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电子商务技术 第2章电子商务网络技术基础 21世纪的电子商务是建立在计算机网络基础上的商务系统 它实现的技术体系包括以下方面 1 网络基础技术2 网络互联技术3 信息与网络安全技术4 EDI技术5 数据库技术6 电子支付技术计算机网络是电子商务的网络平台 学习电子商务必须了解电子商务的平台 是学习电子商务过程中重要的一个环节 本章主要介绍1 2 内容 目录 2 1计算机网络的基本概念2 2网络互联技术 2 1计算机网络的基本概念 所谓计算机网络 就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大 功能强的网络系统 从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息 共享硬件 软件 数据信息等资源 通俗来说 网络就是通过电缆 电话线 或无线通讯等互联的计算机的集合 计算机网络的基本概念 Internet是什么 是美国信息高速公路主干网 是当今世界上最大的计算机互联网络 从本质上讲 Internet是一个使世界上不同类型的计算机能交换各类数据的通信媒介 也是全人类最大的知识宝库之一 Internet是怎样诞生的 Internet的前身是美国国防部高级研究计划管理局 ARPA AdvancedResearchProjectsAgency 作为军事目的于1969年开始建立一个命名为ARPAnet的网络 当初 ARPAnet只联结4台主机 它有五大特点 1 支持资源共享 2 采用分布式控制技术 3 采用分组交换技术 4 使用通信控制处理机 5 采用分层的网络通信协议 TCP IP Internet是怎样诞生的 1986年 美国国家科学基金会 NationalScienceFoundation NSF 利用ARPAnet发展出来的TCP IP的通讯协议 在5个科研教育服务超级电脑中心的基础上建立了NSFnet广域网 由于美国国家科学基金会的鼓励和资助 很多大学 政府资助的研究机构甚至私营的研究机构纷纷把自己的局域网并入NSFnet中 那时 ARPAnet的军用部分已脱离母网 建立自己的网络 Milnet ARPAnet 网络之父 逐步被NSFnet所替代 到1990年 ARPAnet已退出了历史舞台 如今 NSFnet已成为Internet的重要骨干网之一 Internet是怎样诞生的 1989年 由CERN成功开发了WWW 为Internet实现广域超媒体信息截取 检索奠定了基础 到了90年代初期 Internet事实上已成为一个 网中网 各个子网分别负责自己的架设和运作费用 而这些子网又通过NSFnet互联起来 由于NSFnet是由政府出资 因此 当时Internet最大的老板还是美国政府 只不过在一定程度上加入了一些私人小老板 Internet在 年代的扩张不但带来量的改变 同时亦带来质的某些改变 Internet是怎样诞生的 由于多种学术团体 企业研究机构 甚至个人用户的进入 Internet的使用者不再限于电脑专业人员 新的使用者发觉 加入Internet除了可共享NSFnet的巨型机外 还能进行相互间的通讯 而这种相互间的通讯对他们来讲更有吸引力 于是 他们逐步把Internet当作一种交流与通信的工具 而不仅仅是共享NSFnet巨型机的运算能力 Internet是怎样诞生的 在90年代以前 Internet的使用一直仅限于研究与学术领域 商业性机构进入Internet一直受到这样或那样的法规或传统问题的困扰 事实上 象美国国家科学基金会等曾经出资建造Internet的政府机构对Internet上的商业活动并不感兴趣 1991年 美国的三家公司分别经营着自己的CERFnet PSInet及Alternet网络 可以在一定程度上向客户提供Internet联网服务 他们组成了 商用Internet协会 CIEA 宣布用户可以把它们的Internet子网用于任何的商业用途 Internet是怎样诞生的 Internet商业化服务提供商的出现 使工商企业终于可以堂堂正正地进入Internet 商业机构一踏入Internet这一陌生的世界就发现了它在通讯 资料检索 客户服务等方面的巨大潜力 于是 其势一发不可收拾 世界各地无数的企业及个人纷纷涌入Internet 带来Internet发展史上一个新的飞跃 我国于1994年的5月和6月由高能所和清华大学正式进入Internet Internet是怎样工作的 地址和网络协议的概念电脑与电脑之间互相通信并交换信息跟人与人之间信息交流一样必须具备一些条件 一是对方能看懂的语言 二是知道对方的通信地址 这才能通信 协议 指一组用来控制信息通信的各个方面的规则 协议的关键要素是 语法 语义和时序 Internet是怎样工作的 什么是网络协议为网络信息交换而制定的规则 约定和标准统称为网络协议 不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信 网络协议有很多种 具体选择哪一种协议则要看情况而定 Internet上的计算机使用的是TCP IP协议 Internet是怎样工作的 TCP IP协议 世界语 TCP IP协议 TransferControlnProtocol InternetProtocol 叫做传输控制 网际协议 又叫网络通讯协议 这个协议是Internet国际互联网络的基础TCP IP是用于计算机通信的一组协议 我们通常称它为TCP IP协议族 模型中的每一层都有许多协议 TCP和IP只是其中的两个主要的协议 Internet是怎样工作的 从协议分层模型方面来讲 TCP IP由四个层次组成 网络接口层 网间网层 传输层 应用层 Internet是怎样工作的 Internet是怎样工作的 TCP TransportControlProtocol 传输控制协议是一个面向连接的协议 其主要作用是 一是将应用层发来的字节流分成一个个报文段传给下层 网间网层 二是接受下层来的报文段进行还原发送给上层 三是还有数据流量控制和数据纠错功能 UDP UserDatagramProtocol 用户数据报协议 提供无连接 无数据纠错功能的数据报传输服务 如用于传输语音 影像等一次性的数据 IP InternetworkingProtocol 网间网协议 是TCP IP的核心 负责传送分组 并完成主机寻址和路由选择 但不保证传送的可靠性 Internet是怎样工作的 ICMP InternetControlMessageProtocol 互联网控制信息协议 用于网络中传送各种控制信息 ARP AddressResolationProtocol 地址解析协议 SMTP SimpleMailTransferProtocol 简单邮件传输协议 SNMP SimpleNetworkmanageProtocol 简单网络管理协议 FTP FileTransferProtocol 文件传输协议 Internet是怎样工作的 网络接口层这是TCP IP软件的最低层 负责接收从IP层交来的IP数据报并将IP数据报通过低层物理网络发送出去 或者从低层物理网络上接收物理帧 抽出IP数据报 向IP层发送 该层是主机与网络的实际连接层 Internet是怎样工作的 网络层 IP层 负责处理互联网中计算机之间的通信 向传输曾提供统一的数据报 其功能包括三方面 一 处理来自上层 传输层 的分组发送请求 收到请求后 将分组装入IP数据报 填充报头 选择去往信宿机的路径 然后将数据报发往适当的网络接口 二 处理输入数据报 首先检查其合法性 然后进行寻路径 假如该数据报已到达信宿机 则去掉报头 将剩下部分交给适当的传输协议 假如该数据报尚未到达信宿 则转发该数据报 三 处理路径 流控 拥塞等问题 Internet是怎样工作的 传输层 TCP层 主要功能是负责在源结点和目的结点的两个进程实体之间提供可靠的端到端的数据传输 其功能包括 一 格式化信息流 二 提供可靠传输 为实现后者 传输层协议规定接收端必须发回确认 并且假如分组丢失 必须重新发送 Internet是怎样工作的 应用层包括所有的高层协议 向用户提供一组常用的应用程序 比如电子邮件 文件传输访问 远程登录等 远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口 TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端 文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能 Internet是怎样工作的 IP地址 网际协议地址 它是为标识Internet上主机位置而设置的 Internet上的每一台计算机都被赋予一个世界上唯一的32位Internet地址 InternetProtocolAddress 简称IPAddress 这一地址可用于与该计算机机有关的全部通信 为了方便起见 在应用上我们以8bit为一单位 组成四组十进制数字来表示每一台主机的位置一般的IP地址由4组数字组成 每组数字介于0 255之间 如某一台电脑的IP地址可为 202 206 65 115 Internet是怎样工作的 域名地址尽管IP地址能够唯一地标识网络上的计算机 但IP地址是数字型的 用户记忆这类数字十分不方便 于是人们又发明了另一套字符型的地址方案即所谓的域名地址 IP地址和域名是一一对应的 域名地址的信息存放在一个叫域名服务器 DNS DomainNameServer 的主机内 使用者只需了解易记的域名地址 其对应转换工作就留给了域名服务器DNS DNS就是提供IP地址和域名之间的转换服务的服务器 Internet是怎样工作的 域名地址的意义域名地址是从右至左来表述其意义的 最右边的部分为顶层域 最左边的则是这台主机的机器名称 一般域名地址可表示为 单位名 网络名 顶层域名 如 T 这里Tongji代表同济大学 edu代表中国教育科研网 cn代表中国 顶层域一般是网络机构或所在国家地区的名称缩写 Internet是怎样工作的 域名由两种基本类型组成 以机构性质命名的域和以国家地区代码命名的域 常见的以机构性质命名的域 一般由三个字符组成 如表示商业机构的 com 表示教育机构的 edu 表示网络组织的 net 表示政府机构的 gov 等 以国家或地区代码命名的域 一般用两个字符表示 是为世界上每个国家和一些特殊的地区设置的 如中国为 cn 香港为 hk 日本为 jp 美国为 us 等 但是 美国国内很少用 us 作为顶级域名 而一般都使用以机构性质或类别命名的域名 Internet是怎样工作的 统一资源定位器URL 是专为标识Internet网上资源位置而设的一种编址方式 我们平时所说的网页地址指的即是URL 它一般由三部分组成 传输协议 主机IP地址或域名地址 资源所在路径和文件名 如今日上海热线的URL为 http china Internet是怎样工作的 标识Internet网上资源位置的三种方式 IP地址 202 206 64 33域名地址 URL http china Internet是怎样工作的 下面列表是常见的URL中定位和标识的服务或文件 http 文件在Web服务器上file 文件在您自己的局部系统或匿名服务器上ftp 文件在FTP服务器上news 文件在Usenet服务器上telnet 连接到一个支持Telnet远程登录的服务器上 Internet是怎样工作的 Internet的工作原理有了TCP IP协议和IP地址的概念 我们就很好理解Internet的工作原理了 当一个用户想给其他用户发送一个文件时 TCP先把该文件分成一个个小数据包 并加上一些特定的信息 可以看成是装箱单 以便接收方的机器确认传输是正确无误的 然后IP再在数据包上标上地址信息 形成可在Internet上传输的TCP IP数据包 Internet是怎样工作的 使用TCP IP传送数据当TCP IP数据包到达目的地后 计算机首先去掉地址标志 利用TCP的装箱单检查数据在传输中是否有损失 如果接收方发现有损坏的数据包 就要求发送端重新发送被损坏的数据包 确认无误后再将各个数据包重新组合成原文件 就这样 Internet通过TCP IP协议这一网上的 世界语 和IP地址实现了它的全球通信的功能 二 开放系统互联参考模型OSI RM 在计算机网络产生之初 每个计算机厂商都有一套自己的网络体系结构的概念 它们之间互不相容 为此 国际标准化组织 ISO 在 年建立了一个分委员会来专门研究一种用于开放系统互联的体系结构 OpenSystemsInterconnection 简称OSI 开放 这个词表示 只要遵循OSI标准 一个系统可以和位于世界上任何地方的 也遵循OSI标准的其他任何系统进行连接 它定义了连接异种计算机的标准框架 二 开放系统互联参考模型OSI RM OSI参考模型分为 层 分别是 1 物理层 PhysicalLayer 2 数据链路层 DataLinkLayer 3 网络层 NetworkLayer 4 传输层 TransportLayer 5 会话层 SessionLayer 6 表示层 PresentationLayer 7 应用层 ApplicationLayer 各层的主要功能及其相应的数据单位如下 二 开放系统互联参考模型OSI RM 物理层 PhysicalLayer 主要是定义物理设备和传输媒体之间的接口 提供物理设备之间传送数据的物理连路 单位是比特 定义的内容包括接口的机械 电气 功能和过程特性 不同的传输设备 如网卡 MODEM 和传输媒体 如缆线 光钎 双绞线 无线通信等 具有不同的接口定义 二 开放系统互联参考模型OSI RM 数据链路层 DataLinkLayer 数据链路层负责在两个相邻结点间的线路上 无差错的传送以帧为单位的数据 每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息 和物理层相似 数据链路层要负责建立 维持和释放数据链路的连接 在传送数据时 如果接收点检测到所传数据中有差错 就要通知发方重发这一帧 独立的链路产品包括网卡 网桥 MODEM等 二 开放系统互联参考模型OSI RM 网络层 NetworkLayer 在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路 也可能还要经过很多通信子网 网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点 确保数据及时传送 网络层将数据链路层提供的帧组成数据包 包中封装有网络层包头 其中含有逻辑地址信息 源站点和目的站点地址的网络地址 网络层硬设备主要有网关和路由器 二 开放系统互联参考模型OSI RM 传输层 TransportLayer 该层的任务时根据通信子网的特性最佳的利用网络资源 并以可靠和经济的方式 为两个端系统 也就是源站和目的站 的会话层之间 提供建立 维护和取消传输连接的功能 负责可靠地传输数据 在这一层 信息的传送单位是报文 二 开放系统互联参考模型OSI RM 会话层 SessionLayer 这一层也可以称为会晤层或对话层 在会话层及以上的高层次中 数据传送的单位不再另外命名 统称为报文 会话层不参与具体的传输 它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制 如服务器验证用户登录便是由会话层完成的 二 开放系统互联参考模型OSI RM 表示层 PresentationLayer 这一层主要解决拥护信息的语法表示问题 它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法 转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法 即提供格式化的表示和转换数据服务 数据的压缩和解压缩 加密和解密等工作都由表示层负责 二 开放系统互联参考模型OSI RM 应用层 ApplicationLayer 应用层确定进程之间通信的性质以满足用户需要以及提供网络与用户应用软件之间的接口服务 三 网络硬件简介 1 下表是三种传输媒介的比较 同轴电缆 双绞线 光缆的性能比较传输媒介价格电磁干扰频带宽度单段最大长度UTP最便宜高低100米STP一般低中等100米同轴电缆一般低高185米 500米光缆最高没有极高几十公里同轴电缆与光缆比较 光缆带宽并信号衰减小 30公里才需一个中继器 而同轴电缆530公里就一个中继器 光缆细重量轻 三 网络硬件简介 2 无线媒体无线媒体不使用电子或光学导体 大多数情况下地球的大气便是数据的物理性通路 从理论上讲 无线媒体最好应用于难以布线的场合或远程通信 无线媒体有三种主要类型 无线电 微波及红外线 无线电的频率范围在10KHz 16KHz之间 在电磁频谱里 属于 对频 使用无线电的时候 需要考虑的一个重要问题是电磁波频率的范围 频谱 是相当有限的 其中大部分都已被电视 广播以及重要的政府和军队系统占用 三 网络硬件简介 因此 只有很少一部分留给网络电脑使用 而且这些频率也大部分都由国内 无线电管理委员会 无委会 统一管制 要使用一个受管制的频率必须向无委会申请许可证 这在一定程度上会相当不便 如果设备使用的是未经管制的频率 则功率必须在1W以下 这种管制目的是限制设备的作用范围 从而限制对其它信号的干扰 用网络术语来说 这相当于限制了未管制无线电的通信带宽 下面这些频率是未受管制的 902 925MHz2 4GHz 全球通用 5 72 5 85GHz 三 网络硬件简介 3 网络适配器NIC NetworkInterfaceCard 又称网卡 它是使计算机联网的设备 网卡 NIC 插在计算机主板插槽中 负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式 通过网络介质传输 它的主要技术参数为带宽 总线方式 电气接口方式等 它的基本功能为 从并行到串行的数据转换 包的装配和拆装 网络存取控制 数据缓存和网络信号 目前主要是8位和16位网卡 网卡必须具备两大技术 网卡驱动程序和I O技术 驱动程序使网卡和网络操作系统兼容 实现PC机与网络的通信 I O技术可以通过数据总线实现PC和网卡之间的通信 网卡是计算机网络中最基本的元素 三 网络硬件简介 集线器 HUB 集线器是对网络进行集中管理的最小单元 像树的主干一样 它是各分枝的汇集点 HUB是一个共享设备 其实质是一个中继器 而中继器的主要功能是对接收到的信号进行再生放大 以扩大网络的传输距离 正是因为HUB只是一个信号放大和中转的设备 所以它不具备自动寻址能力 即不具备交换作用 位于底层 HUB的分类 依据总线带宽的不同 HUB分为10M 100M和10 100M自适应三种 HUB根据端口数目的不同主要有8口 16口和24口等 三 网络硬件简介 路由器在互联网日益发展的今天 是什么把网络相互联接起来 是路由器 一般说来 异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成 路由器是一种网络设备 它能够利用一种或几种网络协议将本地或远程的一些独立的网络连接起来 每个网络都有自己的逻辑标识 路由器通过逻辑标识将指定类型的封包 比如IP 从一个逻辑网络中的某个节点 进行路由选择 传输到另一个网络节点 路由器的一个作用是连通不同的网络 另一个作用是选择通畅快捷的近路传送信息 大大提高通信速度 路由器位于网络层 四 局域网技术 常见局域网的类型局域网 LAN LocalAreaNetwork 是将小区域内的各种通信设备互联在一起所形成的网络 覆盖范围一般局限在房间 大楼或园区内 局域网的特点是 距离短 延迟小 数据速率高 传输可靠 局域网类型包括 以太网 Ethernet 光纤分布式数据接口 FDDI 异步传输模式 ATM 令牌环网 TokenRing 交换网Switching等 四 局域网技术 1 以太网Ethernet该标准是一种称为CSMA CD 带有检测冲突的载波侦听多路存取技术 以太网是一种总线结构的局域网 使得多台主机站点能共享一个公共的信道 多路访问 但同一时刻只允许一个站点在以太网中发送信息 结构如下 四 局域网技术 A B C D E 工作过程 某站点发送信息前先检测以太网中是否安静 该检测是由检测电路在硬件级完成 若无数据传送 则发送消息 否则等待 避免冲突 一旦发生冲突 则停止发送 在等待重发 特点是总线不能构成回路 四 局域网技术 2 令牌环是IBM公司于80年代初开发成功的一种网络技术 之所以称为环 是因为这种网络的物理结构具有环的形状 环上有多个站逐个与环相连 相邻站之间是一种点对点的链路 因此令牌环与广播方式的Ethernet不同 它是一种顺序向下一站广播的LAN 与Ethernet不同的另一个诱人的特点是 即使负载很重 仍具有确定的响应时间 四 局域网技术 A C B D 工作原理 所谓令牌是一个特殊的控制幀 一个环只有一个令牌 令牌不断在网中环绕 某站点一旦抓住令牌 便可发送数据 其它站点只能转发该数据 其它站点要发数据必须等令牌释放后捕捉到该令牌 四 局域网技术 3 FDDI网络 光纤分布式数据接口FDDI是一种使用两根光纤作为传输介质的 高速的 通用的环形网络 它能以100Mbps的速率跨越长达100km的距离 连接多达500个设备 既可用于城域网络也可用于小范围局域网 FDDI采用令牌传递的方式解决共享信道冲突问题 并采用反向双环结构 其中的一个称为主环 另一个称为副环 两个数据流动方向相反 正常情况下只使用主环传输数据 副环空闲 当主环出现故障时 副环接替 图如下 四 局域网技术 A C B D 工作原理 FDDI建立在令牌幀的基础上 当所有站都空闲时 令牌幀沿环运行 当某站有数据要发送时 必须等待有令牌通过时才可进行 一旦识别出有用的令牌 该站便将其吸收 随后便可发送一幀或多幀 这时环上没有令牌后 便在环上插入一新的令牌 不必像802 5那样 只有收到自己发送的幀才能释放令牌 因此 在任一时刻环上可能会有来自多个站的幀运行 五 广域网技术 广域网 WAN WideAreaNetwoke 连接地理范围较大 常常是一个国家或是一个洲 其目的是为了让分布较远的各局域网互联 广域网是基于面向连接的通信 WAN涉及很多广域网互联技术 主要有 公共电话交换网 PSTN 技术数字数据网 DDN 技术综合业务数据网技术 ISDN 帧中继技术 FR 分组交换网技术 五 广域网技术 1 DigitalDataNetwork 数字数据网DDN是平时所说的专线上网方式 是一种利用光纤 数字微波和卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网 它可以为用户提供各种速率的高质量数字专用电路和其他新业务 以满足用户多媒体通信和组建中高速计算机通信网的需要 DDN最大特点是数字电路 高速率 低延时 高质量 可一线多用 既可通话 传真 传送数据 又可组建会议电视系统多媒体服务等 五 广域网技术 2 ISDN IntegratedServicesDigitalNetwork 综合业务数字网ISDN是电话网和数字网相结合演化而成的一种网络 它能提供端到端的数字连接 用来承载包括语音和非语音等多种电信业务 与在电话网上使用Modem设备方法相比 ISDN有三点好处 一是不占用电话线 二是提供端到端的数字连接 不用转换 三是传输速率远高于Modem 六 接入技术 即最后一公里技术 它用于将用户的计算机或局域网连接到公用网络 通过接入技术 用户可将计算机连接到Internet上