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网络软件开发技术 —概念篇 西安交通大学 计算机教学实验中心 Internet 快速发展的因素（1） ● 1983年，TCP、IP协议研制成功 （Transmission Control Protocol）、 （Internet Protocol） ARPA的鲍勃?凯恩，斯坦福的温登?泽夫合作发明 ARPA网机全部采用TCP/IP；Internet 作为使 用TCP/IP协议连接的 各个网络的总称被正式采用Internet，是各网联结总称 ● 1985年， NSFNet 美国国家基金会资助建立，连接美5大超级计算中心的科技网 也得到军方的支持（NSFNet，MILNet） ● 1986年，多协议路由器 Cisco公司发明 ● 1984年， HTML 超文本置标语言 （HyperText Markup Languge） 日内瓦欧洲粒子物理实验室，Time Berners-Lee ● 1989年，制成功 （world wide web） 1991年公布 Internet 快速发展的因素（2） ● 1990年，电子邮件，FTP，消息组等Internet 应用受到人们的欢迎， TCP/IP协议在UNIX系统中的实现 更进一步推动了这一发展 ● 1993年，Mosaic开发成功 美国伊利诺依大学国家超级计算机中心开发成功了浏览工具 NCSA的青年科学家 Marc Andreeason Netscape 1994年 推出 Internet Explorer 1996年 ● 90年代， 网络的交换技术，ATM，GB以太网等技术的发展 ● 1995年， Java技术 SUN公司（James Cosling）， 网络程序设计语言、Write once run anywhere Applet 小程序、虚拟机、平台无关 人们称是一场“革命” ● 瘦客户机 手上电脑（HPC） ● Internet2， NGI(Next Generation Internet) 等的研究； ● Internet的商业化运做 因特网时代的到来 因特网的出现标志着网络时代的到来 因特网是全球性的网络 丰富的信息和便利的使用是其规模迅速增长的主要驱动力 截止到2000年, Internet的规模为 网络数105（以数十万计）, 主机数107 （以数千万计）, 用户数108 （以数亿计） ，主干速率为2.5Gbit/s 美国政府资助的“下一代因特网计划”目标是 主干网的速率比现在的因特网高1000倍 端到端的速率要达到100Mbit/s~10Gbit/s TCP/IP参考模型 OSI/RM太复杂，不实用 TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划——实现若干台主机之间的相互通信。 现在TCP/IP已成为Internet上通信的标准。 TCP/IP定义五层协议的体系结构 TCP/IP协议族 网络互联的根本目标是隐藏所有底层网络硬件的细节，同时提供一般的通信服务。 TCP协议和IP协议是最具有代表性，是网络体系结构的关键之一。 TCP/IP是“黏合剂”，它实现了Internet的“一统天下”。事实上，TCP/IP是一个协议族，它是ARP，IP，ICMP，IGMP，UDP，TCP等多个协议的集合。 传输层和网络层之间的关系 传输层为应用进程之间提供了逻辑通信，网络层则是为主机之间提供了逻辑通信 逻辑通信的含义是指：尽管通信实体之间并没有物理上直接进行连接，但是从实体上层的角度来看，它们之间就好像具有物理连接一样可以直接通信 传输层复用和分用 Internet的传输层协议包括TCP和UDP，它们都借助于端口（port）与上层的应用进程进行交互 端口是一个编号和与编号对应的软件数据结构 复用：应用层中不同进程的报文通过不同的端口向下交给传输层，再往下就共用网络层提供的服务 分用：当这些报文被网络传输到目的主机后，目的主机的传输层就使用其分用功能，通过不同的端口将报文分别交付到相应的应用进程 DNS域名系统是一种帮助人们在Internet上用名字来唯一标识自己的计算机，并保证主机名和IP地址一一对应的网络服务。DNS用于在主机名和IP地址间进行转换。 DNS服务主要基于UDP来实现，端口号=53。 三个组成部分：域名空间、名字服务器、解析程序 域名服务器负责管理存放主机名和IP地址的数据库文件，以及域中的主机名和IP地址映射。域名服务器是一个分布式的系统 域名空间：分布式的、层次型（分级）的树形结构，根没有名字，顶层域由组织域（如org、com、edu）和国家域（如cn）构成。在往下分还可分为若干层子域，如下页图。通常用点来分隔域的层次，如 域名服务DNS 根 INT CN MIL NET COM JP … … IBM intel eng www jack edu net xjtu www ftp 交大的Web服务器：DNS顶级域名 域名 含义 com 商业组织，比如HP，Sun，IBM公司等 edu 教育机构，比如U.C.Berkeley，Stanford University，MIT等 gov 政府部门，比如 NASA，the National Science Foundation mil 军队组织，比如 the U.S Army 和 Navy net 网络组织和ISP等 org 非商业组织 arpa 用于返向地址查询的 cn 居于国家代码的域名，cn 表示“中国” 顶级域名之下是二级域名。二级域名通常是由NIC授权给的其他单位或组织自己管理 的。一个拥有二级域名的单位可以根据自己的情况再将二级域名分为更低级的域名授权给 单位下面的部门管理。 DNS域名树的最下面的叶节点为单个的计算机。域名的级数通常不多于5个。 在DNS树中，每一个节点都用一个简单的字符串（不带点）标识。这样，在DNS域名空间的任何一台计算机都可以用从叶节点到根的节点标识，中间用点“.”相连接的字符串来标识： 叶节点名.三级域名.二级域名.顶级域名 DNS名字服务器：存放域树结构和主机信息的数据库。为减小查询流量负载，提高可靠性，DNS名字空间被划分成若干不交叉的区域（Zone），分别存放在该区域的DNS服务器中。 解析程序：从名字服务器中提取信息把主机域名翻译成IP地址。 解析过程为： 首先从本地Hosts文件查找。 没找到就向本地DNS名字服务器发出请求； 若本地DNS服务器也找不到，它就把请求发给顶层域名字服务器，然后由顶层域名字服务器把请求传递给相应子域的名字服务器。 最后由该名字服务器把域名对应的IP地址按相反的路径传递给发出请求的站点。 DNS查询举例 主机 要求 的IP 地址 1. 联系本地域名服务器, 0 2.如有必要0 会联系根域名服务器 3.如有必要根域名服务器会联系授权域名服务器, requesting host root name server authorititive name server local name server 0 1 2 3 4 5 6 * * 因特网概述 因特网？ 因特网是在TCP/IP协议基础上建立的国际互联网。它是“计算机网络的网络”，即将全世界不同国家、不同地区、不同部门和机构的不同类型的计算机网络互联在一起，形成一个世界范围的信息网络。 Internet的组成 成千上万个互相连接起来的计算机设备: 主机，端系统 PC机, 服务器 移动计算机, PDA 各种各样的网络软件 通信链路 光纤, 铜线, 无线电, 卫星 路由器：在网络上传递(转发)数据分组 协议：控制信息的发送接收 如TCP,IP,HTTP, FTP, PPP Internet的组成（续） 因特网: “由成千上万个网络连接起来的网络”-网络的网络 松散的层次结构 公用的因特网与私有的内联网 因特网的标准 RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force 网络结构 网络的边缘: 主机（端系统） 网络的核心: 路由器 由网络构成的网络 访问网络的物理介质: 通信链路 主机 主机 主机 主机 主机 路由器 通信链路 因特网的边缘 端系统 (主机): 在“网络的边界” 运行网络应用程序，如 WWW, email等 客户/服务器模型 客户发出请求, 接收服务器的服务 例如, WWW客户(浏览器)/ 服务器; email客户/服务器 peer-peer模型: 主机之间的交互完全对称 例如: Windows 98用户互相访问 什么是协议? 人际交流的协议: introductions “I have a question” “what’s the time?” … 说明发送的消息 … 说明接收到某消息后所应采取的行动 网络协议: 计算机之间 Internet中所有的通信活动都是由协议所控制 协议： 定义了网络实体间发送和接收报文的格式、顺序以及当传送和接收消息时应采取得动作 人的协议和网络协议之间的对比 Hi Hi Got the time? 2:00 TCP connection req. TCP connection reply. Get /index.htm file time 什么是协议? 网络体系结构 ?网络体系结构发展的背景——网络的状况 多种通信媒介——有线、无线、。。。 不同种类的设备——通用、专用、。。。 不同的操作系统——Unix、DOS、Windows、。。。 不同的应用环境——固定、移动、。。。 不同种类业务——分时、交互、实时、。。。 宝贵的投资和积累——有形、无形、。。。 用户业务的延续性——不允许出现大的跌宕起伏 它们互相交织，形成了非常复杂的系统应用环境。这种状态称为网络的异质性。 ?问题: 异质环境中任意两台计算机之间如何通信? 网络体系结构定义了一个框架，它使这些用不同媒介连接起来的不同设备和网络系统在不同的应用环境下实现互操作性，并满足各种业务的需求，它营造了一种“生存空间”——任何厂商的任何产品、以及任何技术只要遵守这个空间的行为规则，就能够在其中生存并发展。 网络体系结构解决异质性问题采用的是分层方法。——把复杂的网络互联问题划分为若干个较小的、单一的问题，在不同层上予以解决。 网络体系结构的几个基本概
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