第三章电子商务的信息技术基础

第三章电子商务的信息技术基础3.1计算机及网络基础3.2Internet及其基本原理3.3Internet技术3.1计算机及网络基础3.1.1计算机组成和应用3.1.2计算机网络及结构3.1.3数据通信3.1.1计算机组成和应用1.计算机组成计算机由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是组成计算机的物理设备的总称，其功能是接受计算机程序，并在程序控制下完成数据的输入、处理和输出等任务。计算机硬件系统的组成：控制器、运算器、存储器（内存储器和外存储器）、输入设备以及输出设备。软件系统是各类程序、数据及相关文档的总称，其功能是运行、管理、维护计算机及处理各种信息，保证计算机硬件的功能得以充分发挥，并为用户提供一个宽松的工作环境。计算机软件通常由系统软件和应用软件组成。2.计算机的应用办公自动化生产自动化数据库应用网络应用人工智能计算机模拟和远程教育3.1.2计算机网络及结构1.计算机网络的发展历程⑴面向终端的计算机网络这样的系统是一台中心计算机连接大量的、分散的终端构成的系统，系统中除中心计算机以外其余终端都不具有独立处理数据的功能。⑵多个计算机相连的计算机网络由资源子网和通信子网组成。资源子网负责网络数据处理和向网络用户提供资源及网络服务，由主机、各个终端和相关软件构成。通信子网主要负责网络的通信，完成网络数据传输、转发等任务，由数据传输介质和通信接口设备组成。⑶标准化的计算机网络为了实现更多网络的互联互通，计算机网络的发展急需有统一的标准，为此，国际标准化组织ISO（InternationalStandardOrganization）在1980年公布了“开放系统互连参考模型”（OpenSystemInterconnection/ReferenceModel，简称为OSI/RM）。⑷高速化、综合化的计算机网络计算机与通讯技术的发展为网络的发展提供了有力的支持。1993年9月美国率先宣布建立国家信息基础设施NII（NationalInformationInfrastructure），也就是所谓“信息高速公路”，此后，许多国家建立各自的NII计划。这推动了世界互联网的建设，促使计算机网络进入高速互联网时代。此阶段计算机网络呈现出高速化、综合化等特点。2.计算机网络的定义从通信的角度看，将面向终端的计算机系统称为计算机网络。从计算机和通信技术结合的广义观点出发，把计算机网络定义为“计算机技术和通信技术相结合实现远程信息处理”。从共享资源的角度出发，把计算机网络定义为“以能够相互共享资源的方式连接起来，并各自具备独立功能的计算机系统的集合”。从物理结构上看，计算机网络又可以定义为“在协议控制下，由计算机、终端设备、数据传输设备和通信控制处理机等组成的系统集合”。综上所述，本书认为：计算机网络就是通过通信设施，将分布在各地的具有独立功能的多个计算机系统连接起来，按照网络协议进行信息交换，实现资源共享的计算机系统的集合。3.计算机网络的分类⑴按计算机网络应用范围的大小分类局域网（LAN，LocalAreaNetwork）局域网的应用范围一般在十几公里内，是一种在较小区域范围内组建的计算机网络。该网络用于连接房间、校园、企业内的计算机，以便于用户之间传输数据和共享资源。城域网（MAN，MetropolitanAreaNetwork）城域网的应用范围比局域网大，是位于一个城市内的多个局域网相连组成，以实现远距离用户间的资源共享、数据传输。通常，在一个城市内建立的主干网就可称之为城域网。广域网（WAN，WideAreaNetwork）广域网也称为远程网络，其应用范围很大，可以是一个地区、一个国家乃至全世界范围组建的计算机网络。例如：中国教育科研网是将分散在全国各地教育系统的局域网和城域网通过邮电部门的专线连接起来。图3－1总线型拓扑结构⑵按网络的拓扑结构分类总线型拓扑结构（BusTopology），所有的计算机和其他共享设备（打印机、扫描仪等）共用一条通信总线，如图3－1所示。它的结构简单，易于扩张，成本较低，但网络对总线故障较敏感，即总线上某一结点出现故障，会导致整个网络瘫痪。星型拓扑结构（StarTopology），各个结点均以一条单独信道和中央结点连接，如图3－2所示。该种网络结构简单，组建与扩建容易，且系统稳定性好，但是如果中央结点发生故障则会使整网瘫痪。图3－2星型拓扑结构环型拓扑结构（RingTopology），所有的计算机和其他共享设备（打印机、扫描仪等）连接在一个封闭的环型信道上，如图3－3所示。环型网络上的任何结点出现故障均会导致环路不能正常工作，可靠性差；而且整个网络构成闭合环路，所以扩充较困难。图3－3环型拓扑结构混合型拓扑结构，在建网过程中常会出现根据上述基本拓扑结构组合而形成的混合型拓扑结构。例如：几个星型拓扑结构构成树型拓扑结构；总线型和星型拓扑结构的组合；环型和星型拓扑结构的组合等。4.计算机网络的体系结构是由“计算机网络的层次”和“协议”两部分组成的。⑴OSI参考模型物理层（PhysicalLayer）数据链路层（DataLinkLayer）网络层（NetworkLayer）传输层（TransportLayer）会话层（SessionLayer）表示层（PresentationLayer）应用层（ApplicationLayer）上述各层都在自己的下一层支持下工作，即下一层为上一层提供服务。⑵网络协议在计算机网络中，计算机间要不断进行通信，要做到有条不紊地交换信息，必须遵循一些事先约定好的规则，这些规则、标准或约定叫做网络协议。网络协议由语义、语法和时序三部分组成。语义规定通信双方准备“讲什么”，即确定协议元素的种类；语法规定通信双方“如何讲”，即确定数据的格式、信号电平；时序规定通信双方“何时进行通信”，即规定事件出现顺序。为了简化协议设计的复杂性，按照通信系统的多层结构，也将协议分层。如果一台主机第n层与另一台主机的第n层通信，双方间的通信规则称为第n层协议，如图3－4所示。每层协议在其下一层的基础上完成本层的功能，同时又为上一层提供必要的服务。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应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议网络层协议数据链路层协议物理层协议图3－4OSI参考模型及协议76543217654321物理通道3.1.3数据通信1.数据通信系统图3—5显示了最基本的数据通信系统，它由信源、信宿、通信线路、信号变换器和信号反变换器组成。图3-5数据通信系统的组成信源信宿通信线路信号变换器信号反变换器2.数据传输方式⑴并行传输与并行传输并行传输，是设备间有多条通信线路，使表示一个符号的所有数据位能同时沿着各自的信道并排着传输。传输ASCII码的并行传输过程如图3－6所示。并行传输方式的速度快，但是这种连接方法的费用高，所以它适用于较近距离的通信。发送设备接收设备图3－6并行传输…b0b1b7串行传输，是设备间仅有一条通信线路，通信时，一个符号的所有数据位按由低位到高位的顺序依次通过该条信道，传输ASCII码的并行传输过程如图3－7所示。串行传输的速度慢，但费用低。串行传输适用于远程通信，目前计算机网络中所用的传输方式均是串行传输。图3－7串行传输发送设备…b7…b1b0b0b1b7接收设备…b0b1b7⑵单工、半双工和全双工单工通信，是数据在信道上始终按一个方向传输，如图3－8所示。单工通信的线路一般采用两个信道，一个是传输数据的主信道，一个是传输控制信号用的监测信道(接收端对收到的数据进行校验)，简称二线制。广播就是单工传输方式，收音机只能接收来自电台的信号，不能进行相反方向的数据传输。图3-8单工通信发送装置接收装置数据信道AB半双工通信，是数据在信道上可以双向传输，但同一时刻一个信道只允许单向传输，如图3－9所示。这种方式需要在通信中切换信道的方向，所以效率低。对讲机就是利用半双工传输方式进行通信，在一方通话时另一方则不能进行通话，但是通过开关切换可以改变通话方向。图3-9半双工通信监测信道数据信道发送装置接收装置接收装置发送装置ABS1S2全双工通信，是数据在信道上能同时进行两个方向的通信，即有两个信道，可以同时进行双向的数据传输，如图3－10所示。全双工通信效率高，但组成系统费用也高。电话是一种最常见的全双工通信。图3-10全双工通信发送装置接收装置监测信道数据信道接收装置发送装置监测信道数据信道AB3.数据交换技术⑴线路交换线路交换是一种直接交换方式，是通过网络结点在两个站点间建立一条专用的通信通路。电话系统就是最常见的线路交换的例子。⑵报文交换报文交换方式中，报文是交换的单位，报文包括要发送的正文、指明收发结点地址以及其他控制信息。不需要在两个站点间建立一条专用通路，报文从信源发出经过网络中相应结点，结点接收整个报文，报文在此等待，当下一个线路空闲时，此结点立即将报文发送出去，直到将报文传送到信宿为止。⑶报文分组交换报文分组交换是把长的报文分解成若干个较短的报文分组（简称分组，Packet），以报文分组为单位进行发送、暂存和转发。每个报文分组可以各自选择路径传输，而且不必等其他分组到齐，就可向下一个结点转发，因此大大减少了对各个结点存储容量的要求，同时也缩短了网络延迟。⑷高速交换技术高速交换技术能提供高速数据传输、多媒体应用对网络带宽和实时性传输的要求。最典型的就是异步传输模式ATM和帧中继交换技术。3.2Internet及其基本原理3.2.1Internet的产生和发展3.2.2Internet的功能3.2.3Internet协议和IP地址3.2.1Internet的产生和发展Internet是一个在全球范围内将成千上万个网络连接起来形成的互联网，又称为网际网、因特网。Internet的前身是1969年美国国防部高级研究计划局（ARPA，AdvancedResearchProjectsAgency）为军方而建的ARPA网络（ARPANET）。随着学术机构和政府机构的加入，到了1972年公开展示时，ARPANET就跨越了全美国。1973年，英国和挪威加入了ARPANET，实现了ARPANET的首次跨洲连接。1983年，美国国家科学基金会NSF提供巨资，建造了全美五大超级计算机中心，使全国的科学家、工程师能共享超级计算机的设施。随后，NSF又建立了基于TCP/IP协议的计算机通信网络NSFNET。由于早期的ARPANET只对少数的专家和政府要员开放，而NSFNET则向社会开放，所以NSFNET建成后逐渐取代了ARPANET成为Internet的主干网。20世纪90年代，随着信息技术的发展以及网络浏览技术——Web技术出现，Internet进入飞速发展时期。并为在网上开展电子商务奠定巨大的客户基础，使Internet真正具有了商业价值，步入了实际应用阶段。Internet在中国的起步较晚，但发展速度惊人1983年，中国学术网CA（ChinaAcademicNetwork）与德国Karlsruher连通，首次在两地发送E－mail，这揭开了Internet进入中国的序幕。1993年3月2日，中国科学院高能物理研究所租用了AT&T公司的国际卫星信道接入美国斯坦福大学一条数据专线，这是我国第一个Internet专线，标志我国正式接入Internet。1994年4月20日，北京中关村地区以及清华大学、北京大学组成的教育与科研示范网（NCFC）通过美国Sprint公司与Internet的64K国际专线接通，实现我国与Internet全功能的连接，自此国际上正式承认中国是有Internet的国家。随着中国科技网（CSTNET）、中国公用互联网（CHINANET）、中国教育科研网（CERNET）、中国金桥信息网（CHINAGBN）四大主干网的出现及互联互通，在国内掀起了Interne