行连接，并配以必要的网络操作系统及网络协议，以达到实现数据传送和资源共享等其他应用目的的计算机系统称之为计算机网络。”
1.1.3 计算机网络的功能
前面说过，计算机网络发展的主要目的是为了实现数据传送和资源共享，所以数据传送和资源共享也就是计算机网络的两大基本功能。
1.数据传送
计算机网络能用来快速传送计算机与终端以及计算机之间的各种信息。它不仅可以大大缩短数据的传送时间，而且可以节约资源，它还能将各部门及单位联系起来，使各种资源得到优化配置。比如我们常听说的电子邮件的传送，只要网络畅通，几秒钟就可以将邮件从发送方传送至远在另一个地方的接收方。
2.资源共享
资源共享包括硬件资源、软件资源和数据资源的共享。
* 硬件资源：常见的硬件资源有服务器，打印机等设备资源。这些设备比较昂贵，如果能进行网络共享，将减少很多资金消耗。多个用户共享一台服务器，用户工作站可以不必安装硬盘，所有文件都在服务器上，管理员可以备份所有用户的数据；共享的打印机可以使得整个网络用户共享使用，而不必为每台计算机都配备一台打印机；其他的外设如扫描仪，汇图仪等都可以实现共享。
* 软件资源：计算机只有配上软件才能实现其运算与控制功能。如果没有计算机网络，为每台计算机都购买一份软件将会是一笔不小的开销，而计算机网络的存在却解决了这个问题。我们可以通过购买一份网络版计算机软件，来实现多人共用、节约成本的目的。
* 数据资源：网络中的数据资源十分丰富。例如，我们可以在网上查询各种科研资料、人口数据资料、矿产资料、铁路信息资料等。
3.提高计算机的可靠性和可用性
正是因为计算机网络所具有的两大基本功能，使得网络中的每台计算机都可以共享其他计算机的共享资源，也可将本地的资源共享或传送到别的计算机。这样，当本地计算机出现故障时，可以避免信息丢失，从而提高计算机的可靠性和可用性。
4.便于分布处理
解决小的事务，也许只需一台计算机就足够，但对于较大的综合性事务，单一的计算机却很难办到，计算机网络则可以解决这类问题。比如，对于大的软件系统设计可以将其分成若干个小的模块，然后同时分布于不同的计算机进行处理，最后通过网络共享进行整合即可。总之，多机同时分布可以达到快速解决复杂事务的效果。
1.1.4 计算机网络的典型应用
计算机网络的应用十分广泛，如信息查询、网络通讯、网上交流、网上娱乐、网络教学、网上支付、网上购物等，下面简单介绍其中的几种典型应用。
1.信息查询
如今的计算机网络信息包罗万象，从日常生活中的衣、食、住、行，到最新发生的国内、国际事件和事件评述，再到各种兵器知识、小说、软件，真可谓是应有尽有。
如果你正在炒股，你不仅可以及时了解和股市相关的资讯，还可以看到众多机构和专家分析，以及网友的评论。又如，如果你想去旅游但对该市的公交路线茫然不知，那么进行网上信息查询，所有的乘车牌号及路线图都会清晰地呈现在你眼前。
2.网络教学
教学的完成离不开教育者、受教育者及教育手段三要素。传统的教学是教育者带领几十个受教育者接受教育的过程。这种教学手段避免不了让受教育者感到学习目标不明确、探索交流不足、学习氛围较差等弊端，以至于受教育者厌学、弃学事件频繁发生。而网络教学则可以避免传统教学的不足，网络教学是利用全球共享的教育资源，将多媒体教学素材、网络教学课件、学习工具软件等融于教学课堂的一种新型教学方法。其图文并茂、形象直观的特点能为学生创设各种情境，从而激起学生强烈的学习欲望，真正做到以受教育者为本，从而达到改善教学效果的目的。
3.网上支付
以往的商品支付是通过现金、邮局汇款或直接去银行转账的方式进行的。这种支付方式限制了商品流通，对于相隔较远的商家和买家无疑会产生相当大的不便。随着人们生活水平的加快，这种交易方式显然有些不合时宜。互联网的出现却可改变以前不合时宜的交易方式，网上交易逐渐被人们所推崇。网上支付是指可随时随地地通过互联网进行直接转账结算的电子支付，是对传统支付结算业务的重大革命。
目前主流的电子支付方式是采用第三方转账支付。第三方转账支付的模式是：买家和卖家在同一个平台上，买家通过平台在各个银行的接口将购买货物的货款转账到平台的账户上，平台程序在受到银行到款通知后，将信息发送给卖家，卖家在受到平台发送的确认信息后，按照买家的地址发货，买家确认货物后发送信息到平台，平台将买家的货款再转入卖家的账户。此类方式由于有较好的担保机制从而受到大多数用户的青睐。
另外一种较为流行的方式是通过网上银行直接转账。用户可以通过自己的借记卡、信用卡的所在银行在网上申请支付。基本的流程为用户通过网站提供的接口，将购买物品的费用直接转入商家的对应银行的账户，在成功转入银行账户后，将确认信息通过e-mail或者电话方式与商家取得联系，确认信息正确后，商家将用户购买的商品发送给用户。只不过此类方式没有担保机制。
1.2 计算机网络的分类
计算机网络的分类方法有多种。按拓扑结构可分为总线型、星型、环型计算机网络等；按服务提供的方式可分为对等网和客户端/服务器网；按介质访问方法可以分为以太网、令牌环网、令牌总线网。本节基于网络的覆盖范围对计算机网络进行分类，将其分为局域网、城域网、广域网三类。
1.2.1 局域网
局域网（Local Area Network）简称LAN，它是局限于一定区域的计算机网络。一定区域一般指方圆十公里以内的一个办公室、一个学校、一个企业等。局域网能被广泛使用是因为它具有一些特别的优点：
* 局域网一般属于某个单位所有，便于安装、维护与管理；
* 局域网的传输距离较短，网络连接设备少，因而受外界干扰较小，数据传输时的误码率低；
* 局域网具有很高的数据传输速率，一般已经能够达到10Mb/s以上，快速的能够达到1000Mb/s。
误码率（简称BER）指传输中的误码/所传输的总码数*100%。
数据传输速率指每秒种传输构成数据代码的二进制位数，单位记作b/s。
目前计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆，这构成了有线局域网。无线局域网（简称WLAN）利用电磁波为媒介进行数据的发送和接收，它主要适用于不便铺设电缆的地方和流动的网络用户，能快速、方便地解决以有线方式不易实现的问题。在最近几年里，WLAN已经在医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛的应用。
1.2.2 城域网
城域网（Metropolitan Area Network）简称MAN，其覆盖范围界于局域网和广域网之间，作用距离从几十公里到上百公里，能够覆盖一座城市。它在一个特定的范围将小型的局域网连接起来，能满足政府机构、学校、公司等单位对高速、高质量数据通信业务的需求。城域网的传输速率比局域网高。城域网是国家信息高速公路NNI（National Information Infrastructure）与城市广大用户之间的中间环节。
目前所说的宽带城域网是指在一个城市范围内提供宽带数据及多媒体业务、用于接入用户和发展增值业务的综合数据网络。它能够为城域网用户提供可靠、安全、高速的信息服务。
1.2.3 广域网
广域网（Wide Area Network）简称WAN，也称远程网。其范围可以覆盖一个地区、国家或跨几大洲。它是一个远距离的资源网络，其间包含大量的电缆和电话线，目的是为了让分布较远的各局域网互连。它的结构可分为末端系统（两端的用户集合）和通信系统（中间链路）两部分。通信系统是广域网的关键，它主要有公共电话网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）、专线（DDN）、帧中继（FR）和异步传输模式（ATM）。
由于广域网使用公共传输网，又因为近年来互联网用户的急剧增长,特别是多媒体的应用使网络上的信息流量增加，使得网络的信号传输误码率较高，数据传输速率也较低。所以增加网络带宽，提高信息传输速率成为互联网发展的一个关键。
常听到的Internet就是一个典型的广域网。本书后续章节将为读者详细讲解Internet的理论与应用技术。
1.3 计算机网络的组成
计算机网络主要由网络硬件设备、网络协议、网络操作系统、服务器、工作站等组成，其各自的特点如下。
1.3.1 网络硬件设备
网络硬件设备主要有网卡、调制解调器、路由器、集线器、交换机、传输介质等，如图1-1～图1-5所示。图1-1 网卡图1-2 调制解调器图1-3 路由器图1-4 集线器图1-5 交换机
* 网卡：它是一个可插入微机扩展槽的网络接口板，负责主机与网络的信息传输控制。目前，随着芯片的集成度越来越高，此项功能大多被集成到主板上，因而一般不再需要独立的网卡。
* 调制解调器：它能把计算机的数字信号转换成可沿普通电话线传送的脉冲信号，而这些脉冲信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收，并转换成计算机能识别的信号，以完成两台计算机间的通信。
* 路由器：它的作用在于找到网络中数据传输最合适的路径。目前的路由器大多集成了交换机和路由器两个功能。
* 集线器：它采用共享带宽的工作方式，通过通信线路将计算机连接起来，对接收到的信号进行放大以扩大网络传输距离。
* 交换机：它采用独享带宽的工作方式，能完成封装转发数据包以实现信息交换。
* 传输介质：将网络中的设备连接起来的物理通道。包括有线传输介质（同轴电缆、双绞线和光纤）和无线传输介质（微波、红外线、卫星通信等）。
1.3.2 网络协议
就像人与人之间必须有共同的语言、行动准则社会才能稳定发展一样，计算机之间的通信也需要有一致的标准——协议。网络协议是连入网络的计算机必须共同遵守的一组规范和标准，它可以保证计算机网络有条不紊地运行。网络协议至少有三个因素：语法、语义、时序。语法定义了信号传送的格式；语义是用来协调通信和实现错误处理的控制信息；时序是指速率匹配及数据的排序。
在计算机网络发展的过程中形成了多种协议，局域网用得多的是IPX/SPX协议，Internet采用的是TCP/IP协议，NETBEUI协议是Windows 98之前的操作系统的缺省协议。
1.3.3 网络操作系统
网络操作系统可实现操作系统的所有功能，它负责整个网络的软、硬件资源的管理和任务的调度，能够对网络中的资源进行管理和共享，提供了用户与网络的接口。目前应用比较广泛的计算机网络操作系统主要有Windows系列操作系统、UNIX操作系统和Linux操作系统。
Windows系列操作系统是微软开发的一种界面友好、操作简便的网络操作系统，其服务器端操作系统包括Windows NT Server、Windows 2000 Server和Windows Server 2003等，客户端操作系统有Windows 95/98/me、Windows WorkStation、Windows 2000 Professional和Windows XP等。UNIX操作系统是麻省理工学院开发的安全性、稳定性比较高的网络操作系统。Linux操作系统是芬兰赫尔辛基大学的学生Linux Torvalds开发的具有UNIX操作系统特征的新一代网络操作系统。它的最大特征是源代码向用户完全公开，便于用户修改。
1.3.4 服务器
服务器（Server）是指安装有网络操作系统并能通过网络为外部机器提供服务的特殊设备，它能存储、处理网络上80%的数据信息，是计算机网络的核心。它的构成与微机基本相似，有CPU、内存、硬盘及各种总线等，但功能却要大得多。如果说个人电脑是为满足个人需要而设计的，那么可以说服务器是为满足多用户需要而设计的，它凭借其特殊性能通过网络互联达到同时为多用户服务的目的。
正因为对服务器作用的特殊要求，所以服务器必须具备超强的硬件和软件性能。其硬件、软件性能应能通过网络实现高速度的运算、长时间的可靠运行和数据的处理，并应具有良好的可扩充能力。
服务器的分法有多种，按照网络规模划分，服务器分为工作组级服务器、部门级服务器、企业级服务器；按照用途划分，服务器可以分为通用型服务器和专用型服务器（专门为某一种或某几种功能而设计的服务器）。
1.3.5 工作站
工作站（Workstation）是用户向服务器申请服务的终端设备，是用户真正的工作平台。用户可以利用它处理日常工作事务，也可以向服务器索取各种信息和数据，申请服务器提供服务。当工作站安装服务器软件可以为外界提供服务时，工作站也就成为服务器。
1.4 计算机网络的结构与工作模式
1.4.1 计算机网络的体系结构
计算机网络是一个复杂的体系，按一定的功能可以对其进行分层，具有通信协议和一定功能的各层称为“层次”，层次之间处理问题的交接点称为“接口”。计算机网络体系结构就是各层网络协议、网络各层功能和相邻接口协议规范的集合。
计算机网络发展的过程中产生了多种协议，本节以国际标准化组织（ISO）于1983年创建的开放系统互连参考模型（简称OSI）为例说明网络的体系结构。
OSI参考模型将网络通信按功能分为七个层次，其层次功能如图1-6所示。
* 物理层：为最低层，该层主要利用传输介质为数据链路层提供物理接口，负责主机之间的比特位传送，典型的物理层协议有RS-232系列；
* 数据链路层：为第二层，实现数据（帧）在计算机之间的流量控制和无差错控制。典型的数据链路层协议有HDLC（高级数据链路层控制规程）；
* 网络层：为第三层，它把数据分成一定长度的分组（或称包），并为包选择最适当的路径，进行拥塞控制，使数据包传到目的地。典型的网络层协议有IP协议，X.25协议等；
* 传输层：为第四层，在网络体系结构中起承上启下的作用，以报文的形式为主机间提供端到端的传送服务，典型的传输协议是TCP协议；
* 会话层：为第五层，以报文的形式提供一个面向用户的连接服务，并对数据传输进行管理，典型的会话层协议是NetBIOS协议；
* 表示层：为第六层，以报文的形式执行协议转换，数据翻译等，在网络格式和计算机格式之间起翻译作用，典型采用的协议是ASCII；
* 应用层：为最高层，是计算机网络与最终用户间的接口，利用网络资源向应用程序直接提供服务，采用的协议有FTP、HTTP等。图1-6 OSI参考模型
1.4.2 计算机网络的拓扑结构
计算机网络中的设备（称为节点）与传输介质（称为线路）的物理布局称为计算机网络的拓扑结构。网络的拓扑结构影响网络的安装、维护的难易和性能的高低。
网络最基本的拓扑结构有三种：总线型、环型和星型拓扑结构。分述如下：
1.总线型拓扑结构（如图1-7所示）
图1-7 总线型拓扑结构该拓扑结构的特点为：
* 所有的节点都在一条总线上，任何一个节点的信息都可以沿着总线向两个方向传输，所以一次只能由一个节点传输信息；
* 安装比较简单，易于扩充；
* 网络响应速度快，共享资源能力强，可靠性高；
* 故障诊断和隔离困难。
总线型拓扑结构适用于计算机不多，位置相对比较集中的网络。但是，由于这种拓扑结构具有一些致命缺点，如故障的全局性突出、故障诊断比较困难等，目前已基本淘汰。
2.环型拓扑结构（如图1-8所示）
图1-8 环型拓扑结构该拓扑结构的特点为：
* 每个节点都与相邻的两个节点相连，所有节点由总线路构成一条闭合回路，信息的传输方向是单一的；
* 结构简单，但由于线路是封闭的，不易扩展；
* 节点过多会影响传输速率，有一个节点断开，所有节点间的通信将被中止；
* 故障诊断和隔离困难。
环型网络结构适用于计算机不多，实时性要求比较高的网络。同样，这种拓扑结构在现实中也极少采用。
3.星型拓扑结构（如图1-9所示）
该拓扑结构的特点为：
* 以中央节点（通常为集线器）为中心进行连接，任意两个节点间的通信都要通过中央节点转接，节点的独立性较强，但对中央节点的设备依赖性强；
* 结构简单，便于安装，利用中心节点很容易建立网络之间各节点的连接；
* 每个节点都要通过中央节点转接线路和数据，所以通信线路利用率不高，且中央节点负担较重；
* 由于各节点与中央节点直接相连，出现故障易于查出和隔离。
星型拓扑结构适合于计算机较多的大型网络，但线路过多会增加安装耗费。不过，由于网络设备和传输介质价格的大幅度降低，此种拓扑结构已成为标准的拓扑结构。图1-9 星型拓扑结构
1.4.3 计算机网络的工作模式
1.分布式系统
分布式系统是建立在计算机网络之上的软件系统，它支持分布式处理，是在由通信网络互联的多处理机体系结构上执行任务的系统。分布式系统包括分布式操作系统、分布式程序设计语言及其编译系统、分布式文件系统和分布式数据库系统等。也就是说，分布式系统与计算机网络在物理结构上是基本相同的，其区别更多的在于高层软件，尤其是操作系统。网络操作系统要求网络用户在使用网络资源时首先必须了解网络资源，必须知道网络中各个计算机的功能与配置、软件资源、网络文件结构等情况，但分布式操作系统中存在一个以全局的方式管理计算机资源的网络操作系统，用户可以调度网络资源而不必关心网络中资源的分布情况。一个典型的分布式系统的例子是万维网（World Wide Web），在万维网中，所有的内容看起来就像是一个文档页面一样。
2.客户机/服务器工作模式
客户机/服务器（Client/Server，简称C/S）模式中有一台或多台服务器以及大量的客户机。在这种模式下，服务器有大容量的存储器并安装有数据库系统，用于数据的存放和数据检索，它有足够的能力把通过其处理后用户所需的那一部分数据通过网络传送到客户机去，为用户提供各种网络服务；客户端安装专用的软件，负责数据的输入、运算和输出，它能访问服务器中的资料。Internet技术兴起后，对C/S模式进行了改进，用户通过浏览器向分布在网络上的许多服务器发出请求从而获得所需的信息。客户机/服务器（C/S）模式也就成为浏览器/服务器（B/S）模式。
本章小结
本章将计算机网络分为从具有通信功能的单机到能够共享资源的多机，到产生标准化的协议，再到应用广泛的互联网的四个阶段。然后由计算机网络的发展简史引出了计算机网络的定义，总结了计算机网络的功能，并就现代网络的发展状况给出了其在三个方面的应用。后面三节就计算机网络在地理覆盖范围不同下的分类、计算机网络的组成、计算机网络的开放系统互连参考模型和网络的工作模式进行了阐述。
思考与练习
一、填空题
1._______________和_______________是计算机网络的两大基本功能。
2.共享资源包括_______________、_______________和_______________。
3.按网络的覆盖范围来分，可将计算机网络分为_______________、_______________和_______________。
4.计算机网络由_______________、_______________、_______________、_______________和_______________组成。
5.网络协议的三个要素是_______________、_______________和_______________。
6.服务器是_______________服务的特殊设备，工作站是能向服务器_______________服务的设备。
7.OSI参考模型按功能从低到高可分为_________________和_______________七层。
二、简答题
1.什么是计算机网络？计算机网络的主要功能有哪些？
2.举出生活中使用计算机网络的两个例子。
3.计算机网络基本的拓扑结构有哪些？各有什么特点？
第2章 Internet基础知识
内容提要
☆ Internet概述
☆ TCP/IP协议概述
☆ Internet应用入门
☆ Internet接入方式
课前导读
Internet将世界各地成千上万的计算机网络连在一起，组成了一个全球性的计算机网络。它是一个集各领域的各种资源于一体、能供网上用户共享的资源宝库。如今，全球的Internet用户已超过十亿。我国自1994年正式接入Internet以来，网民数量增长迅猛，如今已经形成Internet的学习和使用热潮。相信今后将会有更多的用户加入Internet。
本章将讲解Internet的基础知识，包括Internet的产生与发展、Internet通信基础、Internet协议和电脑接入Internet的常见方式等。
2.1 Internet概述
2.1.1 Internet的产生与发展
ARPA（Advanced Research Project Agency，美国国防部高级研究计划署）为了增强国防计算机网络的安全性，于1969年1月开始研制新型计算机网络。最初它只是在美国四所大学之间组建了一个实验性的网络——ARPANET，即Internet的前身。1977年，连接到ARPANET的计算机已有100多台，其间，ARPA开发了可用于“异构”环境中的TCP/IP协议，使得各种类型的计算机网络之间可以进行通信。1983年，该网络已连接了300多台计算机，供美国研究机构和政府部门使用，TCP/IP协议成为其网络的标准协议。同时，美国其他一些研究机构所建立的计算机广域网也采用了ARPANET的协议。1984年ARPANET分解成两个网络：一个网络仍称为ARPANET——民用科研网；另一个网络则是MILNET——军事计算机网络。1985年，NSF（美国国家科学基金会）围绕其六个大型计算机中心开始建设计算机网络。1986年，NSF建成了NSFNET——国家科学基金网，其网络覆盖了美国主要的大学和研究所。NSFNET后来接管了ARPANET，并将其改名为Internet。这就是Internet的由来。
后来，Internet扩大了其网络的应用范围，不再仅限于学校和研究机构。这时，世界上的许多国家开始纷纷接入到Internet，美国政府将Internet主干网转交给私人公司经营。随着由CERN（欧洲原子核研究组织）开发的WWW（万维网）在Internet上被广泛使用，广大非网络专业人员也开始使用计算机网络，Internet的使用量呈现指数级的增长。如今，Internet已经成为世界上规模最大和增长速度最快的计算机网络。
目前，“下一代Internet”已进入研制阶段，预计其端到端的传输速率将达到10Gb/s，网络服务技术将更加先进，整个网络的管理与安全也将会有很大改进。
2.1.2 Internet在中国的发展
1992年6月，中国科学院与NSF国际联网负责人第一次正式讨论中国接入Internet的问题。第二年3月，中国科学院高能物理研究所接入美国斯坦福线性加速器中心的64K专线正式开通，这是中国部分连入Internet的第一根专线。1994年4月初，中国重申连入Internet的要求得到认可。20日，NCFC（中关村地区教育与科研示范网络）工程连入Internet的64K国际专线开通，中国就此成为国际上真正拥有全功能Internet的第77个国家。
1997年，我国实现了四大主干网的互联互通，即CHINANET（中国公用计算机互联网）与CSTNET（中国科技网）、CERNET（中国教育和科研计算机网）、CHINAGBN（中国金桥信息网）的互联互通。同时，我国也制定了相关的法律、法规以保障网络的健康发展。从此，中国互联网进入普及及应用的快速增长时期。
如今，中国已兴起了学习和使用Internet的热潮，Internet的用户数量已上亿。可以想见，随着Internet的广泛普及与使用，Internet将成为使人们工作、学习、娱乐方式升级的强大力量。
2.1.3 Internet提供的服务
Internet实现了全球的信息连接，它是一个源源不断的资料库。用户可以很方便地从中获得丰富多样的信息，还可以通过它传送各种形式的信息。总之，Internet能够提供的服务很多，下面介绍几种常见的服务。
1.远程登录服务
远程登录使得本地机与远程机之间能够建立联系，使得可以把本地的计算机暂时作为远程主机的一个仿真终端，通过终端仿真协议在远程主机给定的登录界面上进行账户登录，用户可以实时使用远程计算机上对外开放的资源。
2.文件传输服务
文件传输服务不仅允许用户得到其他连网计算机上的共享文件，而且允许将其计算机上的文件传送到连网的其他计算机上。传输的文件既可以是文本文件，也可以是非文本文件（如声音文件、图像文件等）。
3.电子邮件服务
电子邮件服务为用户提供了一种方便、高效的现代通信方式。用户在计算机网络中提供电子信箱的平台上申请到电子信箱并进行账户登录后，就可以编辑电子邮件进行发送。目前的电子邮箱不仅可以传送文字，还可以以附件的形式传送文件、图片等。
4.电子公告板服务
电子公告板（简称BBS），即是网络中的论坛。它是为用户提供的用以展示“公告”信息的平台。用户通过BBS不仅可以随时发布或取得各种新的消息，也可以浏览或发布自己对某些感兴趣话题的观点或看法。
5.其他服务
其实，Internet中几乎包含了人们生活和工作方方面面的信息，例如，人们可以通过Internet进行天气查询、网上购物、网上娱乐、网上求职、网上游戏等。
2.1.4 Internet通信基础
1.基本概念
* 数据：是表征事物的一种形式，如文字、声音、图像等。数据可分为模拟数据（如声音）和数字数据（如文本）。
* 信息：是数据的内容和解释。
* 信号：是数据的具体物理表现。信号可分为模拟信号和数字信号。模拟信号是一种连续变化的电信号，其波形类似正弦、余弦曲线；数字信号是一种离散变化的电信号，在计算机中其波形值为0（高电平）或1（低电平）。
* 数据通信：是把数据以信号的形式从发送端传到接收端的过程。
2.数据通信
数据通信的实现应具备三个基本要素，即信源（数据发源地）、通信信道（数据的传输媒介）、信宿（数据的目的地）。衡量数据通信的主要指标有数据传输速率、信道容量、误码率等。信道容量是指信道能够传输信息的最大能力，以每秒钟能传输的比特位为单位，记为b/s。
根据信号方式的不同，数据通信可分为模拟通信和数字通信两种。与模拟通信相比，数字通信具有明显的优点：
* 抗干扰能力强。模拟信号在传输过程中和叠加的噪声很难分离，噪声会随着信号被传输、放大，严重影响通信质量。数字通信中的信息包含在脉冲的有无之中，只要噪声不超过某一极限值，接收端便可以判别脉冲的有无，以保证通信的可靠性。
* 远距离传输能保证质量。数字通信采用再生中继方式，能够消除噪声，再生的数字信号和原来的数字信号一样，可继续传输下去，这样通信质量便不会受距离的影响，从而可高质量地进行远距离传输。
由于数字通信具有模拟通信不可比拟的优点，所以数字通信发展很迅速。但是要使数字信号在模拟信道（如电话网）上传输必须对信号进行调制，以实现数字信号和模拟信号之间的转换，所以在计算机或其他数字终端会安装调制解调器。调制解调器是调制器与解调器集成的一个设备，调制器将数字信号的波形转换成模拟信号的波形，而解调器能将调制器转换过的模拟信号恢复成原来的数字信号。
数据交换是网络中结点之间进行数据传输的基础，分组交换是Internet所采用的一种数据交换方式。为了降低网络线路成本和提高数据传输速率，以最少的线路来传输尽可能多的数据，计算机网络引入了分组交换技术。在分组交换网中，数据不再以大块的数据块方式通过一条专用线路直接发送给目的方，网络中每次所传送数据量的大小都有限制，规定每次所传输的数据单位为一个分组（信息包）。当一台计算机准备好数据后，就可以发送分组，从而实现多用户共用网络线路，达到资源共享的目的。
2.2 TCP/IP协议概述
2.2.1 TCP/IP协议参考模型
ARPANET的设计者在20世纪60年代后期设计出了用于不同网络操作系统的TCP/IP协议。TCP/IP协议的开发早于OSI参考模型，但TCP/IP比OSI的层次少，更简洁、实用，所以TCP/IP协议成为Internet事实上的工业标准和国际标准。
TCP/IP协议也采用层次体系结构，但它与OSI模型所分的层次有所不同。TCP/IP协议从下至上分为网络接口层、网络层、传输层和应用层四个层次。其层次结构与功能如表2-1所示。表2-1 TCP/IP参考模型层次结构与功能表
OSI参考模型作为一个完整的、严谨的体系结构，有它的生存空间，但TCP/IP协议参考模型在目前的应用中却占据着统治地位，在下一代网络中它也将会有强大的发展潜力。
2.2.2 IP协议
IP（Internet Protocol）协议，又称网际协议，是TCP/IP协议的核心。它负责Internet上网络之间的通信，并规定了将数据报从一个网络传输到另一个网络所应遵循的规则。具体来说，IP协议不但定义了数据传输时的基本单元和格式，还定义了数据报的递交方法和路由选择。此外，在TCP/IP网络中，主机之间进行通信所必需的地址，也是通过IP协议来实现的。有了这种地址，计算机网络用户之间才能够方便地进行通信。正是因为有了IP协议，因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。因此，IP协议也称之为“因特网协议”。
虽然IP协议保证了计算机之间可以发送和接收数据报，但它不负责解决数据报传送的可靠性等安全问题，这些安全因素主要由TCP协议负责完成。
2.2.3 TCP协议
TCP（Transport Control Protocol）协议，即传输控制协议，在TCP/IP的传输层负责任何两台计算机之间的连接。也就是说，TCP是一个面向连接的协议，它在送出真正的数据之前，会先利用控制信息和对方建立连接。另外，它还可以解决IP协议的不安全因素，为数据报正确、安全地到达目的地提供保障。网络中的每条线路都有一个流量极限，在Internet上，当一条线路上的负载已超出其流量极限时，一些数据报就会丢失，导致数据报在传输过程中失去安全保障。而TCP协议提供了可靠传输的机制，它能够自动检测所丢失的数据报并自动重传，从而弥补IP协议的不足。此外，它还负责过滤多个重复的数据报，接收最先到达的那一个。
虽然IP和TCP两个协议的功能不尽相同，可以分开单独使用，但它们在功能上是互补的。凡是要连接到Internet上的计算机，都必须同时安装和使用这两个协议。
2.2.4 下一代的网际协议IPv6
IP协议是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。IPv6（Internet Protocol Version 6）是IETF（互联网工程任务组）设计的用于替代现行版本IP协议IPv4的下一代IP协议，所以它是“下一代Internet”研究计划的核心之一。IPv4协议从1984年发布以来，已经完善、应用了20年，IPv6不可能在短时间内取代它，但IPv6有利于互联网的持续和长久发展。这是因为，与IPv4相比，IPv6具有更大的地址空间（IP地址为128位）、更高的安全性、更易于管理等优点。
目前，从整体上来说，IPv6技术已经成熟，标准也基本完善，正处于与IPv4相互并存和过渡的阶段。
ICMP协议：即因特网控制报文协议，在TCP/IP协议中，它是IP协议的延伸和不可分割的组成部分，它使用IP数据报传输设施发送报文，并且有传输控制、出错报告和其他的检查功能。
UDP协议：（User Daragram Protocol）协议，即用户数据报协议，UDP协议通常用于传输数据量较小、对数据的正确性要求不是很高的场合。在传输层中，UDP协议提供一种面向无连接的服务，即在数据传输时不必先与对方建立联系，这就使得协议本身的开销非常小，性能也比TCP协议高，只是可靠性略低。
2.3 Internet应用入门
2.3.1 IP地址
在TCP/IP网络中，每个主机都有一个由IP协议所规定的具有统一格式的地址，Internet通过IP地址使得网络上的计算机能够彼此交换信息。
1.IP地址的特点
* 唯一性：网络上的每台计算机的IP地址在全网中是唯一的；
* 全面性：凡是网络上的计算机，都必须分配有IP地址，否则无法进行通信；
* 格式化：IP地址由32位二进制数组成，分成4段，其中每8位构成一段，段与段之间用“.”隔开。
2.IP地址的分类
每个IP地址都由网络类型、网络ID和主机ID组成。网络类型用来区别IP地址的类型，网络ID确定了入网主机所在的网络，主机ID确定了此网络中的特定主机。
Internet委员会（IAB）定义了五类IP地址，即A、B、C、D、E五类，并通过对第一个字节的前几位进行设定来表示IP地址类型。其格式说明如表2-2所示。表2-2 五类IP地址
3.特殊IP地址
* 如果IP地址的主机ID为全0，则表示这个网络本身。例如，192.168.0.0表示192.168.0这个网络。
* 如果IP地址的的主机ID为全1，则该IP地址表示是一个网络或子网的广播地址。例如，如果发信息给192.168.0.255，表示将信息发送给192.168.0网络上的每个主机。
* 私有IP地址：此类IP地址专门为组织机构内部使用。如果用户的网络要连接到Internet，但又未申请到足够的IP地址，或从安全角度考虑不想让更多的主机直接连到Internet，那么可在内部网络中使用私有IP地址，并通过代理服务器接入Internet。
私有IP地址有如下几种：
1个A类地址 10.0.0.0～10.255.255.255
16个B类地址 172.16.0.0～172.31.255.255
256个C类地址 192.168.0.0～192.168.255.255
4.IP地址说明
由于Internet网络的发展，A类地址早已分配完，大部分B类地址也均已分配，只有C类地址尚可分配。而新的网际协议IPv6将IP地址扩展到128位，能适应Internet用户数量急剧增长的需求，缓解IP地址的紧张状况。
2.3.2 域名系统
对于用户来讲，记住有象征性的名字比记住一堆数字要容易的多。IP地址由一长串的数字组成，如果能使用名字代表IP地址标识网络中的计算机，那么网络的通信将更加轻松。为此，我们把能与IP地址一一映射的主机名称为域名。把Internet所采用的主机命名系统称之为域名系统（Domain Name System，简称DNS）。
DNS的主要任务是由域名服务器把用名字所表示的域名转换成IP协议能够理解的IP地址，这种过程称为域名解析。
连网的计算机一般具有的域名结构为：
计算机主机名.机构名.网络名.顶级域名
如：“wyh.cug.edu.cn”表示“why主机.中国地质大学.教育机构.中国”
顶级域名目前采用两种划分方式，划分及举例如下：
* 通用顶级域名；如com—商业机构、edu—教育机构、gov—政府机构、mil—军事机构、net—网络机构、org—非盈利性机构。
* 国家顶级域名；cn—中国、kr—韩国、jp—日本、us—美国、fr—法国、it—意大利、mx—墨西哥、nz—新西兰、ru—俄罗斯等。
我国在国际互联网信息中心正式注册的国家顶级域名是cn，并把二级域名划分为类别域名和行政区域名两类。如，ac—科研机构为类别域名；bj—北京、sx—山西为行政区域名。
2.3.3 IP地址、域名与网址（URL）的关系
统一资源定位符（Uniform Resource Locator，简称URL），是用于完整地描述Internet上网页和其他资源的地址的一种标识方法。Internet上的每一个网页都具有一个唯一的名称标识，通常称之为URL地址，俗称网址。URL用于标识Ineternet网络中任何可用的数据对象。如：“http://www.cug.edu.cn/”为中国地质大学的URL地址。
简单地说，每个IP地址对应于一个域名，每个域名对应一个具体连网机构的名称，而网址是网络中的每个网页。举例说明，中国地质大学的门牌号相当于IP地址，而www.cug.edu.cn为中国地质大学网站的域名，但要访问中国地质大学的部门网站，则需使用其网址“http://www.cug.edu.cn/new/unit/unit.htm”。
2.3.4 使用中文网址
中文网址是通用网址系统的重要组成部分。通用网址技术是基于域名提出的，它是通过建立通用网址与URL的对应关系，为互联网用户提供的定位网络资源的一种访问技术。它能有效降低URL网址的复杂性，是实现用户访问资源的一种便捷方式。访问者不用记忆或输入URL网址，只要使用通用网址，如单位的名称或拼音就可以直接找到目标网站。通用网址包含中文网址、英文网址、数字网址等。中文网址主要是为使用中文访问网络资源服务的。如，在网址栏里输入“中国地质大学”，然后单击“转到”按扭，即可进入中国地质大学网站。
2.3.5 了解WWW
WWW是World Wide Web（环球信息网）的缩写，也可以简称为Web，中文名字为“万维网”。它是Internet上最受欢迎、最为流行的信息检索工具。从技术角度上说，WWW是Internet上那些支持WWW协议和HTTP协议（超文本传输协议）的客户机与服务器的集合，通过它可以存取世界各地的超媒体文件，内容包括文字、图形、声音、资料库，以及各式各样的软件。WWW是第一个真正的全球性超媒体网络，它为全世界的人们提供了查找和共享信息的手段，改变了人们研究、处理信息的方式。如今，全世界已经掀起了使用WWW的热潮，WWW几乎成了Internet的代名词。
2.4 Internet接入方式
要想访问Internet上的信息资源，必须首先使自己的计算机或局域网通过ISP（Internet服务提供商）与Internet互连。ISP是Internet服务的提供者，它一方面为用户提供Internet的接入服务，另一方面为用户提供各种信息服务。用户通过各种通信线路与ISP进行连接，ISP又与Internet连接，从而使得用户实现与Internet的连接。
目前，常见的Internet接入方式主要有拨号接入、ADSL接入、小区宽带接入、无线接入、局域网接入等。
2.4.1 拨号接入
这是前些年最为普及的一种Internet接入方式。这种接入方式要求用户计算机和ISP的接入服务器均通过调制解调器与电话线相连，用户通过在网络连接对话窗口中输入ISP提供的电话号码与ISP的接入服务器建立连接。连接建立后，用户只需通过点击连接图标，并在所示对话窗口中输入用户名和密码就可以访问Internet了。不过由于宽带接入技术的发展以及用户对较高传输速率的要求，这种通过传统的电话线拨号的窄带接入方式已基本淘汰。
2.4.2 ADSL接入
随着Internet的迅猛发展，人们对网络带宽及速率提出了更高的要求，这促使网络由低速向高速、由窄带向宽带方向迅速发展。宽带的接入速率是普通拨号上网速率的几十至几百倍，因此，宽带接入技术成为Internet接入的主流技术。ADSL技术就是比较流行的一种宽带接入技术。
1.ADSL技术
ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line，即非对称数字用户线）技术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Internet接入技术。它使用一对电话线，在用户线两端各安装一个ADSL调制解调器，该调制解调器将带宽分为三个频段：普通电话业务频段、上行数据信息传送频段和下行数据信息传送频段。电话线上能产生三个信息通道：速率为16kb/s～1Mb/s的中速双工通道；速率为1.5Mb/s～9Mb/s的高速下行通道，用于下载信息；第三个是POTS通道，主要以保证即使ADSL连接失败了，语音通信仍能正常运转。这就表示，ADSL技术可以使得用户同时可以使用电话通信和Internet信息服务，而不会相互干扰。
内置ADSL Modem的安装方法与安装普通网卡类似。外置ADSL Modem的安装如图2-1所示。图2-1 外置ADSL Modem安装
2.ADSL接入的优点
* 安装方便，经济节约。采用ADSL技术，可以利用现有电话网中的电话线路，只需在用户端安装ADSL设备，就可以为用户提供高速宽带服务。
* 两种服务，互不干扰。采用ADSL技术，可以同时实现电话通信与网络服务，避免了用普通Modem上网就不能拨打电话和接听电话的麻烦。
* 宽带传输，方便快捷。ADSL设备可为用户提供高速宽带服务，下行速率通常为8Mb/s，上行速率通常为1Mb/s，比普通Modem要快上百倍。
* 专线上网，费用低廉。虽然ADSL与普通电话线共用同一条电话线，但数据并不通过电话机。因为ADSL设备中有一个语音分离器（POTS Spliter），它可以将电话线传来的数字信号和电话语音信号进行分离，数字信号可直接发送到网上，电话语音信号则传送到电话交换网，这样用户上网无需经过电话机，自然不需要缴纳拨号上网的电话费用。
ADSL因其下行速率高、性能优、安装方便等优点而深受广大用户的喜爱，成为继Modem、ISDN之后的又一种全新、快捷、高效的接入方式。
上行速率一般是指从电脑向网络上传的速度；下行速率一般是指从网络上进行下载的速度。
ISDN：即综合业务数字网，它是以电话网为基础发展起来的数字通信网，它能在一对普通电话线上提供语音、数据、图像等综合性业务，并可连接多台终端、计算机或电话同时进行通信，俗称“一线通”。
3.建立ADSL连接
就目前来说，要申请ADSL宽带上网，用户必须首先到当地电信部门去申请，他们会按照要求提供给用户一个上网用户名和密码，并免费提供话音分离器和ADSL Modem。此外，在规定的时间内，电信部门还会上门协助用户安装ADSL。
ADSL硬件连接十分简单，具体可参见图2-1。除此之外，用户还需要对电脑进行一些软件方面的设置，下面就来详细谈谈这方面的情况。
以ADSL宽带接入Internet的用户，在Windows系统中进行连接设置时，采用的是PPPoE协议。Windows XP/2003系统内集成了对PPPoE协议的支持，因此用户不需要安装任何第三方的PPPoE拨号软件。使用PPPoE配置Windows XP宽带连接的操作步骤如下。（1）单击“开始”按钮，选择“控制面板”，打开“控制面板”窗口。（2）在左窗格中单击“切换到经典视图”，此时控制面板窗口将如图2-2所示。（3）双击右窗格中的“网络连接”图标，打开“网络连接”窗口，如图2-3所示。图2-2 经典视图模式下的控制面板窗口图2-3 “网络连接”窗口（4）在窗口左侧的“网络任务”中单击“创建一个新的连接”选项，打开“新建连接向导”对话框，如图2-4所示。（5）单击“下一步”按钮，选择网络连接类型，在此选择第一类，如图2-5所示。图2-4 使用新建连接向导图2-5 选择网络连接（6）单击“下一步”按钮，设置Internet连接，选择“手动设置我的连接”项，如图2-6所示。（7）单击“下一步”按钮，选择“用要求用户名和密码的宽带连接来连接”项，如图2-7所示。图2-6 选择连接设置方式图2-7 选择连接到Internet的方式（8）单击“下一步”按钮，在“ISP名称”文本框中输入ISP名称，如图2-8所示。（9）单击“下一步”按钮，在“Internet账户信息”中输入ISP所提供的用户名和密码，如图2-9所示。
ISP名称可随意起；用户名和密码在用户申请ADSL时由电信部门提供。图2-8 设置ISP连接名图2-9 输入Internet账户信息（10）单击“下一步”按钮，在“正在完成新建连接向导”窗口中复查各个选项结果。如设置无误，单击“完成”按钮，如图2-10所示。为了以后使用方便，应在此窗口中选中“在我的桌面上添加一个到此连接的快捷方式”复选框。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]