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文档简介
电子政务及实现技术研究目 录一、 电子政务概述11、 电子政务的提出12、 电子政务的概念13、 电子政务战略和实施过程中的基本原则1二、 电子政务的实现技术2(一) 电子政务的技术构成21、 电子政务的整体技术构成22、 电子政务系统基本技术构成2(二) 系统主要构建要素21、 操作系统22、 服务器43、 客户端5(三) 网络与通信技术61、 网络概述62、 网络协议63、 计算机网络功能74、 网络分类75、 局域网传输方法96、 局域网的互联设备107、 广域网的数据传输方式118、 TCP/IP129、 广域网技术12(四) 数据库技术与应用141、 政府信息资源库142、 数据库15三、 电子政务的核心技术16(一) 网络与信息安全技术16(二) 工作流与工作流管理18(三) 智能办公技术19四、 实例分析21五、 结束语22参考文献24Abstract2524电子政务及实现技术研究内容摘要:信息技术的发展,特别是网络技术的发展,正在改变着人类传统的信息传递方式、人际间的沟通方式和社会管理的组织方式,并深刻地影响着社会生活和政府运作的方式。大力建设电子政务系统是各国政府进入信息化社会的必然选择和基本趋势。电子政务的出现有其独特的社会背景和技术基础,本文对电子政务进行概述,说明电子政务的提出、概念以及实施原则。分析电子政务系统对计算机技术、网络与通信技术、数据库技术、智能技术等现代信息技术的需求并结合武汉市政府门户网站加以说明。关键词:电子政务 电子政务系统 Web一、 电子政务概述1、电子政务的提出信息技术的发展,特别是网络技术的发展,正在改变着人类传统的信息传递方式、人际间的沟通方式和社会管理的组织方式,并深刻地影响着社会生活和政府运作的方式。另外,以信息为主要动力的知识型经济正逐渐成为全球性的主导经济形式。信息资源在现代社会经济活动中已呈现主导经济的形势,成为战略性资源;信息资源的开发利用和管理,正在成为社会经济生活各个领域的决定力量;信息和知识的生产、加工与处理,正成为财富创造的主要方式;以信息和知识为基础的信息产业,已成为全球经济的主导产业。作为社会经济生活的重要参与者,各国政府为了顺应社会信息化和经济全球化对其效率的要求,提出建设电子政务。12、电子政务的概念 电子政务,目前有很多种说法。例如:电子政府、网络政府、政府信息化管理等。真正的电子政务绝不是简单的“政府上网工程”,更不是为数不多的网页型网站系统。严格地说,所谓电子政务指运用计算机、网络和通信等现代信息技术手段,实现政府组织结构和工作流程的优化重组,超越时间、空间、和部门分隔的限制,建立一个精简、高效、廉洁、公平的政府运做模式,以便全方位地向社会提供优质、规范、透明、符合国际水准的管理与服务。23、电子政务战略和实施过程中的基本原则3 把所有信息和服务都放在网上,通过网络完成各项工作。所有表格和文档最初都用数字化形式表现,将来只有在需要时才打印到纸面上。信息都被保存在内联网上或数据仓库中,而不是在文件和文件盒中,因为数字化信息的创建和维护更有效,也更易于分析、查询、更新和共享。 确保方便、广泛地访问在线信息和服务。在信息社会中,互联网访问不应当是件奢侈的事情,而应当是个必需品。公共服务应当在一天24小时内都可用,而不管它的地点在那里,而且这些服务可以通过一个单一的联系点访问,这些联系点无需附加说明且便于使用。服务将被聚集成为公共的主题或“生活事件”,而不是通过政府办公室来体现。 公务员将成为知识员工。大多数公务员工作勤奋而敬业,但常常让人感到纪律松散,没有私营企业的服务人员好。基于Web的技术通过创建一种工作空间而推进文化变革,数据经过组织整理可以跨越部门界线,便于公务人员直接访问信息、共享信息,并像一个团队一样协作。 实现工作上的合作关系。通过最佳的策略和对各种能够提供的供应方政府、私营企业或合作伙伴采取开放的态度,不同的组织都将自己的技能和知识贡献出来,并在这一过程中相互学习。 消除壁垒,示范引导。在信息社会中,政府通过在线提供关键领域的帮助,积极鼓励企业和消费者建立信心。政府应通过在线运行自己的业务起到带头示范作用,包括电子采购、电子填表和电子支付等。二、 电子政务的实现技术(一)电子政务的技术构成(1)电子政务的整体技术构成电子政务的发展是建立在计算机技术、网络与通讯技术等现代信息技术的基础撒谎能够的,这些技术满足政府信息的处理、传输、存储和使用的各种功能需要。从电子政务应用技术的层次划分一般包括三层,即硬件基础设施层,包括网络、计算机和通信等的硬件基础设施;软件基础设施层,包括处理、控制、操纵、传输、连接、表示、存储、安全等诸方面的标准、协议、软件、规则、工具等基础设施;应用层次,即为实现电子政务一般或特殊功能的技术应用。电子政务应用技术的层次划分如下图所示。政务功能的技术应用管理、控制、操纵、交换、安全的软件基础设施计算机、网络、通信等硬件基础设施(2)电子政务系统基本技术构成具体构件一个电子政务系统,其技术构成主要应包括实现计算、存储、网络、通信等功能所需要的硬件设备、操作系统、数据管理系统 、中间软件、应用软件以及起基础支持作应的安全体系和标准体系,如下图所示。电子政务标化准体系浏览器软件或桌面电子政务安全体系通用或专用的事物处理工具、软件各类政务系统政务处理平台政务处理平台操作系统、数据库管理系统计算、存储、网络、通信等硬件(二)系统主要构建要素1、操作系统4操作系统(Operating System)是电子政务技术基础的最为基础的部分和核心部分, 它是使计算机和电子政务系统具有可操作性的软件系统。操作系统是一个程序集,其作用有两个。一个作用是作为计算机硬件与各种应用程序之间的接口,使得各个用户不比直接面对复杂的硬件操作指令,而对计算机的各个硬件进行操作,如下图所示。另一个作用是管理计算机及相关系统的资源,即一方面要对各个应用程序对处理器、存储器、以及输入/输出设备等硬件设备的资源进行有序的控制和分配,另一方面是对硬件上存储的信息资源共享的管理。操作系统应用软件 (1) 操作系统的功能a. 操纵硬件 所有的应用程序在完成其任务的时,都要同硬件打交道,操作系统会把应用程序的请求转换为硬件可以执行的指令序列。b. 为用户提供应用界面用户界面是操作系统的一个重要功能,为用户访问或向系统发送命令提供中介方式。c. 屏蔽硬件用户在使用计算机设备的过程中,并不需要了解硬件的工作机理中的细节,即使更换了新硬件,也不必更改需要使用这些设备的应用程序,而是由操作系统处理。用户需要的是简单的、高度抽象的、可以与之方便地打教导的设备。操作系统即是将底层硬件屏蔽起来,为用户提供一个与硬件等价的虚拟机器.d. 管理系统内存内存管理是一种对计算机内存优化使用的方式,是将有限内存进行合理分配的过程。操作系统先操作系统部件或任何执行中的应用程序分配不同的地址组(所谓的地址空间)。当有应用程序对数据或指令发出请求时,操作系统把逻辑请求对应为物理存储地址。另一种提高性能的方式是,利用一部分内存来保存操作系统可能经常使用的代码和数据。其好处是不必经常使用的资源频繁读硬盘,可以从内存中读取它。e. 进程管理操作系统的重要任务就是有效分配计算机的资源,以使各系统资源得到最佳利用。让多个用户同时使用计算机资源或一个用户同时运行多个应用程序,被称作“多进程”。同时运行一个应用程序的多个任务或多个部分,叫做“多线程”。多进程是按照分式方式工作的。分时操作系统会周期性地挂起一个进程,然后启动运行另一个进程。在过去的一个单位时间内,第一个进程已经用完了操作系统分配给它的时间片,在其他的并行进程用完各自的时间片后,暂停的进程再次启动时的状态,要与其被挂起时保持完全一样,这就意味着在挂起时该进程的所有信息都要被保存下来。大部分面向用户的操作系统都采用分时方式。f. 提供网络功能操作系统可以帮助拥护进行网络连接,使计算机具有网络操作所需要的能力。操作系统的网络相关特性有:支持和控制建立网路连接与数据传输,共享数据文件、软件应用以及共享硬盘、打印机、调制解调器、扫描仪和传真机等。g. 控制系统资源访问计算机所载信息随其功用的不同,一般具有不同的安全特性。因此,操作系统必须能够提供对数据和程序进行访问的安全机制。最为典型的方法是授权访问。操作系统建立一个登陆过程以要求拥护输入身份代码和与之匹配的口令,若身份代码无效或代码与相应的口令不匹配,用户就不能访问计算机。为提高安全性,用户应经常修改密码。特别是支持网络服务的操作系统,系统的安全性比较脆弱,作为安全管理措施,经常更改密码是防止系统安全漏洞的一个教好的措施。操作系统还会对使用系统的情况做出记录,并报告任何非法登录企图和危及系统安全的操作,以便于保护系统资源。h. 管理文件操作系统具有文件管理功能,以确保用户能能够创建文件删除文件和读写文件。大多数操作系统支持以目录的形式存放,文件目录呈树状层次结构。为保护文件的私密性,操作系统还可以提供保护码来保护文件和目录。(2) 电子政务操作系统应具备的特性操作系统的作用都是通过各种方式使计算机能够有效率地工作。但就的电子政务技术系统的操作系统,其有特殊的技术要求和侧重方面。概括起来电子政务操作系统的特性主要是安全性、可靠性和互操作性。a. 安全性电子政务体现Internet具有的开放性、共享性和互动性等特性,使得电子政务在根本上从传统政务方式中蜕变出来,有要保证政务信息和政务系统的安全。电子政务中强调安全性,对于操作系统特别强调通过自主设计来实现安全性。一方面发展自主软件对国家安全和国民经济来说都具有特殊意义,放弃这个领域里的自主权,对国家安全和信息技术产业竞争力的提高都是不适宜的。另一方面,作为政府,特别是政府的敏感部门,必须要有“非常”意识,要有防止间谍及破坏的考虑。特别是在采用外国公司的系统时,必须反复论证:操作系统有无后门,有无信息泄露隐患,在非常时期是否会遭人钳制。b. 可靠性可靠性是软件系统都涉及的问题,由于政府工作的特殊性,对出现差错的允许度很低。对于电子政务系统而言,操作系统的可靠性则是重中之重。操作系统的可靠性是 指系统的平稳和连续运行的能力、出现问题后系统对数据的保护能力和系统恢复能力。可靠性意味着减少可能导致系统失败的潜在因素,提高可靠性还意味着增加了两次故障之间的间隔时间。可靠性对抗着可能出现的鼓掌;但是当不可避免的出现系统司机之后,良好的可靠性意味着能够保证系统迅速重新启动。c. 互操作性互操作性是电子政务的操作系统的重要特性之一。缺乏互操作性,电子政务的互动性、信息共享和信息延续等特征将无法体现。互操作性(Interoperability)是指不同计算机系统、网络、操作系统和应用程序一起工作并共享信息的能力。互操作性的实现主要是通过标准建设来实现的。由于大多数操作系统制造者采用的都是拥有自主知识产权的技术,并导致众多的硬件设备无法互相交换搭配使用。标准的推行和采用是电子政务能够打破部门内部界限、机构之间界限、政府与社会之间及与企业之间的围墙隔绝的必要条件。为实现电子政务的互动和共享,应该统筹和推荐应用标准的采用,降低政府和政府之间、政府和社会之间、政府和社会之间技术异构性的种类数量和复杂程度。2、服务器服务器(server)是电子政务的核心硬件设施,从政府网站到内部公文运转,从文件传输到政务信息到政务信息数据库都要利用服务器。a) 服务器概念服务器是网络层次上的计算机概念。在具体的网络系统中,作为网络核心,向其他网络设备,包括台式电脑、网络浏览器等客户端,提供服务支持,并向客户端提供大量的网络管理功能,服务器即是“服务”的设备。服务器主要性能指标:响应速度:用户从输入数据到服务器完成任务做出回应的时间吞吐量:整个服务器在单位时间内完成的任务量。平衡能力:根据应用需要和服务器具体运行环境和状态,调整和分配用户对系统资源的占用,用尽可能少的资源满足用户要求,达到服务更多用户的目的。扩展性:用户根据需要随时增加有关部件,以提高系统总体性能和降低投资成本的能力。可靠性:服务器正常运行所达到的时间比例。b) 服务器分类依据服务器功能差别,可划分Web服务器、应用服务器、FTP服务器、Mail服务器、文件共享服务器、域名服务器、数据库应用服务器等。依据硬件的能力级别,将服务器区分为入门级服务器、部门级服务器、数据库服务器。在电子政务网上,来自内网或来自外网的用户或程序,都有可能调用或存储相关信息,对多个用户实施管理以有效、安全、完整地利用数据库的数据,就必然要建立数据库管理机制,即建立数据库服务器。它应该可以管理和处理接收到的数据访问请求,包括管理请求队列、管理缓存、响应服务。以及企业级服务器,或者分为低端服务器、高端服务器、专项服务器等。依据地操作系统的支持,划分出不同的服务器应用:Windows服务器、UNIX服务器、Linux服务器等。c) Web服务器5 Web服务器是根据客户端浏览器的服务请求想其发送信息的设施,是客户端浏览器与系统信息资源之间的基本媒介。 当Web服务器收到一个诸如这样的网页请求时,它将这个URL资源定位成主服务器上的一个本地文件,服务器从硬盘上下载这个文件,并通过网络将这个文件发送到用户的Web浏览器上。或者,如果请求的是数据库中的内容,Web服务器将与数据库交互作用,为Web客户机处理消息,或者将信息从Web客户机存入数据库。 Web服务器的一些模块还可以实现安全方面的防护,如提供对服务器上数据的适当保护,而SSL模块则可以用来保护服务器和客户端之间的通信安全。选择Web服务器时应考虑的因素:该Web服务器的处理速度如何;稳定性-出错率高低、容错能力和负载平衡能力;吞吐能力-客户连接数的多少,负载能力的大小;是否具有模块化特性-灵活性和扩展性;安全方面的防护能力-对数据的保护和传输加密;配置和管理的方便和容易程度-良好的图形方式可以大大减少管理和配置的难度;源代码是否开放。d) 应用服务器FTP服务器:FTP即文件传输协议(file transport protocol)的缩写,FTP服务器可以在网络上提供文件传输服务。FTP服务器根据服务对象的不同,可分为匿名服务器(anonymous FTP server)和系统FTP服务器。前者,无使用限制;后者只能在FTP服务器上有合法帐号的人才可使用。邮件服务器:E-mail是重要的网络信息传递工具,其在政府信息的交流中也扮演着重要的角色。电子邮件系统一般为两部分:邮件用户代理和邮件传送代理。前者是为用户提供的可读写邮件的界面,后者则运行在底层,是处理邮件收发工作的。文件共享服务器:政务活动中,各方在网络上共享相互之间的文件是十分普遍的行为。文件共享服务器将互连网文件共享为相关联的整体,提供快速的分布式文件访问;在互联网上,而不是在硬盘上,存储和共享用户文件,使用户可以通过浏览器在全球范围内访问所需的文件。核心业务服务器:电子政务系统中,为管理网络中的来源不同的政务活动信息、工作任务,管理大量具有性质的任务,处理具有各个政府机构性质特点的一些专门的业务逻辑,就有必要设置核心业务服务器。核心业务服务器的作用主要是处理政务中的一些核心的业务逻辑,如对计划工作中计划步骤处理支持等,或者对网络上分布式的任务来源提供管理和服务。e) 数据库服务器在电子政务网上,来自内网或来自外网的用户或程序,都有可能调用或存储相关信息,对多个用户实施管理以有效、安全、完整地利用数据库的数据,就必然要建立数据库管理机制,即建立数据库服务器。它应该可以管理和处理接收到的数据访问请求,包括管理请求队列、管理缓存、响应服务、管理结果和通知服务完成;管理用户帐号、控制数据库访问权限和其他安全性;维护数据库,包括数据库数据备份和恢复、保证数据库数据的完整或为客户提供完整性控制手段等。3、客户端a) 客户端客户端有时指联机在某个服务器上的终端机,可以执行信息的输入输出工作,也可以是通过专线远程连接的上级或下级机构的终端设备或工作站,有时是链接在政府机构内网上的一台普通的PC机,也可能是通过Internet登录政务网站寻找相关信息或为了获取某种政府服务的各种类型的计算机设备。i. 硬件要求设置客户端时,应确保适当的硬件配置。既要是其能够满足完成当前的任务,也要有适宜的整体更新策略;同时,客户端与服务器的关系也是硬件配置考虑的重点。1、 考虑操作系统对硬件的要求。各个操作系统对客户机的处理器速度、硬盘空间和RAMDE 要求是不同的。具体要求应根据操作系统的文挡说明。2、 硬件需求有必要考虑该客户机在具体的政府机构中的工作任务和功能。如果仅仅做文字处理和一般的浏览器使用,就没有必要对硬件要求太高。i. 软件要求客户端上使用的操作系统和应用软件,与服务器上使用的操作系统应当相当匹配,这样,客户端计算机设备的可用性、可靠性和使用效率才能得到保障。b) Web浏览器在Internet越来越广泛地应用中,为了减轻客户机/服务器构架中客户机所承担的事务逻辑处理和计算,一种以Web应用为主要特征的三层体系结构-Browser/Server应运而生,并快速发展。在Browser/Server系统中,用户可以通过浏览器向网络上的服务器发送服务请求,由Web服务器作为中转和协调器,将任务转交相关的功能服务器来承担,处理和计算后再由Web服务器发送给浏览器。因为对数据库的访问和应用程序的执行基本上是在服务器上完成的,所以极大地简化了客户机的工作,客户机上只需安装、配置少量的客户端软件即可。Browser/Server的体系结构可以划分成为三层次:表示层(presentation layer)、事务逻辑层(business logic layer)、数据服务层(data service layer)。第一层 表示层:Web浏览器。表示层的主要作用是,由Web浏览器向网络上的某一Web服务器提出服务请求,并接收和显示Web服务器返回的信息。第二层 事物逻辑层:Web服务器。在事务逻辑层,主要任务是接收、管理、协调、处理来自各个浏览器的服务器的服务请求,与数据库建立连接,向数据库服务器转交数据处理请求,并将结果传送回各个浏览器。第三层 数据服务层:数据库服务层。数据服务层的任务是接收Web服务器对数据库进行操作的请求,实现对数据库查询、调用、修改、更新等功能,把运行结果提交给Web浏览器。浏览器和服务器构架的工作机制是,浏览器作为客户端的软件,通过搜索链接的URL(统一资源定位器)来定位信息,并采用超文本传输协议(HTTP)接收和显示用超文本标注语言HTML编码的文档。因此,Web浏览器的核心功能来源于信息的编码,即超文本标注语言HTML(Hyper Markup Language)以及越来越广泛使用的可扩展标注语言XML(eXtensible Markup Language)。(三)网络与通信技术1、网络概述 计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。一个计算机网络是由通信介质、设备、软件和网络规则组成的,这些组件是连接两台或多台计算机或多个计算机系统相连接所必需的。两台计算机能相互交换和共享数据,就可以称为网络,但在因特网上交换数据则由于连接点的数量巨大而变得复杂。因特网将数据从一台计算机传送到另一台计算机,如果接收机和发送机同在一个局域网络,可以直接发送和接收;如果接收机和发送机不在同一局域网络上,则数据要经过路由器进行一次或多次转发,才能完成数据的传递任务。2、网络协议网络协议即网络中(包括互联网)传递、管理信息的一些规范。如同人与人之间相互交流是需要遵循一定的规矩一样,计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的规则,这些规则就称为网络协议。常见的协议有:TCP/IP协议、IPX/SPX协议等。用户如果访问Internet,则必须在网络协议中添加TCP/IP协议。 TCP/IP是“transmission Control Protocol/Internet Protocol”的简写,中文译名为传输控制协议/互联网络协议, TCP/IP(传输控制协议/网间协议)是一种网络通信协议,它规范了网络上的所有通信设备,尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。TCP/IP是INTERNET的基础协议,也是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。在数据传送中,可以形象地理解为有两个信封,TCP和IP就像是信封,要传递的信息被划分成若干段,每一段塞入一个TCP信封,并在该信封面上记录有分段号的信息,再将TCP信封塞入IP大信封,发送上网。在接受端,一个TCP软件包收集信封,抽出数据,按发送前的顺序还原,并加以校验,若发现差错,TCP将会要求重发。因此,TCP/IP在INTERNET中几乎可以无差错地传送数据。 对普通用户来说,并不需要了解网络协议的整个结构,仅需了解IP的地址格式,即可与世界各地进行网络通信。 IPX/SPX是基于施乐的XEROXS Network System(XNS)协议,而SPX是基于施乐的XEROXS SPP(Sequenced Packet Protocol:顺序包协议)协议,它们都是由novell公司开发出来应用于局域网的一种高速协议。它和TCP/IP的一个显著不同就是它不使用ip地址,而是使用网卡的物理地址即(MAC)地址。在实际使用中,它基本不需要什么设置,装上就可以使用了。由于其在网络普及初期发挥了巨大的作用,所以得到了很多厂商的支持,包括microsoft等,到现在很多软件和硬件也均支持这种协议。3、计算机网络功能计算机网络有许多功能,如可以进行数据通信、资源共享等。下面简单地介绍一下它的主要功能。数据通信:数据通信即实现计算机与终端、计算机与计算机间的数据传输,是计算机网络的最基本的功能,也是实现其他功能的基础。如电子邮件、传真、远程数据交换等。资源共享:实现计算机网络的主要目的是共享资源。一般情况下,网络中可共享的资源有硬件资源、软件资源和数据资源,其中共享数据资源最为重要。 远程传输:计算机已经由科学计算向数据处理方面发展,由单机向网络方面发展,且发展的速度很快。分布在很远的用户可以互相传输数据信息,互相交流,协同工作。 集中处理:计算机网络技术的发展和应用,已使得现代办公、经营管理等发生了很大的变化。目前,已经有了许多MIS系统、OA系统等,通过这些系统可以实现日常工作的集中管理,提高工作效率,增加经济效益。 实现分布式处理:网络技术的发展,使得分布式计算成为可能。对于大型的课题,可以分为许许多多的小题目,由不同的计算机分别完成,然后再集中起来解决问题。 负载平衡:负载平衡是指工作被均匀地分配给网络上的各台计算机。网络控制中心负责分配和检测,当某台计算机负载过重时,系统会自动转移部分工作到负载较轻的计算机中去处理。4、 网络分类网络可根据不同的标准分类。(1)按网络节点分布局域网是一种在小范围内实现的计算机网络,一般在一个建筑物内,或一个工厂、一个单位内部。局域网覆盖范围可在十几公里以内,结构简单,布线容易。 广域网范围很广,可以分布在一个省内、一个国家或几个国家。广域网信道传输速率较低,结构比较复杂。 城域网是在一个城市内部组建的计算机信息网络,提供全市的信息服务。 图 计算机网络的分类(2)按传输介质有线网:是采用同轴电缆或双绞线连接的计算机网络。同轴电缆网是常见的一种连网方式,它比较经济,安装较为便利,传输率和抗干扰能力一般,传输距离较短。双绞线网是目前最常见的连网方式。它价格便宜,安装方便,但易受干扰,传输率较低,传输距离比同轴电缆要短。光纤网:也是有线网的一种,但由于其特殊性而单独列出。光纤网采用光导纤维作传输介质。光纤传输距离长,传输率高,可达数千兆bps,抗干扰性强,不会受到电子监听设备的监听,是高安全性网络的理想选择。但其成本较高,且需要高水平的安装技术。无线网:用电磁波作为载体来传输数据,目前无线网联网费用较高,还不太普及。但由于联网方式灵活方便,是一种很有前途的连网方式。局域网通常采用单一的传输介质,而城域网和广域网采用多种传输介质。(3)按交换方式 线路交换最早出现在电话系统中,早期的计算机网络就是采用此方式来传输数据的,数字信号经过变换成为模拟信号后才能联机传输。报文交换是一种数字化网络。当通信开始时,源机发出的一个报文被存储在交换机里,交换机根据报文的目的地址选择合适的路径发送报文,这种方式称做存储-转发方式。分组交换也采用报文传输,但它不是以不定长的报文作传输的基本单位,而是将一个长的报文划分为许多定长的报文分组,以分组作为传输的基本单位。这不仅大大简化了对计算机存储器的管理,而且也加速了信息在网络中的传播速度。由于分组交换优于线路交换和报文交换,具有许多优点。因此,它已成为计算机网络中传输数据的主要方式。(4)按逻辑通信子网:面向通信控制和通信处理,主要包括:通信控制处理机(CCP)、网络控制中心(NCC)、分组组装/拆卸设备(PAD)、网关等。资源子网:负责全网的面向应用的数据处理,实现网络资源的共享。它由各种拥有资源的用户主机和软件(网络操作系统和网络数据库等)所组成,主要包括:主机(HOST)、终端设备(T)、网络操作系统、网络数据库。(5)按通信方式点对点传输网络:数据以点到点的方式在计算机或通信设备中传输。星型网、环形网采用这种传输方式。广播式传输网络:数据在公用介质中传输。无线网和总线型网络属于这种类型。(6) 按服务方式客户机/服务器网络:服务器是指专门提供服务的高性能计算机或专用设备,客户机是指用户计算机。这是由客户机向服务器发出请求并获得服务的一种网络形式,多台客户机可以共享服务器提供的各种资源。这是最常用、最重要的一种网络类型,不仅适合于同类计算机联网,也适合于不同类型的计算机联网,如PC机、Mac机的混合联网。这种网络安全性容易得到保证,计算机的权限、优先级易于控制,监控容易实现,网络管理能够规范化。网络性能在很大程度上取决于服务器的性能和客户机的数量。目前,针对这类网络有很多优化性能的服务器称为专用服务器。银行、证券公司都采用这种类型的网络。对等网:对等网不要求专用服务器,每台客户机都可以与其他每台客户机对话,共享彼此的信息资源和硬件资源,组网的计算机一般类型相同。这种组网方式灵活方便,但是较难实现集中管理与监控,安全性也低,较适合作为部门内部协同工作的小型网络。5、 局域网传输方法在局域网撒谎能够传输数据,有多种方法和模式主要的方法有:以太网和令牌环网以及FDDI网。(1) 以太网(Ethernet,采用IEEE802.3协议)6以太网是由Xerox公司与DEC和Intel公司于1980年合作开发的一个局域网协议。以太网是一种计算机局域网组网技术。IEEE制定的IEEE 802.3标准给出了以太网的技术标准。它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。以太网是当前应用最普遍的局域网技术。它很大程度上取代了其他局域网标准,如令牌环、FDDI和ARCNET。 以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑,但目前的快速以太网(100BASE-T、1000BASE-T标准)为了最大程度的减少冲突,最大程度的提高网络速度和使用效率,使用交换机(Switch)来进行网络连接和组织,这样,以太网的拓扑结构就成了星型,但在逻辑上,以太网仍然使用总线型拓扑的CSMA/CD介质访问控制方法。(2) 令牌环网(Token Ring,采用IEEE802.5协议)令牌环状网络属于环状网络的一种,是仍在使用的一种主要的LAN技术。 令牌环网的传输方法从物理上采用星型拓扑结构,在逻辑上采用环形拓扑结构。没个节点都与中央集线器相连构成星型拓扑,数据传输时却以环型方式一个节点一个节点进行。连接这种拓扑结构的集线器采用多站访问单元(multistation access unit, MAU),用以保障数据包能够围绕着环路进行传输。IEEE802.5标准是说明令牌环状网络工作机制的,它规定了一种叫做令牌(token passing)的技术,当发信的节点发信时,必须先取的令牌,然后才能将一个个带有地址的数据帧沿着环路传送,直至节点。(3) 光纤分布式数据接口 光纤分布式数据接口(fiber distributed data interface, FDDI)标准由美国国家标准协会X3T9.5标准委员会制定。它提供的高速数据通信能力要高于以太网(10Mb/s)和令牌环网(4Mb/s或16Mb/s)的能力,是高容量输入输出的繁忙网络的一种访问方式。 FDDI的访问方法与令牌环网类似,在网络通信中才用令牌传递。不同的是FDDI采用定时的令牌访问方法。令牌在网络环路上循环,发信接点需要时,在目标令牌的循环时间内,FDDI按照节点的要求尽可能多的发送到网络上。因为各节点循环时间定长,所以在一定时间内,来自多个节点的多个数据帧可能都在网络上,所以提高了通信容量。6、 局域网的互联设备局域网使用下列设备实现互联。(1) 中继器由于信号在网络传输介质中有衰减和噪音,使有用的数据信号变得越来越弱,因此为了保证有用数据的完整性,并在一定范围内传送,要用中继器把所接收到的弱信号分离,并再生放大以保持与原数据相同。(2) 集线器集线器(Hub)可以说是一种特殊的中继器,作为网络传输介质间的中央节点,它克服了介质单一通道的缺陷。以集线器为中心的优点是:当网络系统中某条线路或某节点出现故障时,不会影响网上其他节点的正常工作。集线器可分为无源(Passive)集线器、有源(Active)集线器和智能(Intelligent)集线器。无源集线器只负责把多段介质连接在一起,不对信号作任何处理,每一种介质段只允许扩展到最大有效距离的一半。有源集线器类似于无源集线器,但它具有对传输信号进行再生和放大从而扩展介质长度的功能。智能集线器除具有有源集线器的功能外,还可将网络的部分功能集成到集线器中,如网络管理、选择网络传输线路等。集线器技术发展迅速,己出现交换技术(在集线器上增加了线路交换功能)和网络分段方式,提高了传输带宽。(3) 调制解调器调制解调器(Modem)其功能是将计算机的数字信号转换成模拟信号或反之,以便在电话线路或微波线路上传输。调制是把数字信号转换成模拟信号;解调是把模拟信号转换成数字信号,它一般通过RS-232接口与计算机相连。(4) 网卡网卡(或网络接口卡)是安装在电脑中的一种集成电路板或者板卡,用来帮助电脑接入网络。在一个局域网(LAN)中使用的个人电脑和工作站,一般都安装有一块特别针对局域网传输技术设计的网卡。这些局域网传输技术包括以太网(Ethernet)和令牌网(Token Ring)等。网卡可以使电脑和一个网络始终处于连接状态。(5) 网桥网桥(Bridge)是一个局域网与另一个局域网之间建立连接的桥梁。网桥是属于网络层的一种设备,它的作用是扩展网络和通信手段,在各种传输介质中转发数据信号,扩展网络的距离,同时又有选择地将有地址的信号从一个传输介质发送到另一个传输介质,并能有效地限制两个介质系统中无关紧要的通信。网桥可分为本地网桥和远程网桥。本地网桥是指在传输介质允许长度范围内互联网络的网桥;远程网桥是指连接的距离超过网络的常规范围时使用的远程桥,通过远程桥互联的局域网将成为城域网或广域网。如果使用远程网桥,则远程桥必须成对出现。在网络的本地连接中,网桥可以使用内桥和外桥。内桥是文件服务的一部分,通过文件服务器中的不同网卡连接起来的局域网,由文件服务器上运行的网络操作系统来管理。外桥安装在工作站上,实现两个相似或不同的网络之间的连接。外桥不运行在网络文件服务器上,而是运行在一台独立的工作站上,外桥可以是专用的,也可以是非专用的。作为专用网桥的工作站不能当普通工作站使用,只能建立两个网络之间的桥接。而非专用网桥的工作站既可以作为网桥,也可以作为工作站。(6) 交换机1993年,局域网交换设备出现,1994年,国内掀起了交换网络技术的热潮。其实,交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品,体现了桥接技术的复杂交换技术在OSI参考模型的第二层操作。与桥接器一样,交换机按每一个包中的MAC地址相对简单地决策信息转发。而这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与桥接器不同的是交换机转发延迟很小,操作接近单个局域网性能,远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整,以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。现在已有以太网、快速以太网、FDDI和ATM技术的交换产品。类似传统的桥接器,交换机提供了许多网络互联功能。交换机能经济地将网络分成小的冲突网域,为每个工作站提供更高的带宽。协议的透明性使得交换机在软件配置简单的情况下直接安装在多协议网络中;交换机使用现有的电缆、中继器、集线器和工作站的网卡,不必作高层的硬件升级;交换机对工作站是透明的,这样管理开销低廉,简化了网络节点的增加、移动和网络变化的操作。利用专门设计的集成电路可使交换机以线路速率在所有的端口并行转发信息,提供了比传统桥接器高得多的操作性能。如理论上单个以太网端口对含有64个八进制数的数据包,可提供14880bps的传输速率。这意味着一台具有12个端口、支持6道并行数据流的“线路速率”以太网交换器必须提供89280bps的总体吞吐率(6道信息流14880bps道信息流)。专用集成电路技术使得交换器在更多端口的情况下以上述性能运行,其端口造价低于传统型桥接器。(7) 路由器路由器(Router)是用于连接多个逻辑上分开的网络。逻辑网络是指一个单独的网络或一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时,可通过路由器来完成。因此,路由器具有判断网络地址和选择路径的功能,它能在多网络互联环境中建立灵活的连接,可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。路由器是属于网络应用层的一种互联设备,只接收源站或其他路由器的信息,它不关心各子网使用的硬件设备,但要求运行与网络层协议相一致的软件。路由器分本地路由器和远程路由器,本地路由器是用来连接网络传输介质的,如光纤、同轴电缆和双绞线;远程路由器是用来与远程传输介质连接并要求相应的设备,如电话线要配调制解调器,无线要通过无线接收机和发射机。(8) 网关网关(gateway)将两个使用不同协议的网络段连接在一起的设备。它的作用就是对两个网络段中的使用不同传输协议的数据进行互相的翻译转换。目前,主要有以下三种网关。协议网关:通常只是在使用不同协议的网络区域间做协议转换设备。应用网关:在使用不同数据格式的应用程序之间翻译数据的设施。安全网关:主要指实施对数据包,链路的过滤和控制以及对程序监控的系统。(9) 防火墙 防火墙是一个位于两个网络之间的网络防护装置,又名安全网关器(secure gateway)。当网络间有安全的需要时,即可安装设防火墙有效地控制双方之间的访问,对数据进行过滤,控制和限制传输。 防火墙基本功能: 设置一个“扼制点”来防止非法用户进入内部网络。 监视网络的安全性,出现非法操作可以报警。 进行网络地址转换,将外部网络IP地址动态或静态地与内部IP地址对应。 监视和记录Internet连接的情况。 可以连接到一个单独的网段上,从物理上和内部网段隔开,并在此部署。WWW服务器和FTP服务器,将其作为向外部发布信息的地点。 常见的防火墙有包过滤防火墙,代理防火墙和自适应代理防火墙。7、 广域网的数据传输方式(1) 电路交换 电路交换是广域网所使用的一种交换方式。起工作原理是在网络上为每一次通信过程建立,维持和终止一条专用的物理电路,电路交换可以提供数据报和数据流两种传递方式。电路交换在电信运营商的网络中被广泛使用,其操作过程和普通的电话拨叫过程非常相似。(2) 专线传输 专线传输也叫做点对点链路,它是在数据收发双方之间建立起永久性固定连接。可以提供两种数据传送方式:一种是数据报传送方式,是将数据分割成一个个的,带有自己的地址信息的数据帧进行传送;另外一种是用数据流代替一个个的数据帧作为数据发送的单位,整个流数据具有1个地址信息,只需要进行一次地址验证即可。典型的专用线路网采用模拟线路,T1线路,T2线路。(3) 分组交换 分组交换也称为包交换,是一种广域网上经常使用的交换技术,通过包交换,网络设备可以共享一条点对点链路,即任意两个节点之间建立起来的是虚电路。大多数现代广域网都是分组交换网。典型的分组交换,如ATM,X.25,帧中继等。8、 TCP/IP广域网必须采用的通用的语言才能使计算机可以互相通信。广域网中占主导地位的通信协议是TCP/IP。TCP/IP是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写,即传输控制协议/互联网络协议。(1) IP协议IP协议是不同局域网的计算机之间进行通信时共同遵守的通信协议,由于IP协议的存在,从而使Internet成为一个允许连接不同类型的计算机和不同操作系统的网络。 IP协议定义了计算机在彼此通信过程的所有细节。例如,每台计算机发送的信息格式和含义,在什么情况下应发送规定的特殊信息,以及接收方的计算机应做出那些应答等。网际协议IP提供了能适应各种各样网络硬件的灵活性,对底层网络硬件几乎没有任何要求,任何一个网络只要可以从一个地点向另一个地点传送二进制数据,就可以使用IP协议加入Internet. IP协议是HTTP和TCP等高层协议的基础。除了可以提供网络路由之外,IP协议还具有错误控制以及网络分段等众多功能,是整个Internet协议栈的核心。(2) TCP协议 TCP协议即传输控制协议,是一种面向连接的传输层协议。通过使用序列号和确认信息,TCP协议能够向发送方提供到达接收方的数据包的传送信息。当传送过程中出现数据包丢失情况时,TCP协议可以重新发送丢失的数据包直到数据成功到达接收方或者出现网络超时。TCP协议还可以识别重复信息,丢弃不需要的多余信息,使网络环境得到优化。如果发送方传送数据的速度大大快于接收方接收数据的速度,TCP协议可以采用数据流控制机制减慢数据的传送速度,协调发送和接收方的数据响应。TCP协议能够把数据传送信息传递给所支持的更高层次的协议或应用使用。9、 广域网技术(1) 公共交换电话网(PSTN)模拟拨号服务是基于标准电话线的电路交换服务,这是一种最普遍的传输服务,往往用来作为连接远程端点的连接方法。比较典型的应用有:远程端点和本地LAN之间的互联,远程用户拨号上网,用做专用线路的备份线路。由于模拟电话线路是针对话音频率(304000Hz)设计的,使得通过模拟线路传输数据的速率被限定在33.4Kbps以内,而且模拟电话线路的质量有好有坏,许多地方的模拟电话线路的通信质量无法得到保证,线路噪声的存在也将直接影响线路的传输速率。(2) 综合业务数字网(ISDN)综合业务数字网(ISDN)是使用电话线传送音频,数据和视频的技术。ISDN在一根线路上创建多条信道,即创建在一根线路上的结合多种信号的多路复用数据通道。最基本的ISDN线路是基本速率接口线路(PRI),他提供2B+D数字通道,其中两个B通道(每个B通道为64Kbps)成为载体通道,用于完成两端之间数据传输,D通道(15Kbps)是控制通道,相当于在用户和ISDN接点之间传输呼叫控制协议报文。第二种ISDN线路称做主要速率接口(PRI)。PRI具有24条信道,其中一条信道用做信令传输通道,相当于BPR的D通道,这些信道的总的有效负载带宽可达1.5Mbps。ISDN高速,可靠,快速呼叫连接和模拟拨号服务相同的用户线路等特点,使用ISDN线路越来越多地被用户用来连接远程端点。(3) 点对点专用线路专用线路目前仍然是许多
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