第十一讲 地理信息系统网络工程
程承旗
北京大学遥感与地理信息系统研究所
网络 GIS技术构成
? 计算机网络技术
? 数据共享技术
?Web-GIS技术
计算机网络（ Computer
Network）
? 包括计算机和通信网两部分 。 那么什么是通信
网呢？ 通信网 （ Communication Network） 是一
种用交换设备, 传输设备, 将地理上分散用户
终端设备互连起来实现通信和信息交换的系统 。
因此从广义的角度出发, 我们认为计算机网络
是利用通信线路和通信设备, 将分散在不同地
点, 并具有独立功能的多套计算机系统互相连
接起来, 接照网络协议进行数据通信, 实现资
源共享的计算机系统的集合 。
网络功能
?1,资源共享功能
?2,信息的快速转输和集中处理功能
?3,均衡负荷及分布处理功能
?4,综合信息服务功能
?5,提高系统可靠性
计算机网络的组成
1、网络工作站
? 任何一台具有向网络环境提供输入能力
的机器被称为工作站
? 网络工作站 （ Workstation） 是计算机网
络的用户终端设备, 通常是 PC机, 主要
完成信息浏览和桌面数据处理等功能 。
在客户 /服务器网络中, 网络工作站称为
客户机 。
2、网络服务器
? 网络服务器 （ Server） 是可以被网络工作
站访问的计算机系统, 通常是一台高性
能计算机 。 网络服务器包括各种网络信
息资源, 并负责管理资源和协调用户对
资源的访问 。
3、传输设备
? （ 1） 电缆
? 在局域网中, 包括两类电缆 （ Cable）, 一类用于连结
网络工作站和局域网交换设备的用户线电缆 （ 在综合
布线系统中称为水平电缆 ）, 另一类是用于局域网交
换设备之间互连的中继线电缆 （ 在综合布线系统中称
为主干电缆 ） 。
? （ 2） 网络接口卡
? 网络接口卡 （ NIC） 通常简称为网卡, 用于连接计算机
于电缆, 并通过电缆实现在计算机局域网交换设备之
间高速传输数据 。 每台网络工作站都应安装一个 NIC，
一般插在计算机扩展槽中 。
4、局域网交换设备
? 局域网交换设备所使用的网络技术, 有以下几种局域
网交换设备：
? （ 1） ATM局域网交换设备, 例如 ATM局域网交换
机 （ Switch）, ATM集中器 （ HUB） 。
? （ 2） FDDI交换设备, 如 FDDI交换机, FDDI集中器 。
? （ 3） 以太网交换设备, 例如以太网交换机, 10Base-
TX,100Base-TX集线器 。
? （ 4） 快速以太网交换设备, 例如快速以太网交换机,
100Base-TX,100Base-FX集线器 。
? （ 5） 千兆位以太网交换设备, 例如千兆位以太网交
换机 。
5、网络互连设备
? （ 1） 局域网间的互连
? 局域网之间的互连主要有两种情况：一种是指不同类
型的局域网之间的互连, 可通过网桥 （ Bridge） 和路由
器来实现；另一种是同类局域网之间的互连, 可使用
中继器 （ Repeater） 来实现 。
? （ 2） 局域网于广域网间的互连
? 局域网与广域网分为两种情况：一种是与数字数据通
信网 （ 例如 DDN,X25,ISDN,真中继等 ） 的互连,
常采用路由器来实现；另一种是模拟电话网 （ 例如公
话网 ） 的互连, 通常使用访问服务 （ Access Server） 和
调制解调器池 （ Modem Pool） 来实现 。
6、网络外部设备
? 网络外部设备是网络用户共享的硬件设
备之一, 通常是些昂贵的设备, 例如高
性能网络打印机 （ 高质量的激光打印
机 ）, 大容量硬盘和绘图仪等 。
7、网络软件
? 如同计算机系统在计算机软件的控制下
工作一样，网络也是网络软件控制之下
工作的
（ 1）网络操作系统
?1） UNIX是历史最悠久的网络系统, 适
合于大中型网络 。
?2） Windows NT是目前发展最快的操作
系统, 广泛应用于中小型网络系统 。
?3） Net Ware由于 Internet/Intranet的发展
而至适合于中小型局域网系统 。
（ 2）网络应用软件
? 1） 数据库管理系统, 控制用户对数据库的访问,
并发, 安全, 数据完整性等 。
? 2） 电子邮件, 电子邮件是计算机网络中应用最
广泛的业务, 也是网络用户通信联络最为有效的
形式 。
? 3） 网络 GIS—Web-GIS。
? 4） 办公自动化 （ OA） 和管理信息系统 （ MIS）
八、分组（ PACKET）
? 分组是通过网络传送信息的最小单位，
分组中含有发送节点地址、接收节点地
址以及被传送的数据信息。
网络分类
?1,广域网
?2,局域网
?1） 基带局域网
?2） 宽带局域网
（ 1） 局域网
? 局域网 （ LAN） 的覆盖范围较小, 一般
从几十米到几公里, 典型的在办公室,
办公楼里使用 。 局域网的特点是传输速
率高, 组网灵活, 成本低 。
（ 1） 城域网
? 城域网 （ MAN） 的覆盖范围从几公里到几十公
里, 通常是一座城市, 而且具有较高的传输速
率, 通常城域网是有政府和大型集团组建, 例
如城市信息港, 它作为城市的基础设施, 为公
众提供服务, 目前许多城市都在规划和建设自
已的城市信息高速公路 。 对于某些大型企业集
团来说, 建设覆盖范围较大的企业 Intranet网络,
也是城域网的一种应用 。
（ 3） 广域网
? 广域网 （ WAN） 的覆盖范围很大, 几个城市, 一个或
几个国家都属于广域网的范畴, 从几十公里到几千,
几万公里 。 例如 CHINSNET是中的 Internet,它借助
CHINANET提供的高速中继线路, 使用超高速路由器
（ 例如 Cisco7000系统 ）, 组成了覆盖中国各省市并连
通国际 Internet的计算机广域网 。 一些政府机关, 大型
企业通过租用专线或自建通信线路, 建立自己的
Internet的计算机广域网 。
计算机网络拓扑结构及网络分类
? 网络拓扑结构式网络规划和设计的重要内容,
是网络中的各个组成部分相互连接的形式和方
法, 网络构成或形状, 包括逻辑拓扑结构和物
理拓扑结构 。
? 逻辑拓扑结构 是指各部分之间的逻辑关系, 即信息如
何流动；
? 物理拓扑结构 是指各部分之间的物理关系, 即连接方
式 。
?
令牌分组
? 令牌环拓扑的中心是令牌分组
（ Token Packet） 。 为了避免分组的碰撞,
令牌环拓扑确保任一时刻在网络让只有
一个工作站发送信息 。 实现这种功能的
是令牌分组或移对话证 。 只有控制了此
令牌公组后, 节点才能在网络上发送信
息 。
网络拓扑结构
?1,星形拓扑
?2,总线拓扑
?3,环形拓扑
?4,树形拓扑
?5,星环拓扑
?6,无线网络
网络中各节点相互连接时的难点
? 将每一个网络节点和其它节点相连
? 很容易看出这种连接方法将是十分复杂的 。 例
如, 5台计算机需 10根电缆； 10台计算机需 45
条电缆； 25台计算机需 300条电缆 …… 用 N代表
网络中计算机的数目, 那么此种连法所需电缆
的数目为：电缆数目 =N× （ N-1） /2
? 如果你不想将你的所有资金全用在电缆上, 那
第一种更有效的连接方法看来是十分必需的 。
大多数网络都采用星形, 总线和环形三种物理
拓扑结构 。
星型拓扑结构环形拓扑结构
总线型拓扑结构树型拓扑结构
网状拓扑结构环形性拓扑结构
常见的网络拓扑结构
集线器（ HUB）
PC PC 服务器
令版环PC
服务器
PC
PC
服务器 PC
PCPC
服务器
以太网交换机
集线器 集线器
PC PC PC PC PC PC
网桥 /路由器
FDDI集中器
FDDI
服务器
FDDI集中器
PC PC PC PC
逻辑总线拓扑
? 以太网也许是人们最熟知的逻辑总线网络, 也
是最流行的 LAN类型 。
? 逻辑总线拓扑又是如何工作的呢？ 每一次一个
节点总是占有其它节点的数据, 并向各个网络
传播这个数据 。 各个节点都可以收到这个数据,
并检查此数据是否属于它自己的 。 如果是的,
这些节点就保留它；如果不是, 就放过它直至
其到达目的地 。 每个以太网卡都有一个 48位的
地址 。 每帧数据指定的址在网上传输, 直至到
达指定好的节点 。
逻辑令牌环网络拓扑
以太网是一种广播系统, 即如果一个站点传
播信息的话, 其它所有的站点都可以收听到 。
令牌环网则是不以这种方式工作 。 在令牌环
网中, 每个站必须重复它从前一个站收听到
的信息, 形成一种组桶式 （ bucket brigade）
信息 。
?
局域网技术?
1,局域网组成
?1） 网络服务器
?2） 网络工作站
?3） 网络适配器
?4） 网络传输介质
?5） 网络附属设备
?6） 网络软件
2、网络操作系统
? 一个 NOS性能的好环, 主要取决于如下方面：
? 1） 硬件独立性 。
? 2） 有桥接能力 。
? 3） 支持多用户和多服务器
? 4） 安全存取控制 。
? 5） 网络管理
? 6） 用户界面 。
?3,局域网协议
?4,无线局域网技术
?5,网络文件系统
网络互连技术
? 1） 同构型局域网的互连 （ LAN—LAN）
? 2） 异构型局域网的互连 （ LAN—LAN）
? 3） 局域网与广域网的互连 （ LAN—WAN）
? 4） 两个局域网经由广域网互连 （ LAN—
WAN— LAN）
? 1,网络互连设备
? 1） 中继器 （ Repeater）
? 2） 网桥 （ Bridge）
? 3） 路由器 （ Router）
? 4） 网关 （ Gateway）
Internet的起源、形成及发展
?
计算机网络互连的初期
? 50年代初, 通信软件的控制下, 各个用户在自己的终
端上分时软弱流使用中央计算机系统的资源对数据进
行处理 。 然后, 再将处理结果直接送回终端 。 这就形
成了具有通信功能的终端 ——计算机网络系统 。
? 这种面向终端网络系统的大量应用, 人们发现它存在
着两个主要缺点：
? （ 1） 主机系统负担较重, 它既要承担数据处理任务,
又要承担通信任务 。
? （ 2） 由于终端设备运行速度慢, 操作时间长, 每个
用户独占一条长距离的通信线路, 使线路利用率低 。
? 针对单机系统存在的上述缺点, 人们对面向终端的计
算机通信网络进行了改造 。
? 第一, 在主计算机这前增加了一台功能简单的计算机,
专门用于处理终端的通信信息和控制通信线路, 并能
对用户的作业进行某些预处理操作, 称为, 前置处理
机, 或称为, 通信控制处理机, CCP（ Communication
Control Processor） 。
? 第二, 在终端设备较集中的地方设置一台集中器
（ Concentrator） 。 终端通过低速线路先汇集到集中器
上, 然后, 再用高速线路将集中器连到主机上 。 这就
形成了终端群 ——低速通信线 ——集中器 ——高速通
信线路 ——前置处理机 ——主计算机的系统, 如图所
示 。
? 系统缺乏对网上的资源进行统一管理的系统软件, 所以, 它仍然
属于计算机网络的低级形式 。
ARPAnet网的诞生
? 出现了多台计算机互连的需求 。
? 美国国防部的高级研究计划局 （ ARPA）
于 1986年提出研制 ARPAnet网络计划 。
?ARPA建 ARPAnet网的目的之一, 是希望
找到一种新方法将当时的许多网和广域
网 互连起来, 构成 一种, 互 连网,
（ Internetwork）, 通常缩写为 Internet。
? ARPA的鲍勃 ·凯恩和斯坦福大学的温登 ·泽 夫
合作, 设计了一套用于网络互联的 Internet软件,
其中有两个部分显得特别重要和具有开创性,
这就是网际协议 IP（ Internet Protocol） 软件和
传输控制协议 TCP （ Transmission Control
Protocol） 软件, 代表整个 Internet通信软件,
成为 TCP/IP软件 。
? 1983 年初, 美 国 国 防 通 信 局 DCA （ Defense
Communication Agency） 决定把 ARPRnet的各个站点全
部转为 TCP/IP协议, 这就为建成全球 Intenet网打下了基
础 。
NSFnet网的建立
? 美 国 国 家 科 学 基 金 会 NSF(National Science
Foundation)决定资助建立计算机科学网 。
? 1985年, NSF抓住时机提出了建立 NSFnet网络
的计划 。
? 成为美国 Internet的第二个主干网, 传输速率为
56kbit/s。 1985年, NSF采用招标方式, 由三家
公司 （ IBM,MCI和 MERIT） 合建了一个新的
广域网 。
? 传输速率由 56kbit/s提高到 1.544Mbit/s。 因此,
它成为美 Internet网的最主要成员网络之一 。
全球范围 Internet的形成和发展
? 全世界有 200多个国家连入 Internet（ 包括
全功能 IP连接和单纯的电子函件连接 。 ）
到 1998年初, 全球网上用户已达 1亿, 而
且正在以每年 50%的速度增长 。 Internet
上的用户将会超过 2亿, 以 Internet为核心
的信息服务业产值将会超过 2万亿美元 。
Internet在中国的发展
? 我国已经建成了国内互联网, 原来的四个骨干
网络是：中国公用计算机互联网 （ Chinanet）,
中国教育与科研计算机网 （ CERnet）, 中国科
学技术计算机网 （ CSTnet）, 中国金桥互联网
（ ChinaGBN） 。
? 中了联通公用互联网 （ UNINet） 已被国务院批
准作为中国第五个骨干互联网络, 拥有独立国
际出入口信道 。
Internet的管理
?Internet协会本身并不经营 Internet,但它
支持 Internet 体系结构委员会 IAB
（ Internet Architecture Board） 开展工作,
并通过 IAB实施对 Internet的技术管理 。
它出版了一种刊物, ISOC新闻,, 每年
召开一次 INET年会 。
? IAB是由美国国防部高级研究计划局组建的 Internet业
务研究会 IAB（ Internet Activities Board） 演变来的 。 它
本身仅作为政策和标准的最终仲裁机构, IAB由两部分
组成, 一部分是 Internet工程工作组 IETF（ Internet
Engineering Task Force）, 它关心着正在应用和发展的
TCP/IP协议；另一部分是 Internet研究工作组 IRTF
（ Internet Research Tack Force）, 它主要致力于发展
网络技术 。 IAB控制着 Internet的网络号码分配管理局
IANA,这个局根据需要在世界不同地区共设立了三个
网络信息中心 NIC（ Netword Information Center）,
? 位于荷兰阿姆斯特丹的 RIPE-NIC,负责欧洲地区的网
络号码分配工作；
? ·位于日本东京的 AP-NIC,负责亚洲地区的网络号码分
配工作 。
? ·位于美国的 Inter-NIC,负责美国和其它地区的网络号
码分配工作 。
? 上述这些网络信息中心负责监督网络 IP地址的分配 。
同时 IAB还控制着 Internet的网络登记处, 它跟踪域名
系统 （ DNS） 的根数据库, 并且负责域名与 IP地址的
联系 。
Internet技术解决的几个主要问题
? 物理连接问题
? 通信协议问题
? 计算机的主机号与域名问题
? 数据的安全与防病毒问题
推动 Internet迅速普及的几项技术
? 超文本标记语言 （ HTML）
? WWW（ World Wide Web） 系统
? WWW可以意译为, 环球网,, 音译为, 万维
网,,, Web”的英文原意可译为, 蜘蛛网, 。
? 浏览器软件技术的发展
? Java程序设计语言的应用
? 1995年 11月, SUN公司发表了 Java程序设计语言, 它是继超文本
标记语言 （ HTML） 和 WWW之后 。 用 Java可以编写一种称为
,applet”的小程序, 它可以和主页 （ Ｈ omepage） 一起在网上被传
输 。 小程序一旦被浏览器加载, 便能使页面, 活起来, 。 Java对
Internet的发展具有特别重要的意义 。
WWW的由来发展
? 创始人蒂姆 ·贝纳斯 —李来到位于瑞士日内瓦的欧洲原
子核研究委员会 —CERN（ 法文 Conseil Europeen Pour
La Recherche Nucleaire的缩写, 现已改称欧洲原子核研
究中心 ）, CER委托他开发一个软件, 以便使分散在
欧洲各国的物理学家能够通过计算机网络合作进行科
研, 使分散在各地物理实验室的信息能提供给物理学
共享 。 蒂姆的本行 （ 他是学物理的, 1976年毕业于英
国牛津大学 ）, 成功地开发出这个软件, 并取名为
,Enquire”。 他利用早出现的超文本技术提出一种超文
本数据结构, 蒂姆为了推广他的这项成果, 以便建立
一个全球范围的信息网, 于 1989年 3月和 5月, 开发了
世界上第一个 Web服务器和第一个 Web客户机 。 尽管这
个 Web服务器在事实上仅仅是 CERN的电话号码簿, 允
许用户进入主机查询某个人的电话号码, 但它却是实
实在在的一个超文本浏览器 /编辑器 。 1989年 12月,
正式推出, World Wide Web”这个名词 。
?1991年 3月, CERN向世界公布了 WWW
技术, 基于字符界面的 Web浏览器开始
在 Internet上运行 。
?Mosaic的研制成功使当时才 20岁的 Marc
在 WWW领域中成为仅次于蒂姆的著名
人物 。
WWW的一些基本概念
? 高级信息浏览服务
? 高级信息浏览服务的功能
? ·以交互方式查询并访问远程计算机系统上的信息；
? ·获取存放于某台远程计算机上的记录信息, 播放其中
的声音并显示其中的影像；
? ·显示来自某台远程计算机上的文本, 图形和图象；
? ·对多种信息及其检索提供一种单独和一致的访问机制 。
菜单与文本信息的集成
超文本与超媒体
? 超文本的概念是托德 ·尼尔逊于 1969年左
右提出的 。 Tim Berners-Lee则机敏地抓
住了这个概念, 提出了一种超文本的数
据结构, 从而发明了 WWW的浏览服务
方式 。
? 把可选菜单项嵌入文本中的概念称为
,超文本,
超文本标记语言
? 物理学家蒂姆在计算机网络中找到超文本, 超媒体思
想的实现机制 。 开发了一种全新的文档语言 ——“超文
本标记语言, HTML（ Hyper Text Markup Language） 。
? 它规定了文件的标题, 副标题, 段落等如何显示, 规
定了如何链接其他超文本文件和如何在超文本文件中
嵌入图像, 声音和动画 。
? HTML编写的文档采用,,html”作为后缀 。 HTML语句
建立了一个按, 专题分类查询信息, （ Information by
Subject）, 并将该条目与计算机, info.cern.ch”中的文
件, Overview.html”相链接 。
? <L1><A HERF=http://info.cern.ch/hypertext/Data Sources/by
Subject/Overview.html/>InformationbySubject<A>
超文本传输协议
? 超文本传输协议 HTTP（ Hyper Text Transfer Protocol）
是 WWW上用于发布信息的主要协议, 也是一种很简
单的通信协议 。
? 为了从服务器上把用户需要的信息发送回来, HTTP定
义了简单事务处理：
? ·客户机与服务器建立连接；
? ·客户机向服务器递交请求, 在请求中指明所要求的特
定文件；
? ·如果请求被接纳, 那么服务器便发回一个应答 。 在应
答中至少应当包括状态编写和该文件内容；
? ·客户机与服务器断开连接 。
? HTTP协议应当是一个无状态协议, 即从一个请求到另
一个请求不保留任何有关连接的信息 。 这一点与 FTP协
议完全不同, 后者是一种保留状态的协议 。
主页（ Home Page）
? 主页 （ Home Page） 就是用户在访问网上
某个站点时, 首先显示的第一个页面 。
? 各个开发 WWW服务器的机构在组织
WWW信息时以信息页为单位, 这些信
息页被组织成树状结构以便检索, 那个
代表, 树根, 的信息页的超级文本就是
该 WWW服务器初始页 （ 主页 ） 。
公共网关界面
? 公共网关办面 CGI（ Common Gateway Interface）
是把浏览器与服务程序结成一体的一种标准 。
? WWW交互性就是依靠公共网关界面程序来实
现的 。
? 人们设想如果能开成一种公共标准, 那么, 为
一服务器编写的程序就能在任何服务器上使用 。
CGI通过定义一个界面而成为完成此项任务的
一个标准 。 通过 CGI界面, 服务器可以向 CGI
程序发送信息, CGI程序也可以向服务器回送
信息 。
WWW的应用
? 能不能利用一种简便有效的工具对它们
进行查阅和浏览？ 应当如何有 Internet这
个信息资源的大海洋中找到自己需要的
信息资料？ 第一个问题涉及到 WWW浏
览器；第二个问题则是统一资源定位器
URL（ 也称为统一资源定位符 ）
WWW运行机制 —客户机 /服务器
? WWW系统使用客户机 /服务器模式 。 当用户查
询信息时, 便执行一个客户机程序, 并输入一
个 URL,客户机程序也被称为, 浏览器,
（ Browser） 程序 。 随后, 浏览器程序将成为
一个客户, 该程序将负责对用户的直接服务,
将用户的要求转换成一个或多个标准的信息查
询请求, 通过 Internet网发送给远方提供信息的
服务器 。 而服务器则执行一个服务器程序,
WWW的客户机程序与服务器程序之间通过超
大型文本传输协议 HTTP进行通信 。
WWW浏览器
? （ 1） 对于租用专线的用户, Internet的用户
可以使用基于图形界面的 WWW浏览器 。
? （ 2） 对于采用电话拨号连网并且仅仅作为
仿真终端使用 Internet的用户, 只能使用基于字
符界面的 WWW浏览器 。
? （ 3） 对于以 SLIP/PPP方式连入 Internet的用
户, 能够使用基于图形界面的浏览器 。
? （ 4） 基于字符界面的 WWW浏览器主要有
Lynx和 CERN Line Browser等几种 。
基于图形界面的 WWW浏览器
? 1993年底, Marc Andreeason他们开发了 Mosaic
浏览器软件 。
? 1994年秋天, Marc Andreeason与其他几个人共
同创办了 Netscape公司, 并推出了 Netscape
Navigator浏览器 。
? 1997年初, Microsoft公司在浏览器市场上已占
有 28%的份额 。 最近推出了 Internet Explorer5.0。
统一资源定位器
? 统 一 资 源 定 位 器 URL （ Uniforn Resource
Location） 是一种标准化的命名方法, 它提供
一种 WWW页面地址的寻找方式 。 URL是一种
统一格式的 Internet信息资源地址表达方法, 它
将 Internet提供的各种服务统一编址 。 我们也可
以把 URL理解为网络信息资源定义的名称, 它
是计算机系统文件名概念在网络环境下的扩充 。
? URL的一般句式可表示为：
?, 信息服务方式,//信息资源地址 /文件路径, 。
信息服务方式
? 在 WWW系统中编入 URL中最普遍的服务连接方式有：
? http://使用 HTTP协议提供超级文本信息服务的 WWW信
息资源空间 ；
? ftp://使用 FTP协议提供文件传送服务的 FTP资源空间 ；
? file://使用本地 HTTP协议提供超级文本信息服务的
WWW信息资源空间 ；
? etlnet://使用 Telnet协议提供远程登录信息服务的 Telnet
信息资源空间；
? gopher://由全部 Gopher服务器构成的 Gopher信息资源空
间 ；
? wais://由全部 WAIS服务器构成的 WAIS信息资源空间 ；
?,//”表示跟在后面的字符串是 Internet上的主机名称, 即
信息资源地址, 用来表示与在单斜线, /”后面的文件路
径相区别 。
? 信息资源地址
? 双斜线, //”后面的信息资源地址, 一般给出提供信息
服务的计算机的 Internet上的域名 （ domail name） 。 例
如, www.intel.com是英特尔公司 WWW服务器的域名 。
? 在一些特殊情况下, 信息资源地址由域名和信息服务
所用的端口号 [:port]组成, 具体格式是：
?, 主机域名：端口号,
?,主机域名：端口号,
?, 端口号, 是指 Internet用于说明进入一特事实上服务的软件标识 。
? 服务方式 标准 （ 缺省 ） 端口号
? HTTP 80
? Gopher 70
? Telnet 23
? FTP 21
? … …
? 文件路径
? 例如
? http://www.ihep.ac.cn/china.html
? 表示使用超文本传输协议 HTTP提供超文本信息服务的资源, 信息
储存在服务器域名为 www.ihep.ac.cn的计算机上 。 信息的文件名为
,china.html”,它提供服务时使用缺省端口号, 缺省值是 80。
Internet Explorer 5.0及其
WWW浏览方法
?Internet Wxplorer 5.0是一个组合软件, 它
包含如下一些组件,Internet Explorer浏
览器；用于收发电子邮件和阅读新闻组
的 Outlook Express；为全球用户提供进行
交谈和网络会议的 Microsoft NetMeeting；
为用户提供 Internet闲聊程序的 Microsoft
Chat以及网页编辑器 FrontPageExpress。
网络互连协议 TCP/IP
? 特点：
?1） 网络技术独立 。
?2） 极强的连通力
?3） 端到端确认
?4） 支持标准应用协议
网络性能评价
? 对网络系统的性能评价, 不同的场合可用不同
的方法, 通常有以下几种：
? 1） 经验估计法 。
? 2） 测量法 。
? 3） 模拟法 。
? 4） 分析法 。
? 5） 综合评价法
?
地理信息系统网络规划与实施
? （ 1） 分布式存贮与管理
? （ 2） 网络资源的共享
? （ 3） 重要数据的转移和备份
? （ 4） 利用远程通信技术 。
网络调研与规划
? 1,用户需求调查
? 2,系统环境, 资源调查
? 3,网络当前技术的了解
? 4,网络目标
? 1） 网络系统适应范围
? 2） 网络系统规模
? 3） 网络系统的功能要求
? 4） 网络系统的投资要求
? 5） 系统完成时限要求
? 5,网络规划
? 1） 网络系统与硬件结构的评估和选择
? 2） 网络操作系统的评估和选择
? 3） 网络应用软件的评估与选择
一,网络设计与实施
? 1） 网络通信系统一定要符合国际规范和标准, 具有开
放性；
? 2） 网络容量要满足各个部门的业务不断发展的需要；
? 3） 具有良好的可靠性和安全性；
? 4） 具有可互边性, 可互操作性和可扩展性；
? 5） 网络安装和维护方便, 管理容易；
? 6） 网络中尽量避免出现通道瓶颈 。
? 1,网络拓扑结构设计
? 2,网络类型设计
选择网络类型主要技术指标：
? 1） 网络信道访问方式；
? 2） 传输介质；
? 3） 能支持的最大网络工作站数；
? 4） 最大传输距离
? 5） 转输速率；
? 6） 通信协议；
? 7） 网络扩展能力 ‘
? 8） 网络所能提供的服务 。
网络硬件配置设计
? （ 1） 网络必需硬件的配置
? 1） 服务务器
? 2） 网络工作站
? 3） 网络适配器
? 4） 传介质
? 5） 网络连接部件
网络可选硬件配置
?1） 输入输出设备
?2） 调制解调器
?3） 多媒体设备
?4） 数据备份设备
?5） 磁盘阵列
5） 应用简单
?Web GIS用户可以直接从网上获取所需要
的各种地理信息 。 用户可以进接进行各
处地理信息的分析, 而不用关心空间数
据库的维护和管理 。
GIS工程系统集成
? 系统集成是近几所发展起来计算机的技术, 是计算机技术发展应
用到相当高水平的表现, 是大型计算机工程综合解决方案 。 完整
的系统集成包括：系统的硬件设计, 网络方案设计, 系统软件选
型设计 （ 操作系统, 网络体系, 数据库, 软件开发语言等一系列
软件选择, 应用 ） 等, 还包括系统的实施 （ 网络布线, 计算机系
统等各种硬件设备的物理连接, 各种系统软件的安装, 调试等 ）,
贯穿于计算机项目的始终, 是一个大型项目计算机技术的综合体
现 。
? GIS是一项比较特殊的计算机应用, 他比一般的管理信息系统 MIS
更为复杂, 数据量更大 。 其表现形式为空间数据管理和空间信息
查询分析, 而大量的属性信息本身又构成了传统意义上的管理信
息 MIS系统 。
系统集成定义
? 在计算机工程中, 系统集成是指：根
据工程项目的具体应用情况, 为工程项
目提出的软件, 硬件一揽子解决方案,
并且进行全部或部分工程实施工作 。
? 对于较大的计算机工程项目才存在系统
集成 。 对于较小的工程项目, 由于软,
硬件应用和环境构成简单, 系统构成一
目了然, 不存在系统集成 。
系统集成内容
? 系统集成内容包括硬件和软件两大部
分所组成 。 硬件由计算机, 网络和图形
处理外设；软件包括主机操作系统, 工
作站操作系统, 网络操作系统, 数据库
系统, GIS平台支持系统等 。
硬件内容
? 主机系统：大型计算机, 小型机还是网络服务器；
? 终端设备,UNIX多用户 X——WINDOWS图形终端,
MSWINDOWS终端, 网络 PC （ NC）, 流行的 PC机；
? 网络设备
? 交换机 （ SWITCH）, 集线器 （ HUB）, 路由器
（ ROUTER）, 网络适配器 （ 网卡 ）, 网线, 接头,
光缆, 光端机, 光 HUB等；
? 3,2,1,3其他外设：绘声绘色图仪, 扫描仪, 数字
化仪, 打印机, 电源等；
软件内容
操作系统
操作系统包括：主机操作系统, 工作站操作系
统, 网络操作系统；
数据库系统
目前的数据库系统主要分两大类, 桌面数据库
系统和大型关系数据库系统 。 桌面数据库系
统如,Dbase,Foxbase,Foxpro,Paradox等；
大型关系数据库系统如,DB2,Orecal、
Sybase,Informax,MS SQL Server等 。
GIS平台
?GIS平台是对图形目标操作管理的工具,
是进行空间查询和空间分析的手段 。
? 目前, GIS平台产品众多, 而每一个产品
又都由一系列不同规模, 不同环境下使
用的具体产品所组成 。
?ARC/INFOR, INTERGRAPH,
AUTODESK,MAPINFOR等 。
系统集成的依据
? 系统集成是一门综合技术, 是一个系统
工程, 要将各种因素通盘考虑 。 其中主
要考虑的因素有：
应用规模
? 这里所说的规模主要是指网络的大小，
是在一个建筑物内，还是在一个区域内
应用；在一个区（县）、一个中小城市、
一个大城市、一个省还是全国范围应用。
数据量的大小
? 数据量的大小不仅仅决定了网络服务器
存储容量的大小、网络的响应速度，还
决定了 GIS平台的选型、数据库的选型等
软件方面的问题。
客户资金情况
如果客户资金充足的话, 应该尽量选择
高档的计算机设备, 网络设备和 GIS平台,
数据库系统等软件, 因为 GIS应用比一般
的 MIS需要处理的数据量都大得多 。 如果
用户资金紧张的话, 最好进行总体设计,
分步实施的办法, 一方面降低了一次决
策投资造价, 另一方面又给今后的系统
发展留有相应的空间 。
计算机技术的发展情况
? 现在任何一种技术都没有计算机技术发
展这么快, 在进行系统集成时, 既要考
虑技术的实用性, 又要考虑技术的先进
性, 更要注意所采用的硬件设备和各种
软件系统的流行性, 开放性和国际标准
化问题 。
系统集成的步骤和其中的内容
? 系统集成就如一项大规模的软件工程,
也要遵循至顶向下逐步细化的设计原则 。
需求分析
? 首先应该搞清楚用户要干什么
? 用户要建立的这套计算机系统要解决什
么问题, 这是问题的关键 。 如果要解决
的课题很大, 能否将其分解为若干个子
问题 。 如果系统非常复杂, 应该逐步分
解直至将要解决的问题全部搞清楚为止 。
现实系统是什么样
? 在这里我们要先回答, 系统, 这个概念 。 所谓系统,
是将要解决问题方方面面的因素全部考虑到, 划清系
统的边界, 找出系统的输入量, 输出量和系统的运行
流程 。
? 例如, 我们要设计一, 土地管理系统, 。 现实系统是
什么呢？ 有那些输入量, 那些输出量, 现行的工作
（ 没有计算机, 手工管理 ） 流程是怎样进行的 。 比如
说, 使用土地人 （ 或单位 ） 信息, 使用土地的价格,
使用年限等, 这些是输入量；记录这些信息的计算机
数据, 打印出的土地使用证和各种查询结果是输出量；
从申请使用某块土地开始直至批准为止的过程为系统
手工作业流程 。
手工是如何工作的
? 将现实系统每一个办事环节所需要的各
种表格搜集起来，搞清楚每个表格、每
项的填写依据、填写要求。在此基础上，
再搞清各个表格之间的填写顺序和相互
之间的关系。
系统功能设计
? 先不管用什么计算机硬件, 什么网络环
境, 什么软件操作系统, 什么数据库,
什么 GIS平台, 什么计算机语言进行编程,
只研究应该为用户解决什么问题, 系统
应具有那些功能 。
数据量分析
? 数据量分析要包括空间数据, 属性数据, 还要考虑为
了建拓扑关系等因素所产生的附加数据 。 数据量的大
小, 直接关系到网络服务器的选型, 网络体系的建立,
数据库选型, GIS平台确定等一系列问题 。 很多工程经
验证明, 在系统开发和初试运行阶段, 由于数据量较
小, 系统问题一般比较多的存在于应用程序之中 。 随
着数据量不数据增加, 问题逐渐开始暴露, 而且主要
集中在网络资源竞争方面 。 如果事先没有很好设计,
充分考虑数据量大小, 势必影响系统有效工作 。
? 尤其对于 GIS系统, 比一般的管理信息系统 MIS数据量
要大得多, 这一点应当引起充分注意 。
选择网络服务器（主机）
? 我们把小型机, 中型机乃至大型机统统称为, 主机, ；将 SGI、
SUN,HP之类的 UNIX图形工作站称为图形工作站；将 INTERL
CPU为体系的 PCSERVER称为 PC网络服务器 。
? 对于主机系统, 传统上是用处理能力非常弱的终端, 近几年来,
由于 PC和网络技术的发展, 很多情况下微型机在网络中担负网络
服务器任务 。
? 下面我们对几种情况分别来讨论以下 。 但对于 UNIX图形工作站来
说, 比较特别, UNIX图形工作站介于小型机和 PC机之间, 有非
常强大的图形处理能力, 但并不是专门为了担当网络服务器等网
络上关键任务所设计的, 况且现在高性能的 PC NT图形工作站性
能直逼 UNIX图形工作站, 有非常好的性能价格比, 作为网络服务
器, 对于 UNIX图形工作站, 在此就不做详细讨论了 。
小型机
? 优点：
? 1,高性能的多处理器, 强大的处理能力；
? 2,多通道体系结构, 高速 I/O通道的处理能力；
? 3,非常高的可靠性；
? 4,强大的网络通信能力；
? 缺点：
? 1,价格昂贵；
? 2,操作系统复杂, 管理技术要求高；
? 3,小型机上的软件价格昂贵, 且较难获得；
? 4,更新换代速度较慢；
PC SERVER网络服务器
? 优点：
? 1,价格相对便宜
? 2,基于 WINDOWS NT操作系统 （ 不包括基于 UNIX的 PC
SERVER）, 操作管理简单, 易学易用；
? 3,软件价格便宜, 也比较容易获得；
? 4,PC SERVER发展迅速, 尤其近几年来, 多处理器对称处理技
术 SMP的发展, 使 PCSERVER功能甚至可以与一些小型机媲美；
? 5,可扩展性强, 可以很方便地通过增加设备, 不断增强服务器
的性能；
? 缺点：
? 1,较容易受计算机病毒感染；
? 2,由于受总线体系的限制, I/O通道相对较弱；
? 以上是对到目前为止常用网络服务器的
一般性介绍 。 在大系统设计时, 网络服
务器的选型非常重要, 甚至系统由多个
局部网, 多个服务器组成服务器群, 在
进行系统集成网络服务器选型时, 应根
据客户的资金情况, 规模大小及现有设
备情况, 正确选择网络服务器 。
程承旗
北京大学遥感与地理信息系统研究所
网络 GIS技术构成
? 计算机网络技术
? 数据共享技术
?Web-GIS技术
计算机网络（ Computer
Network）
? 包括计算机和通信网两部分 。 那么什么是通信
网呢？ 通信网 （ Communication Network） 是一
种用交换设备, 传输设备, 将地理上分散用户
终端设备互连起来实现通信和信息交换的系统 。
因此从广义的角度出发, 我们认为计算机网络
是利用通信线路和通信设备, 将分散在不同地
点, 并具有独立功能的多套计算机系统互相连
接起来, 接照网络协议进行数据通信, 实现资
源共享的计算机系统的集合 。
网络功能
?1,资源共享功能
?2,信息的快速转输和集中处理功能
?3,均衡负荷及分布处理功能
?4,综合信息服务功能
?5,提高系统可靠性
计算机网络的组成
1、网络工作站
? 任何一台具有向网络环境提供输入能力
的机器被称为工作站
? 网络工作站 （ Workstation） 是计算机网
络的用户终端设备, 通常是 PC机, 主要
完成信息浏览和桌面数据处理等功能 。
在客户 /服务器网络中, 网络工作站称为
客户机 。
2、网络服务器
? 网络服务器 （ Server） 是可以被网络工作
站访问的计算机系统, 通常是一台高性
能计算机 。 网络服务器包括各种网络信
息资源, 并负责管理资源和协调用户对
资源的访问 。
3、传输设备
? （ 1） 电缆
? 在局域网中, 包括两类电缆 （ Cable）, 一类用于连结
网络工作站和局域网交换设备的用户线电缆 （ 在综合
布线系统中称为水平电缆 ）, 另一类是用于局域网交
换设备之间互连的中继线电缆 （ 在综合布线系统中称
为主干电缆 ） 。
? （ 2） 网络接口卡
? 网络接口卡 （ NIC） 通常简称为网卡, 用于连接计算机
于电缆, 并通过电缆实现在计算机局域网交换设备之
间高速传输数据 。 每台网络工作站都应安装一个 NIC，
一般插在计算机扩展槽中 。
4、局域网交换设备
? 局域网交换设备所使用的网络技术, 有以下几种局域
网交换设备：
? （ 1） ATM局域网交换设备, 例如 ATM局域网交换
机 （ Switch）, ATM集中器 （ HUB） 。
? （ 2） FDDI交换设备, 如 FDDI交换机, FDDI集中器 。
? （ 3） 以太网交换设备, 例如以太网交换机, 10Base-
TX,100Base-TX集线器 。
? （ 4） 快速以太网交换设备, 例如快速以太网交换机,
100Base-TX,100Base-FX集线器 。
? （ 5） 千兆位以太网交换设备, 例如千兆位以太网交
换机 。
5、网络互连设备
? （ 1） 局域网间的互连
? 局域网之间的互连主要有两种情况：一种是指不同类
型的局域网之间的互连, 可通过网桥 （ Bridge） 和路由
器来实现；另一种是同类局域网之间的互连, 可使用
中继器 （ Repeater） 来实现 。
? （ 2） 局域网于广域网间的互连
? 局域网与广域网分为两种情况：一种是与数字数据通
信网 （ 例如 DDN,X25,ISDN,真中继等 ） 的互连,
常采用路由器来实现；另一种是模拟电话网 （ 例如公
话网 ） 的互连, 通常使用访问服务 （ Access Server） 和
调制解调器池 （ Modem Pool） 来实现 。
6、网络外部设备
? 网络外部设备是网络用户共享的硬件设
备之一, 通常是些昂贵的设备, 例如高
性能网络打印机 （ 高质量的激光打印
机 ）, 大容量硬盘和绘图仪等 。
7、网络软件
? 如同计算机系统在计算机软件的控制下
工作一样，网络也是网络软件控制之下
工作的
（ 1）网络操作系统
?1） UNIX是历史最悠久的网络系统, 适
合于大中型网络 。
?2） Windows NT是目前发展最快的操作
系统, 广泛应用于中小型网络系统 。
?3） Net Ware由于 Internet/Intranet的发展
而至适合于中小型局域网系统 。
（ 2）网络应用软件
? 1） 数据库管理系统, 控制用户对数据库的访问,
并发, 安全, 数据完整性等 。
? 2） 电子邮件, 电子邮件是计算机网络中应用最
广泛的业务, 也是网络用户通信联络最为有效的
形式 。
? 3） 网络 GIS—Web-GIS。
? 4） 办公自动化 （ OA） 和管理信息系统 （ MIS）
八、分组（ PACKET）
? 分组是通过网络传送信息的最小单位，
分组中含有发送节点地址、接收节点地
址以及被传送的数据信息。
网络分类
?1,广域网
?2,局域网
?1） 基带局域网
?2） 宽带局域网
（ 1） 局域网
? 局域网 （ LAN） 的覆盖范围较小, 一般
从几十米到几公里, 典型的在办公室,
办公楼里使用 。 局域网的特点是传输速
率高, 组网灵活, 成本低 。
（ 1） 城域网
? 城域网 （ MAN） 的覆盖范围从几公里到几十公
里, 通常是一座城市, 而且具有较高的传输速
率, 通常城域网是有政府和大型集团组建, 例
如城市信息港, 它作为城市的基础设施, 为公
众提供服务, 目前许多城市都在规划和建设自
已的城市信息高速公路 。 对于某些大型企业集
团来说, 建设覆盖范围较大的企业 Intranet网络,
也是城域网的一种应用 。
（ 3） 广域网
? 广域网 （ WAN） 的覆盖范围很大, 几个城市, 一个或
几个国家都属于广域网的范畴, 从几十公里到几千,
几万公里 。 例如 CHINSNET是中的 Internet,它借助
CHINANET提供的高速中继线路, 使用超高速路由器
（ 例如 Cisco7000系统 ）, 组成了覆盖中国各省市并连
通国际 Internet的计算机广域网 。 一些政府机关, 大型
企业通过租用专线或自建通信线路, 建立自己的
Internet的计算机广域网 。
计算机网络拓扑结构及网络分类
? 网络拓扑结构式网络规划和设计的重要内容,
是网络中的各个组成部分相互连接的形式和方
法, 网络构成或形状, 包括逻辑拓扑结构和物
理拓扑结构 。
? 逻辑拓扑结构 是指各部分之间的逻辑关系, 即信息如
何流动；
? 物理拓扑结构 是指各部分之间的物理关系, 即连接方
式 。
?
令牌分组
? 令牌环拓扑的中心是令牌分组
（ Token Packet） 。 为了避免分组的碰撞,
令牌环拓扑确保任一时刻在网络让只有
一个工作站发送信息 。 实现这种功能的
是令牌分组或移对话证 。 只有控制了此
令牌公组后, 节点才能在网络上发送信
息 。
网络拓扑结构
?1,星形拓扑
?2,总线拓扑
?3,环形拓扑
?4,树形拓扑
?5,星环拓扑
?6,无线网络
网络中各节点相互连接时的难点
? 将每一个网络节点和其它节点相连
? 很容易看出这种连接方法将是十分复杂的 。 例
如, 5台计算机需 10根电缆； 10台计算机需 45
条电缆； 25台计算机需 300条电缆 …… 用 N代表
网络中计算机的数目, 那么此种连法所需电缆
的数目为：电缆数目 =N× （ N-1） /2
? 如果你不想将你的所有资金全用在电缆上, 那
第一种更有效的连接方法看来是十分必需的 。
大多数网络都采用星形, 总线和环形三种物理
拓扑结构 。
星型拓扑结构环形拓扑结构
总线型拓扑结构树型拓扑结构
网状拓扑结构环形性拓扑结构
常见的网络拓扑结构
集线器（ HUB）
PC PC 服务器
令版环PC
服务器
PC
PC
服务器 PC
PCPC
服务器
以太网交换机
集线器 集线器
PC PC PC PC PC PC
网桥 /路由器
FDDI集中器
FDDI
服务器
FDDI集中器
PC PC PC PC
逻辑总线拓扑
? 以太网也许是人们最熟知的逻辑总线网络, 也
是最流行的 LAN类型 。
? 逻辑总线拓扑又是如何工作的呢？ 每一次一个
节点总是占有其它节点的数据, 并向各个网络
传播这个数据 。 各个节点都可以收到这个数据,
并检查此数据是否属于它自己的 。 如果是的,
这些节点就保留它；如果不是, 就放过它直至
其到达目的地 。 每个以太网卡都有一个 48位的
地址 。 每帧数据指定的址在网上传输, 直至到
达指定好的节点 。
逻辑令牌环网络拓扑
以太网是一种广播系统, 即如果一个站点传
播信息的话, 其它所有的站点都可以收听到 。
令牌环网则是不以这种方式工作 。 在令牌环
网中, 每个站必须重复它从前一个站收听到
的信息, 形成一种组桶式 （ bucket brigade）
信息 。
?
局域网技术?
1,局域网组成
?1） 网络服务器
?2） 网络工作站
?3） 网络适配器
?4） 网络传输介质
?5） 网络附属设备
?6） 网络软件
2、网络操作系统
? 一个 NOS性能的好环, 主要取决于如下方面：
? 1） 硬件独立性 。
? 2） 有桥接能力 。
? 3） 支持多用户和多服务器
? 4） 安全存取控制 。
? 5） 网络管理
? 6） 用户界面 。
?3,局域网协议
?4,无线局域网技术
?5,网络文件系统
网络互连技术
? 1） 同构型局域网的互连 （ LAN—LAN）
? 2） 异构型局域网的互连 （ LAN—LAN）
? 3） 局域网与广域网的互连 （ LAN—WAN）
? 4） 两个局域网经由广域网互连 （ LAN—
WAN— LAN）
? 1,网络互连设备
? 1） 中继器 （ Repeater）
? 2） 网桥 （ Bridge）
? 3） 路由器 （ Router）
? 4） 网关 （ Gateway）
Internet的起源、形成及发展
?
计算机网络互连的初期
? 50年代初, 通信软件的控制下, 各个用户在自己的终
端上分时软弱流使用中央计算机系统的资源对数据进
行处理 。 然后, 再将处理结果直接送回终端 。 这就形
成了具有通信功能的终端 ——计算机网络系统 。
? 这种面向终端网络系统的大量应用, 人们发现它存在
着两个主要缺点：
? （ 1） 主机系统负担较重, 它既要承担数据处理任务,
又要承担通信任务 。
? （ 2） 由于终端设备运行速度慢, 操作时间长, 每个
用户独占一条长距离的通信线路, 使线路利用率低 。
? 针对单机系统存在的上述缺点, 人们对面向终端的计
算机通信网络进行了改造 。
? 第一, 在主计算机这前增加了一台功能简单的计算机,
专门用于处理终端的通信信息和控制通信线路, 并能
对用户的作业进行某些预处理操作, 称为, 前置处理
机, 或称为, 通信控制处理机, CCP（ Communication
Control Processor） 。
? 第二, 在终端设备较集中的地方设置一台集中器
（ Concentrator） 。 终端通过低速线路先汇集到集中器
上, 然后, 再用高速线路将集中器连到主机上 。 这就
形成了终端群 ——低速通信线 ——集中器 ——高速通
信线路 ——前置处理机 ——主计算机的系统, 如图所
示 。
? 系统缺乏对网上的资源进行统一管理的系统软件, 所以, 它仍然
属于计算机网络的低级形式 。
ARPAnet网的诞生
? 出现了多台计算机互连的需求 。
? 美国国防部的高级研究计划局 （ ARPA）
于 1986年提出研制 ARPAnet网络计划 。
?ARPA建 ARPAnet网的目的之一, 是希望
找到一种新方法将当时的许多网和广域
网 互连起来, 构成 一种, 互 连网,
（ Internetwork）, 通常缩写为 Internet。
? ARPA的鲍勃 ·凯恩和斯坦福大学的温登 ·泽 夫
合作, 设计了一套用于网络互联的 Internet软件,
其中有两个部分显得特别重要和具有开创性,
这就是网际协议 IP（ Internet Protocol） 软件和
传输控制协议 TCP （ Transmission Control
Protocol） 软件, 代表整个 Internet通信软件,
成为 TCP/IP软件 。
? 1983 年初, 美 国 国 防 通 信 局 DCA （ Defense
Communication Agency） 决定把 ARPRnet的各个站点全
部转为 TCP/IP协议, 这就为建成全球 Intenet网打下了基
础 。
NSFnet网的建立
? 美 国 国 家 科 学 基 金 会 NSF(National Science
Foundation)决定资助建立计算机科学网 。
? 1985年, NSF抓住时机提出了建立 NSFnet网络
的计划 。
? 成为美国 Internet的第二个主干网, 传输速率为
56kbit/s。 1985年, NSF采用招标方式, 由三家
公司 （ IBM,MCI和 MERIT） 合建了一个新的
广域网 。
? 传输速率由 56kbit/s提高到 1.544Mbit/s。 因此,
它成为美 Internet网的最主要成员网络之一 。
全球范围 Internet的形成和发展
? 全世界有 200多个国家连入 Internet（ 包括
全功能 IP连接和单纯的电子函件连接 。 ）
到 1998年初, 全球网上用户已达 1亿, 而
且正在以每年 50%的速度增长 。 Internet
上的用户将会超过 2亿, 以 Internet为核心
的信息服务业产值将会超过 2万亿美元 。
Internet在中国的发展
? 我国已经建成了国内互联网, 原来的四个骨干
网络是：中国公用计算机互联网 （ Chinanet）,
中国教育与科研计算机网 （ CERnet）, 中国科
学技术计算机网 （ CSTnet）, 中国金桥互联网
（ ChinaGBN） 。
? 中了联通公用互联网 （ UNINet） 已被国务院批
准作为中国第五个骨干互联网络, 拥有独立国
际出入口信道 。
Internet的管理
?Internet协会本身并不经营 Internet,但它
支持 Internet 体系结构委员会 IAB
（ Internet Architecture Board） 开展工作,
并通过 IAB实施对 Internet的技术管理 。
它出版了一种刊物, ISOC新闻,, 每年
召开一次 INET年会 。
? IAB是由美国国防部高级研究计划局组建的 Internet业
务研究会 IAB（ Internet Activities Board） 演变来的 。 它
本身仅作为政策和标准的最终仲裁机构, IAB由两部分
组成, 一部分是 Internet工程工作组 IETF（ Internet
Engineering Task Force）, 它关心着正在应用和发展的
TCP/IP协议；另一部分是 Internet研究工作组 IRTF
（ Internet Research Tack Force）, 它主要致力于发展
网络技术 。 IAB控制着 Internet的网络号码分配管理局
IANA,这个局根据需要在世界不同地区共设立了三个
网络信息中心 NIC（ Netword Information Center）,
? 位于荷兰阿姆斯特丹的 RIPE-NIC,负责欧洲地区的网
络号码分配工作；
? ·位于日本东京的 AP-NIC,负责亚洲地区的网络号码分
配工作 。
? ·位于美国的 Inter-NIC,负责美国和其它地区的网络号
码分配工作 。
? 上述这些网络信息中心负责监督网络 IP地址的分配 。
同时 IAB还控制着 Internet的网络登记处, 它跟踪域名
系统 （ DNS） 的根数据库, 并且负责域名与 IP地址的
联系 。
Internet技术解决的几个主要问题
? 物理连接问题
? 通信协议问题
? 计算机的主机号与域名问题
? 数据的安全与防病毒问题
推动 Internet迅速普及的几项技术
? 超文本标记语言 （ HTML）
? WWW（ World Wide Web） 系统
? WWW可以意译为, 环球网,, 音译为, 万维
网,,, Web”的英文原意可译为, 蜘蛛网, 。
? 浏览器软件技术的发展
? Java程序设计语言的应用
? 1995年 11月, SUN公司发表了 Java程序设计语言, 它是继超文本
标记语言 （ HTML） 和 WWW之后 。 用 Java可以编写一种称为
,applet”的小程序, 它可以和主页 （ Ｈ omepage） 一起在网上被传
输 。 小程序一旦被浏览器加载, 便能使页面, 活起来, 。 Java对
Internet的发展具有特别重要的意义 。
WWW的由来发展
? 创始人蒂姆 ·贝纳斯 —李来到位于瑞士日内瓦的欧洲原
子核研究委员会 —CERN（ 法文 Conseil Europeen Pour
La Recherche Nucleaire的缩写, 现已改称欧洲原子核研
究中心 ）, CER委托他开发一个软件, 以便使分散在
欧洲各国的物理学家能够通过计算机网络合作进行科
研, 使分散在各地物理实验室的信息能提供给物理学
共享 。 蒂姆的本行 （ 他是学物理的, 1976年毕业于英
国牛津大学 ）, 成功地开发出这个软件, 并取名为
,Enquire”。 他利用早出现的超文本技术提出一种超文
本数据结构, 蒂姆为了推广他的这项成果, 以便建立
一个全球范围的信息网, 于 1989年 3月和 5月, 开发了
世界上第一个 Web服务器和第一个 Web客户机 。 尽管这
个 Web服务器在事实上仅仅是 CERN的电话号码簿, 允
许用户进入主机查询某个人的电话号码, 但它却是实
实在在的一个超文本浏览器 /编辑器 。 1989年 12月,
正式推出, World Wide Web”这个名词 。
?1991年 3月, CERN向世界公布了 WWW
技术, 基于字符界面的 Web浏览器开始
在 Internet上运行 。
?Mosaic的研制成功使当时才 20岁的 Marc
在 WWW领域中成为仅次于蒂姆的著名
人物 。
WWW的一些基本概念
? 高级信息浏览服务
? 高级信息浏览服务的功能
? ·以交互方式查询并访问远程计算机系统上的信息；
? ·获取存放于某台远程计算机上的记录信息, 播放其中
的声音并显示其中的影像；
? ·显示来自某台远程计算机上的文本, 图形和图象；
? ·对多种信息及其检索提供一种单独和一致的访问机制 。
菜单与文本信息的集成
超文本与超媒体
? 超文本的概念是托德 ·尼尔逊于 1969年左
右提出的 。 Tim Berners-Lee则机敏地抓
住了这个概念, 提出了一种超文本的数
据结构, 从而发明了 WWW的浏览服务
方式 。
? 把可选菜单项嵌入文本中的概念称为
,超文本,
超文本标记语言
? 物理学家蒂姆在计算机网络中找到超文本, 超媒体思
想的实现机制 。 开发了一种全新的文档语言 ——“超文
本标记语言, HTML（ Hyper Text Markup Language） 。
? 它规定了文件的标题, 副标题, 段落等如何显示, 规
定了如何链接其他超文本文件和如何在超文本文件中
嵌入图像, 声音和动画 。
? HTML编写的文档采用,,html”作为后缀 。 HTML语句
建立了一个按, 专题分类查询信息, （ Information by
Subject）, 并将该条目与计算机, info.cern.ch”中的文
件, Overview.html”相链接 。
? <L1><A HERF=http://info.cern.ch/hypertext/Data Sources/by
Subject/Overview.html/>InformationbySubject<A>
超文本传输协议
? 超文本传输协议 HTTP（ Hyper Text Transfer Protocol）
是 WWW上用于发布信息的主要协议, 也是一种很简
单的通信协议 。
? 为了从服务器上把用户需要的信息发送回来, HTTP定
义了简单事务处理：
? ·客户机与服务器建立连接；
? ·客户机向服务器递交请求, 在请求中指明所要求的特
定文件；
? ·如果请求被接纳, 那么服务器便发回一个应答 。 在应
答中至少应当包括状态编写和该文件内容；
? ·客户机与服务器断开连接 。
? HTTP协议应当是一个无状态协议, 即从一个请求到另
一个请求不保留任何有关连接的信息 。 这一点与 FTP协
议完全不同, 后者是一种保留状态的协议 。
主页（ Home Page）
? 主页 （ Home Page） 就是用户在访问网上
某个站点时, 首先显示的第一个页面 。
? 各个开发 WWW服务器的机构在组织
WWW信息时以信息页为单位, 这些信
息页被组织成树状结构以便检索, 那个
代表, 树根, 的信息页的超级文本就是
该 WWW服务器初始页 （ 主页 ） 。
公共网关界面
? 公共网关办面 CGI（ Common Gateway Interface）
是把浏览器与服务程序结成一体的一种标准 。
? WWW交互性就是依靠公共网关界面程序来实
现的 。
? 人们设想如果能开成一种公共标准, 那么, 为
一服务器编写的程序就能在任何服务器上使用 。
CGI通过定义一个界面而成为完成此项任务的
一个标准 。 通过 CGI界面, 服务器可以向 CGI
程序发送信息, CGI程序也可以向服务器回送
信息 。
WWW的应用
? 能不能利用一种简便有效的工具对它们
进行查阅和浏览？ 应当如何有 Internet这
个信息资源的大海洋中找到自己需要的
信息资料？ 第一个问题涉及到 WWW浏
览器；第二个问题则是统一资源定位器
URL（ 也称为统一资源定位符 ）
WWW运行机制 —客户机 /服务器
? WWW系统使用客户机 /服务器模式 。 当用户查
询信息时, 便执行一个客户机程序, 并输入一
个 URL,客户机程序也被称为, 浏览器,
（ Browser） 程序 。 随后, 浏览器程序将成为
一个客户, 该程序将负责对用户的直接服务,
将用户的要求转换成一个或多个标准的信息查
询请求, 通过 Internet网发送给远方提供信息的
服务器 。 而服务器则执行一个服务器程序,
WWW的客户机程序与服务器程序之间通过超
大型文本传输协议 HTTP进行通信 。
WWW浏览器
? （ 1） 对于租用专线的用户, Internet的用户
可以使用基于图形界面的 WWW浏览器 。
? （ 2） 对于采用电话拨号连网并且仅仅作为
仿真终端使用 Internet的用户, 只能使用基于字
符界面的 WWW浏览器 。
? （ 3） 对于以 SLIP/PPP方式连入 Internet的用
户, 能够使用基于图形界面的浏览器 。
? （ 4） 基于字符界面的 WWW浏览器主要有
Lynx和 CERN Line Browser等几种 。
基于图形界面的 WWW浏览器
? 1993年底, Marc Andreeason他们开发了 Mosaic
浏览器软件 。
? 1994年秋天, Marc Andreeason与其他几个人共
同创办了 Netscape公司, 并推出了 Netscape
Navigator浏览器 。
? 1997年初, Microsoft公司在浏览器市场上已占
有 28%的份额 。 最近推出了 Internet Explorer5.0。
统一资源定位器
? 统 一 资 源 定 位 器 URL （ Uniforn Resource
Location） 是一种标准化的命名方法, 它提供
一种 WWW页面地址的寻找方式 。 URL是一种
统一格式的 Internet信息资源地址表达方法, 它
将 Internet提供的各种服务统一编址 。 我们也可
以把 URL理解为网络信息资源定义的名称, 它
是计算机系统文件名概念在网络环境下的扩充 。
? URL的一般句式可表示为：
?, 信息服务方式,//信息资源地址 /文件路径, 。
信息服务方式
? 在 WWW系统中编入 URL中最普遍的服务连接方式有：
? http://使用 HTTP协议提供超级文本信息服务的 WWW信
息资源空间 ；
? ftp://使用 FTP协议提供文件传送服务的 FTP资源空间 ；
? file://使用本地 HTTP协议提供超级文本信息服务的
WWW信息资源空间 ；
? etlnet://使用 Telnet协议提供远程登录信息服务的 Telnet
信息资源空间；
? gopher://由全部 Gopher服务器构成的 Gopher信息资源空
间 ；
? wais://由全部 WAIS服务器构成的 WAIS信息资源空间 ；
?,//”表示跟在后面的字符串是 Internet上的主机名称, 即
信息资源地址, 用来表示与在单斜线, /”后面的文件路
径相区别 。
? 信息资源地址
? 双斜线, //”后面的信息资源地址, 一般给出提供信息
服务的计算机的 Internet上的域名 （ domail name） 。 例
如, www.intel.com是英特尔公司 WWW服务器的域名 。
? 在一些特殊情况下, 信息资源地址由域名和信息服务
所用的端口号 [:port]组成, 具体格式是：
?, 主机域名：端口号,
?,主机域名：端口号,
?, 端口号, 是指 Internet用于说明进入一特事实上服务的软件标识 。
? 服务方式 标准 （ 缺省 ） 端口号
? HTTP 80
? Gopher 70
? Telnet 23
? FTP 21
? … …
? 文件路径
? 例如
? http://www.ihep.ac.cn/china.html
? 表示使用超文本传输协议 HTTP提供超文本信息服务的资源, 信息
储存在服务器域名为 www.ihep.ac.cn的计算机上 。 信息的文件名为
,china.html”,它提供服务时使用缺省端口号, 缺省值是 80。
Internet Explorer 5.0及其
WWW浏览方法
?Internet Wxplorer 5.0是一个组合软件, 它
包含如下一些组件,Internet Explorer浏
览器；用于收发电子邮件和阅读新闻组
的 Outlook Express；为全球用户提供进行
交谈和网络会议的 Microsoft NetMeeting；
为用户提供 Internet闲聊程序的 Microsoft
Chat以及网页编辑器 FrontPageExpress。
网络互连协议 TCP/IP
? 特点：
?1） 网络技术独立 。
?2） 极强的连通力
?3） 端到端确认
?4） 支持标准应用协议
网络性能评价
? 对网络系统的性能评价, 不同的场合可用不同
的方法, 通常有以下几种：
? 1） 经验估计法 。
? 2） 测量法 。
? 3） 模拟法 。
? 4） 分析法 。
? 5） 综合评价法
?
地理信息系统网络规划与实施
? （ 1） 分布式存贮与管理
? （ 2） 网络资源的共享
? （ 3） 重要数据的转移和备份
? （ 4） 利用远程通信技术 。
网络调研与规划
? 1,用户需求调查
? 2,系统环境, 资源调查
? 3,网络当前技术的了解
? 4,网络目标
? 1） 网络系统适应范围
? 2） 网络系统规模
? 3） 网络系统的功能要求
? 4） 网络系统的投资要求
? 5） 系统完成时限要求
? 5,网络规划
? 1） 网络系统与硬件结构的评估和选择
? 2） 网络操作系统的评估和选择
? 3） 网络应用软件的评估与选择
一,网络设计与实施
? 1） 网络通信系统一定要符合国际规范和标准, 具有开
放性；
? 2） 网络容量要满足各个部门的业务不断发展的需要；
? 3） 具有良好的可靠性和安全性；
? 4） 具有可互边性, 可互操作性和可扩展性；
? 5） 网络安装和维护方便, 管理容易；
? 6） 网络中尽量避免出现通道瓶颈 。
? 1,网络拓扑结构设计
? 2,网络类型设计
选择网络类型主要技术指标：
? 1） 网络信道访问方式；
? 2） 传输介质；
? 3） 能支持的最大网络工作站数；
? 4） 最大传输距离
? 5） 转输速率；
? 6） 通信协议；
? 7） 网络扩展能力 ‘
? 8） 网络所能提供的服务 。
网络硬件配置设计
? （ 1） 网络必需硬件的配置
? 1） 服务务器
? 2） 网络工作站
? 3） 网络适配器
? 4） 传介质
? 5） 网络连接部件
网络可选硬件配置
?1） 输入输出设备
?2） 调制解调器
?3） 多媒体设备
?4） 数据备份设备
?5） 磁盘阵列
5） 应用简单
?Web GIS用户可以直接从网上获取所需要
的各种地理信息 。 用户可以进接进行各
处地理信息的分析, 而不用关心空间数
据库的维护和管理 。
GIS工程系统集成
? 系统集成是近几所发展起来计算机的技术, 是计算机技术发展应
用到相当高水平的表现, 是大型计算机工程综合解决方案 。 完整
的系统集成包括：系统的硬件设计, 网络方案设计, 系统软件选
型设计 （ 操作系统, 网络体系, 数据库, 软件开发语言等一系列
软件选择, 应用 ） 等, 还包括系统的实施 （ 网络布线, 计算机系
统等各种硬件设备的物理连接, 各种系统软件的安装, 调试等 ）,
贯穿于计算机项目的始终, 是一个大型项目计算机技术的综合体
现 。
? GIS是一项比较特殊的计算机应用, 他比一般的管理信息系统 MIS
更为复杂, 数据量更大 。 其表现形式为空间数据管理和空间信息
查询分析, 而大量的属性信息本身又构成了传统意义上的管理信
息 MIS系统 。
系统集成定义
? 在计算机工程中, 系统集成是指：根
据工程项目的具体应用情况, 为工程项
目提出的软件, 硬件一揽子解决方案,
并且进行全部或部分工程实施工作 。
? 对于较大的计算机工程项目才存在系统
集成 。 对于较小的工程项目, 由于软,
硬件应用和环境构成简单, 系统构成一
目了然, 不存在系统集成 。
系统集成内容
? 系统集成内容包括硬件和软件两大部
分所组成 。 硬件由计算机, 网络和图形
处理外设；软件包括主机操作系统, 工
作站操作系统, 网络操作系统, 数据库
系统, GIS平台支持系统等 。
硬件内容
? 主机系统：大型计算机, 小型机还是网络服务器；
? 终端设备,UNIX多用户 X——WINDOWS图形终端,
MSWINDOWS终端, 网络 PC （ NC）, 流行的 PC机；
? 网络设备
? 交换机 （ SWITCH）, 集线器 （ HUB）, 路由器
（ ROUTER）, 网络适配器 （ 网卡 ）, 网线, 接头,
光缆, 光端机, 光 HUB等；
? 3,2,1,3其他外设：绘声绘色图仪, 扫描仪, 数字
化仪, 打印机, 电源等；
软件内容
操作系统
操作系统包括：主机操作系统, 工作站操作系
统, 网络操作系统；
数据库系统
目前的数据库系统主要分两大类, 桌面数据库
系统和大型关系数据库系统 。 桌面数据库系
统如,Dbase,Foxbase,Foxpro,Paradox等；
大型关系数据库系统如,DB2,Orecal、
Sybase,Informax,MS SQL Server等 。
GIS平台
?GIS平台是对图形目标操作管理的工具,
是进行空间查询和空间分析的手段 。
? 目前, GIS平台产品众多, 而每一个产品
又都由一系列不同规模, 不同环境下使
用的具体产品所组成 。
?ARC/INFOR, INTERGRAPH,
AUTODESK,MAPINFOR等 。
系统集成的依据
? 系统集成是一门综合技术, 是一个系统
工程, 要将各种因素通盘考虑 。 其中主
要考虑的因素有：
应用规模
? 这里所说的规模主要是指网络的大小，
是在一个建筑物内，还是在一个区域内
应用；在一个区（县）、一个中小城市、
一个大城市、一个省还是全国范围应用。
数据量的大小
? 数据量的大小不仅仅决定了网络服务器
存储容量的大小、网络的响应速度，还
决定了 GIS平台的选型、数据库的选型等
软件方面的问题。
客户资金情况
如果客户资金充足的话, 应该尽量选择
高档的计算机设备, 网络设备和 GIS平台,
数据库系统等软件, 因为 GIS应用比一般
的 MIS需要处理的数据量都大得多 。 如果
用户资金紧张的话, 最好进行总体设计,
分步实施的办法, 一方面降低了一次决
策投资造价, 另一方面又给今后的系统
发展留有相应的空间 。
计算机技术的发展情况
? 现在任何一种技术都没有计算机技术发
展这么快, 在进行系统集成时, 既要考
虑技术的实用性, 又要考虑技术的先进
性, 更要注意所采用的硬件设备和各种
软件系统的流行性, 开放性和国际标准
化问题 。
系统集成的步骤和其中的内容
? 系统集成就如一项大规模的软件工程,
也要遵循至顶向下逐步细化的设计原则 。
需求分析
? 首先应该搞清楚用户要干什么
? 用户要建立的这套计算机系统要解决什
么问题, 这是问题的关键 。 如果要解决
的课题很大, 能否将其分解为若干个子
问题 。 如果系统非常复杂, 应该逐步分
解直至将要解决的问题全部搞清楚为止 。
现实系统是什么样
? 在这里我们要先回答, 系统, 这个概念 。 所谓系统,
是将要解决问题方方面面的因素全部考虑到, 划清系
统的边界, 找出系统的输入量, 输出量和系统的运行
流程 。
? 例如, 我们要设计一, 土地管理系统, 。 现实系统是
什么呢？ 有那些输入量, 那些输出量, 现行的工作
（ 没有计算机, 手工管理 ） 流程是怎样进行的 。 比如
说, 使用土地人 （ 或单位 ） 信息, 使用土地的价格,
使用年限等, 这些是输入量；记录这些信息的计算机
数据, 打印出的土地使用证和各种查询结果是输出量；
从申请使用某块土地开始直至批准为止的过程为系统
手工作业流程 。
手工是如何工作的
? 将现实系统每一个办事环节所需要的各
种表格搜集起来，搞清楚每个表格、每
项的填写依据、填写要求。在此基础上，
再搞清各个表格之间的填写顺序和相互
之间的关系。
系统功能设计
? 先不管用什么计算机硬件, 什么网络环
境, 什么软件操作系统, 什么数据库,
什么 GIS平台, 什么计算机语言进行编程,
只研究应该为用户解决什么问题, 系统
应具有那些功能 。
数据量分析
? 数据量分析要包括空间数据, 属性数据, 还要考虑为
了建拓扑关系等因素所产生的附加数据 。 数据量的大
小, 直接关系到网络服务器的选型, 网络体系的建立,
数据库选型, GIS平台确定等一系列问题 。 很多工程经
验证明, 在系统开发和初试运行阶段, 由于数据量较
小, 系统问题一般比较多的存在于应用程序之中 。 随
着数据量不数据增加, 问题逐渐开始暴露, 而且主要
集中在网络资源竞争方面 。 如果事先没有很好设计,
充分考虑数据量大小, 势必影响系统有效工作 。
? 尤其对于 GIS系统, 比一般的管理信息系统 MIS数据量
要大得多, 这一点应当引起充分注意 。
选择网络服务器（主机）
? 我们把小型机, 中型机乃至大型机统统称为, 主机, ；将 SGI、
SUN,HP之类的 UNIX图形工作站称为图形工作站；将 INTERL
CPU为体系的 PCSERVER称为 PC网络服务器 。
? 对于主机系统, 传统上是用处理能力非常弱的终端, 近几年来,
由于 PC和网络技术的发展, 很多情况下微型机在网络中担负网络
服务器任务 。
? 下面我们对几种情况分别来讨论以下 。 但对于 UNIX图形工作站来
说, 比较特别, UNIX图形工作站介于小型机和 PC机之间, 有非
常强大的图形处理能力, 但并不是专门为了担当网络服务器等网
络上关键任务所设计的, 况且现在高性能的 PC NT图形工作站性
能直逼 UNIX图形工作站, 有非常好的性能价格比, 作为网络服务
器, 对于 UNIX图形工作站, 在此就不做详细讨论了 。
小型机
? 优点：
? 1,高性能的多处理器, 强大的处理能力；
? 2,多通道体系结构, 高速 I/O通道的处理能力；
? 3,非常高的可靠性；
? 4,强大的网络通信能力；
? 缺点：
? 1,价格昂贵；
? 2,操作系统复杂, 管理技术要求高；
? 3,小型机上的软件价格昂贵, 且较难获得；
? 4,更新换代速度较慢；
PC SERVER网络服务器
? 优点：
? 1,价格相对便宜
? 2,基于 WINDOWS NT操作系统 （ 不包括基于 UNIX的 PC
SERVER）, 操作管理简单, 易学易用；
? 3,软件价格便宜, 也比较容易获得；
? 4,PC SERVER发展迅速, 尤其近几年来, 多处理器对称处理技
术 SMP的发展, 使 PCSERVER功能甚至可以与一些小型机媲美；
? 5,可扩展性强, 可以很方便地通过增加设备, 不断增强服务器
的性能；
? 缺点：
? 1,较容易受计算机病毒感染；
? 2,由于受总线体系的限制, I/O通道相对较弱；
? 以上是对到目前为止常用网络服务器的
一般性介绍 。 在大系统设计时, 网络服
务器的选型非常重要, 甚至系统由多个
局部网, 多个服务器组成服务器群, 在
进行系统集成网络服务器选型时, 应根
据客户的资金情况, 规模大小及现有设
备情况, 正确选择网络服务器 。
