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第13章 因特网(1)

(第一节)什么是因特网

我们所说的上网一般少不了利用因特网。因特网(Internet)又称国际计算机互联网,是目前世界上影响最大的国际性计算机网络。其准确的描述是:因特网是一个网络的网络(anetworkofnetwork)。它以TCP/IP网络协议将各种不同类型、不同规模、位于不同地理位置的物理网络联接成一个整体。它也是一个国际性的通信网络集合体,融合了现代通信技术和现代计算机技术,集各个部门、领域的各种信息资源为一体,从而构成网上用户共享的信息资源网。它的出现是世界由工业化走向信息化的必然和象征。

因特网最早来源于1969年美国国防部高级研究计划局(DefenseAdvancedResearchProjectsAgency,DARPA)的前身ARPA建立的ARPAnet。最初的ARPAnet主要用于军事研究目的。1972年,ARPAnet首次与公众见面,由此成为现代计算机网络诞生的标志。ARPAnet在技术上的另一个重大贡献是TCP/IP协议簇的开发和使用。ARPAnet试验并奠定了因特网存在和发展的基础,较好地解决了异种计算机网络之间互联的一系列理论和技术问题。

在因特网的发展中,局域网和其他广域网的产生和发展对起到了重要的作用。其中,最有影响的就是美国国家科学基金会(NationalScienceFoundation,NSF)建立的美国国家科学基金网NSFnet。它于1990年6月彻底取代了ARPAnet而成为因特网的主干网,但NSFnet对因特网的最大贡献是使因特网向全社会开放。随着网上通信量的迅猛增长,1990年9月,由Merit、IBM和MCI公司联合建立了先进网络与科学公司ANS(AdvancedNetwork&Science,Inc)。其目的是建立一个全美范围的T3级主干网,能以45Mb/s的速率传送数据,相当于每秒传送1400页文本信息,到1991年底,NSFnet的全部主干网都已同ANS提供的T3级主干网相通。

因特网具有全球传播信息;信息容量大、时效长;检索使用便捷;入网方式灵活多样;使用费用低廉等特点。不管是对个人还是集体、国家都有非常大的帮助,而且也普及到了各个领域。

Internet的定义,其实目前为此也没有一个总结性的定义给Internet。从网络通信技术的角度看,Internet是一个以TCP/IP网络协议连接各个国家、各个地区以及各个机构的计算机网络的数据通信网。从信息资源的角度看,Internet是一个集各个部门、各个领域的各种信息资源为一体,供网上用户共享的信息资源网。今天的Internet已远远超过了网络的涵义,它是一个社会。虽然至今还没有一个准确的定义概括Internet,但是这个定义应从通信协议、物理连接、资源共享、相互联系、相互通信的角度综合考虑。从一般角度认为Internet的定义应包含下面三个方面的内容:

Internet是一个基于TCP/IP协议族的网络;

Internet是一个网络用户的集团,用户使用网络资源,同时也为该网络的发展壮大贡献力量;Internet是所有可被访问和利用的信息资源的集合。

(第二节)因特网的游戏规则

玩游戏的时候,就会有一个游戏规则来控制。TCP/IP就是因特网的游戏规则。协议是网络的软件基础。因此,在我们深入研究多如牛毛的协议细节之前,将给出关于TCP/IP的基础知识,以及TCP/IP与它们之间的关系。同时你也会学到一些在计算机和通信等IT行业中最热门的行话。

一、什么是TCP/IP协议

TCP/IP协议(TransferControlProtocol/InternetProtocol)叫做传输控制/网际协议,又叫网络通讯协议,这个协议是Internet国际互联网络的基础。

TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议,传输控制协议(TCP)和网际协议(IP),但TCP/IP实际上是一组协议,它包括上百个各种功能的协议,如:远程登录、文件传输和电子邮件等,而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族,而不单单是TCP和IP。

二、TCP/IP独立宣言

TCP/IP最大的优点之一是它与所有可采用的方法无关:它不依赖于网络模型,无论是环形还是星形,TCP/IP都适用;它与传输媒体无关,有线传输或卫星传输都可以;它不受具体的销售商的限制;它不取决于操作系统和计算机硬件。TCP/IP能够连接任意网络并在其上运行。也有其他的一些网络协议,如IBM的SNA,或者Novell的SPX/IPX,但没有一个协议能象TCP/IP一样可以连接各种不同的硬件和软件平台。这个多面性是TCP/IP成为世界上最流行的网络协议的原因。

三、TCP/IP协议族介绍

TCP/IP协议族中拥有上百个互为关联的协议,不同功能的协议分布在不同的协议层,以下是几个常用协议:

Telnet(RemoteLogin):虚拟终端协议,提供远程登录功能,一台计算机用户可以登录到远程的另一台计算机上,如同在远程主机上直接操作一样;

FTP(FileTransferProtocol):远程文件传输协议,允许用户将远程主机上的文件拷贝到自己的计算机上;

SMTP(SimpleMailTransferProtocol):简单邮政传输协议,用于传输电子邮件;

DNS(DomainNameSystem):域名系统,用于将主机名映射转换成它们的网络IP地址。

UDP(UserDatagramProtocol):用户数据包协议,它和TCP一样位于传输层,和IP协议配合使用,在传输数据时省去包头,但它不能提供数据包的重传,所以适合传输较短的文件。

HTTP(Hyper-TextTransportProtocol):超文本传输协议,用于在互联网上传输超文本文件的协议。它对一个HTTP客户程序和一个HTTP服务程序进行端对端的连接。HTTP是在万维网(WWW)上所应用的最重要的协议。

四、TCP/IP的数据传输

TCP/IP协议传输数据包(datagram),是基本传输单位,TCP协议负责把数据分成若干个数据包,并给每个数据包加上包头(就像给一封信加上信封),包头上有相应的编号,以保证在数据接收端能将数据还原为原来的格式,IP协议在每个包头上再加上接收端主机地址,这样数据才可以找到自己要去的地方(就像信封上要写明地址一样)。如果传输过程中出现数据丢失、数据失真等情况,TCP协议会自动要求数据重新传输,并重新组包。总之,IP协议保证数据的传输,TCP协议保证数据传输的质量。

TCP/IP协议数据的传输基于TCP/IP协议的四层结构:应用层、传输层、网络层、接口层,数据在传输时每通过一层就要在数据上加个包头,其中的数据供接收端同一层协议使用,而在接收端,每经过一层要把用过的包头去掉,这样来保证传输数据的格式完全一致。

(第三节)TCP/IP干了些什么

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