第5章 因特网基础
【考点一】因特网的重要作用与构成
(一)因特网的重要作用
1.丰富的信息资源2.便利的通信服务3.快捷的电子商务
(二)因特网的构成
1.通信线路通信线路是因特网的基础设施，各种各样的通信线路将因特网中的路由器、计算机等连接起来，可以说没有通信线路就没有因特网。因特网中的通信线路归纳起来主要有两类：有线线路(如光缆、铜缆等)和无线线路(如卫星、无线电等)。
2.路由器路由器(在因特网中有时也称网关)是因特网中最为重要的设备，它是网络与网络之间连接的桥梁。
3.服务器与客户机接入因特网的主机按其在因特网中扮演的角色不同，将其分成两类，即服务器和客户机。所谓服务器就是因特网服务与信息资源的提供者，而客户机则是因特网服务和信息资源的使用者。作为服务器的主机通常要求具有较高的性能和较大的存储容量，而作为客户机的主机可以是任意一台普通计算机。
4.信息资源WWW服务的推出为信息资源提供了一种较好的组织形式，方便了信息的浏览，同时因特网上众多搜索引擎的出现使信息的查询和检索更加快捷、便利。
【考点二】IP协议
(一)IP协议与IP层服务
IP协议是因特网中的通信规则，连入因特网中的每台计算机与路由器都必须遵守这些通信规则。
运行IP协议的网络层可以为其高层用户提供如下三种服务：
(1)不可靠的数据投递服务。(2)面向无连接的传输服务。(3)尽最大努力投递服务。
(二)IP地址连入因特网中的计算机与连入电话网的电话机非常相似，计算机的每个连接也有一个由授权单位分配的号码，我们称之为IP地址。IP地址也采取层次结构，但它与电话号码的层次有所不同。一个IP地址由两部分组成，即网络号和主机号，网络号用于识别一个逻辑网络，而主机号用于识别网络中的一台计算机。只要两台主机具有相同的网络号，不论它们位于何处，都属于同一个逻辑网络；相反，如果两台主机网络号不同，即使比邻放置，也属于不同的逻辑网络。
按照IP地址的逻辑层次来分，IP地址可以分为5类，各类可以按照IP地址的前几位来区分。A类只有一位，E类有5位，看前三位就可以分辩其类型。但事实上，只需看前两位就能做出判断，因为D类和E类IP地址很少使用。
(三)子网地址与子网屏蔽码在实际应用中，需要对IP地址中的主机号部分进行再次划分，将其划分成子网号和主机号两部分。
再次划分后的IP地址的网络号部分和主机号部分用子网屏蔽码来区分，子网屏蔽码也为32位二进制数值，分别对应IP地址的32位二进制数值。对于IP地址中的网络号部分在子网屏蔽码中用"1"表示，对于IP地址中的主机号部分在子网屏蔽码中用"0"表示。
(四)IP数据报需要进行传输的数据在IP层首先需要加上IP头信息，封装成IP数据报。
IP数据报的格式可以分为报头区和数据区两大部分，其中数据区包括高层需要传输的数据，报头区是为了正确传输高层数据而增加的控制信息，这些控制信息包括：
(1)版本与协议类型。(2)长度。(3)服务类型。(4)报文的分片和重组控制。(5)生存周期。(6)头部校验和。(7)地址。(8)数据报选项和填充。
(五)路由器和路由选择路由器在因特网中起着重要的作用，它连接两个或多个物理网络，负责将从一个网络收来的IP数据报，经过路由选择，转发到一个合适的网络中。
在因特网中，需要进行路由选择的设备一般采用表驱动的路由选择算法。每台需要路由选择的设备保存一张IP选路表，但需要传送IP数据报时，它就查询该表，决定把数据报发往何处。
【考点三】TCP协议与UDP协议
TCP是一个端到端的传输协议，因为它可以提供一条从一台主机的一个应用程序到远程主机的另一个应用程序的直接连接。TCP建立的连接常常叫做虚拟连接，实际上，下层互联网系统并不对该连接提供硬件或软件支持，这条连接是由运行于两台主机上相互交换信息的两个TCP软件模块虚拟建立起来的。
用户数据报协议UDP是传输层经常使用的另一个协议。与TCP不同，通过使用IP在机器之间传送报文，用户数据报协议UDP提供了不可靠的无连接的传输服务。在传输过程，UDP报文有可能会出现丢失、重复及乱序等现象。一个使用UDP的应用程序要承担可靠性方面的全部工作。
不论TCP还是UDP，它们都提供了对给定的主机上的多个目标进行区分的能力。端口就是TCP和UDP为了识别一个主机上的多个目标而设计的。TCP和UDP分别拥有自己的端口号，它们可以共存一台主机，但互不干扰。
【考点四】主机名与域名服务
(一)因特网的域名体系因特网的域名结构由TCP/IP协议集中的域名系统(DNS，Domain Name System)进行定义。
因特网域名是具有一定的层次结构的。首先，DNS把整个因特网划分成多个域，我们称之为顶级域，并为每个顶级域规定了国际通用的域名，顶级域的划分采用了两种划分模式，即组织模式和地理模式。前七个域对应于组织模式，其余的域对应于地理模式。地理模式的顶级域是按国家进行划分的，每个申请加入因特网的国家都可以作为一个顶级域，并向NIC注册一个顶级域名。
其次，NIC将顶级域的管理权分派给指定的管理机构，各管理机构对其管理的域进行继续划分，即划分成二级域，并将各二级域的管理权授予给其下属的管理机构，如此下去，便形成了层次型域名结构。由于管理机构是逐级授权的，所以最终的域名都得到NIC承认，成为因特网中的正式名字。
(二)主机名的书写方法一台主机的主机名应由它所属的各级域的域名与分配给该主机的名字共同构成的，顶级域名放在最右面，分配给主机的名字放在最左面，各级名字之间用"."隔开。
(三)域名服务器与域名解析在因特网中，对应于域名结构，名字服务器也构成一定的层次结构，这个树型的域名服务器的逻辑结构是域名解析算法赖以实现的基础。总的来说，域名解析采用自顶向下的算法，从根服务器开始直到叶服务器，在其间的某个节点上一定能找到所需的名字--地址映射。当然，由于父子节点的上下管辖关系，名字解析的过程只需走过一条从树中某节点开始到另一节点的一条自顶向下的单向路径，无需回溯，更不用遍历整个服务器树。
通常，请求域名解析的软件知道如何访问一个服务器，而每一域名服务器都至少知道根服务器地址及其父节点服务器地址。域名解析可以有两种方式，第一种叫递归解析，要求名字服务器系统一次性完成全部名字-地址变换。第二种叫反复解析，每次请求一个服务器，不行再请求别的服务器。
【考点五】域名服务器与域名解析因特网提供的基本服务功能主要有以下几种：
(1)电子邮件E-mail(2)远程登录Telnet。(3)文件传输FTP。(4)WWW服务。
(一)电子邮件服务与传统通信方式相比，具有明显的优点：
(1)电子邮件比人工邮件传递迅速，可达到的范围广，而且比较可靠。
(2)电子邮件与电话系统相比，它不要求通信双方都在场，而且不需要知道通信对象在网络中的具体位置。
(3)电子邮件可以实现一对多的邮件传送，这样可以使得一位用户向多人发出通知的过程变得很容易。
(4)电子邮件可以将文字、图像、语音等多种类型的信息集成在一个邮件中传送，因此它将成为多媒体信息传送的重要手段。
(二)远程登录服务利用因特网提供的远程登录服务可以实现：
(1)本地用户与远程计算机上运行的程序相互交互。
(2)用户登录到远程计算机时，可以执行远程计算机上的任何应用程序(只要该用户具有足够的权限)，并且能屏蔽不同型号计算机之间的差异。
(3)用户可以利用个人计算机去完成许多只有大型计算机才能完成的任务。
(三)文件传输服务
1.FTP服务器与客户机
FTP服务是一种实时的联机服务，用户在访问FTP服务器之前必须进行登录，登录时要求用户给出用户在FTP服务器上的合法账号和口令。只有成功登录的用户才能访问该FTP服务器，并对授权的文件进行查阅和传输。FTP的这种工作方式限制了因特网上一些公用文件及资源的发布，为此因特网上的多数FTP服务器都提供了一种匿名FTP服务。
2.FTP匿名服务目前大多数提供公共资料的FTP服务器都提供匿名FTP服务，因特网用户可以随时访问这些服务器而不需要预先向服务器申请账号。
3.FTP客户端应用程序因特网用户使用的FTP客户端应用程序通常有三种类型，即传统的FTP命令行、浏览器和FTP下载工具。
【考点六】WWW服务
(一)超文本与超媒体
1.超文本超文本方式对普通的菜单方式作了重大的改进，它将菜单集成于文本信息之中，因此可以把它看成是一种集成化的菜单系统。用户直接看到的是文本信息本身，在浏览文本信息的同时，随时可以选中其中的"热字"。热字往往是与上下文关联的单词，通过选择热字可以跳转到其他的文本信息。这种在文本中包含与其他文本的链接特征，形成了超文本的最大特点：无序性。
2.超媒体超媒体进一步扩展了超文本所链接的信息类型。用户不仅能从一个文本跳转到另一个文本，而且可以激活一段声音，显示一个图形，甚至可以播放一段动画。在目前市场上，流行的多媒体电子书籍大都采用这种方式来组织信息。例如在一本多媒体儿童读物中，当读者选中屏幕上显示的老虎图片、文字时，也能看到一段关于老虎的动画，同时可以播放一段老虎吼叫的声音。超媒体可以通过这种集成化的方式，将多种媒体的信息联系在一起。
(二)WWW服务系统
WWW服务具有以下主要特点：
(1)以超文本方式组织网络多媒体信息。
(2)用户可以在世界范围内任意查找、检索、浏览及添加信息。
(3)提供生动直观、易于使用、统一的图形用户界面。
(4)网点间可以互相链接，以提供信息查找和漫游的透明访问。
(5)可访问图像、声音、影像和文本信息。
1.超文本传输协议HTTP
①连接(Connection)。
②请求(Request)。
③应答(Response)。
④关闭(Close)。
2.页面地址-URL
URL由三部分组成：协议类型、主机名和路径及文件名。
3.超文本标记语言HTML
HTML是WWW上用于创建超文本链接的基本语言，可以定义格式化的文本、色彩、图像与超文本链接等，主要被用于WWW主页的创建与制作。由于HTML编写制作的简易性，它对促进WWW的迅速发展起到了重要的作用，并且作为WWW的核心技术在因特网中得到了广泛的应用。
4.主页的基本概念主页(HomePage)是一种特殊的Web页面。通常，主页是指包含个人或机构基本信息的页面，用于对个人或机构进行综合性介绍，是访问个人或机构详细信息的入口点，用户通过主页上所提供的链接便可以进入到其他页面，访问关于个人或机构的详细信息。因而用户只要了解到个人或机构的主页的URL，便可以访问与主页直接链接或间接链接的页面。
(三)WWW浏览器的基本功能目前广泛使用的浏览器软件的功能都很强大，它们通常具备以下的基本功能：
(1)查找、启动与终止链接
(2)通过按钮与菜单项来链接
(3)历史(History)与书签(Bookmark)的使用
(4)自由设定屏幕窗口
(5)选择起始页
(6)改变式样、字体与色彩
(7)查看内嵌图像与外部图像
(8)保存与打印主页
(四)搜索引擎的作用搜索引擎是因特网上的一个WWW服务器，它的主要任务是在因特网中主动搜索其他WWW服务器中的信息并对其自动索引，将索引内容存储在可供查询的大型数据库中。
用户可以利用搜索引擎所提供的分类目录和查询功能查找所需要的信息。用户在使用搜索引擎之前必须知道搜索引擎站点的主机名，通过该主机名用户便可以访问到搜索引擎站点的主页。
【考点一】因特网的重要作用与构成
(一)因特网的重要作用
1.丰富的信息资源2.便利的通信服务3.快捷的电子商务
(二)因特网的构成
1.通信线路通信线路是因特网的基础设施，各种各样的通信线路将因特网中的路由器、计算机等连接起来，可以说没有通信线路就没有因特网。因特网中的通信线路归纳起来主要有两类：有线线路(如光缆、铜缆等)和无线线路(如卫星、无线电等)。
2.路由器路由器(在因特网中有时也称网关)是因特网中最为重要的设备，它是网络与网络之间连接的桥梁。
3.服务器与客户机接入因特网的主机按其在因特网中扮演的角色不同，将其分成两类，即服务器和客户机。所谓服务器就是因特网服务与信息资源的提供者，而客户机则是因特网服务和信息资源的使用者。作为服务器的主机通常要求具有较高的性能和较大的存储容量，而作为客户机的主机可以是任意一台普通计算机。
4.信息资源WWW服务的推出为信息资源提供了一种较好的组织形式，方便了信息的浏览，同时因特网上众多搜索引擎的出现使信息的查询和检索更加快捷、便利。
【考点二】IP协议
(一)IP协议与IP层服务
IP协议是因特网中的通信规则，连入因特网中的每台计算机与路由器都必须遵守这些通信规则。
运行IP协议的网络层可以为其高层用户提供如下三种服务：
(1)不可靠的数据投递服务。(2)面向无连接的传输服务。(3)尽最大努力投递服务。
(二)IP地址连入因特网中的计算机与连入电话网的电话机非常相似，计算机的每个连接也有一个由授权单位分配的号码，我们称之为IP地址。IP地址也采取层次结构，但它与电话号码的层次有所不同。一个IP地址由两部分组成，即网络号和主机号，网络号用于识别一个逻辑网络，而主机号用于识别网络中的一台计算机。只要两台主机具有相同的网络号，不论它们位于何处，都属于同一个逻辑网络；相反，如果两台主机网络号不同，即使比邻放置，也属于不同的逻辑网络。
按照IP地址的逻辑层次来分，IP地址可以分为5类，各类可以按照IP地址的前几位来区分。A类只有一位，E类有5位，看前三位就可以分辩其类型。但事实上，只需看前两位就能做出判断，因为D类和E类IP地址很少使用。
(三)子网地址与子网屏蔽码在实际应用中，需要对IP地址中的主机号部分进行再次划分，将其划分成子网号和主机号两部分。
再次划分后的IP地址的网络号部分和主机号部分用子网屏蔽码来区分，子网屏蔽码也为32位二进制数值，分别对应IP地址的32位二进制数值。对于IP地址中的网络号部分在子网屏蔽码中用"1"表示，对于IP地址中的主机号部分在子网屏蔽码中用"0"表示。
(四)IP数据报需要进行传输的数据在IP层首先需要加上IP头信息，封装成IP数据报。
IP数据报的格式可以分为报头区和数据区两大部分，其中数据区包括高层需要传输的数据，报头区是为了正确传输高层数据而增加的控制信息，这些控制信息包括：
(1)版本与协议类型。(2)长度。(3)服务类型。(4)报文的分片和重组控制。(5)生存周期。(6)头部校验和。(7)地址。(8)数据报选项和填充。
(五)路由器和路由选择路由器在因特网中起着重要的作用，它连接两个或多个物理网络，负责将从一个网络收来的IP数据报，经过路由选择，转发到一个合适的网络中。
在因特网中，需要进行路由选择的设备一般采用表驱动的路由选择算法。每台需要路由选择的设备保存一张IP选路表，但需要传送IP数据报时，它就查询该表，决定把数据报发往何处。
【考点三】TCP协议与UDP协议
TCP是一个端到端的传输协议，因为它可以提供一条从一台主机的一个应用程序到远程主机的另一个应用程序的直接连接。TCP建立的连接常常叫做虚拟连接，实际上，下层互联网系统并不对该连接提供硬件或软件支持，这条连接是由运行于两台主机上相互交换信息的两个TCP软件模块虚拟建立起来的。
用户数据报协议UDP是传输层经常使用的另一个协议。与TCP不同，通过使用IP在机器之间传送报文，用户数据报协议UDP提供了不可靠的无连接的传输服务。在传输过程，UDP报文有可能会出现丢失、重复及乱序等现象。一个使用UDP的应用程序要承担可靠性方面的全部工作。
不论TCP还是UDP，它们都提供了对给定的主机上的多个目标进行区分的能力。端口就是TCP和UDP为了识别一个主机上的多个目标而设计的。TCP和UDP分别拥有自己的端口号，它们可以共存一台主机，但互不干扰。
【考点四】主机名与域名服务
(一)因特网的域名体系因特网的域名结构由TCP/IP协议集中的域名系统(DNS，Domain Name System)进行定义。
因特网域名是具有一定的层次结构的。首先，DNS把整个因特网划分成多个域，我们称之为顶级域，并为每个顶级域规定了国际通用的域名，顶级域的划分采用了两种划分模式，即组织模式和地理模式。前七个域对应于组织模式，其余的域对应于地理模式。地理模式的顶级域是按国家进行划分的，每个申请加入因特网的国家都可以作为一个顶级域，并向NIC注册一个顶级域名。
其次，NIC将顶级域的管理权分派给指定的管理机构，各管理机构对其管理的域进行继续划分，即划分成二级域，并将各二级域的管理权授予给其下属的管理机构，如此下去，便形成了层次型域名结构。由于管理机构是逐级授权的，所以最终的域名都得到NIC承认，成为因特网中的正式名字。
(二)主机名的书写方法一台主机的主机名应由它所属的各级域的域名与分配给该主机的名字共同构成的，顶级域名放在最右面，分配给主机的名字放在最左面，各级名字之间用"."隔开。
(三)域名服务器与域名解析在因特网中，对应于域名结构，名字服务器也构成一定的层次结构，这个树型的域名服务器的逻辑结构是域名解析算法赖以实现的基础。总的来说，域名解析采用自顶向下的算法，从根服务器开始直到叶服务器，在其间的某个节点上一定能找到所需的名字--地址映射。当然，由于父子节点的上下管辖关系，名字解析的过程只需走过一条从树中某节点开始到另一节点的一条自顶向下的单向路径，无需回溯，更不用遍历整个服务器树。
通常，请求域名解析的软件知道如何访问一个服务器，而每一域名服务器都至少知道根服务器地址及其父节点服务器地址。域名解析可以有两种方式，第一种叫递归解析，要求名字服务器系统一次性完成全部名字-地址变换。第二种叫反复解析，每次请求一个服务器，不行再请求别的服务器。
【考点五】域名服务器与域名解析因特网提供的基本服务功能主要有以下几种：
(1)电子邮件E-mail(2)远程登录Telnet。(3)文件传输FTP。(4)WWW服务。
(一)电子邮件服务与传统通信方式相比，具有明显的优点：
(1)电子邮件比人工邮件传递迅速，可达到的范围广，而且比较可靠。
(2)电子邮件与电话系统相比，它不要求通信双方都在场，而且不需要知道通信对象在网络中的具体位置。
(3)电子邮件可以实现一对多的邮件传送，这样可以使得一位用户向多人发出通知的过程变得很容易。
(4)电子邮件可以将文字、图像、语音等多种类型的信息集成在一个邮件中传送，因此它将成为多媒体信息传送的重要手段。
(二)远程登录服务利用因特网提供的远程登录服务可以实现：
(1)本地用户与远程计算机上运行的程序相互交互。
(2)用户登录到远程计算机时，可以执行远程计算机上的任何应用程序(只要该用户具有足够的权限)，并且能屏蔽不同型号计算机之间的差异。
(3)用户可以利用个人计算机去完成许多只有大型计算机才能完成的任务。
(三)文件传输服务
1.FTP服务器与客户机
FTP服务是一种实时的联机服务，用户在访问FTP服务器之前必须进行登录，登录时要求用户给出用户在FTP服务器上的合法账号和口令。只有成功登录的用户才能访问该FTP服务器，并对授权的文件进行查阅和传输。FTP的这种工作方式限制了因特网上一些公用文件及资源的发布，为此因特网上的多数FTP服务器都提供了一种匿名FTP服务。
2.FTP匿名服务目前大多数提供公共资料的FTP服务器都提供匿名FTP服务，因特网用户可以随时访问这些服务器而不需要预先向服务器申请账号。
3.FTP客户端应用程序因特网用户使用的FTP客户端应用程序通常有三种类型，即传统的FTP命令行、浏览器和FTP下载工具。
【考点六】WWW服务
(一)超文本与超媒体
1.超文本超文本方式对普通的菜单方式作了重大的改进，它将菜单集成于文本信息之中，因此可以把它看成是一种集成化的菜单系统。用户直接看到的是文本信息本身，在浏览文本信息的同时，随时可以选中其中的"热字"。热字往往是与上下文关联的单词，通过选择热字可以跳转到其他的文本信息。这种在文本中包含与其他文本的链接特征，形成了超文本的最大特点：无序性。
2.超媒体超媒体进一步扩展了超文本所链接的信息类型。用户不仅能从一个文本跳转到另一个文本，而且可以激活一段声音，显示一个图形，甚至可以播放一段动画。在目前市场上，流行的多媒体电子书籍大都采用这种方式来组织信息。例如在一本多媒体儿童读物中，当读者选中屏幕上显示的老虎图片、文字时，也能看到一段关于老虎的动画，同时可以播放一段老虎吼叫的声音。超媒体可以通过这种集成化的方式，将多种媒体的信息联系在一起。
(二)WWW服务系统
WWW服务具有以下主要特点：
(1)以超文本方式组织网络多媒体信息。
(2)用户可以在世界范围内任意查找、检索、浏览及添加信息。
(3)提供生动直观、易于使用、统一的图形用户界面。
(4)网点间可以互相链接，以提供信息查找和漫游的透明访问。
(5)可访问图像、声音、影像和文本信息。
1.超文本传输协议HTTP
①连接(Connection)。
②请求(Request)。
③应答(Response)。
④关闭(Close)。
2.页面地址-URL
URL由三部分组成：协议类型、主机名和路径及文件名。
3.超文本标记语言HTML
HTML是WWW上用于创建超文本链接的基本语言，可以定义格式化的文本、色彩、图像与超文本链接等，主要被用于WWW主页的创建与制作。由于HTML编写制作的简易性，它对促进WWW的迅速发展起到了重要的作用，并且作为WWW的核心技术在因特网中得到了广泛的应用。
4.主页的基本概念主页(HomePage)是一种特殊的Web页面。通常，主页是指包含个人或机构基本信息的页面，用于对个人或机构进行综合性介绍，是访问个人或机构详细信息的入口点，用户通过主页上所提供的链接便可以进入到其他页面，访问关于个人或机构的详细信息。因而用户只要了解到个人或机构的主页的URL，便可以访问与主页直接链接或间接链接的页面。
(三)WWW浏览器的基本功能目前广泛使用的浏览器软件的功能都很强大，它们通常具备以下的基本功能：
(1)查找、启动与终止链接
(2)通过按钮与菜单项来链接
(3)历史(History)与书签(Bookmark)的使用
(4)自由设定屏幕窗口
(5)选择起始页
(6)改变式样、字体与色彩
(7)查看内嵌图像与外部图像
(8)保存与打印主页
(四)搜索引擎的作用搜索引擎是因特网上的一个WWW服务器，它的主要任务是在因特网中主动搜索其他WWW服务器中的信息并对其自动索引，将索引内容存储在可供查询的大型数据库中。
用户可以利用搜索引擎所提供的分类目录和查询功能查找所需要的信息。用户在使用搜索引擎之前必须知道搜索引擎站点的主机名，通过该主机名用户便可以访问到搜索引擎站点的主页。
