【文章內容簡介】 控制數據的傳遞，這種語言便是大家經常聽說的 “ 協(xié)議 ” 。協(xié)議是對 網絡中設備以何種方式交換信息的一系列規(guī)定的組合，它對信息交換的速率、傳輸代碼、代碼結構、傳輸控制步驟、出錯控制等許多參數作出定義。 最初人們在小范圍內建立網絡，只需要自己作一些簡單的約 15 15 定，保證這一有限范圍內的用戶遵守就可以了；到后來網絡規(guī)模越來越大，才考慮到制定更嚴格的規(guī)章制度即協(xié)議；而為了實現(xiàn)多個不同網絡的互聯(lián)，又會增加不少新協(xié)議作為補充，或成長為統(tǒng)一的新標準。 數據在網絡中由源傳輸到目的地，需要一系列的加工處理 。 計算機網絡 有不同的封裝、傳輸層面，為此國際標準化組織 ISO 于 1978 年提出 “ 開放系統(tǒng)互 連參考模型 ” ，即著名的 OSI(OpenSystem Interconnection)七層模型，它將是我們后續(xù)篇幅中要介紹的內容，這里先不展開論述。 網絡的協(xié)議就是用作這些不同的網絡層的行為規(guī)范的。網絡在發(fā)展過程中形成了很多不同的協(xié)議族，每一協(xié)議族都在網絡的各層對應有相應的協(xié)議，其中作為 Inter 規(guī)范的是 ICP/IP 協(xié)議族 ， 什么是 TCP/IP協(xié)議，劃為幾層，各有什么功能？ TCP/IP 協(xié)議族包含了很多功能各異的子協(xié)議。 TCP/IP 層次模型共分為四層：應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層。 TCP/IP 網絡協(xié)議 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Inter Protocol，傳輸控制協(xié)議 /網間網協(xié)議 )是目前世界上應用最為廣泛的協(xié)議，它的流行與 Inter 的迅猛發(fā)展密切相關 — TCP/IP最初是為互聯(lián)網的原型 ARPANET所設計的，目的是提供一整套方便實用、能應用于多種網絡上的協(xié)議，事實證明 TCP/IP 做到了這一點，它使網絡互聯(lián)變得容易起來，并且使越來越多的網絡加入其中，成為 Inter 的事實標準。 * 應用層 — 應用層是所有用戶所面向的應用程序的統(tǒng)稱。 ICP/IP 16 16 協(xié)議族在這一層面有著很多協(xié)議來支持不同的應用，許多大家所熟悉的基于 Inter 的應用的實現(xiàn)就離不開這些協(xié)議。如我們進行萬維網（ WWW）訪問用到了 HTTP 協(xié)議、文件傳輸用 FTP 協(xié)議、 電子郵件發(fā)送用 SMTP、域名的解析用 DNS 協(xié)議、 遠程登錄用Tel 協(xié)議等等，都是屬于 TCP/IP 應用層的；就用戶而言，看到的是由一個個軟件所構筑的大多為圖形化的操作界 面，而實際后臺運行的便是上述協(xié)議。 * 傳輸層 — 這一層的的功能主要是提供應用程序間的通信，TCP/IP 協(xié)議族在這一層的協(xié)議有 TCP 和 UDP。 * 網絡層 — 是 TCP/IP 協(xié)議族中非常關鍵的一層，主要定義了 IP地址格式，從而能夠使得不同應用類型的數據在 Inter 上通暢地傳輸， IP 協(xié)議就是一個網絡層協(xié)議。 * 網絡接口層 — 這是 TCP/IP 軟件的最低層，負責接收 IP 數據包并通過網絡發(fā)送之，或者從網絡上接收物理幀，抽出 IP 數據報，交給 IP 層。 TCP/UDP 協(xié)議 TCP (Transmission Control Protocol)和 UDP(User Datagram Protocol)協(xié)議屬于傳輸層協(xié)議。其中 TCP 提供 IP 環(huán)境下的數 據可靠傳輸，它提供的服務包括數據流傳送、可靠性、 有效流控、全雙工操作和多路復用。通過面向連接、端到端和可靠的數 包發(fā)送。通俗說，它是事先為所發(fā)送的數據開辟出連接好的通道，然 17 17 后再進行數據發(fā)送；而 UDP 則不為 IP 提供可靠性、流控或差錯恢復功能。一般來說， TCP 對應的是可靠性要求高的應用，而 UDP對應的則是可靠性要求低、傳輸經濟的應用。 TCP 支持的應用協(xié)議主要有： Tel、 FTP、 SMTP 等； UDP 支持的應用層協(xié)議主要有： NFS（網絡文件系統(tǒng)）、 SNMP（簡單網絡管理協(xié)議）、 DNS（主域名稱系統(tǒng)）、 TFTP（通 用文件傳輸協(xié)議）等。 IP 協(xié)議的定義、 IP 地址的分類及特點 為了便于尋址和層次化地構造網絡， IP 地址被分為 A、 B、 C、 D、E 五類，商業(yè)應用中只用到 A、 B、 C 三類。 IP 協(xié)議 (Inter Protocol)又稱互聯(lián)網協(xié)議，是支持網間互連的數據報協(xié)議，它與 TCP 協(xié)議（傳輸控制協(xié)議）一起構成了 TCP/IP 協(xié)議族的核心。它提供網間連接的完善功能， 包括 IP 數據報規(guī)定互連網絡范圍內的 IP 地址格式。 Inter 上，為了實現(xiàn)連接到互聯(lián)網上的結點之間的通信，必須為每個結點（入網的計算機） 分配一個地址，并且應當保證這個地址是全網唯一的，這便是 IP 地址。 目前的 IP 地址（ IPv4： IP 第 4 版本）由 32 個二進制位表示，每 8 * A 類地址： A 類地址的網絡標識由第一組 8 位二進制數表示，網絡中的主機標識占 3 組 8 位二進制數， A 類地址的特點是網絡標識的第一位二進制數取值必須為 “0” 。不難算出， A 類地址允許有 126 個網段，每個網絡大約允許有 1670 萬臺主機，通常分配給擁 有大量主機的網絡（如主干網）。 18 18 * B 類地址： B 類地址的網絡標識由前兩組 8 位二進制數表示，網絡中的主機標識占兩組 8 位二進制數， B 類地址 的特點是網絡標識的前兩位二進制數取值必須為 “10” 。 B 類地址允許有 16384 個網段，每個網絡允許有 65533 臺主機，適用于結點比較多的網絡 如區(qū)域網）。 * C 類地址： C 類地址的網絡標識由前 3 組 8 位二進制數表示，網絡中主機標識占 1 組 8 位二進制數， C 類地址的特點是網絡標識的前 3位二進制數取值必須為 “110” 。具有 C 類地址的網絡允許有 254 臺主機，適用于結點比較少的網絡（如校園網）。 為了便于記憶，通常習慣采用 4 個十進制數來表示一個 IP 地址，十進制數之間采用句點 “.” 予以分隔。這種 IP 地址的表示方法也被稱為點分 十進制法。如以這種方式 表示， A 類網絡的 IP 地址范圍為 － ； B 類網絡的 IP 地址范圍為： － ； C類網絡的 IP地址范圍為： － 。由于網絡地址緊張、主機地址相對過剩，采取子網掩碼的方式來指定網段號。 TCP/IP 協(xié)議與低層的數據鏈路層和物理層無關，這也是 TCP/IP 的重要特點。正因 為如此 ，它能廣泛地支持由低兩層協(xié)議構成的物理網絡結構。目前已使用 TCP/IP 連接成洲際網、全國網與 跨地區(qū)網。 19 19 網絡發(fā)展簡史 網絡發(fā)展簡史 縱觀近幾十年信息時代的風云變換，人們可以了解網絡的發(fā)展是與計算機、尤其是個人電腦（ PC）的發(fā)展密切相關的。 第一臺計算機誕生于 1945 年，標志著人類自學會使用工具的漫歲月中，終于擁有了可以替代人類腦力勞動的 “ 工具 ” ；到六、七十年代，進而衍生出計算機互連系統(tǒng) — 嚴格說來還算不上真正的網絡 — 它是 IBM 和 Digital 的中央處理系統(tǒng)，網絡主體是一 臺或多臺大型主機，被隔離在一個相對封閉的機房（那時人們通常稱這種機房為 “ 玻璃屋 ” ），然后由一群身穿白大褂的工 作人員小心維護；大多數網絡用戶面對的是一臺臺非智能化的終端，所有對終端的操作都將通過低速鏈路傳遞到主機去進行處理，網絡的效率主要由鏈路的速率和主機的性能決定。這樣的網絡不是面向大眾的，僅局限于一些專業(yè)領域，如：金融行業(yè)、研究機構等。對大多數人而言，網絡是陌生的、神秘的甚至是虛無縹緲的東西。 直到八十年代 PC 的出現(xiàn)，才給網絡吹來一股清新之風 — 相對終端而言， PC 具備自己的處理引擎（ CPU）和文件存貯區(qū)域（硬盤），能夠裝載多種應用程序，獨立地完成許多工作，從而將強大的計算能力交到個人手里；相對大型主機而言， 這種輕便的機器內部結構大大簡化，其價格遠低于大型機，并且隨著批量生產和技術的迅速成熟還在不斷下降，使越來越多的用戶能享受到這種智能設備帶來的迅速、方便、功能強大的服務。因此可以說 PC 的出現(xiàn)首先是滿足了個人用戶 20 20 信息處理的需要。但與個人信息處理緊密相聯(lián)的便是信息的交換，于是聯(lián)網的需求應運而生 — 人們購買網絡設備和連線，在自己的辦公室內搭建起局域網，實現(xiàn)本地通訊；為了擴展網絡距離，又向提供服務的電話公司租用電話線或其它線路，在城市的各個角落甚至城市之間建立起廣域網；再進一步發(fā)展下去，又出現(xiàn)了一類專門的服務行業(yè)，可以 通過主干連接將原本隔離的多個網絡互聯(lián)起來，構成跨越國度的網際網。在這一過程中， Inter（國際互聯(lián)網）的蓬勃興起 毫無疑問地成為網絡技術成長的催化劑。 Inter 發(fā)展簡史 Inter 的應用范圍由最早的軍事、國防，擴展到美國國內的學術機構，進而迅速覆蓋了全球的各個領域，運營性質也由科研、教育為主逐漸轉向商業(yè)化。 在科學研究中，經常碰到 “ 種瓜得豆 ” 的事情， Inter 的出現(xiàn)也正是如此：它的原型是 1969 年美國國防部遠景研究規(guī)劃局（ Advanced Research Projects Agency）為軍事實驗用而建立的網絡，名為 ARPANET，初期只有四臺主機，其設計目標是當網絡中的一部分因戰(zhàn)爭原因遭到破 壞時，其余部分仍能正常運行； 80 年代初期ARPA 和美國國防部通信局研制成功用于異構網絡的 TCP/IP 協(xié)議并投入使用； 1986 年在美國國會科學基金會（ National Science Foundation)的支持下，用高速通信線路把 分布在各地的一些超級計算機連接起來，以 NFSNET 接替 ARPANET；進而又經過十幾年的發(fā)展形成 Inter。其應用范圍也由最早的軍事、 國防，擴展到美國國 21 21 內的學術機構，進而迅速覆蓋了全球的各個領域，運營性質也由科研、教育為主逐漸轉向商業(yè)化。 90 年代初，中國作為第 71 個國家級網加入 Inter，目前，Inter 已經在我國開放，通過中國公用互連網絡 (CHINANET)或中國教育科研計算機網 (CERNET)都可與 Inter 聯(lián)通。只要有一臺微機，一部調制解調器和一部國內直撥電話就能夠很方便地享受到Inter 的資源；這是 Inter 逐步 爬 入普通人家的原因之一原因之二，友好的用戶界面、豐富的信息資源、貼近生活的人情 化感受使非專業(yè)的家庭用戶既做到應用自如，又能大飽眼福，甚至利用它為自己的工作、學習、生活錦上添花，真正做足不出戶，可成就天下事，瀟灑作當代人 。 網絡的神奇作用吸引著越來越多的用戶加入其中，正因如此，網絡的承受能力也面臨著越來越嚴峻的考驗 — 從硬件上、軟件上、所用標準上，各項技術都需要適時應勢，對應發(fā)展，這正是網絡迅速走向進步的催化劑。到了今天， Inter 能夠負擔如此眾多用戶的參與，說明我們的網絡技術已經成長到了相當成熟的地步，用戶自己也 能耳聞目睹不斷涌現(xiàn)的新名詞、新概念。但這還不是終結，僅僅是 歷史長河的一段新紀元的開始而已。 Inter 的應用集錦 Inter 如此美妙，初入門者不免好奇：它究竟可以為我們做哪些事？總的說來， Inter 是一套通過網絡來完成有用的通訊任務的應用程序，下面的篇幅將從應用入手，展示 Inter 的幾項最廣 22 22 為流行的功能，它包括：電子郵件、 WWW、文件傳輸、 遠程登 錄、新聞組、信息查詢等。 1．電子郵件 (Email) 有了通達全球的 Inter 后，人們首先想到的是可以利用它來提供個人之間的通信，而且這種通信應能兼具電話的速度和郵政的可 靠性等優(yōu)點。這種思路生根發(fā)芽成長起來，最終得到的果實便是 Email。通過它，每人都可以有自己的私有信箱，用以儲存 已收到但還未來得及閱讀的信件， Email地址包括用戶名加上主機名 ,并在中間用 @符號隔開 ,如 。從最初的兩人之間的通信，如今的電子郵件軟件能夠實現(xiàn)更為復雜、多樣的服務 ,包括：一對多的發(fā)信，信件的轉發(fā)和回復，在信件中包含聲音、圖像等多媒體信息等；甚至可以做到只要有你的郵件到達，掛 在你身上的 BP 機就嘀嘀作響發(fā)出提示；人們還可以象訂購報刊雜志一樣在網上訂購所需的信息，通過電子郵件定期送到自己面前。 2． WWW World Wide Web(通常被稱為 WWW)在中文里常被譯作 “ 萬維網 ” ，除發(fā)音相近外，也體現(xiàn)了其變化萬千的內涵。用戶借助于一個瀏覽器軟件，在地址欄里輸入所要查看的頁面地址（或域名），就可以連接到該地址所指向的 WWW 服務器，從中查找所需的圖文信息。 WWW 訪問的感覺有些象逛大商場，既可以漫無邊際地徜徉，也可以奔著一個 目標前進；但不論如何，當用戶最終獲得想要的內容時，也許已經跨越 了千山萬水，故有時我們也稱之為 “Web 沖浪 ” 。 23 23 WWW 服務器所存貯的頁面內容是用 HTML 語言 (Hyper Text Markup Language)書寫的，它通過 HTTP 協(xié)議 (Hyper Text Transfering Protocol)傳送到用戶處。 3．文件傳輸 (FTP) 盡管電子郵件也能傳送文件 ,但它一般用于短信息傳遞。 Inter 提