因特网起源于美国的“五角大楼”,前身是美国国防部高级研究计划局支持研制的ARPANET,并在此后成为互联网发展的中心。1983年1月1日,ARPA网将其网络核心协议由NCP改变为TCP/IP。1986年,美国国家科学基金会(National Science Foundation,NSF)建立了大学之间互联的骨干网络NSFNET。在今后的几十年里,互联网迅速发展,并演变成为今天的因特网。
因特网并不是单个网络,而是大量不同网络的集合,这些不同的网络使用一组公共的协议,并提供一组公共的服务。因特网不是一个普通的系统,也不是由任何一个人规划出来的,不受任何人控制。为了更好地了解因特网,首先要了解因特网的架构、技术和协议。
1.因特网架构
因特网的架构也随其爆炸式的发展发生了一系列的变化。图2.4给出了因特网架构略图。为了加入因特网,计算机需要和因特网服务供应商(Internet Service Provider,ISP)进行连接,在这里有许多因特网接入方式,它们通常以带宽、费用和连接性区分开来。因特网体系从上到下依次为第一层ISP、第二层ISP、因特网接入服务提供商(本质上是独立的互联化或内联网)、终端系统/主机。
因特网是当今世界上最大的信息网络,它为人们提供了电子邮件、WWW访问、文件传送(FTP)、网络传真、IP电话、远程登录、信息查询、电子商务和政务、远程教学等各种各样的服务,给人们的生活、工作、学习带来了巨大的便捷。ISP可以为用户提供网络接入和其他的相关服务,价格不同,提供的服务也会有相应的差异。
图2.4 因特网架构略图
2.因特网技术和协议(www.daowen.com)
因特网技术包括接入技术和应用技术。因特网接入技术是用户与互联网间连接方式和结构的总称。任何需要使用互联网的计算机必须通过某种方式与互联网进行连接。互联网接入技术的发展非常迅速:带宽由最初的14.4kbit/s发展到目前的10Mbit/s甚至100Mbit/s带宽;接入方式也由过去单一的电话拨号方式,发展成现在多样的有线和无线接入方式;接入终端也开始朝向移动设备发展,并且更新、更快的接入方式仍在继续地被研究和开发。
一种最普通连接ISP的方式是使用电话线,这必须保证电话公司是你的ISP。现在的接入方式仍然在不断地发展,根据接入后数据的传输速度可以分为宽带接入和窄频接入。常用的宽带接入方式有非对称数字专线(ADSL)、有线电视上网、光纤接入、无线宽带(使用IEEE802.11协议或者3G技术)接入、人造卫星宽带接入。常见窄频接入方式有电话拨号接入、窄频ISDN接入、GPRS/CDMA手机上网。
网络应用技术是指与网络应用相关的技术,主要包括Web技术、网络安全技术、搜索技术、数据库技术、传输技术、流媒体技术、商务应用相关的技术等。
网络进行了互联,如果没有协议的支持也无法实现互相通信。因特网协议(IP)就是为了使因特网上的计算机实现互联互通而设计的一套规则。因特网的协议分为三层,主要的协议见表2.4。
TCP和UDP用于控制数据流的传输,UDP是一种不可靠的数据流传输协议,仅为网络层和应用层之间提供简单的接口。而TCP是面向连接的网络协议,具有高的可靠性,通过为数据报加入额外信息,并提供重发机制,它能够保证数据不丢包,没有冗余包以及保证数据报的顺序,用于弥补无限接IP网络服务存在的缺陷,为应用进程提供可靠的传输服务。对于一些需要高可靠性的应用,可以选择TCP;而相反,对于性能优先考虑的应用如流媒体等,则可以选择UDP,它们各有优劣,视具体情况而定。IP位于最底层,用于报文交换网络的一种面向数据的协议,这一协议定义了数据报在网际传送时的格式。目前使用最多的是IPv4(Internet Protocol version4)版本,这一版本中用32位定义IP地址,尽管地址总数达到43亿,但是仍然不能满足现今全球网络飞速发展的需求,因此IPv6(Internet Protocol version6)版本应运而生。在IPv6版本中,IP地址共有128位,“几乎可以为地球上每一粒沙子分配一个IPv6地址”,虽然IPv6的普及还有很长的路要走,但它却代表了未来网络协议的发展方向。
表2.4 因特网主要协议
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