第5課Internet出版原理

1、第5章 因特網(wǎng)出版原理 網(wǎng)絡(luò)出版系統(tǒng)作為創(chuàng)建、管理和傳遞數(shù)字內(nèi)容的系統(tǒng)，是改變我們生活的關(guān)鍵角色。網(wǎng)絡(luò)出版源于Internet的各種信息服務(wù)，源于信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)出版的各種運行機制就是在這樣的環(huán)境中產(chǎn)生的。1學習任務(wù)5.1 熟悉因特網(wǎng)基本原理5.2 掌握寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)5.3 了解因特網(wǎng)信息服務(wù)原理25.1 因特網(wǎng)基本原理5.1.1 Internet通信協(xié)議1961年，現(xiàn)代數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之父，倫納德克雷洛克提出了分組交換（包交換）的概念。1964年，美國蘭德公司的保羅巴蘭提出了一種通信方案：通信時把發(fā)送的數(shù)據(jù)分成若干片段，然后把這些片段和發(fā)送人及收件人的地址組成“數(shù)據(jù)包”，讓數(shù)據(jù)包沿著預(yù)定線路傳

2、送出去，到達目的地時，再將這些數(shù)據(jù)包還原。該方案在傳送過程中，數(shù)據(jù)包彼此都是獨立的，彼此間沒有任何聯(lián)系，直至到達目的地后重新組合，這個機制就是分組交換技術(shù)。3雖然有了“數(shù)據(jù)包”及其分組交換技術(shù)，但在網(wǎng)絡(luò)通信中采用不同軟件傳送，經(jīng)過不同的網(wǎng)絡(luò)或計算機，因此，通信雙方的計算機軟件要理解數(shù)據(jù)包的含義，需要在數(shù)據(jù)包的報頭里規(guī)定統(tǒng)一的格式，用于描述其大小、在整個數(shù)據(jù)序列中的編號、發(fā)送它的計算機的信息以及接受他的目標計算機的信息等。這些統(tǒng)一的規(guī)則就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，即“通用語言”。4TCP/IP協(xié)議的誕生歷程1970年12月卡恩開發(fā)、瑟夫參與的“網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議”（NCP），制定出了最初的通信協(xié)議j， 但要真正建立

3、一個共同的標準很不容易。 “包切換”理論為網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)接方式提供了理論基礎(chǔ)?？ǘ髟谧约貉芯康幕A(chǔ)上，認識到只有深入理解各種操作系統(tǒng)的細節(jié)才能建立一種對各種操作系統(tǒng)普適的協(xié)議。1973年卡恩請瑟夫一起考慮這個協(xié)議的各個細節(jié)，他們這次合作的結(jié)果產(chǎn)生了目前在開放系統(tǒng)下的所有網(wǎng)民和網(wǎng)管人員都在使用的“傳輸控制協(xié)議”（TCP，Transsmission-Control Protocol）和“因特網(wǎng)協(xié)議”（IP，Internet Protocol）即TCP/IP協(xié)議。 5TCP負責發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯栴}，一有問題就發(fā)出信號，要求重新傳輸，直到所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡?。而IP是給因特網(wǎng)的每一臺電腦規(guī)定一個地址

4、。1974年12月，卡恩、瑟夫的第一份TCP協(xié)議詳細說明正式發(fā)表。當時美國國防部與三個科學家小組簽定了完成TCP/IP的協(xié)議，結(jié)果由瑟夫領(lǐng)銜的小組捷足先登，首先制定出了通過詳細定義的TCP/IP協(xié)議標準。當時作了一個試驗，將信息包通過點對點的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，再通過陸地電纜，再通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，再由地面?zhèn)鬏?，貫串歐洲和美國，經(jīng)過各種電腦系統(tǒng)，全程9.4萬公里竟然沒有丟失一個數(shù)據(jù)位，遠距離的可靠數(shù)據(jù)傳輸證明了TCP/IP協(xié)議的成功。1983年1月1日，運行較長時期曾被人們習慣了的NCP被停止使用，TCP/IP協(xié)議作為因特網(wǎng)上所有主機間的共同協(xié)議，從此以后被作為一種必須遵守的規(guī)則被肯定和應(yīng)用。正是由于TCP/

5、IP協(xié)議，才有今天“地球村”因特網(wǎng)的巨大發(fā)展。 6TCP/IP的工作原理TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的簡寫，中文譯名為傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，又叫網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，這個協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議、Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，簡單地說，就是由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成的。TCP/IP 是供已連接因特網(wǎng)的計算機進行通信的通信協(xié)議；是傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議，它定義了電子設(shè)備（比如計算機）如何連入因特網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸?shù)臉藴省?7TCP/IP通訊協(xié)議采用了4層的層級結(jié)構(gòu) ：應(yīng)用

6、層：應(yīng)用程序間溝通的層，如簡單電子郵件傳輸（SMTP）、文件傳輸協(xié)議（FTP）、網(wǎng)絡(luò)遠程訪問協(xié)議（Telnet）、超文本傳送協(xié)議（HTTP）、域名系統(tǒng)服務(wù)（DNS）、網(wǎng)絡(luò)新聞傳輸協(xié)議（NNTP）等。傳輸層：在此層中，它提供了節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳送，應(yīng)用程序之間的通信服務(wù)，主要功能是數(shù)據(jù)格式化、數(shù)據(jù)確認和丟失重傳等。如傳輸控制協(xié)議（TCP）、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）等，TCP和UDP給數(shù)據(jù)包加入傳輸數(shù)據(jù)并把它傳輸?shù)较乱粚又?，這一層負責傳送數(shù)據(jù)，并且確定數(shù)據(jù)已被送達并接收。 8互連網(wǎng)絡(luò)層：負責提供基本的數(shù)據(jù)封包傳送功能，讓每一塊數(shù)據(jù)包都能夠到達目的主機（但不檢查是否被正確接收），如網(wǎng)際協(xié)議（IP）。網(wǎng)絡(luò)

7、接口層（主機-網(wǎng)絡(luò)層）：又叫鏈路層或網(wǎng)絡(luò)訪問層；接收IP數(shù)據(jù)報并進行傳輸，從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽取IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)交給下一層，對實際的網(wǎng)絡(luò)媒體的管理，定義如何使用實際網(wǎng)絡(luò)（如Ethernet、Serial Line等）來傳送數(shù)據(jù)。910TCP/IP工作原理示意圖11 IP地址與域名一、IP地址的組成 IP地址是由四段“.”分隔的數(shù)字組成，其實，根椐因特網(wǎng)協(xié)議（Internet Protocol），IP地址是由32位二進制數(shù)組成。為了方便書寫和記憶，把它分成了四組，每組8位，（如：100001111 01110 01110101），這么多的數(shù)字很難記憶,所以我們把IP地址用十進制來表示：143 11

8、2 184 117。我們習慣用小數(shù)點來分隔：17 。IP地址有32位二進制數(shù)確定，可用四組十進制數(shù)字表示：每組數(shù)字取值范圍為0255，并用圓點“.”作為分隔符，如53等。（每個整數(shù)都對應(yīng)一個8位的二進制值）點分十進制表示法12IP地址把Internet分為網(wǎng)間網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)和主機三個層次。網(wǎng)間網(wǎng)是唯一的，沒有分配地址的必要性；IP地址分兩部分：網(wǎng)絡(luò)號碼+主機號碼部分（連接到某個網(wǎng)絡(luò)的某臺計算機）Internet的每一臺主機都被指定了一個IP地址，用作其在Internet中的身份標識。但為了進一步方便記憶，人們使用另外一種給計算機的主機編號的方法。也就是用文字IP地址來代替數(shù)字IP地址。用來標識網(wǎng)絡(luò)上

9、的不同計算機。在這種方法下，連入因特網(wǎng)的每一臺計算機所得到的新的名字叫“域名”。這就是我們所熟悉的 這樣的文字組合。在因特網(wǎng)上，數(shù)字IP地址才是該計算機的真正地址，而文字IP地址只是為了幫助我們記憶。但這兩者之間如何來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換呢？也就是說，當輸入文字IP地址時，那么如何將其換成數(shù)字IP地址呢？這就要Domain Name system（DNS域名系統(tǒng)）來轉(zhuǎn)換。13域名系統(tǒng)域名系統(tǒng)(DNS)，全名叫 Domain Name System，在說明 DNS Server 前，可能要先說明什么叫 Domain Name，在網(wǎng)路上辨別一臺電腦的方式是利用 IP，但是一組 IP 數(shù)字很不容易記，且沒有什么

10、聯(lián)想的意義，因此，我們會為網(wǎng)路上的伺服器取一個有意義又容易記的名字，這個名字我們就叫它Domain Name。 E.g：安徽新聞出版學院網(wǎng)站，一般使用者在瀏覽這個網(wǎng)站時，都會輸入 ，而很少有人會記住這臺 Server的IP 是多少？所以就是安徽新聞出版學院的DomainName，而32則是它的IP，就如同我們在稱呼朋友時，一定是叫他的名字，而不是叫對方的身份證字號碼！14但由于在 Internet 上真實在辨識機器的還是 IP，所以當使用者輸入Domain Name 后，瀏覽器必須要先去一臺有 Domain Name 和IP 對應(yīng)資料的主機去查詢這臺電腦的 IP，而這臺被查詣的主機，我們稱它為

11、 Domain Name Server，簡稱DNS，例如：當你輸入時，瀏覽器會將這個名字傳送到離他最近的 DNS Server 去做辨識，如果詢找到，則會傳回這臺主機的 IP，進而跟它索取資料，但如果沒查到，就會發(fā)生類似 DNS NOT FOUND 的情形，所以一旦DNS Server擋機，就像是路標完全被毀壞，沒有人知道該把資料送到那里。 它跟人的姓名不同，Domain Name和 IP 一樣，每個 Domain Name必須對應(yīng)一組 IP，是獨一無二的，和IP相同，Domain Name也不可重復(fù)。 15DNS 是怎樣運作的 1. 當被詢問到有關(guān)本域名之內(nèi)的主機名稱的時候DNS 伺服器會直

12、接做出回答 2. 客戶端向伺服器提出查詢項目 3. 當被詢問到有關(guān)本域名之內(nèi)的主機名稱的時候DNS 伺服器會直接做出回答 4. 如果所查詢的主機名稱屬于其它域名的話會檢查快取記憶體(Cache)看看有沒有相關(guān)資料 5. 如果沒有發(fā)現(xiàn)則會轉(zhuǎn)向 root 伺服器查詢 6. 然后 root 伺服器會將該域名之下一層授權(quán)(authoritative)伺服器的位址告知(可能會超過一臺) 7. 本地伺服器然后會向其中的一臺伺服器查詢并將這些伺服器名單存到記憶體中以備將來之需(省卻再向 root 查詢的步驟) 168. 遠方伺服器回應(yīng)查詢 9. 若該回應(yīng)并非最后一層的答案，則繼續(xù)往下一層查詢，直到獲的客戶端

13、所查詢的結(jié)果為止 10. 將查詢結(jié)果回應(yīng)給客戶端并同時將結(jié)果儲存一個備份在自己的快取記憶里面 11. 如果在存放尚未過時之前再接到相同的查詢則以存放于快取記憶里面的資料來做回應(yīng)。 從這個過程我們可以看出沒有任何一臺 DNS 主機會包含所有域名的 DNS 資料資料都是分散在全部的 DNS 伺服器中而 NIC 只需知道各 DNS 伺服器位址就可以了。 17DNS工作原理18Internet的發(fā)展趨勢隨著信息技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)將成為圖像、話音和數(shù)據(jù)“三網(wǎng)合一”的多媒體業(yè)務(wù)綜合平臺，并與電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子公務(wù)、電子醫(yī)務(wù)、電子教學等交叉融合。目前，互聯(lián)網(wǎng)近乎超過報刊、廣播和電視的影響力，逐漸形成“

14、第四媒體”。E.g：3G網(wǎng)絡(luò)。隨著電信、電視、計算機“三網(wǎng)融合”趨勢的加強，未來的互聯(lián)網(wǎng)將是一個真正的多網(wǎng)合一、多業(yè)務(wù)綜合平臺和智能化的平臺，未來的互聯(lián)網(wǎng)是移動IP廣播多媒體的網(wǎng)絡(luò)世界，它能融合現(xiàn)今所有的通信業(yè)務(wù)，并能推動新業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，給整個信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶來一場革命。19IPv6現(xiàn)有的IP地址空間(IPv4，因特網(wǎng)協(xié)議4.0版)是52位地址方案，最多可以容納45億個潛在的主機地址，早期的地址分配又非常浪費，導致地址使用效率低下，IP地址空間有耗盡的趨勢。因此，有關(guān)部門研發(fā)出了新一代因特網(wǎng)協(xié)議（即IPv6，因特網(wǎng)協(xié)議6.0版)，該方案是128位的地址方案，理論上有5.4E58個潛在的IP地址

15、，這樣接入因特網(wǎng)的移動電話、PDA等無線設(shè)備都可以有唯一的IP地址，而任一信息家電也可設(shè)置IP地址。20IPv61996年組建了國際性的IPv6試驗網(wǎng)6bone，作為IPv6研究、開發(fā)和實踐的主要平臺。IPv6提供了一點播送、任意播送和多點播送的地址。IPv6數(shù)據(jù)包的頭部增加了一些新的擴展字段：身份認證字段提供內(nèi)建的身份認證封裝安全字段提供機密性和數(shù)據(jù)完整性，從而增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?；流量類別字段(也叫優(yōu)先級字段能夠區(qū)分出不同的實時流量，比如視頻流量和在擁塞高峰期可延遲的低優(yōu)先級傳輸流量。215.2 寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶寬又叫頻寬是指在固定的的時間可傳輸?shù)馁Y料數(shù)量，亦即在傳輸管道中可以傳遞數(shù)據(jù)的能

16、力。在數(shù)字設(shè)備中，頻寬通常以bps表示，即每秒可傳輸之位數(shù)。 單位時間內(nèi)能夠在線路上傳送的數(shù)據(jù)量，常用的單位是bps(bit per second)。計算機網(wǎng)絡(luò)的帶寬是指網(wǎng)絡(luò)可通過的最高數(shù)據(jù)率，即每秒多少比特。 寬帶是一個動態(tài)的概念早期的寬帶網(wǎng)絡(luò)其骨干網(wǎng)的帶寬在2兆位/秒以上，接入網(wǎng)數(shù)據(jù)率在200千位/秒以上當前寬帶網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)的帶寬在幾百兆位/秒和1千兆位/秒，接入網(wǎng)數(shù)據(jù)率在1千兆位/秒未來的寬帶網(wǎng)的帶寬應(yīng)在10千兆位/秒以上，而接入網(wǎng)在100兆位/秒左右。22IP寬帶網(wǎng)IP over ATM（異步傳送模式）IP over SDH（光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)）IP over WDM（光纖因特網(wǎng)）CATV

17、（寬帶綜合網(wǎng)）23寬帶接入網(wǎng)技術(shù)銅線接入網(wǎng)（xDSL）-數(shù)字用戶線系統(tǒng)光纖接入網(wǎng)（FTTC、FTTB、FTTO、FTTH）HFC:在CATV網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，提供雙向通信的能力（除模擬電視節(jié)目外，提供電話、數(shù)字廣播電視、視頻點播、數(shù)字交互業(yè)務(wù)）245.3 因特網(wǎng)信息服務(wù)原理5.3.1 客戶機/服務(wù)器模型客戶機/服務(wù)器模型是Internet信息服務(wù)的主要形式。 Internet實現(xiàn)信息資源的共享和信息傳播，可通過兩個獨立的程序?qū)崿F(xiàn)，一個程序是服務(wù)器，包含了服務(wù)器軟件和協(xié)議軟件兩部分，提供特定的信息資源服務(wù)；另一個程序稱為客戶機，包含了應(yīng)用程序和協(xié)議軟件兩部分，提供相應(yīng)的界面用于申請服務(wù)，利用資

18、源?？蛻魴C和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸就通過協(xié)議軟件和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備完成。25客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)圖26FTP原理FTP 是 TCP/IP 協(xié)議組中的協(xié)議之一，是英文 Protocol的縮寫。該協(xié)議是Internet文件傳送的基礎(chǔ)，它由一系列規(guī)格說明文檔組成，目標是提高文件的共享性，提供非直接使用遠程計算機，使存儲介質(zhì)對用戶透明和可靠高效地傳送數(shù)據(jù)。簡單的說，F(xiàn)TP就是完成兩臺計算機之間的拷貝，從遠程計算機拷貝文件至自己的計算機上，稱之為“下載（download）”文件。若將文件從自己計算機中拷貝至遠程計算機上，則稱之為“上載（upload）”文件。在TCP/IP協(xié)議中，F(xiàn)TP標準命令TCP端口號為21

19、，Port方式數(shù)據(jù)端口為20。 272.FTP服務(wù)器和客戶端 同大多數(shù)Internet服務(wù)一樣，F(xiàn)TP也是一個客戶/服務(wù)器系統(tǒng)。用戶通過一個客戶機程序連接至在遠程計算機上運行的服務(wù)器程序。依照 FTP 協(xié)議提供服務(wù)，進行文件傳送的計算機就是 FTP 服務(wù)器，而連接FTP服務(wù)器，遵循FTP協(xié)議與服務(wù)器傳送文件的電腦就是FTP客戶端。用戶要連上 FTP 服務(wù)器，就要用到 FPT 的客戶端軟件，通常 Windows自帶“ftp”命令，這是一個命令行的 FTP 客戶程序，另外常用的 FTP 客戶程序還有 CuteFTP、Ws_FTP、Flashfxp、LeapFTP、流星雨-貓眼等。3. FTP用戶授權(quán) ：用戶授權(quán)要連上 FTP 服務(wù)器（即“登陸”），必須要有該 FTP 服務(wù)器授權(quán)的帳號，也就是說你只有在有了一個用戶標識和一個口令后才能登陸FTP服務(wù)器，享受FTP服務(wù)器提供的服務(wù)。 FTP地址格式 FTP地址如下： 用戶名：密碼ftp服務(wù)器ip或域?.絲?路徑/文件名上面的參數(shù)除FTP服