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计算机网络辅导讲义全编
因特网溯源
姓名:
因特网
英文名:
Internet
曾用名:
阿帕网
外号:
信息高速公路、互联网、国际互联网、网际网等等
对其中一个外号的自我解释:
信息高速公路可能是我因特网最常见的外号了。
这可能是因为人们都能够理解在道路上运行的车辆和在电子信息公路上传输的信息的关系。
你将如何从埃及的开罗驶往法国的巴黎?
具体路途可能无法知道,但是你可以查阅地图。
然而怎样仅咔嗒一声就从开罗传到巴黎?
在你打开地图前,它可能已经没有用了。
:
)
性别:
有时是可爱的“伊妹儿”,有时是勤快的搬运工(FTP),你说呢?
出生时间:
按阿帕网算,应该是1969年。
都已过而立之年了。
籍贯:
美国
身高、体重:
不详。
不是敷衍你,因为每时每刻都在急速地增加。
血型:
TCP/IP。
因为血管里流的是遵循TCP/IP协议的IP包。
简单经历:
出生于冷战时代;
由军方出资抚养,在大学校园中长大,具有很好的学术修养;
服役21年,至1990年正式退役;
投身商界至今,成就斐然,足迹遍布全球。
有何特长:
传情达意,通风报信(电子邮件E-mail);
任劳任怨,服务到家(文件传输FTP);
包罗万象,应有尽有(万维网WWW);
远程登录,资源共享(远程登录Telnet);
有缘千里,咫尺天涯(网上聊天和IP电话);
……还有很多很多的优点,不一一细表了。
愿望:
希望你能与我做朋友,世界和平,恭喜发财……
定义Internet
不同的Internet用户对Internet有不同的认识,特别是对不同领域的用户来说,更是如此。
使用Internet来阅读新闻或者搜索信息的普通用户一般通过万维网(WWW)访问Internet,他们所见的是简单的网页,对他们来说,Internet上的一切都很容易简单,只需敲入网址,用鼠标点击几下就行了。
对工程师或研究人员来说,他们常谈起的是“远程登录”到这一点或文件传输到那一点。
但是如果要解释如何实现“远程登录”和“文件传输”,那就一言难尽了。
对一个有丰富编程经验的网络大师来说,他会用大量的网络术语和技术理论来阐明对Internet的认识,这一定会让外行的听众头昏脑胀。
很难给Internet下一个总结性的定义。
对于一些人来说,Internet仅仅是给其他人发送电子邮件的一种途径,而对另一些人来说,Internet则是他们会友、娱乐、阅读、辩论、工作甚至环游世界的地方。
在国外文献中,人们称它是“没有领导、没有法律、没有政治、没有军队……”,总之是不可思议的组织结构或社会。
Internet非常象地球上广阔的海洋,它实际上覆盖了全球,从美国到欧洲、亚洲、澳大利亚、南美洲,最后再返回美国。
同样可以将Internet划分为大洋(子网)、海峡(网络间的连接)、大陆(超级计算机)、大岛(大型机、小型机或工作站)和一些多不胜数的小岛屿(个人计算机)。
在他们之间来回穿梭的是数据流,或称为比特流,它们穿越数千里,从一个港口(计算机端口)到达另一个港口(计算机端口)。
在Internet中航行和在大海中航行的最大区别在于航行的速度。
网上的用户和航海员的区别在于用户不需要离开座位就可以每秒航行数千公里。
你可以从中国出发到美国选取一份文件,将它复制到德国、日本,所有这一切都可以在弹指一挥间完成。
这是技术上的一项伟大成就。
由数以千计的小网络构造出了Internet这个世界上最大、最流行的计算机互联网,它连接了上百万台计算机和数千万用户(还在不断增加)。
除去设备规模、统计数字、使用方式、发展方向上的明显优势外,Internet正以一种令人难以置信的速度在发展。
Internet所包含数据的丰富程度远远超过了人们最大胆的想象。
从网络通信技术的角度看,Internet是一个以TCP/IP网络协议连接各个国家、各个地区以及各个机构的计算机网络的数据通信网。
从信息资源的角度看,Internet是一个集各个部门、各个领域的各种信息资源为一体,供网上用户共享的信息资源网。
今天的Internet已远远超过了网络的涵义,它是一个社会。
虽然至今还没有一个准确的定义概括Internet,但是这个定义应从通信协议、物理连接、资源共享、相互联系、相互通信的角度综合考虑。
从一般角度认为Internet的定义应包含下面三个方面的内容:
Internet是一个基于TCP/IP协议族的网络;
Internet是一个网络用户的集团,用户使用网络资源,同时也为该网络的发展壮大贡献力量;
Internet是所有可被访问和利用的信息资源的集合。
Internet史话
自40年代第一台计算机问世以来,计算机技术的发展已走过了半个世纪的历程,而Internet的建立和发展使计算机技术这项20世纪最为卓越的科技成就在90年代又一次达到高潮,以网络为中心的信息处理时代终于来到了。
Internet是人类历史发展中的一个伟大的里程碑,它是未来信息高速公路的雏形,人类正由此进入一个前所未有的信息化社会。
人们用各种名称来称呼Internet,如国际互联网络、因特网、交互网络、网际网等等,它正在向全世界各大洲延伸和扩散,不断增添吸收新的网络成员,已经成为世界上覆盖面最广、规模最大、信息资源最丰富的计算机信息网络。
Internet起源于美国的ARPANET计划,其目的是建立分布式的、存活力强的全国性信息网络。
ARPANET基于分组交换的概念,在网络建设和应用发展的过程中,逐步产生了TCP/IP这一广泛应用的网络标准。
以ARPANET作为主干网的Internet产生于1983年,随着TCP/IP协议被人们广泛接受,越来越多的计算机连接到Internet上。
目前,Internet已经成为全世界最大的计算机互连网。
追忆阿帕网
从某种意义上,Internet可以说是美苏冷战的产物。
这样一个庞大的网络,它的由来,可以追溯到1962年。
翻开美国人写的关于互联网发展历史的书,或者从互联网上查找这方面的资料,都少不了提起1957年10月4日苏联发射的第一颗人造地球卫星:
“SputnikI”。
这颗卫星重约80公斤,差不多每天都要在美国人的头顶上飞过一次。
喜欢“恶作剧”的苏联人似乎觉得这一颗卫星还不过瘾,仅仅在一个月之内,1957年11月3日,第二颗人造地球卫星“SputnikII”又上天了。
这颗重达500公斤的卫星,甚至还带了一只活狗进入太空做实验。
在此期间,同样处在社会主义阵营中的毛泽东主席率中国代表团访问了苏联。
他在一次会上曾经不无讥讽地说:
美国人有什么了不起?
苏联老大哥把人造地球卫星抛上了天,美国人哪怕抛个山药蛋上去给我看看。
敏感的美国人把苏联的卫星看作是对自己技术落后的严重警告,当然要急起直追。
1958年1月31日,他们终于把“山药蛋”给抛了上去。
然而,与美国普通百姓听到的卫星上天的“喜讯”不同,技术专家们都非常清楚,这颗象征意义远远大于实际意义的人造地球卫星“ExplorerI”,的的确确只是一个“山药蛋”!
比起苏联此前发射的卫星,美国的“ExplorerI”实在是小得可怜。
这颗卫星只有8公斤,其重量也许还不如苏联第二颗卫星中携带的狗!
美国军队的通信网络也令人担忧。
尽管这些网络按照当时的标准是高水平的,但是,这种由中央控制的网络从一开始就先天不足:
稍有常识的人都会想到,只要摧毁这种网络的中心控制,就可以摧毁整个网络。
因此,在这个意义上,军队通信联络的网络化程度越高,受到破坏的可能性也就越大。
更何况这种网络在原子弹面前是如此脆弱,很可能用一颗原子弹就可以切断整个美国军队的联系。
美国军队的威信和权威,甚至自信心,一下子降到了最低点。
1962年,美国国防部为了保证美国本土防卫力量和海外防御武装在受到苏联第一次核打击以后仍然具有一定的生存和反击能力,认为有必要设计出一种分散的指挥系统:
它由一个个分散的指挥点组成,当部分指挥点被摧毁后,其它点仍能正常工作,并且这些点之间,能够绕过那些已被摧毁的指挥点而继续保持联系。
为了对这一构思进行验证,1969年,美国国防部国防高级研究计划署(DOD/DARPA)资助建立了一个名为ARPANET(即“阿帕网”)的网络,这个网络把位于洛杉矶的加利福尼亚大学、位于圣芭芭拉的加利福尼亚大学、斯坦福大学,以及位于盐湖城的犹它州州立大学的计算机主机联接起来,位于各个结点的大型计算机采用分组交换技术,通过专门的通信交换机(IMP)和专门的通信线路相互连接。
这个阿帕网就是Internet最早的雏形。
到1972年时,ARPANET网上的网点数已经达到40个,这40个网点彼此之间可以发送小文本文件(当时称这种文件为电子邮件,也就是我们现在的E-mail)和利用文件传输协议发送大文本文件,包括数据文件(即现在Internet中的FTP),同时也发现了通过把一台电脑模拟成另一台远程电脑的一个终端而使用远程电脑上的资源的方法,这种方法被称为Telnet。
由此可看到,E-mail,FTP和Telnet是Internet上较早出现的重要工具,特别是E-mail仍然是目前Internet上最主要的应用
TCP/IP身世之谜
1972年,全世界电脑业和通讯业的专家学者在美国华盛顿举行了第一届国际计算机通信会议,就在不同的计算机网络之间进行通信达成协议,会议决定成立Internet工作组,负责建立一种能保证计算机之间进行通信的标准规范(即“通信协议”),而这个组织第一位主席美国人文顿·瑟夫(VintonG.Cerf)则被不少人称为“互联网之父”;1973年,美国国防部也开始研究如何实现各种不同网络之间的互联问题。
至1974年,IP(InternetProtocol,Internet协议)和TCP(TransportControlProtocol,传输控制协议)问世,合称TCP/IP协议。
这两个协议定义了一种在电脑网络间传送报文(文件或命令)的方法。
随后,美国国防部决定向全世界无条件地免费提供TCP/IP,即向全世界公布解决电脑网络之间通信的核心技术,TCP/IP协议核心技术的公开最终导致了Internet的大发展。
可以说,没有TCP/IP,计算机联网、全球信息共享将只能是一个浪漫的幻想。
TCP/IP协议以其独具的跨平台特性为全球信息化时代的到来架起了桥梁。
其实在TCP/IP之前,还有一个协议在历史上发挥了作用,这就是ARPA网最初使用的NCP(NetworkControlProtocol,网络控制协议)。
文顿·瑟夫参加过这个协议的设计,并了解它的种种缺陷。
因此,他和他的合作者对原有协议加以完善,形成了现有的TCP/IP协议。
到了1977年,美国国防计划署组织了第一次三个网络之间的互连。
经过9.4万英里的传输,竟然没有丢失一个数据位!
TCP/IP协议的优越性顿时体现出来。
到1980年,世界上既有使用TCP/IP协议的美国军方的ARPA网,也有很多使用其它通信协议的各种网络。
为了将这些网络连接起来,文顿·瑟夫提出一个想法:
在每个网络内部各自使用自己的通讯协议,在和其它网络通信时使用TCP/IP协议。
这个设想最终导致了Internet的诞生,并确立了TCP/IP协议在网络互联方面不可动摇的地位。
1983年的1月1日,被称为是Internet发展史上的一个“纪念日”(flag-day)。
因为,从这一天起,NCP被永久性地停止使用。
从此以后,在Internet上的所有计算机之间有着共同的协议,这些计算机的连接必须遵守同样的规则,这个协议或者说规则就是TCP/IP。
1997年,美国授予当年发明和定义TCP/IP协议的文顿·瑟夫和卡恩(RobertE.Kahn)“国家技术金奖”,无疑是对Internet的发展和作为Internet基础的TCP/IP协议的最佳褒奖。
网络的“战国时代”
70年代末到80年代初,可以说是网络的战国时代,各种各样的网络应运而生。
八十年代初,DARPANET取得了巨大成功,但没有获得美国联邦机构合同的学校仍不能使用。
为解决这一问题,美国国家科学基金会(NSF)开始着手建立提供给各大学计算机系使用的计算机科学网(CSNet)。
CSNet是在其他基础网络之上加统一的协议层,形成逻辑上的网络,它使用其他网络提供的通信能力,在用户观点下也是一个独立的网络。
CSNet采用集中控制方式,所有信息交换都经过CSNet-Relay(一台中继计算机)进行。
1982年,美国北卡罗莱纳州立大学的斯蒂文·贝拉文(SteveBellovin)创立了著名的集电极通信网络--网络新闻组(Usenet),它允许该网络中任何用户把信息(消息或文章)发送给网上的其他用户,大家可以在网络上就自己所关心的问题和其他人进行讨论;1983年在纽约城市大学也出现了一个以讨论问题为目的的网络--BITNet,在这个网络中,不同的话题被分为不同的组,用户可以根据自己的需求,通过电脑订阅,这个网络后来被称之为MailingList(电子邮件群);1983年,在美国旧金山还诞生了另一个网络FidoNet(费多网或FidoBBS)即公告牌系统。
它的优点在于用户只要有一部电脑、一个调制解调器和一根电话线就可以互相发送电子邮件并讨论问题,这就是后来的InternetBBS。
以上这些网络都相继并入Internet而成为它的一个组成部分,因而Internet成为全世界各种网络的大集合。
互联网“退伍从商”
当初的ARPANET是在美国国防高级研究计划处的资助和指导下建立起来的。
它的本意当然是要为美国军队打仗服务。
然而。
在运行ARPANET的过程中。
人们越来越清楚地看到。
ARPANET的真正功能还是为电脑科学家服务。
而不是为美国军队打仗服务。
并且尽管互联网起因于军队的资助。
尽管军队的特性就是封闭和保密。
然而由于互联网一直是在大学的校园里培养起来的。
美国大学校园的开放性的风格对互联网产生了直接的影响。
使它从一开始就不那么象是一个军队的网络。
因此美国国防部于1990年正式取消ARPANET。
可以说终于让互联网回到了本来应有的位置上。
接替DARPA管理互联网的是美国国家科学基金会。
它成立于1950年。
是隶属美国政府的一个独立机构。
其实在此之前。
互联网就开始了“军转民”(同时也包括“学转商”)的步伐。
因为当时随着用户的增加。
互联网已经很难继续作为一种接受资助的免费服务而继续存在下去。
而由于互联网技术的成熟和用户的增加。
商业化趋势也越来越明显。
从80年代初。
就有几十个小的软件商把TCP/IP协议加在他们到软件中。
因为他们的客户需要有能够接入互联网的功能。
但是,这些小的软件商并不真正了解TCP/IP协议的工作原理和细节。
因此编出来的软件也难免问题重重。
有的只是把他们自己的网络功能加了上去。
为了解决这一问题,1985年丹·林奇(DanLynch)组织了为期三天的讲习班。
给所有需要提供TCP/IP协议的软件商讲解TCP/IP的工作原理。
结果,参加讲习班的人大约有250多人。
而讲解这些原理的人也有50来人,这些人大多数正是那些发明TCP/IP协议、并且每天都要使用这些协议工作的人。
讲习班的效果之好完全超出了组织者的预料。
一方面,听讲的人大多数来自商界,他们不仅学到了有关TCP/IP的知识,而且也学到了学术界与商界完全不同的开放风格--这些学者毫无保留地把TCP/IP的工作方式,甚至存在的问题都详细地讲了出来。
而另一方面,讲解的人也收获不小。
因为他们不仅传授了知识,而且从使用者那里了解到了一些问题有的问题是他们一直没有想到过的。
这种使双方都受益的互相交流到后来也一直没有中断。
在这样的交流中,软件商们逐渐成熟起来。
又经过2年多制定TCP/IP的人和软件商在一起召开数次会议、讲习和交流,已经有不少软件商能够提供很好的符合TCP/IP的软件。
1988年9月,这些软件商被邀请参加为期3天的大会,来演示他们的TCP/IP软件。
这是第一次互联网软件的演示、交易会。
有50个公司以及来自可能的用户的5千多名软件工程师参加。
这种演示会的形式也一直保留了下来。
现在,每年都要在全球的7个城市召开演示会,听众达25万人。
通过这样的演示会,大家可以了解互联网最新动态,探讨今后的发展进程。
1995年4月,美国国家科学基金会正式完成了互联网的私有化工作,不再为互联网的主干网提供资金。
从1986年建立科学基金网到1995年完成私有化,美国国家科学基金会一共为互联网提供了2亿美元的资金。
这时,整个美国联入互联网的网站一共有大约2万9千个。
而全世界联入互联网的网站则超过了5万个。
横空出世万维网
自从80年代出现个人电脑以来,信息技术迈着快捷而又坚定的步伐迅速走进个人家庭。
从1988年起,尽管互联网的数据传送速度还很慢,尽管大量用户还是通过几乎是难以忍受的电话线拨号联入互联网,迫不及待的人们已经开始涌入这个新的领域。
毕竟,通过互联网可以很方便地和亲友通信,可以获取大量的信息――虽然,在此之前还需要学一些小的技巧。
这一切,从1993年开始突然发生了更加惊人的变化。
从那以后,通过互联网所看到的不再仅仅是文字,互联网开始有了图片,现在又开始有了声音和动画,甚至还有了小电影。
使用互联网也不必事先学习那些枯燥乏味的电脑命令和术语,甚至可以根本不懂电脑,可以不熟悉如何用键盘打字,只要用一只手来操纵一个小小的鼠标,在非常直观的图标上点几下就能把丰富多彩的世界展现在眼前。
世界真的变得更加美丽了。
而把我们带入这个美丽世界的,就是万维网。
万维网(WorldWideWeb)即Web、WWW,是Internet提供的一种信息检索服务手段。
它的设计者是位于瑞士的“欧洲高能物理实验室”的软件工程师蒂姆·伯纳斯-李。
蒂姆·伯纳斯-李是一位富于想象力的研究人员。
当时他想设计一个软件在实验室成员的文件之间建立一种非常容易掌握的联系方式。
当某个人需要了解另一个人的工作时,他甚至不必把对方的文件拷贝到自己的电脑上,而只要“链接”到对方的电脑上就行。
而且,每一个人也都可以在不同的地方建立自己的网页,然后把这些网页”链接”起来。
因此,这种“链接”与传统电脑的文件系统的最大区别在于,在传统的文件系统中,参考不同的文件是通过完整地拷贝这些文件到自己的电脑上来实现的,而这种“链接”方式却不需要拷贝。
这种方式也就是现在的环球网上使用最为普遍的“超文本”(Hypertext)方式。
超文本并不是一种新东西,早就有人试验过在一台计算机上用其链接文件,但是在Internet浩繁的文档中,这种方法显出了全新的意义。
1989年,伯纳斯-李完善了Internet上一种新的图形屏幕文件的设计方法,称为超文本标记语言(HTML),使用它能轻松地将一个文件中的文字或图形连到其他的文件中去。
只要用鼠标在第一个文件中点取其中一段或一个图标,Internet即可为用户取来相关的文件,并显示在屏幕上。
1991年,当伯纳斯-李把他的万维网首次在Internet上露面时,立即引起轰动并大获成功。
正如伯纳斯-李所说,万维网的最大贡献在于使互联网真正成了交互式的。
人们可以访问网站,可以给网站增加内容,可以编辑网站上的内容,甚至可以对网站发表自己的意见。
交互式网络的出现,强有力地推动了Internet走向商界的速度,并提升了它的知名度。
从此,Internet向全世界迅速蔓延,成为信息时代的新宠儿。
“信息高速公路”
近几年来,信息高速公路成为一个全球性的热门话题。
这股从美国刮起的革命风暴以迅猛之势席卷全球。
美国用“信息高速公路”的口号,以史无前例的规模唤醒了美国工业。
美国的经济发展趋势表明,90年代乃至到21世纪的前十年,仍将是美国经济发展更加美好的20年。
而这令世界经济学家颇感困惑,究竟“信息高速公路”是何方神圣,有着如此的魔力,令美国经济变得如此生机勃勃呢?
现在,让我们掀起它的神秘面纱看个清楚。
1993年,也就是克林顿入主白宫的第一年,克林顿政府提出了建设国家信息基础设施(NII)的报告,目标是建设美国的“信息高速公路”,并成立了由副总统戈尔领导的国家信息基础设施顾问委员会。
何谓信息高速公路?
把家庭和企业里的多媒体与全国范围的企业、商店、银行、学校、医院、图书馆、电脑数据库、新闻机构、娱乐场所、电视台、政府部门中的多媒体联结起来,形成互相交叉的网络,这个网络就是信息高速公路。
那么,信息高速公路与现在的Internet有什么不同呢?
可以说,Internet是未来信息高速公路的雏形,信息高速公路是Internet发展的必然结局。
从目前来讲,Internet还远远不能满足未来信息时代的要求,它本身诸多问题如带宽有限、保密性不够、服务费用过高等都需要解决。
国家信息基础设施计划就是要发展新一代网络,对电信计算机软硬件等基础设施进行全面建设,进而建成信息高速公路。
美国信息高速公路的核心内容主要由以下几个部分组成:
建设一个覆盖全美国的宽带高速信息网;信息资源的开发和利用;以微电子技术为基础的信息设备的开发与制造;电信与信息系统软件、应用软件和各类技术标准的研究开发;培养和造就大量的信息人才。
这五部分的工作将通过政府的支持和协调形成一个有机的整体。
在美国建设信息高速公路的计划出台后,西欧各国、日本、新加坡、加拿大、韩国、台湾地区争先恐后地制定了自己的信息高速公路计划,赶乘这趟信息快车。
信息高速公路将使人类社会中的“地球村”变成现实。
人类社会生活的方方面面无不涉及到信息技术,它改变了人类社会的工作、生活观念,信息技术的发展正使这幅图画越来越绚丽多彩。
Internet在中国
Internet的迅速崛起,引起了全世界的瞩目,我国也非常重视信息基础设施的建设,注重与Internet的连接。
目前,已经建成和正在建设的信息网络,对我国科技、经济、社会的发展以及与国际社会的信息交流产生着深远的影响。
早在1987年中国科学院高能物理研究所(简称高能所)首先通过低速的X.25租用线实现了国际远程连网,并于1988年实现了与欧洲及北美洲地区的E-mail通信。
1993年3月经电信部门的大力配合,开通了由北京高能所到美国斯坦福大学(Stanford)直线加速器中心的高速计算机通信专线。
1994年5月高能所的计算机正式进入了Internet(后来发展为中国科学技术网络(CSTNET))。
与此同时,以清华大学作为物理中心的中国教育与科研计算机网(CERNET)正式立项,并于1994年6月正式连通Internet。
1994年9月,中国电信部门开始进入Internet,中国公用计算机互联网(CHINANET)正式诞生。
及后,原电子工业部系统的中国金桥信息网(CHINAGBN)也开通。
随着中国Internet四大主力的崛起,以及政府部门制定"三金"工程,在中国,Internet越来越成为人们科研工作甚至是日常生活中重要的一部分
Internet首临中国
1987年至1993年是Internet在中国的起步阶段,国内的科技工作者开始接触Internet资源。
在此期间,以中科院高能物理所为首的一批科研院所与国外机构合作开展一些与Internet联网的科研课题,通过拨号方式使用Internet的E-mail电子邮件系统,并为国内一些重点院校和科研机构提供国际Internet电子邮件服务。
1986年,由北京计算机应用技术研究所(即当时的国家机械委计算机应用技术研究所)和德国卡尔斯鲁厄大学合作,启动了名为CANET(ChineseAcademicNetwork)的国际互联网项目。
1987年9月,在北京计算机应用技术研究所内正式建成我国第一
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