Internet的发展、接入与信息服务
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发布时间：2022-03-30 11:16
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时间：2022-03-30 12:45
一、什么是Internet
Internet，曾被译为“国际互联网”、“国际网”等，现在我们称为“因特网”，它是以美国ANSNET为主干网，其他国家和地区的主干网通过接入Internet主干网而连入Internet，从而构成了一个全球范围的互联网络。Internet就是将世界各个地方已有的各种广域网和局域网连接起来，形成一个跨越国界范围的庞大的互联网络。它实际并不是“一个”网络，而是将成千上万个不同类型的网络连接起来，因此有“计算机网络的网络”之称。
二、Internet的产生和发展
1.Internet的雏形——ARPAnet的诞生
Internet，这个人类历史上如此伟大的工程，究竟诞生在什么时候，各界说法不一，比较流行的说法是说它诞生于1969年10月29日，以ARPA（Advanced Research Project Agency，美国国防部高级研究计划署）出资建成的ARPAnet上UCLA（美国加州大学洛杉矶分校）第一节点与SRI（斯坦福研究院）第二节点的连通，实现分组交换技术的远程通讯作为正式诞生的标志。最初只有分布在四所大学的四台计算机接入，到1972年时，ARPAnet网上的网点数已达40多个。
在20世纪70年代中期至80年代初，随着ARPAnet的发展，成功设计了TCP/IP协议，解决了异种网络的互联。到1983年ARPAnet被分解为ARPAnet（民用网）和MIL NET（军用网）。这使ARPAnet的公用部分从其军用部分分离出来，而同年1月1日起，在ARPAnet中，NCP协议全面终止，所有参与ARPAnet的网络全部转向TCP/IP协议。当时的Internet被定义成连接到ARPAnet的基于TCP/IP协议的网络。
2.NSFNET的形成
美国国家科学基金会（National Science Foundation，简称NSF）于1985年首先将全美五大超级计算机中心利用通信干线连接起来，在1986年建成了NSFNET主干网，逐渐成为全美最大的TCP/IP网络，从而取代ARPAnet成为了Internet的主干网。
3.美国国内互联网的形成
在1990年以前，NSF网络主要用于教育与科研。随着WWW的产生和发展，计算机网络迅速发展到了金融和商业部门，美国*已无法提供巨资资助Internet主干网。
1990年ARPAnet停止运作的同时，由IBM、MCI、MERIT三家公司组建了ANS（advanced network and services）公司，建成了更快速的 ANSnet 主干网，并逐渐取代了 NSFNET（1995年4月30日，NSFNET正式宣布停止运作）成为目前的Internet主干。
4.Internet的全球化
1995年，ANSnet转为民间公司经营，这一年被称为Internet年。
由于Internet的开放性以及它很强的信息资源共享和交流能力，它从形成之日起就吸引了很多的用户。目前，据不完全统计，全世界有214个国家和地区连入Internet，到2005年年底，全球网上用户已超过10亿。
5.Internet在中国的发展
Internet在我国的发展大致经历了以下两个阶段：
第一阶段（1987—1993）是与Internet电子邮件连通
1987年9月14日，钱天白教授发出我国第一封电子邮件“Across the Great Wall we can reach every corner in the world.（越过长城，走向世界）”揭开了中国人使用Internet的序幕。
此后清华大学、中国科学院高能物理研究所等单位相继实现了与Internet的电子邮件连通。
第二阶段（1994至今）与Internet的全功能TCP/IP连接
1994年4月，中科院计算机网络信息中心，通过64 Kbps的国际专线连入美国，开通路由器，标志着我国正式全功能加入Internet。自1994年4月初我国正式加入Internet，成为第71个成员单位以来，入网用户飞速增长，据中国互联网络信息中心CNNIC公布的网上调查，截止到2006年12月31日，我国接入Internet的用户数已达1.37亿。
我国已建成了国内互联网，目前建成的有十大网络主干。其中非营利单位有四家：中国科技网、中国教育和科研计算机网、中国国际经济贸易互联网和中国长城互联网。这十大互联网络单位都拥有独立的国际出口，它们的国际出口带宽总和已达到256，696 M，连接的国家有美国、俄罗斯、法国、英国、德国、日本、韩国、新加坡等，其中各个主干国际出口带宽（以下数据来源于CNNIC发布的网上调查）如表6-2所示。
三、Internet的工作方式和特点
Internet好比一个货运中心，当Internet传输数据或信息时，它会先在货物里装入集装箱单（TCP协议），然后将它们分解，并在每个包中装入一张单条（IP协议）。分解后的货物经过的第一个“路口”就是路由器，它的作用就是检查这些单条，确定无误后就让这些包走不同的路。上路后它们就根据单条（IP协议）上所记载的收信人的名称地址，往收信人的地址送去。当所有的包都送到后，就按照集装箱单（TCP协议），把它们重组成原来的模样，文件的传送就这样完成了。如果在传输中其中的一部分丢失了，它就会根据TCP协议重发那一部分的数据，这样就确保了数据的安全。Internet就是在TCP/IP协议的协调下，高速而有效的工作着。
表6-2 我国各大网络主干国际出口带宽
注意：表中“带宽”是指网络传输的速度，通常用“bps”（bit percent second）为单位，即每秒多少二进制位；如56Kbps表示每秒传输56千位。而“Bps”（Byte percent second）通常是指每秒多少字节。
Internet的运作有如下一些特点：
（1）采用了目前在分布式网络中最为流行的客户机-服务器模式，用户在使用Internet的各种信息服务时可以通过安装在自己主机上的客户程序发出请求，与装有相应服务器程序的主机进行通信从而获得所需要的信息。每台主机可以根据自己的条件和需要选择运行不同的客户程序和服务器程序。凡是装有服务器程序的主机均可以对其它主机提供信息服务；凡是装有客户程序的主机均可以获取其它主机所提供信息服务。
（2）采用TCP/IP协议，即传输控制协议/网际协议。
（3）灵活多样的入网方式，这是Internet获得高速发展的重要原因，任何计算机只要采用TCP/IP协议与Internet中的任何一台主机通信就可以成为Internet的一部分。
（4）把网络技术、多媒体技术和超文本技术融为一体，体现了当代多种信息技术互相融合的发展趋势。
（5）收费低廉，Internet的发展获益于*对信息网络的大力支持。现在的Internet是非官方的，完全由民间组织管理和经营。
（6）有极为丰富的信息资源，而且多数是免费的。
四、Internet的接入
Internet是一个开放系统，任何一台计算机要想接入Internet，只要以某种方式与已经连入Internet的一台主机进行连接即可访问Internet上的资源。
1.Internet的接入方式
（1）拨号接入 其主要过程如图6-4所示。
图6-4 拨号入网
在电话拨号接入Internet方式中，可以分为仿真终端方式和SLIP/PPP方式。
①仿真终端方式：这种方式将用户计算机接上调制解调器（Modem），经公用电话交换网PSTN，通过电话拨号登录到服务系统，实现与Internet的连接。在用户计算机上需要一个支持串行通信的仿真终端软件，当通信时，自己的计算机当作Internet主机的远程终端。终端用户没有IP地址，目前国内上网已经很少用这种方式。
②SLIP/PPP方式：这种方式利用电话拨号上网，上网方式简单，上网费用低，但速度慢，适合于传输信息量小的用户。目前国内大多数用户从拨号上网转移至宽带上网，宽带上网已经成为最主要的上网方式。但仍有近三分之一的用户是采用这种拨号方式接入Internet。
当采用这种方式上网时，是通过通信协议软件把用户计算机的串行口（Serial port）仿真成一块网络通信卡，使用户计算机能够与Internet的其他主机系统直接通信。
串行线IP协议SLIP（Serial line internet protocol）和点对点传输协议PPP（Point-topoint）在功能上基本相同，SLIP是为在串行电话线上进行TCP/IP通信所开发的最原始的方法；PPP是由SLIP发展而来的。具体选择哪一种方式，需要看用户的ISP（因特网接入供应商）能提供哪一种方式，但对个人用户而言，国内ISP提供PPP方式更多一些。
在SLIP/PPP方式中，入网用户的IP地址分配有静态和动态两种，大多数SLIP连接均有静态IP地址。对于PPP连接，可在拨号上网时远程主机系统为用户分配一个动态IP地址，直到你与Internet断开，主机回收IP资源，下次你拨号上网时，又重新分配一个给你。以这种方式上网需事先向提供接入的机构ISP申请IP地址（若采用动态分配则不需申请）、用户名和口令等，在连接时必须输入正确的用户名、口令才能连接成功。
（2）专线接入 其主要过程如图6-5所示。
一般适用于局域网的接入，局域网内计算机用户可以通过此专线进入Internet，这种方式上网速度比较快，但价格也比较贵。比较流行的专线接入方式有以下两种：
①DDN专线接入：DDN是光纤数字电路，速度从128 Kbps到2 Mbps，适合有大量数据传输的企业（如银行、证券公司等）使用。速度快，性能稳定，价格也昂贵，主要面向集团企业。
图6-5 专线接入
②光纤接入：这种方式传输速率目前可达100 Mbps～1000 Mbps，并具有高可靠性，损耗低，确保通信畅通无阻。
（3）宽带接入 目前宽带上网已经成为最主要的上网方式，据CNNIC的调查显示，有近三分之二的用户采用宽带接入。宽带接入方式可分为以下三种：
①ADSL专线接入：ADSL技术即非对称数字用户线，就是利用一对电话铜线，为用户提供上下行非对称的传输速率，上行为低速传输，上行传输可达1.5 Mbps，下行传输可达8 Mbps，但使用区域有*，客户端必须在局端的3公里直径范围内。目前我国大部分城市已开通了ADSL，逐渐取代了电话拨号上网，成为用户上网的首选方式。
②HFC专线接线：这是目前与ADSL最具竞争力的一种宽带接入，价格与ADSL相当，它是利用有线电视网的Cable modem技术，是一种基于光纤-同轴混合网（HFC）基础上的一种技术，可在不影响有线电视广播的频带内实现对Internet的接入与访问，下行传输可达10 Mbps～36 Mbps，上行可达512 Kbps以上。目前我国各大城市均建有HFC网。
③小区宽带（FTTx+LAN）：小区内的交换机和终端交换机以光纤相连，采用光缆+双绞线的方式对小区进行综合布线，用户理论上网速率可达10/100 Mbps。这种接入方式的特点在于其可靠性高、稳定性好、计费灵活等，是目前家庭用户上网速度和质量较为理想的一种上网方式。
五、Internet的信息服务
1.电子邮件E-mail（Electronic mail）
电子邮件是因特网最重要的服务之一。据有关资料表明，电子邮件E-mail的使用率是最高的，是Internet为用户提供的一种快捷、简单而又经济的通信和信息交换方法，不用纸张，即可进行写信、发信、读信、回信、转信。还可传输视频、图像、声音等多媒体信息，订阅各种电子杂志，参与学术讨论等。
2.远程登录Telnet
远程登录是Internet最早最基本的服务功能。它是通过Internet登录到网络上的另一台主机，分享主机提供的资源和服务，此时用户计算机作为远程计算机的终端。
例如，以远程登录方式使用Internet上的某台大型计算机处理用户的海量数据。
3.文件传输FTP
在Internet上有许多有价值的信息、资料、公用的免费软件等，允许用户无偿的复制，文件传输FTP服务允许用户从一台计算机向另一台计算机复制文件。它与电子邮件不同的是，电子邮件对简短信息的传输特别有用，而且一般仅限于两人之间的通信。
例如，用FTP下载最新驱动软件、免费软件、上传网页等。
4.万维网WWW（World Wide Web）
万维网WWW是目前Internet上最为流行、最受欢迎的一种信息浏览服务。它是一种基于超文本（Hyper Text）方式的信息查询工具，用户通过WWW浏览器“所见即所得”的界面，简便直观地查询并获取分布于世界各地的成千上万台WWW服务器的信息。除了浏览超文本信息外，还能浏览多媒体信息。
WWW是20世纪90年代初出现的服务，它的出现被认为是Internet上的一个重要里程碑，它对Internet的发展起到巨大的推动作用。
5.新闻组Usenet（又称Newsgroup）
新闻组是一种利用Internet进行专题讨论的国际论坛，到目前为止Usenet仍是最大规模的网络新闻组。用户可以接收、阅读别人发到新闻组服务器上的信息，自己也可发表见解到新闻组服务器。在国内高校、科研院所和国外，有着大量的用户利用新闻组讨论问题。
6.电子公告牌BBS（Bulletin board system）
电子公告牌也是Internet上较常用的服务功能之一，是与新闻组类似的另一种服务。用户可以利用BBS服务与网友聊天、组织沙龙、获得帮助、讨论问题及为别人提供服务。国内有大量的用户群利用BBS讨论问题。在我国还没有多少人使用Internet时，BBS已为我国培养了大批网民。典型的BBS站点有清华大学的“水木清华站”、上海交大的“饮水思源站”等。
7.其他服务
除了上面所介绍的以外，Internet还有其他很多服务，如Gopher服务、Archie服务、Finger服务、WAIS服务、网上寻呼、网上炒股、网络电话（IP电话）、网络游戏、视频点播（VOD）、网络电视、电子商务（网上购物、网上拍卖等）、网上聊天、网上医疗、远程教育（如网校）等。
六、Internet网络地址
接入Internet的任何计算机都有一个唯一的网络地址。在使用Internet过程中，通常会遇到IP地址、域名地址。在弄清IP地址和域名地址之前，先了解一下物理地址。
1.物理地址
网络中每台主机都有一个可识别的真实的物理地址，通常是由网卡制造者制作在网卡上的无法改变的地址码。由于网络技术和标准不同，网卡地址编码格式也有所不同，例如，以太网网卡采用48位二进制数编码作为网卡物理地址。
2.IP地址
若直接采用物理地址作为Internet统一地址，则管理不便，跨网络通信困难；因此，Internet采用由网络层（IP层）通过上层软件完成“统一”物理地址的方法，IP协议提供一种全网统一的地址格式，在统一管理下进行地址分配，保证一个地址对应一台Internet上的主机，而且这个地址在全因特网是唯一的。
IP地址采用层次型结构，在逻辑上由两部分组成，即网络标识（Netid）和主机标识（Hostid）。每个IP地址由32位二进制数组成（4个字节），为了方便用户理解和记忆，采用一种叫“点分十进制”的标记法，即将4个字节的二进制数值转换为四个十进制数值，每个数值小于255，数值中间用“·”隔开。例如：
二进制IP地址：11011110 10110010 10110100 00011000
用点分十进制表示为：222.178.180.24
每个IP地址按节点计算机所在网络规模的大小和应用的不同分为A、B、C、D、E五类，常用的是前三类，其余留作备用和试验用。表6-3列出了IP地址的类别与规模。
表6-3 A、B、C类IP地址空间
3.域名地址
由于IP地址只是一串数字，没有任何意义，对用户来说记忆起来十分困难，就像日常生活中，很少用身份证号去识别一个人，而使用姓名更方便。因此，Internet引入域名服务系统DNS（Domain Name System），负责将域名地址转换为IP地址，Internet上的主机只能识别IP地址。
域名系统采用分层次统一管理，是一种树型目录结构。域名地址的格式如下：
主机名.主机所属单位名.网络名.顶级域名
域名也可以少于或多于四个部分。
顶级域名由国际标准硬性规定，划分采用两种模式，即组织模式和地理模式，前七个域对应于组织模式，由3个字母组成；其余的域对应于地理模式，这类域名代表国家或地区，由两个字母组成。如表6-4。
表6-4 顶级域名代码及意义
为加强域名管理，缓解域名资源的紧张，全球域名最高管理机构ICANN 已经于2001年11月作出决议，在传统的7个顶级域名（com，net，org，e，gov，.mil，int）外，增加7个新的顶级域名。新增加7个新的顶级域名依次是：.biz，.info，.name，.pro，.aero，.coop，.museum。其中前4个是非*性域，后3个是*性域，如.aero需是航空业公司注册，.museum需是博物馆注册，.coop需是集体企业（非投资人控制，无须利润最大化）注册。其中前面4个的用途如下：
.biz——用来替代.com的顶级域名，适用于商业公司；（注：biz是business的习惯缩写）；
.info——用来替代.com的顶级域名，适用于提供信息服务的企业；
.name——专用于个人的顶级域名；
.pro——专用于医生、律师、会计师等专业人员的顶级域名。（注：pro是professional的缩写）
网络名是第二级域名，表示主机所在单位类型，在我国还代表行政区域。若代表行政区域，则由两个字母组成。例如：bj（北京地区）、cq（重庆地区）、sh（上海地区）、ha（河南地区）等。
主机所属单位名一般表示所属域或单位。如：tsinghua表示清华大学、pku代表北京大学、sina表示新浪网公司、swnu表示西南师范大学。
下面是域名与IP地址对照实例：
中国教育科研网的域名地址是www.e.cn，而IP地址为202.112.0.36，属C类。
北京大学的域名地址是www.pku.e.cn，IP地址为162.105.129.12，属B类。
清华大学域名地址是www.tsinghua.e.cn，IP地址为166.111.4.100，属B类。
美国密执安州大学的域名地址是www.msu.e，IP地址为35.9.2.152，属A类。
从形式上看，一台主机的域名很像IP地址，IP地址用了3个句点分隔4个十进制数，而域名地址是用几个句点分隔的字符串表示，但是域名的每一部分与IP地址的每一部分间没有任何关系。
