移動互聯(lián)網關鍵技術演示文稿

移動互聯(lián)網關鍵技術演示文稿目前一頁\總數一百八十一頁\編于二十三點移動互聯(lián)網關鍵技術目前二頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

2.1互聯(lián)網技術

互聯(lián)網(Internet，早期音譯為因特網)在今天已經非常普及，很多人每天都要花一定時間上網，閱讀新聞，淘寶購物，或者從事其他活動?；ヂ?lián)網是由全世界千千萬萬臺計算機通過TCP/IP協(xié)議相互連接而成的世界上最大的網絡。這個網絡在不斷擴大，不僅新的計算機在持續(xù)接入，而且新的技術也在不斷融入。移動互聯(lián)網的產生和發(fā)展正是以這個現(xiàn)有互聯(lián)網實體為基礎而不斷發(fā)展的，它又反過來推動這一網絡延伸到人們的手機終端。目前三頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

2.1.1互聯(lián)網的起源與發(fā)展

互聯(lián)網源于1969年美軍牽頭組建的ARPA網，它起初把美國加利福尼亞大學洛杉磯分校、斯坦福大學研究學院、加利福尼亞大學和猶他州大學的四臺主要計算機連接起來，后來美國其他一些高校和科研機構也陸續(xù)加入進來。1983年，美國國防部將阿帕網分為軍網和民網，于是，越來越多的學校和公司加入到民網當中，漸漸的，這個民用網絡發(fā)展為今天的互聯(lián)網。目前四頁\總數一百八十一頁\編于二十三點在ARPA網產生之初，通過接口信號處理機實現(xiàn)互聯(lián)的電腦并不多，大部分電腦相互之間不兼容，不同類型的電腦聯(lián)網存在很多困難。建立一種大家共同都必須遵守的標準，讓不同類型電腦能夠實現(xiàn)資源共享，成為當時科學家的當務之急。

1973年，卡恩和瑟夫以包切換理論為基礎，開始研究一種對各種操作系統(tǒng)普適的協(xié)議，這個協(xié)議即TCP/IP協(xié)議(TransmissionControlProtocol，TCP；InternetProtocol，IP)。通俗而言，TCP負責發(fā)現(xiàn)傳輸的問題，一有問題就發(fā)出信號，要求重新傳輸，直到所有數據安全正確地傳輸到目的地。而IP是給網絡上每一臺電腦規(guī)定一個地址。1974年12月，目前五頁\總數一百八十一頁\編于二十三點卡恩和瑟夫的第一份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，結果由瑟夫領銜的小組率先完成，首先制訂出了具有詳細定義的TCP/IP協(xié)議標準。當時還做了一個試驗，將信息包通過點對點的衛(wèi)星網絡，再通過陸地電纜，接下來通過衛(wèi)星網絡，最后由地面?zhèn)鬏敚灤畾W洲和美國，經過各種電腦系統(tǒng)，全程9.4萬公里竟然沒有丟失一個數據位，遠距離的可靠數據傳輸證明了TCP/IP協(xié)議的成功。目前六頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

1983年1月1日，已經運行了較長時期且曾被人們習慣了的NCP被停止使用，TCP/IP協(xié)議作為互聯(lián)網上所有主機間的共同協(xié)議。TCP/IP協(xié)議的產生和推廣是互聯(lián)網發(fā)展歷史上具有重大革命性意義的事件，從此，互聯(lián)網才真正進入了大規(guī)模發(fā)展時期。目前七頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

2.1.2ISO/OSI模型

1．OSI模型框架

要理解TCP/IP協(xié)議，必須先理解OSI模型。OSI模型的全稱是開放系統(tǒng)互連參考模型(OpenSystemInterconnectionReferenceModel，OSI/RM)，它由國際標準化組織(InternationalStandardOrganization，ISO)提出，用于網絡系統(tǒng)互連，所以又被稱為ISO/OSI模型。OSI參考模型發(fā)布后，并沒有形成實際的產品，但是它成為包括TCP/IP協(xié)議在內的很多重要通信協(xié)議的思想基礎，對于理解TCP/IP的運作機制有很大幫助。目前八頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

OSI模型采用分層結構，如圖2-1所示，它把通信過程所要完成的工作分成多個層面，每一層完成某個層次的工作內容，如物理層實現(xiàn)物理信號的收發(fā)，網絡層實現(xiàn)聯(lián)網等。目前九頁\總數一百八十一頁\編于二十三點圖2-1OSI參考模型目前十頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(1)每一層都為其上一層提供服務，并為其上一層提供一個訪問接口或界面。

(2)不同主機之間的相同層次稱為對等層。如主機A中的表示層和主機B中的表示層互為對等層，主機A中的會話層和主機B中的會話層互為對等層。

(3)對等層之間互相通信需要遵守一定的規(guī)則，如通信的內容、通信的方式等，稱之為協(xié)議。

OSI參考模型通過將協(xié)議劃分為不同的層次，簡化了問題分析、處理過程以及網絡系統(tǒng)設計的復雜性。在OSI參考模型中，從下至上，每一層完成不同的、目標明確的功能。目前十一頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

2．OSI模型數據封裝

數據要在網絡上傳輸，必須要有一定格式，使通信雙方能夠識別其首尾，并能對其有效控制。把數據包裝成這種格式的過程就叫數據封裝。OSI模型中的數據封裝過程如圖2-2所示。

當一臺主機需要傳送用戶數據時，數據首先需通過應用層接口進入應用層。在應用層，用戶數據被加上應用層報頭(ApplicationHeader，AH)，形成應用層協(xié)議數據單元(ProtocolDataUnit，PDU)，然后被遞交到下一層表示層。表示層并不關心應用層數據內容，而是把整個應用層數據包看成是一個整體進行封裝，即加上表示層的報頭(PresentationHeader，PH)。然后遞交到下層會話層。目前十二頁\總數一百八十一頁\編于二十三點圖2-2

OSI參考模型中的數據封裝過程目前十三頁\總數一百八十一頁\編于二十三點以此類推，會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層也都要分別給上層遞交下來的數據加上自己的報頭，分別是會話層報頭(SessionHeader，SH)、傳輸層報頭(TransportHeader，TH)、網絡層報頭(NetworkHeader，NH)和數據鏈路層報頭(DatalinkHeader，DH)。其中，數據鏈路層還要給網絡層數據加上數據鏈路層報尾(DatalinkTermination，DT)形成最終的一幀數據。目前十四頁\總數一百八十一頁\編于二十三點當一幀數據通過物理層傳送到目標主機的物理層時，該主機的物理層把它遞交到上層數據鏈路層。數據鏈路層負責去掉數據幀的幀頭部DH和尾部DT(同時還進行數據校驗)。如果數據沒有出錯，則遞交到上層網絡層。同樣，網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層也要做類似的工作。最終，原始數據被遞交到目標主機的具體應用程序中。目前十五頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

3．各分層的功能

(1)物理層(PhysicalLayer)。物理層規(guī)定了激活、維持、關閉通信端點之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性，如指定電壓大小、線路速率和電纜的引腳數。簡單的說，物理層確保原始數據可以在各種物理媒體上傳輸。該層為上層協(xié)議提供了一個傳輸數據的物理媒體。在這一層，數據的單位稱為比特(bit)。屬于物理層定義的典型規(guī)范代表包括：EIA/TIARS-232、EIA/TIARS-449、V.35、RJ-45等；物理層的設備包括：RJ-45、各種電纜、串口、并口、接線設備、網絡接口卡(NIC)等；物理層也可以包括低層網絡軟件定義如何將串行比特流分解成數據包。目前十六頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(2)數據鏈路層(DataLinkLayer)。數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括：物理地址尋址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發(fā)等。在這一層，數據的單位稱為幀(frame)，數據鏈路層協(xié)議的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。

數據鏈路層將數據包組合為字節(jié)，字節(jié)組合為幀，使用MAC地址提供對介質的訪問。其主要功能包括：在兩個網絡實體之間提供數據鏈路連接的建立、維持和釋放管理；構成數據鏈路數據單元(幀)，并對幀定界、同步、收發(fā)順序的控制；在傳輸過程中進行流量控制，包括差錯檢測(ErrorDetection)和差錯控制(Errorcontrol)等方面，它只提供導線的一端到另一端的數據傳輸。數據鏈路層典型的協(xié)議有：ATM、IEEE802.2、幀中繼、HDLC等。目前十七頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(3)網絡層(NetworkLayer)。網絡層為傳輸層的數據傳輸提供建立、維護和終止網絡連接的手段，它把上層來的數據組織成數據包在節(jié)點之間進行交換傳送，并且負責路由控制和擁塞控制。提供它還能邏輯尋址，以便進行路由選擇。網絡層提供的路由和尋址功能，使兩個終端系統(tǒng)能夠互連，并且具有一定的擁塞控制和流量控制的能力。在這一層，數據的單位稱為數據包(packet)。典型的網絡層協(xié)議的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。目前十八頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(4)傳輸層(TransportLayer)。傳輸層負責將上層數據分段并提供端到端的、可靠或不可靠的傳輸，處理端到端的差錯控制和流量控制。傳輸層數據的單位稱為數據段(segment)，典型的傳輸層協(xié)議有：TCP、UDP、SPX、NetBIOS等。

(5)會話層(SessionLayer)。會話層管理主機之間的會話進程，即負責建立、管理、終止進程之間的會話。會話層還利用在數據中插入校驗點來實現(xiàn)數據的同步。目前十九頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(6)表示層(PresentationLayer)。表示層對上層數據或信息進行變換以保證一個主機應用層信息可以被另一個主機的應用程序理解。表示層的數據轉換包括數據的加密、壓縮、格式轉換等。表示層協(xié)議的代表包括：ASCII、ASN.1、JPEG、MPEG等。

(7)應用層(ApplicationLayer)。應用層為操作系統(tǒng)或網絡應用程序提供訪問網絡服務的接口，提供用戶接口。應用層協(xié)議的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。目前二十頁\總數一百八十一頁\編于二十三點2.1.3TCP/IP模型

1．TCP/IP模型層次結構

OSI模型的提出本來是為了解決不同廠商、不同結構的網絡產品之間互連時遇到的不兼容性問題，但是該模型過于復雜，阻礙了其在計算機網絡領域的實際應用。相比之下，由技術人員自己開發(fā)的TCP/IP協(xié)議則獲得了更為廣泛的應用。成為當前通信領域的主要標準。

TCP/IP模型也是層次結構，分為四個層次：應用層、傳輸層、網絡互連層和網絡接口層。圖2-3是TCP/IP模型與OSI模型的對比。目前二十一頁\總數一百八十一頁\編于二十三點圖2-3TCP/IP與OSI模型的對比目前二十二頁\總數一百八十一頁\編于二十三點在TCP/IP模型中，去掉了OSI模型中的會話層和表示層，這兩層的功能被合并到應用層實現(xiàn)，同時將OSI模型中的數據鏈路層和物理層合并為網絡接口層。當前在用的部分協(xié)議在TCP/IP模型中的位置如圖2-4所示。

(1)網絡接口層。實際上，TCP/IP模型沒有真正描述這一層如何實現(xiàn)，只是要求能夠提供給其上層網絡互連層一個訪問接口，以便在其上傳遞IP分組。由于這一層次未被定義，所以其具體的實現(xiàn)方法隨著網絡類型的不同而不同。目前二十三頁\總數一百八十一頁\編于二十三點圖2-4

TCP/IP模型層次結構目前二十四頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(2)網絡互連層。網絡互連層是整個TCP/IP協(xié)議的核心。其功能是把分組發(fā)往目標網絡或主機。同時，為了盡快發(fā)送分組，可能需要沿不同的路徑同時進行分組傳遞，因此，分組到達的順序和發(fā)送的順序可能不同，這就需要上層必須對分組進行排序。網絡互連層除了需要完成路由的功能外，也可以實現(xiàn)不同類型的網絡(異構網)互連的任務。

網絡互連層定義了分組格式和協(xié)議，即IP協(xié)議。TCP/IP協(xié)議中的網絡互連層功能由IP協(xié)議規(guī)定和實現(xiàn)，故又稱為IP層。這一層的協(xié)議還包括：ICMP網際控制報文協(xié)議、ARP地址解析協(xié)議、RARP反向地址解析協(xié)議、RIP協(xié)議等。這一層典型的設備有路由器、三層交換機等。目前二十五頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(3)傳輸層。在TCP/IP模型中，傳輸層的功能是使源主機和目標主機上的對等實體可以進行會話。在傳輸層定義了兩種服務質量不同的協(xié)議，即TCP(傳輸控制協(xié)議)和UDP(用戶數據報協(xié)議)。

TCP協(xié)議是一個面向連接的、可靠的協(xié)議。它將一臺主機發(fā)出的字節(jié)流無差錯地發(fā)往互聯(lián)網上的其他主機。在發(fā)送端，它負責把上層傳送下來的字節(jié)流分成報文段并傳遞給下層；在接收端，它負責把收到的報文進行重組后遞交給上層。TCP協(xié)議還要處理端到端的流量控制，以避免緩慢接收的接收方沒有足夠的緩沖區(qū)接收發(fā)送方發(fā)送的大量數據。UDP協(xié)議是一個不可靠的、無連接協(xié)議，主要適用于不需要對報文進行排序和流量控制的場合。目前二十六頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(4)應用層。TCP/IP模型將OSI參考模型中的會話層和表示層的功能合并到應用層實現(xiàn)。應用層面向不同的網絡應用引入了不同的應用層協(xié)議。其中，有基于TCP協(xié)議的，例如：文件傳輸協(xié)議(FileTransferProtocol，F(xiàn)TP)、虛擬終端協(xié)議(TELNET)、超文本鏈接協(xié)議(HyperTextTransferProtocol，HTTP)；也有基于UDP協(xié)議的。目前二十七頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

2．IP報文格式

IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議族中的核心協(xié)議，所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP數據都被封裝在IP數據報中傳送，如圖2-5所示。

IP報頭格式如圖2-6所示，各字段的長度和內容分別為：

(1)版本字段：字段長度4比特，用以表明IP協(xié)議的版本號，當前版本一般為IPv4，字段為0100，IPv6則為1100。目前二十八頁\總數一百八十一頁\編于二十三點圖2-5IP報文封裝目前二十九頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(2)報頭長度：指首部占32比特字段的數目，包括任何選項。由于它是一個4比特字段，因此首部最長為60個字節(jié)(15?×?32/8?=?60字節(jié))。IP首部始終是32bit的整數倍。IP數據報報頭的最小長度為20個字節(jié)(不含填充字段和IP選項字段的IP報頭是最常見的IP報頭，為20個字節(jié))。

(3)服務類型：字段長度8比特，用于指定數據報所要求的服務質量(TOS)。

(4)總長度字段：指整個IP數據報的長度，以字節(jié)為單位。由于該字段長16比特，所以IP數據報最長可達65535字節(jié)?？傞L度字段是IP首部中必要的內容(數據長度?=?總長?-?報頭長度)。目前三十頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(5)標識符：字段長度16比特，每個數據報都必須由唯一的標識符來標識，以便使接收主機能重裝被分段的數據報。

(6)標志位：字段長度3比特，用于分段控制，其中，第0位為預留位。

(7)段偏移字段：字段長度13比特。如果一份數據報要求分段的話，此字段指明該段偏移距原始數據報開始的位置。

(8)生存期(TimetoLive，TTL)字段：字段長度8比特。用來設置數據報最多可以經過的路由器數。由發(fā)送數據的源主機設置，通常為32、64、128等。每經過一個路由器，其值減1，直到0時該數據報被丟棄。

(9)協(xié)議字段：占8比特。指明IP層所封裝的上層協(xié)議類型，如ICMP(1)、IGMP(2)、TCP(6)、UDP(17)等。目前三十一頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(10)頭部校驗和字段：占16比特。內容是根據IP頭部計算得到的校驗和碼。計算方法是對頭部中每個16比特進行二進制反碼求和(與ICMP、IGMP、TCP、UDP不同，IP不對頭部后的數據進行校驗)。

(11)源IP地址、目標IP地址字段：各占32比特。用來標明發(fā)送IP數據報文的源主機地址和接收IP報文的目標主機地址。

(12)可選項字段：占32比特。用來定義一些任選項：如記錄路徑、時間戳等。這些選項很少被使用，同時并不是所有主機和路由器都支持這些選項?？蛇x項字段的長度必須是32比特的整數倍，如果不足，必須填充0以達到此長度要求。目前三十二頁\總數一百八十一頁\編于二十三點圖2-6

IP頭部格式目前三十三頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

3．TCP數據段格式

TCP是一種可靠的、面向連接的字節(jié)流服務。源主機在傳送數據前需要先和目標主機建立連接。然后，在此連接上，被編號的數據段按序收發(fā)。同時，要求對每一個數據段進行確認，保證了傳送可靠性。如果在指定的時間內沒有收到目標主機對所發(fā)數據段的確認，源主機將再次發(fā)送該數據段。目前三十四頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(1)源、目標端口號字段：字段長度均為16比特。TCP協(xié)議通過使用所謂“端口”來標識源端和目標端的應用進程。端口號可以使用0到65535之間的任何數字。在收到服務請求時，操作系統(tǒng)動態(tài)地為客戶端的應用程序分配端口號。在服務器端，每種服務在特定端口為用戶提供服務，比如Web服務默認端口為80，F(xiàn)TP為21。

(2)順序號字段：字段長度32比特。用來標識從TCP源端向TCP目標端發(fā)送的數據字節(jié)流，它表示在這個報文段中的第一個數據字節(jié)。目前三十五頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(3)確認號字段：字段長度32比特。只有ACK標志為1時，確認號字段才有效。它包含目標端所期望收到源端的下一個數據字節(jié)。

(4)頭部長度字段：字段長度4比特。給出頭部占32比特的數目。沒有任何選項字段的TCP頭部長度為20字節(jié)；最多可以有60字節(jié)的TCP頭部。

(5)標志位字段：字段長度6比特，其中每個比特的含義分別為：URG(緊急指針有效)、ACK(確認序號有效)、PSH(接收方應該盡快將這個報文段交給應用層)、RST(重建連接)、SYN(發(fā)起一個連接)、FIN(釋放一個連接)。目前三十六頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(6)窗口大小字段：字段長度16比特，用來進行流量控制，單位為字節(jié)數，這個值是本機期望一次接收的字節(jié)數。

(7)?TCP校驗和字段：字段長度16比特。該字段對整個TCP報文段進行校驗和計算，并由目標端進行驗證。

(8)緊急指針字段：字段長度16比特。它是一個偏移量，和序號字段中的值相加表示緊急數據最后一個字節(jié)的序號。

(9)選項字段：占32比特?？赡馨ā按翱跀U大因子”、“時間戳”等選項。目前三十七頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

4．UDP數據段格式

UDP是一種不可靠的、無連接的數據報服務。源主機在傳送數據前不需要和目標主機建立連接。數據被冠以源、目標端口號等UDP報頭字段后直接發(fā)往目的主機。這時，每個數據段的可靠性依靠上層協(xié)議來保證。在傳送數據較少、較小的情況下，UDP比TCP更加高效。

(1)源、目標端口號字段：字段長度16比特，用來標識源端和目標端的應用進程。

(2)長度字段：字段長度16比特，用來表示UDP頭部和UDP數據的總長度字節(jié)。

(3)校驗和字段：字段長度16比特，用來對UDP頭部和UDP數據進行校驗。與TCP不同的是，對UDP來說，此字段是可選項，而TCP數據段中的校驗和字段是必須有的。目前三十八頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

5．套接字

在每個TCP、UDP數據段中都包含源端口和目標端口字段。通常把一個IP地址和一個端口號合稱為一個套接字(Socket)，而一個套接字對(SocketPair)可以唯一地確定互連網絡中每個連接的雙方(客戶IP地址+客戶端口號、服務器IP地址+服務器端口號)。需要注意的是，不同的應用層協(xié)議可能基于不同的傳輸層協(xié)議，如FTP、TELNET、SMTP協(xié)議基于可靠的TCP協(xié)議，而TFTP、SNMP、RIP協(xié)議基于不可靠的UDP協(xié)議。目前三十九頁\總數一百八十一頁\編于二十三點同時，有些應用層協(xié)議占用了兩個不同的端口號，如FTP占用20、21端口，SNMP占用161、162端口。這些應用層協(xié)議在不同的端口提供不同的功能。如FTP的21端口用來偵聽用戶的連接請求，而20端口用來傳送用戶的文件數據；再如，SNMP的161端口用于SNMP管理進程獲取SNMP代理的數據，而162端口用于SNMP代理主動向SNMP管理進程發(fā)送數據。

還有一些協(xié)議使用了傳輸層的不同協(xié)議提供的服務。如DNS協(xié)議同時使用了TCP53端口和UDP53端口。DNS協(xié)議在UDP的53端口提供域名解析服務，在TCP的53端口提供DNS區(qū)域文件傳輸服務。目前四十頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

6．TCP連接建立、釋放時的握手過程

理解TCP連接建立、釋放時的握手過程，對于開發(fā)基于TCP/IP協(xié)議的通信程序是十分重要的。一個TCP連接的建立需要三次握手過程，三次握手的目標是使數據段的發(fā)送和接收同步。同時也向其他主機表明其一次可接收的數據量即窗口大小并建立邏輯連接。這三次握手的過程分別為：

(1)第一次握手，源主機發(fā)送一個同步標志位(SYN)置1的TCP數據段。此段中同時標明初始序號(ISN)，ISN是一個隨時間變化的隨機值。目前四十一頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(2)第二次握手，目標主機發(fā)回確認數據段，此段中的同步標志位(SYN)同樣被置1，且確認標志位(ACK)也置1，同時在確認序號字段表明目標主機期待收到源主機下一個數據段的序號(即表明前一個數據段已收到并且沒有錯誤)。此外，此段中還包含目標主機的段初始序號。

(3)第三次握手，源主機再回送一個數據段，同樣帶有遞增的發(fā)送序號和確認序號。

這樣，TCP會話的三次握手完成。接下來，源主機和目標主機可以互相收發(fā)數據。數據傳輸結束后，通信的雙方都可釋放連接，這個過程需要四次握手過程：目前四十二頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(1)第一次握手，源主機發(fā)送一個釋放連接標志位“FIN=1，seq=u”給目標主機，意思是請求結束會話，等待目標主機確認。

(2)第二次握手，目標主機發(fā)送“ACK=1，seq=v”，確認號“ack=u+1”給客戶，而這個報文段自己的序號“seq=v”。從源主機到目標主機這個方向的連接就釋放了，TCP連接處于半關閉狀態(tài)，目標主機若發(fā)送數據，源主機仍要接收。

(3)第三次握手，目標主機發(fā)送“FIN=1，ACK=1，seq=w，ack=u+1”給源主機，表示目標主機已經沒有要向源主機發(fā)送的數據。

(4)第四次握手，源主機發(fā)送“ACK=1，seq=u+1，ack=w+1”給目標主機，表示收到連接釋放報文段。目前四十三頁\總數一百八十一頁\編于二十三點2.1.4IPv4與IPv6

IPv4是第一個被廣泛使用的IP協(xié)議版本，也是到目前為止互聯(lián)網設備和應用采用的最主要協(xié)議。按照TCP/IP協(xié)議，每個連接在互聯(lián)網上的主機都應該有一個唯一的地址，將以這個地址作為該主機的標志，即IP地址。為了方便使用，人們把這32位地址分為4段，每段8位，用十進制數字表示，每段數字范圍為0～255，段與段之間用句點隔開。比如，上面的IP地址可以表示為。目前四十四頁\總數一百八十一頁\編于二十三點在實際中，數量眾多的主機不是各自獨立地接入互聯(lián)網的，數量不一的主機先是組成一個相對獨立的網絡，稱IP子網，然后再通過統(tǒng)一的網關設備(主要是路由器)接入互聯(lián)網。大的子網下又可以分更小的子網。與互聯(lián)網這一網絡結構相對應，32位的IP地址由兩部分組成，一部分為網絡地址，也就是該子網的編號；另一部分為主機地址，代表主機在該子網中的編號。為了便于IP地址的分配和使用，管理機構又把IPv4的IP地址分為A、B、C、D、E共5類，其中A、B、C三類由NIC在全球范圍內統(tǒng)一分配，D、E類為特殊地址。一個A類地址第一個字節(jié)為網絡地址，后三個字節(jié)為主機地址；一個B類地址的前兩個字節(jié)為網絡地址，后兩個字節(jié)為主機地址；一個C類地址的前三個字節(jié)為網絡地址，最后一個字節(jié)為主機地址。目前四十五頁\總數一百八十一頁\編于二十三點隨著互聯(lián)網規(guī)模的不斷擴大，主機數量呈指數增加，IPv4協(xié)議提供的地址面臨枯竭。而移動終端的互聯(lián)網化和物聯(lián)網的成長，對IP地址的需求更加巨大。為了克服這一困難，IPv6加快了部署的步伐。IPv6是用于替代現(xiàn)行版本IPv4的IP協(xié)議的第六個版本，與IPv4相比，IPv6具有以下幾個優(yōu)勢：

(1)?IPv6具有更大的地址空間。IPv4中規(guī)定IP地址長度為32，即有232個地址；而IPv6中IP地址的長度為128，即有2128個地址。目前四十六頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(2)?IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一開始就遵循聚類原則，這使得路由器能在路由表中用一條記錄表示一片子網，大大減小了路由器中路由表的長度，提高了路由器轉發(fā)數據包的速度。

(3)?IPv6增加了增強的組播支持以及對流的控制。這使得網絡上的多媒體應用有了長足發(fā)展的機會，為服務質量控制提供了良好的網絡平臺。

(4)?IPv6加入了對自動配置的支持。這是對DHCP協(xié)議的改進和擴展，使得網絡的管理更加方便和快捷。目前四十七頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(5)?IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6網絡中用戶可以對網絡層的數據進行加密并對IP報文進行校驗，極大地增強了網絡的安全性。

我國互聯(lián)網規(guī)模龐大，而申請到的IP地址總數相對較少，IP地址緊缺的矛盾尤其尖銳。因此，在IPv6的推動方面，我國一直走在前面。目前，我國IPv6網絡的試點工作已經展開，很多新建的網絡已經可以同時支持IPv4和IPv6。目前四十八頁\總數一百八十一頁\編于二十三點2.1.5C/S模式與B/S模式

互聯(lián)網最大的特點是通過網絡實現(xiàn)了全世界范圍信息的共享。信息共享主要通過B/S模式或者C/S模式實現(xiàn)，而目前B/S模式的使用最為普遍。

1．C/S模式

C/S是Client/Server的縮寫，即客戶/服務器模式。在客戶/服務器模式中，服務器是網絡信息資源和計算的核心，而客戶機是網絡資源的消費者，客戶機通過服務器獲得所需要的網絡信息資源。這里客戶和服務器都是指通信中所涉及的進程，即是運行著的客戶軟件和服務器軟件，使用計算機的人是計算機的“用戶”，而不是這里所指的“客戶”。但在國內外很多技術文獻中，也經常把運行服務器程序的機器稱為服務器，實際中要根據上下文的內容進行區(qū)分。

目前四十九頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

C/S模型的工作過程如圖2-7所示。其工作過程如下：

(1)首先，服務器進程啟動起來以后，就一直在監(jiān)聽某一TCP端口，比如FTP默認為21端口，Web默認為80端口，接收這一端口的請求信息。

(2)如果某個客戶，如客戶甲，需要查詢某個學生的個人信息時，它就向服務器發(fā)出請求(a)，告知這個學生的編號及要查詢信息的內容。

(3)服務器進程監(jiān)聽到這一請求后，啟動一個線程，該線程從關聯(lián)的數據庫、文件等資源庫中搜索到該學生的信息，經過相關處理后，把結果返回客戶甲(b)。目前五十頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(4)如果客戶乙、客戶丙也需要查詢某個學生的個人信息，那么服務器則分別啟動另外兩個線程，處理兩個客戶的請求。

(5)依次類推，如果有N個客戶請求，服務器進程就啟動N個線程處理客戶的請求。由于計算機的CPU和內存等資源是有限的，因此，N的大小是受到限制的。一般把N叫做該服務器能夠處理的最大并發(fā)用戶數。

C/S是一種軟件系統(tǒng)體系結構，通過它可以充分利用服務器端和客戶端兩方的硬件資源，將任務合理分配到兩端，降低了系統(tǒng)的通信開銷。目前五十一頁\總數一百八十一頁\編于二十三點圖2-7C/S模型示意圖目前五十二頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

2．B/S模式

B/S(Browser/Server，即瀏覽器/服務器)是一種特殊的C/S，它是在普通C/S的基礎上，對服務器端和客戶端都進行了改造和規(guī)范?？蛻舳司褪俏覀兪熘腤eb瀏覽器，如IE、Firefox和Opera等；服務器如IIS、Apache等。任何一種Web瀏覽器可以完全訪問任何一種服務器。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)核心功能的實現(xiàn)集中到服務器上，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護和使用。目前五十三頁\總數一百八十一頁\編于二十三點在技術文獻中，人們經常把C/S結構和B/S結構并列起來，似乎B/S結構和C/S結構分屬不同的兩種結構，這樣顯然是不準確的。但是由于人們經常這樣說以至于成為業(yè)界習慣，因而當出現(xiàn)這樣的說法時，我們應該把C/S理解為除B/S結構外其余的C/S結構。

在B/S模式下，服務器軟件啟動后，其進程就長駐內存中，一刻也不停地監(jiān)聽設定的TCP端口，一般是80端口或者8080端口。一旦有向該端口發(fā)出的要求獲得網頁的請求，服務器進程就從本地文件目錄或相關資源庫中讀取HTML網頁文件，發(fā)送給請求者。大部分瀏覽器也支持許多HTML以外的文件格式，如JPEG、PNG和GIF圖像格式，還可以利用插件來支持更多文件類型。這樣，網頁設計者便可以把圖像、動畫、視頻、聲音和流媒體包含在網頁中，或讓人們透過網頁而取得它們。目前五十四頁\總數一百八十一頁\編于二十三點瀏覽器和服務器之間的通信采用HTTP(HyperTextTransportProtocol，超文本傳送協(xié)議)，當需要更高的安全性時，需要采用HTTPS(HyperTextTransferProtocoloverSecureSocketLayer)。HTTPS是HTTP的安全版本，它在HTTP下加入SSL層，支持對文件內容的加密，但HTTPS存在不同于HTTP的默認端口。目前五十五頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

3．B/S模式與C/S模式的優(yōu)劣勢比較

(1)?B/S模式比C/S模式維護和升級更簡單。在C/S模式下，軟件系統(tǒng)的維護包括服務器軟件和每一個客戶端。由于每個客戶端都由不同的人員使用，不僅計算機里面一般會有各種其他的應用軟件，而且由于使用者的原因，經常會被病毒、流氓軟件等侵入，影響客戶端軟件的運行。而客戶端軟件因為是專用的，都需要專門維護，系統(tǒng)管理人員如果需要在幾百甚至上千部電腦之間來回奔跑，效率和工作量是可想而知的，因而維護工作量很大。另一方面，實際使用的軟件系統(tǒng)經常需要改進和升級，頻繁的升級也成為C/S模式軟件一項不堪重負的工作。而B/S模式則明顯體現(xiàn)著更為方便的特性，只需要對服務器軟件進行修改和升級，所有的客戶端目前五十六頁\總數一百八十一頁\編于二十三點只是通用瀏覽器，不需要做任何的維護。因此無論用戶的規(guī)模有多大或有多少分支機構，都不會增加任何維護升級的工作量。如果是異地，還可以實現(xiàn)遠程升級和共享。“瘦”客戶機和“胖”服務器越來越成為業(yè)界的主流，這對用戶人力、物力、時間和費用的節(jié)省可以說是革命性的。

(2)?B/S模式比C/S模式成本更低。在C/S模式下，軟件不具有通用性，無論是服務器端軟件還是客戶端軟件，都需要軟件提供商進行全面開發(fā)。而在B/S模式下，客戶端是通用的免費軟件，一般無須開發(fā)，個別情況下只需要安裝一個插件即可；服務器端有成熟的軟件如IIS和Apache等，基本的通信功能和文件管理功能已經非常完善，只需要開發(fā)相對簡單的網頁和CGI程序等，因而開發(fā)成本要低得多。目前五十七頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(3)?B/S模式服務器負載更重。由于B/S模式下絕大多數任務都要服務器端完成，因而服務器端負載較重，一旦服務器發(fā)生網絡擁塞或者因CPU或內存占用過度而癱瘓，將嚴重影響系統(tǒng)的使用。因此，通常情況下要采取一些措施，如采用雙機熱備、網絡存儲服務器、服務器集群等。

(4)?B/S模式客戶端不如C/S模式功能強大。B/S模式下客戶端軟件采用Web瀏覽器帶來的方便性和低成本，在一定程度上是以犧牲了客戶端的功能為代價的，盡管在Web瀏覽器上可以運行諸如JavaScript、VbScript等腳本程序，但這些程序對客戶端資源的訪問是受到嚴格限制的，因此很多和硬件以及本地文件系統(tǒng)資源相關的功能并不能實現(xiàn)。目前五十八頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(5)?B/S模式與C/S模式在實際中的使用現(xiàn)狀。由于上述B/S模式與C/S模式各自的優(yōu)劣勢特點，絕大多數應用系統(tǒng)采用了B/S模式。目前不僅互聯(lián)網上廣泛采用B/S模式，而且在絕大多數企業(yè)內部網上也采用了B/S模式，如公司內部OA系統(tǒng)、專用業(yè)務管理系統(tǒng)等。但是，由于B/S模式在本地資源訪問方面的限制，在一些特殊情況下還必須采用C/S模式。目前五十九頁\總數一百八十一頁\編于二十三點2.1.6手機網頁標準

目前，手機網頁存在著幾個不同的標準，包括WML、XHTMLMP、HTML5等，選擇合適的標準是手機網站開發(fā)必須首先考慮的。

1．HTML

HTML(HyperTextMarkupLanguage，超文本標記語言)是用于描述網頁文檔的一種標記語言，它通過標記符號來標記要顯示的網頁中的各個元素。網頁文件本身是一種文本文件，通過在文本文件中添加標記符，可以告訴瀏覽器如何顯示其中的內容，如文字如何處理，畫面如何安排，圖片如何顯示等。瀏覽器按順序閱讀網頁文件，然后根據標記符解釋和顯示其標記的內容，對書寫出錯的標記不指出其錯誤，且不停止其解釋執(zhí)行過程。目前六十頁\總數一百八十一頁\編于二十三點下面是一個簡單的HTML文件Test1.html：

<!doctypehtml>

<html>

<head>

<metacharset=“utf-8”>

<title>Hello,ThisisaHTMLpage!</title>

<styletype=“text/css”>

body,td,th{

font-size:36px;

color:#900;

font-family:Arial,Helvetica,sans-serif;

}

</style>

</head>目前六十一頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

<body>

<palign=“center”> </p>

<palign=“center”> </p>

<palign=“center”> </p>

<palign=“center”><strong>Hello,ThisisaHTMLpage!</strong></p>

<p> </p>

</body>

</html>

文件中的“<!doctypehtml>”說明該文件的類型是HTML，“<html>”和“</html>”分別表示文件的開始和結束，“<body>”和“</body>”分別表示文件正文的開始和結束。這些符號就是標記符號，有一定的含義。該文件用IE瀏覽器打開后的顯示效果如圖2-8。目前六十二頁\總數一百八十一頁\編于二十三點圖2-8Test1.html目前六十三頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

HTML文檔的制作并不復雜，但它的功能強大，能支持不同數據格式的文件嵌入，其主要特點是：

(1)簡易性。HTML的版本升級采用超集方式，即新版本完全包含老版本，因而用老版本編寫的網頁可以被新版本完全接受，版本升級過程更加方便平滑。

(2)可擴展性。HTML的廣泛應用帶來了增強功能、增加標識符等要求。對此，HTML采取子類元素方式，為系統(tǒng)擴展提供了保證。

(3)平臺無關性。雖然計算機種類很多，如PC機、服務器、筆記本、iPad、智能手機，還有不同形態(tài)的嵌入式設備等，但HTML都可以在這些平臺上運行。目前六十四頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(4)?HTML支持以JavaScript、VbScript為代表的動態(tài)網頁生成技術，豐富了網頁的功能。

今天，對互聯(lián)網的成功因素進行總結，那就是TCP/IP和HTML。TCP/IP奠定了互聯(lián)網擴展到全世界的網絡技術基礎，HTML提供了把互聯(lián)網信息傳送且展示給幾十億互聯(lián)網用戶的最好手段。隨著3G技術的普及，基于HTML升級版本的手機網頁正迅速替代WML網頁成為手機網頁的主流。目前六十五頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

2．WML

最早的手機網站采用WAP(WirelessApplicationProtocol)協(xié)議，網頁設計則采用WML(WirelessMarkupLanguage)。WML即無線標記語言，移動設備中內置的微型瀏覽器能夠解釋這種標記語言。雖然它和HTML語言很相像，但WML其實是XML的一個應用子集。

XML可用于標記電子文件使其具有結構性的標記語言，也可以用來標記數據、定義數據類型，是一種允許用戶對自己的標記語言進行定義的源語言。XML與Access、Oracle和SQLServer等數據庫不同，數據庫提供了更強有力的數據存儲和分析能力，如數據索引、排序、查找、相關一致性等，而XML僅僅是存儲數據。事實上XML與其他數據表現(xiàn)形式最大的不同在于它極其簡單。這看上去是一個很小的優(yōu)點，但正是這點卻使XML與眾不同。目前六十六頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

XML與HTML的設計區(qū)別在于XML的核心是數據，其重點是數據的內容，而設計的HTML被用來顯示數據，其重點是數據的顯示。XML和HTML在語法上面也有區(qū)別，HTML的標記不是所有的都需要成對出現(xiàn)，XML則要求所有的標記必須成對出現(xiàn)；HTML標記不區(qū)分大小寫，XML則對大小寫敏感，即需要區(qū)分大小寫。

XML簡單的特點使其易于在任何應用程序中讀寫數據，這使XML很快成為數據交換的唯一公共語言，雖然不同的應用軟件也支持其他的數據交換格式，但不久之后它們都將支持XML，這就意味著程序可以更容易地與Windows、MacOS、Linux以及其他平臺下產生的信息結合，然后可以很容易加載XML數據到程序中來分析它，并以XML格式輸出結果。目前六十七頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

3．XHTML

XHTML(TheExtensibleHyperTextMarkupLanguage，可擴展標識語言)的出現(xiàn)是HTML不斷演進的結果。隨著Web的日漸普及，HTML用戶要求能控制頁面的觀感，為此，瀏覽器廠商在HTML2和HTML3中推出了新的特性。這些新特性在帶來美感的同時，也使網頁變得難以理解，復雜的嵌套表結構成為控制頁面布局的主要手段，其中還充斥著大量font標記和color聲明。目前六十八頁\總數一百八十一頁\編于二十三點為解決這個問題，瀏覽器廠商又推出了HTML4。它將表示邏輯的工作推給了CSS，為高級內容定位引入了層(div)的功能。與HTML3相比，意味著代碼的編寫模式發(fā)生了變化。為了簡化遷移過程，開發(fā)人員又通過HTML4的Transitional版本來支持舊的HTML3結構，適用于高級用戶的Strict版本則要求將內容和表示徹底分開。目前六十九頁\總數一百八十一頁\編于二十三點這時，W3C提出了XHTM1作為符合結構良好而有效的HTML4的XML版本。對于XML用戶來說，這簡化了將XML內容轉化成網頁并用已有驗證程序檢查轉換結果的工作。于是，XHTML1.1嘗試將不同的問題隔離到不同的模塊中，這種模塊化方法便于針對不同的需要使用標準的不同部分，也有利于適用新的功能擴展標準。

XML雖然數據轉換能力強大，可以完全替代HTML，但面對成千上萬已有的站點，直接采用XML還為時過早。因此，開發(fā)人員在HTML4.0的基礎上，用XML的規(guī)則對其進行了擴展，得到了XHTML。從某種意義上講，建立XHTML的目的就是實現(xiàn)HTML向XML的過渡。目前七十頁\總數一百八十一頁\編于二十三點與HTML4相比，XHTML1.1把內容和表示相分離，但是和過去一樣，一些實際問題只能使用CSS中技巧來解決。例如：無序列表表示的菜單結構通常包括漂亮的圖片，但圖像不大容易通過文本—語音設施讀給有視覺障礙的人聽，而且像Lynx這樣的文本瀏覽器也不能顯示圖像。一個復雜的CSS技巧可以在瀏覽器中隱藏文本顯示圖像。但是如果不同頁面上的菜單不同，就很難用CSS指定這部分內容了。目前七十一頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

XHTML2進一步把內容和表示相互分離，改進了HTML4和XHTML1中殘留的瑕疵。如將imgsrc標記換成了可用于任何元素的可選屬性src。修改后的CSS完全脫離了內容，不支持圖像的設備很容易轉而表示文本。還用xforms模塊替換了html的forms，其中，xforms不需要一行腳本就能指定交互邏輯、驗證規(guī)則和計算方法。此外，這種技術采用了豐富的XML結構而不是鍵值對，允許出現(xiàn)嵌套的子表單和重復的元素。除了能提供一個強大的引擎外，文本—語音設備更適合改變應用程序的豐富性。目前七十二頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

XHTMLMobileProfile是WAP論壇為WAP2.0所定義的內容編寫語言，它是為不支持XHTML的全部特性且資源有限的Web客戶端所設計的。XHTMLMobileProfile以XHTMLBasic為基礎，加入了一些來自XHTML1.0的元素和屬性。這些內容事實上包括了一些其他表示元素和對內部樣式表的支持。和XHTMLBasic一樣，XHTMLMobileProfile是嚴格的XHTML1.0子集。目前七十三頁\總數一百八十一頁\編于二十三點隨著移動互聯(lián)網的發(fā)展和手機終端的更新?lián)Q代，越來越多的手機終端已經支持XHTML，XHTML逐步成為手機網站開發(fā)的首選描述語言。但仍有一些用戶使用的低端手機尚不支持XHTML。由于這小部分影響范圍很小，對于手機網站的開發(fā)，建議采用XHTML做為主流模板語言，如果仍需要照顧部分低端手機市場，可以再開發(fā)一套WML模板，通過手機終端適配識別出手機終端類型后進行逐個調用。目前七十四頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

4．HTML5

HTML5是W3C之外一些重要Web開發(fā)人員和主流瀏覽器廠商，因為不同意XHTML2的方向而設計的。2004年，他們成立了一個獨立的工作組，為新的HTML版本提出了一種新的設計方向，并以網頁超文本技術工作小組(WHATWG)的名義推出了HTML5。HTML5在誕生之后確立了一個原則，那就是所有的技術必須是開放的，不準有專利限制。在這期間，Opera捐獻了CSS技術，Google提供了視頻格式WebM。目前，大部分HTML協(xié)議在眾多網絡技術公司中達成共識，但在視頻格式方面，世界各大互聯(lián)網公司正在為具體標準進行爭論。紛爭的兩大陣營分別是以Opera、火狐、Google等為代表的一方，另一方則由蘋果公司領銜。目前七十五頁\總數一百八十一頁\編于二十三點而按照爭論的視頻格式來分，前者可以分為WebM陣營，后者則可以看做MPEG陣營。WebM陣營認為MPEG格式目前是具有專利保護的，這違背了HTML5所有技術必須開放的原則。MPEG陣營則更多地是因為自身目前就在使用這種視頻格式。

HTML5和HTML4的相似性遠遠超過XHTML2和XHTML1的相似性。HTML5有以下特點：遷移路徑更加平坦，有經驗的HTML4開發(fā)人員熟悉新版本也更方便；新特性遵循相似的邏輯；特定元素的專門事件屬性允許HTML編輯人員提供更適當的文本完成功能；HTML5的基本設計理念利用了Web開發(fā)人員需要的特性擴展HTML4。HTML5在繼承HTML4基本技術的同時進行了簡化。目前七十六頁\總數一百八十一頁\編于二十三點到目前為止，HTML5和XHTML2都還不是正式的推薦標準，將來一些細微的地方還可能變化，但它們的發(fā)展方向不會變，兩者都解決了現(xiàn)行標準存在的一些不足。未來的瀏覽器如何增加對這兩種新標準的支持還有待觀察。當前，瀏覽器普遍同時支持HTML4和XHTML1，但已經有越來越多的PC瀏覽器和手機瀏覽器開始支持HTML5，HTML5豐富的功能使得目前已經掀起了一個HTML5熱潮，手機網頁開發(fā)者轉向HTML5正成為時尚。目前七十七頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

HTML5是近十年來Web開發(fā)標準最巨大的飛躍。和以前的版本不同，HTML5不僅大幅提升Web應用在交互、系統(tǒng)能力調用、多媒體、語義化等方面的能力，而且也將Web帶入一個成熟的應用平臺。在HTML5平臺上，視頻、音頻、圖像、動畫以及同電腦的交互都被標準化。用戶無需安裝紛繁的插件就可以獲得更為豐富的Web應用。

HTML5技術族主要包括HTML5、CSS3、JavaScript、WebApplicationAPI、SVG等，它們具有以下的新特性：

目前七十八頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(1)豐富的結構化、語義化標簽。HTML5新增加了一些結構化標簽，主要包括“<header>”、“<footer>”、“<nav>”、“<section>”、“<article>”、“<hgroup>”、“<aside>”等，這些標簽使網頁結構更加簡潔和嚴謹。新標簽語義化更強，便于開發(fā)者理解和靈活使用，也利于計算機對語義化的Web應用進行理解、索引和利用。

(2)面向應用的功能增強。HTML5面向移動應用功能不斷進行增強，包括多線程并發(fā)、離線數據緩存、數據存儲、跨域資源共享等。其中，WebWorkers標準彌補了Web應用以往只能單線程運行的短板，使其不但能夠支持多線程的Web操作，并能將資源消耗較大的操作放到后臺執(zhí)行，目前七十九頁\總數一百八十一頁\編于二十三點從而提高Web應用的響應速度，降低終端資源消耗。OfflineAppCache能夠將Web應用相關的資源文件緩存到本地，使用戶在離線狀態(tài)下也能使用Web應用，為開發(fā)離線的移動Web應用奠定了基礎。WebStorage規(guī)范為簡單的網頁數據存儲提供了LocalStorage和SessionStorage兩個基本方法，LocalStorage可將數據永久保存在本地，SessionStorage可在瀏覽器會話保持期間保存數據。IndexedDB是HTML5另一種數據存儲方式，能夠幫助Web應用存儲復雜結構的數據。Cross-OriginResourceSharing使Web應用突破了以往無法跨域名訪問其他Web應用的限制，增強了Web應用服務之間的交互能力。目前八十頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(3)系統(tǒng)能力調用。HTML5納入W3CDAP工作組制定的一系列設備API，極大提升了Web應用對終端設備能力的訪問和調用能力，這些設備主要包括終端系統(tǒng)信息API、日歷API、通信錄API、觸摸API、通訊API、多媒體捕捉API等。

同時，W3C還制定了位置API和視頻通信API。位置API標準使基于位置的Web應用能夠訪問所持設備的地理位置信息。位置API與底層位置信息源無關，它的來源可包括GPS、從網絡信號(如IP地址、WiFi、基站號等)推測的位置，以及用戶輸入位置。視頻通信API通過API接口提供視頻會議核心技術能力，包括音視頻采集、編解碼、網絡傳輸、顯示等，它能使瀏覽器直接進行實時視頻和音頻通信。目前八十一頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(4)富媒體支持。HTML5技術極大增強了Web應用在繪圖、音視頻、字體、數學公式、表單等方面的能力。Canvas特性能提供2D、3D圖片的移動、旋轉、縮放等常規(guī)操作以及強大的繪圖渲染能力。SVG基于XML來描述二維矢量圖形，可根據用戶的需求進行無失真縮放，適合移動設備圖片顯示。HTML5標準增加了音視頻標簽“<audio>”、“<video>”，可在網頁中直接播放音頻、視頻文件，以取代AdobeFlash、微軟Silverlight、QuickTime等多媒體插件及私有協(xié)議。WOFF能通過樣式庫為Web應用中自動提供各種字體，并且能根據實際需要調整字體的大小。MathML可使用戶能夠在網頁文本中直接輸入復雜的數學公式符號。目前八十二頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(5)連接特性。WebSockets允許在Web應用前端與后端之間通過指定的端口打開一個持久連接，這極大地提高了Web應用的效率，使得基于頁面的實時聊天、更快速的網頁游戲體驗、更優(yōu)化的在線交流得到了實現(xiàn)。同時，HTML5擁有更有效的服務器推送技術，使得基于推送技術的應用更容易實現(xiàn)。目前八十三頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

HTML5技術的卓越性能和良好前景，促使全球科技巨頭都積極布局。Facebook、亞馬遜等互聯(lián)網巨頭均采用HTML5改造應用服務，并同時支持原生移動客戶端與HTML5Web版本。據工信部電信研究院預計，2012年全球主流網站支持HTML5的比例可能超過50%，視頻網站支持比例將超過90%。蘋果、谷歌、微軟、Mozilla、Opera等巨頭也均大力提升了其終端或瀏覽器產品對HTML5的支持程度。據StrategyAnalytics預測，全球支持HTML5的移動智能終端將由2011年的3.36億部增長到2013年的10億部。

目前八十四頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

2.2移動通信技術

2.2.1移動通信技術概況

移動通信技術實現(xiàn)了人們在任何時間、任何地點與任何個人進行通信的愿望。在短短的二三十年間，移動通信實現(xiàn)了從傳統(tǒng)的單基站大功率系統(tǒng)到蜂窩移動系統(tǒng)；從本地覆蓋到全國覆蓋，并實現(xiàn)了國內、國際漫游；從提供語音業(yè)務到提供包括數據的綜合業(yè)務；從模擬移動通信系統(tǒng)到數字移動通信系統(tǒng)等。目前，第四代移動通信技術已經開始在一些國家和地區(qū)商業(yè)使用，國內也正緊鑼密鼓地進行試點，預計在2013年后半年會進行大規(guī)模建設。目前八十五頁\總數一百八十一頁\編于二十三點第一代移動通信系統(tǒng)(1G)興起于20世紀70年代末，主要采用模擬技術和頻分多址(FDMA)技術。由于受到傳輸帶寬限制，其最致命的缺點是不能進行大區(qū)域性漫游。第二代移動通信系統(tǒng)(2G)興起于20世紀90年代初期，主要采用數字時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)技術，以數字傳輸方式實現(xiàn)語音和數據等業(yè)務。第二代移動通信系統(tǒng)替代第一代移動通信系統(tǒng)完成了模擬技術向數字技術的轉變。第三代移動通信系統(tǒng)(3G)是目前正在商業(yè)使用的移動通信系統(tǒng)，它提供了前兩代產品不具備的各種寬帶信息業(yè)務，比如無線高速上網、視頻等。三代移動通信系統(tǒng)性能比較如表2-1所示。目前八十六頁\總數一百八十一頁\編于二十三點表2-1三代移動通信系統(tǒng)性能比較

目前八十七頁\總數一百八十一頁\編于二十三點2.2.23G移動通信技術

根據IMT-2000系統(tǒng)基本標準，第三代移動通信系統(tǒng)主要由4個功能子系統(tǒng)構成，分別是核心網(CN)、無線接入網(RAN)、移動臺(MT)和用戶識別模塊(UIM)，基本上對應于GSM系統(tǒng)的交換子系統(tǒng)(SSS)、基站子系統(tǒng)(BBS)、移動臺(MS)和SIM卡4部分。其中核心網和無線接入網是第三代移動通信系統(tǒng)的重要內容，也是第三代移動通信標準制訂中難度最大的技術內容。第三代移動通信系統(tǒng)可以提供達到有線電話質量的語音，還能提供智能網、多媒體及眾多的寬帶非話音業(yè)務。第三代移動通信系統(tǒng)的特點是：它綜合了蜂窩、無繩、尋呼、集群、無線擴頻、無線接入、移動數據、移動衛(wèi)星、個人通信等各類移動通信功能，能提供與固定電信網兼容的高質量業(yè)務，并能支持低速率話音和較高速率的數據業(yè)務。目前八十八頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

1．第三代移動通信新技術

第三代移動通信系統(tǒng)采用了多種新技術，包括：

(1)?WAP技術。WAP(無線應用協(xié)議)已經成為數字移動電話和其他無線終端上無線信息和電話服務的實際世界標準。WAP可提供相關服務和信息，如能提供與其他用戶進行連接時的安全、迅速、靈敏和在線的交互方式。WAP處于TCP/IP環(huán)境和蜂窩傳輸環(huán)境之間，但是它獨立于所使用的傳輸機制，可用于通過移動電話或其他無線終端來訪問和顯示多種形式的無線信息。目前八十九頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(2)快速無線IP技術?？焖贌o線IP技術是未來移動通信發(fā)展的重點，寬頻帶多媒體業(yè)務是最終用戶的基本要求。根據ITM-2000的基本要求，第三代移動通信系統(tǒng)可以提供較高的傳輸速度(本地區(qū)為2Mb/s，移動為144kb/s)。由于無線IP主機在通信期間需要在網絡上移動，其IP地址就有可能經常變化。傳統(tǒng)的有線IP技術將導致通信中斷，而第三代移動通信技術因為利用了蜂窩移動電話呼叫原理，完全可以使移動節(jié)點采用并保持固定不變的IP地址，一次登錄即可實現(xiàn)在任意位置上或在移動中保持與IP主機的單一鏈路層連接，完成移動中的數據通信。目前九十頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(3)軟件無線電技術。在不同工作頻率、不同調制方式、不同多址方式等多種標準共存的第三代移動通信系統(tǒng)中，軟件無線電技術是一種最有希望解決這些問題的技術。軟件無線電技術可將模擬信號的數字化過程盡可能地接近天線，即將A/D轉換器盡量靠近RF射頻前端，利用DSP的強大處理能力和軟件的靈活性實現(xiàn)信道分離、調制解調、信道編碼譯碼等工作，從而為第二代移動通信系統(tǒng)向第三代移動通信系統(tǒng)的平滑過渡提供一個良好的無縫解決方案。目前九十一頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

3G移動通信系統(tǒng)需要很多關鍵性技術，軟件無線電技術基于同一硬件平臺，通過加載不同的軟件，就可以獲得不同的業(yè)務特性，這相對于系統(tǒng)升級、網絡平滑過渡、多頻多模的運行情況來講，簡單容易、成本低廉。因此，軟件無線電技術能滿足第三代移動通信系統(tǒng)的多模式、多頻段、多速率、多業(yè)務、多環(huán)境的特殊要求。所以軟件無線電技術在未來移動通信應用中有著廣泛的應用意義，它不僅可改變傳統(tǒng)觀念，還會為移動通信的軟件化、智能化、通用化、個人化和兼容性帶來深遠影響。目前九十二頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(4)多載波技術。多載波MC-CDMA是第三代移動通信系統(tǒng)中使用的一種新技術。其實早在1993年的PIMRC會議上它就被提出來了。目前，它作為一種有著良好應用前景的技術，已吸引了許多公司對其進行深入研究。研究內容大致有兩類：一是用給定擴頻碼來擴展原始數據，再用每個碼片來調制不同的載波；另一種是用擴頻碼來擴展已經進行了串并變換后的數據流，再用每個數據流來調制不同的載波。目前九十三頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(5)多用戶檢測技術。在CDMA系統(tǒng)中，由于碼間不正交，會引起多址干擾(MAI)，而多址干擾將會限制系統(tǒng)容量，為了消除多址干擾影響，人們提出了利用其他用戶的已知信息去消除多址干擾的多用戶檢測技術。多用戶檢測技術分為兩大類：線性多用戶檢測和相減去干擾檢測。在線性多用戶檢測中，對傳統(tǒng)的解相器軟輸出的信號進行一種線性的映射(變換)以期產生新的一組有希望提供更好性能的輸出；在相減去干擾檢測中，可產生對干擾的預測并使之減小。多用戶檢測就是把所有用戶的信號都當做有用信號而不是干擾信號來處理，這樣可以充分利用各用戶信號的幅度、定時、延遲等信息，從而大幅度地降低多徑多址干擾。目前九十四頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(6)功率控制技術。為了克服寬帶CDMA系統(tǒng)的遠近效應，需要動態(tài)范圍達80dB的功率控制能力。上行鏈路功率控制方式分為開環(huán)和閉環(huán)兩種，開環(huán)功率控制主要用于克服距離衰減，閉環(huán)功率控制主要用于克服多普勒頻率產生的衰減，以保證基站接收到的所有移動臺信號具有相同的功率。下行鏈路采用插入功控子信道實現(xiàn)前向的閉環(huán)功控。目前九十五頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(7)?TD-SCDMA技術。TD-SCDMA使用了第二代和第三代移動通信中的所有接入技術，包括TDMA、CDMA和SDMA，其中最關鍵的創(chuàng)新部分是SDMA。SDMA可以在時域/頻域之外用來增加容量和改善性能，SDMA的關鍵技術就是利用多天線對空間參數進行估計，對下行鏈路的信號進行空間合成。另外，將CDMA與SDMA技術結合起來也起到了相互補充的作用，尤其是當幾個移動用戶靠得很近并使得SDMA無法分出時，CDMA就可以很輕松地起到分離作用了，而SDMA本身又可以使相互干擾的CDMA用戶降至最小。SDMA技術的另一重要作用是可以大致估算出每個用戶的距離和方位，可應用于第三代移動通信用戶的定位，并能為越區(qū)切換提供參考信息?？偟膩碇v，TD-SCDMA具有價格便宜、容量較高和性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點。目前九十六頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

(8)智能天線技術。智能天線技術是中國標準TD-SDMA中的重要技術之一，它是基于自適應天線原理的一種適合于第三代移動通信系統(tǒng)的新技術。它結合了自適應天線技術的優(yōu)點，利用天線陣列的波束匯成和指向產生多個獨立的波束，可以自適應地調整其方向圖以跟蹤信號的變化，同時可對干擾方向調零以減少甚至抵消干擾信號，增加系統(tǒng)的容量和頻譜效率。智能天線通過調節(jié)各陣元信號的加權幅度和相位，從而調節(jié)天線陣列的方向圖形狀，達到增強所需信號，抑制干擾信號的目的。同時，它利用信號入射方向差別，將同頻率、同時隙的信號區(qū)分開來，從而達到成倍地擴展通信系統(tǒng)容量的目的。目前九十七頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

2．3G移動通信技術的三種制式

3G移動通信技術有三種制式，分別是CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA。其中，CDMA2000和WCDMA屬于FDD方式，TD-SCDMA屬于TDD方式。在我國，這三種制式的網絡分別由三大電信運營商—中國電信、中國聯(lián)通和中國移動分別建設并實現(xiàn)互聯(lián)互通。

(1)?WCDMA。WCDMA是基于GSM網發(fā)展出來的3G技術規(guī)范，它是歐洲提出的寬帶CDMA技術，WCDMA與日本提出的寬帶CDMA技術基本相同，其支持者主要是以GSM系統(tǒng)為主的歐洲廠商，包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電，日本公司也或多或少參與其中，如日本的NTT、富士通、夏普等廠商。目前九十八頁\總數一百八十一頁\編于二十三點

WCDMA最大的特點是它在網絡結構上繼承了GSM/GPRS核心網結構，與GSM不同的是它在無線接入網部分引入了全新的無線WCDMA

，并采用了分組傳輸，更有利于實現(xiàn)高速移動數據業(yè)務的傳輸。WCDMA系統(tǒng)能夠架設在現(xiàn)有的GSM網絡上，對于電信運營商而言，可以較容易地過渡。因此，WCDMA具有先天的市場優(yōu)勢。該標準提出了GSM(2G)—GPRS—EDGE—WCDMA(3G)的演進策略。GPRS和EDGE兩種技術被稱為2.5代移動通信技術。

(2)?CDMA2000。CDMA2000是由窄帶CDMA(CDMAIS95)技術發(fā)展而來的寬帶CDMA技術，最早由美國高通北美公司為主導提出，摩托羅拉、Lucent和三星都參與其中，韓國現(xiàn)在已經成為該標準的主導者。目前九十九頁\總數一百八十一頁\編于二十三點這套系統(tǒng)是從窄頻CDMAOne數字標準衍生出來的，可以從原有的CDMAOne結構直接升級到3G，建設成本低廉。目前使用CDMA的地區(qū)除了中國外，只有日本、韓國和北美，CDMA2000的使用者沒有WCDMA多，但CDMA2000的研發(fā)進度卻是目前各標準