计算机网络

1. 计算机网络

2. 本课程的特点 • 计算机网络技术是计算机技术和通信技术的结合体。 • 还与计算数学、工程数学、信息论、人工智能、专家系统、生物工程等高新技术有关，因此说它是一门综合性技术(学科) 。其理论性和实践性都很强。

3. 学习本课程的目的 ① 能对计算机网络知识有一个较全面和系统地了解； ② 掌握计算机网络的基本概念，理解网络基本原理； ③ 掌握计算机网络的基本知识和常用的网络操作和使用技术，了解网络的发展趋势和新技术 为今后的继续学习和工作中具备计算机网络操作、使用及维护等能力打下良好的基础。

4. 计算机网络 • 计算机网络技术是20世纪最伟大的科学技术成就之一，而计算机网络的发展速度又超过了世界上任何一种其他科学技术的发展速度。 • 影响着人们的生活并为人们的生活带来了极大的方便如办公自动化、货币的存取、网上订票、通过电子邮件交流信息、网上购物等 • 可以传输数据、图像、声音、视频等多种形式的信息

5. 第1章 概述 1.1 计算机网络概述 1.2 计算机网络的发展过程 1.3 计算机网络的功能与应用 1.4 计算机网络的基本组成 1.5 计算机网络的拓扑结构 1.6 计算机网络的分类 1.6.1 计算机网络的不同定义 1.6.2 几种不同的分类方法

6. 计算机网络概念 • 计算机网络是利用通信线路和通信设备,把分布在不同地理位置的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备互相连接，按照网络协议进行数据通信，由功能完善的网络软件，实现资源共享的计算机系统的集合。

7. 计算机网络概念 连接对象：计算机、数据终端等 连接介质：通信线路、通信设备 控制机构：网络协议、网络软件

8. 计算机之间实现相互通信。

9. 用通信线路及互连设备连接起来的自主计算机的集合用通信线路及互连设备连接起来的自主计算机的集合

10. 1.2计算机网络的发展过程 • 计算机网络的发展经历了从简单到复杂、从单机到多机、从终端与计算机之间的通信到计算机与计算机之间的直接通信的演变过程。

11. 第一代计算机网络 • 1954年，收发器（Transceiver）终端出现，实现了将穿孔卡片上的数据从电话线上发送到远地的计算机。用户可在远地的电传打字机上键入自己的程序，计算机计算出来的结果从计算机传送到远地的电传打字机上打印出来 • 20世纪60年代初，美国建成了全国性航空飞机订票系统，用一台中央计算机联结2000多个遍布全国各地的终端，用户通过终端进行操作。 • 面向终端的计算机网络：主机是网络的中心和控制者,终端围绕中心计算机分布在各处 • 计算机的任务是进行成批处理

12. 终端 主机 第一代计算机网络 • (1) 面向终端的计算机网络 • 计算机网络形成和发展始于50年代中后期 • 最早的所谓的计算机网络，它可以地理位置上分散的多个终端通过通信线路连接到一个中心计算机上。

13. 面向终端的计算机网络

14. 用户可在自己的办公室内的终端上输入数据和程序，通过通信线路传输到中心计算机上，分时访问和使用其资源，进行信息处理，处理结果再通过通信线路送回用户终端显示和打印。用户可在自己的办公室内的终端上输入数据和程序，通过通信线路传输到中心计算机上，分时访问和使用其资源，进行信息处理，处理结果再通过通信线路送回用户终端显示和打印。 • 该阶段就是将计算机技术与通信技术相结合实现了远距离的数据通信。

15. 第一代计算机网络的特点: • ① 面向终端 • ② 以主机为中心 • ③ 终端无处理能力 • 第一代计算机网络是由主机--通信线路--终端组成，只可算是计算机网络的“雏形”。

16. 面向终端的计算机网络 • 集中器：连接多个终端 • 前端机：通信处理

17. 第二代计算机网络-计算机通信网络 • 该阶段始于60年代后期，由多个多机系统互连在一起而形成(各计算机通过通信线路连接，相互交换信息，实现了互连的计算机之间的资源共享)，真正有了“网”的概念。 • 计算机和计算机之间的通信

18. 计算机通信网络 • 以资源共享为目的：不仅可以共享本主机上的软硬件资源；还可以共享通信子网上其他主机上的软硬件资源 • 使计算机网络的通信方式由终端与计算机之间的通信，发展到计算机与计算机之间的直接通信

19. 由通信子网和资源子网组成

20. 资源子网 • 向网络用户提供各种网络资源与网络服务（数据处理工作，向用户提供数据处理能力、数据存储能力、数据管理能力和数据输入输出能力以及其他数据资源）。 • 资源子网：主机（host）、终端、终端控制器、联网外设、各种软件资源与信息资源组成

21. 主机：要为本地用户访问网络其他设备与资源提供服务；同时要为远程用户共享本地资源提供服务。主机：要为本地用户访问网络其他设备与资源提供服务；同时要为远程用户共享本地资源提供服务。 • 终端：用户访问网络的界面。终端可以是简单的输入、输出终端，也可以是带有微处理机的智能终端本身具有存储与处理信息的能力

22. 通信子网 • 由通信控制处理机、通信线路和其他通信设备组成 • 是为网中用户共享各种网络资源提供必要的通信手段和通信服务。

23. ① 以通信子网为中心 • ②数据处理与数据通信两功能分开 • ③使用分组交换技术 • 第二代计算机网络是计算机网络的“形成与发展”阶段 第二代计算机网络的特点：

24. T H H IMP IMP IMP IMP H H IMP H T ARPA 网络结构图 ARPANET与分组交换技术

25. 1101000110101010110101011100010011010010 假定这个报文较长 不便于传输 分组交换的原理（一） • 在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。 报文

26. 报文 分组1 分组2 分组3 分组交换的原理（二） • 每一个数据段前面添加上首部构成分组。 数 据 数 据 数 据 首部 首部 首部 请注意：现在左边是“前面”

27. 首部 数 据 分组1 分组2 分组3 首部 数 据 首部 数 据 分组交换的原理（三） • 分组交换网以“分组”作为数据传输单元。 • 依次把各分组发送到接收端

28. 分组首部的重要性 • 每一个分组的首部都含有地址等控制信息。 • 分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。 • 用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。

29. 分组交换网的示意图 H4 H2 注意分组路径的变化！ D 结点交换机 B H6 主机 H1 E H2 向 H6发送分组 A H1 向 H5发送分组 H5 C 分组交换网 H3

30. 分组1 分组2 分组3 分组交换的原理 • 接收端收到分组后剥去首部还原成报文。 首部 数 据 首部 数 据 首部 数 据 收到的数据

31. 报文 1101000110101010110101011100010011010010 分组交换的原理（五） • 最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。 • 这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃。 数 据 数 据 数 据

32. ARPANET的成功使计算机网络的概念发生根本变化 • 早期的面向终端的计算机网络是以单个主机为中心的星形网 • 各终端通过通信线路共享昂贵的中心主机的硬件和软件资源。 • 分组交换网则是以网络为中心，主机都处在网络的外围。 • 用户通过分组交换网可共享连接在网络上的许多硬件和各种丰富的软件资源。

33. 终端 主机 主机 分组交换网 从主机为中心到以网络为中心 以主机为中心 以分组交换网为中心

34. 第三代计算机网络-现代计算机网络

35. 标准化的计算机网络 • 1977年，ISO为适应网络标准化的发展趋势，专门在计算机与信息处理标准化技术委员会TC97下，成立了一个新的分委员会SC16。 • 该委员会在研究分析已有的网络结构基础上，致力于研究开发一种“开放式系统互连”的网络结构标准。 • ISO于1984年公布了“开放系统互连参考模型”的正式文件，即著名的国际标准ISO7498，通常称它为开放系统互连参考模型OSI/RM。

36. 局域网络 • VLSI的发展促进了PC的发展，而PC的发展又促进了局域网的发展。 • 微机LAN从上世纪70年代发展起来。1972年，美国贝尔实验室发明了Pierce环；同年，1976年美国Xeror公司推出了著名的Ethernet。

37. Ethernet的问世，是局域网络发展史上的一个里程碑。又相继出现了Cambridge Ring网，Spider环网，ARC星型网等LAN产品。 进入80年代，局域网开始得到了大规模的发展。主要表现在1980年公布了以太局域网的标准规范；IEEE成立了致力于局域网标准化的802委员会，并相继推出了IEEE 802系列标准。

38. PC机的发展，使各著名公司纷纷开发微机LAN，其中典型的有Corvus的Omninet(欧姆尼网)，3COM公司的以太系列网、3+网、3+OPEN，Microsoft的LAN Manager，Apple Talk，NOVELL的NetWare网，FDDI网等。90年代中后期，又出现了快速LAN和高速LAN，如100兆以太网、1000兆以太网、ATM局域网和10吉以太网等。

39. Internet的起源与发展 Internet起源于ARPANET(美国国防部高级计划研究局1969年建立的分组交换网)， 使用TCP／IP协议。后来ARPENET分为军事和民用两部分。其中民用部分与NFSNET (国家科学基金会网，1986年组建的学术性计算机网络)及其不同的兼容网络一起，成为Internet的基础

40. 计算机网络在我国的发展 (1) 中国公用计算机互联网 CHINANET (2) 中国教育和科研计算机网 CERNET (3) 中国科学技术网 CSTNET (4) 中国联通互联网 UNINET (5) 中国网通公用互联网 CNCNET (6) 中国国际经济贸易互联网 CIETNET (7) 中国移动互联网 CMNET (8) 中国长城互联网 CGWNET（建设中） (9) 中国卫星集团互联网 CSNET（建设中）

41. 中国与Internet互连的发展历史 • 利用X.25通电子邮件 • 1988年，中国学术网CANET 德国 • 1990年，中国研究网CRN 欧洲 • 租专线直接连入Internet • 1993年，中科院高能物理所 美国 • 1994年，中关村地区示范网NCFC 美国 北京化工大学 日本 • 1995年，邮电部CHINANET 美国 教育部CERNET 美国 • 1996年，电子部CHINAGBN 美国

42. 全球Internet • 1999年统计 • Internet的覆盖范围：216个国家和地区 • Internet的主机数量：4323万 • Internet的用户数量：2.19亿（普及率5%）

43. Internet的主机数量统计 • http://www.nw.com/zone/hosts.gif

44. 中国互联网主机数量统计 万

45. 中国互联网用户数量统计

46. 计算机网络的基本功能 • 资源共享:共享硬件与软件,共享信息 • 通信功能 • 稳定性和可靠性 • 节约经费 • 可扩充性 • 均衡负载 • 协同处理

47. 共享硬件与软件 • 可共享的硬件资源：巨型计算机、专用的高性能计算机、大容量磁盘、高性能打印机、高精度图形设备、通信线路、通信设备 • 可共享的软件：数据库管理系统、各种网络应用软件、各种信息服务软件等

48. 共享信息 • 搜索与查询的信息、web服务器上的主页及各种链接、FTP服务器中的软件、各种各样的电子出版物、新闻、报告和广告网上大学、网上图书馆

49. 通信功能 • 传输数据、声音、图形和图像等多媒体信息、 • 发送电子邮件、在网上举行电视会议

50. 计算机网络的基本应用 • 网络在科研和教育中的应用 • 网络在企事业单位中的应用 • 网络在商业上的应用 • 网络在通信与娱乐上的应用