計算機網(wǎng)絡(luò)教程

計算機網(wǎng)絡(luò)教程

（第五版）

王華wanghua@

理論課教室：11114

緒論

?計算機網(wǎng)絡(luò)課程的特點

?課程的基本內(nèi)容

?與其他課程的關(guān)系

?主要參考書

一.計算機網(wǎng)絡(luò)課程的特點

1.計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在現(xiàn)代社會發(fā)展中的作用

?21世紀一個重要特征是：數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與信息

化；

?它的基礎(chǔ)是支持全社會的、強大的計算機網(wǎng)絡(luò)；

?計算機網(wǎng)絡(luò)是當今計算機學科中發(fā)展最為迅速的

技術(shù)之一，應是計算抗應癰中一個空前法躍的領(lǐng)

域；

?計算機網(wǎng)絡(luò)正在改變著人們的工作方式、生活方

式與思維方式；

?網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展與應用已成為影響一個國家與地區(qū)

政治、經(jīng)濟、軍事、科學與文化發(fā)展的重要因素

之'o

為什么網(wǎng)絡(luò)會對人類社會生活中產(chǎn)生如止匕重大的影響?

◎社會學家指出：人類社會的生活方式與勞動方

式從根本上說具有群體性、交互性、分布性與

協(xié)作和;

?計算機網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)使人類這樣一種本質(zhì)的特征

得到了充分的體現(xiàn)；

?計算機網(wǎng)絡(luò)的應用可以大大地縮短人與人之間

的時間與空間距離，更進一步擴大了人類社會

群體之間的交互與協(xié)作范圍；

?人們會很快地接受在計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的工作

方式；

2.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是多學科交叉的產(chǎn)物，也是一門基礎(chǔ)性課程

?計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)與通信技術(shù)相互滲

透、密切結(jié)合而形成的一門交叉科學；

?計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為計算機應用和軟件編程

的基本環(huán)境；

⑥很多課程的學習建立在學生掌握了網(wǎng)絡(luò)知識

的基礎(chǔ)上；

?計算機網(wǎng)絡(luò)教學已經(jīng)成為大學本科學生學習

的一門基礎(chǔ)性的課程。

學習目的▼

◎計算機網(wǎng)絡(luò)課程的教學目標：能夠在已有的計算機

基礎(chǔ)知識、使學生能夠“懂、建、管、用”網(wǎng)絡(luò)。

?“懂”是理解網(wǎng)絡(luò)原理、相關(guān)協(xié)議和標準；

?“建”是掌握組建網(wǎng)絡(luò)的工程技術(shù)；

?“管”是學會管理、配置和維護網(wǎng)絡(luò)；

?“用”是在學會基本應用的基礎(chǔ)上，學會使用將網(wǎng)絡(luò)作為

信息發(fā)布和管理的平臺。

?對當前計算機網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)新發(fā)展有所了解。

學習方法和要求

@方法：講授

@實踐：課內(nèi)外結(jié)合，課內(nèi)2次。

@考核方式：平時+考試

?要求：“三多”——多思、多練

二.主要內(nèi)容

第、

1工

早

計算機網(wǎng)絡(luò)概論

第2、

,早

數(shù)據(jù)通信與廣域網(wǎng)技術(shù)

第3、

,早

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

第4、

,早

局域網(wǎng)基本工作原理

第5、

,早

局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

第6工、

早

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

第7工、

早

網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)

第8、

,早

Internet基礎(chǔ)與應用

第9、

,早

網(wǎng)絡(luò)安全與網(wǎng)絡(luò)管理

3.網(wǎng)絡(luò)課程教學的特點

⑥網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)過近50年的發(fā)展，已經(jīng)形成了自

身比較完善的體系；

?目前該技術(shù)發(fā)展迅速，應用廣泛，知識更新

快；

⑥網(wǎng)絡(luò)課程的教學中應該注意：教學體系的組

織，如何反映由新的技術(shù)發(fā)展；

?如何幫助同學掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本知識與基

本技能一課堂教學與實驗的結(jié)合

三.與其他課程的關(guān)系

前期課程：

?計算機文化基礎(chǔ)

第1章計算機網(wǎng)絡(luò)概論

本章主要討論以下幾個問題:

?計算機網(wǎng)絡(luò)是如何形成與發(fā)展的？

@什么是計算機網(wǎng)絡(luò)？

?如何理解計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu),

及其網(wǎng)絡(luò)拓撲的意思？

@計算機網(wǎng)絡(luò)可以分為哪幾種類型？

本章學習要求:

計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

漸

手計算機網(wǎng)絡(luò)的定義

號

手計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲構(gòu)型

號

手計算機網(wǎng)絡(luò)的分類

典型的計算機網(wǎng)絡(luò)

公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的發(fā)展

計算機網(wǎng)絡(luò)的應用領(lǐng)域

計算機網(wǎng)絡(luò)應用帶來的社會問題

1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

1.1.1計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段的劃分

@第一階段：準備階段20世紀50年代

完成了數(shù)據(jù)通信技術(shù)與計算機通信網(wǎng)絡(luò)的研究，

奠定了理論基礎(chǔ)。

?第二階段：形成階段20世紀60年代

ARPANET與分組，交換技術(shù)的研究與發(fā)展，為

Internet的形成奠定了基礎(chǔ)。

@第三階段：標準化階段20世紀70年代

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議標準化的研究

廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)與公用分組交換網(wǎng)的研究與應用

?第四階段：應用階段與下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究20世紀90年代

Internet技術(shù)的廣泛應用

網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)的研究與發(fā)展

寬帶城域網(wǎng)與接入網(wǎng)技術(shù)的研究與發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)的研究與發(fā)展

第~代計算機網(wǎng)絡(luò)

「5。年代

第~代計算機網(wǎng)絡(luò)

前置處

60年代末

豺耳機一

封耳機

理機

第二代計算機網(wǎng)絡(luò)

?ARPANET

?NSFNET

@Internet

?Internets

第三代計算機網(wǎng)絡(luò)

第四代計算機網(wǎng)絡(luò)

受“ado/((電”<

視頻視頻

點播會議

視頻網(wǎng)絡(luò)遠程

廣播游戲教育

旅游股票電子

信息信息郵件

網(wǎng)上

沖浪

信息

公告

ONzetworksgr

INTERNET在中國的發(fā)展

?1987年，我國通過撥號線路與國際INTERNET連通

電子郵件服務實現(xiàn)了與歐洲及北美地區(qū)的電子郵

件通信功能.

?1991年，中科院高級物理研究所通過租用國際衛(wèi)

星信道與美一實驗室進行64Kbps的專線連接，進

入INTERNET,并以CN用為中國最高域名在NIC中注

冊，實現(xiàn)真正意義上的TCP/IP連接，正式進入

INTERNET.j

@1994年由中科院主持，聯(lián)合清華北大共同完成中

國家計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)施(NCFC),俗稱中關(guān)村網(wǎng).

目前已經(jīng)建成的網(wǎng)絡(luò)

@CHINAnet中國公用計算機網(wǎng)絡(luò)，1995年開通，由郵電

部經(jīng)營管理，已覆蓋除臺灣以外的省市；

@CERnet中國教育科研網(wǎng)，由國家教委直接領(lǐng)導和組建

的教研網(wǎng)，于1995年完成；

?CST中國科技網(wǎng)是由中國科學院及其20多個科研單位

聯(lián)合建立，于1994年年底完成；

@CHINAgbn中國金橋信息網(wǎng)，是國家公用經(jīng)濟信息通信

網(wǎng)，于1996年正式開通，是商業(yè)網(wǎng).

1.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的形成

?背景：1

?1946年世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC誕生

時，計算機技術(shù)與通信技術(shù)并沒有直接的聯(lián)系；

?20世紀50年代初，由于美國軍方的需要，美國半

自動地面防空系統(tǒng)（SAGE）的研究開始了計算

機技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的嘗試。

⑥結(jié)構(gòu)：的出現(xiàn)

以主機為中心的計算機網(wǎng)絡(luò)

?集中式控制形式；

?面向主機，即以主機為中心；

?結(jié)構(gòu)上呈星型結(jié)構(gòu)；

?結(jié)構(gòu)形式簡單；

?數(shù)據(jù)通信主要依賴于電話網(wǎng)絡(luò);

第二代計算機網(wǎng)絡(luò)

?背景：

?計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展

?為了第一代計算機網(wǎng)絡(luò)的缺點，網(wǎng)

絡(luò)的可靠性和可用性。

?隨著，出現(xiàn)多臺計算機互

連的需求，網(wǎng)絡(luò)用戶希望通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)計算

機資源共享的目的。

⑥結(jié)構(gòu)：的出現(xiàn)

?典型的研究成果是ARPANET網(wǎng)。

第二代計算機網(wǎng)絡(luò)

?標準不統(tǒng)一

?網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究不成熟

113網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議標準化的研究

?一些大的計算機公司提出了各種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

與網(wǎng)絡(luò)協(xié)妝；

?國際標準化組織(ISO)成立專門委員會研究

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議國際標準化問題；

@ISO正式制訂開放系統(tǒng)互連參考模型，并制訂

了一系列的協(xié)議標準；

◎在1969年ARPANET的實驗性階段，研究人員

就開始了TCP/IP協(xié)議雛形的研究；

?TCP/IP協(xié)議的成功促進了Internet的發(fā)展，

Internet的發(fā)展又進一步擴大了TCP/IP協(xié)議的

影響。

1.1.4Internet的應用與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展

@Internet的廣泛應用促進了電子商務、電子政務、遠

程教育、遠程醫(yī)療、分布式計算與視頻點播的發(fā)展；

@高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，F(xiàn)astEthernet、Gigabit

Ethernet已開始進入實用階段，速率為10Gbps的

Ethernet網(wǎng)正在研究之中;

@基于光纖與IP技術(shù)的寬帶城域網(wǎng)與寬帶接入網(wǎng)技術(shù)已

經(jīng)成為研究、應用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點問題之一；

?網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)已經(jīng)成為重要的網(wǎng)絡(luò)應用與研究領(lǐng)域。

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稠

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42”

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115寬帶網(wǎng)絡(luò)與全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展

?很多國家的政府與企業(yè)投入巨額資金，把寬帶

網(wǎng)絡(luò)作為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)來發(fā)展；

?寬帶網(wǎng)絡(luò)在基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品、信息服務等

多個層面上提供了巨大的市場機會，為新的網(wǎng)

絡(luò)服務運營商提供了發(fā)展的空間，從而也帶動

了網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整；

?寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的兩個關(guān)鍵是寬帶骨干網(wǎng)技術(shù)和

寬帶接入網(wǎng)技術(shù)居麥展；

⑥全光網(wǎng)AON會給未來通信網(wǎng)的寬帶、容量帶

來更大地發(fā)展空間。

寬帶網(wǎng)絡(luò)

電子商務

光網(wǎng)絡(luò)研究

第一代：銅纜與無線射頻；

第二代：光纖；

第三代：在傳輸網(wǎng)絡(luò)中引入光交換機、光路由器,

直接在光層配置光通道的傳輸網(wǎng)絡(luò)。AON,All

OpticalNetwork.

□電結(jié)點

Q光結(jié)點

-----銅纜

光纖

第一代傳輸網(wǎng)第二代傳輸網(wǎng)第三代傳輸網(wǎng)

問題:

1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的定義

121計算機網(wǎng)絡(luò)定義的基本內(nèi)容

資源共享觀點的定義：以能夠相互共享資源的方式

互連起來的自治計算機系統(tǒng)的集合。

?網(wǎng)絡(luò)建立的主要目的是實現(xiàn)計算機資源的共享；］

?互連的計算機是分布在不同地理位置的多臺獨立的

“自治計算機系統(tǒng)”；

?連網(wǎng)計算機在通信過程中必須遵循相同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

1?2.2計算機網(wǎng)絡(luò)與分布式計算機系統(tǒng)的區(qū)別

⑥分布式計算機系統(tǒng)中“存在著一個能為用戶

自動管理資源的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，由它調(diào)用完

成用戶任務所需要的資源，而整個網(wǎng)絡(luò)像一

個大的計算機系統(tǒng)一樣對用戶是透明的。"

?計算機網(wǎng)絡(luò)為分布式系統(tǒng)的研究提供了技術(shù)

基礎(chǔ)，而分布式系統(tǒng)是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展

的高級階段。

123現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點

@早期計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：從邏輯功能上可以分為資源子網(wǎng)和通信

子網(wǎng)等兩個部分。

（1）資源子網(wǎng).

@資源子網(wǎng)的組成W

主機終端終端控制器1

外設(shè)軟件資源信息資源

@主機（host）1

大型機、中型機、小型機、工作站或微機

?終端（terminal）

用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的界面；

終端可以是簡單的輸入、輸出終端，也可以是帶有微處

理機的智能終端；

終端可以通過主機連入網(wǎng)內(nèi)，也可以通過終端控制器、

報文分組組裝與拆卸裝置或通信控制處理機連入網(wǎng)內(nèi)。

⑵通信子網(wǎng)

◎通信子網(wǎng)由通信控制處理機CCP、通信線路1

與其他通信設(shè)備組成，完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)

發(fā)等通信處理任務；

?通信子網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡(luò)中負責數(shù)據(jù)通信的部分,

傳輸介質(zhì)可以是架空明線、雙絞線、同軸電纜、

光纖等有線通信線路，也可以是微波、通信衛(wèi)

星等無線通信線路

◎為資源子網(wǎng)提供服務，是支持資源子網(wǎng)上用戶

之間相互通信的基本環(huán)境。

通信子網(wǎng)的組成:

?分組交換器

?集線器(HUB)或多路轉(zhuǎn)換器

?網(wǎng)絡(luò)控制中心NCC

現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化

◎隨著微型計算機的廣泛應用，大量的微型計算

機是通過局域網(wǎng)連入廣域網(wǎng)，而局域網(wǎng)與廣域

網(wǎng)、廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互連是通過路由器實現(xiàn)

的；

?在Internet中，用戶計算機需要通過校園網(wǎng)、

企業(yè)網(wǎng)或ISP聯(lián)入地區(qū)主干網(wǎng)，地區(qū)主干網(wǎng)通

過國家主干網(wǎng)聯(lián)入國家間的高速主干網(wǎng)，這樣

就形鼠一種由路由器互聯(lián)的美型、層次結(jié)構(gòu)的

互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

Internet結(jié)構(gòu)示意圖2

1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲構(gòu)型

1?3.1計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲的定義、

?拓撲學是幾何學的一個分支，是從圖論演變而

來。拓撲學首先把實體抽象成與其大小、形狀

無關(guān)的點，將連接實體的線路抽象成線，進而

研究了點、線、面之間的關(guān)系；

?計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲是通過網(wǎng)中結(jié)點與通信線路之

間的幾何關(guān)系表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映出網(wǎng)絡(luò)中各

實體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系；

?計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲主要是指通信子網(wǎng)的柘蟲勾型;

◎拓撲設(shè)計對網(wǎng)絡(luò)性能、系統(tǒng)可靠性與通信費用

都有重大影響。

山東中醫(yī)藥大學網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

長

經(jīng)

清

十

校

路

區(qū)

校

區(qū)

10GLX

1#聯(lián)隼?

1000BASELX

1000BASE-SX

1000BASE.TX

S9512

H■

應用服務器即

1.3.2計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲的分類

⑥網(wǎng)絡(luò)拓撲方法:根據(jù)通信子網(wǎng)中通信信道類型

分類，有：廣播信道與點■點線路；

@在采用廣播信道通信子網(wǎng)中，一個公共的通信

信道被多個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點共享；

?廣播信道通信子網(wǎng)的基本拓撲構(gòu)型:

總線型

樹型

環(huán)型

無線通信與衛(wèi)星通信型

⑥在采用點■點線路的通信子網(wǎng)中，每條物理

線路連接一對結(jié)點；

⑥點■點線路的通信子網(wǎng)基本拓撲構(gòu)型有:

星型

環(huán)型

樹型

網(wǎng)狀型

基本的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

(a)星形拓撲

(d)樹形拓撲

總線型拓撲結(jié)構(gòu)

終端器

總線拓撲結(jié)構(gòu)

@所有節(jié)點直接連到一條物理鏈路上，除此之外節(jié)點間

不存在任何其他連接

@每一個節(jié)點可以收到來自其他任何節(jié)點所發(fā)送的信息,

一個節(jié)點發(fā)送的信息其它節(jié)點都可以收到-廣播式發(fā)

送

◎優(yōu)點：簡單，易于實現(xiàn)，組網(wǎng)成本低

@缺點：

可靠性和靈活性差，傳輸延時不確定

如果其中的某個節(jié)點損壞,將導致整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓

終端電阻作用：主要是用來吸收殘留的信號.

星型拓撲結(jié)構(gòu)

星型拓撲結(jié)構(gòu)

@網(wǎng)絡(luò)由各節(jié)點以中央節(jié)點為中心相連接，各節(jié)點與中

央節(jié)點以點對點方式連接。

@節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信要通過中央節(jié)點

?優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，管理方便

可擴充性強，組網(wǎng)容易

故障的診斷容易

計算機的損壞不影響其它計算機的正常工作

?缺點：中心節(jié)點成為全網(wǎng)可靠性的關(guān)鍵，中心點的損

壞導致整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓.

另一種擴屣的里型

(LAN/WAN)

。又稱樹型結(jié)構(gòu)

。數(shù)據(jù)流具有明顯的層次桂

。局域網(wǎng)中經(jīng)常采用的拓撲

壞型造構(gòu)

(Token-Ring)

。節(jié)點與鏈路構(gòu)成了一個閉合環(huán)，每個節(jié)點只與相鄰的兩個

節(jié)點相連

。每個節(jié)點必須將信息轉(zhuǎn)發(fā)給下一個相鄰的節(jié)點

—簡單、易于實現(xiàn)，傳榆延時確定

。缺點：維護與管理復雜

（廣旦網(wǎng)）

。又新無規(guī)則型Q結(jié)點問

的連接是任意的，不存

在規(guī)律Q是目前

。數(shù)據(jù)的傳榆有賴于所采

用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

。優(yōu)點;多條鏈路提供了

冗余連接

。缺點二結(jié)構(gòu)復雜

。每一個節(jié)點均與其他每一個節(jié)點直接相連。

O數(shù)據(jù)的傳輸有賴于所采用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

。優(yōu)點;多條鏈路提供了元余連接

。缺點二鏈路隨著節(jié)點數(shù)目的增加呈指數(shù)增

網(wǎng)型拓撲結(jié)構(gòu)

樹型

網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點

常用網(wǎng)珞拓撲結(jié)構(gòu)的特點與分類

網(wǎng)絡(luò)拓

網(wǎng)絡(luò)分類]主要特點典型應用

撲結(jié)構(gòu)

?1

優(yōu)點：路徑短、易管理、傳輸效率高、易擴展以太網(wǎng)交換機與集線號；ATM交換機

星型星型網(wǎng)絡(luò)i

缺點!中央節(jié)點應具等滴度可靠性和冗余度與集線器；

總線型網(wǎng)絡(luò):優(yōu)點:?可靠性較高、費用低、易獷展

總線型粗紙以太網(wǎng)；細纜以太網(wǎng)

缺點：管理和維護困難、傳輸效率低

優(yōu)點:電量長度短、適應性好、費用較低

環(huán)型環(huán)型網(wǎng)絡(luò)IBM令牌環(huán)網(wǎng)；FDDI網(wǎng)

缺點：可毒性差、安裝維驢困難

優(yōu)點：易擴展、網(wǎng)絡(luò)層次清晰

樹型材型網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)交換機與集線器、集中詈用級聯(lián)

缺點：根節(jié)點可旅性應很高

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問題:

1.4計算機網(wǎng)絡(luò)的分類

計算機網(wǎng)絡(luò)的分類方法主要的是以下兩種:

?根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所使用的傳輸技術(shù)分類

?根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍與規(guī)模分類

141根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進行分類

?通信信道的類型有兩類:

廣播通信信道

點■點通信信道

?相應的計算機網(wǎng)絡(luò)也可以分為兩類:

廣播式網(wǎng)絡(luò)(BroadcastNetworks)

點■點式網(wǎng)絡(luò)(Point-to-PointNetworks)

142根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍進行分類

按覆蓋的地理范圍分類，計算機網(wǎng)絡(luò)可以分

為三類：

⑥局域網(wǎng)(LAN,LocalAreaNetwork)

◎城域網(wǎng)(MAN,MetropolitanArea

Network)

⑥廣域網(wǎng)(WAN,WideAreaNetwork)

局域網(wǎng)的技術(shù)特點

◎覆蓋有限的地理范圍，它適用于公司、機關(guān)、

校園、工廠等有限范圍內(nèi)的計算機、終端與各

類信息處理設(shè)備連網(wǎng)的需求；

?提供高數(shù)據(jù)傳輸速率(10Mbps?10Gbps)

低誤碼率的高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境；

⑥一般屬于一個單位所有，易于建立、維護與擴

展；

◎從介質(zhì)訪問控制方法的角度，局域網(wǎng)可分為共

享介質(zhì)式局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)兩類。

城域網(wǎng)的技術(shù)特點

?城域網(wǎng)是介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種高速

網(wǎng)絡(luò)；

?城域網(wǎng)設(shè)計的目標是要滿足幾十公里范圍內(nèi)的

大量企業(yè)、機關(guān)、公司的多個局域網(wǎng)互連的需

求；

?實現(xiàn)大量用戶之間的數(shù)據(jù)、語音、圖形與視頻

等多種信息的傳輸功能；

?城域網(wǎng)在技術(shù)上與局域網(wǎng)相似。

廣域網(wǎng)的技術(shù)特點

?廣域網(wǎng)也稱為遠程網(wǎng)；

?覆蓋的地理范圍從幾十公里到幾千公里；

◎覆蓋一個國家、地區(qū)，或橫跨幾個洲，形

成國際性的遠程網(wǎng)絡(luò)；

?通信子網(wǎng)主要使用分組交換技術(shù)；

?它修分布在不同地區(qū)的計算機系統(tǒng)互連起

來，達到資源共享的目的。

局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)比較

分布距離覆蓋范圍網(wǎng)絡(luò)分類速度

10米房間

結(jié)論：廣域網(wǎng)的作用是擴大信息資源共享的范圍,

局域網(wǎng)的作用是增加資源共享的深度,

城域網(wǎng)的作用是方便地將大量用戶計算機接入到互聯(lián)網(wǎng)。

1W

45Mbps

1000公里洲或洲際互聯(lián)網(wǎng)9.6Kbps

45Mbps

1.5典型計算機網(wǎng)絡(luò)

151ARPANET

@1969年11月，實驗性的ARPANET開通；

?1975年，ARPANET已經(jīng)連入了100多臺主機，并

且結(jié)束了網(wǎng)絡(luò)實驗階段，移交美國國防部國防通

信局正式運行；

?1983年1月，ARPANET向TCP/IP的轉(zhuǎn)換結(jié)束；

?80年代中期，ARPANET成為Internet的主干網(wǎng)；

?1990年，ARPANET退役。

ARPANET對網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展起了重要的影響。

1.5.2NSFNET

?1984年，NSF決定組建NSFNET;

?NSFNET采取的是一種層次型結(jié)構(gòu)，分為主

干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)與校園網(wǎng)；

@1990年，NSFNET主干網(wǎng)的傳輸速率為

44.746Mbps;

?1995年4月1日,NSF和MCI合作創(chuàng)建了NvBS

(veryhigh-speedbackboneservice);

?vBNS主干網(wǎng)運行的速率范圍是從622Mbps

(OC12)至U4.8Gbps(OC48)o

1.5.3Internet

?80年代中期人們開始認識到Internet的重要作用；

?90年代是Internet歷史上發(fā)展的最快的時期；

?Internet應用主要有E-mail、WWW、Telnet.FTP

與Usenet等，隨著Internet規(guī)模和用戶的不斷增長,

Internet上的應用領(lǐng)域也進一步得到開拓；

?從用戶的角度來看，Internet是一個全球范圍的信

息資源網(wǎng)；

?從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)角度看，Internet是一個由路由器互聯(lián)

起來的大型網(wǎng)際網(wǎng)。

1.5.4Internet2

?由于Internet的商業(yè)化與業(yè)務量增多，導致網(wǎng)絡(luò)整

體性能降低；

@1996年10月，一些大學申請建立Internet2,為其

成員組織服務，初始運行速率可達10Gbps;

?Internet2可以用于多媒體虛擬圖書館、遠程醫(yī)療、

遠程教學、視頻會議、視頻點播、天氣預報等領(lǐng)

域；

?Internet2在網(wǎng)絡(luò)層運行的是IPv4,同時也支持

IPv6業(yè)務，希望形成下一代Internet的技術(shù)與標準。

從ARPANET到Internet的發(fā)展過程

1.6公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的發(fā)展

?公共數(shù)據(jù)網(wǎng)PDN的建設(shè)為組建廣域網(wǎng)打下

了基礎(chǔ)；

@研究公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換技術(shù)需要了解

X25網(wǎng)

幀中繼

B-ISDN

ATM

161X.25網(wǎng).

@X.25網(wǎng)是一種典型的公用分組交換網(wǎng)，它是

CCITT為廣域網(wǎng)制定的一個公用分組交換網(wǎng)；

?制定X.25標準的基礎(chǔ)是傳輸速率低、誤碼率高

的通信線路，為了克服通信線路數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量

較差的缺點，X.25標準采用了復雜的差錯控制

流量控制與擁塞控制機制，協(xié)議復雜，工作效

率不高；

?X.25網(wǎng)的傳輸速率一般為64Kbps;

?X25標準主要是針對大型機與終端連網(wǎng)。

1.6.2幀中繼W

?幀中繼主要考慮如何減少數(shù)據(jù)幀在通信子網(wǎng)中

的開銷，沒有采用流量控制與差錯控制機制，

通信子網(wǎng)中的差錯控制由主機的高層來保證；

?數(shù)據(jù)幀通過幀中繼網(wǎng)的處理時間可以比通過

X.25網(wǎng)降低一個數(shù)量級，而吞吐量要比X.25

網(wǎng)絡(luò)提高一個數(shù)量級以上；

?目前幀中繼網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率一般為1.5Mbps;

?幀中繼網(wǎng)主要用于局域網(wǎng)之間的互連。

163綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng)

◎CCITT提出將語音、數(shù)據(jù)、圖像等業(yè)務綜合在

ISDN一個網(wǎng)絡(luò)之中；

?B-ISDN的目標是將語音、數(shù)據(jù)、靜態(tài)與動態(tài)

圖像傳輸，以及N4SDN提供的所有服務綜合

在一個通信網(wǎng)中，覆蓋從低傳輸速率、非實時

傳輸要求，到高傳輸速率、實時突發(fā)性等各類

傳輸要耒；

?BJSDN采用異步傳輸模式ATM技術(shù)。

電話機

計算機

計算機計算機

164異步傳輸模式

?ATM是一種面向連接的技術(shù)；

⑥采用小的、固定長度的信元作為數(shù)據(jù)傳輸單元；

?能夠支持數(shù)字、語音、圖像、視頻等多媒體通信;

?ATM以統(tǒng)計時分多路復用方式動態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)帶寬,

網(wǎng)絡(luò)傳輸延時小，適應實時通信的要求；

@ATM沒有鏈路級糾錯與流量控制，協(xié)議簡單，數(shù)

據(jù)交換效率高；

@ATM采用兩級虛電路機制，增加了虛電路分配的

靈春庇;

?ATM的數(shù)據(jù)傳輸速率可以在155Mbps?2.4Gbpso

1.7計算機網(wǎng)絡(luò)的應用

1?7.1單位信息管理

?計算機網(wǎng)