第3章电子商务实现技术基础

第3章电子商务的实现技术基础,【学习要求】本章主要介绍电子商务的实现技术基础，通过本章的学习，应了解计算机网络及通信技术相关知识；熟悉Internet相关技术；了解数据库与数据仓库技术及智能代理技术。,3.1计算机网络及通信技术,3.1.1网络概述计算机网络定义一个类似web的网状通讯系统，其中某个节点被破坏后，系统能自动地寻找另外的路径保持畅通和共享计算机中的信息资源。发展1964年的新设想1969年成功地推出计算机网络系统ARPANET1986年Internet的名字被正式采用1989年开发成功万维网（WWW）1993年计算机网络大发展1995年Internet完全进入商业化运作,计算机网络分类,按照分布距离局域网(LANLocalAreaNetwork)几百米到几公里。城域网(MANMetropolitanAreaNetwork）几公里到几十公里广域网(WANWideAreaNetwork)几十公里到几前公里按使用范围和用途校园网(CampusNetwork)企业网(EnterpriseNetwork)公用网(PublicNetwork)专用网(PrivateNetwork)内联网(Intranet)和外联网(Extranet),3.1.2网络协议(NetworkProtocol)简介,定义是为了使计算机网络中的通信双方能顺利进行信息交换而双方共同约定并共同遵守的规则和章程。组成语义、语法、同步关系在协议中划分层次开放系统互联(OpenSystemInterconnection，OSI)1979年，国际电话与电报顾问委员会和国际标准化组织提出OSI参考模型将整个计算机网络划分成七层。,OSI参考模型,1物理层,保证在通信信道上传输和接收原始数据（以bite为单位，又称比特流）传输媒体：同轴电缆、光纤、通信卫星和微波等物理层协议规定传输媒体本身及与其相连接的机械和电器接口。,2数据链路层,加强物理层原始比特流的传输功能只负责传输和接收比特流，并不关心它的意义和结构把数据封装在不同的数据帧中发送数据链路层协议还完成流量控制和差错处理工作,3网络层,通过寻址来建立两个节点之间的连接，它包括通过互连网络来路由和中继数据路由选择方法通常有两种固定路由选择根据网络负载情况的动态路由选择,4传输层最核心的一层,负责确保数据可靠、顺序、无错地从一点到另外一点。,5会话层,负责在网络中的两个节点间建立和维持通信，常用于终端和主机之间的通信,6表示层,完成被传输数据的表示的解释工作包括数据加密和数据解密，图片和文件格式信息的编码和解码。,7应用层,应用层负责对软件提供接口以使程序能够使用网络服务，包含用户普遍需要的应用服务。例如：虚拟终端、文件传送、文件管理、远程用户登录和电子数据交换以及电子邮件等OSI网络体系机构中低层功能13层的功能，目的是保证系统之间跨过网络的可靠信息传送高层功能47层的功能，是一些面向应用的信息处理和通信功能。,3.1.3TCP/IP协议,1、TCP/IP协议的基本概念,(1)TCP,传输控制协议(TransmissionControlProtocol)作用:保证命令或数据能够正确无误地到达目的端。可靠性：保持对所有发出信息跟踪，并负责对没有到达目的地或陷入无法识别状态的包重新传送。连接型通信服务与对方进行数据传送前，建立与对方TCP的逻辑通路(称为连接)，然后用该连接传送数据，最后切断连接。分组若传送信息超出单个包所允许大小，TCP把它分成若干小包发送，在目的端按原序重新组合。TCP头信息在包中位于数据的前面，包括源发送者和目的接收者的端口号以及包顺序号码，驻留在目的端的TCP报告其本地端口号，这个号码就是目的端的端口号。,(2)UDP用户数据报协议(UserDatagramProtocol)不可靠性不对发出的报文进行跟踪，不能保证每个UDP报文都能达到目的地址。效率很高，减少了网络开销，。当数据包到达目的端，且没有校验错误，UDP可以根据包的接收长度判断接收是否有误。,(3)IP,互联网协议(InternetProtocol)作用负责完成互联网中包的路径选择，并跟踪这些包到达不同目的端的路径。IP与TCP的关系IP位于TCP下一层，TCP把头信息加在每个包前，给IP提供目的端计算机IP地址，把包交给IP，由它负责向网络上发送。IP从TCP接收包和包的目的端地址，无需考虑包的顺序，在目的端再把它们按原次序重新组合。,(3)IP（续）,IP的头信息放在每个包前，包括源和目的端IP地址、协议号以及IP自身校验码。源IP地址发送机器的地址；目的端IP地址IP包接收者地址；协议号码用于通知最终目的端的IP把包传给TCP或是别的协议。IP校验码保证包中内容在传输中的正确性。,(4)IP地址,作用:标识出网络和网内主机构成:一个32位的二进制整数，每隔8位用“.”分隔，每个组的取值范围为0255(即二进制的“11111111”)。例如，20实际应用中分为3类A类：第一个8位组的取值范围为1126，代表网络号，后3个8位标识主机号。B类：前两个8位组用识别网络号，范围为128.1191.254，例如：C类：使用前3个8位组来标识网络号，192.1.1223.254.254,(5)Internet域名,TCP/IP的名字管理机制称为域名系统(DomainNameSystem，DNS)任何组织均根据域名语法构造本组织内部域名。例：表示中国人民大学信息系WWW服务器域名归Internet中央管理机构(NIC)管辖，假如一个国家的主机要想按地理模式登记进入域名系统，首先要向NIC申请登记本国的第一域名(二字符标识符)。例：以cn结尾的域名全部由中国的域名管理机构管理。域名交易网站：,正式的通用标准顶级域名（Internet规定）,（6）ARP和RARP,IP地址将网络地址隐藏起来，实际通讯时候，物理网络仍然使用物理地址，IP地址不被物理层识别，二者地址要统一，必须建立映射关系。ARPARP协议是“AddressResolutionProtocol”（地址解析协议）的缩写。从网间网地址到物理地址的映射，负责将某个IP地址解析成对应的MAC地址。防范ARP欺骗第一种ARP欺骗的原理是截获网关数据。它通知路由器一系列错误的内网MAC地址，并按照一定的频率不断进行，使真实的地址信息无法通过更新保存在路由器中，结果路由器的所有数据只能发送给错误的MAC地址，造成正常PC无法收到信息。第二种ARP欺骗的原理是伪造网关。它的原理是建立假网关，让被它欺骗的PC向假网关发数据，而不是通过正常的路由器途径上网。在PC看来，就是上不了网了，“网络掉线了”。,RARP(反向地址转换协议,ReverseAddressResolutionProtocol),是一种网络协议,作用与ARP相反,用于将MAC地址转换为IP地址。从物理地址到网间网地址的映射,允许局域网的物理机器从网关服务器的ARP表或者缓存上请求其IP地址。,（7）IPv6,IPv4为32位IP地址，IPv4技术可使用的IP地址有43亿个，其中北美占有3/4，约30亿个，而人口最多的亚洲只有不到4亿个，中国只有3千多万个，只相当于美国麻省理工学院的数量。IPv4现已不够用（原因：Internet的指数型增长；划分的缺陷）IPv6将IP地址空间扩展到128位，从而包括21038个地址从IPv4到IPv6的主要改变：路由和寻找功能得到扩充；标题格式得到简化；可选支持得到加强；引入“服务质量”(QoS)功能；包含了信息鉴别和保密功能。IPv6和IPv4可以共存，例如通过在IPv4前面加上96位前缀从而适应IPv6。,3.1.4局域网技术,1、局域网的特征传输速率高支持传输介质种类多通信处理一般由网卡完成传输质量好，误码率低有规则的拓扑结构,2、局域网的组成,（1）服务器作用：运行网络0S，提供硬盘、文件数据及打印机共享等服务功能，是网络控制的核心。分类：文件服务器，打印服务器，数据库服务器和Internet网上Web，FTP，Email等服务器。目前常见NOS：Netware：流行版本V3.12，V4.11，V5.0，对硬件要求低，应用环境与DOS相似，技术完善，可靠，支持多种工作站和协议，适于局域网操作系统，打印服务器性能好。Unix：典型的32位多用户的NOS，主要用于超级小型机，大型机上，目前常用版本有UnixSUR4.0。支持网络文件系统服务，提供数据等应用，功能强大，命令复杂，由AT&T和SCO公司推出。WindowsNTServer4.0：面向分布式图形应用程序的完整平台系统，界面与Win95相似，易于安装管理，集成了Internet网络管理工具。,（2）工作站：可以有自己的0S，独立工作；通过运行工作站网络软件，访问Server共享资源，常见有DOS工作站，Windows工作站。（3）网卡：将工作站式服务器连到网络上，实现资源共享和相互通信，数据转换和电信号匹配。（4）传输介质双绞线(TP)将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低干扰，每对相互扭绕而成。分为：非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。,双绞线有屏蔽双绞线无屏蔽双绞线,同轴电缆由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成，两导体间用绝缘材料隔开。按直径分粗缆：传输距离长，性能高但成本高，使用于大型局域网干线，连接时两端需接终接器；细缆：传输距离短，相对便宜，用T型头，与BNC网卡相连，两端安50欧终端电阻。按传输频带基带：数字信号，信号占整个信道，同一时间内只能传送一种信号；宽带：传送的是不同频率的信号。,光纤应用光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入光纤，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并把它变为电信号，经解码后再处理。分为单模光纤和多模光纤。绝缘保密性好。单模光纤由激光作光源，仅有一条光通路，传输距离长，2公里以上。多模光纤由二极管发光，低速短距离，2公里以内。,同轴电缆光导纤维电缆,3、局域网的几种工作模式,专用服务器结构又称“工作站文件服务器”结构，由若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来组成工作站存取服务器文件，共享存储设备，以共享磁盘文件为主要目的。客户机/服务器模式(clientserver)其中一台或几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和存取，称为服务器，其它应用处理工作分散到网络中其它微机上，构成分布式处理系统，服务器控制管理数据的能力己由文件管理方式上升为数据库管理方式，因此C/S的服务器也称为数据库服务器，注重于数据定义及存取安全后备及还原，并发控制及事务管理，对等式网络在拓扑结构上与专用Server与CS不同。没有专用服务器，每一个工作站既可以起客户机作用也可以起服务器作用。对等网也常常被称做工作组。最简单的对等网络就是使用双绞线直接相连的两台计算机，计算机的数量通常不会超过10台，网络结构相对比较简单。,3.1.5广域网技术,广域网概念：在一个很大的地理范围内，将各种局域网或网络设备互联在一起的通信网络。广域网和局域网的重要区别：局域网使用的协议主要在数据链路层，广域网使用的协议在网络层。构建广域网须借助公共传输网络，分为两类：电路交换网络主要是公共交换电话网（PSTN）和综合业务数字网（ISDN）分组交换网络主要是X.25分组交换网，动态分配带宽，可以加密和差错控制。,3.1.6几种网络接入技术的优势分析,ISDN（综合业务数字网）单一网络提供多种服务，通过电话交换网络，双线一起开，速度慢。ADSL（非对称数字用户线路），有静态的IP地址。CableModem（电缆调制解调器）-有线电视宽带网络技术，使个人拥有web服务器成为可能。STB机顶盒-无需电脑分析比较：对于家庭用户及绝大部分用户来说最合算的接入方式是ISDN和ADSL了。前者能一定程度上解决Modem传输率慢的痼疾，同时也不很贵。ADSL作为目前比较先进的接入方式，将逐渐成为国内宽带接入的主流。CableModem上网目前还会因高昂的费用无法得到更大范围内的普及，但其发展前景特别是光纤传输方式是宽带接入最终的方向。STB机顶盒上网只是为目前只打算用电视机上网的用户而准备的。,3.2Internet技术,3.2.1Internet在中国的发展Internet在中国的发展历史：1988：中国第一个存储转发电子邮件的网络诞生，称为中国学术网CANET。1990.10：CANET在Internet主要的信息管理机构InterNIC注册了中国的最高级域名.cn。1990：中国建立了研究网络CRN。中国第一个跨园区的光纤互连计算机网络开始中关村地区教育与科研示范网络NCFC）建设。1993.3：中国科学院高能物理研究所(IHEP)与美国斯坦福大学进行科研合作，通过租用专线的方式建立了一条64kbps的国际信道。1994.5：中国正式加入Internet。,3.2.2Internet在中国的发展现状,中国教育和科研计算机网CERNET中国科技网络CSTNet中国公用计算机互连网CHINANET中国金桥信息网CHINAGBN3.2.3Internet网络结构及协议Internet网络结构分三层，最下层为校园网和企业网，中间层是地区网络，最上层是全国骨干网。Internet地址结构惟一通用的地址格式，类型有IP地址和域名地址两种。IP地址采用二进制表示，每个地址长32比特。分为A，B，C，D，E五类。域名地址一级域名；二级域名,3.2.4Internet的基本应用,电子邮件(E-mail)远程登录(Telnet)文件传输(FTP)万维网(WWW)电子公告牌(BBS)网络新闻组(USENET)MUD（多用户层面）网络游戏3.2.5Internet术语WWW万维网Hyperlink超链接WebPage网页Website网站URL统一资源定位器，就是指网络地址Java用于Internet上的一种程序设计语言。Browser浏览器IRC在Internet上与其他用户实时交谈的系统SMTP和POP3简单邮件传输协议,3.3数据库和数据仓库技术,3.3.1数据库的概念数据库通用化的综合性数据集合，可供各种用户共享且具有最小冗余度和较高数据与程序的独立性。数据库管理系统(DBMS)在建立、运用和维护时对数据库统一控制。主要三种类型：层次数据库、网状数据库和关系数据库。关系数据库应用最广泛，如Oracle、Sybase，Informix，Sybase，SQLServer等。,层次数据库按树型结构存储数据，数据库中的记录之间有父子联系。图3-3层次数据库中数据存储示意图图3-4网络数据库中数据存储示意图,关系数据库表3-3关系数据库中的数据存储格式：,面向对象的数据库,一、数据仓库及其特征,数据仓库一个面向主题的（SubjectOriented）、集成的（Integrate）、相对稳定的（Non-Volatile）、反映历史变化（TimeVariant）的数据集合，用于支持管理决策。,3.3.2数据仓库、联机分析处理、数据挖掘,数据仓库有以下几个特征：,面向主题,集成,相对稳定,反映历史变化,数据仓库的基本体系结构,数据源,抽取装载刷新清理,数据仓库,数据集市,服务,OLAP服务器,OLAP服务器,前端工具,查询工具,分析工具,报表工具,数据挖掘工具,二、数据挖掘,1、数据挖掘概述,定义：从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中提取隐含于其中的、人们事先不知道但又具有潜在用途的信息和知识的过程。,数据挖掘(DM)从大量数据中发现潜在规律、提取有用知识的方法和技术。,三、数据处理,联机事务处理OLTP是传统关系型数据库的主要应用，主要是基本的、日常的事务处理，例如银行交易。联机分析处理OLAP是数据仓库系统的主要应用，支持复杂的分析操作，侧重决策支持。,DW，OLAP，DM的联系：数据仓库用于数据的存储和组织，联机分析处理侧重于数据的分析，由用户驱动，很大程度上受到用户水平的限制。数据挖掘则致力于知识的自动发现，数据驱动，根据数据本身规律性，自动地挖掘数据潜在的模式或通过联想建立新的业务模型。三种技术之间并没有内在依赖关系，但这三种技术之间存在联系性和互补性，可形成决策支持系统构架：DW+OLAP+DM。,表2-1操作型数据与分析型数据的区别,OLTP传统数据库DB操作型数据环境OLA