計算機通信與網(wǎng)絡(luò)概述

第一章

計算機通信與網(wǎng)絡(luò)概述

?了斛網(wǎng)絡(luò)的彬戚與發(fā)展過程,

?蒙提初理斛與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的《要概念,

初步補促各類型網(wǎng)輅系統(tǒng)的i要披術(shù)特征。

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.

rn第一章：網(wǎng)絡(luò)概述

?“計算機與通信的結(jié)合，開創(chuàng)了信息時代的新

‘彳紀(jì)元。”隨著各種信息網(wǎng)絡(luò)的普及使用并逐步

，滲透到社會的各個領(lǐng)域，顯示出這種結(jié)合已經(jīng)

!用在創(chuàng)造信息時代的奇跡。

?本章從計算機網(wǎng)絡(luò)的形成和發(fā)展過程開始敘述,

由此確認幾個重要概念和定義。然后，對網(wǎng)絡(luò)

的類型及其特征進行概述。

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.2

口1-1網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

:?至任何事物的發(fā)展都要經(jīng)歷一個從簡單到復(fù)雜、從低級到

■高級的發(fā)展過程。

j'等計算機網(wǎng)絡(luò)是電子計算機及其應(yīng)用技術(shù)與通信技術(shù)逐步

I■發(fā)展、日益密切結(jié)合的產(chǎn)物，

?從簡單的遠程聯(lián)機系統(tǒng)開始；發(fā)展到多臺計算機互連的

"無嚏計算機通信網(wǎng)；到實現(xiàn)以資源共享為目的的計算機網(wǎng)絡(luò),

到達成熟的高級階段。

?發(fā)展過程可劃分為：“面向終端”的數(shù)據(jù)通信階段，

“面向通信”的分組交換網(wǎng)階段，實現(xiàn)“面向應(yīng)用”的

計算機網(wǎng)絡(luò)階段，以及網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化和廣泛應(yīng)用與進一步

發(fā)展階段。

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.3

1-1-1面向終端的網(wǎng)絡(luò)

遠地用戶通過通信線路進行遠程作業(yè)錄入，開

創(chuàng)了遠程聯(lián)機系統(tǒng)的先河。

.遒

通信線路

1通信裝置主機系統(tǒng)

用戶

終端

2000-01-25WritenbyLinSheng,ComputerScience,SCNUVChina.

1-1-1面向終端的網(wǎng)絡(luò)（續(xù)）

大量的遠程用戶共享通信網(wǎng)資源，專用的通信

處理機配置，形成復(fù)雜而完善的聯(lián)機系統(tǒng)。

口口口

通信裝置

計算機系統(tǒng)

ModemModem

終端

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.5

7-7-7面向終端的網(wǎng)絡(luò)（續(xù)）

前置通信處理機和集中器被廣泛采用，

從而使數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)很快向網(wǎng)絡(luò)形態(tài)發(fā)

展，涌現(xiàn)出許多著名的面向終端的網(wǎng)絡(luò)

系統(tǒng)。

H

終端

夏1t集中含

終端FEP

終端

公用電信網(wǎng)D

集中器a

前置主機系統(tǒng)

終端irni處理機

111,早/□S

終端□

集中器

HD.I

終端

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.6

―11-1-2面向通信的網(wǎng)絡(luò)

面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)在其應(yīng)用與發(fā)展的過程中,

通信問題表現(xiàn)得越來越突出和重要。存在的主要

問題是：（1）通信資源主要來源于租用電話、

戶電報網(wǎng)線路，傳輸質(zhì)量和速率等方面不能滿足數(shù)

：據(jù)通信的要求；（2）傳統(tǒng)電話網(wǎng)的線路交換和

pi電報網(wǎng)的交換方式不能在線路利用率和傳輸遲延

兩方面獲得很好的折衷；（3）沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)

通信體制和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，各家網(wǎng)絡(luò)各行其是，

搞重復(fù)建設(shè)，又互不兼容，網(wǎng)絡(luò)間無法互通。因

此，在60年代中期面向終端網(wǎng)絡(luò)蓬勃發(fā)展的同時,

一場新的通信體制的革命悄然進行，最終導(dǎo)致

“分組交換網(wǎng)”的出現(xiàn)。

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.

1-1-2面向通信的網(wǎng)絡(luò)（續(xù)）

J分組交換網(wǎng)是一種完全“面向通信”的網(wǎng)

E絡(luò)，它為計算機組網(wǎng)提供先進的通信資源,

:所以它的出現(xiàn)使計算機網(wǎng)絡(luò)的概念發(fā)生了

」根本的變化：（1）用“通信子網(wǎng)”概念

來研究網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)中的通信支持；（2）

更加強調(diào)通信資源的共享；（3）第一次

I出現(xiàn)了“計算機通信網(wǎng)”的術(shù)語，從而開

辟了專門研究計算機網(wǎng)絡(luò)通信體系的新領(lǐng)

域。

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.8

LL2面向通信的網(wǎng)絡(luò)（續(xù)）

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.9

1-1-3面向應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)

第二代計算機網(wǎng)絡(luò)的形成，使得用戶系統(tǒng)可以徹

底從復(fù)雜的通信服務(wù)中擺脫出來，而集中于對計

算機資源的管理和應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。也就是說，

這種網(wǎng)絡(luò)的起初目的主要是實現(xiàn)主機系統(tǒng)之間彼

此交換數(shù)據(jù)，以后逐漸地在應(yīng)用中提出進一步的

要求，即：(1)某一系統(tǒng)上的用戶希望使用另

一系統(tǒng)中的計算機資源；(2)某一系統(tǒng)的用戶

希望利用另一系統(tǒng)來完成或與之共同完成某一項

應(yīng)用，從而形成分布的應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用系統(tǒng)。

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.10

1-1-3面向應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)（續(xù)）

?這一階段的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，更加注重于網(wǎng)絡(luò)“資源

共享”方面的自動管理和應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，導(dǎo)

致了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的形成和使用。這時，計算

機網(wǎng)絡(luò)逐漸步入高級形式的成熟階段。

?在這一階段的另一個重要發(fā)展，是對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

的規(guī)范，即“網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型”的提出和采

用。

?世界范圍內(nèi)不斷出現(xiàn)一些按照不同概念設(shè)計的

各種網(wǎng)絡(luò)，有力地推動了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深

入發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

2000-01-25WritenbyLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.11

11?4網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化與廣泛應(yīng)用

一些國家的通信部門瞄準(zhǔn)計算機聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢，或

者是迫于通信資源的需求浪潮，大力加強發(fā)展公用通

!信網(wǎng)的建設(shè)，尤其是數(shù)字通信網(wǎng)和數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）

j的建設(shè)，為計算機網(wǎng)絡(luò)提供充裕的通信資源。

?大量出現(xiàn)在一座辦公樓、一個校園、一個工廠內(nèi)部的

：局部區(qū)域網(wǎng)，形成了八十年代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個新的特

八、、°

?八十年代特點是網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)向綜合信息的方向發(fā)展。最

終目標(biāo)是將電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、電報網(wǎng)、計算機網(wǎng)等等

所有信息網(wǎng)絡(luò)融為一體的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。SDN）。

-進入九十年代，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的社會、經(jīng)濟效益的

迅速提高，網(wǎng)絡(luò)本身的商業(yè)性越來越濃。這是信息化

社會已經(jīng)到來的征兆。

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.12

1-2有關(guān)通信與網(wǎng)絡(luò)的概念

有些很重要的關(guān)鍵概念在我們進入對計算

機網(wǎng)絡(luò)知識的學(xué)習(xí)過程中必須搞清楚的,

不然會影響到對網(wǎng)絡(luò)知識的深入掌握和

理解。例如：

數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)；

計算機通信網(wǎng)，計算機網(wǎng)絡(luò)

空空

寸寸o

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.13

1-2-1數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)通信

?從廣義上說，“數(shù)據(jù)”一般是指在傳輸時可用

離散的數(shù)字信號逐一準(zhǔn)確表示的文字、符號、

數(shù)碼等等。幾乎涉及到一切最終能以離散的數(shù)

字信號表示、可被送到計算機進行處理的各種

信息，因此，不管是什么消息，只要能最終用

數(shù)字系列來表示而作為計算機的處理對象的，

都可說是“數(shù)據(jù)”。

?從狹義上說，因為將各種信息進行編碼的目的

是能讓計算機存儲或處理，所以這種編碼都必

須是計算機能夠接收的形式。因此，“數(shù)據(jù)”

一詞的最早來源，就是指“計算機數(shù)據(jù)”。

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.14

1-2-1數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)通信（續(xù)）

?“數(shù)據(jù)通信”就是以傳送數(shù)據(jù)為業(yè)務(wù)的通信。即是說,

通信系統(tǒng)所操縱的對象是數(shù)據(jù)而不是別的。

?“數(shù)據(jù)通信”一詞是在遠程聯(lián)機系統(tǒng)出現(xiàn)的時候才開

始使用的，所以最早也是最準(zhǔn)確的定義，就應(yīng)該是：

數(shù)據(jù)通信是指計算機終端與計算機主機之間進行交換

數(shù)據(jù)過程的通信。

?不管是終端與計算機之間的通信，還是計算機與計算

機之間的通信，如果只涉及機器之間的“純數(shù)據(jù)”通

信，而不涉及到數(shù)據(jù)的類型、含義、表示和應(yīng)用等方

面，也即尚未涉及到計算機內(nèi)部進程之間的互作用過

程，這就是“數(shù)據(jù)通信”。

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.15

1-2-1數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)通信（續(xù)）

?數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，就是數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。

?它往往是廣域計算機通信網(wǎng)或計算機網(wǎng)絡(luò)的基

礎(chǔ)通信設(shè)施的代名詞，例如，以太網(wǎng)、公用數(shù)

據(jù)網(wǎng)、ISDN、ATM網(wǎng)等，它們都可以稱為數(shù)據(jù)

通信網(wǎng).

?其主要作用是為各種信息網(wǎng)絡(luò)提供“通信子網(wǎng)”

資源。因此，“數(shù)據(jù)通信網(wǎng)”與“通信子網(wǎng)”

在功能概念上往往是等價的.

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.16

1-2-2計算機通信與計算機網(wǎng)絡(luò)

?計“算機通信網(wǎng)”一詞是在分組交換網(wǎng)（確切

地說，就是世界上第一個計算機網(wǎng)絡(luò)一一美國

的ARPANET）出現(xiàn)之后才開始使用的。

?計算機通信更加強調(diào)的是計算機與計算機之間

在功能和服務(wù)上更為完備的通信過程。

?它是從“通信”的角度去研究計算機網(wǎng)絡(luò)的結(jié)

構(gòu)、功能和服務(wù)，而不去涉及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。

計算機通信網(wǎng)所形成的信息互通環(huán)境，就是計

算機網(wǎng)絡(luò)賴于生存的開放系統(tǒng)互連環(huán)境。

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.17

n1-2-2計算機通信與計算機網(wǎng)絡(luò)（續(xù)）

?從對用戶透明的角度來定義：計算機網(wǎng)絡(luò)“存在一個

?從能資為源用共戶享自的動角管度理來資源定的義網(wǎng)：絡(luò)“計操算作機系網(wǎng)統(tǒng)絡(luò)，是由以它能來夠調(diào)共度

用享戶資在源完（硬成其件任、軟務(wù)件時和所需數(shù)要據(jù)的）的資方源式。整相個互網(wǎng)連絡(luò)接如起同來一，

各臺自大又型具計有算獨機立系功統(tǒng)能，其的擁計有算的機一系切統(tǒng)資的源集對合用體戶。是”透明

的?！?/p>

?從廣義的角度來定義：計算機網(wǎng)絡(luò)是“計算機技術(shù)與

通信技術(shù)相結(jié)合，使多臺計算機系統(tǒng)互相連接起來，

I實現(xiàn)遠程處理或進一步達到資源共享的系統(tǒng)?！?/p>

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.18

1-2-2計算機通信與計算機網(wǎng)絡(luò)（續(xù)）

?這三種定義都強調(diào)計算機網(wǎng)絡(luò)必須具備“資源

共享”的能力。至于如何實現(xiàn)這種能力，除了

要具備網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)來自動管理資源的能力外,

更重要的是要靠計算機通信網(wǎng)的開放互連環(huán)境

的支持。

?計算機通信網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡(luò)的支撐系統(tǒng)，它們

始終伴隨地一起存在。歸結(jié)起來，有沒有網(wǎng)絡(luò)

操作系統(tǒng)來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的自動管理，以及有

沒有應(yīng)用系統(tǒng)，這是區(qū)分兩者的重要標(biāo)志。

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.19

1-3網(wǎng)絡(luò)的類型及其特征

嚴(yán)格地說，計算機網(wǎng)絡(luò)它本身沒有類型可分，

一般人們所做的網(wǎng)絡(luò)分類，其實都是對計算機

網(wǎng)絡(luò)的支撐系統(tǒng)一計算機通信網(wǎng)的分類。

tiY感

?對計算機網(wǎng)絡(luò)的分類目的，應(yīng)是能體現(xiàn)出不同

類網(wǎng)絡(luò)之間在更多的特性方面有較大的差別。

?最普遍且最能為大眾接受的分類，就是“按網(wǎng)

絡(luò)規(guī)模（作用范圍）”來區(qū)分的分類方法。

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.20

：；1-3-1局域網(wǎng)LAN

r局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork)”簡稱LAN。主要

l在如下四個方面的特征上區(qū)別于其它類型的網(wǎng)

卜I絡(luò)1、：網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍很有限

?2、拓撲結(jié)構(gòu)形式簡單而多樣化

?3、采用高質(zhì)量大容量的傳輸介質(zhì)

I?4、多采用共享信道的多址接入方式

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.21

1-3-2城域網(wǎng)MAN

.城域網(wǎng)(MetropolitanAreaNetwork),簡稱MAN。

I這類網(wǎng)絡(luò)的作用范圍是覆蓋一個大城市的區(qū)域。

I其特征如下：

1、網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍取決于城市的大小

?2、拓撲結(jié)構(gòu)形式簡單而單一化

?3、具有多功能多用途的綜合服務(wù)能力

?4、多采用共享信道的無競爭的信道資源分配

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.22

1-3-3廣域網(wǎng)WAN

?廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork)”簡稱為WAN。這

類網(wǎng)絡(luò)的作用范圍是覆蓋一個比較廣闊的區(qū)域。

主要特征是：

?1、網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和速率范圍很寬廣

?2、網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜

?3、具有多功能多用途的綜合服務(wù)能力

?4、多采用轉(zhuǎn)接信道的交換型傳輸制式

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.

1-3-4互聯(lián)網(wǎng)INTERNET

互聯(lián)網(wǎng)是由一個以上的物理網(wǎng)絡(luò)互相聯(lián)結(jié)而形

成的更大范圍的一種網(wǎng)絡(luò)，其作用范圍往往是

一個非常廣闊的、動態(tài)蔓延的區(qū)域。主要特征:

1、它是基于協(xié)議互聯(lián)而成的虛擬網(wǎng)絡(luò)

2、網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜和可變

?3、能提供多功能多業(yè)務(wù)的服務(wù)能力

?4、高層協(xié)議體系是全局的、獨立于個體網(wǎng)絡(luò)

?灌意：“因特網(wǎng)”是以寐網(wǎng)的一個典型實例，但是國

特網(wǎng)系萼手豆寐網(wǎng)。

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.24

1-3-5移動網(wǎng)MobileNet

移動網(wǎng)包括了無線網(wǎng)絡(luò)(wirelessnetworks)和真

正的可移動網(wǎng)絡(luò)(mobilenetworks)在內(nèi),雖然有

些無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用并不要求可移動，但無線網(wǎng)

的用戶確實是可以移動的，故也將它們劃歸為

r,、「仔一類。其特征是：

?1、網(wǎng)絡(luò)覆蓋和速率決定了它的性能與應(yīng)用

?2、更適合于作為大型網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng)來使用

?3、系統(tǒng)的可移動性帶來一些特殊的應(yīng)用業(yè)務(wù)

?4、網(wǎng)絡(luò)通信容量和可靠性決定了它只能是一類輔助網(wǎng)

絡(luò)的地位

2000-01-25WritenbvLinSheng,ComputerScience,SCNU,China.25

01-4組網(wǎng)中的資源共享問題

?“資源共享”是計算機組網(wǎng)的最根本目的。如果

沒有“資源”，組網(wǎng)沒有基礎(chǔ)；如果有資源而

不能共享，則組網(wǎng)毫無意義。

?網(wǎng)絡(luò)的資源包括：通信資源和計算機資源。通

O信資源包括通信線路資源和通信設(shè)備資源；計

‘算機資源包括：硬件、軟件資源，數(shù)據(jù)和信息

資源。

?資源分配的策略：排隊，分割、輪訪、競爭。

?組網(wǎng)中的資