全面解析internet

Internet概念

Internet是目前世界上最大的计算机网络。它的前身是由美国先进项目研究署(ARPA,后来归属于五角大楼并改名为DARPA建立的ARPAnet网)。ARPAnet最早出现于60年代,现代计算机的许多概念和方法便直接来源于ARPAnet。

在60、70年代,ARPA资助了在不同的硬件环境下进行的分组交换技术的研究,正是由于硬件技术的分歧;以及与不同硬件的、不同网络技术打交道的经验。促进ARPA对互联网的研究,并且导致了TCP/IP网络协议的出现和发展,使得后来美国国防部得以将全美军的所有局域网络和主机系统联接在一起。

在1983年前后,ARPA开始将ARPAnet上的所提供的协议转向TCP/IP协议,并以ARPAnet为主干建立Internet(中文多称为互联网)。由于不断增加的通信量使得联网的电话线路难以承受。

1983年,ARPAnet被分割为两个单独的部分,由美国国防部控制的军用部分变为了MILnet,其余的民用部分仍称为ARPAnet,这使得在一段时期内,速度有所提高。1985年,美国国家科学基金会(NSF)开始涉足TCP/IP 技术的研究和开发。1986年资助建立远程主干网NSFnet,连通NSF的6个超级计算机中心,并与Internet相连,还资助了许多地区网的建设,使全美主要的科研机构联入NSFnet,NSF资助的所有网络均采用TCP/IP协议,而且已成为了Internet的一部分,并已代替ARPAnet 成为Internet新的主干。鉴于NSFnet已被用到更广泛的区域,而不仅仅是支持超级计算机中心。

1987年,NSF在征求大家的意见之后,与Merit公司签订合作协议,1990年,由Merit、IBM和MCI三家公司组成了一个非营利机构ANS(Advanced Network&Serveices)接管了NSFnet的管理和运作。1991年ANS创立了营利性质的ANS CO+RE系统公司,除支持教育研究工作外,还为商业客户提供网络服务。

internet前景与发展

到今天,Internet已不再是一个科研网,它已发展成了一个存在巨大商机的商业网。迄今为止,似乎还没有一件东西的发展速度超过它,请看Internet上主机数的增加状况,1981年8月213台,1986年2月2308台,1989年约180,000台,1990年约320,000台,1993年约1,313,000台,1995年约3,102,060台。

在今后,Internet会如何发展,目前还无人能说清,但有一点请注意,任何人都知道全球信息高速公路的美好前景,它也许就是Internet的未来。 那么什么是internet呢?简单地说,Internet是由遍布全球的各种网络系统,主机系统通过一个协议族(TCP/IP)联接在一起,所组成的世界性电脑网络系统。它有着惊人的增长速度,虽然目前使用人数已达数千万人但它仍在不断地增加。

在家里、在办公室、在学校、在街上、在旅途中,只要我们能找到一部电话,配上电脑,我们便可以给朋友发上一封电子邮件。不管他离你有多远,几分钟后,他就会收到你的问候。

其实,当你已真正使用上Internet之后,你会发现你已不可能离开它。那时,你对Internet的理解会比这些丰富得多,你可以在网上参加会议,可以在网上与一些素昧平生但情投意合的朋友成立组织;可以与天南海北的网友们聊天(Internet RelayChat),可以与全球各地的Game迷们打游戏(MUD),可以在第一时间了解到某公司的最新产品 ( World WideWeb),可以在网上选购国外某公司的商品(InternetShopping)等等。不胜枚举,只要你能想到的,几乎都能在Internet上实现。

这就是Internet。

事实上,Internet所做的基本上是将数据从一台计算机送至另一台计算机。从技术上讲,确实有些复杂,我们将在下面详细讲解这个问题。

Internet地址

为了在网络环境下实现计算机之间的通信,网络中的任何一台计算机必须有一个地址,而且同一个网络中的地址不允许重复。一般在进行数据传输时,通信协议需要在所要传输的数据中增加某些信息,其中最重要的就是发送信息的计算机地址(称为源地址)和接收信息的计算机地址(称为目标地址)。

众所周知,Internet的地址分为两种,即域名地址和IP地址。这两者是相对应的,与我们的电话号码一样,它们也是唯一的。

无论是从使用Internet的角度还是从运行Internet的角度看,IP地址和域名地址都是十分重要的概念。Internet的许多特色也是通过IP地址和域名地址体现出来的。当你与 Internet 上的其它用户进行通信时 ,或者寻找Internet的各种资源时,都会用到IP地址或者域名地址。

认识域名地址

在Internet上,地址这个单词总是指一个电子地址,而不是一个邮政地址。如果一个计算机人员向用户hibar;问"地址",他就是希望得到这个用户的Internet 地址。

还有的Internet地址都具有同样的格式:这个人的用户标识符,其后紧跟一个@字符(表示"at"的符号),在后面就是一个计算机的名字( Internet上的每一个计算机都有一个唯一的名字)。这里有一个典型的例子: [email protected]

在这个示例中 ,用户标识符是 hyg,并且这个计算机的名字是public.cq.sc.cn。正如这个示例所表明的那样,这个地址中永远不会有任何空格。

事实上,一个用户标识符本身并没必要是唯一的。例如,在整个 Internet中,可能就有很多的人拥有像hyg这样的用户标识符。

用户标识符与域的联合就必须是唯一的。因而,尽管Internet 上可能有不止一个的hyg,但是在名为public.cq.sc.cn的计算机上却只会有一个这样的用户标识符。

域名地址的结构

前面,我们使用hyg@public.cs.hn.cn作为 Internet地址的一个示例。我们说hyg是用户标识符,而public.cq.sc.cn 则是域。一个域的每个部分称为一个子域(SubDomain)。正如用户看到的那样,子域是用点号分隔开的,在我们的示例中,有四个子域:public,cq,sc以及cn。

理解一个域名的方法就是从右至左来观察每个子域。名字是有结构的,因而每个子域都会告诉用户一些关于这个计算机的事情。最右端的子域是最高级别的,称为最高层域(toplevel domain)当用户向左阅读时,子域会变得越来越具体。

我们的示例中,最高层子域cn告诉我们,这台计算机位于中国,下一个子域hn告诉我们这台主机位于中国的湖南省,再左端的子域也代表地区它是指长沙,最左边这个子域public表示这是一台公共主机。

域名地址的书写

作为一种习惯,绝大多数人都使用小写字母书写Internet地址,所以也请你使用小写字母书写Internet地址。事实上确实没必要大小写混合使用。

需要注意的问题是,有很多主机系统使用的用户标识是要区分大小写的所以在书写E-Mail地址时要特别注意,如果书写出错,可能会造成邮件不能送到。

我们知道,Internet上有上百万台主机,这就很难为每一台机器都起一个不同的名字了,已示区别了。为了避免创造新名字的困难,解决的办法就是使用由几个部分组合而成的名字,这一命名方法被称作领域命名系统或DNS。

主机名是由圆点分隔开的一连串的单词(或至少是类似单词的东西)来代表的,在这种多段命名方式下,也就是象我们前面用到的两个地址一样public.cq.sc.cn.cqu.edu.cn。

名字区域分为两大类:一类由三个字母组成的(适用于美国国内),另一类是由两个字母组成的(适用于国际上其它国家)。由三个字母组成的区域是按机构类型建立的。

在前面我们已经看到了com 是用来表示商业。

实例说明

我们日常生活中最熟悉的信息交流的例子应该是邮局和电信局。若你想通过电话与别人联系,你只须拿起话筒,按下电话号码,电信局就会在你的电话和你所要打的电话之间接通电路,你和对方一起聊到结束。然后,你挂上电话,电话公司就切断电路开关。你可以打电话给任何有电话的人,但是在同一时刻里,你只能在一条电话线上打一个电话。这个系统叫做电路交换,因为电路在用户提出要求时才接通,并且在用户停止使用后切断。Internet不用这种方式工作。

另一个典范是邮局。如果你想给某人寄一个邮包,那么你把收件人的地址和你的地址写上,并把送到当地邮局。这个邮包便会被送往到一个中心邮局,在那儿把它装上方向大致相同的交通工具上(汽车、火车或飞机),在途中邮包会被多次从一邮局送往另一邮局,直到它到达收件人所在的邮局。在此,邮递员把它连同当天其他的邮件,一起送到那个收件人手中。

相比之下,邮局的例子更接近Internet联网的工作原理。

每当主机想把一条消息送给另一主机,如果两个主机被联接在一起信息就能直接发送,否则就不能。在这种情况下,传送者就把消息送给能送此消息的临近的主机。

区域名表

com

商业机构

edu

教育机构

gov

政府部门

int

国际机构

mil

军事网点

net

网络组织

org

其他

 

国别域名

AU 澳大利亚

CA 加拿大

CH 瑞士

CN 中国

DE 德国

FR 法国

IT 意大利

JP 日本

UK 英国

US 美国

IP地址

直接与Internet相连的任何一台计算机,不管是最大型的还是最小型的,都被称为主机。

一些主机是为成千上万的用户提供服务的大型计算机或巨型计算机,一些是小型工作站或单用户PC机,还有一些是专用计算机,如用于将一个网络和另一网络联接起来的路由器,或用于将多个终端(或运行Procomm,Telix的PC机)拨入并与其它主机相联的终端服务器。但是从Internet这一角度来说,所有这些计算机都是主机。每一台机器都被指定了一个主机号,有点儿像我们的电话号码。计算机的主机号由32位二进制数组成。例如,一个主机号码是:11001010011000100010000111001111

确实,这些数字太不好记。为了便于记忆,可以将这一32位数分成 4个组,每组8位,然后将每一组都转换成相应的十进制数。这样,这个主机号就可以变成: 202.98.33.111

Internet的主机号也分为两部分:

第一部分:网络号码(请记住,Internet是由许多不同但又相互联接的网络构成的);

第二部分:当地号码,即某一个特定网络上的主机号。

有时,为了表示得更清楚一点儿,人们用添加 0的方式将网络号写成完整的4个部分,如202.98.0.0。

因为有些网络上的主机多,有些网络上的主机少,所以网络可分为三种规模:大型、中型和小型。

在大型网络中(A类),4段号码的第一段号码为网络号,剩下的三段号码为当地号。在中型网络中(B类),头两段号码为网络号,后两个为当地号。在小型网络中(C类),头三个数为网络号,最后为当地号。

上面谈到,Internet中的每台主机必须有一个地址,称为IP地址。Internet中的所有计算机可以互相通信就是因为它们共享一个唯一的IP地址集合(也称为IP地址空间)。

IP地址是Internet主机的一种数字型标识。它由两部分构成,一部分是网络标识(netid), 一部分是主机标识(hostid)。网络标识中的某些信息还代表网络的种类。

网络标识 主机标识

目前所使用的IP协议版本规定:IP地址的长度为32位(bit)。Internet的网络地址可分为三类(A类、B类和C类),每类网络中IP地址的结构即网络标识长度和主机标识长度都有所不同。

Internet的三类网络地址示意图

A类

位 0 1 2 7 15 23 31

0 网络标识 主机标识

B类

位 0 1 2 7 15 23 31

1 0 网络标识 主机标识

C类

位 0 1 2 7 15 23 31

1 1 0 网络标识 主机标识

由上图可以看出:如果用二进制数来标识IP地址的话,凡是以0 开始的IP地址均属于A类网络,凡是以10开头的IP地址均属于B类网络, 凡是以110开头的IP地址均属于C类地址。

此外还可以看出:A类网络IP地址的网络标识的长度为7位,主机标识的长度为24位;

B类网络IP地址的网络标识的长度为14位,主机标识的长度为16位;C类网络IP地址的网络标识的长度为21位,主机标识的长度为8位。

熟悉二进制运算的读者很容易计算出Internet整个IP地址空间的各类网络的数目和每个网络(A类、B类或C类)地址中可以容纳的主机数目。

由于二进制数不容易记忆,通常用四组三位的十进制数来表示,中间用逗号分开。每组十进制数代表8位二进制数,其范围为0~255。这里需要指出的是,0 和255 这两个地址在Internet中有特殊的用途(用于广播),因此实际上每组数字中真正可以使用的范围为1~254。

由上表可以看出:整个Internet的地址空间可以分为三个子空间,即A类网络地址空间、B类网络地址空间和C类网络地址空间。其中A类网络地址空间中包括127个A类网络地址,每个A类网络地址包括16,387,064台主机;B类网络地址空间中包括16,256 个B类网络地址,每个B类网络地址包括64,516台主机;C类网络地址空间中包括2,064,512个C类网络地址,每个C类网络地址包括254台主机。整个Internet的IP地址空间包括200多万个各类网络,总共可以包括36亿多台主机。

由各类网络所容纳的主机数目可以看出:A类网络地址数量最少,可以用于主机数多达1600多万台的大型网络;B类网络地址适用于中等规模的网络;C类网用于主机数不多的小型网络。

细心的人也许会问,目前Internet上大约有6万多个网络和400万台主机,实际使用的网络地址和主机地址不过是整个地址空间中很小的一部分,可是已出现了IP地址不够使用的现象,原因何在?一个重要的原因是许多地址已经分配给申请者了,但是并没有充分使用。因此,合理地使用地址资源是所有Internet用户的共同责任。

深入了解internet

现在我们来深入探讨网络邮局这个例子。我们假定你想给你的朋友寄你的一份极长的资料。遗憾的是,资料重15公斤,而邮包每个限重是1公斤。于是你把资料分15份。而在每个小邮包中附上诸如“15 份中的第1份”,“15份中的第2份”,...的清单寄走。当每一个邮包最后到达时,它们很可能不是按正确顺序到达的,你的朋友收到所有小邮包后,便会重新编排好顺序来读它们。

Internet上的各网络均按相同的方式工作,它们以被称为“包”的块来传递数据,每个包载着发件者和收件者的地址(即那些主机地址)。包的最大型号因网络而异,但通常是几千字节,那些比一个包还大的邮件,可以拆成几个包发送,就象我们寄资料一样。Internet上的软件能将一个大的数据包分割为标准的小包,到达目的地后再将小包合而为一,不会出现毛病。

TCP 提供了从一台计算机到另一台计算机之间的快速的联接,你发送给另一台计算机的任何数据,保证会按照它发过来的相同顺序被传送出去。就像专用电路是从一端到另一端的顺序被联接起来的。实际上,TCP 提供的并不是真实的线路,只是一大堆IP邮包,所以TCP提供的叫做虚拟电路。但是对于大多数用途来说,它是真实可靠的,这就为什么几乎所有的Internet应用都使用它的缘故。

的确Internet也有和邮政部门一样的固有的不可靠性。邮政部门有两个手段来保证传送过程的安全性:挂号邮件和准确无误的登记。当你邮寄已挂号的邮件,邮局的职员马上就将其放入一个锁着的抽屉。每次当邮包从一个地方移到另一地方,全过程被小心地登记和做记号一直到收件人在收据上签字。被注册的邮件是相当可靠但是很慢被传递。因为全部要登记和做记号。

同样的,计算机网络使用这两方案中任何一种。x.25网络(被用于许多商业网络,像Tymnet和Sprintnet)使用注册模式,每一个邮包均有仔细的说明。还有一个方案叫做x.75,该方案可以非常可靠地用于处理邮包从一个网络到另一个网络。x.25工作起来还可以,但速度慢,原因也是由于注册邮件慢--在每一个步骤中都有记录和检查。

TCP/IP非常像个负责递送的邮递员。如同IP通过网络发送每一个邮包。它尽其所能来传送,但如果出了一些问题或如果邮包在一条通讯线被筛拣,IP就会扔掉那邮包,TCP给每一个邮包编号(并非在中介者上),通讯双方的TCP软件均跟踪这个包号。接收方会告诉发送方它所收到的邮件和没收到的邮件,并要求发送方重发丢失的邮件。

这种办法比x.25有两个优势。一个优势是终端对终端的办法比较快,而且从根本上更加可靠,因为它并不依靠所有的中间的转递者(在发送方和接收方之间),而正确地进行工作。另一个优势,是它能够使通讯网的建立更为廉价。因为传递器可能沉默不语。一种为TCP/IP需要的传递者只理解IP,而不是TCP 或其它任何高水平的协议。

关于E_Mail

事实上,很多人联接Internet都是为了使用E-Mail,有人说,E-Mail的E字并非仅仅是指Electronic(电子的),它还意味着高效(Efficient),有魄力(Enterprising),基本的(Essential)和容量的(Easy)。

它描述的是通过计算机网络来传递的邮件,它有着其它任何一种邮件所不具备的优点。它高效、迅速,以至于在网络畅通时,发一封E-Mail到地球另一边通常只需要数分钟时间,E-Mail的优点是不言而喻的,它正在取代着传统邮件。

一条E-Mail通常由两部分组成,头部和主体。其头部包括E-Mail程序将E-Mail放至正确邮箱中所有消息,常见的头部信息包括:

1.E-Mail的特定身份号码;

2.本E-Mail是来自何处(发送人的E-Mail地址);

3.本E-Mail要送到何处(收件人的E-Mail地址);

4.E-Mail的标题(Subject);

5.E-Mail的发出时间和日期。

E-Mail的主体部分就是E-Mail的正文,在正文后面很多人喜欢加入自己的签名信息、一句话,发信人的姓名、地址或是一个不大的由ASCII字符组成的图画,都可以作为签名,只要作者认为合适。

远程登录

正因为有了Internet,我们使用地球另一边的计算机才变成了可能。如果我们正在国外出差,想看一下本机上的电子邮件,但又不愿意支付昂贵的国际长途电话费。这时,我们可以使用Internet上的一个已有的且很有用的功能,

Telnet远程登录

使用Telnet,必须要保证你的主机上有一个名为Telnet的特殊程序。运行这个程序时,它会按你的要求与你指定的远程主机相联接。一旦接通即远程主机认可你的请示后,你在本机键盘上的所有操作便直接被送到远程主机上,而你的本机,本地主机和Telnet软件便成了你们之间的桥梁。事实上,不论你与远程主机的距离有多远,只要远程主机认可你的请求,你都可以顺利的操作它。

对于Telnet的用法实际上很简单,只需如下操作即可:

telnet bbs.szptt.net.cn

telnet 166.111.1.11

telnet 166.111.1.11 7777

需要注意的是在Telnet后面的远程主机地址中,可输入域名地址,如(例),也可以输入IP地址(如2例)。有时候,一台远程主机可能会提供多种服务。那么我们在Telnet它们时,就需要指名我们需要哪种服务。这就需要使用主机的端口号。以例2、例3为例,大家会发现,我们是在Telnet同一台主机上,如果不指明端口号,那么我们将从这儿进入清华大学的水木清华BBS网站,如指明端口号为7777,则进入清华大学的MUD(Internet 上的多人联机游戏)游戏服务器。要知道这些都是在同一台主机上完成的。

当我们起?hibar;了Telnet之后,系统会显示"Trying....",这说明系统正在试着与远程主机建立联系,一旦联接成功,屏幕上会显示

Connedtd to <指定的主机名>

Escape charactor is '^]'

第一行是告诉你已联上了指定主机,第二行是告诉你远程符号'^]'在我们用Telnet联接远程主机时,有时远程主机很长时间没有反应,我们可以用逃逸'^]',强行退出,这时你会发现逃逸符是那样的重要。

一旦顺利联通(有时计算机可能会要求你输入密码之类的,如不知道最好不要试,以免管理员惩罚),你就可以任意使用远程主机提供给你的服务了。现在需要讲解的一个问题就是Telnet的另一种进入方式,使用Telnet,我们已讲了可以在Telnet的后面加上远程主机的地址,如果我们在Telnet命令之后不加任何东西,则我们将进入Telnet的命令行方式,在命令行方式下Telnet为我们提出十几个命令,但其中最常用的也只有四个"?","open","close", "quit"。

"?",这个命令很容易理解,就是显示帮助信息。

"open",在open 命令的后面必须跟上一个远程主机的地址,其效果和直接用Telnet加上远程主机地址是完全一样的。

"close",我们用逃逸符强行中止一个与远程主机的联接后,事实上,我们与远程主机的联接一直没有中断。用

close命令即可彻底中断联接。

"quit",在我们使用完Telnet功能后,就应该用quit退出Telnet,回到主机的Unix(或其它操作系统)的命令行状态下。

到这里,我们就讲完了Telnet命令,我想最后我们还是来看一下使用Telnet完成的一些Internet功能吧。

BBS,联接Internet的BBS,绝大部分是通过Telnet来进行的,也有用WWW(World Wide Web)实现的,但做得好的,受欢迎的还是Telnet。作为Chinanet(邮电部的公共Internet网)或CERnet(中国教育科研网)的用户,我们可以给出两个BBS站的地址,大家可用Telnet上站,清华大学水木清华BBS站:bbs.het.tsinghua.edu.cn深圳数据通信局的BBS站:bbs.septt.net.cn。

MUD,一种多人联机游戏,通常都为RPG类型。在那儿,你根本不知道对方来自哪个国家,是干什么的就一刀将它结果。目前比较热门的简体中文MUD游戏有两个,一是清华大学的“东方故事”地址为166.111.1.11.7777; 另一个是在北美的“侠客行”地址是207.67.00.2 5555。这才是真正的联机游戏,仅管它没有图形和声效,仅管它的所有场景都用文字来描述,但这丝毫没有动摇MUD迷们的坚定信念。

T A L K

我们在前面谈到E-Mail是Internet上的一种革命性的通信方式,那么在这里我们要谈的是Talk,Internet上的另一种革命性的功能,它使在全球任意地方(可联接Internet)的两个人实时对话成为可能,尽管这种对话是由手指和键盘来完成,而不是用嘴。

要交谈必须先确定几件事:

第一,你必须知道对方的E_Mail地址;

第二,你必须保证对方也在主机上;

第三,你必须保证你和对方的主机上都有用于Talk的软件。且两者是兼容的。

其中,上述的第一项第二项可以用finger来完成,第三项,你就只有试一试了。在以上三项得以保证之后,我们便可以运行Talk程序了。Talk程序的使用是很简单的:

Talk E-Mail地址

只需要这样运行,即可,如例:

Talk [email protected]

这时,对方屏幕上便会出现提示信息。

Message from Talk [email protected]

talk:connection nequested by [email protected]

talk:respond with:talk [email protected]

如果用户输入

talk [email protected]

双方的联接即可成功,如被呼叫用户不应答,则本地的呼叫方程序将定期向被呼叫方发送一条消息,而本地呼叫方的屏幕上也会显示

[Ring your party again]

如需退出交谈任何一方按Ctrl-C(有些系统使用其它键,可向系统管理员了解)

当双方的联接成功之后,屏幕上会显示

[Connection established]

这时屏幕会上下两部分,本地呼叫方输入的内容显示在屏幕上半部分,被呼叫方的输入则显示在屏幕的下半部分。

talk可以实现用户双方同时输入同时显示,由于用户每输入一个符,便被送到对方屏幕,所以,我们在本地主机上的编辑修改,都会立即映入对方的眼睑。所以我们经常面对对方在屏幕上狂删字符而感到如笑,当然并非是在笑对方不会操作,而是笑对方思想上的转变,不过在很多情况下,我们仍需要这些编辑命令,它们是:BackSpace(或Delete键)键,删前一个字符,Ctrl-u删除一整行,Ctrl-L清除屏幕(事实上,整个世界是多姿多彩的,计算机也不例外,所以你不要指望上述命令在任何计算机上都适用,最好的办法是多试试)。

在此需要特别说明的是语气和表情问题,因为双方都无法见到对方的表情,也不能听到对方的声音(现在虽已有进展,但声音效果仍不理想)。因此,你的一句玩笑话对方可能会认为是对他的侮辱,为避免不必要的麻烦,和使自己的谈话更生动,人们引入了表情符,它是由标点符号组成的小脸,只不过看的时候头横过来,头顶向左,下巴向右。

 

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