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新技术及应用系列讲座之一Internet及校园网简介张焕杰计算机科学技术系97级硕士研究生james_ 1997年12月内容要点：一Internet基本知识二、Internet上的应用三、Internet的历史四、Internet在中国五、中国科大校园网六、两个典型应用例子七网络中存在的问题一Internet基本知识1. 什么是因特网（Internet）?Internet = inter- netInter-:中间之间相互net:network 网络internet:互相连通的网络Internet:特指基于TCP/IP协议的互相连通的覆盖全球的大型计算机网络2. IP地址（IP Address）连在Internet上的每一个网络节点都至少有一个IP地址，这个IP地址唯一的标识了这个节点。IP地址的长度是4字节，即32比特，用四组十进制数表示，每组数字取值范围为0-255， 如，等。3. 局域网/广域网（LAN/WAN）LAN:Local Area Network，局域网WAN:Wide Area Network，广域网 4. 路由器/缺省路由器（Router/default router）路由器（Router）：提供一个网络到另一个网络间的数据链路或路由选择RouterLAN4LAN3LAN2LAN1有时, 不严格的称Router 为 gateway（网关）default router（缺省路由器）：找不到确切路有的IP包被转发的下一站.其他网LAN2RouterLAN15. 以太网地址（Ethernet MAC Address）以太网络上节点都有一个以太网地址，唯一的标识了这个节点到网络的接口设备唯一的标识了这个网卡，但是可以通过种种办法改变。6. 网络掩码（network mask）IP地址和网络掩码按照二进制位与运算的结果就是节点的网络地址，如：IP5Network mask 9292按位与4一般来说，同一个网络地址的节点之间的通信可以直接进行，不同网络地址节点之间的通信需要通过路由器转发。用256.256.256.256减去网络掩码，得到的是该TCP/IP网络中最大允许的节点数（即IP地址数）。一般来说，节点数总是的整数次幂，如4,8,16,32,64,128,256等。科大校园网上常用的网络掩码是92，28，。7. IP地址的分类根据IP地址的缺省掩码把IP地址分成几类：类别范围掩码/说明 55 55 55 55多路广播 55保留 55回放地址一般的， 每台机器都有地址表示自己，并且网络上永远不会出现127.*.*.*的地址。8. IP包的路由选择网络上的每个节点在发送IP包时，需要按照IP包的目的IP地址选择发送的下一站点，这一过程叫路由选择。路由选择通过查找位于内存中的路由表完成。使用netstat -r -n查看路由表。下面是一个典型的路由表的关键部分：目的地址目的掩码下一站直接可达28直接可达26路由选择过程：1. 对路由表中的每一行做如下处理：把IP包的目的IP地址与表中的目的掩码按位与，得到的结果和表中的目的地址比较，如果相等即表明找到了一个该IP包的可能路由2. 如果找不到路由，出错：网络不可达，返回；3. 如果找到的可能路由多于一条，选出其中目的掩码较大的那条作为路由；4. 如果下一站是“直接可达”，直接发送给目的IP地址5. 否则将IP包发送到“下一站”节点 例如：IP包的目的地址为, 将会发送到26, 因为能找到一条路由： 26IP包的目的地址为, 将会发送到25, 因为找到的可能路由为： 26但是上面一行的掩码大。9. 全称域名（Full Qualified Domain Name）为了方便管理和使用，一般会给机器起名字，机器的全称域名由两部分组成：FQDN = 主机名.域名如： ，。全称域名从右向左逐步细化。不引起混淆的时候，也简称Full Qualified Domain Name （全称域名）为Domain Name（域名）。常见的顶级域名有：.com 商业系统 .edu 教育系统.gov 政府机关.mil 军队系统.net 网络管理部门.org 非盈利组织.cn 中国.firm 商业或公司.store 提供购买商品的业务部门.web 主要活动与WWW有关的实体.arts 以文化活动为主的实体.rec 以消遣娱乐为主的实体.info 提供信息服务的实体.nom 有针对性的人员或个人的域名10. 域名服务器（Domain Name Server）DNS主要用来完成FQDN和IP地址之间的映射，同时可以给出电子邮件的路由信息类似文件系统，域名系统也是分级管理的。..11. 防火墙（FireWall）为了安全、收费等原因，需要用防火墙限制网络访问，常用的是IP包过虑防火墙。IP包过虑防火墙在网络层转发网络数据包，据有路由器的功能，但是其主要作用是检察经由它转发的IP包，仅仅转发那些允许通过的IP包，丢弃其它的IP包。公司内部网/IntranetWWW/MAILInternetDNS防火墙路由器防火墙路由器12. 代理（Proxy）代理也是防火墙的一种，它在应用层转发网络访问，以HTTP协议的代理为例：公司内部网/IntranetHTTPPROXYInternetDNS防火墙路由器防火墙路由器二、Internet上的应用1. 远程上机（Remote Login）在本地通过网络使用远端的计算机，一般使用telnet, rlogin, xwindow等。远程上机的实质就是利用网络把本机变成远端计算机的虚拟终端。其中telnet广泛用于异构的计算机系统之间使用。2. 文件传输（File Transfer Protocol/FTP）利用网络在本地计算机和远端计算机之间传输文件。Anonymous FTP（匿名FTP）在FTP服务器上开一个不需要口令的帐号，网络上的用户利用这个帐号可以下载服务器上提供的文件。这是一种信息发布方式。3. 电子邮件（Email）用户之间信息交流。IMAP协议POP协议Netscape EudoraIMAPDPOPD文件/usr/mail/XXX用户在系统中的邮箱SMTP协议SMTP协议其它系统的MTASendmailMTAUAPineELMFrom: 发信人地址To: 收信人地址Subject: 信件标题Message ID: 信件编号CC: 同时发送的地址BCC: 隐藏的同时发送的地址SMTP: Simple Mail Transfer ProtocolPOP : Postoffice to Postoffice ProtocolIMAP: Internet Message Access Protocol MIME: Multipurpose Internet Mail Extensions4. 网际交谈（Internet Relay Chat/IRC）提供大量用户之间聊天。大规模的站点支持数万个用户同时在线聊天。校内 IRC server: 端口： 66675. 电子公告牌（Bulletin Board System/BBS）用户交流、娱乐的综合系统6. 电子新闻（Internet News System）网上大量用户交流信息的系统NNTP: Network News Transport Protocol7. 万维网（World Wide Web）综合系统，信息之间利用超级链连接在一起，提供优美的图形界面，使用简单，发展非常迅速。WWW资源的编址：Internet使用URL(Uniform Resource Locator)命名网上的资源，如： /index.html，其中“：”之前表示资源类型，可以是ftp，telnet，http，gopher，news等；“/”和“/”之间是主机名，余下的部分是目录路径和文件名。HTTP: Hyper-Text Transfer Protocol三、Internet的历史1. ARPA成立1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星后，美国国防部（DoD, Department of Defense）成立了高级研究署（ARPA, Advanced Research Projects Agency）。1971年改名为DARPA, Defense Advanced Research Projects Agency。2. 计算机网络概念提出1962年，“On-line Man-Computer Communication”中提出了计算机网络的概念。3. “包交换”（Packet Switching）技术的研究1961年7月，首次提出了包交换技术的概念1965年首次成功地利用了包交换技术4. ARPANET的开通1969年，连接UCSB, SRI, UCLA, UU的四台计算机网络，即ARPANET，正式开通，提供远程登录和文件传输等服务。5. TCP/IP协议的研究1980年前后，DARPANET开始采用TCP/IP协议。6. ARPANET全部采用TCP/IP协议，建成Internet1983年1月，ARPANET的机器全部采用TCP/IP协议，即建成了Internet。这时的ARPA分成两部分：ARPANET继续用作研究，MILNET用于军方的非保密通信。DNS系统出现。7. NSFNET主干网建成1986美国国家科学基金会（NFS）建立了NFSNET，主干传输速率56Kbps。8. ARPANET停止运作，NFSNET主干速度提高，中科院高能所连入InternetARPANET完成了它的历史使命后停止运行，NFSNET主干速度提高到45Mbps。9. WWW的出现1991年，CERN（European Laboratory for Particle Physics , 法语：Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire)发布了World Wide Web。10.图形界面的WWW浏览器Mosaic出现伊利诺斯大学的Marc Andreeason推出图形化的浏览器Mosaic，立即风行Internet.11. 中国的四大互联网开始陆续接入Internet从1994年开始。12. 用于WWW的JAVA出现1995年Sun公司推出服务于网络编程的Java语言，获得了极大的成功。四、Internet在中国国内目前四大网：网络名称建设主体时间ChinaNET邮电部1995年8月ChinaGBN电子部1995年8月CSTNET 中国科技网中科院1994年4月CERNET 中国教育科研网国家教委1995年底1. CERNET总体建设目标1. 连接全国高校的校园网，信息资源和应用系统2. 连接Internet，与世界教育和科研领域接轨，进行广泛的国内外信息交流现状：1. 国内512KBPS主干，2MBPS以上出口，250个接入网2. 3万以上主机，10万以上用户未来：在2000年前完成CERNET全国主干网和国际联网的逐步升级，主干网达到2Mbps以上，国际联网达到6Mbps以上；建设八大地区主干网，通达各省会城市；连接400到500所以上的高校和科研单位，以及有条件的中小学校。2. CSTNET:CSTNET 是以 NCFC 及 CASNET 为基础，连接了中国科学院以外的一批中国科技机构而构成的网络。CSTNET 为非盈利网络，为科技用户、科技管理部门及与科技有关的政府部门服务。五、中国科大校园网(简称USTCnet)1.校园网的几种模式1. 主干是10MBPS的以太网2. 主干是100MBPS的FDDI3. 主干是100MBPS, 1000MBPS的快速以太网4. 主干是155MBPS, 622MBPS的ATM网Router交换机交换机交换机HHHHHHHH2. USTCnet 简介3. 接入方式1. LAN方式接入在办公室实验室使用LAN（局域网）