《计算机网络技术》PPT课件

电子政务的技术基础 第1节电子政务的技术构成第2节计算机网络技术第3节数据库技术与应用第4节协同工作技术第5节网格技术 第1节电子政务的技术构成 1 技术构成的概述电子政务适用技术层次大致划分为三个层次 网络 计算机和通信等硬件基础设施 各类管理 控制 操纵 交换和安全等软件基础设施 实现电子政务功能的一般和特殊应用 管理 控制 操纵 交换和安全等软件基础设施 计算机 网络 通信等硬件基础设施 政务功能的应用 第1节电子政务的技术构成 2 操作系统操作系统 OperatingSystem 是电子政务技术基础平台的最为基础的部分和核心部分 操作系统是一个程序集 它的作用有两个 一是作为计算机硬件和各种应用程序的接口 见图 使得各个用户不必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 二是管理计算机及相关系统的资源 即各个应用程序要对处理器 存储器以及输入 输出设备等硬件设备的资源进行有序地控制和分配 第1节电子政务的技术构成 2 操作系统操纵硬件为用户提供应用界面屏蔽硬件管理系统内存进程管理提供网络功能控制系统资源访问管理文件 应用软件 操作系统 第1节电子政务的技术构成 2 操作系统 1 操纵硬件 所有的应用程序在完成任务时 都要同计算机的硬件打交道 如通过键盘给计算机输入信息 从计算机硬盘上调用信息 存入数据等 操作系统会把应用程序的请求转化为硬件可以执行的指令序列 如应用程序需要读取一些数据 数据库就可以把这个需求转化成 从文件中读取数据块 的指令系列 并驱动硬件上的 移动磁头 等待放置 的指令 完成应用程序的请求 第1节电子政务的技术构成 2 操作系统 2 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 它为用户访问或向系统发命令提供中介方式 图形用户界面的可用性和友好性 是衡量操作系统性能优越的重要标志 图形用户界面 GraphicalUserInterface GUI 是使用显示器上的图标和菜单 向计算机传递命令的用户界面 如Windows系列和UNIX系列操作系统 3 屏蔽硬件 用户在使用计算机设备的过程中 并不想了解硬件的工作机理 他们需要简单的 高度抽象的 方便打交道的设备 操作系统通过感性的图形界面 将底层的硬件屏蔽起来 为用户提供一个与硬件等价的虚拟机器 第1节电子政务的技术构成 2 操作系统 管理系统内存 内存管理是以一种对计算机内存优化使用的方式 是在操作系统或不同应用程序利用内存存储指令或数据 以提高计算机的工作效率时 将有限的内存进行分配的过程 操作系统向任何执行中的程序分配不同的地址组 地址空间 当有应用程序对数据或指令发出请求时 操作系统将逻辑请求对应为物理地址 另外 利用部分内存来保存系统经常使用的代码和数据 还可以避免耗用系统资源频繁的读取硬盘 第1节电子政务的技术构成 2 操作系统 进程管理 操作系统的重要任务就是要有效地分配计算机的资源 以使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 一个进程 Process 基本是一个应用程序 多进程是按照分时方式工作的 分时操作系统会周期性的挂起一个进程 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 暂停的进程按照挂起时刻的状态再次启动 百人挑战棋王 第1节电子政务的技术构成 2 操作系统 提供网络功能 操作系统可以帮助用户进行网络连接 使计算机具有网络操作的能力 例如 我们在Internet上使用某个程序时 用户计算机的行为就好像在本地系统上使用该应用程序一样 这就是操作系统提供的网络功能 操作系统的网络相关特性有 支持和控制建立网络连接与数据传输 共享数据文件 软件应用以及共享磁盘 打印机 调制解调器 扫描仪和传真机等 第1节电子政务的技术构成 2 操作系统 7 控制系统资源访问 计算机所载信息由于功能的不同 一般是具有安全性特征的 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 最为典型的是授权访问 操作系统建立一个登陆过程以要求用户输入身份代码与之相匹配的口令 特别是支持网络服务的操作系统 系统安全是较脆弱的 为提高安全性 用户需经常更改密码以防系统安全漏洞 操作系统还会对使用系统的情况作出记录 报告任何非法登陆 企图危及系统安全的操作 以保护系统资源 第1节电子政务的技术构成 2 操作系统 8 管理文件 操作系统具有文件管理的功能 来确保用户能够创建文件 删除文件和读写文件 操作系统将文件以目录的形式存放 文件目录可以呈现出树状层次结构 而目录结构中的每一文件都可以从根目录 RootDirectory 开始的路径名 PathName 来确定 每一层之间用正斜线隔开 为保护文件的私秘性 操作系统会提供保护码来保护文件和目录 并通过密码机制使用户能够具备 写权限 读权限 执行权限 以及 搜索权限 等相应的对文件操作的权限 第1节电子政务的技术构成 2 操作系统电子政务操作系统应具备的特性针对不同的工作目标 不同的操作系统有着特性的差异 构建电子政务技术系统所采用的操作系统 有与电子商务领域相同的技术要求 也有区别于电子商务不同的技术要求和侧重方面 不同的要求和侧重 是由电子政务的特殊性所要求的 概括的讲 电子政务操作系统的特性主要是 安全性可靠性互操作性 第1节电子政务的技术构成 电子政务操作系统应具备的特性 1 安全性电子政务要想从传统政务方式蜕变出来 就要体现出Internet具有的开放性 共享性和互动性等特征 这对政务信息和政务系统的安全性提出极大地挑战 对于操作系统这样的平台性产品 特别强调通过自主设计的方式实现安全性 电子政务操作系统的安全性主要从两个方面来考虑 一是必须建立一个自主 完整的软件体系 特别是操作系统这种平台式的产品 二是政府采用外国公司的操作系统时必须反复论证 操作系统有无系统后门 有无信息泄露隐患等 第1节电子政务的技术构成 电子政务操作系统应具备的特性 1 安全性安全性包括很多方面内容 但保障数据不被损毁和防止入侵者是比较重要的两方面 引起数据损毁的原因通常有硬件或软件故障 人为的错误等 对付入侵者也是重要方面 入侵者主要有两类 只想读取非授权文件的消极入侵者 怀有恶意的积极入侵者 因此 操作系统应建立授权访问机制和特定的操作系统保护机制 ProtectionMechanism 用户认证 UserAuthentication 是操作系统通常的方法 其中包括有口令和一些物理鉴定的方法 口令机制是登陆时对其进行加密和对照验证 物理的确认方法包括带有用户信息的IC卡和口令 同时使用 指纹技术 签名分析等 第1节电子政务的技术构成 电子政务操作系统应具备的特性 2 可靠性由于政府的某些工作领域出现差错影响面大 对差错的允许度低 因此电子政务操作系统的可靠性是非常重要的问题 操作系统的可靠性是指系统的平稳连续运行的能力 出现问题后系统对数据的保护能力和系统的恢复能力 可靠性意味着减少那些可能导致系统失败的潜在因素 可靠性能延长两次故障之间的间隔时间 当不可避免的出现系统死机后 良好的可靠性可以保证系统迅速重新启动 操作系统的可靠性主要表现在如下方面 第1节电子政务的技术构成 电子政务操作系统应具备的特性 2 可靠性故障恢复 当系统遇到故障时 操作系统能够在最短的时间内 自动地把服务器和其应用程序恢复到故障前的水平 容错功能 允许用户在多个不同的服务器上建立虚拟文件系统 如果一个服务器发生故障 客户端会自动的与其他服务器相连接 而客户端获得的服务没有发生变化 驱动程序的安装 驱动程序签名能够确保所安装都是经过测试的驱动程序 再有就是对原先驱动程序的备份 恢复机制 更新能力 通过动态或自动更新 可实现应用程序或设备兼容性更新 驱动程序更新 使得安装或安全性问题紧急修复能力增强 提高操作系统的可靠性 第1节电子政务的技术构成 电子政务操作系统应具备的特性 3 互操作性互操作性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 它是政府信息化建设中最为核心和关键的 最具有全局性的信息技术特性 是电子政务实现互动性 信息共享和信息延续的根本条件 操作系统的制造者都是采用自主知识产权的技术 这将导致众多的硬件设备和应用软件无法交换搭配使用 操作系统能够支持一致的标准规范 使信息能够使用同构的方式存储 表示 传输和处理 操作系统必须能够支持中立的各种传输协议 应用模型 标准接口 标准的推行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围墙隔绝的必要条件 第1节电子政务的技术构成 1 web技术Web是WWW WorldWideWeb 的简称 又称为 万维网 但Web究竟是什么 目前尚无公认的定义 简单的说 Web是建立在客户机 服务器 Client Server 模型基础之上 以HTML语言和HTTP协议为基础 能够提供面向各种Internet服务的 一致的用户界面的一种信息服务系统 第1节电子政务的技术构成 1 web技术Web的定义可以从以下几个方面来理解 Web是Internet提供的一种服务 由于Web发展迅猛 使得有些人认为Web就是Internet 实际上Web只是建立在Internet 采用Internet协议的一种信息服务系统 通过Web可以访问到Internet中的所有文件 无论是文本文件 图形文件 还是音频文件 视频文件 Web是一个巨大的信息宝库 Web是存储在全世界范围内的Internet服务器中数量巨大的信息集合 可以这样认为 Web是全世界最庞大的 实用的 可共享的信息库 第1节电子政务的技术构成 1 web技术Web的定义可以从以下几个方面来理解 Web上的信息彼此关联 Web上大量的信息是由彼此关联的文档组成的 这些文档被称为主页 HomePage 或页面 Page 它是一种超文本信息 通过超链接将它们连接在一起 由于超文本的特性 用户可以方便地看到文本 图形 视频 音频等多种媒体信息 Web上的信息保存在Web站点中 Web站点即是Web服务器 用户可以通过浏览器 Browser 方便地浏览Web站点上的内容 因此 Web是一种基于客户机 服务器 C S 的体系结构 可以说 Web是一种全球性的信息服务系统 Internet通过该系统在计算机之间相互传递基于超媒体的数据信息 1 web技术Web的定义可以从以下几个方面来理解 Web简单易用 Web以一种简单的方式连接全世界范围内的超媒体信息 任何人只要点击鼠标即可浏览内容 浏览器通常是标准的应用程序 而页面与平台无关等 由于易于使用 基于Web开发的各种应用也易于实现跨平台 因此开发成本较低 而且基于Web的应用简单易用 第1节电子政务的技术构成 第1节电子政务的技术构成 2 服务器服务器的概念服务器是网络层次上的计算机概念 作为网络的核心 服务器就是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 服务器就是服务 的设备 服务器的主要指标包括 响应速度 吞吐量 平衡能力 扩展性 可靠性 易用性 第1节电子政务的技术构成 2 服务器响应速度 从输入数据到服务器完成任务的时间 吞吐量 是整个服务器在单位时间内完成的任务量 平衡能力 根据需求和服务器具体的工作环境和状态 调整用户对系统资源的占用 达到服务的优化 扩展性 用户可以根据需要随时增加有关部件 以提高系统的总体性能 可靠性 是指服务器正常运行时间所能达到的比例 易用性 指服务器在运行时方便于使用 控制 维护 整合和支持的能力 如部件的故障预警 远程维护等的方便性 第1节电子政务的技术构成 2 服务器服务器的应用根据服务器服务功能的差别 可以划分为 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 数据库服务器等 根据硬件的能力级别 将服务器划分为 低端服务器 高端服务器 专向服务器等 根据对操作系统的支持 可以将服务器划分为 Windows服务器 UNIX服务器 Linux服务器等 第1节电子政务的技术构成 2 服务器根据服务器服务功能的差别 1 Web服务器 Web服务器是根据客户端浏览器的服务请求向其发送相关信息的设施 它是客户端浏览器与系统信息资源之间的基本媒介 选择Web服务器时应考虑的因素 Web服务器的处理速度 稳定性 出错率的高低 容错能力和负载平衡能力 吞吐能力 客户连接数 负载能力大小 模块化特征 灵活性和扩展性 安全防护能力 对数据的保护和传输加密 第1节电子政务的技术构成 2 服务器根据服务器服务功能的差别 2 应用服务器FTP服务器 FTP就是FileTransportProtocol文件传输协议的缩写 FTP服务器能够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 可分为匿名服务器和系统FTP服务器 邮件服务器 电子邮件系统一般包括两部分 邮件用户代理和邮件传送代理 邮件用户代理是邮件系统为用户提供的可以读写邮件的界面 而邮件传送代理运行在底层 是处理邮件收发工作的 简单的说 用户可以使用邮件用户代理写信 读信 而通过邮件传送代理收信 发信 第1节电子政务的技术构成 2 服务器根据服务器服务功能的差别 2 应用服务器文件共享服务器 政务活动在网络上运行 相互之间的文件共享 存储和访问是普遍的行为 文件共享服务器将互联网文件共享为相关联的整体 提供快速的分布式文件访问 在互联网上共享用户文件 使用户可以通过浏览器在全球范围内访问和共享他们的文件 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 相关数据请求和提供的支持 部门商议和信息确认的协同处理支持等 或者对网络上分布式的任务来源提供管理和服务 第1节电子政务的技术构成 2 服务器根据服务器服务功能的差别 3 数据库服务器 电子政务网中来自内网或来自外网的用户和程序 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 就必须要建立数据服务机制 即数据库服务器 第1节电子政务的技术构成 3 客户端客户端概述 客户端和服务器是建立在网络基础上的共生关系概念 客户端的概念内涵和外延 与服务器之间的结构关系在不断地发生变化 客户端有时是指联机在某个服务器的终端机 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 有时是指连接在政府机构内网上的一个普通的PC等等 从客户端与服务器的构成关系角度来看 客户端的作用是逐渐变化的 第1节电子政务的技术构成 3 客户端C S两层结构B S多层结构 用户界面 应用逻辑 数据库服务器 客户机 服务器 Web浏览器 应用逻辑 数据库服务器 客户机 应用服务器 数据库服务器 Web服务器 数据库 Web服务器 数据库 表示层 事务逻辑层 数据服务层 第1节电子政务的技术构成 3 客户端Web浏览器 由于C S的构架中 客户机承担过重的事务逻辑处理和计算 已经不适应需求 于是B S结构产生 在B S结构中 用户可以通过浏览器向网络上的服务器发出服务请求 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 第1节电子政务的技术构成 3 客户端B S的体系结构可以分为三个层次 表示层 事务逻辑层 数据服务层 表示层 即Web浏览器 其主要作用是 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 事务逻辑层 该层的主要任务是接受 处理来自各个浏览器的服务请求 与数据库建立连接 向数据库服务器转交数据处理请求 将结果传送回各个浏览器 数据服务层 数据服务层的任务是接受Web服务器对数据库进行的请求 实现对数据库查询 调用 修改 更新等功能 把结果提交给Web服务器 第1节电子政务的技术构成 4 浏览器和服务器构架的工作机理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 接受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以及越来越广泛使用的可扩展标注语言XML 1 HTMLHTML是网络上建立文本通信的通用语言 它的存在使得任何平台的计算机在WWW上共享信息 它是一种简单 通用的标记语言 它允许网页制作人建立文本与图片相结合的复杂页面 这些页面无论使用的什么类型的电脑或浏览器都可以显示出来供人浏览 第1节电子政务的技术构成 4 浏览器和服务器构架的工作机理 2 XMLHTML主要侧重在表现信息的外观和编排形式 而缺乏对信息内容结构的表达 使得信息内容的检索和智能利用受到限制 XML与HTML最大的不同是 XML注重于内容的表达 或者说 XML擅长于对信息内涵的表达 由于XML可以对各种类型的信息进行标注 变成具有结构的内容 因此可以作为各个异构系统的交流媒介 第4章电子政务的技术基础 第1节电子政务的技术构成第2节计算机网络技术第3节数据库技术与应用第4节协同工作技术第5节网格技术 第2节网络与通信技术 1 网络概述 1 网络的概念计算机网络是用通信介质把分布在不同地理位置的计算机和其他网络设备连接起来 实现信息互通和资源共享的系统 计算机网络是计算机技术和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 第2节网络与通信技术 1 网络概述 2 网络协议 将数据从一台计算机传送到另一台计算机 必须按照通信双方约定好的规则进行 这些规则就是网络协议 为了避免网络上的协议由各个公司制定产生的网络资源无法共享的局面 国际标准化组织ISO InternationalStandardOrganization 定义出一个网络协议的标准层次 七层网络协议 OSI OpenSystemInterconnection ISO定义的七层网络协议有 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层和物理层 七层网络协议中的每一层都有相应的协议和独立的功能 较低层次通过层接口向上一层提供服务 而且不同系统之间进行通信 相同层次使用对等协议进行通信处理 第2节网络与通信技术 1 网络概述 2 网络协议 物理层 物理层是建立在通信介质的基础上实现系统和通信介质的物理接口 该层主要处理与电 机械有关的各种特性 以便建立 维持和拆除物理连接 数据链路层 在物理层的基础上 数据链路层的任务是控制链路上相邻结点之间如何有效传递数据 如将流以一定的格式组成帧 以帧为单位发送 接受 校验 应答 差错控制等 网络层 控制通信子网的工作 解决路径选择 流量控制 拥塞等问题 以使不相邻节点之间的数据能够正常传送 第2节网络与通信技术 1 网络概述 2 网络协议 传输层 在两个用户之间建立畅通的通道 确保数据以正确的顺序到达目的地而提供交换数据的方法 对连接进行控制会话层 在两个实体间建立通信伙伴关系 进行数据交换和会话管理 会话连接 数据传送 释放连接 表示层 用以处理数据表示 消除网内各实体间语义差异 将数据转换成能被各种入网计算机及应用程序相互理解的约定格式 此外 还要完成数据的加密 解密 压缩等 应用层 完成网络服务功能所需要的各种应用协议 如域名服务 文件传输 电子邮件等网络应用 第2节网络与通信技术 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 传输层协议 会话层协议 表示层协议 应用层协议 网络层协议 数据链路层协议 物理层协议 第2节网络与通信技术 1 网络概述现有的网络互联协议已或多或少的地遵循了OSI模式 全球最为著名的两个协议是TCP IP就是这样的两个协议 Internet就是TCP IP协议下实现的全球性互联网络 网际协议 InternetProtocal IP 是不同局域网的计算机之间相互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计算机和不同操作系统的网络 数据链路层 网络层 传输控制协议 TransportControlProtocol TCP 是一种数据传输协议 使不同的计算机之间建立通信会话 并通过对传输方式的控制 提供可靠的数据传输的一系列规则 传输层 会话层 表示层 第2节网络与通信技术 1 网络概述 应用层 传输层 网络互联层 网络接口层 FTP TELNET SMTP DNS SNMP HTTP TCP VDP IP ARP RARP ICMP IGMP 无专用协议 TCP IP协议 第2节网络与通信技术 1 网络概述 TCP IP协议 第2节网络与通信技术 1 网络概述 3 网络的分类 计算机网络按照其分布范围大小可以分为 局域网 城域网 广域网 局域网 LAN 局域网是指小范围的计算机网络 一般是指一个单位构成的网络 区域范围可以是一个办公室 一栋办公楼 一个政府机构等 政府机构常常构建内部的办公网络 以便进入机构内部在电子平台上处理公务活动 交换和共享信息资源 传统局域网的传输速度一般为10 100Mpbs 局域网通常是以直接联机方式组网的 一般通过防火墙或硬隔离措施与广域网隔离开 第2节网络与通信技术 1 网络概述 3 网络的分类 计算机网络按照其分布范围大小可以分为 局域网 城域网 广域网 城域网 MAN 是扩大的局域网 一般是在城市的一个地区实现计算机设备及相关设备的互连 城域网使用IEEE802 6标准 广域网 WAN 将多个局域网连接在一起 便构成广域网 广域网跨越的地理区域可以是一个省 一个国家 如政府内部从中央到地方构建的网络 如教育科研网等 第2节网络与通信技术 1 网络概述 3 网络的分类 其他分类方法 按使用机构性质 政府网 企业网 教育科研网 按网络拓扑结构 星型网 环型网 总线网等 按网络协议 TCP IP网 IPX SPX网 APPLETALK网 NetBIOS网 按传输带宽 宽带网 窄带网 第2节网络与通信技术 1 网络概述 4 计算机网络的主要功能 实现资源共享 计算机网络可以使用户通过网络来利用网络上的信息 程序 设备 分布式处理 对于大型的 复杂的问题 可以采用适宜的事务逻辑 将任务分布到网络中不同的计算机上进行处理 提高系统可靠性 在网络上可以实现实时的数据备份 一方面保证宝贵的信息资源不会因为各种灾难而损失 同时也可以提高系统的恢复能力 协同能力 由于网络具有很强的信息通信能力 所以 网络上可以实现多人在不同地点上实时的信息交流 同时处理一个信息对象 第2节网络与通信技术 2 网络类型网络类型很重要的一种方式就是网络的拓扑结构 它是指网络的物理布局以及其逻辑特征 1 总线拓扑结构 是指通过一条线缆连接计算机设备的方式 该结构适合在小型网络方面 结构简单 拓展方便 第2节网络与通信技术 2 网络类型 2 环形拓扑结构 该结构是将计算机以环形方式连接 第一部连接下一部 最后一部与第一部相连 数据传输时 会沿着环从一个节点流向另一个节点 直至找到目标 这种结构适合于LAN中长距离传输信号 比总线结构处理的信息流量大 第2节网络与通信技术 2 网络类型 3 星型拓扑结构 是指多个节点与中央集线器相连的方式构成的网络结构 集线器是一种将单独的一段线缆或单独的LAN连为一个网络的设备 星型拓扑网络的构建成本比较便宜 也易于管理 隔离某个节点或进行网络扩展都比较方便 因此 它的使用面比较广 第2节网络与通信技术 2 网络类型 4 网状拓扑结构 是指每一台计算机都有一条以上的线路与其他设备连接 优点是不怕断线 但这种拓扑结构的安装 设定困难 第2节网络与通信技术 局域网 数据传输方法在局域网上传输数据的主要方法有 以太网 令牌环网和FDDI 以太网 以太网是按照IEEE802 3协议建立的局域网络 采用载波侦听多路访问技术 即当一个结点有报文发送且已准备就绪时 先检测信道 如信道空闲 就在下一个时间片占用信道并发送报文 若信道忙 则该节点就不能发送 在基于竞争的以太网中 当两个工作站发现网络空闲而同时发出数据时 就发生冲突 这时两个传送就都遭到破坏 工作站必须在一定时间后重发 以太网的传输速率为10Mbps 在大型网络中 随着传输冲突的增加 以太网效率会急剧下降 因此以太网不适合作主干网 第2节网络与通信技术 局域网 数据传输方法 2 令牌环网 令牌环网即IEEE802 4协议 采用按需分配信道的原则 即按一定的顺序在网络节点间传送为 令牌 的特定控制信息 得到令牌的节点若有信息要发送 则将令牌置为忙 表示信道被占用 随即发送报文 发送完毕后将令牌置为空 传给下一站点 这种方法在较高通讯量的情况下仍能保证一定的传输效率 传输速度为4Mbps或16Mbps 3 FDDI 光纤分布式数据接口 FDDI采用光纤作为传输介质 以令牌环方式仲裁站点对介质的访问 传输速率可达100Mbps FDDI具有传输距离远 可靠性高 互操作能力强的特点 适合作为局域网络的主干网选型 第2节网络与通信技术 局域网 局域网的互连 1 中继器 中继器是连接网络线路的一种装置 常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作 中继器是最简单的网络互连设备 负责在两个节点的物理层上按位传递信息 完成信号的复制 调整和放大功能 以此来延长网络的长度 这是OSI模型中物理层的典型功能 中继器的作用是增加局域网的覆盖区域 由于存在线路传输损耗 在线路上传输的信号功率会逐渐衰弱 衰弱到一定程度时将造成信号的失真 导致接收错误 针对此问题 中继器能实现对衰弱的信号进行放大 保持与原数据相同 第2节网络与通信技术 局域网 局域网的互连 2 集线器 集线器 Hub 是一种汇集线路的设备 它使各个端点的线路得以汇集做数据交换 它属于数据通信系统中的基础设备 集线器是局域网的连接器 3 调制解调器 调制解调器是调制器和解调器的合称 它是一种模拟信号和数字信号之间的转换设备 它将计算机输出的数字信号转换成适应模拟信道的信号 我们将这个实现调制的设备称为调制器 把模拟信号转换为数字信号的过程称为解调 相应的设备称为解调器 第2节网络与通信技术 局域网 局域网的互连 3 调制解调器 ADSL 异步用户数字线路 是指利用ADSL技术在现有的电话线上安装调制解调器 用户可以在使用电话的同时上网或传输数据 ISDN 综合服务数字网络 是一种数字网络接口 该接口可以同时传送语音 数据和图象等 发信者 编码 调制 信道 受信者 解调 译码 发送端 接收者 第2节网络与通信技术 局域网 局域网的互连 4 网卡 用来将计算机设备连接到局域网的适配卡称为网卡 网卡一般有两部分接口 一端是与计算机连接的接口 另一端是与网络连接的接口 网卡工作在数据链路层 主要功能是导入其他网络设备来的数据并将其转变成本机可以识别的数据 将计算机要发送的数据打包后送入网络中 5 网桥 网桥也称为桥接器 是连接两个局域网的存储转发设备 用它可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接 例如通信协议相同 介质可不同 网桥可以在不同类型的介质电缆间发送数据 但不同于中继器的是 网桥能将数据从一个电缆系统转发到另一个电缆系统上的指定地址 网桥要读网络数据包的目的地址 确定该地址是否在源站同一网络电缆段上 如不在 网桥就要顺序将数据包发送到另一段电缆 广播风暴 第2节网络与通信技术 局域网 局域网的互连 网桥 工作站 以太网 工作站 工作站 文件服务器 文件服务器 工作站 以太网 工作站 工作站 文件服务器 文件服务器 网桥 第2节网络与通信技术 局域网 局域网的互连 6 交换机 交换机是一种在通信系统中完成信息交换功能 能够连接两个局域网的设备 它通过识别数据帧上的地址 在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径 使数据帧直接由源地址到达目的地址 交换机的主要工作包括物理编址 错误校验 数据帧序列及流控制 数据链路层交换机除了能够连接同种类型的网络之外 还可以在不同类型的网络 如以太网和令牌环网 之间起到互联作用 通过交换机的过滤和转发 可以有效地隔离广播风暴 减少错误包的出现 交换机在同一时刻可以进行多个节点对之间的数据传播 并且可以独自享有全部的带宽 第2节网络与通信技术 局域网 局域网的互连 6 交换机 交换机可通过以下两种方式进行交换直通式 是在输入端口检查数据包的包头 获取包的目的地址 按地址表转换成相应的输出端口 在输入与输出交叉处接通 把数据包直接通到相应的端口 实现交换功能 其优点是不需要存储 交换非常快 缺点是不能提供错误检验 存储转发 是计算机网络领域应用最广泛的方式 它把输入端口的数据包先存储起来 然后进行检查 在对错误包处理后才取出数据包的目的地址 通过查找表转化成输出端口送出包 其优点是错误校验并保持高速和低速端口的协同工作 缺点是交换延时长 第2节网络与通信技术 局域网 局域网的互连 交换机与集线器 工作站 打印机 绘图仪 工作站 打印机 文件服务器 数据库服务器 楼层1 楼层2 楼层3 通向大楼2 大楼1 集线器 交换机 100M不同网络广播风暴 第2节网络与通信技术 局域网 局域网的互连 7 路由器 是用来连接多个网络的网络设备 当数据从一个网络传输到另一个网络时 用路由器来判断网络地址和选择路径完成传输 一般来说 异构网络互连与多个子网互连都应采用路由器来完成 路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳传输路径 并将该数据有效地传送到目的站点 路由器会根据数据包所要到达的目的地 选择最佳路径包数据包发送到可以到达该目的地的下一台路由器处 依此类推 直到数据包到达最终目的地 路由表保存着各种传输路径的相关数据 以供路由选择时使用 包括子网的标志信息 网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容 路径表可以由系统管理员固定设置好的 也可以由系统动态更改 或路由器自动调整等 第2节网络与通信技术 局域网 局域网的互连 7 路由器 静态路径表 由系统管理员事先设置好固定的路径表称为静态路径表 一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的 他不会随未来网络结构的改变而改变 动态路径表 动态路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表 路由器根据路由选择协议提供的功能 自动学习和记忆网络运行情况 在需要时自动计算数据传输的最佳路径 路由器的优点是 适用于大规模网络 复杂的网络拓扑结构 安全性高 减少主机负担 缺点是 不支持非路由协议 安装复杂 价格高 第2节网络与通信技术 局域网 局域网的互连 8 网关 网关是连接两个协议差别很大的计算机网络时使用的设备 目前 主要有三种网关 协议网关 通常指在使用不同协议的网络区间做协议转换的设施 提供局域网到局域网的转换 例如在使用不同帧类型或传输率差异的局域网间互连 如ISO主机和TCP IP主机的邮件传递需要电子邮件网关 网络层应用网关 是指在使用不同数据格式间翻译数据的设施 典型的应用网关接收一种格式的输入 将之翻译 然后以新的格式发送 应用层安全网关 主要指从对数据包 链路的过滤和程序监控的系统 也称为防火墙 网络层 第2节网络与通信技术 局域网 局域网的互连 9 防火墙 计算机网络的防火墙是一个位于两个网络之间的网络装置 又称安全网关器 当两个网络间有安全的需要时 即可装设防火墙来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 防火墙的结构方式有如下几种 包过滤防火墙 包括静态包过滤和动态包过滤 静态包过滤 通常由一个路由器承担防火墙任务 其功能是依照定义好的过滤规则审查每个数据包 以便确定数据包是否可以通过防火墙进入内部网络 动态包过滤 这种技术即包状态检测技术 采用这种技术的防火墙对通过其建立的每一个连接都进行跟踪 并且根据需要动态地增加或更改规则 第2节网络与通信技术 4 广域网 1 广域网概述所谓广域网 就是将地理上相距较远的不同局域网或计算机系统通过通信线路 按照网络协议连接起来 实现计算机之间相互通信的计算机系统的集合 计算机一般是通过公用网络连接到广域网上 最大的广域网就是Internet 但政府机构不同局域网之间的连接 由于安全的需要和特殊的连接性质 一般要进行专线连接 2 广域网技术公共交换电话网 PSTN 模拟拨号服务是基于标准电话线路的电话服务 可用来作为连接远程端点的连接方法 传输速率33 4kbps 如远程用户拨号上网等 第2节网络与通信技术 4 广域网 2 广域网技术综合业务数字网 ISDN 综合业务数字网是使用电话线传递音频 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结合多种信号的多路复用数据通道 ISDN总有效带宽可达到1 5Mbps点对点专用线路 专用线路目前仍然是许多单位用于实现WAN连接的手段 尤其对速度 安全和控制要求比较高的WAN应用环境更是如此 对于要求持续 稳定信息流传输速率的应用环境 专用线路不失为好的选择 第2节网络与通信技术 4 广域网 2 广域网技术ATM 异步传输模式 ATM 是一种为解决数字化声音和图像的实时传输而开发的技术 在ATM模式中引入了QoS的概念 在建立连接时发送端会赋值连接的形式 速率及其他特性 决定通信的质量 这种技术适合构建高容量的广域网 适合对语音与视频要求较高的网络服务 虚拟专用网络 虚拟专用网络 VPN 是局域网以外的计算机通过公用网络安全地对内部局域网进行远程访问的连接方式 当电子政务系统需要远程办公 或者上下级平级之间经常需要建立远程连接 采用专线连接的方式通信费用高 安全性差 建立VPN是非常理想的选择 第2节网络与通信技术 4 广域网 2 广域网技术虚拟专用网络 VPN服务器一方面连接机构内部专用网络 另一方面要连接到Internet 即VPN服务器必须有一个公用的IP地址 当客户机通过VPN与专用网络中的计算机进行通信时 先由ISP Internet服务供应商 将数据传送到VPN服务器 然后再由VPN服务器将数据传送到目标计算机 VPN需要三个方面的技术 隧道协议 身份认证和数据加密 第4章电子政务的技术基础 第1节电子政务的技术构成第2节计算机网络技术第3节数据库技术与应用第4节协同工作技术第5节网格技术 第3节数据库技术与应用 1 政府信息资源库概述政府信息资源是指一切产生于政府内部或对政府活动有直接影响的信息资源 由于政府的行为总是渗透在社会政治经济领域中 因此政务信息资源的总量巨大 据统计 目前各级政府部门大约聚集了全社会信息资源的80 这些信息资源比一般的信息资源更有价值 质量和可信度也较高 直接关系到国民经济与社会发展的状况和水平 我国政府系统信息化建设的总体目标是 用3 5年时间 初步建立 三网一库 的信息化构架 其中一库是指分布在三网之上的资源数据库体系 第3节数据库技术与应用 1 政府信息资源库概述电子政务信息资源库是一个利用数据库技术 以网络平台为基础 以统一的标准 通用的数据描述语言为建设规范而建立起来的 它能够整合政府部门内部各业务系统信息 实现政府部门之间和政府与公众之间的数据交换和业务处理 从政府信息资源库涵盖的政府信息角度看 政府决策信息资源 例如国家和地方政策 法规条例 战略发展规划等 社会服务信息资源 例如国际国内政治新闻 经济运行分析 统计报表 市场供求 金融财经 科技人才信息等 政府管理的各类资源状况信息 例如人口资源库 法人单位资源库 空间地理资源库 自然资源库和宏观经济数据库的建设 第3节数据库技术与应用 2 数据库概述 1 数据库与数据库管理系统数据库 DB 是指长期保存在计算机内的有组织 可共享的数据集合 数据库中的数据按一定的数据模型来组织 描述和存储 简单的说 数据库就是有规律的存放数据的仓库 帮助用户管理和使用数据库的系统称之为数据库管理系统 简称DBMS 它的作用包括 数据对象的定义 数据的存储与备份 数据访问与更新 数据统计与分析 数据的安全保护 数据库运行管理以及数据库建立和维护等 典型的数据库产品如Oracle DB2 SQLServer等 第3节数据库技术与应用 2 数据库概述 1 数据库与数据库管理系统数据库技术主要由以下几个方面构成 数据模型 模型是对现实世界的抽象 在数据库中也采用数据模型的概念描述数据逻辑结构 数据模型有层次 网状 关系 对象等 数据库语言 是用户与数据库进行交互的语言 任何数据库需要一个通用的查询访问语言来访问数据库系统 目前国际标准的关系数据库访问语言是SQL 结构式查询语言 SQL语言具有数据定义 数据操纵 数据管理 存取保护 处理控制等功能 使用SQL 用户不需了解数据库内部机制 就可以实现数据访问 第3节数据库技术与应用 2 数据库概述 1 数据库与数据库管理系统数据库技术主要由以下几个方面构成 数据结构技术 数据库就是大量数据的集合 数据结构技术是解决大量数据元素按什么结构存放 可以既提高数据处理效率 又节省存储空间 经常采用的数据结构有堆栈文件 树文件等多种存储结构 事务管理技术 事务是指一个对数据库操作的任务单元的序列集合 因为数据库是共享信息资源 因此数据库管理系统允许多个事务并行地存取数据库中数据 事务管理技术实现多个并发事务的协调工作 以保证正确的执行每个事务 并保证数据的完整性 第3节数据库技术与应用 2 数据库概述 1 数据库与数据库管理系统数据库技术主要由以下几个方面构成 数据查询技术 数据库的查询技术是指实现对数据的检索及其检索性能优化的技术机制 查询技术及其效率是衡量一个数据库系统好坏的重要指标 数据完整性技术 是指确保数据具有正确性 有效性和相容性的技术机制 正确性是指数据的合法性 有效性是指数据对应其有效的范围 相容性指同一事实数据的一致性 数据库管理系统必须用一定的机制来检查和保证数据库中数据的完整性 称为完整性技术 第3节数据库技术与应用 2 数据库概述 1 数据库与数据库管理系统数据库技术主要由以下几个方面构成 数据的安全性技术 是指保护和防止不合法使用数据库 避免数据被泄露 更改或破坏的相关技术 数据库管理系统通常采用用户标识与鉴别等技术实现数据库的安全管理 数据的备份和恢复技术 备份是指对数据库中数据在不同物理载体上定期复制的过程 恢复是指将备份下来的数据重新应用到数据库中 数据库的开放互连技术 数据库的开放互连是指在一个数据库系统上开发的应用系统 可移植到另外一个数据库系统并与之相容 例如数据库标准SQL ODBC等 第3节数据库技术与应用 2 数据库概述 2 数据库技术的发展数据库管理系统向高可靠性 高性能 可伸缩性和高安全性发展 数据库系统的互连程度极大发展 数据库系统的互连指数据库系统支持网络环境下信息系统间的互连互访 实现不同数据库间大量数据的交换和共享 能够快速处理以XML类型数据为代表的网上数据 庞大的数据库家族 并行数据库 面向对象数据库 分布式数据库 工程数据库 知识库 模糊数据库 时态数据库 空间数据库 文献数据库 多媒体数据库等等 政府 政府部门 政府信息资源开发利用的政策结构 人员机构 采集生成采购 政策06 政策 政策02 部门 公众 企业 政策01 内容产业 公益服务 政策03 信息流人员机构 资金流 政策04 宏观管理 政策05 政策点 政策07 政策08 政府信息资源开发利用现状和对策 政府信息资源开发利用中的政策点 政府信息资源开发利用现状和对策 政府信息资源开发利用中的政策1 加快推进政务信息公开 按照政务公开的要求 政府部门要主动地 最大限度地向社会公开政务信息 加快制定 政府信息公开条例 逐步建立健全政务信息公开制度 当前 各级政府要按照社会最迫切的需求 确定可以公开的政务信息的目录 制定相应的发布和管理制度 以政府门户网站为重要渠道 并充分利用报刊 广播 电视等媒体以及档案馆 图书馆 文化馆等场所 向社会提供便捷的信息服务 政府信息资源开发利用现状和对策 政府信息资源开发利用中的政策2 加强政府部门之间的信息共享 根据履行职能的需要 明确相关政府部门之间共享信息的内容和方式 逐步建立信息共享的制度 支持跨部门的政务协同 当前 要结合政府工作的重点任务 开展需求迫切 效益明显的跨部门 跨地区的信息共享应用 在人口 企业 地理空间等基础信息共享试点工作的基础上 总结经验 建立机制 逐步推广 在电子政务项目建设时 要充分考虑信息资源共享 减少重复建设 政府信息资源开发利用现状和对策 政府信息资源开发利用中的政策3 实行政府信息资源的增值开放政策 政府信息资源 除了涉及国家秘密 工作秘密 商业秘密 个人隐私以及另有法律法规规定的以外 应当及时向企业公平 公正地开放 供企业进行增值开发和服务 政府信息资源增值开放实行适当的成本补偿收费政策 所得收入要纳入政府预算管理 相关部门要加快制定相应的实施办法 政府信息资源开发利用现状和对策 政府信息资源开发利用中的政策4 规范政府部门的信息采集工作 各政府部门要明确信息采集的责任 内容 标准和流程 力求信息的真实 准确和及时 在充分实现信息共享的基础上 合理规划政府部门之间信息采集的分工与协作 降低采集成本 减少对企业和公众信息的重复采集 减轻社会负担 当前 要统筹协调好基础信息数据库的信息采集分工 持续更新和共享服务 要增强地理空间信息资源的自主保障能力 加快以传统载体保存的政府公文 档案 资料等信息资源的数字化工作 政府信息资源开发利用现状和对策 政府信息资源开发利用中的政策5 扩大信息资源开发利用的投入 政府要将信息资源开发利用的费用纳入预算管理 保障政府信息资源开发建设 运行维护和长期保存的经费 要加强资金使用和信息资产全过程管理 通过评估 论证 监理 审计等措施 降低风险 提高资金使用效益 制定有关鼓励政策 吸引企业和公众在信息资源开发利用领域的投入 多渠道筹集资金 支持重点信息资源开发以及有关的政策研究 标准制定 科技研发 试点示范等工作 政府信息资源开发利用现状和对策 政府信息资源开发利用中的政策6 加强政府信息资源的管理 研究制定 政府信息资源管理办法 建立健全政府信息资源的规划 建设 维护等方面的规章制度 将政府信息资源纳入政府资产的统一管理 结合电子政务建设 加快建设政府信息资源的目录体系和交换体系 保证信息交换共享和各类电子政务应用系统的有效运行加强组织协调和统筹规划 信息资源开发利用是涉及现代化全局的 复杂的社会系统工程 必须加强统一领导 各级政府要强化对信息资源开发利用工作的组织协调 统筹规划和监督管理 当前 各级政府要抓紧组织制定信息资源开发利用专项规划 并将其纳入国民经济和社会发展规划 政府信息资源开发利用现状和对策 政府信息资源开发利用中的政策7 为公众利用信息资源创造良好的环境 创造以多种渠道 多种方式和多种终端利用信息资源的环境 便于向公众提供信息的普遍服务 各级政府要采取有力措施 鼓励竞争 加强监管 降低资费 加快提高互联网的接入率 丰富互联网中文信息资源 并加强公众使用互联网的技能培训 加强标准规范的制定和实施 要加快建立有关信息资源相关的标准化工作的统一协调机制 发挥标准化的