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1、第6章 电子政务的网络技术第6章 电子政务的网络技术6.1 网络技术基础网络技术基础6.2 计算机网络的分类计算机网络的分类6.3 TCP/IP协议协议思考题与习题思考题与习题第6章 电子政务的网络技术6.1 网络技术基础网络技术基础 6.1.1 计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念 什么是计算机网络?简单地说，计算机网络就是“计算机通信完善的网络软件”。随着计算机网络的发展，其内涵也有所不同。自从20世纪70年代计算机网络诞生以来，不同的机构和学者从不同的角度给出了不同的计算机网络的定义，例如：计算机网络是以相互共享资源方式而连接起来，且各自具有独立功能的计算机系统 的集合。在计算机之间
2、以传输信息为目的，连接起来的计算机系统的集合。第6章 电子政务的网络技术 分布在不同地理位置、具有独立功能的多个计算机系统，用通信设备和通信线路互相连接，按照网络协议相互通信，以共享硬件、软件和信息等资源为目的的计算机系统的集合。以上第一个定义是从共享资源角度出发，着重于应用为目的；第二个定义重点描述了 计算机通信网的概念；而第三个定义比较完整，它反映出计算机网络是在协议的控制下，由通信系统实现计算机之间物理上的互联，达到共享资源的目的。第6章 电子政务的网络技术 6.1.2 计算机网络的发展计算机网络的发展 计算机网络技术近年来得到了飞速的发展并对社会发展产生了重大的影响。目前，计算机网络技
3、术作为一门新兴技术仍然处于不断发展与完善的过程之中。计算机网络的发展可以分为四个阶段：面向终端的计算机通信网阶段，早期的计算机 网络阶段，标准化的计算机网络阶段以及因特网阶段。第6章 电子政务的网络技术 1.面向终端的计算机通信网阶段面向终端的计算机通信网阶段 面向终端的计算机通信网的模型是终端通过通信线路连接到中心计算机上，使各个终端共享中心计算机的软硬件资源。由于有大量的终端与中心计算机相连接，就需要使用线路控制器来实现将信息从并行到串行的转换，并需要使用调制解调器实现通信双方的“模数转换”。为了减少中心计算机处理通信的负荷，通常使用前端处理机与远程终端相连接，专门用来完成数据通信任务，使
4、计算机能有更多的时间进行数据处理。在远程终端密集之处，可以增加一个集中器，它将多条用低速线路连接的终端集中在一起，然后再使用一条高速线路与中心计算机连接。第6章 电子政务的网络技术 2.早期的计算机网络阶段早期的计算机网络阶段 早期的计算机网络的模型由通信子网和资源子网组成。其中，通信子网由通信线路和有关的通信设备组成；资源子网由主机和有关的软件组成。其最大的特点是采用分组交换的方式传送信息。所谓分组交换就是将大的数据报文分解为小的、固定长度的数据段，并在每一个数据段的前面添加源地址、目的地址和通信协议等控制信息，从而构成一个“分组”。在分组的传送过程中，分组交换网的结点交换机根据分组头部的控
5、制信息来决定传送的路径。第6章 电子政务的网络技术 3.标准化的计算机网络阶段标准化的计算机网络阶段 计算机网络是一个十分复杂的系统，且由于各个计算机网络的体系结构不同，更增加了网络互联的难度，为此，国际标准化组织ISO(International Standards Organization)于1984年颁布了开放系统互联基本参考模型(Open System Interconnection Basic Reference Model，简记为OSI/RM)，作为计算机网络模型的一个国际标准。OSI/RM参考模型的实施，推进了计算机网络标准化的进程，使得计算机网络更加规范、有序地发展。第6章 电
6、子政务的网络技术 4.因特网阶段因特网阶段 随着计算机网络技术在全世界范围内的迅速发展，各种网络如同雨后春笋般涌现出来。小到一个企业内部的局域网，大到越洲跨洋的远程网，特别是进入20世纪90年代全球最大的计算机网络Internet(因特网)诞生了，因特网面向全球用户提供联网服务，充分发挥了网络在通信、信息查询、客户服务等方面的巨大潜力。目前，因特网已经连接了全世界170多个国家和地区，连接着数以万计的子网和数以亿计的计算机用户。第6章 电子政务的网络技术 计算机网络技术及其应用今后的发展趋势大致有以下几个方面：(1)标准化。进一步制定和完善开放式网络体系结构和接口标准，使不同的软硬件平台、使用
7、不同协议的网络可以互联并具有高度的互存性，真正做到分布处理和资源共享。(2)集成性。随着信息的可视化和多媒体化，传统的网络应用正在逐渐被图形、图像、动画和声音等新的网络应用所代替。多媒体技术、三维动画技术、虚拟现实技术、语音通信技术、视频技术等的集成，将为网络应用提供更为广阔的发展空间。第6章 电子政务的网络技术 (3)高性能。提供高速的传输、高效的网络协议、高品质的网络设备、高度的网络安全和优质的网络服务，使网络的传输速率从kbps级发展到Mbps乃至Gbps级，使网络协议更加适应于信息高速传输的特点，使用户更加安全、便捷地使用网络。(4)智能化。实现智能化的网络管理，如对全网的集中监控、动
8、态管理、工作状态的自动分析、故障自动检测、合理控制业务流量等实现智能化的管理，提高网络的可靠性、有效性，并向用户提供更为方便、友好的接口和智能化的服务。(5)拓展新的应用领域。随着计算机网络技术的不断完善和因特网的迅猛发展，计算机网络将拓展大量新的应用领域，如电子政务、电子商务、远程教育、远程医疗和电子娱乐等。第6章 电子政务的网络技术6.1.3 计算机网络的层次结构计算机网络的层次结构 计算机网络是一个十分复杂的系统，为了简化设计、便于应用，通常把它的功能划分为若干个层次。较高层次的功能建立在较低层次功能的基础上，并为更高层次的功能提供服务。由于各层次之间相互独立，某一层的变更不会影响整个系
9、统，从而使网络具有良好的可扩充性。如前所述，为了使不同的网络能够实现互联，国际标准化组织(ISO)提出了一个网络体系结构模型作为国际标准，该模型称为开放系统互联(OSI/RM)。第6章 电子政务的网络技术 OSI/RM模型采用了分层次的概念，即将计算机网络系统的功能或向用户提供的服务划分为七个层次，每一个层次执行规定的功能，低层次通过层间接口向较高层次提供服务。相邻两层间通过层间接口进行通信，在层间接口中定义了服务请求的方式以及完成服务后返回的确认信息和动作。OSI/RM模型定义的七个层次及其功能如下：(1)物理层。该层是最底层，其功能是实现对电话线、同轴电缆等通信介质进行电气的、机械的和物理
10、的管理，以保证信息的传输，实现两个主机间的物理通信。第6章 电子政务的网络技术 (2)数据链路层。该层的功能是将被传送的数据按帧结构进行格式化，并实现在传输线路上的差错控制与恢复、编址、链路管理、顺序编号以及流控制等，以保证由比特序列组成的数据流的正确传送。(3)网络层。该层的功能是使用各种通信网为通信双方建立通信路径并进行中继、路由选择管理，以满足传输层对吞吐量、延迟等性能的要求。(4)传输层。该层次的功能是向会话层提供在通信双方之间进行实际的数据传送的服 务，其他还包括多点转接控制、接通管理和资源管理等。为了保证数据传送的正确性，需采用检错、纠错、恢复等手段以提高通信网的可靠性。第6章 电
11、子政务的网络技术 (5)对话层。该层的功能是建立和管理进程与进程之间的连接，对进程间通信时所约定的信息传送方式、信息传输参数设置、进程间同步等对话进行管理。(6)表示层。该层的功能是实现协议转换，即确定通信进程间传送的数据结构，并把各个进程的数据结构转换为信息传输所必需的数据结构。(7)应用层。该层是最高层次，其功能是为用户提供网络管理、文件传送、事务处理等服务，并对网络终端的各种业务内容的通信功能进行管理。第6章 电子政务的网络技术 网络体系结构的OSI/RM参考模型如图6-1所示。每层的协议(称为同等层协议)均利用相邻的下一层协议所提供的服务功能，同时又向相邻的高层次协议提供服务。这里需要
12、指出的是，OSI/RM仅仅是网络体系结构的一个参考模型，并不是一个具体的网络系统。在一些实际的网络产品和协议中，虽然可以找到与OSI/RM模型相对应的部分，但两者并不一定完全相同。第6章 电子政务的网络技术图6-1 OSI/RM参考模型第6章 电子政务的网络技术6.2 计算机网络的分类计算机网络的分类6.2.1 局域网局域网 1局域网的定义局域网的定义 局域网(Local Area Network，LAN)是指在一个较小的地理范围内的各种计算机网络设备互联在一起的通信网络，其目的是允许用户相互通信和共享诸如打印机和存储设备之类的计算机资源，它可以包含一个或多个子网。第6章 电子政务的网络技术
13、这是LAN的功能性定义，这种定义适用于办公环境下的LAN、工厂和研究机构中使用的LAN。LAN还有另一种技术性定义，即由特定类型的传输媒体(如电缆、光缆和无线媒体)和网络适配器(亦称为网卡)互连在一起的计算机，并受网络操作系统监控的网络系统。功能性定义和技术性定义之间的差别是很明显的：功能性定义强调的是外界行为和服务；技术性定义强调的则是构成LAN 所需的物质基础和构成的方法。通过对比这两种定义，我们就能对LAN有一个全面的了解。需要注意的是，LAN适用的是无连接传输方式。第6章 电子政务的网络技术 LAN也参考和引用ISO的OSI/RM，结合局域网本身的特点制定了自己的具体模型和标准。局域网
14、的参考模型通常采用IEEE 802标准，它对应于OSI/RM中的最低两层。物理层用来建立物理连接；数据链路层则把数据构成帧进行传输，并实现帧顺序控制、错误控制及流控制功能。第6章 电子政务的网络技术 2局域网的拓扑结构局域网的拓扑结构 LAN的拓扑结构目前常用的是星型、总线型和环型结构。LAN涉及很多技术，最常用的有以太网(Ethernet)技术、令牌环(Token Ring)技术和FDDI(Fiber Distributed Data Interface)技术。下面就简要地介绍它们。1)以太网(Ethernet)技术 以太网是目前最常用的局域网之一。它是一种总线结构的局域网，如图6-2所示。
15、它采用的标准是IEEE802.3。IEEE802.3标准提出了一种称为CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，即带有检测冲突的载波侦听多路存取)的技术，CSMA/CD技术使用广播方法访问以太网。第6章 电子政务的网络技术图 6-2 一个以太网总线结构示意图第6章 电子政务的网络技术 在以太网中，CSMA/CD访问控制方法的采用，使得多台主机站点能共享一个公共的信道(多路访问)，然而，在以太网中，同一时刻只允许一个站点在以太网中发送信息。那么，以太网是如何工作的呢?以太网的工作过程为：当站点在以太网上发送信息之
16、前，首先侦听检测以确定以太网是否是“安静”的，即网上没有进行数据传输(载波侦听)。如果有信息在传输，则等待；如果无信息在传输，该站点就发送其信息，发送信息的同时也继续监听信道(冲突检测)。如果监听到的信息和自己发送的信息不一致，则认为发生冲突(同一时刻，其他站点也在发送信息)，便停止发送过程，并执行一定的退避算法，准备重发；否则，表明已完成发送任务。第6章 电子政务的网络技术 以太网种类很多，有基于同轴电缆的以太网(如10BASE5：传输速率10 Mb/s，基带传输，同一网段上主机间的最大距离为500 m)，基于共享式集线器的以太网（如10BASE-T及快速以太网100BASE-TX、100B
17、ASE-FX、100BASE-T4），基于交换器的以太网以及千兆以太网等。千兆以太网是未来以太网发展的方向。第6章 电子政务的网络技术 2)令牌环(Token Ring)技术 令牌环是IBM公司于20世纪80年代初开发成功的一种网络技术。之所以称为环，是因为这种网络的物理结构具有环的形状。环上有多个站逐个与环相连，相邻站之间是一种点对点的链路，它规定了三种操作速率：1 Mb/s、4 Mb/s和16 Mb/s。令牌环技术自产生以来，长期被用于广域网和局域网。在局域网中，令牌环所遵循的标准是IEEE 802.5。IEEE 802.5提出采用令牌技术来解决信道竞争。第6章 电子政务的网络技术 令牌环
18、网的操作原理为：当环上的一个工作站希望发送帧时，首先必须等待令牌。所谓令牌是一组特殊的比特组成的控制帧，专门用来仲裁由哪个工作站访问网环(因此令牌也称令牌帧)。一旦收到令牌，工作站便可启动发送帧。帧中包括接收站的地址，以标识哪一站应接收此帧。帧在环上传送时，不管帧是否是针对自己工作站的，所有工作站都进行转发，直到转回到帧的始发站，并由该始发站撤消该帧。帧的意图接收者除转发帧外，应针对自身站的帧维持一个副本，并通过在帧的尾部设置响应比特来指示已收到此副本。第6章 电子政务的网络技术 工作站在发送完一帧后，应该释放令牌，以便出让给其他站使用。出让令牌有两种方式，并与所用的传输速率相关。一种是低速操
19、作(4 Mb/s)时，只有收到响应比特才释放，我们称之为常规释放。第二种是工作站发出帧的最后一比特后释放，我们称之为早期释放。图 6-3 为一个采用令牌技术的环型局域网的结构示意图。现在就该图进行一些说明。开始时，假定工作站A想向工作站C发送帧，其过程如图 6-3 所标出的序列：第1步：工作站A等待令牌帧从上游邻站D到达本站，以便有发送机会。第2步：工作站A将帧发送到环上，工作站B对发往它的该帧接收并转发到环上。第6章 电子政务的网络技术 第3步：工作站A等待接收它所发的帧，并将帧从环上撤离，不再向环上转发；工作站C(目的站)对发往它的帧进行拷贝，并继续将该帧转发到环；工作站D也做类似的转发操
20、作。第4步a：当工作站A接收到帧的最后一比特时，便产生令牌，并将令牌通过环传给下游邻站B，随后对帧尾部的响应比特进行处理。第4步b：当工作站A发送完最后一个比特时，便将令牌传递给下游工作站B。第4步分a、b两种释放方式，表示选择其中之一进行。在常规释放时选择第4步a，在早期释放时选择第4步b。还应指出，当令牌传到某一工作站，但无数据发送时，只要简单地将令牌向下游转发即可。第6章 电子政务的网络技术图6-3 一个采用令牌技术的环型局域网的结构示意图 第6章 电子政务的网络技术 3)FDDI(Fiber Distributed Data Interface)技术技术 FDDI即光纤分布式数据接口，
21、它是在IEEE802.5令牌环网技术上发展起来的一种高速网络技术。它所遵循的标准为ANSI X3T9.5制定的FDDI标准。FDDI的基本结构是反向双环结构，即用两根光纤同时将网上所有节点串接成两个封闭的环路，其中的一个称为主环(Primary Ring)，另一个称为副环(Secondary Ring)。如图6-4所示，数据在主环上单一方向依次传递给其相邻的下游节点，而副环则作为主环的备份，数据流动方向与主环相反。连接在环上的所有节点必须相应地提供两个端口，分别连接主环和副环。在正常操作状态下，只使用主环传输数据，副环处于空闲状态；当主环出现故障时，通过主环到副环的回绕来保证FDDI环操作的连
22、续性，另外，副环还具有帮助环路初始化和重构的功能。第6章 电子政务的网络技术 FDDI建立在令牌帧的基础上，当所有站都空闲时，令牌帧沿环运行。当某一站有数据要发送时，必须等待有令牌通过时才可进行。一旦识别出有用的令牌，该站便将其吸收，随后便可发送一帧或多帧。这时环上没有令牌环后，便在环上插入一新的令牌，不必像802.5 令牌环那样，只有收到自己发送的帧后才能释放令牌。因此，在任一时刻环上可能会有来自多个站的帧运行。第6章 电子政务的网络技术 下面就图6-4进行一些说明。假定站点 A有数据传送给站点D，站点B有数据传送给站点C，其过程如图6-4所标出的序列：第1步：站点A侦听线路，以俘获令牌；在
23、俘获令牌后，发数据帧F1给下游的站点B，目的地址为站点D。第2步：站点B将收到的帧F1转发给站点D，同时站点B也在等待令牌的到来；而站点A在发完F1后，释放出令牌。第3步：站点D接受F1后，复制并转发F1给站点C；站点B俘获站点A释放的令牌后，发数据帧F2给下游的站点D，目的地址为站点C。第6章 电子政务的网络技术 第4步：同理，站点C接受并转发F1给站点A；站点D接受并转发F2给站点C；站点B在发完F2后，释放出令牌。第5步：站点A接受F1后，便中止Fl的转发，并从环上吸收掉所有该帧的数据；站点C接受F2后，复制并转发F2给站点A；站点D完成令牌的转发工作。第6步：站点A将收到的帧F2转发给
24、站点B；站点C完成令牌的转发工作。第7步：站点B接受F2后，便中止F2的转发，并从环上吸收掉所有该帧的数据；站点A完成令牌的转发工作。此刻环路上仅有令牌在传递，环路处于空闲状态。目前看来，FDDI技术还存在设备价格高及FDDI管理相当复杂等缺点，它正向FDDI-发展。第6章 电子政务的网络技术图6-4 FDDI的反向双环结构 第6章 电子政务的网络技术6.2.2 广域网广域网 1广域网的定义广域网的定义 广域网(Wide Area Network，WAN)是指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。广域网相对于局域网而言，其联网范围要大得多，它采用广域网互联技术，将
25、不同地理位置的计算机连接在一起。广域网主要包括局域网到局域网连接的广域网和单机到局域网连接的广域网两种形式。广域网的特点是：它分布的地理范围很广，它可以覆盖一个地区、一个国家，甚至全球。需要指出的是，广域网是基于面向连接的通信。第6章 电子政务的网络技术 2广域网技术的分类广域网技术的分类 WAN涉及很多广域网互联技术，主要有公共电话交换网(PSTN)技术、数字数据网(Digital Data Network，DDN)技术、分组交换网技术、帧中继(Frame Relay，FR)技术、综合业务数据网(Integrated Service Digital Network，ISDN)技术、异步传输模
26、式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)技术和多兆位交换服务(SMDS)技术等。下面就简要地介绍其中最常用的五种比较先进的广域网互联技术。第6章 电子政务的网络技术 1)DDN数字数据网技术数字数据网技术 DDN即数字数据网，它是利用数字传输通道（光纤、数字微波、卫星）和数字交叉复用节点组成的数字数据传输网，可以为用户提供各种速率的高质量数字专用电路和其他新业务，以满足用户多媒体通信和组建中、高速计算机通信网的需要。DDN区别于传统的模拟电话专线，其显著特点有：质量高，时延小，通信速率可根据需要选择；电路可以自动迂回，可靠性高；一线可以多用，既可以通话、传真、传送数据
27、，又可以组建会议电视系统，开放帧中继业务采用数字电路传输，提供多媒体服务，或组建自己的虚拟专网，设立网管中心，让用户管理自己的网络。第6章 电子政务的网络技术 CHINADDN是我国电信部门经营管理的中国公用数字数据网。目前，网络已覆盖到全国所有省会城市、绝大部分地市和部分县城，可以方便地为客户提供市内、国内和国际DDN的各种服务。CHINADDN的主要业务功能有租用专线业务、帧中继业务、话音/传真业务、虚拟专用功能等。第6章 电子政务的网络技术 2)分组交换网技术 分组交换是随着计算机联网应用的发展而发展起来的一种先进的通信技术。因它是以CCITT X.25协议为基础，所以通常被称为X.25
28、分组交换。分组交换也称包交换。交换机将要传送的数据按一定长度分割成若干数据段，这些数据段叫做分组(或称包)。传输过程中，给每个分组前加上控制信息和地址标识(即分组头)，然后让这些分组在网络中以存储转发的方式进行传送，到达目的地，交换机将分组头去掉，再将分组还原成发端的数据交给收端用户。这一过程称为分组交换，进行分组交换的通信网称为分组交换网。第6章 电子政务的网络技术 X.25分组交换的特点是传输质量优良，电路利用率高，网络的安全可靠性好，允许不同速率、不同协议、不同码型的终端之间进行通信，特别适合于计算机之间的通信。另外，分组交换的传输费用与距离无关，仅与使用时长和传输信息量有关，因此分组交
29、换是一个经济实惠的信息传输手段。第6章 电子政务的网络技术 CHINAPAC是我国电信部门建立的大规模性能优越的公用分组交换数据网。网络覆盖我国的全部城市和绝大部分县城，通过电话网还可以覆盖电话通达的所有城市。CHINAPAC为骨干网和省内网两级结构。网内每个节点都有2个或2个以上不同方向的电路，保证了网络的可靠性。网络中继电路主要采用数字电路，通信速率可达64 kb/s2 Mb/s。每个节点吞吐量可达3200分组/秒6400分组/秒，处理能力达250呼/秒。CHINAPAC网可与现有的公用电话网（PSTN）、用户电报网（TELTEX）及低速数据网等网络相连，达到资源共享，性能互补，让客户通过
30、方便的接入手段享受高质量的网络服务之目的。CHINAPAC还与世界上23个国家和地区的44个公用分组网相连，国际出入口局设在北京、上海和广州，以满足国际通信的需要。CHINAPAC的规模还在不断扩大，性能也在不断完善，它正以其高质量的网络性能，丰富的网络资源，广阔的覆盖范围吸引着各界客户。第6章 电子政务的网络技术 3)FR帧中继技术 帧中继技术是在OSI/RM第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。在帧中继网络内部不进行差错检测和纠正操作，只实行简单的网络拥塞管理。帧中继技术是在X.25分组交换技术充分发展，数字与光纤传输线路逐渐代替已有的模拟线路，用户终端日益智能化的条件下诞生并
31、发展起来的一种快速分组交换技术，但其性能高于X.25。帧中继仅完成OSI物理层和链路层的功能，将流量控制、纠错功能等留给智能终端去完成，大大简化了节点机之间的协议。帧中继采用虚电路技术，即可提供一种能支持多个虚电路的物理接口，用户不需要采用多个线路接口卡和专线，即可访问所有接入帧中继网络的远端客户设备，这样就能充分利用网上资源，因而帧中继具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。第6章 电子政务的网络技术 帧中继的主要应用有：支持局域网互联；将局域网连入广域网，如Internet；建立虚拟专用网；ATM网络的数据业务接入。在实际应用中，帧中继主要适用于以下几种情况：当客户的带宽需求为64 k
32、b/s2 Mb/s(可达到34 Mb/s45 Mb/s)，而参与通信的节点多于两个的时候，使用帧中继是一种较好的解决方案。当通信距离较长时，帧中继的高效性使用户可以享有较好的经济性。当客户传送的数据突发性较强时，由于帧中继具有动态带宽分配的功能，选用帧中继可以有效地处理突发性数据，突发数据传输速率最高可达接入信道速率。第6章 电子政务的网络技术 帧中继的优点有：节省费用；端口共享；动态带宽分配；适合突发性数据；简化物理层的容量规划；兼容ATM技术并支持多种协议等。其缺点有：潜在的拥塞(丢帧)；传输性能会受其他用户影响；不能保证传输质量。值得一提的是，帧中继虽然具有简单和经济等优点，但它仍然存在
33、许多不足之处：对传送的用户信息，没有足够的优先等级；时延较大且存在时延波动变化；中继利用率不高；最高传输速率有限；不适合实时业务；业务量控制机制被动等。但ATM或其他高速协议的特点能弥补帧中继的以上不足。也许帧中继与ATM的结合会成为计算机广域网的一种新模式。第6章 电子政务的网络技术表表6-1 X.25分组交换、租用专线和帧中继技术比较分组交换、租用专线和帧中继技术比较第6章 电子政务的网络技术 4)ISDN综合业务数据网技术综合业务数据网技术 ISDN是一种信息通信网络。它提供端到端的数字连接，支持一系列的语音和非语音业务。它可以用于计算机网络互联和用户网络接入，在此主要指窄带ISDN。由
34、于PSTN公共电话网络对于非话音业务的传输的固有局限性，因而不能满足人们对数据、静止图形和图像乃至视频图像等非话音信息的通信需求，ISDN就是在这种情况下在普通电话网的基础上出现的。第6章 电子政务的网络技术 就技术和功能而言，ISDN是目前世界上技术较为成熟、普及和方便的综合业务广域通信网。近年来Internet的迅速发展和普及推动了ISDN业务的发展。迄今常用的网络接入方式电话拨号上网的速率已发挥到极限，从14.4K、28.8K、33.6K，最后到56K。而信息通信的本质上所需要的恰恰是一个快速的综合业务数字网，ISDN便可为Internet用户提供更高网络互联带宽和上网带宽。第6章 电子
35、政务的网络技术 ISDN使用单一入网接口，利用此接口可实现多终端同时数字通信连接。从某种角度来看，ISDN具有费用低廉、使用灵活方便、高速数据传输且传输质量高等优点。ISDN能提供电路交换、分组交换、无交换连接和公共信道信令等功能。ISDN基本速率接口BRI提供两个B通道和一个D通道，即 2B+D。B通道的传输速率为64 kb/s，通常用于传输用户数据；D通道的传输速率为16 kb/s，通常用于传输控制和信号信息。故BRI的传输速率通常为128 kb/s，当D通道用于传输数据时可达144 kb/s。ISDN基群速率接口PRI提供的通道情况依不同国家或地区所采用的PCM集群格式而定。在北美洲和日
36、本，PRI提供23B+1D，总传输速率为1.544 Mb/s；在欧洲、澳大利亚、中国和其他国家，PRI提供30B+1D，总传输速率为2.048 Mb/s。第6章 电子政务的网络技术 涉及计算机网络通信的ISDN业务很多，主要有:(1)承载业务，实现OSI模型底三层的功能。它提供电路交换和分组交换业务。其中电路交换包括64 kb/s数字信息业务和语音业务；分组交换包括虚呼叫和永久虚电路业务。很多厂家的网络设备都具有对ISDN的支持。第6章 电子政务的网络技术 (2)用户终端业务，实现OSI模型的全部七层功能。它可提供电话、智能用户电报、G2/G3/G4类传真、图文混合传送、视频传送、PC桌面系统
37、、专线备份业务、高速远程访问计算机网络业务和计算机局域网互联等业务。数字化的发展趋势使得ISDN业务有了发展空间。用户只需在现有的一对电话线上加上ISDN终端设备就可获得ISDN基本速率BRI(2B+D)，从而使得日常使用业务从单一的语音通信拓展到文字、语音、数据和图像等多种电信综合业务。速度可达64 kb/s384 kb/s。家庭用户可利用ISDN开通可视电话，而且一条ISDN线路最多可连接8台设备，其中3台设备可以同时工作，可同时通话和连接Internet。ISDN的特点使得其业务特别适应于间歇式通信且分布零散的用户。所谓间歇式通信是指通信量相对较小且不连续的通信；分布零散是指分散在社会各
38、区域的单一或小集体用户，如家庭用户和小型企事业单位用户等。第6章 电子政务的网络技术 随着ISDN业务的不断推广和普及应用，广大Internet用户、SOHO(Small Office and Home Office)族乃至大规模跨地区或跨国的事业单位或集团公司有可能从ISDN中获益。采用ISDN上网的Internet用户的信道建立时间缩短，用户的使用效率和访问速率提高。对于使用ISDN业务的SOHO族，配置一台计算机和一部电话，就可边打电话边传送数据或传真，既经济又快捷。对于大规模跨地区或跨国的事业单位或集团公司，可以通过ISDN业务和以ISDN为基础的Intranet或Internet业务
39、满足内部及与外部的通信需求，不必花费大量资金租用电信部门提供的数据专线或建设自己的专用网络。第6章 电子政务的网络技术 值得指出的是，目前广泛使用的窄带N-ISDN仍有以下不足之处：(1)缺乏吸引人的新业务。其具体原因是N-ISDN的信息传输速率有限制。普通用户速率为BRI，最大可达到PRI速率，这仍然无法满足高清晰度、高音质的多媒体传输的要求。(2)对技术发展的适应性很差。其根本原因在于N-ISDN是以数字电话网为基础。数字电话网的主要业务是64 kb/s速率的电路交换，这在根本上限制了ISDN技术的发展及其支持新技术和业务的能力。(3)N-ISDN技术对分组交换和电路交换只是在用户入网接口
40、上实现，网络内部仍分开，综合不完全。第6章 电子政务的网络技术 为了解决上述问题，早在20世纪90年代初期，国际电信联盟(ITU)就为宽带ISDN即B-ISDN提出了相应的标准和建议，确定了目前的新技术异步传输模式ATM。B-ISDN技术能适合不同业务特点的高速信息传输，速率可达155 Mb/s；采用传输媒介为光纤(传输速率为155 Mb/snGb/s)。由于ATM标准仍未统一且难以预测，目前不同厂商的产品兼容性都较差，故采用ATM技术的用户需慎重考虑。总体来说，ISDN的发展面临着各种技术的竞争，商业电信部门需要综合性的长期总体决策。ISDN的使用及发展主要取决于基础设施的建设、合理的价格以
41、及优良的服务。用户做网络互联和接入时要比较各种技术。对于用户来说，ISDN如能在普及、价格和服务上令用户满意，也将是用户乐于使用的。第6章 电子政务的网络技术 5)ATM异步传输模式技术 ATM技术是实现B-ISDN的核心技术，其特点是简化了网络的功能，ATM网络不参与任何数据链路层功能，将差错控制、流量控制的工作都交给终端去做。ATM(异步传输模式)交换称为信元交换，它是在光纤大容量传输媒体的环境中分组交换技术的新发展。ATM中把数字化的语音、数据及图像信息分成固定长度的若干段(称为信元)，由用户信息字段和信元头组成。信元数据根据信源动作按需分配。第6章 电子政务的网络技术 ATM主要实现O
42、SI参考模型的下两层协议。与帧中继相似，但其信息包很小，ATM交换由53字节组成的固定长度的信元，ATM传送速度更高，可达155 Mb/s622 Mb/s，适合于B-ISDN的多种业务信号混合传输。可延展性是ATM交换技术的内在特点。当有终站加进ATM交换时，交换机制便自动扩张以适应需要，使每个终站都获得一条通道(即专用带宽)。由于ATM所传送的信元长度固定，因而ATM交换速度比一般路由器快。因此，ATM技术实现的通信网可支持语音、数据以及图像传送，提供专用高带宽以及可预测性能，适合企业局域网和广域网使用，并可直接支持多媒体计算机。第6章 电子政务的网络技术 ATM是一种很具发展潜力的技术，是
43、目前最具竞争力的计算机网络技术。最后，特别需要指出的是，各种广域网技术正逐渐被用于局域网建设。在未来，广域网和局域网的界限将会随着技术的融和而消失。第6章 电子政务的网络技术 6.2.3 因特网因特网 1.因特网的发展与特点因特网的发展与特点 1)因特网的发展 因特网是当今世界上最大的计算机网络。更确切地说，因特网并不是一个单一的计算机网络，而是由世界上许多计算机网络互联而构成的，因此又把因特网称为国际互联网。第6章 电子政务的网络技术 因特网的起源可以追溯到其前身ARPA网。该网络是美国国防部高级研究计划局为进行国防研究项目而开发的一个试验性网络，它把美国许多大学和研究机构连接起来，构成了一
44、个广域网。随着小型机、微型机和局域网技术的发展，ARPA网开始了一个称为Internet的研究计划，主要研究局域网和广域网的互联技术。作为该计划的重要成果就是传输控制协议TCP和网络协议IP，从而使计算机网络通信有了统一的规范。以ARPA网为主干网，以TCP/IP协议为核心将众多计算机网络互联起来，从而形成了因特网的雏形，并于20世纪80年代初成为一个实用性的网络。第6章 电子政务的网络技术 在因特网的发展历程中NSF网也曾起到了重要的作用。NSF网是在美国国家科学基金会资助下建立的一个广域网，最初连接了美国的五个超级计算机中心，并与因特网互联，从而使美国的100多个大学和研究机构共享超级计算
45、机中心的资源。20世纪80年代后期，由于NSF网的能力不断强化，NSF网便逐步取代了ARPA网并演变成为因特网的主干网。第6章 电子政务的网络技术 随着因特网的迅猛发展，存取商业化的运作模式已成为必然。20世纪90年代初，IBM、MCI和MERIT等联合组建了ANS(Advanced Networks and Services)公司，并建立了一个ANS网，其传输速率远大于NSF。由ANS网取代NSF网成为因特网的主干网，使因特网的性能与应用进入了一个新的阶段。因特网的不断完善使其成为美国信息高速公路最重要的基础设施。覆盖全国的数字化、大容量、高速的光纤通信网使因特网延伸到了政府机构、企业、大学
46、、研究机构乃至家庭。不仅是美国本土，现在因特网已经扩展到全世界其他洲的100多个国家，大大促进了现代社会信息化、全球化的进程，对社会政治、经济、生活带来了深刻的影响。第6章 电子政务的网络技术 2)因特网的特点 因特网具有以下主要特点：(1)系统的广域性和开放性。因特网是在全球范围内开放分布的互联网络，具有信息传输的广域性和网络协议的开放性等特点。目前已有170多个国家和地区、100多万个网络、数亿台计算机与因特网相连接，用户数近10亿个。(2)信息的共享性和时效性。因特网将通信系统、计算机、数据库等连接成为一个统一的网络，使分布在世界各地的、丰富的信息可以为广大用户所共享。此外，信息一旦进入
47、因特网的发布平台，便可以长期储存、长效发布、随时更新。第6章 电子政务的网络技术 (3)入网方式的灵活性和多样性。因特网入网方式的灵活性和多样性是其获得飞速发 展的重要原因。因特网所采用的TCP/IP协议成功地解决了不同网络产品、不同硬件平台、不同操作系统之间的兼容性问题。无论是大型主机、小型机、微型机或工作站都可以采用多种方式灵活地接入因特网，并通过TCP/IP协议与因特网进行通信。凡使用TCP/IP协议的计算机网络都可用相同的连接方式加入因特网；其他一些异构的计算机网络则可以通过网络连接技术(如网关或完全服务转换器)接入因特网。第6章 电子政务的网络技术 (4)强大的服务功能。因特网提供了
48、多种多样而强大的服务功能，其中包括远程登录、文件传输、电子邮件、信息浏览、文档查询、网络新闻以及全球范围内的超媒体信息浏览服务等。用户可以运用这些服务功能轻松地在网上遨游。(5)网络安全的脆弱性和复杂性。由于因特网上有大量的、多种类型的计算机、计算机网络、数据库系统、信息处理系统等在运行，其信息流具有多渠道交叉和路径的不确定性，而且因特网的开放性、管理的松散性以及TCP/IP协议在安全方面的薄弱性，都造成了因特网在安全上的脆弱性和复杂性。因此，对于像电子政务这样的对安全性要求高的应用，必须另外采取各种安全措施予以解决。第6章 电子政务的网络技术 2.因特网的服务功能因特网的服务功能 1)文件传
49、输服务(FTP)文件传输服务(File Transfer Protocol，简记为FTP)是因特网提供的一种实时的联机服务，其功能是与远地的计算机进行交互，并将文件从一台计算机传送到另一台计算机，而不受这两台计算机的地理位置、连接方式以及所使用的操作系统的限制。FTP采用C/S结构的方式，即客户机端需要安装FTP客户程序，该程序具有字符和图形两种界面。使用FTP可以传送的文件类型有二进制文件、文本文件、图像文件、声音文件、数据压缩文件等。FTP通信的基本模型如图6-5所示。第6章 电子政务的网络技术图6-5 FTP通信的基本模型第6章 电子政务的网络技术 2)电子邮件服务(E-mail)电子邮
50、件(Electronic Mail，简记为E-mail)是用户或用户组之间通过因特网发送和接收电子信函的服务。由于电子邮件具有快捷、简便、可靠、价廉等优点，因而深受广大网络用户的欢迎，使之成为因特网上使用最广泛的服务。电子邮件服务器是为用户提供E-mail服务的软硬件设施的总称，包括电子邮件程序、电子邮箱等。用户通过访问电子邮件服务器实现电子邮件的交换。用户使用电子邮件服务的前提是拥有自己的电子信箱，即电子邮件地址(E-mail Address)。电子信箱是由电子邮件服务的管理机构为用户建立的，它实际上是在与因特网联网的计算机上分配给该用户的一个专门用于存放电子邮件的磁盘区域，该区域由电子邮件