（一）计算机网络基础技术概述

计算机网络是现代计算机技术与通信技术密切结合的产物，是随着社会对信息共享和信息传递的日益增强的需求而发展起来的。计算机网络技术的进步和发展，对提高人类社会信息化水平有着巨大的作用，计算机网络技术则是衡量一个国家计算机技术和通信技术的综合水平的重要尺度。电子商务的快速发展要求企业寻找更快更有效的方式，以迎接蜂拥而至的网上顾客和日趋增加的企业间业务。所有参与电子商务并希望保持竞争优势的企业都必须及时采用新出现的各种互联网络技术，因此企业要不断调整它们在互联网上开展商务活动的方式。在电子商务的支撑体系中，网络基础技术是处于最底层、最基础的技术。

所谓计算机网络，就是指处于不同地理位置的多台具有独立功能的计算机系统通过通信设备和通信介质互连起来，并且在功能完善的网络软件（网络协议、网络操作系统等）的控制、管理下，实现网络资源共享和信息传递或协同工作的系统。其中资源共享包括硬件资源、软件资源和数据资源的共享。计算机网络是一个复杂的系统，是计算机应用的高级形式，是信息传输、信息分配、信息处理技术的综合体现。从用户角度看，计算机网络可以看成一个透明的数据传输机构，网上的用户在访问网络中的资源时不必考虑网络体系结构。从网络逻辑功能角度看，可以将计算机网络分成通信子网和资源子网两部分。

通信子网由网络通信控制处理机、其他通信设备、通信线路和只用作信息交换的计算机组成，负责完成网络数据传输和转发等通信处理任务。Internet的通信子网一般由路由器、交换机和通信线路组成。资源子网由主计算机系统、外设、各种软件资源和信息资源等组成，负责整个网络的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源和网络服务。主计算机系统是资源子网的主要组成部分，它通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机相连接。普通计算机用户可通过主计算机系统连接入网。

计算机网络可以从不同角度进行分类，如拓扑结构、信道访问方式、信道带宽、交换方式、使用范围、网络操作系统等，例如，按网络拓扑结构分类，可得到星型网、树型网、环型网和总线型网等；按传输技术分类，可得到广播网与点-点网两种；按通信介质分类，可得到双绞线网、同轴电缆网、光纤网和卫星网等；按信道的带宽分类，可得到宽带网与窄带网；按信息交换方式分类，可得到电路交换网、分组交换网和综合交换网；按网络的使用范围分类，可得到公用网与专用网两种；按网络操作系统分类，可得到Windows NT网、Novell网等。这些分类便于从不同角度对计算机网络技术进行研究，但这些标准都只给出了网络某一方面的特征，不能反映网络技术的本质。事实上，确实存在一种能反映网络技术本质的网络划分标准，那就是计算机网络的分布范围。按分布范围的大小，可将计算机网络分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN），它们在电子商务的应用中的作用是不同的。局域网覆盖的地理范围从几米到几公里，一般适合在一个办公大楼或企业内部联网。城域网覆盖的地理范围从10m～10km，一般适合一座城市联网。广域网覆盖的地理范围从几公里到几千公里，可用于一个地区、国家，甚至不同国家的计算机的连接。目前局域网和广域网是网络的热点，局域网是组成其他两种类型网络的基础，城域网一般都加入了广域网。在实际应用中需要将各种不同类型的物理网络互连起来，最终形成互联网络。风靡全球的Internet就是一个覆盖全球的国际互联网，它使用的也就是局域网和广域网技术，并利用TCP/IP协议将各个物理网络连接成一个单一的逻辑网络。

在计算机网络中为实现计算机之间的正确数据交换，也必须制定一系列有关数据传输的顺序、信息格式和信息内容等的约定。这些规则、标准或约定称为计算机网络协议（NetWork Protocol）。一般来说，网络协议由语义、语法、同步或规则三个要素组成。语义用来说明通信双方进行数据交换时所规定的符号含义，这些符号包括控制信息、动作信息和响应信息等。语法用来规定数据与控制信息的结构或格式。同步或规则用来说明事件实现顺序，即确定通信过程中状况的变化，如规定正确的应答关系。

近代计算机网络都采用分层的层次结构，把一个复杂的问题分解成若干个较简单而易于处理的问题，使之容易实现。在分层结构中，每层都是建筑在它的前一层的基础上，每层间有相应的网络协议，相邻层之间的通信约束称为接口。在分层处理后，相似的功能出现在同一层内，每一层仅与其相邻上、下两层通过接口进行通信，使用下层提供的服务，并向上层提供服务。上、下层之间的关系是下层对上层服务，上层是下层的用户。协议分层组织的好处就在于：高层次只要调用低层次提供的功能，而无需了解低层的技术细节，低层对高层是透明的；只要保证接口不变，低层功能具体实现技术的变更也不会影响较高一层所执行的功能。

计算机网络的各个层和各层上使用的全部协议称为网络系统的体系结构。体系结构是一个抽象的概念，它精确定义了网络及其部件所应实现的功能，但这些功能采用何种具体实现技术并没有硬性规定。最著名的两个网络体系结构是：国际标准化组织（ISO）提出的“开放系统互联参考模型”（ISO/OSI参考模型或OSI/RM）与Internet中使用的基础协议TCP/IP。ISO/OSI参考模型将计算机网络的体系结构分成7层，从低到高依次为：物理层、数据链路层、网络层、运输层、对话层、表示层和应用层。其中前3层直接与通信子网相连，称为低层；后4层称为高层。OSI参考模型的作用只是提供概念性和功能性结构，同时确定研究和改进标准的范围，并为维持所有有关标准的一致性提供参考。Internet采用的体系结构和OSI标准有所不同，采用的是简化的OSI参考模型，即TCP/IP模型。这是一个5层模型，分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层。物理层和数据链路层又合称为网络接口层。至于OSI参考模型中的对话层和表示层的功能分别由TCP/IP模型中的运输层和应用层实现。TCP/IP协议是目前最流行的Internet连接的协议，包括TCP（Transport Control Protocal，传输控制协议）和IP协议（Internet Protocal，Internet协议）。TCP/IP协议主要用于Internet，在一些局域网中也有较广泛的应用。

对网络基础设施建设提出的技术需求包括容纳多种网络技术；多元融合、一体化和多服务；支持多种协议；多层交换能力；高度的可靠性和安全性；灵活性、简单性、可扩展性和高性价比；管理能力强、界面友好等。

（二）局域网技术

社会对信息资源的广泛需求及计算机技术的广泛普及，促进了局域网技术的迅猛发展。局域网（Local Area Network，简称LAN）是指在一个有限的地理范围内将大量计算机及各种设备互连在一起实现数据传输和资源共享的计算机网络。

局域网实质是一个通信网，只涉及到相当于OSI/RM通信子网的功能。局域网的拓扑结构主要是总线、树型或环型，由于网络大多采用共享信道技术，所以局域网通常不设网络层。局域网的参考模型通常采用IEEE 802标准，它对应于OSI/RM中的最低两层。物理层用来建立物理连接；数据链路层则把数据构成帧进行传输，并实现帧顺序控制、错误控制及流量控制功能。从应用角度看，局域网主要的技术特点有以下几点：

（1）局域网覆盖有限的地理范围，它适用于机关、公司、校园、工厂、军营等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备联网的需求。从物理尺寸上看，局域网一般不大于10km，而且通常只使用一种传输介质；从地域上看，局域网通常是用在一座建筑物或一个工厂内，通常是某一单位或某一部门使用，规模上一般不超过几百个用户。

（2）局域网具有高数据传输速率（10～100Mbps）、低误码率（<10-8）的高质量数据传输环境。

（3）局域网一般属于一个单位所有，易于建立、维护和扩展。

（4）决定局域网特性的主要技术要素是：网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法。

1.局域网功能

（1）设备共享。在局部网络上连接的大容量磁盘存储器、高速打印机等设备，都可与网上的计算机共享，提高了设备的利用率。

（2）信息共享。在网上的计算机不仅可以使用本机的数据程序，也可以通过网络线路使用其他计算机或磁盘上保存的数据、程序和有关信息，增强网上计算机处理信息的能力。

（3）相互通信。由于网上所有计算机都连在一起，因此各台计算机之间可方便、高速地进行信息交换。

（4）分布式处理。对一项复杂、量大的业务，可以分成许多小部分，交由网上不同的计算机分别完成，使整个系统的效能大为增强，输入和输出也可由不同的终端和打印机来完成，大大提高了处理速度。

（5）提高兼容性。局域网一般允许不同厂家和不同型号的计算机上网，从而通过加入新的机种，不断扩展系统性能和提高信息处理能力。

2.局域网组成

局域网一般由微机及外部设备、通信控制信息传输的接口及相应的网络管理软件等几大部分组成。

（1）服务器。服务器是局部网络中的核心设备，它运行网络操作系统，负责网络资源管理和网络通信，并按网络工作站提出的要求，为网络用户提供服务。按照服务器所提供的服务可将服务器划分为三种基本类型：文件服务器、打印服务器和应用服务器。文件服务器提供网络文件的共享、网络文件的权限保护及大容量的磁盘存储空间等；打印服务器则提供网络打印服务，使得多个用户可以共享打印机；应用服务器提供特定的网络应用服务，比如数据库服务器提供大容量的数据检索，通信服务器允许多个用户共享一条通信链路与外界交换信息，域名服务器则用于在Internet上将标识计算机的域名转换成对应的IP地址；应用服务器提供的服务很多，网络上主要的服务器类型是应用服务器。在常见的网络中，系统可有一个或多个服务器，一个网络系统如采用单一的文件服务器，称为集中式文件服务器；如采用多个服务器，称为分布式服务器，其速度较快，但安全性较难控制。

（2）网络工作站。网络工作站是网络用户进行信息处理的个人计算机，它通过网络适配器（网卡）和电缆连接到服务上。网络工作站既可为用户提供本地服务，相当于单机使用；用户也可以通过工作站向网络系统请求服务和访问资源，实现资源共享。

（3）网络适配器。网络适配器常简称为网卡（NAC或NIC），它是将网络工作站等设备连接到网上的接口部件，是局部网络中的通信控制器或通信处理机，负责执行通信协议，实现从网络通信媒体上接收网络通信报文，然后送给网络上的节点，或者将网上节点需发送的内容，通过它组成报文后向网络上发送出去。

（4）通信介质。通信介质是指在网络设备之间起互连和通信作用，即网络中传输数据、连接各网络站点的实体，一般分为两类：有线介质和无线介质。

1）有线通信介质。网络中通常使用的有线通信介质有：双绞线、同轴电缆和光纤电缆等。

双绞线是由两条互相绝缘的铜导线相互绞合在一起构成的一对线作为一条通信线路，一般将4对这样相互绞合的导线封装在一个绝缘外套中做成电缆形式，如图2-1（a）所示。双绞线的优点是组网方便，价格便宜，应用广泛。缺点是传输距离短，一般为100m，线路损耗较大，传输速率低。

图2-1　双绞线和同轴电缆示意图

（a）双绞线；（b）同轴电缆(www.daowen.com)

同轴电缆是由一对导线按同轴的形式构成线对，其形状结构如图2-1（b）所示。同轴电缆频宽，损耗小，抗干扰能力强，传输性能高于双绞线。按特性阻抗值不同，同轴电缆可分为基带和宽带两种。同轴电缆是目前局域网中普遍采用的比较理想的通信媒体。

光导纤维，又称光纤或光缆，是由能传导光波的石英玻璃纤维（纤芯），外加保护层构成，其形状结构如图2-2所示。光缆频带宽、容量大、传输速率高、抗干扰能力强，不受外界电磁场的影响，安全保密性好，体积小重量轻。近年来，光缆已成为计算机网络中最理想的通信媒体。

图2-2　光缆

微波通信就是利用地面微波进行通信。由于微波在空间是直线传播，而地球表面是曲面，因此其传播距离受到限制，一般只有50km左右。为实现远距离传输，需要建立微波中继站进行接力通信。

卫星通信就是利用地球同步卫星作为微波中继站，实现远距离通信。地球同步卫星位于36000km的高空，可以覆盖地球的1/3的区域。只要在地球赤道上空的同步轨道上等距离放置3颗间隔120°的卫星，就能实现全球的通信。

2）无线通信媒体。无线通信媒体是指无需架设或铺埋电缆或光缆，而通过自由空间把电信号转换为无线电波进行传送。例如，微波通信、卫星通信、红外通信、激光通信的信息载体，都属于无线电波通信。

（5）集线器（Hub）。Hub是局域网中计算机和服务器的连接设备，具有信号再生（放大）和转发功能。一个Hub往往具有多个端口，可使多个用户通过双绞线电缆与网络设备相连。Hub上的端口彼此相互独立，不会因某一个端口的故障而影响到其他用户。选择集线器主要有两个指标，即端口数和数据传输速率。常用Hub的端口数一般有8口、16口或24口甚至更多，常用Hub的数据传输速度一般有10Mbps、100Mbps。

（6）网络软件系统。网络软件包括网络操作系统、网络通信协议软件和网络应用软件等，一般网络操作系统都内置了一两种网络通信协议。网络通信协议软件指网络操作系统所支持的协议包软件，典型的有TCP/IP协议包、IPX/SPX协议包等，如果网络要使用TCP/IP或IPX/SPX协议进行通信，则在服务器和工作站上必须配置相应协议包软件。

网络操作系统是网络软件的核心，它是网络用户与计算机网络之间的接口，一个典型的网络操作系统，应具有如下特征：

1）硬件独立。网络操作系统可以在不同网络硬件上运行。

2）桥/路由连接。内置网桥、路由功能，从而能和别的网络连接。

3）多用户支持。支持多个用户同时使用网络资源，并能给应用程序及其数据文件提供足够的、标准化的保护。

4）网络管理。支持网络实用程序及其管理功能，如系统备份、安全管理、容错、性能监控等。

5）安全和存取控制。对用户资源进行控制，并提供控制用户对网络的访问方法。

6）具备所有操作系统基本的功能。如任务管理、缓冲区管理、文件管理、磁盘和打印机等外部设备的管理。

网络操作系统为网上用户提供了便利的操作和管理平台。它主要可划分为两类：一类是客户机/服务器模式（即Client/Server模式）网络操作系统，比如Novell的Netware、Microsoft的Windows NT、IBM的OS/2，另一类是端对端对等方式的网络操作系统，如Microsoft的Windows 98和Windows for Workgroup。

网络应用软件是建构在网络操作系统之上的应用，它极大地扩展了网络操作系统的功能，不同的网络应用软件可以满足用户不同情况下的要求。如网络数据库系统可进行大容量数据的检索和管理，网络邮件系统可以使用户在网络内相互发送电子邮件，等等。每一种扩展的网络服务，都需要相应的网络应用程序。

网络软件功能的强弱直接影响到网络的性能，尤其是网络操作系统，因为网络中的资源共享、用户通信、访问控制和文件管理等功能，都是通过网络软件实现的。

（三）广域网技术

在日常生活中，人们需要通过网络获取信息、与其他人进行交流及网上购物；企业运行过程中，需要在遍及全国乃至全球的各个分支机构间建立数据通信联系。这些都要求将跨国、跨地区计算机和局域网连接起来，这就是远程连接。

广域网（Wide Area Network，简称WAN）是指在一个很大的地理范围内，将各种局域网或网络设备互连在一起的网络。在通信子网中，主要使用分组交换技术，利用邮电部门提供的公用分组交换网、卫星通信信道和无线分组交换网，将分布在不同地区的计算机系统连接在一起，达到资源共享的目的。广域网互连的形式主要有两种：一是局域网到局域网的连接，主要适合企业与企业之间或企业各分支机构之间的连接；二是单机到局域网的连接，适合分散用户访问企业的网络。广域网的特点是：分布的地理范围很广，可以覆盖一个地区、一个国家、甚至全球。

WAN涉及很多广域网互联技术，主要有公共电话交换网（PSTN）技术、数字数据网（DDN）技术、分组交换网技术、帧中继技术、综合业务数据网（ISDN）技术、异步传输模式（ATM）技术和多兆位交换（SMDS）技术。下面就简要地介绍三种先进的广域网互联技术。

（1）ISDN：综合业务数据网技术。ISDN是综合业务数据（Integrated Services Digital Network）的缩写。1984年，国际电信标准化组织（当时称CCITT）给出了ISDN的定义：ISDN是电话网和数字网相结合演化而成的一种网络，它提供端到端（从计算机到计算机）的数字连接，包括语音业务和非语音等广泛的业务类型。用户的访问是通过少量多用途的用户标准接口实现的。ISDN是一种公用电信网络，由公用电话网发展起来，为解决电话网速度慢、提供服务单一的缺点，其基础结构是为提供综合的语音、数据、视频、图像及其他应用和服务而设计的。它使用单一入网接口，利用此接口可实现多终端同时数字通信连接。从某种角度来看，ISDN具有费用低廉、使用灵活方便、高速数据传输且传输质量高等优点。

ISDN能提供的业务主要有电路交换、分组交换、电话、智能用户电报、G2/G3/G4类传真、图文混合传送、视频传送、PC桌面系统、专线备份业务、高速远程访问计算机网络业务和计算机局域网互联等业务。ISDN分为窄带ISDN和宽带ISDN两种。窄带ISDN提供从56kbps～2Mbps的低速服务，现在已越来越不能满足人们对通信速率的要求，除原有的语音、数据、传真业务外，还要求综合传输高清晰电视、广播电视、高速数据传真等宽带业务。国际电信联合组织（ITU）于1990年为宽带ISDN即B-ISDN提出了相应的标准和建议，确定了目前的新技术——异步传输模式ATM。

（2）ATM：异步传输模式技术。ATM技术是实现B-ISDN的核心技术，其特点是进一步简化了网络的功能。ATM网络不参与任何数据链路层功能，将差错控制、流量控制的工作都交给终端去做。由ATM技术构成的网络系统是一种综合了分组交换和电路交换的优点而形成的网络。

在ATM方式中，采用了一种叫信元的交换技术，将数据转换成每个为55个字节的固定长度单元，其中有效载荷点48个字节，信息头5个字节。有效载荷是信元的信息段，它包括来自各种不同业务的用户信息，ATM将信息透明地在网络上传输。因此，ATM能够为任何类型的业务提供满意的服务。由于所有信元为同一长度，故能够快速而高效地进行交换。

另一方面，ATM提供了任何两个网络节点间的端到端的虚拟连接。路由是在传输前算出来的，并采用统计复用技术动态地分配带宽，可以做到“按需分配”网络资源，待传信息动态占用通路，网络呈现开放状态，具有极大的灵活性。

采用ATM技术实现的通信网络可支持语音、数据以及图像传送，提供专用高带宽以及可预测性能，适合企业局域网和广域网使用，并可直接支持多媒体计算机。它是实现综合业务数字网的唯一途径。由于信元较小，ATM传送速度可达155～622Mbps之间。ATM是一种很有发展潜力的技术，是目前最具竞争力的计算机网络技术。

（3）DDN：数字数据交换网技术。DDN即数字数据网，它是利用数字传输通道（光纤、数字微波、卫星）和数字交叉复用节点组成的数字数据传输网，可以为用户提供各种速率的高质量的数字专用电路和其他新业务，以满足用户多媒体通信和组建中高速计算机通信网的需要。

DDN最大的特点是数字电路，可提供端到端的高速率、低时延、高质量的数据传输通道。电路可以自动迂回，可靠性高。还可以一线多用，既可以通话、传真、传送数据，又可以组建会议电视系统，开放帧中继业务，做多媒体服务，或组建自己的虚拟专网，设立网管中心，用户管理自己的网络。

ChinaDDN是我国电信部门经营管理的中国公用数字数据网，它主要业务功能有租用专线业务，帧中继业务，话音/传真业务，虚拟专用功能等。目前，网络已覆盖到全国所有省会城市、绝大部分地市和部分县城，可以方便地为客户提供市内、国内和国际DDN的各种服务。