《計(jì)算機(jī)文化》課件-第5章

第5章多媒體和網(wǎng)絡(luò)5.1多媒體和多媒體信息5.2多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)5.3多媒體信息處理技術(shù)5.4常用多媒體制作工具5.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)5.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全5.7Internet和萬(wàn)維網(wǎng)習(xí)題

5.1多媒體和多媒體信息

媒體(Medium)是信息表示和傳輸?shù)妮d體，比如報(bào)紙、廣播、電視等都是媒體。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的媒體是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中信息的載體，即信息的表現(xiàn)形式或傳輸形式，如文字、聲音、圖形等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，人們將各種媒體信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)均以數(shù)字形式表示，并綜合形成一種新的媒體概念——多媒體。5.1.1多媒體和多媒體技術(shù)

多媒體(Multimedia)是全面的、綜合性的信息資源，是多種媒體，如數(shù)據(jù)、文字、圖形、視頻、聲音等的集成。

使用多媒體的最大優(yōu)點(diǎn)就是使信息的展示更加生動(dòng)有趣，許多觀點(diǎn)都更容易表達(dá)。用戶不僅可以通過(guò)文字信息，還可以通過(guò)直接看到的影像和聽到的聲音，來(lái)了解感興趣的對(duì)象，更重要的是，用戶可以參與或改變信息的展示，也就是說(shuō)，信息的展示具有一定的交互性。多媒體技術(shù)不是各種信息媒體的簡(jiǎn)單復(fù)合，而是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，將文字、圖形、圖像、聲音和視頻等各種媒體的信息結(jié)合在一起，進(jìn)行存儲(chǔ)、傳送、綜合處理和控制，并能支持完成一系列交互式操作的信息技術(shù)。多媒體技術(shù)有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：

(1)多樣性。多樣性是指多媒體信息的多樣化，同時(shí)也指媒體輸入、傳播、再現(xiàn)和展示手段的多樣化。

(2)集成性。多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)是綜合文字、圖形、影像、聲音、動(dòng)畫等各種媒體的一種應(yīng)用，并且是建立在數(shù)字化處理的基礎(chǔ)上的，是一個(gè)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用來(lái)整合各種媒體的系統(tǒng)。它一方面表現(xiàn)為媒體信息的集成，另一方面表現(xiàn)為顯示或表示媒體設(shè)備的集成，即多媒體系統(tǒng)不僅包括了計(jì)算機(jī)，還包括了音響及視頻設(shè)備。

(3)實(shí)時(shí)性。當(dāng)用戶給出操作命令時(shí)，相應(yīng)的多媒體信息都能夠得到實(shí)時(shí)控制。多媒體系統(tǒng)除了能夠處理離散媒體，如文本、圖像外，還能綜合處理帶有時(shí)間關(guān)系的媒體，如音頻、視頻和動(dòng)畫，甚至是實(shí)況信息媒體。這就意味著多媒體系統(tǒng)在處理信息時(shí)有著嚴(yán)格的時(shí)序要求和很高的速度要求。

(4)交互性。交互性是多媒體應(yīng)用有別于傳統(tǒng)信息交流媒體的主要特點(diǎn)之一。傳統(tǒng)信息交流媒體只能單向地、被動(dòng)地傳播信息，而多媒體技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)人對(duì)信息的主動(dòng)選擇和控制。

(5)非線性。多媒體技術(shù)的非線性特點(diǎn)將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的循序性的讀/寫模式。以往人們的讀/寫方式大都采用章、節(jié)、頁(yè)的框架，循序漸進(jìn)地獲取知識(shí)，而多媒體技術(shù)將借助超文本鏈接(HyperTextLink)的方法，把內(nèi)容以一種更靈活、更具變化的方式呈現(xiàn)給用戶。5.1.2多媒體的信息元素

組成多媒體的信息元素包括文本、圖形、圖像、動(dòng)畫、音頻、視頻。

1．文本

文本是大多數(shù)多媒體應(yīng)用軟件的重要組成部分，它可以用來(lái)提供基本的內(nèi)容以及基于文本的菜單、超鏈接和其他導(dǎo)航組件。

2．圖形

圖形一般是指通過(guò)繪圖軟件繪制的由直線、圓、圓弧和任意曲線等組成的畫面。圖形文件中存放的是描述生成圖形的指令。圖形常以矢量圖形文件形式存儲(chǔ)，如圖5-1所示。圖5-1以矢量圖形文件形式存儲(chǔ)的圖形

3．圖像

圖像是通過(guò)掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)等輸入設(shè)備捕捉的真實(shí)場(chǎng)景的畫面，數(shù)字化后常以位圖格式存儲(chǔ)。常見的圖像文件格式有TIFF、BMP、GIF和JPEG，對(duì)應(yīng)的文件擴(kuò)展名分別為?.TIF、.BMP、.GIF、.JPG等。

TIFF(TaggedImageFileFormat，標(biāo)記圖像文件格式)可以用來(lái)制作質(zhì)量非常高的圖像，因而經(jīng)常用于出版印刷。它可以顯示上百萬(wàn)種顏色，通常用于比GIF或JPEG格式更大的圖像文件。如果要在一個(gè)并非創(chuàng)建該圖像的程序中編輯圖像，則以這種格式保存將很有幫助，因?yàn)槎喾N程序都可以識(shí)別它。幾乎所有的桌面掃描儀都可以生成TIFF圖像，主要用于在應(yīng)用程序和計(jì)算機(jī)平臺(tái)之間交換文件。

BMP是一種與硬件設(shè)備無(wú)關(guān)的圖像文件格式，使用非常廣。它采用位映射存儲(chǔ)格式，除了圖像深度可選以外，不采用其他任何壓縮，因此，BMP文件所占用的空間很大。由于BMP文件格式是Windows環(huán)境中交換與圖有關(guān)數(shù)據(jù)的一種標(biāo)準(zhǔn)，因此在Windows環(huán)境中運(yùn)行的圖形圖像軟件都支持BMP圖像格式。

GIF(GraphicsInterchangeFormat，圖像交換格式)是網(wǎng)頁(yè)圖片的標(biāo)準(zhǔn)格式，被所有顯示圖片的瀏覽器所支持。由于GIF是經(jīng)過(guò)壓縮的，而且又是8位的，因此這種格式的文件大多用于網(wǎng)絡(luò)傳輸，其傳輸速度要比傳輸其他格式的圖像文件快得多。GIF格式采用無(wú)損壓縮存儲(chǔ)，因此在保存圖片時(shí)，圖片質(zhì)量不會(huì)降低。GIF的另一個(gè)特點(diǎn)是在一個(gè)GIF文件中可以存多幅彩色圖像，如果把存于一個(gè)文件中的多幅圖像數(shù)據(jù)逐幅讀出并顯示到屏幕上，就可構(gòu)成一種最簡(jiǎn)單的動(dòng)畫。其缺點(diǎn)是不能用于存儲(chǔ)真彩的圖像文件。

以上三種格式的圖像如圖5-2所示。圖5-2不同格式的圖像文件

JPEG(JointPhotographicExpertsGroup，聯(lián)合照片專家組)格式圖像被大多數(shù)展示圖片的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器支持。JPEG采用有損壓縮技術(shù)，所以圖片在壓縮后質(zhì)量將會(huì)下降，并且在保存圖片時(shí)壓縮率從0%～100%是可以選擇的。壓縮的程度越高，文件占用的空間就越小，壓縮后圖像損失的質(zhì)量也越多。但是JPEG壓縮技術(shù)十分先進(jìn)，它用有損壓縮方式去除冗余的圖像數(shù)據(jù)，在獲得極高的壓縮率的同時(shí)能展現(xiàn)十分豐富生動(dòng)的圖像。JPEG格式適合應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)，可減少圖像的傳輸時(shí)間。

4．動(dòng)畫

動(dòng)畫指的是由許多幀的靜止畫面，以一定的速度(如每秒16張)連續(xù)播放時(shí)，肉眼因視覺暫留而產(chǎn)生錯(cuò)覺，誤以為畫面活動(dòng)的作品。不論應(yīng)用在何種場(chǎng)合，多媒體應(yīng)用軟件通常都會(huì)使用某種動(dòng)畫效果。通常使用Javaapplet(Java的一種程序)和GIF圖片為網(wǎng)頁(yè)加上單一的動(dòng)畫效果。

Javaapplet是隨網(wǎng)頁(yè)下載下來(lái)的一個(gè)小程序，它可使文本生成類似滾動(dòng)文本顯示的效果?？蓜?dòng)的GIF圖片是存儲(chǔ)在特殊可動(dòng)GIF文檔中的一組GIF圖片，這些圖片逐一展現(xiàn)來(lái)模擬某些動(dòng)作，例如運(yùn)動(dòng)的物體或動(dòng)物，如圖5-3所示。如果要展示更復(fù)雜的動(dòng)畫，如互動(dòng)式游戲，通常使用Macromedia公司的動(dòng)畫設(shè)計(jì)軟件Flash來(lái)制作動(dòng)畫，也可用DynamicHTML

(DHTML)、JavaScript和編程語(yǔ)言來(lái)制作動(dòng)畫。圖5-3GIF圖片的動(dòng)畫效果

5．音頻

人類能夠聽到的所有聲音都稱為音頻，包括語(yǔ)音、音樂(lè)和自然界的各種聲音。大多數(shù)的多媒體應(yīng)用軟件使用音頻來(lái)提高展示效果或是達(dá)到滿意的信息傳播效果。無(wú)論是說(shuō)話聲、歌聲還是樂(lè)器聲，都可以通過(guò)數(shù)字音樂(lè)處理軟件，將它制作成音頻文件，存放在計(jì)算機(jī)中。反過(guò)來(lái)，我們也可以把存儲(chǔ)下來(lái)的音頻文件通過(guò)一定的音頻程序播放，還原以前錄下的

聲音。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是海量存儲(chǔ)設(shè)備和大容量?jī)?nèi)存在計(jì)算機(jī)上的實(shí)現(xiàn)，對(duì)音頻媒體進(jìn)行數(shù)字化處理便成為可能。數(shù)字化處理的核心是對(duì)音頻信息的采樣和量化，通過(guò)對(duì)采集到的樣本進(jìn)行加工，達(dá)成各種效果，這就是音頻媒體數(shù)字化處理的基本含義。以下是常見的音頻文件的格式：

(1)?MP3。MP3的全稱是MovingPictureExpertsGroupAudioLayer?Ⅲ。MP3利用MPEGAudioLayer3的技術(shù)，將音樂(lè)以1:10甚至1:12的壓縮率，壓縮成容量較小的文件，也就是說(shuō)，能夠在音質(zhì)丟失很小的情況下把文件壓縮到更小的程度，而且還非常好地保持了原來(lái)的音質(zhì)。正是因?yàn)镸P3文件小、音質(zhì)高，MP3格式幾乎成為網(wǎng)上音樂(lè)的代名詞。每分鐘的MP3格式音樂(lè)只有1?MB左右大小，這樣每首歌的大小只有3～4?MB。使用MP3播放器對(duì)MP3文件進(jìn)行實(shí)時(shí)的解壓縮(解碼)，這樣，高品質(zhì)的MP3音樂(lè)就播放出來(lái)了。

(2)?WAV。WAV格式是微軟公司開發(fā)的一種聲音文件格式，也叫波形聲音文件，是最早的數(shù)字音頻格式，被Windows平臺(tái)及其應(yīng)用程序廣泛支持。WAV格式支持許多壓縮算法，支持多種音頻位數(shù)、采樣頻率和聲道。若WAV采用44.1?kHz的采樣頻率，16位量化位數(shù)，則其音質(zhì)與CD相差無(wú)幾，而且瀏覽器不需要插件也能支持它。但WAV格式未經(jīng)壓縮，因此對(duì)存儲(chǔ)空間需求較大。

(3)?MID。MID格式由MIDI(MusicalInstrumentDigitalInterface)繼承而來(lái)，允許計(jì)算機(jī)與音樂(lè)合成器交換數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)將音樂(lè)編碼成MIDI序列，然后存儲(chǔ)為以?.mid為擴(kuò)展名的格式。MID文件并不是一段錄制好的聲音，而是記錄聲音的信息，然后再告訴聲卡如何再現(xiàn)音樂(lè)的一組指令。這樣一個(gè)MIDI文件每存1分鐘的音樂(lè)只占大約5～10?KB的空間。今天，MID文件主要用于原始樂(lè)器作品、流行歌曲的業(yè)余表演、游戲音軌以及電子賀卡等。MIDI的最大缺點(diǎn)是不能生成高質(zhì)量的聲樂(lè)作品。

(4)?RealAudio。RealAudio主要適用于在網(wǎng)絡(luò)上的在線音樂(lè)欣賞。RealAudio格式主要有RA、RM和RMX。這些文件格式的特點(diǎn)是可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬的不同而改變聲音的質(zhì)量，在保證大多數(shù)人聽到流暢聲音的前提下，令帶寬較富裕的聽眾獲得較好的音質(zhì)。但其缺點(diǎn)是音質(zhì)達(dá)不到其他格式的水準(zhǔn)，而且需要播放器或插件的支持。

(5)?WMA。WMA(WindowsMediaAudio)格式來(lái)自于微軟公司，常用于音樂(lè)下載網(wǎng)站，其音質(zhì)要強(qiáng)于MP3格式，更遠(yuǎn)勝于RA格式，它的壓縮率一般都可以達(dá)到1:18左右。WMA的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)置的版權(quán)保護(hù)技術(shù)可以限制播放時(shí)間和播放次數(shù)，甚至于播放的機(jī)器等，這對(duì)深受盜版困擾的音樂(lè)公司來(lái)說(shuō)可是一個(gè)福音。而且Windows操作系統(tǒng)和WindowsMediaPlayer的無(wú)縫捆綁，讓用戶在Windows操作系統(tǒng)下可以直接播放WMA音樂(lè)。

6．視頻

視頻不同于動(dòng)畫，它是指先用攝像機(jī)之類的視頻捕捉設(shè)備，將外界影像的顏色和亮度信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再記錄到存儲(chǔ)介質(zhì)(如錄像帶)上的信息。播放時(shí)，視頻信息被轉(zhuǎn)換為幀信息，并以每秒約30幀的速度投影到顯示器上(如圖5-4所示)，使人類的眼睛認(rèn)為它是連續(xù)不間斷地運(yùn)動(dòng)著的。一般電影播放的幀率大約是每秒24幀。圖5-4視頻由一系列的幀組成正因?yàn)橐曨l信息是以每秒30幀的速率再現(xiàn)的，所以在多媒體系統(tǒng)中播放一個(gè)視頻文件將涉及相當(dāng)多的數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致該文件占用很大的存儲(chǔ)空間。因此，如同音頻數(shù)據(jù)一樣，視頻數(shù)據(jù)通常是經(jīng)過(guò)壓縮處理的，壓縮的標(biāo)準(zhǔn)也各不相同。以下列舉一些最常見的視頻格式：

(1)?MPEG。MPEG(MovingPicturesExpertsGroup，移動(dòng)圖像專家組)格式有三個(gè)版本：MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4。由于在一開始就是作為一個(gè)國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)研究制定的，因此，MPEG具有很好的兼容性。其次，MPEG能夠比其他算法提供更好的壓縮比，最高可達(dá)200:1。更重要的是，MPEG在提供高壓縮比的同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)的損失很小。MPEG主要用于桌面視頻、PDA視頻和Web流視頻。

(2)?AVI。AVI(AudioVideoInterleave，音頻視頻交叉)格式是Microsoft公司開發(fā)的一種將語(yǔ)音和影像同步組合在一起的文件格式。它對(duì)視頻文件采用了一種有損壓縮方式，但壓縮比較高，因此盡管畫面質(zhì)量不是太好，但其應(yīng)用范圍仍然非常廣泛。AVI支持256色和RLE壓縮。AVI信息主要應(yīng)用在多媒體光盤上，用來(lái)保存電視、電影等各種影像信息。

(3)?MOV。MOV即QuickTime格式，是Apple公司開發(fā)的視頻文件格式，用Apple’sQuickTime播放器播放。它具有跨平臺(tái)、存儲(chǔ)空間要求小的技術(shù)特點(diǎn)。而采用了有損壓縮方式的MOV格式文件，其畫面效果較AVI格式要稍微好一些。到目前為止，MOV共有4個(gè)版本，其中4.0版本的壓縮率最好。

(4)?RM和RMVB。RM是RealNetworks公司早期推出的一種視頻格式，采用固定碼率編碼。這類文件使用RealPlayer播放，可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)播放，即先從服務(wù)器上下載一部分視頻文件，形成視頻流緩沖區(qū)后可實(shí)時(shí)播放，同時(shí)繼續(xù)下載，為接下來(lái)的播放做好準(zhǔn)備。這種“邊傳邊播”的方法避免了用戶必須等待整個(gè)文件從Internet上全部下載完畢才能觀看的缺點(diǎn)，因而特別適合在線觀看影視節(jié)目。

RM主要用于在低速率的網(wǎng)上實(shí)時(shí)傳輸視頻的壓縮格式，它同樣具有存儲(chǔ)空間小而畫面又比較清晰的特點(diǎn)。RM文件的大小完全取決于制作時(shí)選擇的壓縮率，這也是為什么1小時(shí)的影像有的只有200?MB，而有的卻有500?MB之多的原因?，F(xiàn)在RM已經(jīng)基本上被可變碼率的RMVB格式所取代。RMVB在盡量保存清晰度的情況下大幅縮減了文件大小，已成為網(wǎng)絡(luò)傳播視頻的首選格式。

5.2多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

數(shù)字媒體文件是相當(dāng)大的。例如，一秒鐘的視頻文件需要56?MB的存儲(chǔ)空間；一張分辨率為1024×768的真彩位圖圖像需要2.3?MB的存儲(chǔ)空間；45分鐘的波形音頻文件大約有

475?MB。如此龐大的數(shù)據(jù)量不僅占用很多的存儲(chǔ)空間，還需要冗長(zhǎng)的傳送時(shí)間，造成與現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)帶寬之間的巨大差距，成為人們有效獲取和利用多媒體信息的一個(gè)瓶頸。

如何減少文件的大小又不丟失文件自身的任何數(shù)據(jù)，這就是數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)所要解決的問(wèn)題。5.2.1數(shù)據(jù)壓縮

數(shù)據(jù)壓縮，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是用最少的數(shù)碼來(lái)表示信息，即通過(guò)減少計(jì)算機(jī)中所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或者通信傳播中數(shù)據(jù)的冗余度，達(dá)到增大數(shù)據(jù)密度，最終使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間減小的技術(shù)。

多媒體數(shù)據(jù)之所以可以被壓縮，是因?yàn)閿?shù)據(jù)之間，尤其是相鄰的數(shù)據(jù)之間常存在著相關(guān)性。例如，同一幅圖片中常常有色彩均勻的背景，電視信號(hào)的相鄰兩幀之間可能只有少量的影像是不同的，聲音信號(hào)有時(shí)具有一定的規(guī)律性和周期性等。因此，就有可能利用某些變換來(lái)盡可能地去掉這些相關(guān)性。此外，人們?cè)谛蕾p音像節(jié)目時(shí)，由于耳、眼對(duì)信號(hào)的時(shí)間變化和幅度變化的感受能力都有一定的極限，如人眼對(duì)影視節(jié)目有視覺暫留效應(yīng)，人眼或人耳對(duì)低于某一極限的幅度變化已無(wú)法感知等，故可將信號(hào)中這部分感覺不出的分量壓縮掉或“掩蔽掉”。

衡量數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的三個(gè)主要指標(biāo)是壓縮比、圖像質(zhì)量、壓縮和解壓縮的速度。當(dāng)數(shù)據(jù)被壓縮時(shí)，包含數(shù)據(jù)的文件大小縮減了，縮減的程度被稱為壓縮比。例如，若壓縮比為20:1，則意味著壓縮后的文件大約是原始文件的1/20。壓縮比越高，壓縮性能越好。

數(shù)據(jù)被壓縮后，在解壓縮時(shí)要盡可能地恢復(fù)到原始數(shù)據(jù)的效果，即解壓縮后的圖像質(zhì)量要好。

壓縮和解壓縮的速度要快，其軟、硬件的開銷要小。5.2.2無(wú)損壓縮和有損壓縮

如果數(shù)據(jù)壓縮后，文件大小的縮減不會(huì)導(dǎo)致任何數(shù)據(jù)的丟失，這種壓縮方式稱為無(wú)損壓縮。相反，有損壓縮在壓縮文件時(shí)會(huì)“扔掉”一些原始數(shù)據(jù)。有損壓縮可以應(yīng)用于圖像、視頻和音頻文件，因?yàn)閺睦碚撋现v，人的眼睛和耳朵感覺不出信息的丟失。

1．無(wú)損壓縮

無(wú)損壓縮利用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)冗余(統(tǒng)計(jì)冗余是指用數(shù)學(xué)的方法來(lái)表示信息中的重復(fù)數(shù)據(jù)或相關(guān)數(shù)據(jù))進(jìn)行壓縮，其原理是通過(guò)統(tǒng)計(jì)被壓縮數(shù)據(jù)中重復(fù)數(shù)據(jù)的出現(xiàn)次數(shù)來(lái)進(jìn)行編碼，是對(duì)文件本身的壓縮，原理和其他數(shù)據(jù)文件的壓縮一樣，是對(duì)文件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式進(jìn)行優(yōu)化，采用某種算法表示重復(fù)的數(shù)據(jù)信息，文件可以完全還原，不會(huì)影響文件內(nèi)容。對(duì)于數(shù)碼圖像而言，無(wú)損壓縮不會(huì)使圖像細(xì)節(jié)有任何損失。由于無(wú)損壓縮只是對(duì)數(shù)據(jù)本身進(jìn)行優(yōu)化，所以壓縮比例有限，一般為2∶1～5∶1，廣泛應(yīng)用于文本數(shù)據(jù)、程序以及重要圖形和圖像(如指紋圖像)的壓縮。壓縮軟件WinZip和WinRAR就是基于無(wú)損壓縮原理設(shè)計(jì)的。

2．有損壓縮

有損壓縮是經(jīng)過(guò)壓縮、解壓縮的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)不同但是非常接近的壓縮方法，又稱為破壞性壓縮。有損壓縮利用了人類對(duì)圖像或聲波中的某些頻率成分不敏感的特性，允許壓縮過(guò)程中損失一定的信息。雖然有損壓縮不能完全還原原始數(shù)據(jù)，但是所損失的部分對(duì)理解原始圖像的影響較小，又換來(lái)了較大的壓縮比，所以有損壓縮廣泛應(yīng)用于語(yǔ)音、圖像和視頻數(shù)據(jù)的壓縮。有損壓縮的特點(diǎn)是保持顏色的逐漸變化，刪除圖像中顏色的突然變化。生物學(xué)中的大量實(shí)驗(yàn)證明，人類大腦會(huì)利用與附近最接近的顏色來(lái)填補(bǔ)所丟失的顏色。例如，對(duì)于藍(lán)色天空背景上的一朵白云，有損壓縮的方法就是刪除圖像中景物邊緣的某些顏色部分。當(dāng)在屏幕上看這幅圖時(shí)，大腦會(huì)利用在景物上看到的顏色填補(bǔ)所丟失的顏色部分。

利用有損壓縮技術(shù)，某些數(shù)據(jù)被有意地刪除了，而被刪除的數(shù)據(jù)也就不能被還原。

PEG、MP3和MPEG文件使用的就是有損壓縮。

3．文件的壓縮

有些文件格式會(huì)自動(dòng)地壓縮文件數(shù)據(jù)，另一些格式允許用戶選擇是否壓縮文件以及調(diào)整壓縮的程度。如MP3、GIF文件都是壓縮文件，用來(lái)保存和打開這些文件的軟件中包含了壓縮和解壓縮文件所需的編/解碼器，而JPEG、AVI等格式文件的編/解碼器通常在保存圖像或視頻前就允許選擇壓縮程度。也可以使用壓縮工具程序進(jìn)行文件的壓縮，如WinRAR。WinRAR壓縮工具全面支持ace和zip格式的壓縮文件及其他多種格式的壓縮文件，可以創(chuàng)建固定壓縮、分卷壓縮和自釋放壓縮等多種方式，可以選擇不同的壓縮比例，最大程度地減少對(duì)磁盤空間的占用(參見圖5-5)。目前該軟件的最新版本是WinRAR3.X。圖5-5壓縮軟件WinRAR界面

5.3多媒體信息處理技術(shù)

多媒體信息處理技術(shù)涉及面相當(dāng)廣泛，主要包括音頻技術(shù)、視頻技術(shù)、圖像技術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。5.3.1音頻技術(shù)

音頻技術(shù)發(fā)展較早，幾年前一些技術(shù)已經(jīng)成熟并產(chǎn)品化，甚至進(jìn)入了家庭，如數(shù)字音響。音頻技術(shù)主要包括四個(gè)方面：音頻數(shù)字化、語(yǔ)音處理、語(yǔ)音合成及語(yǔ)音識(shí)別。我們?cè)诘?章中已經(jīng)知道，聲音信息必須經(jīng)過(guò)采樣和量化的數(shù)字化過(guò)程，最終以音頻文件的格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。音頻采樣包括兩個(gè)重要的參數(shù)，即采樣頻率和樣本精度(也稱采樣數(shù)據(jù)位數(shù))。采樣頻率即對(duì)聲音每秒鐘采樣的次數(shù)，人耳聽覺上限在20?kHz左右，目前常用的采樣頻率為11?kHz、22?kHz和44?kHz幾種。采樣頻率越高，音質(zhì)越好，但存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量也越大。采樣數(shù)據(jù)位數(shù)即每個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)表示范圍，目前常用的有8位、12位和16位三種。不同的采樣數(shù)據(jù)位數(shù)決定了不同的音質(zhì)，采樣位數(shù)越高，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量越大，音質(zhì)也越好。采樣和量化過(guò)程的主要硬件是模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器。

語(yǔ)音處理涉及音頻壓縮、數(shù)字化聲音的處理，如編輯、加工合成聲音素材、制作各種聲音效果等。

語(yǔ)音合成是指將計(jì)算機(jī)中的文本信息轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音信息的過(guò)程。目前國(guó)外幾種主要語(yǔ)音的合成水平均已到實(shí)用階段，漢語(yǔ)合成近幾年來(lái)也有突飛猛進(jìn)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)正在運(yùn)行。語(yǔ)音識(shí)別是指讓計(jì)算機(jī)通過(guò)識(shí)別和理解過(guò)程把語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本或命令的技術(shù)，雖然目前只是處于實(shí)驗(yàn)研究階段，但是其廣闊的應(yīng)用前景使之一直成為研究關(guān)注的熱點(diǎn)之一。5.3.2視頻技術(shù)

視頻技術(shù)包括視頻數(shù)字化、視頻編碼技術(shù)、視頻信息的處理。

視頻數(shù)字化是將模擬視頻信號(hào)經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換和彩色空間變換后轉(zhuǎn)為計(jì)算機(jī)可處理的數(shù)字信號(hào)，使得計(jì)算機(jī)可以顯示和處理視頻信號(hào)。需要指出的是，視頻數(shù)字化的概念是建立在模擬視頻信息基礎(chǔ)上的，如果視頻信息來(lái)源于數(shù)字信號(hào)，如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)攝錄的信號(hào)本身已是數(shù)字信號(hào)，那么就只需要從磁帶轉(zhuǎn)到硬盤中。視頻編碼技術(shù)是指通過(guò)特定的壓縮技術(shù)，將某個(gè)視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種視頻格式文件的方式。

視頻信息的處理主要包括視頻剪輯、視頻疊加、視頻和聲音同步、視頻特技等。5.3.3圖像技術(shù)

圖像處理技術(shù)涉及以下幾個(gè)方面。

1．圖像獲取和圖像表現(xiàn)

圖像獲取和圖像表現(xiàn)是指將模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)所能接受的數(shù)字形式，以及把數(shù)字圖像用所需要的形式顯示出來(lái)。

2．提高圖像的視感質(zhì)量

提高圖像的視感質(zhì)量是指對(duì)圖像進(jìn)行亮度、彩色變換，增強(qiáng)、抑制某些成分，對(duì)圖像進(jìn)行幾何變換等，以改善圖像的質(zhì)量。

3．圖像的編碼和壓縮

由數(shù)字化得到的一幅圖像的數(shù)據(jù)量十分巨大，一幅典型的數(shù)字圖像通常由500×500或1000×1000個(gè)像素組成。如果是動(dòng)態(tài)圖像，其數(shù)據(jù)量更大。對(duì)圖像數(shù)據(jù)要進(jìn)行編碼和壓縮，以便于圖像的存儲(chǔ)和傳輸。5.3.4多媒體通信技術(shù)

多媒體通信技術(shù)集成了計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，是一門綜合技術(shù)。多媒體通信是指在一次呼叫過(guò)程中能同時(shí)提供多種媒體信息，如聲音、圖像、圖形、數(shù)據(jù)、文本等的新型通信方式。

利用多媒體通信，相隔萬(wàn)里的用戶不僅能利用聲、像、圖、文交流信息，使分布在不同地點(diǎn)的多媒體信息，能步調(diào)一致地作為一個(gè)完整的信息呈現(xiàn)在用戶面前，而且用戶對(duì)通信全過(guò)程具有完備的交互控制能力。這就是多媒體通信的分布性、同步性和交互性特點(diǎn)。多媒體通信需要解決許多重大技術(shù)問(wèn)題。首先是通信網(wǎng)問(wèn)題。最適合多媒體通信的通信網(wǎng)是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，它能靈活地傳輸、交換具有不同傳輸速率、不同性能要求的多媒體信息。世界各國(guó)正在著手建設(shè)的“信息高速公路”為容納多種媒體信息的“車輛”通行無(wú)阻創(chuàng)造了條件。其次，要解決多媒體信息的“壓縮”問(wèn)題，把音頻、視頻信號(hào)的頻帶壓縮到一定范圍，否則“信息高速公路”上容不下那么多的多媒體信息的“車輛”。再次，還要研制至少可以存儲(chǔ)、顯示處理兩種以上多媒體信息的多媒體終端設(shè)備等。

5.4常用多媒體制作工具

多媒體制作工具是多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的軟件開發(fā)工具，它提供多媒體應(yīng)用系統(tǒng)各種成分所需要的重要框架，包括圖形、動(dòng)畫、聲音和視頻的剪輯。制作工具的用途是建立具有交互式的用戶界面，在屏幕上演示制作好的多媒體應(yīng)用系統(tǒng)，以及將各種媒體成分集成為一個(gè)完整的系統(tǒng)。多媒體制作工具可以分成以下幾種：以傳統(tǒng)程序語(yǔ)言為基礎(chǔ)的制作工具，如VisualBasic、VisualC++等高級(jí)語(yǔ)言；基于時(shí)間的制作工具，如Macromedia公司的Director；基于圖符或流線的制作工具，如Macromedia公司的Authorware；基于卡片和頁(yè)面的制作工具，如Asymetrix公司的MultimediaToolBook等。5.4.1VisualBasic高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

VisualBasic是功能強(qiáng)大的可視化面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，有專門的多媒體對(duì)象處理模塊(控件)來(lái)完成多媒體素材的連接、調(diào)用和交互性控制。但它需要制作人員有一定的編程經(jīng)驗(yàn)，否則很難在短時(shí)間內(nèi)熟練運(yùn)用。圖5-6是VisualBasic的界面。圖5-6VisualBasic利用控件完成多媒體素材的處理5.4.2Authorware

Authorware是Macromedia公司20世紀(jì)90年代推出的一種多媒體制作工具。它提供了豐富的人機(jī)交互方式，直觀的圖標(biāo)流程控制界面，并將多媒體功能集成為一個(gè)個(gè)圖標(biāo)，提供了13種用以表現(xiàn)不同媒體對(duì)象的編輯圖標(biāo)以及11種在人們?nèi)粘Ｉ?、工作中?jīng)常被采用的交互方式，向開發(fā)者提供了一種“搭積木”式的制作方法。它一改傳統(tǒng)的編程方式，采用鼠標(biāo)對(duì)圖標(biāo)的拖放來(lái)替代復(fù)雜的編程語(yǔ)言。開發(fā)者利用對(duì)各種圖標(biāo)邏輯結(jié)構(gòu)的布局，只需根據(jù)制作要求，將所需圖標(biāo)放到流程線上，就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的制作，如圖5-7所示。

Authorware具有一定的繪圖功能，能方便地編輯各種圖形，能多樣化地處理文字。Authorware為多媒體作品制作提供了集成環(huán)境，能直接使用其他軟件制作的文字、圖形、圖像、聲音和數(shù)字電影等多媒體信息。圖5-7Authorware中的流程線和圖標(biāo)5.4.3Director

Director是Macromedia公司推出的又一動(dòng)畫和多媒體制作工具，它以時(shí)間軸為基準(zhǔn)，按照對(duì)象的出場(chǎng)時(shí)間，設(shè)計(jì)和規(guī)劃整個(gè)作品。Director系統(tǒng)中的基本概念是電影中的“畫面”(Frame，幀)，所使用的各種素材常被稱為“演員”，都放置在相應(yīng)的窗口中進(jìn)行管理。Director具有以下一些特點(diǎn)：

(1)可以方便地將動(dòng)畫、聲音、圖像等多媒體元素合成到一起。

(2)提供了強(qiáng)大的腳本語(yǔ)言Lingo，使用戶能夠創(chuàng)建復(fù)雜的交互式應(yīng)用程序。

(3)無(wú)數(shù)量限制的“演員”(也就是各種媒體元素，如文字、圖片、動(dòng)畫、聲音等)，使制作者能創(chuàng)作出更加完美的作品。

(4)最多可設(shè)1000個(gè)通道，也就是可在這些通道上放置1000個(gè)媒體元素，并可分別控制它們。

(5)具有強(qiáng)大的聲音控制能力，在時(shí)間軸上有兩個(gè)聲道，再通過(guò)Lingo語(yǔ)言，最多可同時(shí)控制八個(gè)聲音。

(6)在虛擬現(xiàn)實(shí)創(chuàng)作方面，Director也有它的獨(dú)到之處。國(guó)際上許多公司已經(jīng)開始利用Director中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在Internet上制作廣告。

(7)開放體系結(jié)構(gòu)(MOA)允許任何一位Director開發(fā)者使用Lingo、JavaScript或C++來(lái)制作Xtras(為了適應(yīng)Director功能擴(kuò)展而開發(fā)出的第三方插件)，實(shí)現(xiàn)對(duì)Director能力的擴(kuò)展。這些被整合的Xtras被用來(lái)建立新的轉(zhuǎn)場(chǎng)效果、進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的連接和對(duì)某些設(shè)備的控制等。

Director可以被廣泛應(yīng)用于制作交互式多媒體教學(xué)演示、網(wǎng)絡(luò)多媒體出版物、網(wǎng)絡(luò)電影、網(wǎng)絡(luò)交互式多媒體查詢系統(tǒng)、動(dòng)畫片、企業(yè)的多媒體形象展示和產(chǎn)品宣傳、游戲和屏幕保護(hù)程序等。

5.5計(jì)?算?機(jī)?網(wǎng)?絡(luò)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一個(gè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息處理和資源共享的系統(tǒng)。目前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于辦公自動(dòng)化、企業(yè)管理與生產(chǎn)過(guò)程控制、金融與商業(yè)電子化、軍事、科研、教育信息服務(wù)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。在我國(guó)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也正在迅猛地發(fā)展。據(jù)CNNIC2005年1月的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)上網(wǎng)計(jì)算機(jī)總數(shù)達(dá)4160萬(wàn)臺(tái)，上網(wǎng)人數(shù)已有9400萬(wàn)人，建立的網(wǎng)站已達(dá)66萬(wàn)個(gè)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正在改變著人們的工作方式與生活方式。5.5.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，是指通過(guò)通信線路將遠(yuǎn)方終端的資料傳送給主計(jì)算機(jī)處理而形成的一種簡(jiǎn)單的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從單機(jī)到多機(jī)的發(fā)展過(guò)程。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的范圍，也促進(jìn)了信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。簡(jiǎn)單地講，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由多臺(tái)計(jì)算機(jī)(或其他計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)通過(guò)傳輸介質(zhì)和軟件物理(或邏輯)連接在一起組成的。如果對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)做比較完整的描述，那么計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是將若干臺(tái)分布在不同地理位置的、具有獨(dú)立處理能力的計(jì)算機(jī)，通過(guò)通信設(shè)備和傳輸介質(zhì)連接起來(lái)，由網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)通信、資源共享和協(xié)同工作的系統(tǒng)。

從邏輯功能上看，可以將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分成通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)，如圖5-8所示。通信子網(wǎng)由通信控制處理機(jī)、通信線路和其他通信設(shè)備組成，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等任務(wù)。資源子網(wǎng)由計(jì)算機(jī)主機(jī)、終端、外設(shè)、相關(guān)軟件及信息資源組成，負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。圖5-8通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)5.5.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類可以從不同角度進(jìn)行，按物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以分為星型、總線型、環(huán)型、網(wǎng)狀和樹型；按網(wǎng)絡(luò)帶寬(即網(wǎng)絡(luò)攜帶數(shù)據(jù)的能力)可分為寬帶網(wǎng)和窄帶網(wǎng)；最常用的是按網(wǎng)絡(luò)作用的地理范圍分類，可分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。

1．局域網(wǎng)

局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork，LAN)用于將某一有限區(qū)域內(nèi)(如一個(gè)辦公室、同一建筑物、一個(gè)校園、一個(gè)公司等，參見圖5-9)的各種計(jì)算機(jī)、終端與外部設(shè)備互連成網(wǎng)，其速度大于10?Mb/s，甚至1?Gb/s。局域網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)文件管理、應(yīng)用軟件共享、打印機(jī)共享、掃描儀共享、工作組內(nèi)的日程安排、電子郵件和傳真通信服務(wù)等功能。局域網(wǎng)傳輸可靠，誤碼率低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。圖5-9校園網(wǎng)示意圖

2．城域網(wǎng)

城域網(wǎng)(MetropolitanAreaNetwork，MAN)基本上是一種大型的LAN，通常使用與LAN相似的技術(shù)，其作用范圍為幾十到上百千米。城域網(wǎng)主要采用光纜為傳輸媒介，可實(shí)現(xiàn)大量用戶之間的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻等多種信息的傳輸。它能夠滿足政府機(jī)構(gòu)、金融保險(xiǎn)、大中小學(xué)校、公司企業(yè)等單位對(duì)高速率、高質(zhì)量數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)日益旺盛的需求，特別是快速發(fā)展起來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)用戶群對(duì)寬帶高速上網(wǎng)的需求。

3．廣域網(wǎng)

廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork，WAN)又稱遠(yuǎn)程網(wǎng)，是一種大跨越的、地域性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的集合，通?？缭绞?、市，甚至一個(gè)國(guó)家，其速度可以從1.2?kb/s到上百M(fèi)b/s不等，其通信設(shè)備及傳輸媒體一般由電信部門提供。全國(guó)性的銀行或連鎖超市所使用的網(wǎng)絡(luò)可以歸類為廣域網(wǎng)。因特網(wǎng)是世界上最大的廣域網(wǎng)。5.5.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)連接點(diǎn)都稱為一個(gè)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通常是如下設(shè)備中的一個(gè)：

●服務(wù)器：負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的計(jì)算機(jī)。

●工作站：連接到網(wǎng)絡(luò)的個(gè)人計(jì)算機(jī)。

●網(wǎng)絡(luò)外圍設(shè)備：打印機(jī)或掃描儀等能夠直接連接到網(wǎng)絡(luò)而不是連接到工作站的設(shè)備。

●網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、信號(hào)增強(qiáng)或者為數(shù)據(jù)到達(dá)目的地而進(jìn)行路由的電子設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)與通信線路之間的幾何關(guān)系就稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它反映了網(wǎng)絡(luò)中各實(shí)體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型、星型、環(huán)型、樹型、網(wǎng)狀等，如圖5-10所示。圖5-10網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1．星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為中央控制節(jié)點(diǎn)，稱之為集線器，其他節(jié)點(diǎn)通過(guò)電纜連接到中央控制節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信都要通過(guò)中心節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接。星型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，單個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障不會(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)的其他部分，但中心節(jié)點(diǎn)的任務(wù)重，其故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。

2．環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中各節(jié)點(diǎn)首尾相連形成閉合的環(huán)，環(huán)中的數(shù)據(jù)沿著一個(gè)方向繞環(huán)逐站傳輸。環(huán)型拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是抗故障性能好，電纜長(zhǎng)度短；缺點(diǎn)是一旦網(wǎng)絡(luò)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)或一條傳輸介質(zhì)出現(xiàn)故障，都將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的故障，因此故障難以檢測(cè)。

3．總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通過(guò)一根傳輸線路將網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，這根線路稱為總線。網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)都通過(guò)總線進(jìn)行通信，在同一時(shí)刻只能允許一對(duì)節(jié)點(diǎn)占用總線通信?？偩€型拓?fù)渌桦娎|數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有較高的可靠性，易于擴(kuò)充，增減用戶方便；缺點(diǎn)是傳輸距離有限，通信范圍受到限制，故障診斷和隔離困難，分布式協(xié)議不保證信息及時(shí)傳送，不具實(shí)時(shí)功能。

4．網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠?qū)⒚總€(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都和其他多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連接。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)可以選擇從出發(fā)地到目的地中幾個(gè)可能的路徑中的任意一條進(jìn)行傳輸。這些冗余的數(shù)據(jù)路徑可使得網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)非常強(qiáng)壯。即使有幾條鏈路失效，數(shù)據(jù)仍能選擇有效的鏈路到達(dá)目的地。

5．樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本質(zhì)上是星型與總線型網(wǎng)絡(luò)的混合體，即由一個(gè)主干鏈路將多個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)連接成一個(gè)總線型結(jié)構(gòu)。樹型拓?fù)湟云洫?dú)特的特點(diǎn)而與眾不同：具有層次結(jié)構(gòu)，是一種分層網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)可以對(duì)稱，聯(lián)系固定，具有一定的容錯(cuò)能力，一般一個(gè)分支和節(jié)點(diǎn)的故障不影響另一分支節(jié)點(diǎn)的工作，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)送出的信息都由根接收后重新發(fā)送到所有的節(jié)點(diǎn)，可以傳遍整個(gè)傳輸介質(zhì)，所以它也是廣播式網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)今大多數(shù)的校園網(wǎng)絡(luò)和商用網(wǎng)絡(luò)都是基于樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的。

5.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全

網(wǎng)絡(luò)安全是計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全的一個(gè)重要方面。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的互連，在大大擴(kuò)展信息資源的共享空間的同時(shí)，也將其本身暴露在更多惡意攻擊之下。如何保證網(wǎng)絡(luò)信息存儲(chǔ)、處理的安全和信息傳輸?shù)陌踩?，就是我們所謂的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)注的問(wèn)題。設(shè)計(jì)一個(gè)安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，必須做到既能有效地防止對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各種攻擊，保證系統(tǒng)的安全，同時(shí)又要有較高的成本效益、操作的簡(jiǎn)易性以及對(duì)用戶的透明性和界面的友好性。計(jì)算機(jī)病毒、訪問(wèn)控制和防火墻技術(shù)是與網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)的三個(gè)重要的問(wèn)題。5.6.1計(jì)算機(jī)病毒

計(jì)算機(jī)病毒是指“編制或者在計(jì)算機(jī)程序中插入的破壞計(jì)算機(jī)功能或者數(shù)據(jù)，影響計(jì)算機(jī)使用并且能夠自我復(fù)制的一組計(jì)算機(jī)指令或者程序代碼”。它將自身嵌入文件，然后進(jìn)行自我復(fù)制，傳播到其他文件。病毒可以破壞文件、毀壞數(shù)據(jù)、顯示令人氣憤的信息或是干擾計(jì)算機(jī)操作。

計(jì)算機(jī)病毒是對(duì)計(jì)算機(jī)文件安全的最大威脅之一。在1981年，只有一種已知的計(jì)算機(jī)病毒。而今天，這個(gè)數(shù)字已超過(guò)70000，每個(gè)月都會(huì)有600到900種新的病毒出現(xiàn)。

1．計(jì)算機(jī)病毒的特征

計(jì)算機(jī)病毒具有寄生性、傳染性、破壞性、可觸發(fā)性和潛伏性等特征。

(1)寄生性。計(jì)算機(jī)病毒寄生在其他程序之中，當(dāng)執(zhí)行這個(gè)程序時(shí)，病毒就會(huì)起破壞作用，而在未啟動(dòng)這個(gè)程序之前，它是不易被發(fā)覺的。

(2)傳染性。計(jì)算機(jī)病毒不但本身具有破壞性，更有害的是具有傳染性，一旦病毒被復(fù)制或產(chǎn)生變種，其傳染速度之快令人難以預(yù)防。例如Melisas(梅麗莎)病毒在10小時(shí)內(nèi)感染了3500000臺(tái)計(jì)算機(jī)，I-love-You病毒更是在3小時(shí)內(nèi)橫掃了72000000臺(tái)計(jì)算機(jī)。

(3)破壞性。計(jì)算機(jī)病毒的表現(xiàn)性或破壞性體現(xiàn)了病毒設(shè)計(jì)者的真正意圖。有的病毒程序要顯示一些文字或圖像，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行；還有一些病毒程序刪除文件、加密磁盤中的數(shù)據(jù)，甚至摧毀整個(gè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，使之無(wú)法恢復(fù)，造成無(wú)可挽回的損失。但是無(wú)論何種病毒程序，一旦侵入系統(tǒng)，都會(huì)對(duì)操作系統(tǒng)的運(yùn)行造成不同程度的影響，即使不直接產(chǎn)生破壞作用，也要占用系統(tǒng)資源(如占用內(nèi)存空間、占用磁盤存儲(chǔ)空間以及系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間等)。

(4)可觸發(fā)性。計(jì)算機(jī)病毒并不是隨時(shí)發(fā)作的，而是滿足觸發(fā)條件時(shí)才發(fā)作。計(jì)算機(jī)病毒帶有定義好的觸發(fā)條件，可以是時(shí)間或是某些特定數(shù)據(jù)等。計(jì)算機(jī)病毒運(yùn)行時(shí)，由觸發(fā)機(jī)制檢查是否滿足觸發(fā)條件。如果滿足，病毒就進(jìn)行感染或攻擊，否則病毒會(huì)潛伏下來(lái)。

(5)潛伏性。計(jì)算機(jī)病毒具有依附于其他媒體而寄生的能力，這種媒體我們稱之為計(jì)算機(jī)病毒的宿主。依靠病毒的寄生能力，病毒傳染合法的程序和系統(tǒng)后，并不立即發(fā)作，而是悄悄隱藏起來(lái)，然后在用戶未察覺的情況下進(jìn)行傳染。因此病毒的潛伏性越好，它在系統(tǒng)中存在的時(shí)間也就越長(zhǎng)，病毒傳染的范圍也越廣，其危害性也越大。

2．計(jì)算機(jī)病毒的分類

計(jì)算機(jī)病毒的分類方法很多，如按寄生方式分類、按病毒攻擊的操作系統(tǒng)分類或按病毒的破壞性和傳播途徑分類。

(1)按寄生方式分類。計(jì)算機(jī)病毒按照寄生方式可分為文件型病毒、引導(dǎo)扇區(qū)型病毒和混合型病毒。

文件型病毒感染應(yīng)用程序，一般依附在?.com和?.exe可執(zhí)行文件中，如848病毒。文件型病毒通過(guò)被感染程序的執(zhí)行而激活，被感染的文件執(zhí)行速度會(huì)明顯變慢，有時(shí)甚至無(wú)法執(zhí)行。

引導(dǎo)扇區(qū)型病毒感染啟動(dòng)計(jì)算機(jī)時(shí)所需的系統(tǒng)文件，它利用系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)不檢查主引導(dǎo)區(qū)的內(nèi)容是否正確這一漏洞，在引導(dǎo)系統(tǒng)的過(guò)程中入侵系統(tǒng)。典型的引導(dǎo)型病毒有大麻病毒。

混合型病毒兼具文件型病毒和引導(dǎo)型病毒的特點(diǎn)，具有雙重傳播能力，如新世紀(jì)病毒。

(2)按破壞性分類。從產(chǎn)生的后果看，病毒可分為良性病毒和惡性病毒。所謂良性病毒，是指那些只為表現(xiàn)自己，并不破壞系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的病毒，通常多是一些惡作劇者所制造的。而惡性病毒則是指那些破壞系統(tǒng)數(shù)據(jù)、刪除文件，甚至摧毀系統(tǒng)的危害性較大的病毒。這類病毒一般是由懷有特別目的(如政治、軍事、經(jīng)濟(jì)和報(bào)復(fù)性目的)的人編寫的。

要強(qiáng)調(diào)的是，危害性是所有病毒的特點(diǎn)，良性病毒并非沒有危害性，它們會(huì)大量占用系統(tǒng)資源，增加系統(tǒng)開銷，降低系統(tǒng)工作效率，這對(duì)于運(yùn)行速度要求很高的用戶來(lái)說(shuō)是無(wú)法忍受的。

(3)按傳播途徑分類。按傳播途徑分，計(jì)算機(jī)病毒可分為單機(jī)病毒和網(wǎng)絡(luò)病毒。單機(jī)病毒是利用移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)，如U盤、移動(dòng)硬盤、光盤等進(jìn)行傳播。網(wǎng)絡(luò)病毒是利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳播的病毒。1988年，22歲的康奈爾大學(xué)研究生RobertMorris(羅伯特·莫里斯)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送了一種專為攻擊UNIX系統(tǒng)缺陷、名為“蠕蟲(Worm)”的病毒。蠕蟲造成了6000個(gè)系統(tǒng)癱瘓，估計(jì)損失為200萬(wàn)到6000萬(wàn)美元。這一事件引起了人們對(duì)計(jì)算機(jī)病毒的恐慌，也使更多的計(jì)算機(jī)專家重視和致力于計(jì)算機(jī)病毒研究。隨著Internet開拓性的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)病毒也給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了災(zāi)難性后果。

網(wǎng)絡(luò)病毒的來(lái)源主要有兩種：一種來(lái)自文件下載，那些被瀏覽的或是通過(guò)FTP下載的文件中可能存在病毒，而共享軟件和各種可執(zhí)行的文件已經(jīng)成為病毒傳播的重要途徑；另一種來(lái)自于電子郵件，大多數(shù)的Internet郵件系統(tǒng)提供了在網(wǎng)絡(luò)間傳送附帶格式化文檔郵件的功能，只要簡(jiǎn)單地敲敲鍵盤，郵件就可以發(fā)給一個(gè)或一組收信人，因此受病毒感染的文檔或文件就可能通過(guò)網(wǎng)關(guān)和郵件服務(wù)器涌入企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。

3．常見的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)病毒

(1)木馬病毒。木馬病毒其實(shí)是一個(gè)后門程序，是一種帶有惡意性質(zhì)的遠(yuǎn)程控制軟件。與一般的病毒不同，木馬病毒不會(huì)自我繁殖，也并不“刻意”地去感染其他文件，它通過(guò)將自身偽裝來(lái)吸引用戶下載執(zhí)行，向施種“木馬”者提供打開被種者計(jì)算機(jī)的門戶，使施種者可以任意毀壞、竊取被種者的文件，甚至遠(yuǎn)程操控被種者的計(jì)算機(jī)。常見的木馬病毒有網(wǎng)絡(luò)游戲木馬、網(wǎng)銀木馬和即時(shí)通訊軟件木馬，這些木馬病毒能夠盜取網(wǎng)絡(luò)游戲的賬號(hào)密碼、竊取用戶QQ號(hào)、盜取網(wǎng)上銀行的卡號(hào)、密碼，甚至安全證書。

木馬一般分為客戶端(client)和服務(wù)器端(server)?？蛻舳司褪潜镜厥褂玫母鞣N命令的控制臺(tái)，服務(wù)器端則是給別人運(yùn)行的，只有運(yùn)行過(guò)服務(wù)器端的計(jì)算機(jī)才能夠完全受控。運(yùn)行了帶有木馬程序的服務(wù)器以后，被種者的計(jì)算機(jī)就會(huì)有一個(gè)或幾個(gè)端口被打開，使“黑客”(Hacker)可以利用這些打開的端口進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，竊取各種信息，這樣一來(lái)系統(tǒng)的安全和個(gè)人隱私也就毫無(wú)保障了。木馬的設(shè)計(jì)者為了防止木馬被發(fā)現(xiàn)，而采用多種手段隱藏木馬。隨著病毒編寫技術(shù)的發(fā)展，木馬程序?qū)τ脩舻耐{越來(lái)越大，尤其是一些木馬程序采用了極其狡猾的手段來(lái)隱蔽自己，使普通用戶很難在中毒后發(fā)覺。

(2)蠕蟲病毒。隨著網(wǎng)絡(luò)通信與電子郵件業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，蠕蟲病毒開始成為計(jì)算機(jī)通信領(lǐng)域的主要顧慮。與其他病毒從文件向文件的傳播方式不同，蠕蟲的傳染機(jī)理是利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行復(fù)制和傳播，傳染途徑是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和電子郵件。蠕蟲病毒是自包含的程序(或是一套程序)，它能傳播它自身功能的拷貝或它的某些部分到其他的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中(通常是經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接)。大多數(shù)蠕蟲利用通信網(wǎng)絡(luò)(特別是因特網(wǎng))，在電子郵件和TCP/IP包內(nèi)由一臺(tái)計(jì)算機(jī)傳播到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)。一些蠕蟲可以輕易地傳遍整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而另一些還可能產(chǎn)生各種各樣的有效負(fù)荷，使其從無(wú)害信息變?yōu)閻阂獾奈募h除。近幾年危害很大的“尼姆亞”病毒就是蠕蟲病毒的一種。這一病毒利用了微軟視窗操作系統(tǒng)的漏洞，計(jì)算機(jī)感染這一病毒后，會(huì)不斷自動(dòng)撥號(hào)上網(wǎng)，并利用文件中的地址信息或者網(wǎng)絡(luò)共享進(jìn)行傳播，最終破壞用戶的大部分重要數(shù)據(jù)。從顯示無(wú)害的消息到使網(wǎng)站崩潰，當(dāng)前大量木馬和蠕蟲病毒對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成了以下各種各樣的問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò)堵塞，使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量大幅下降；在網(wǎng)上產(chǎn)生大量的活動(dòng)，使服務(wù)器被無(wú)用的流量所淹沒，從而導(dǎo)致拒絕用戶服務(wù)；修改用戶的默認(rèn)訪問(wèn)頁(yè)設(shè)置，導(dǎo)致瀏覽器的重新配置；刪除硬盤上的軟件，修改Windows操作系統(tǒng)注冊(cè)表，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定；機(jī)器的性能下降；禁用殺毒軟件和防火墻。這一系列的問(wèn)題，使得病毒的診斷和防治愈加重要。

4．計(jì)算機(jī)病毒的診斷與防治

通常可以根據(jù)以下情況初步診斷計(jì)算機(jī)是否感染了病毒：

●系統(tǒng)啟動(dòng)速度變慢或反復(fù)重新啟動(dòng)。

●計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度變慢，或是經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)存不足、硬盤空間不夠的情況。

●系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)無(wú)故地出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。

●計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn)莫名其妙的提示信息、特殊字符及異常畫面。

●計(jì)算機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)出錯(cuò)信息、程序工作異常等情況。當(dāng)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)上述現(xiàn)象后，可以初步判斷感染了病毒。此時(shí)應(yīng)該利用各種殺毒軟件或防毒卡等診斷工具來(lái)進(jìn)一步確定是否感染了計(jì)算機(jī)病毒。

比起在木馬和蠕蟲病毒感染計(jì)算機(jī)后再清除這些討厭的程序，讓它們遠(yuǎn)離自己的計(jì)算機(jī)可謂是更應(yīng)采取的措施。以下是防范計(jì)算機(jī)被感染的最主要的方法：●計(jì)算機(jī)定期安裝系統(tǒng)補(bǔ)丁，保證軟件補(bǔ)丁和操作系統(tǒng)服務(wù)工具包及時(shí)更新。

●在所使用的計(jì)算機(jī)上安裝有效的殺毒軟件，并根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行安全設(shè)置，定期對(duì)計(jì)算機(jī)做病毒掃描。目前較流行的殺毒軟件有Norton(諾頓)、卡巴斯基、金山毒霸、瑞星及江民殺毒等。

●使用有查毒功能的電子郵箱，不要打開可疑的電子郵件附件。

●瀏覽網(wǎng)頁(yè)、下載文件時(shí)要選擇正規(guī)的網(wǎng)站。

●使用基于客戶端的防火墻或過(guò)濾措施，以增強(qiáng)計(jì)算機(jī)對(duì)黑客和惡意代碼攻擊的免疫力，或者在一些安全網(wǎng)站中對(duì)自己的計(jì)算機(jī)做病毒掃描，查看它是否存在安全漏洞與病毒。

圖5-11是Symantec推出的Norton360殺毒軟件界面。圖5-11Symantec推出的Norton360殺毒軟件5.6.2訪問(wèn)控制

訪問(wèn)控制是指拒絕非法用戶使用系統(tǒng)資源和防止非法用戶竊取、破壞系統(tǒng)資源，它是網(wǎng)絡(luò)安全的一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)。為防止未授權(quán)訪問(wèn)，主要采取以下手段。

1．身份驗(yàn)證

身份驗(yàn)證是指對(duì)用戶身份的識(shí)別和驗(yàn)證，例如利用口令或密碼進(jìn)行驗(yàn)證、利用信物進(jìn)行驗(yàn)證(如IC卡)、利用人類生物特征進(jìn)行驗(yàn)證(如指紋識(shí)別、聲音識(shí)別等)。

(1)口令驗(yàn)證?？诹钣脕?lái)約束訪問(wèn)程序和數(shù)據(jù)，也可用來(lái)約束訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)或一些資源。在使用口令時(shí)，選擇一個(gè)好的口令并經(jīng)常變換口令是很重要的。口令的使用和實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但它最大的缺點(diǎn)是容易忘記，而且如果口令選擇不當(dāng)，有時(shí)也可能會(huì)被猜出。

(2)信物驗(yàn)證。信物驗(yàn)證主要是使用磁卡、智能卡和編碼標(biāo)識(shí)牌等進(jìn)行驗(yàn)證。信物驗(yàn)證的缺點(diǎn)是容易丟失和未經(jīng)授權(quán)的持卡人冒用。

(3)生物特征驗(yàn)證。生物特征驗(yàn)證是指通過(guò)生物檢測(cè)設(shè)備辨認(rèn)人獨(dú)特的生理特征以提供網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，如指紋、手形、聲音、虹膜、簽名等。人體的生物特征具有“不會(huì)丟失、不會(huì)遺忘、不易仿冒”的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的“以物辨人”方式有著根本的區(qū)別，具有“人各有異、終生不變、隨身攜帶”等特點(diǎn)。由于生物特征驗(yàn)證的可靠性，歷經(jīng)多年的發(fā)展，生物特征驗(yàn)證技術(shù)逐步完善、成熟，其產(chǎn)品的性價(jià)比也在不斷地提高，在很多場(chǎng)合都有了應(yīng)用(參見圖5-12)，其廣闊的市場(chǎng)前景將使其成為未來(lái)一個(gè)高速增長(zhǎng)的領(lǐng)域。圖5-12防止越權(quán)訪問(wèn)的身份鑒定

2．報(bào)文驗(yàn)證

報(bào)文驗(yàn)證是指在兩個(gè)通信實(shí)體之間建立了通信聯(lián)系后，對(duì)每個(gè)通信實(shí)體接收到的信息進(jìn)行驗(yàn)證，以保證所收到的信息是真實(shí)的。5.6.3防火墻技術(shù)

隨著國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及和發(fā)展，為了防止入侵者對(duì)網(wǎng)絡(luò)的威脅，越來(lái)越多的機(jī)構(gòu)組織開始設(shè)立防火墻。所謂防火墻技術(shù)，就是象征性地比喻將危害信息系統(tǒng)安全的“火”阻擋在網(wǎng)絡(luò)之外，為網(wǎng)絡(luò)建一道安全的屏障。它是計(jì)算機(jī)硬件和軟件的結(jié)合，即建立起一個(gè)安全網(wǎng)關(guān)(SecurityGateway)，從而保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)免受非法用戶的侵入，是阻止國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)

“黑客”攻擊的一種有效手段(參見圖5-13)。防火墻主要由服務(wù)訪問(wèn)策略、驗(yàn)證工具、包過(guò)濾和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)4個(gè)部分組成。圖5-13防火墻為網(wǎng)絡(luò)建一道安全的屏障簡(jiǎn)單地講，防火墻的作用就是在可信網(wǎng)絡(luò)(用戶的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò))和非可信網(wǎng)絡(luò)(國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)、外部網(wǎng))之間建立和實(shí)施特定的訪問(wèn)控制策略，所有進(jìn)出的信息包都必須通過(guò)這層屏障檢測(cè)，而只有授權(quán)的信息包(由網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)控制策略決定)才能通過(guò)。防火墻對(duì)流經(jīng)它的網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行掃描，這樣能夠過(guò)濾掉一些攻擊，以免其在目標(biāo)計(jì)算機(jī)上被執(zhí)行。防火墻還可以關(guān)閉不使用的端口，禁止特定端口的流出通信，封鎖木馬。最后，它可以禁止來(lái)自特殊站點(diǎn)的訪問(wèn)，從而防止來(lái)自不明入侵者的所有通信。雖然防火墻技術(shù)是國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的一個(gè)重要手段，但也不是萬(wàn)能的。對(duì)一些重要的網(wǎng)絡(luò)，還應(yīng)根據(jù)需要采用其他加密技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)技術(shù)和防病毒技術(shù)等手段來(lái)保障網(wǎng)絡(luò)安全。

5.7Internet和萬(wàn)維網(wǎng)

Internet(也稱因特網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng))是人類歷史發(fā)展中的一個(gè)偉大的里程碑，人類正由此進(jìn)入一個(gè)前所未有的信息化社會(huì)。Internet是如此的普及和流行，即使是從來(lái)沒有用過(guò)的人，也可以通過(guò)看新聞、閱讀雜志等各種方式了解很多Internet的知識(shí)。Internet已成為我們生活中的一部分，我們通過(guò)Internet了解世界各地的新聞、搜索所需要的信息、在網(wǎng)絡(luò)商店購(gòu)物、發(fā)送電子郵件、在線聊天等。但是Internet是如何組成和發(fā)展的？Internet和萬(wàn)維網(wǎng)是一個(gè)概念嗎？在這一節(jié)中，我們將討論這些問(wèn)題。5.7.1Internet的歷史和發(fā)展

20世紀(jì)60年代末，正處于冷戰(zhàn)時(shí)期。當(dāng)時(shí)美國(guó)軍方為了使自己的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在受到襲擊時(shí)，即使部分網(wǎng)絡(luò)被摧毀，其余部分仍能保持通信，便由美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃管理局(AdvancedResearchProjectsAgency，ARPA)架設(shè)了一個(gè)軍用網(wǎng)——ARPAnet(也稱阿帕網(wǎng))。ARPAnet于1969年正式啟用，當(dāng)時(shí)僅連接了加州大學(xué)洛杉磯分校、斯坦福研究所、猶他州立大學(xué)和加州大學(xué)圣巴巴拉分校等四個(gè)地方的計(jì)算機(jī)，供科學(xué)家們進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)用。位于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的大型計(jì)算機(jī)采用分組交換技術(shù)，通過(guò)專門的通信交換機(jī)(IMP)和專門的通信線路相互連接。ARPAnet網(wǎng)就是Internet最早的雛形。到20世紀(jì)70年代，ARPAnet網(wǎng)上的網(wǎng)點(diǎn)數(shù)已經(jīng)達(dá)到40個(gè)，但是每個(gè)網(wǎng)絡(luò)只能在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)之間互連通信，彼此之間可以發(fā)送小文本文件(當(dāng)時(shí)稱這種文件為電子郵件，也就是我們現(xiàn)在的E-mail)和利用文件傳輸協(xié)議發(fā)送大文本文件，包括數(shù)據(jù)文件(即現(xiàn)在Internet中的FTP)，但不同計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間仍然不能互通。為此，ARPA又設(shè)立了新的研究項(xiàng)目，支持學(xué)術(shù)界和工業(yè)界進(jìn)行有關(guān)的研究。研究的主要內(nèi)容就是想用一種新的方法將不同的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)互連，形成“互聯(lián)網(wǎng)”。研究人員稱之為“internetwork”，簡(jiǎn)稱“Internet”。這個(gè)名詞就一直沿用到現(xiàn)在。在研究實(shí)現(xiàn)互連的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)軟件起了主要的作用。1972年，全世界計(jì)算機(jī)業(yè)和通信業(yè)的專家學(xué)者在美國(guó)華盛頓舉行了第一屆國(guó)際計(jì)算機(jī)通信會(huì)議，就在不同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行通信達(dá)成協(xié)議，建立一種能保證計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(即“通信協(xié)議”)。1974年，TCP(傳輸控制協(xié)議)和IP(Internet協(xié)議)問(wèn)世，合稱TCP/IP協(xié)議。這兩個(gè)協(xié)議相互配合，其中，IP是基本的通信協(xié)議，TCP是幫助IP實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)膮f(xié)議。

TCP/IP有一個(gè)非常重要的特點(diǎn)，就是開放性，即TCP/IP的規(guī)范和Internet的技術(shù)都是公開的，目的就是使任何廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)都能相互通信，使Internet成為一個(gè)開放的系統(tǒng)。這正是后來(lái)Internet得到飛速發(fā)展的重要原因。

到1980年，世界上既有使用TCP/IP協(xié)議的美國(guó)軍方的ARPAnet，也有很多使用其他通信協(xié)議的各種網(wǎng)絡(luò)。為了將這些網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，美國(guó)人溫頓·瑟夫(VintonCerf)提出一個(gè)想法：在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各自使用自己的通信協(xié)議，在和其他網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)使用TCP/IP協(xié)議。這個(gè)設(shè)想最終導(dǎo)致了Internet的誕生，并確立了TCP/IP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方面不可動(dòng)搖的地位。

1986年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金組織(NSF)將分布在美國(guó)各地的5個(gè)為科研教育服務(wù)的超級(jí)計(jì)算機(jī)中心互連，并支持地區(qū)網(wǎng)絡(luò)，形成NSFnet。1988年，NSFnet替代ARPAnet成為Internet的主干網(wǎng)。NSFnet主干網(wǎng)利用了在ARPAnet中已證明是非常成功的TCP/IP技術(shù)，準(zhǔn)許各大學(xué)、政府或私人科研機(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)加入。1989年，ARPAnet解散，Internet從軍用轉(zhuǎn)向民用。

Internet的發(fā)展引起了商家的極大興趣。1992年，美國(guó)IBM、MCI、MERIT三家公司聯(lián)合組建了一個(gè)高級(jí)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司(ANS)，建立了一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)，叫做ANSnet，成為Internet的另一個(gè)主干網(wǎng)。它與NSFnet不同，NSFnet是由國(guó)家出資建立的，而ANSnet則是ANS公司所有，從而使Internet開始走向商業(yè)化。

20世紀(jì)90年代以前，因特網(wǎng)的使用一直僅限于研究與學(xué)術(shù)領(lǐng)域。但今天的Internet已不再是計(jì)算機(jī)人員和軍事部門進(jìn)行科研的領(lǐng)域，而變成了一個(gè)開發(fā)和使用信息資源的覆蓋全球的信息海洋。在Internet上，按從事的業(yè)務(wù)分類，包括了廣告公司、航空公司、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)公司、藝術(shù)、導(dǎo)航設(shè)備、書店、化工、通信、計(jì)算機(jī)、咨詢、娛樂(lè)、財(cái)貿(mào)、各類商店、旅館等100多類，覆蓋了社會(huì)生活的方方面面，構(gòu)成了一個(gè)信息社會(huì)的縮影。

Internet在我國(guó)的發(fā)展經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是1987年至1993年，這一階段實(shí)際上只是少數(shù)高等院校、研究機(jī)構(gòu)提供了Internet的電子郵件服務(wù)，還談不上真正的Internet；第二階段從1994年開始，實(shí)現(xiàn)了和Internet的TCP/IP連接，從而開通了Internet的全功能服務(wù)，目前我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已初具規(guī)模。

今天的Internet是龐大的，估計(jì)有2億個(gè)節(jié)點(diǎn)和5億個(gè)用戶，已成為目前規(guī)模最大的國(guó)際性計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，覆蓋了156個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

Internet機(jī)構(gòu)是由世界各地的個(gè)人、公司和許多組織組成的(參見圖5-14)。實(shí)際上任何個(gè)人只要擁有具有信息交流能力的計(jì)算機(jī)，無(wú)論是作為用戶還是作為信息的提供者或是服務(wù)的提供者，都是Internet中的一部分。圖5-14Internet機(jī)構(gòu)的組成5.7.2Internet的組成

因特網(wǎng)是一個(gè)由本地、地區(qū)、國(guó)家和國(guó)際區(qū)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的集合，可以看成是由相互連接的通信線路組成的網(wǎng)絡(luò)，它們連接在一起完成交換數(shù)據(jù)和分布處理任務(wù)。Internet的主要通信鏈路被稱為因特網(wǎng)主干。這些通信鏈路由大型的電信公司建造和維護(hù)，能夠以驚人的速度傳輸大量的數(shù)據(jù)。除了主干外，因特網(wǎng)還包含復(fù)雜的地區(qū)和本地的通信鏈路，包括本地電話系統(tǒng)、電纜電視線路、手機(jī)系統(tǒng)和個(gè)人衛(wèi)星接收器。

從組成因特網(wǎng)的物理設(shè)備來(lái)看，因特網(wǎng)包括工作站、服務(wù)器和外圍設(shè)備。

1．工作站

工作站是連接到網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)計(jì)算機(jī)。

2．服務(wù)器

服務(wù)器(見圖5-15)是對(duì)其他機(jī)器提供某些服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。從廣義上講，服務(wù)器是指網(wǎng)絡(luò)中能對(duì)其他機(jī)器提供某些服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(如果一個(gè)PC對(duì)外提供ftp服務(wù)，也可以叫服務(wù)器)。從狹義上講，服務(wù)器是專指某些高性能計(jì)算機(jī)，能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)外提供服務(wù)。相對(duì)于普通計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，服務(wù)器的穩(wěn)定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在CPU、芯組、內(nèi)存、磁盤系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等硬件上和普通計(jì)算機(jī)有所不同。圖5-15因特網(wǎng)中的服務(wù)器

3．外圍設(shè)備

外圍設(shè)備主要指用于連接服務(wù)器與工作站的一些連線或連接設(shè)備。計(jì)算機(jī)要想和網(wǎng)絡(luò)連接，必須采用特殊的設(shè)備，否則就不能通過(guò)通信介質(zhì)傳輸數(shù)據(jù)。所需設(shè)備的類型與傳輸介質(zhì)有關(guān)，有一些計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間的接口也是必需的。

(1)網(wǎng)絡(luò)適配器(見圖5-16)。網(wǎng)絡(luò)適配器又稱網(wǎng)卡或網(wǎng)絡(luò)接口卡(NetworkInterfaceCard，NIC)，它是使計(jì)算機(jī)連網(wǎng)的設(shè)備。它的基本功能為：從并行到串行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、包的裝配和拆裝、網(wǎng)絡(luò)存取控制、數(shù)據(jù)緩存和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。目前主要有8位和16位網(wǎng)卡。圖5-16網(wǎng)絡(luò)適配器

(2)網(wǎng)絡(luò)集線器(見圖5-17)。集線器可以為網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)和一組設(shè)備同時(shí)相連的連接點(diǎn)。集線器的主要功能是對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行再生整形放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時(shí)把所有節(jié)點(diǎn)集中在以它為中心的節(jié)點(diǎn)上。集線器屬于純硬件網(wǎng)絡(luò)底層設(shè)備，它發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)都是沒有針對(duì)性的，而是采用廣播方式發(fā)送。集線器與網(wǎng)卡、網(wǎng)線等傳輸介質(zhì)一樣，屬于局域網(wǎng)中的基礎(chǔ)設(shè)備。

(3)交換機(jī)和路由器(見圖5-18)。圖5-17集線器圖5-18交換機(jī)和路由器廣義地講，交換機(jī)是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)包，但并不像網(wǎng)絡(luò)集線器那樣把這些數(shù)據(jù)包分送到與之相連的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，而是挑選出一部分?jǐn)?shù)據(jù)包，然后把它們傳送到適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)。這就允許網(wǎng)絡(luò)上的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以充分利用網(wǎng)絡(luò)通道的整個(gè)傳送容量。交換機(jī)分為廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)。路由器(Router)是互聯(lián)網(wǎng)的主要節(jié)點(diǎn)設(shè)備。所謂路由，是指通過(guò)相互連接的網(wǎng)絡(luò)把信息從源地點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)地點(diǎn)的活動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，在路由過(guò)程中，信息至少會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)。路由和交換是不同的，它們之間的主要區(qū)別就是交換發(fā)生在OSI(OpenSystemsInterconnectionReferenceModel，開放系統(tǒng)互聯(lián)模型)的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)，而路由發(fā)生在第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。這一區(qū)別決定了路由和交換在移動(dòng)信息的過(guò)程中需要使用不同的控制信息，所以兩者實(shí)現(xiàn)各自功能的方式是不同的。路由器的一個(gè)作用是連通不同的網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負(fù)荷，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來(lái)。路由器通過(guò)路由決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)策略稱為路由選擇。

作為不同網(wǎng)絡(luò)之間相互連接的樞紐，路由器系統(tǒng)構(gòu)成了基于TCP/IP的國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Internet的主體脈絡(luò)，也可以說(shuō)，路由器構(gòu)成了Internet的骨架。它的處理速度是網(wǎng)絡(luò)通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則直接影響著網(wǎng)絡(luò)互連的質(zhì)量。

(4)調(diào)制解調(diào)器(見圖5-19)。調(diào)制解調(diào)器(Modem)其實(shí)是調(diào)制器(Modulator)與解調(diào)器(Demodulator)的簡(jiǎn)稱，也有人根據(jù)Modem的諧音，親昵地稱之為“貓”。計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先由Modem把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬信號(hào)，這個(gè)過(guò)程稱為“調(diào)制”。經(jīng)過(guò)調(diào)制的信號(hào)通過(guò)電話載波傳送到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)之前，也要經(jīng)由接收方的Modem負(fù)責(zé)把模擬信號(hào)還原為計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，這個(gè)過(guò)程我們稱為“解調(diào)”。調(diào)制解調(diào)器一般由基帶處理、調(diào)制解調(diào)、信號(hào)放大和濾波、均衡等幾部分組成。調(diào)制解調(diào)器一般分為外置式、內(nèi)置式和PC卡式三種。外置式調(diào)制解調(diào)器通過(guò)電話線或?qū)Ｓ秒娎|，與計(jì)算機(jī)串行連接；內(nèi)置式調(diào)制解調(diào)器直接插在計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽中；PC卡式是筆記本計(jì)算機(jī)采用的，直接插在標(biāo)準(zhǔn)的PCMCIA插槽中。調(diào)制解調(diào)器的性能及速率直接關(guān)系到連網(wǎng)以后傳輸信息的速度。調(diào)制解調(diào)器的速率有14.4?k/b、19.2?k/b、28.8?k/b、33.6?k/b和56?k/b等，目前56?k/b使用得較為普遍。圖5-19外置式和內(nèi)置式調(diào)制解調(diào)器

(5)中繼器。中繼器(Repeater，RP)是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，常用于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作，如圖5-20所示。中繼器是最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，主要完成物理層的功能，負(fù)責(zé)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理層上按位傳遞信息，完成信號(hào)的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來(lái)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度。由于存在損耗，在線路上傳輸?shù)男盘?hào)功率會(huì)逐漸衰減，衰減到一定程度時(shí)將造成信號(hào)失真，因此會(huì)導(dǎo)致接收錯(cuò)誤。中繼器就是為解決這一問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。它完成物理線路的連接，對(duì)衰減的信號(hào)進(jìn)行放大，保持與原數(shù)據(jù)相同。圖5-20中繼器

(6)傳輸介質(zhì)。傳輸介質(zhì)用來(lái)在網(wǎng)絡(luò)上傳遞信息。傳輸介質(zhì)可以是有線的，也可以是無(wú)線的。最常見的有線傳輸介質(zhì)是雙絞線、同軸電纜(見圖5-21)和光纜。光纜是近幾年在傳輸介質(zhì)方面最成功的發(fā)現(xiàn)，其優(yōu)勢(shì)在于速度、尺寸、重量、安全性、可靠性、使用壽命和帶寬等方面，常用作網(wǎng)絡(luò)的高速中樞線。

在物理導(dǎo)線不方便使用的情況下，可以利用無(wú)線傳輸支持通信。通過(guò)空氣傳播的無(wú)線電信號(hào)是多種類型的無(wú)線介質(zhì)的中心類型，除此以外，微波、蜂窩、衛(wèi)星傳輸介質(zhì)也可以使用無(wú)線電信號(hào)來(lái)傳送數(shù)據(jù)。圖5-21雙絞線和同軸電纜5.7.3通信協(xié)議

通信協(xié)議是指一套從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)有效地傳輸數(shù)據(jù)的規(guī)則，就是設(shè)備之間建立、維護(hù)和終止傳輸?shù)囊?guī)則和過(guò)程的集合。協(xié)議指定了設(shè)備如何物理連接到網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)如何打包以便傳輸、接收設(shè)備如何應(yīng)答發(fā)送設(shè)備的信號(hào)(稱做握手過(guò)程)、如何處理錯(cuò)誤等。

通信協(xié)議能夠完成一些重要的網(wǎng)絡(luò)功能：將信息分成包、在包上附加地址、啟動(dòng)傳輸、控制數(shù)據(jù)流、檢查傳輸錯(cuò)誤、對(duì)已傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行收到確認(rèn)。

1．?dāng)?shù)據(jù)包

用戶在發(fā)送消息(文件)時(shí)，消息被分割成了很多稱為包的小塊。包也稱為分組，每個(gè)包都包括發(fā)送者地址、目的地地址、序列號(hào)以及一些數(shù)據(jù)。當(dāng)這些數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地時(shí)，再根據(jù)序列號(hào)重新組合成原始的消息。之所以將消息分割成大小相等的包，是因?yàn)橥ㄐ胖胁扇×税粨Q技術(shù)。它是將用戶傳送的數(shù)據(jù)劃分成一定的長(zhǎng)度，在每個(gè)分組的前面加上一個(gè)分組頭，用以指明該分組發(fā)往何地址，然后由交換機(jī)根據(jù)每個(gè)分組的地址標(biāo)志，將它們轉(zhuǎn)發(fā)至目的地，這一過(guò)程稱為分組交換。這樣不同消息的包可以共用一個(gè)通信信道。包在線路上的傳輸基于“先來(lái)先服務(wù)”的原則。如果無(wú)法獲得某個(gè)消息的一些包，系統(tǒng)仍可發(fā)送其他消息的包。因此分組交換比電路交換的電路利用率高，比報(bào)文交換的傳輸時(shí)延小，交互性好。

2．啟動(dòng)傳輸

當(dāng)消息被分成包，并且每個(gè)包都有了地址時(shí)，就可以準(zhǔn)備傳輸包了。為了協(xié)調(diào)每個(gè)包的傳輸和接收，可以用協(xié)議來(lái)處理數(shù)據(jù)傳輸。

●同步協(xié)議：使用時(shí)鐘信號(hào)協(xié)調(diào)發(fā)送和接收設(shè)備。

●異步協(xié)議：要求發(fā)送方發(fā)送一個(gè)開始位來(lái)表明一個(gè)包的開始，當(dāng)收到接收設(shè)備發(fā)送的確認(rèn)信號(hào)后，雙方“協(xié)商”傳輸速度和協(xié)議。這個(gè)過(guò)程也稱為“握手”。

3．差錯(cuò)控制

計(jì)算機(jī)可以使用檢錯(cuò)協(xié)議來(lái)確保數(shù)據(jù)被準(zhǔn)確地傳送。例如因特網(wǎng)協(xié)議使用了一個(gè)簡(jiǎn)單的校驗(yàn)和——一個(gè)表示總共發(fā)出比特位數(shù)的數(shù)。這個(gè)數(shù)被追加到每個(gè)包上。當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)，計(jì)算出的第二個(gè)校驗(yàn)和與原來(lái)的校驗(yàn)和進(jìn)行比較。如果兩個(gè)校驗(yàn)和不一樣，則接收設(shè)備會(huì)要求重新發(fā)送。

4．TCP/IP協(xié)議

TCP/IP協(xié)議(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)是由傳輸控制協(xié)議(TCP)和Internet協(xié)議(IP)組成的。TCP/IP協(xié)議的開發(fā)工作始于20世紀(jì)70年代，是用于互聯(lián)網(wǎng)的第一套協(xié)議，它提供了一個(gè)易于實(shí)現(xiàn)、通用并且擴(kuò)展性好的標(biāo)準(zhǔn)。

IP協(xié)議是關(guān)鍵的底層協(xié)議，負(fù)責(zé)按地址在計(jì)算機(jī)之間傳輸信息。IP協(xié)議規(guī)定了通信雙方在通信中所應(yīng)共同遵守的約定，例如，每臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送的信息格式和含義，在什么情況下應(yīng)發(fā)送規(guī)定的特殊信息，以及接收方的計(jì)算機(jī)應(yīng)做出哪些應(yīng)答等。盡管IP協(xié)議提供了能適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)硬件的靈活性，對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)硬件也幾乎沒有任何要求，任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只要可以從一個(gè)地點(diǎn)向另一個(gè)地點(diǎn)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)，就可以使用IP協(xié)議加入Internet了，但I(xiàn)P協(xié)議還不能解決分組在傳輸過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。因此，若要解決可能出現(xiàn)的問(wèn)題，連上Internet的計(jì)算機(jī)還需要安裝TCP協(xié)議來(lái)提供可靠的并且無(wú)差錯(cuò)的通信服務(wù)。

TCP協(xié)議被稱做一種端對(duì)端協(xié)議，這是因?yàn)樗鼮閮膳_(tái)計(jì)算機(jī)之間的連接起了重要作用。當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)需要與另一臺(tái)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通信時(shí)，TCP協(xié)議會(huì)讓它們建立一個(gè)連接、發(fā)送和接收信息以及終止連接。TCP協(xié)議利用重發(fā)技術(shù)和擁塞控制機(jī)制，向應(yīng)用程序提供可靠的通信連接，使它能夠自動(dòng)適應(yīng)網(wǎng)上的各種變化。即使在Internet暫時(shí)出現(xiàn)堵塞的情況下，TCP也能夠保證通信的可靠。5.7.4IP地址與域名

1．IP地址

IP地址唯一確定節(jié)點(diǎn)在因特網(wǎng)中的位置。連接在因特網(wǎng)上的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都有一個(gè)IP地址，這個(gè)IP地址在世界范圍內(nèi)必須是唯一的。TCP/IP中的IP協(xié)議定義了能夠標(biāo)識(shí)因特網(wǎng)上計(jì)算機(jī)的地址格式。

IP地址是32位二進(jìn)制數(shù)字，為了方便人們記憶和輸入，每8位二進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換成一個(gè)十進(jìn)制數(shù)字，并用小數(shù)點(diǎn)隔開，例如。IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分組成，網(wǎng)絡(luò)號(hào)用來(lái)表示計(jì)算機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)，必須是唯一的，主機(jī)號(hào)表示特定網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)。Internet的網(wǎng)絡(luò)地址可分為A、B、C三類。每類網(wǎng)絡(luò)中IP地址的結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度和主機(jī)標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度都不一樣。從理論上說(shuō)，IP編址方案提供了大約43億個(gè)唯一地址，考慮到現(xiàn)今因特網(wǎng)用戶不斷增長(zhǎng)的需求，這個(gè)數(shù)字也許不夠用。為了充分利用IP資源，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以有一個(gè)固定分配的靜態(tài)IP地址或者一個(gè)臨時(shí)分配的動(dòng)態(tài)IP地址。一般來(lái)說(shuō)，在因特網(wǎng)上作為服務(wù)器的計(jì)算機(jī)需要使用靜態(tài)地址，通常ISP(InternetServerProvider，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商)、網(wǎng)站、虛擬主機(jī)服務(wù)器和電子郵件服務(wù)器等需要一直連接因特網(wǎng)并且需要靜態(tài)地址，而一般客戶端用戶每次上網(wǎng)所分配到的IP地址都不相同，這就是動(dòng)態(tài)IP地址。因?yàn)橐话憧蛻舳擞脩舨⒉豢偸沁B在網(wǎng)上，他們進(jìn)行網(wǎng)上沖浪、發(fā)送和接收電子郵件等活動(dòng)時(shí)，一個(gè)“臨時(shí)的”動(dòng)態(tài)IP地址對(duì)這些活動(dòng)是完全夠用的。因特網(wǎng)的IP地址由InterNIC(InternetNetworkInformationCenter，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)信息中心)統(tǒng)一負(fù)責(zé)全球地址的規(guī)劃、管理分配，一個(gè)國(guó)家或地區(qū)可以申請(qǐng)一個(gè)或幾個(gè)IP地址段，然后分配給本國(guó)家或地區(qū)的單位。通常每個(gè)國(guó)家需成立一個(gè)組織，統(tǒng)一向有關(guān)國(guó)際組織申請(qǐng)IP地址，然后再分配給客戶。

2．域名

IP地址是一種數(shù)字形式的網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)標(biāo)識(shí)，這對(duì)于使用網(wǎng)絡(luò)的人來(lái)說(shuō)