11網(wǎng)絡(luò)的概述-(教材)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全-教學(xué)課件

第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1網(wǎng)絡(luò)的概述第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1網(wǎng)絡(luò)的概述1研究背景一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用信息化已經(jīng)成為當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢，網(wǎng)絡(luò)正在深刻地改變著世界，改變著生活。我們知道，21世紀(jì)的一些重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化，它是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時(shí)代。要實(shí)現(xiàn)信息化就必須依靠完善的網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)可以非常迅速地傳遞信息。因此網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在已經(jīng)成為信息社會(huì)的命脈和發(fā)展知識經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)對社會(huì)生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生了不可估量的影響。研究背景一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用信息化已經(jīng)成為當(dāng)今世2一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用有三大類大家很熟悉的網(wǎng)絡(luò)，即電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。按照最初的服務(wù)分工，電信網(wǎng)絡(luò)向用戶提供電話、電報(bào)及傳真等服務(wù)。有線電視網(wǎng)絡(luò)向用戶傳送各種電視節(jié)目。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)則使用戶能夠在計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)文件。這三種網(wǎng)絡(luò)在信息化過程中都起到了十分重要的作用，但其中發(fā)展最快的并起到核心作用的則是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。隨著技術(shù)的發(fā)展，電信網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)都逐漸融入了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，擴(kuò)大了原有的服務(wù)范圍，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也能夠向用戶提供電話通信、視頻通信以及傳送視頻節(jié)目的服務(wù)。從理論上講，把上述三種網(wǎng)絡(luò)融合成一種網(wǎng)絡(luò)就能夠提供所有的上述服務(wù)，這就是很早以前就提出來的“三網(wǎng)融合”。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用有三大類大家很熟悉的網(wǎng)絡(luò)，即3一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用自從20世紀(jì)90年代以后，以Internet為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展，已從最初的供美國人使用的免費(fèi)教育科研網(wǎng)絡(luò)，逐步發(fā)展成為供全球使用的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)(有償使用)，成為全球最大的和最重要的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?？梢院敛豢浯蟮卣f，Internet是人類自印刷術(shù)以來在存儲(chǔ)和交換信息的領(lǐng)域中的最大變革。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用自從20世紀(jì)90年代以后，以4一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用現(xiàn)在常?？梢钥吹揭环N新的提法，即“互聯(lián)網(wǎng)+”。它的意思就是“互聯(lián)網(wǎng)+各個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)”，因此可以利用信息通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺來創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)。實(shí)際上“互聯(lián)網(wǎng)+”代表一種新的經(jīng)濟(jì)形態(tài)，其特點(diǎn)就是把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果深度融合于經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域之中，這就大大地提升了實(shí)體經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新力和生產(chǎn)力。我們也必須看到互聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用對各行各業(yè)的巨大沖擊。例如，電子郵件迫使傳統(tǒng)的電報(bào)業(yè)務(wù)退出市場；網(wǎng)絡(luò)電話的普及使得傳統(tǒng)的長途電話(尤其是國際長途電話)的通信量急劇下降；對日用商品快捷方便的網(wǎng)購造成了不少實(shí)體商店的停業(yè)；原來必須排長隊(duì)購買火車票的網(wǎng)點(diǎn)已被非常方便的網(wǎng)購所替代；網(wǎng)約車的問世對出租車行業(yè)產(chǎn)生了巨大的沖擊。這些例子說明了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已對整個(gè)社會(huì)產(chǎn)生了很大的影響。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用現(xiàn)在常?？梢钥吹揭环N新的提法5一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用互聯(lián)網(wǎng)也給人們帶來了些負(fù)面影響。有人肆意利用互聯(lián)網(wǎng)傳播計(jì)算機(jī)病毒，破壞互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)的正常傳送和交換；有的犯罪分子甚至利用互聯(lián)網(wǎng)竊取國家機(jī)密和盜竊銀行或儲(chǔ)戶的錢財(cái)；網(wǎng)上欺詐或在網(wǎng)上肆意散布謠言、不良信息和播放不健康的視頻節(jié)目的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生；有的青少年棄學(xué)而沉溺于網(wǎng)吧的網(wǎng)絡(luò)游戲中。雖然如此，互聯(lián)網(wǎng)的負(fù)面影響畢竟還是次要的。隨著對互聯(lián)網(wǎng)的管理的加強(qiáng)，互聯(lián)網(wǎng)給社會(huì)帶來的正面積極的作用仍是互聯(lián)網(wǎng)的主流。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用互聯(lián)網(wǎng)也給人們帶來了些負(fù)面影6二、網(wǎng)絡(luò)的概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它是將地理位置不同，并具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路連接起來，且以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件(網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息交換方式及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng)。從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念我們可以看到，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)需要4個(gè)基本要素:1.通信線路和通信設(shè)備。2.有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)。3.網(wǎng)絡(luò)軟件的支持。4.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與資源共享。二、網(wǎng)絡(luò)的概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)7三、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1.第一代——遠(yuǎn)程終端連接20世紀(jì)60年代早期，面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)是網(wǎng)絡(luò)的中心和控制者，終端（鍵盤和顯示器)分布在各處并與主機(jī)相連，用戶通過本地的終端使用遠(yuǎn)程的主機(jī)。它只是供終端和主機(jī)之間的通信，終端之間無法直接通信。2.第二代——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段(局域網(wǎng))20世紀(jì)60年代中期，多個(gè)主機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的通信。它包括通信子網(wǎng)、用戶資源子網(wǎng)。終端用戶可以訪問本地主機(jī)和通信子網(wǎng)上所有主機(jī)的軟硬件資源。通信方式為電路交換和分組交換。三、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1.第一代——遠(yuǎn)程終端連接8三、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展3.第三代——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)階段(廣域網(wǎng)、Internet)1981年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定開放體系互聯(lián)基本參考模型(OSI/RM)，實(shí)現(xiàn)了不同廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)之間的互聯(lián)，TCP/IP協(xié)議就此誕生。4.第四代——信息高速公路(高速、多業(yè)務(wù)、大數(shù)據(jù)量)信息高速公路的主要組成部分包括寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、信息高速公路、ATM技術(shù)、ISDN、千兆以太網(wǎng)，其具有較強(qiáng)的交互性，如網(wǎng)上電視點(diǎn)播、電視會(huì)議、可視電話、網(wǎng)上購物、網(wǎng)上銀行、網(wǎng)絡(luò)圖書館等高速、可視化的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。三、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展3.第三代——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)階段(廣域網(wǎng)、In9四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展最早著手建設(shè)專用計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)的是鐵道部。鐵道部在1980年即開始進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，1989年11月我國第一個(gè)公用分組交換網(wǎng)CNPAC建成運(yùn)行。在20世紀(jì)80年代后期，公安、銀行、軍隊(duì)以及其他一些部門也相繼建立了各自的專用計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)。這對迅速傳遞重要的數(shù)據(jù)信息起著重要的作用。另一方面，從20世紀(jì)80年代起，國內(nèi)的許多單位相繼安裝大量的局域網(wǎng)。局域網(wǎng)的價(jià)格便宜，其所有權(quán)和使用權(quán)都屬于本單位，因此便于開發(fā)、管理和維護(hù)。局域網(wǎng)的發(fā)展很快，對各行各業(yè)的管理現(xiàn)代化和辦公自動(dòng)化已起到積極的作用。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展最早著手建設(shè)專用計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)的是鐵10四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展這里應(yīng)當(dāng)特別提到的是，1994年4月2日我國用64kbit/s的專線正式連入互聯(lián)網(wǎng)。從此，我國被國際上正式承認(rèn)為接入互聯(lián)網(wǎng)的國家。同年5月中國科學(xué)院高能物理研究所設(shè)立了我國的第一個(gè)萬維網(wǎng)服務(wù)器。同年9月中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)CHINANET正式啟動(dòng)。到目前為止，我國陸續(xù)建造了基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并能夠和互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)的多個(gè)全國范圍的公用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其中規(guī)模最大的就是下面這五個(gè):1.中國電信互聯(lián)網(wǎng)CHINANET(也就是原來的中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng))。2.中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET。3.中國移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)CMNET。4.中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET。5.中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展這里應(yīng)當(dāng)特別提到的是，1994年411四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展2004年2月，我國的第一個(gè)下一代互聯(lián)網(wǎng)CNGI的主干網(wǎng)CERNET2試驗(yàn)網(wǎng)正式開通，并提供服務(wù)。試驗(yàn)網(wǎng)以2.5～10Gbit/s的速率連接北京、上海和廣州三個(gè)CERNET核心結(jié)點(diǎn)，并與國際下一代互聯(lián)網(wǎng)相連接。這標(biāo)志著中國在互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中，已逐漸達(dá)到與國際先進(jìn)水平同步。中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心CNNIC(ChinaInternetNetworkInformationCenter)每年兩次公布我國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展情況。截至2017年12月底，我國網(wǎng)民已達(dá)到7.72億，互聯(lián)網(wǎng)普及率已達(dá)到55.8%。家庭電腦上網(wǎng)使用寬帶上網(wǎng)的比例為98.9%，說明家庭電腦上網(wǎng)基本上都是在使用寬帶上網(wǎng)。在網(wǎng)民中，手機(jī)網(wǎng)民的規(guī)模已達(dá)到7.53億，占總體網(wǎng)民的比例為97.5%。但農(nóng)村網(wǎng)民只有1.95億，占整體網(wǎng)民的28.4%。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展2004年2月，我國的第一個(gè)下一代12四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展現(xiàn)在微博和網(wǎng)絡(luò)視頻的用戶明顯增多。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)營銷發(fā)展迅速，當(dāng)前網(wǎng)民最主要的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用就是搜索引擎(即在互聯(lián)網(wǎng)上使用搜索引擎來查找所需的信息)、即時(shí)通信、網(wǎng)絡(luò)音樂、網(wǎng)絡(luò)新聞和博客等。此外，更多的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)已步入了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。網(wǎng)上購物、網(wǎng)上支付和網(wǎng)上銀行的使用率也迅速提升。到2016年底，我國的國際出口帶寬已接近5.4Tbit/s(1Tbit/s=103Gbit/s),這里中國電信的CHINANET占有出口總帶寬的近60%。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展現(xiàn)在微博和網(wǎng)絡(luò)視頻的用戶明顯增多。13四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展對我國互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)發(fā)展影響較大的人物和事件不少，下面僅列舉幾個(gè)例子。1996年，張朝陽創(chuàng)立了中國第一家以風(fēng)險(xiǎn)投資資金建立的互聯(lián)網(wǎng)公司——愛特信公司。兩年后，愛特信公司推出“搜狐”產(chǎn)品，并更名為搜狐公司(Sohu)。搜狐公司最主要的產(chǎn)品就是搜狐網(wǎng)站(S),是中國首家大型分類查詢搜索引擎。1999年，搜狐網(wǎng)站增加了新聞及內(nèi)容頻道，成為一個(gè)綜合門戶網(wǎng)站。1999年，丁磊創(chuàng)立了網(wǎng)易公司(NetEase),推出了中國第一家中文全文搜索引擎。網(wǎng)易公司開發(fā)的超大容量免費(fèi)郵箱(如163和126等)，由于具有高效的殺毒和攔截垃圾郵件的功能，郵箱的安全性很好，已成為國內(nèi)最受歡迎的中文郵箱。網(wǎng)易網(wǎng)站現(xiàn)在也是全國出名的綜合門戶網(wǎng)站。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展對我國互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)發(fā)展影響較大的人物14四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展1998年，王志東創(chuàng)立新浪網(wǎng)站(S),該網(wǎng)站現(xiàn)已成為全球最大的中文綜合門戶網(wǎng)站。新浪的微博是全球使用最多的微博之一。1998年，馬化騰、張志東創(chuàng)立了騰訊公司(Tencent)。1999年，騰訊就推出了用在個(gè)人電腦上的即時(shí)通信軟件QICQ,簡稱為QQ。QQ的功能不斷更新，現(xiàn)在已成為一款集話音、短信、文章、音樂、圖片和視頻于一體的網(wǎng)絡(luò)溝通交流工具，成為幾乎所有網(wǎng)民都在電腦中安裝的軟件，騰訊也因此成為中國最大的互聯(lián)網(wǎng)綜合服務(wù)提供商之一。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展1998年，王志東創(chuàng)立新浪網(wǎng)站(S15四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展2011年，騰訊推出了專門供智能手機(jī)使用的即時(shí)通信軟件“微信”(WebChat)。這個(gè)軟件是在張小龍(著名的電子郵件客戶端軟件Foxmail的作者)的領(lǐng)導(dǎo)下成功研發(fā)的。微信能夠通過互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)送話音、短信、視頻、圖片和文字，并且支持多人群聊。由于微信能在各種不同操作系統(tǒng)的智能手機(jī)中運(yùn)行，因此目前幾乎所有的智能手機(jī)用戶都在使用微信。微信的功能也在不斷翻新。裝有微信軟件的智能手機(jī)，已從簡單的社交工具演變成一個(gè)具有支付能力的全能錢包。2000年，李彥宏和徐勇創(chuàng)建了百度網(wǎng)站(B)，現(xiàn)在已成為全球最大的中文搜索引擎。自谷歌于2010年退出中國后，在中國最大的搜索引擎無疑就是百度了?，F(xiàn)在，百度網(wǎng)站也可以用主題分類的方法進(jìn)行查找，非常便于網(wǎng)民對各種信息的瀏覽。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展2011年，騰訊推出了專門供智能手16四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展1999年，馬云創(chuàng)建了阿里巴巴網(wǎng)站(A)，是一個(gè)企業(yè)對企業(yè)的網(wǎng)上貿(mào)易市場平臺。2003年，馬云創(chuàng)立了個(gè)人網(wǎng)上貿(mào)易市場平臺——淘寶網(wǎng)(T)；2004年，阿里巴巴集團(tuán)創(chuàng)立了第三方支付平臺——支付寶(A)，為中國電子商務(wù)提供了簡單、安全、快速的在線支付手段?，F(xiàn)在淘寶網(wǎng)已成為中國最大的、深受歡迎的網(wǎng)購零售平臺。上述的事件對互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在我國的推廣普及，起著非常積極的作用。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展1999年，馬云創(chuàng)建了阿里巴巴網(wǎng)站17五、網(wǎng)絡(luò)的功能1.數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最基本的功能。它在主機(jī)與終端、計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間快速傳送各種信息，包括文字信件、新聞消息、咨詢信息、圖片資料、報(bào)紙版面等。利用這一特點(diǎn)，可將分散在各個(gè)地區(qū)的單位或部門用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)配管理。五、網(wǎng)絡(luò)的功能1.數(shù)據(jù)通信18五、網(wǎng)絡(luò)的功能2.資源共享資源指的是網(wǎng)絡(luò)中所有的軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源。共享指的是網(wǎng)絡(luò)中的用戶都能夠部分或全部地享受這些資源。例如，某些地區(qū)或單位的數(shù)據(jù)庫(如飛機(jī)機(jī)票、飯店客房等)可供全網(wǎng)使用;某些單位設(shè)計(jì)的軟件可供需要的地方有償調(diào)用或辦理一定手續(xù)調(diào)用;一些外部設(shè)備如打印機(jī)，可面向用戶，使不具有這些設(shè)備的地方也能使用這些硬件設(shè)備。五、網(wǎng)絡(luò)的功能2.資源共享19五、網(wǎng)絡(luò)的功能3.分布式處理當(dāng)某臺計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)過重時(shí)，或該計(jì)算機(jī)正在處理某項(xiàng)工作時(shí)，網(wǎng)絡(luò)可將新任務(wù)轉(zhuǎn)交給空閑的計(jì)算機(jī)來完成，這樣處理能均衡各計(jì)算機(jī)的負(fù)載，提高處理問題的實(shí)時(shí)性;對大型綜合性問題，可將問題的各部分分別交給不同的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的處理能力，即增強(qiáng)實(shí)用性；對解決復(fù)雜問題來講，多臺計(jì)算機(jī)聯(lián)合使用并構(gòu)成高性能的計(jì)算機(jī)體系，這種協(xié)同工作、并行處理要比單獨(dú)購置高性能的大型計(jì)算機(jī)便宜得多。五、網(wǎng)絡(luò)的功能3.分布式處理20五、網(wǎng)絡(luò)的功能4.提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性和可用性網(wǎng)絡(luò)中的每臺計(jì)算機(jī)都可通過網(wǎng)絡(luò)成為其他計(jì)算機(jī)的備用機(jī)。一旦某個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，它的任務(wù)就可由其他的計(jì)算機(jī)代為完成，這樣可以避免由于一臺計(jì)算機(jī)發(fā)生故障而引起整個(gè)系統(tǒng)癱瘓的現(xiàn)象，從而提高系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某臺計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)過重時(shí)，網(wǎng)絡(luò)也可以將新的任務(wù)交給較空閑的計(jì)算機(jī)完成，均衡負(fù)載，從而提高每臺計(jì)算機(jī)的可用性。五、網(wǎng)絡(luò)的功能4.提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性和可用性21第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1網(wǎng)絡(luò)的概述第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1網(wǎng)絡(luò)的概述22研究背景一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用信息化已經(jīng)成為當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢，網(wǎng)絡(luò)正在深刻地改變著世界，改變著生活。我們知道，21世紀(jì)的一些重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化，它是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時(shí)代。要實(shí)現(xiàn)信息化就必須依靠完善的網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)可以非常迅速地傳遞信息。因此網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在已經(jīng)成為信息社會(huì)的命脈和發(fā)展知識經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)對社會(huì)生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生了不可估量的影響。研究背景一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用信息化已經(jīng)成為當(dāng)今世23一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用有三大類大家很熟悉的網(wǎng)絡(luò)，即電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。按照最初的服務(wù)分工，電信網(wǎng)絡(luò)向用戶提供電話、電報(bào)及傳真等服務(wù)。有線電視網(wǎng)絡(luò)向用戶傳送各種電視節(jié)目。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)則使用戶能夠在計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)文件。這三種網(wǎng)絡(luò)在信息化過程中都起到了十分重要的作用，但其中發(fā)展最快的并起到核心作用的則是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。隨著技術(shù)的發(fā)展，電信網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)都逐漸融入了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，擴(kuò)大了原有的服務(wù)范圍，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也能夠向用戶提供電話通信、視頻通信以及傳送視頻節(jié)目的服務(wù)。從理論上講，把上述三種網(wǎng)絡(luò)融合成一種網(wǎng)絡(luò)就能夠提供所有的上述服務(wù)，這就是很早以前就提出來的“三網(wǎng)融合”。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用有三大類大家很熟悉的網(wǎng)絡(luò)，即24一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用自從20世紀(jì)90年代以后，以Internet為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展，已從最初的供美國人使用的免費(fèi)教育科研網(wǎng)絡(luò)，逐步發(fā)展成為供全球使用的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)(有償使用)，成為全球最大的和最重要的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?？梢院敛豢浯蟮卣f，Internet是人類自印刷術(shù)以來在存儲(chǔ)和交換信息的領(lǐng)域中的最大變革。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用自從20世紀(jì)90年代以后，以25一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用現(xiàn)在常常可以看到一種新的提法，即“互聯(lián)網(wǎng)+”。它的意思就是“互聯(lián)網(wǎng)+各個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)”，因此可以利用信息通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺來創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)。實(shí)際上“互聯(lián)網(wǎng)+”代表一種新的經(jīng)濟(jì)形態(tài)，其特點(diǎn)就是把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果深度融合于經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域之中，這就大大地提升了實(shí)體經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新力和生產(chǎn)力。我們也必須看到互聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用對各行各業(yè)的巨大沖擊。例如，電子郵件迫使傳統(tǒng)的電報(bào)業(yè)務(wù)退出市場；網(wǎng)絡(luò)電話的普及使得傳統(tǒng)的長途電話(尤其是國際長途電話)的通信量急劇下降；對日用商品快捷方便的網(wǎng)購造成了不少實(shí)體商店的停業(yè)；原來必須排長隊(duì)購買火車票的網(wǎng)點(diǎn)已被非常方便的網(wǎng)購所替代；網(wǎng)約車的問世對出租車行業(yè)產(chǎn)生了巨大的沖擊。這些例子說明了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已對整個(gè)社會(huì)產(chǎn)生了很大的影響。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用現(xiàn)在常?？梢钥吹揭环N新的提法26一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用互聯(lián)網(wǎng)也給人們帶來了些負(fù)面影響。有人肆意利用互聯(lián)網(wǎng)傳播計(jì)算機(jī)病毒，破壞互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)的正常傳送和交換；有的犯罪分子甚至利用互聯(lián)網(wǎng)竊取國家機(jī)密和盜竊銀行或儲(chǔ)戶的錢財(cái)；網(wǎng)上欺詐或在網(wǎng)上肆意散布謠言、不良信息和播放不健康的視頻節(jié)目的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生；有的青少年棄學(xué)而沉溺于網(wǎng)吧的網(wǎng)絡(luò)游戲中。雖然如此，互聯(lián)網(wǎng)的負(fù)面影響畢竟還是次要的。隨著對互聯(lián)網(wǎng)的管理的加強(qiáng)，互聯(lián)網(wǎng)給社會(huì)帶來的正面積極的作用仍是互聯(lián)網(wǎng)的主流。一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用互聯(lián)網(wǎng)也給人們帶來了些負(fù)面影27二、網(wǎng)絡(luò)的概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它是將地理位置不同，并具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路連接起來，且以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件(網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息交換方式及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng)。從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念我們可以看到，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)需要4個(gè)基本要素:1.通信線路和通信設(shè)備。2.有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)。3.網(wǎng)絡(luò)軟件的支持。4.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與資源共享。二、網(wǎng)絡(luò)的概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)28三、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1.第一代——遠(yuǎn)程終端連接20世紀(jì)60年代早期，面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)是網(wǎng)絡(luò)的中心和控制者，終端（鍵盤和顯示器)分布在各處并與主機(jī)相連，用戶通過本地的終端使用遠(yuǎn)程的主機(jī)。它只是供終端和主機(jī)之間的通信，終端之間無法直接通信。2.第二代——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段(局域網(wǎng))20世紀(jì)60年代中期，多個(gè)主機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的通信。它包括通信子網(wǎng)、用戶資源子網(wǎng)。終端用戶可以訪問本地主機(jī)和通信子網(wǎng)上所有主機(jī)的軟硬件資源。通信方式為電路交換和分組交換。三、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1.第一代——遠(yuǎn)程終端連接29三、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展3.第三代——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)階段(廣域網(wǎng)、Internet)1981年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定開放體系互聯(lián)基本參考模型(OSI/RM)，實(shí)現(xiàn)了不同廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)之間的互聯(lián)，TCP/IP協(xié)議就此誕生。4.第四代——信息高速公路(高速、多業(yè)務(wù)、大數(shù)據(jù)量)信息高速公路的主要組成部分包括寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、信息高速公路、ATM技術(shù)、ISDN、千兆以太網(wǎng)，其具有較強(qiáng)的交互性，如網(wǎng)上電視點(diǎn)播、電視會(huì)議、可視電話、網(wǎng)上購物、網(wǎng)上銀行、網(wǎng)絡(luò)圖書館等高速、可視化的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。三、網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展3.第三代——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)階段(廣域網(wǎng)、In30四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展最早著手建設(shè)專用計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)的是鐵道部。鐵道部在1980年即開始進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，1989年11月我國第一個(gè)公用分組交換網(wǎng)CNPAC建成運(yùn)行。在20世紀(jì)80年代后期，公安、銀行、軍隊(duì)以及其他一些部門也相繼建立了各自的專用計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)。這對迅速傳遞重要的數(shù)據(jù)信息起著重要的作用。另一方面，從20世紀(jì)80年代起，國內(nèi)的許多單位相繼安裝大量的局域網(wǎng)。局域網(wǎng)的價(jià)格便宜，其所有權(quán)和使用權(quán)都屬于本單位，因此便于開發(fā)、管理和維護(hù)。局域網(wǎng)的發(fā)展很快，對各行各業(yè)的管理現(xiàn)代化和辦公自動(dòng)化已起到積極的作用。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展最早著手建設(shè)專用計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)的是鐵31四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展這里應(yīng)當(dāng)特別提到的是，1994年4月2日我國用64kbit/s的專線正式連入互聯(lián)網(wǎng)。從此，我國被國際上正式承認(rèn)為接入互聯(lián)網(wǎng)的國家。同年5月中國科學(xué)院高能物理研究所設(shè)立了我國的第一個(gè)萬維網(wǎng)服務(wù)器。同年9月中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)CHINANET正式啟動(dòng)。到目前為止，我國陸續(xù)建造了基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并能夠和互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)的多個(gè)全國范圍的公用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其中規(guī)模最大的就是下面這五個(gè):1.中國電信互聯(lián)網(wǎng)CHINANET(也就是原來的中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng))。2.中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET。3.中國移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)CMNET。4.中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET。5.中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展這里應(yīng)當(dāng)特別提到的是，1994年432四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展2004年2月，我國的第一個(gè)下一代互聯(lián)網(wǎng)CNGI的主干網(wǎng)CERNET2試驗(yàn)網(wǎng)正式開通，并提供服務(wù)。試驗(yàn)網(wǎng)以2.5～10Gbit/s的速率連接北京、上海和廣州三個(gè)CERNET核心結(jié)點(diǎn)，并與國際下一代互聯(lián)網(wǎng)相連接。這標(biāo)志著中國在互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中，已逐漸達(dá)到與國際先進(jìn)水平同步。中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心CNNIC(ChinaInternetNetworkInformationCenter)每年兩次公布我國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展情況。截至2017年12月底，我國網(wǎng)民已達(dá)到7.72億，互聯(lián)網(wǎng)普及率已達(dá)到55.8%。家庭電腦上網(wǎng)使用寬帶上網(wǎng)的比例為98.9%，說明家庭電腦上網(wǎng)基本上都是在使用寬帶上網(wǎng)。在網(wǎng)民中，手機(jī)網(wǎng)民的規(guī)模已達(dá)到7.53億，占總體網(wǎng)民的比例為97.5%。但農(nóng)村網(wǎng)民只有1.95億，占整體網(wǎng)民的28.4%。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展2004年2月，我國的第一個(gè)下一代33四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展現(xiàn)在微博和網(wǎng)絡(luò)視頻的用戶明顯增多。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)營銷發(fā)展迅速，當(dāng)前網(wǎng)民最主要的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用就是搜索引擎(即在互聯(lián)網(wǎng)上使用搜索引擎來查找所需的信息)、即時(shí)通信、網(wǎng)絡(luò)音樂、網(wǎng)絡(luò)新聞和博客等。此外，更多的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)已步入了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。網(wǎng)上購物、網(wǎng)上支付和網(wǎng)上銀行的使用率也迅速提升。到2016年底，我國的國際出口帶寬已接近5.4Tbit/s(1Tbit/s=103Gbit/s),這里中國電信的CHINANET占有出口總帶寬的近60%。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展現(xiàn)在微博和網(wǎng)絡(luò)視頻的用戶明顯增多。34四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展對我國互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)發(fā)展影響較大的人物和事件不少，下面僅列舉幾個(gè)例子。1996年，張朝陽創(chuàng)立了中國第一家以風(fēng)險(xiǎn)投資資金建立的互聯(lián)網(wǎng)公司——愛特信公司。兩年后，愛特信公司推出“搜狐”產(chǎn)品，并更名為搜狐公司(Sohu)。搜狐公司最主要的產(chǎn)品就是搜狐網(wǎng)站(S),是中國首家大型分類查詢搜索引擎。1999年，搜狐網(wǎng)站增加了新聞及內(nèi)容頻道，成為一個(gè)綜合門戶網(wǎng)站。1999年，丁磊創(chuàng)立了網(wǎng)易公司(NetEase),推出了中國第一家中文全文搜索引擎。網(wǎng)易公司開發(fā)的超大容量免費(fèi)郵箱(如163和126等)，由于具有高效的殺毒和攔截垃圾郵件的功能，郵箱的安全性很好，已成為國內(nèi)最受歡迎的中文郵箱。網(wǎng)易網(wǎng)站現(xiàn)在也是全國出名的綜合門戶網(wǎng)站。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展對我國互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)發(fā)展影響較大的人物35四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展1998年，王志東創(chuàng)立新浪網(wǎng)站(S),該網(wǎng)站現(xiàn)已成為全球最大的中文綜合門戶網(wǎng)站。新浪的微博是全球使用最多的微博之一。1998年，馬化騰、張志東創(chuàng)立了騰訊公司(Tencent)。1999年，騰訊就推出了用在個(gè)人電腦上的即時(shí)通信軟件QICQ,簡稱為QQ。QQ的功能不斷更新，現(xiàn)在已成為一款集話音、短信、文章、音樂、圖片和視頻于一體的網(wǎng)絡(luò)溝通交流工具，成為幾乎所有網(wǎng)民都在電腦中安裝的軟件，騰訊也因此成為中國最大的互聯(lián)網(wǎng)綜合服務(wù)提供商之一。四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展1998年，王志東創(chuàng)立新浪網(wǎng)站(S36四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展2011年，騰訊推出了專門供智能手機(jī)使用的即時(shí)通信軟件“微信”(WebChat)。這個(gè)軟件是在張小龍(著名的電子郵件客戶端軟件Foxmail的作者)的領(lǐng)導(dǎo)下成功研發(fā)的。微信能夠通過互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)送話音、短信、視頻、圖片和文字，并且支持多人群聊。由于微信能在各種不同操作系統(tǒng)的智能手機(jī)中運(yùn)行，因此目前幾乎所有的智能手機(jī)用戶都在使用微信。微信的功能也在不斷翻新。裝有微信軟件的智能手機(jī)，已從簡單的社交工具演變成一個(gè)具有支付能力的全能錢包。2000年，李彥宏和徐勇創(chuàng)建了百度網(wǎng)站(B)，現(xiàn)在已成為全球最大的中文搜索引擎。自谷歌于201