网络技术的现状及其发展.docx

1、网络技术的现状及其发展毕 业 论 文论文题目： 网络技术的现状及其发展 姓 名： 学 号： 学习中心： 专 业： 指导教师： 二*年 十 月本科生毕业论文评阅书论文题目 网络技术的现状及其发展学生姓名学 号所在院系专 业国 籍（留学生）指导教师指导教师意见评语：论文结构合理，层次清晰，比较清楚完整的阐述了网络技术的现状及其发展情况，符合本科毕业论文的要求。 成绩：指导教师签字： 日期： 20* 年 10 月 15 日评阅人意见评语：成绩：评阅人签字： 日期： 年 月 日 教务处制本科生毕业论文指导记录表论文题目 网络技术的现状及其发展学生姓名国籍（留学生）所在院系专 业入学时间指导教师姓名指导

2、教师职称/学历讲师指导时间指导地点第一次指导：针对目前计算机网络技术的发展情况，收集一些关于网络技术方面的材料。指导方式：（请选择） 面谈 电话 电子邮件指导教师签字： 日期： 20* 年 6 月 10 日第二次指导：网络技术的现状及其发展，要求：格式符合学院统一规定，字数在5000字左右。指导方式：（请选择） 面谈 电话 电子邮件指导教师签字： 日期： 20* 年 6 月 30 日第三次指导：论文结构有些不符合规定，圈定部分要作出修改。另外，论据偏单薄，要加强；目录部分要作索引；页眉页脚要符合要求。指导方式：（请选择） 面谈 电话 电子邮件指导教师签字： 日期： 20* 年 7 月 30 日

3、第四次指导： 层次不够分明，论述不够清晰，对于观点的阐述不够准确。指导方式：（请选择） 面谈 电话 电子邮件指导教师签字： 日期： 20* 年 8 月 30 日第五次指导： 论文比较清楚完整的阐述了对计算机网络技术的现状及其发展，符合本科毕业论文的要求。指导方式：（请选择） 面谈 电话 电子邮件指导教师签字： 日期： 20* 年 9 月 25 日 教务处制本科生毕业论文答辩记录表论文题目学生姓名学 号所在院系专 业国籍（留学生）答辩时间答辩地点指导教师答辩记录答辩小组成员成员姓名职称/学历专业研究领域所在单位签 名答辩小组评议意见/成绩：组长签字： 院（系）学位委员会审核意见： 签字： 日期：

4、 年 月 日 教务处制目 录第一章 绪论 91.1 计算机网络发展的回顾 91.2 计算机网络发展的基础 9第二章 网络安全技术浅析 112.1网络安全技术概述 11第三章 网络技术测量概述 153.1 网络性能测量的概念 153.2 带宽 15第四章 中国互联网发展现状分析 174.1 中国互联网发展现状 174.2 三大门户网站 17第五章 总结 20参考文献 21论文摘要:计算机网络是计算机技术和通信技术紧密结合的产物，它涉及到通信与计算机两个领域。它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化，在当今社会经济中起着非常重要的作用，它对人类社会的进步做出了巨大贡献。从某种意义上讲，计算机网络的发

5、展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术水平，而且已经成为衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。以计算机为代表的信息产业标志着人类社会进入了知识经济时代。在本世纪的最后10年中,我们惊喜地发现,电话、收音机、电视机及计算机和通信卫星等领域正在迅速地融合,信息的获取、传送、存储和处理之间的孤岛现象随着计算机网络和多媒体技术的发展而逐渐消失,曾经独立发展的电信网、电视网和计算机网络将合而为一,新的信息产业正以强劲的势头迅速崛起。计算机网络技术发展的基本方向是一个目标，全球完善的信息基础设施；两个支撑，微电子技术和光技术；三个融合，计算机、通信、信息；四个热点，多媒体、宽待、移动通信和信息安全

6、。许多下一代因特网（NGI)可能出现的情况已超出了我们目前对网络设计的理解，只有通过基础研究，才能有助于达到认识这些可能性的水平。关键词：计算机网络 安全技术 网络性能计算机网络发展现状研究第一章 绪论1.1 计算机网络发展的回顾以计算机为代表的信息产业标志着人类社会进入了知识经济时代。在本世纪的最后10年中,我们惊喜地发现,电话、收音机、电视机及计算机和通信卫星等领域正在迅速地融合,信息的获取、传送、存储和处理之间的孤岛现象随着计算机网络和多媒体技术的发展而逐渐消失,曾经独立发展的电信网、电视网和计算机网络将合而为一,新的信息产业正以强劲的势头迅速崛起。起源于美国政府研究计划的Interne

7、t现已成为全球范围内的网络基础设施的重要组成部分。计算机网络给全球技术、经济和社会生活带来的巨大影响可以说正是通过Internet实现的。Web技术的出现和应用对Internet的普及起了决定性的作用,使计算机网络迅速向各个领域渗透,迅速地向实验、新奇、实用和无所不在四个方向发展。随着网络应用的不断深入,各种新型应用向计算机网络提出了新的挑战,回顾和展望计算机网络的发展,对于研究支持这些新型应用的计算机网络有着重要意义。 1.2 计算机网络发展的基础计算机网络在初期是计算机与通信相结合的产物,它的出现和发展使计算机应用发生了质的变化。在经历了以大型主机为核心的集中式运算和以个人电脑为基本单元的

8、分布式处理后,计算机的处理模式已发展成现在的网络计算,其应用范围已远远超出了科学计算,成为无所不在的工具。计算机网络的发展既受到计算机科学技术和通信科学技术的支撑,又受到运用计算机网络的那些领域技术的支持。如今,计算机网络从体系结构到实用技术已逐步走向系统化、科学化和工程化。作为一个年轻的学科,它具有极强的理论性、综合性和依赖性,又具有自身特有的研究内容。它必须在一定的约束条件下研究如何合理、有效地管理和调度网络资源(如链路、带宽、信息等),提供适应不同应用需求的网络服务和拓展新的网络应用。1968年,美国国防部高级研究计划署ARPA网的研究和实施,为分布式计算机网络的发展作出了重要的贡献。A

9、RPA网的原理可以用分组交换(Packet Switch)来概括,它奠定了现在大多数计算机网络存储-转发的基础。70年代到80年代中期,计算机网络的发展面临着将多种异构网络互联在一起的挑战,于是出现了两种新思想:一是通信协议,另一个是开放体系结构。前者通过各层协议来管理同层实体的会话和信息传输;后者旨在遵循统一的国际标准,允许各种异构网络的互联与内部实体无关。在ARPA网上试运行的TCP/IP作为一种新的数据通信技术的探索,于1977年到1979年间推出目前形成的TCP/IP体系结构和协议规范。80年代ISO制定了开放系统互连参考模型OSI/RM,作为一种支持系统开放的标准。ISO提出的OSI

10、/RM在计算机网络的发展过程中起到了非常重要的指导作用;作为一种参考模型和完整体系,它仍对今后计算机网络技术朝标准化、规范化方向发展有指导意义。1.3 计算机网络发展的基本方向计算机网络发展的基本方向是开放、集成、高性能(高速)和智能化。开放是指开放的体系结构、开放的接口标准,使各种异构系统便于互联和具有高度的互操作性,归根结底是标准化问题。集成表现在各种服务和多种媒体应用的高度集成,在同一个网络上,允许各种消息传递,既能提供单点传输,也能提供多点投递;既能提供尽力而为的无特殊服务质量要求的信息传递,也能提供有一定时延和差错要求的确保服务质量的实时交互。高性能表现在网络应当提供高速的传输、高效

11、的协议处理和高品质的网络服务。高性能计算机网络作为一个通信网络应能支持大量的和各种类型的用户应用,具有可缩放功能(Scalable),即能接纳增长的用户数目,而不降低网络的性能;能高速低延迟地传送用户信息;能按照应用要求来分配资源;具有灵活的网络组织和管理,这样就能按出现的需求支持新的应用。智能化表现在网络的传输和处理上能向用户提供更为方便、友好的应用接口,在路由选择、拥塞控制和网络管理等方面显示出更强的主动性。尤其是主动网络(Active Network)的研究,使得网络内执行的计算能动态地变化,该变化可以是用户指定或应用指定,且用户数据可以利用这些计算。网络层互操作是基于所获得的程序编码和

12、计算环境而不是典型的IP服务所提供的标准分组格式和固定编码。这种探讨不仅仅是为了增加网络计算的灵活性,而是试图允许应用控制网络服务,促进建立一个移动网关。第二章 网络安全技术浅析2.1网络安全技术概述 21世纪全世界的计算机都将通过Internet联到一起，信息安全的内涵也就发生了根本的变化。它不仅从一般性的防卫变成了一种非常普通的防范，而且还从一种专门的领域变成了无处不在。当人类步入21世纪这一信息社会、网络社会的时候，我国将建立起一套完整的网络安全体系，特别是从政策上和法律上建立起有中国自己特色的网络安全体系。一个国家的信息安全体系实际上包括国家的法规和政策，以及技术与市场的发展平台。我国

13、在构建信息防卫系统时，应着力发展自己独特的安全产品，我国要想真正解决网络安全问题，最终的办法就是通过发展民族的安全产业，带动我国网络安全技术的整体提高。网络安全产品有以下几大特点：第一，网络安全来源于安全策略与技术的多样化，如果采用一种统一的技术和策略也就不安全了；第二，网络的安全机制与技术要不断地变化；第三，随着网络在社会个方面的延伸，进入网络的手段也越来越多，因此，网络安全技术是一个十分复杂的系统工程。为此建立有中国特色的网络安全体系，需要国家政策和法规的支持及集团联合研究开发。安全与反安全就像矛盾的两个方面，总是不断地向上攀升，所以安全产业将来也是一个随着新技术发展而不断发展的产业。信息

14、安全是国家发展所面临的一个重要问题。对于这个问题，我们还没有从系统的规划上去考虑它，从技术上、产业上、政策上来发展它。政府不仅应该看见信息安全的发展是我国高科技产业的一部分，而且应该看到，发展安全产业的政策是信息安全保障系统的一个重要组成部分，甚至应该看到它对我国未来电子化、信息化的发展将起到非常重要的作用。2.2 防火墙网络防火墙技术是一种用来加强网络之间访问控制，防止外部网络用户以非法手段通过外部网络进入内部网络，访问内部网络资源，保护内部网络操作环境的特殊网络互联设备。它对两个或多个网络之间传输的数据包如链接方式按照一定的安全策略来实施检查，以决定网络之间的通信是否被允许，并监视网络运行

15、状态。目前的防火墙产品主要有堡垒主机、包过滤路由器、应用层网关(代理服务器)以及电路层网关、屏蔽主机防火墙、双宿主机等类型。虽然防火墙是目前保护网络免遭黑客袭击的有效手段，但也有明显不足：无法防范通过防火墙以外的其它途径的攻击，不能防止来自内部变节者和不经心的用户们带来的威胁，也不能完全防止传送已感染病毒的软件或文件，以及无法防范数据驱动型的攻击。 自从1986年美国Digital公司在Internet上安装了全球第一个商用防火墙系统，提出了防火墙概念后，防火墙技术得到了飞速的发展。国内外已有数十家公司推出了功能各不相同的防火墙产品系列。防火墙处于5层网络安全体系中的最底层,属于网络层安全技术

16、范畴。在这一层上,企业对安全系统提出的问题是:所有的IP是否都能访问到企业的内部网络系统?如果答案是“是”,则说明企业内部网还没有在网络层采取相应的防范措施。作为内部网络与外部公共网络之间的第一道屏障,防火墙是最先受到人们重视的网络安全产品之一。虽然从理论上看,防火墙处于网络安全的最底层,负责网络间的安全认证与传输,但随着网络安全技术的整体发展和网络应用的不断变化,现代防火墙技术已经逐步走向网络层之外的其他安全层次,不仅要完成传统防火墙的过滤任务,同时还能为各种网络应用提供相应的安全服务。另外还有多种防火墙产品正朝着数据安全与用户认证、防止病毒与黑客侵入等方向发展。 根据防火墙所采用的技术不同

17、,我们可以将它分为四种基本类型:包过滤型、网络地址转换NAT、代理型和监测型。2.2.1包过滤型过滤型产品是防火墙的初级产品,其技术依据是网络中的分包传输技术。网络上的数据都是以“包”为单位进行传输的,数据被分割成为一定大小的数据包,每一个数据包中都会包含一些特定信息,如数据的源地址、目标地址、TCP/UDP源端口和目标端口等。防火墙通过读取数据包中的地址信息来判断这些“包”是否来自可信任的安全站点,一旦发现来自危险站点的数据包,防火墙便会将这些数据拒之门外。系统管理员也可以根据实际情况灵活制订判断规则。包过滤技术的优点是简单实用,实现成本较低,在应用环境比较简单的情况下,能够以较小的代价在一

18、定程度上保证系统的安全。但包过滤技术的缺陷也是明显的。包过滤技术是一种完全基于网络层的安全技术,只能根据数据包的来源、目标和端口等网络信息进行判断,无法识别基于应用层的恶意侵入,如恶意的Java小程序以及电子邮件中附带的病毒。有经验的黑客很容易伪造IP地址,骗过包过滤型防火墙。2.2.2 网络地址转化NAT网络地址转换是一种用于把IP地址转换成临时的、外部的、注册的IP地址标准。它允许具有私有IP地址的内部网络访问因特网。它还意味着用户不许要为其网络中每一台机器取得注册的IP地址。 在内部网络通过安全网卡访问外部网络时，将产生一个映射记录。系统将外出的源地址和源端口映射为一个伪装的地址和端口，

19、让这个伪装的地址和端口通过非安全网卡与外部网络连接，这样对外就隐藏了真实的内部网络地址。在外部网络通过非安全网卡访问内部网络时，它并不知道内部网络的连接情况，而只是通过一个开放的IP地址和端口来请求访问。OLM防火墙根据预先定义好的映射规则来判断这个访问是否安全。当符合规则时，防火墙认为访问是安全的，可以接受访问请求，也可以将连接请求映射到不同的内部计算机中。当不符合规则时，防火墙认为该访问是不安全的，不能被接受，防火墙将屏蔽外部的连接请求。网络地址转换的过程对于用户来说是透明的，不需要用户进行设置，用户只要进行常规操作即可。2.2.3 代理型代理型防火墙也可以被称为代理服务器,它的安全性要高

20、于包过滤型产品,并已经开始向应用层发展。代理服务器位于客户机与服务器之间,完全阻挡了二者间的数据交流。从客户机来看,代理服务器相当于一台真正的服务器;而从服务器来看,代理服务器又是一台真正的客户机。当客户机需要使用服务器上的数据时,首先将数据请求发给代理服务器,代理服务器再根据这一请求向服务器索取数据,然后再由代理服务器将数据传输给客户机。由于外部系统与内部服务器之间没有直接的数据通道,外部的恶意侵害也就很难伤害到企业内部网络系统。代理型防火墙的优点是安全性较高,可以针对应用层进行侦测和扫描,对付基于应用层的侵入和病毒都十分有效。其缺点是对系统的整体性能有较大的影响,而且代理服务器必须针对客户

21、机可能产生的所有应用类型逐一进行设置,大大增加了系统管理的复杂性。2.2.4监测型监测型防火墙是新一代的产品,这一技术实际已经超越了最初的防火墙定义。监测型防火墙能够对各层的数据进行主动的、实时的监测,在对这些数据加以分析的基础上,监测型防火墙能够有效地判断出各层中的非法侵入。同时,这种检测型防火墙产品一般还带有分布式探测器,这些探测器安置在各种应用服务器和其他网络的节点之中,不仅能够检测来自网络外部的攻击,同时对来自内部的恶意破坏也有极强的防范作用。据权威机构统计,在针对网络系统的攻击中,有相当比例的攻击来自网络内部。因此,监测型防火墙不仅超越了传统防火墙的定义,而且在安全性上也超越了前两代

22、产品虽然监测型防火墙安全性上已超越了包过滤型和代理服务器型防火墙,但由于监测型防火墙技术的实现成本较高,也不易管理,所以目前在实用中的防火墙产品仍然以第二代代理型产品为主,但在某些方面也已经开始使用监测型防火墙。基于对系统成本与安全技术成本的综合考虑,用户可以选择性地使用某些监测型技术。这样既能够保证网络系统的安全性需求,同时也能有效地控制安全系统的总拥有成本。实际上,作为当前防火墙产品的主流趋势,大多数代理服务器(也称应用网关)也集成了包过滤技术,这两种技术的混合应用显然比单独使用具有更大的优势。由于这种产品是基于应用的,应用网关能提供对协议的过滤。例如,它可以过滤掉FTP连接中的PUT命令

23、,而且通过代理应用,应用网关能够有效地避免内部网络的信息外泄。正是由于应用网关的这些特点,使得应用过程中的矛盾主要集中在对多种网络应用协议的有效支持和对网络整体性能的影响上。第三章 网络技术测量概述3.1 网络性能测量的概念3.1.1 网络性能的概念网络性能可以采用以下方式定义:网络性能是对一系列对于运营商有意义的，并可用于系统设计、配置、操作和维护的参数进行测量所得到的结果。可见，网络性能是与终端性能以及用户的操作无关的，是网络本身特性的体现，可以由一系列的性能参数来测量和描述。3.1.2网络性能参数的概念对网络性能进行度量和描述的工具就是网络性能参数。IETF和ITU-T都各自定义了一套性

24、能参数，并且还在不断的补充和修订之中。3.2 带宽带宽一般分为瓶颈带宽和可用带宽。瓶颈带宽是指当一条路径（通路）中没有其它背景流量时，网络能够提供的最大的吞吐量。对瓶颈带宽的测量一般采用包对(packet pair)技术，但是由于交叉流量的存在会出现“时间压缩”或“时间延伸”现象，从而会引起瓶颈带宽的高估或低估。另外，还有包列等其它测量技术。可用带宽是指在网络路径（通路）存在背景流量的情况下，能够提供给某个业务的最大吞吐量。因为背景流量的出现与否及其占用的带宽都是随机的，所以可用带宽的测量比较困难。一般采用根据单向延迟变化情况可用带宽进行逼近。其基本思想是：当以大于可用带宽的速率发送测量包时，

25、单向延迟会呈现增大趋势，而以小于可用带宽的速率发送测量包时，单向延迟不会变化。所以，发送端可以根据上一次发送测量包时单向延迟的变化情况动态调整此次发送测量包的速率，直到单向延迟不再发生增大趋势为止，然后用最近两次发送测量包速率的平均值来估计可用带宽瓶颈带宽反映了路径的静态特征，而可用带宽真正反映了在某一段时间内链路的实际通信能力，所以可用带宽的测量具有更重要的意义。3.3网络性能测量的展望 测量的抽样算法研究；多种测量工具之间的协同工作；网络测量体系结构的搭建；性能指标的量化问题；性能指标的模型化分析；对网络未来状况进行趋势预测；对海量测量数据进行数据挖掘或者利用已有的模型(Petri 网、自

26、相似性、排队论)研究其自相似性特征；测量与分析结果的可视化，以及由测量所引起的安全性问题等等都是目前和今后所要研究的重要内容。随着网络性能相关理论、测量方法、分析模型研究的逐渐深入、各种测量工具的不断出现以及大型测量项目的不断开展，人们对网络的认识会越来越深刻，从而不断地推动网络技术向前发展。第四章 中国互联网发展现状分析4.1 中国互联网发展现状据CNNIC的最新估算，截至2002年10月31日，我国上网用户人数达到5800万，上网计算机数升至2300万，短短的四个月间分别增加了1220万和687万；与此同时，国内三大门户网站在第三季度财务报告中也分别交出了令人满意的业绩答卷。这预示着我国互

27、联网在经历一个时期的发展低潮之后，正在开始回暖。自1994年我国正式接入互联网以来，短短的几年时间，互联网在我国得到了飞速的发展。这不仅表现在我国互联网的基础设施方面，也表现在互联网的用户人数、互联网在各行各业的广泛应用等各个方面。虽然自2000年互联网泡沫破灭后，网络业的发展遭遇了一段时期的低潮，但从近期的种种迹象来看，中国互联网业正在走向复苏，开始迎来它发展的第二个春天。4.2 三大门户网站近日，国内三大门户网站新浪、搜狐和网易分别公布了第三季度财务报告。10月22日搜狐公布的季报显示，它提前实现了按照美国通用会计准则的全面盈利，盈利额度达到11.2万美元。11月5日，新浪发布的财务报告称

28、，上季度新浪的净营业收入达到1030万美元，较去年同期增加71，达历史最高值；按试算额计算，新浪在历史上首次实现盈利24.1万美元，而去年同期的数字为亏损290万美元。11月6日，网易公布的季报显示，今年第三季度网易收入总额达到7440万元人民币（900万美元），较上一季度增长93.3，营业利润达310万美元，毛利率达67.6，创历史最高。业内人士认为，与以往网站大面积亏损相比，如此良好的业绩说明互联网正在回暖。由于业绩的大幅上升，作为中国概念股在纳斯达克的标志性代表，新浪、搜狐、网易的股票一片飘红，大幅上涨。与一年前一些公司在纳斯达克面临摘牌的尴尬处境相比，今日的风光实在不可同日而语。国内门

29、户网站的股票在纳斯达克受到追捧，说明了国内互联业的发展得到了投资者的认可，它们已经从过去纳股中的边缘状态、边缘待遇变成比较中心的状态了。 4.3 互联网得到广泛应用今年以来，在国家的大力倡导下，电子政务、电子商务、企业信息化等信息化应用进展迅猛，互联网开始在各个行业、各个部门进行广泛的、实质性的渗透。政府信息化、行业信息化、企业信息化和家庭信息化的推进，使原来“不食人间烟火”的互联网与传统行业、实体经济进一步结合，也使互联网找到了广阔的应用空间，焕发了应有的生机与活力。对此，中科院互联网发展研究中心主任吕本富认为，目前中国互联网产业开始了全面复苏。他认为，之所以说现在的复苏不是一些企业的复苏，

30、而是全面的复苏，是因为过去中国的企业在IT方面的投入本来就不多，有一个对历史欠账回补的过程。在企业层面，网络经济高潮到来时，启发了企业对信息化的应用，让他们认识到了网络经济的重要。互联网泡沫破灭以后，整个IT产业，包括互联网业，都回到了基本面，回归到了一个在正常经济活动下的一个正常产业。据估计，全球500强等世界大公司在IT方面的投入提前支出了1000亿美元，现在还处于消化投资阶段。相比较之下，中国的互联网业由于本身发展水平所限，非理性成分和泡沫成分都不是那么大，或者根本就没有产生太大的泡沫。而在这个时候，政府加快推进了电子政务，企业开始重视内部信息化建设，这两股力量反而成为比较强劲的推动互联

31、网复苏的力量。目前，中国市场已经成为全球最亮丽的IT市场之一。4.4 网民人数迅猛增加上网人数和上网计算机数反映出一个国家互联网的普及程度和繁荣程度。据中国互联网信息中心（CNNIC）提供的最新数据，截至今年10月31日，我国上网用户人数达到5800万，上网计算机数达到2300万。而今年上半年，这两个数字分别为4580万和1613万，短短的四个月内分别增加了1220万和687万，分别比今年上半年增加21和30。网民和上网计算机数的迅速增加，标志着我国互联网回暖的步伐加快。 CNNIC的历次调查显示，从1998年7月到2000年7月，我国上网用户人数每半年都以超过50的速度增长，2000年1月达到顶峰，然后开始下降。从2002年1月开始，又开始逐步回升。今年上半年，我国的上网用户人数为4580万，半年增加了1210万，增长率为35.9，与去年同期相比增长72.8。同1997年10月第一次调查结果62万上网用户人数相比，目前的上网用户人数已是当初的78倍。由此可见我国上网用户人数增长之快。特别是今年以来网民呈现加速递增的趋势，预示着