第7章 Internet技術(1 / 3)

從網絡通信技術的觀點來看,Internet是一個以TCP IP(Transmission Control Protocol Internet Protocol,傳輸控製協議網際協議)為基礎,連接各個國家、部門、機構等計算機網絡的數據通信網。從信息資源的觀點來看,Internet是一個集各個部門、各個領域的各種資源為一體的用戶網絡共享的數據資源網。

1.網絡互聯設備

根據OSI參考模型的分層觀點,互聯劃分為四個層次,即物理層、鏈路層、網絡層和高層,與之對應的網絡設備分別是中繼器(Repeater)、網橋(Bridge)、路由器(Router)和網關(Gateway)等。

(1)中繼器

中繼器(Repeater)工作在OSI模型的最低層(物理層),隻能用來連接具有相同物理層協議的局域網,其作用是放大電信號,用以擴充局域網電纜的物理距離限製。如粗以太網電纜最長為2.5公裏,但每500米之間都要通過中繼器進行連接。

(2)網橋

網橋(Bridge)是在OSI的數據鏈路層連接局域網的存儲轉發設備,它可以實現不同拓撲結構和不同傳輸介質的局域網連接。網橋也獨立於高層協議,但在實際應用中,它隻有連接協議一致並采用相同網絡操作係統的局域網才有實用價值。能過網橋還可將局域網連接到高速主幹網上,實現局域網和遠程網連接。使用網橋可以分散信息流量,隔離錯誤,提高網絡性能和安全性。

網橋可以是單一設備,也可以是一對“半網橋”,半網橋由中間通信設備連接起來,這種中間通信設備可以是直接鏈路、交換線路或寬域網絡。

(3)路由器

路由器(Router)工作在OSI的網絡層。它需要通過處理網絡層的數據分組或網絡地址來決定數據分組的轉發,路由器比網橋具有更強的網絡互連功能,網橋隻能檢查所傳送數據分組的目的地址是在本網內,還是需要轉發,路由器則根據網絡圖來檢查連到目的地址的各通路狀態,根據路徑、曆經的轉發點及費用,從中選擇“最佳”路由。

(4)網關

網關(GateWay)工作在OSI的傳輸層或更高層,它又稱作協議轉換器。網關用於連接不同體係結構的網絡或將大型主機和局域網連接。目前,遠程網大多使用X 25公用數據網,而局域網上的通信協議和X 25協議存在很大差別,前麵幾種網絡連接設備都不能實現它們之間的連接,隻有通過網關實現,它是最為複雜的網絡互聯設備。另外,大型主機一般都不支持局域網協議,如果將大型主機和局域網相連,也要使用網關。

2.TCP IP協議

TCP IP協議是指Internet各子網之間相互遵守的網絡通信協議,泛指所有與Internet有關的網絡協議簇。它不僅包括TCP與IP這兩個協議,而且還包括諸如DNS,FTP,Telnet等協議。對於TCP IP協議的問世,大約比目前的國際標準OSI模型早了10年,所以TCP IP協議看起來似乎不太符合國際標準。但由於TCP IP協議是由非專利性質的協議組成,並且這些協議不隸屬於任何一家公司,隻要願意,任何人都可以使用這些技術,因此,TCP IP協議得到了絕大多數廠商的支持,從而成為一個成熟的工業標準協議,並且被各種各樣的網絡所支持,最終發展成異種網之間較為完美的互聯協議。可以說,沒有TCP IP協議,就沒有今天的Internet。

TCP IP協議不是單個協議,而是一個協議組,主要包括傳輸控製協議(TCP)、用戶數據協議(UDP)、互聯網協議(IP)等主要內容。

Internet中有數百萬台主計算機,為了明確地標識每一台主機,TCP IP建立了一套編址方案,為每台主機分配一個IP地址。IP地址就是主機的代號,一台主機至少擁有一個IP地址。任何兩台主機的IP地址不允許相同,但是一台主機可以擁有多個IP地址。如果一台計算機雖然也連入Internet,並使用Internet的某些功能,但它沒有自己的IP地址,就不能稱為主機,它是通過連接某台具有IP地址的主機實現這些功能的,因此隻能作為上述主機的仿真終端,其作用如同該主機的普通終端一樣,而不論其自身的功能有多強。

IP地址是由32位二進製數,即4個字節組成的,通常用4個十進製數表示,每個十進製數的取值範圍為0~255,中間用圓點分隔,通常表示為mmm.ddd.ddd.ddd.例如:123.121.321.就可以表示網絡中某台主機的IP地址。

在mmm.ddd.ddd.ddd中,mmm用來表示網絡類別。mmm取值範圍為1~126時,表示主機號所在網絡為大型網,即A類網。mmm就是網絡的網號,其餘的數字用來表示主機號,mmm取值範圍為127~191時,表示主機所在網絡為中型網,即B類網。這時,前兩個數字合在一起就是該網絡的網號,第三個數字代表子網號,第四個數字則是主機號。mmm取值範圍為192~223時,表示主機所在網絡為小型網,即C類網。在這種情況下,前三個數字合在一起為該網絡的網號,第四個數字是主機號。

由於IP地址由數字構成,不便於用戶記憶和使用,人們又建立了與IP地址相對應的一套域名管理係統DNS(Domain Name System)。該管理係統為每台主機分配一個特定的標準名稱,並由分布式命名體係自動翻譯成IP地址,這種翻譯過程就是“名稱解析”。每台主機的標準名稱包括域名和主機名,由4部分構成,各部分之間也用圓點分隔,總長度不能超過254個字符。如bobcat.csc.wsu.edu。

標準名稱的命名規則與IP地址相反,自右向左越來越小。例如,上述名字最右邊的edu是最高層次的域名。edu表示該主機是美國教育部門;wsu是下一層次的域名,表示該機屬於華盛頓州立大學;csc是最低層次的域名,表示該機位於華盛頓州立大學的計算機服務中心;bobcat是主機名,表示該機叫做bobcat(實際為VAX11785機)。

域名應盡可能通俗易懂,美國常用的最高層次域名如:edu(美國教育部門),gov(美國政府部門),mil(美國軍事部門),org(事業機構),com(工商界)等。國家和地區的域名常使用兩個字母表示。例如:CN(中國),JP(日本),US(美國),FR(法國)等。

隨著Internet的商業化,Internet已經成為世界範圍關注的焦點。作為一個企業或者機構,如果想進入這個領域,增強同外部之間的交流與合作,接入Internet隻是一個時間問題,而擁有一個網上名稱——域名也是遲早的事情。域名可以簡單理解成接入Internet的單位在Internet上的名稱,在網上,人們可以通過域名來查找入網單位的網絡地址。如果選取與自己單位名稱、注冊商標相一致的域名,就便於別人查找,也與單位平時所作的一係列廣告宣傳統一起來,形成完整的單位形象。

3.接入技術

廣域網互聯可以解決遠程的局域網和計算機之間的連接,但是,大多數網絡都是公用網絡,不可能直接接入用戶的家中或辦公室裏,接入技術負責將用戶的局域網或計算機與公用網絡連接在一起,由於這是用戶與Internet連接的最後一步,因此,又叫最後一公裏技術。對接入的基本要求是:

①有很高的傳輸率(即帶寬),以便支持多媒體通信。一般情況下,人們對接收速率(即下行信道)的要求較高,而對發送速率(即上行信道)的要求較低,因此,傳輸率可以是不對稱的。

②隨時接通或至少可以迅速接通。像目前用的模擬信號Modem連通時間較長,並占用電話線,且不能在使用電話的同時保持連接狀態,顯然這不是一種理想的方式。

③價格便宜,工作可靠,隨處可用。

Internet接入作為一種通信基礎設施,它具有極大的市場前景,這也是當前IT產業界予以重視並投入巨資發展的原因。

傳統的接入技術是采用Modem通過電話網接入,也就是我們常說的撥號網絡。它的主要缺點是速度低,目前最新的Modem也僅是56Kbps,它也不能滿足視頻信號的要求。另外,它獨占電話線,Modem和電話就不能同時使用,而且,Modem每次建立連接所需時間也較長。這些缺點充分表明,它不是理想的接入手段。

現在,性能更高的幾種接入技術是:ISDN、低軌衛星網、同溫層電信網、ADSL Modem、電纜Modem和光纖網。

其中ISDN是成熟技術,確立了工業標準,目前比較現實的幾種技術是:低軌衛星網、電纜Modem和ADSL Modem。