計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教案

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教案

課程名稱(chēng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(160012140)

學(xué)時(shí)學(xué)分48學(xué)時(shí)(3學(xué)分)

系部信息科學(xué)與技術(shù)

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本課程教學(xué)總體安排

課程名稱(chēng)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課

程性質(zhì)與類(lèi)型：專(zhuān)業(yè)必修課

總學(xué)時(shí)、學(xué)分：48學(xué)時(shí)、3學(xué)分

教學(xué)目的與要求：

?目的：

培養(yǎng)高素質(zhì)、擁有創(chuàng)新能力的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人才和高級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理人才。

?要求：

本課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念和原理，并掌握運(yùn)用

所學(xué)知識(shí)建設(shè)、配置、管理和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的技能，以及培養(yǎng)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上獲取、加

工、發(fā)布信息的能力。具體來(lái)講，就是使學(xué)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(biāo)準(zhǔn)；

“建”是掌握組建網(wǎng)絡(luò)的工程技術(shù)；

，，管”是學(xué)會(huì)管理、配置和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)；

“用”是在學(xué)會(huì)基本應(yīng)用的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)使用將網(wǎng)絡(luò)作為信息發(fā)布和管理的平臺(tái)。

教材及參考書(shū)目：

?教材：《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第5版）》，謝希仁編著，電子工業(yè)出版社。

?參考書(shū)目：

1./computer/index

2.《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第4版）》，AndrewS.Tanenbaum著，潘愛(ài)民譯，清華大學(xué)出版社。

3.《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)要點(diǎn)與習(xí)題解析》，哈爾濱工程大學(xué)出版社。

4.《數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第2版）》，高傳善、毛迪林、曹袖主編，高等教育出版社。

5.《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第2版）》，吳功宜編著，清華大學(xué)出版社。

考核方式及成績(jī)計(jì)算方法：

?考核方式：閉卷

?成績(jī)計(jì)算方法：期未考試成績(jī)70%,平時(shí)成績(jī)20%,實(shí)驗(yàn)成績(jī)10%o

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課程教學(xué)日歷

課程名稱(chēng)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)授課學(xué)期：2010-2011第一學(xué)期

周次章節(jié)及教學(xué)內(nèi)容累計(jì)學(xué)時(shí)

第1章概述

i.i計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用

1.2因特網(wǎng)概述

1.2.1網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)

1.2.2因特網(wǎng)發(fā)展的三個(gè)階段

1.2.3因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作

1.3因特網(wǎng)的組成

1.3.1因特網(wǎng)的邊緣部分

1.3.2因特網(wǎng)的核心部分

1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展

1-21.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)別6

1.5.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

1.5.2幾種不同類(lèi)別的網(wǎng)絡(luò)

1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能

1.6.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

1.6.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非性能特征

1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1.7.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成

1.7.2協(xié)議與劃分層次

1.7.3具有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

1.7.4實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)

1.7.5TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)

第2章物理層

2.1物理層的基本概念

2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)

2.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

2.2.2有關(guān)信道的幾個(gè)基本概念

3~42.2.3信道的極限容量

2.3物理層下面的傳輸媒體6

2.3.1導(dǎo)向傳輸媒體

2.3.2非導(dǎo)向傳輸媒體

2.4信道復(fù)用技術(shù)

2.4.1頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用

2.4.2波分復(fù)用

2.4.3碼分復(fù)用

2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)

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2.5寬帶接入技術(shù)

2.6.1xDSL技術(shù)

2.6.2光纖同軸混合網(wǎng)（HFC網(wǎng)）

2.6.3FTTx技術(shù)

第3章數(shù)據(jù)鏈路層

3.1使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層

3.1.1數(shù)據(jù)鏈路和幀

3.1.2三個(gè)基本問(wèn)題

3.2點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP

3.2.1PPP協(xié)議的特點(diǎn)

3.2.2PPP協(xié)議的幀格式

3.2.3PPP協(xié)議的工作狀態(tài)

3.3使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層

3.3.1局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層

3.3.2CSMA/CD協(xié)議

5~63.4使用廣播信道的以太網(wǎng)6

3.4.1使用集線器的星形拓?fù)?/p>

3.4.2以太網(wǎng)的信道利用率

3.4.3以太網(wǎng)的MAC層

3.5擴(kuò)展的以太網(wǎng)

3.5.1在物理層擴(kuò)展以太網(wǎng)

3.5.2在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展以太網(wǎng)

3.6高速以太網(wǎng)

3.6.11OOBASE-T以太網(wǎng)

3.6.2吉比特以太網(wǎng)

3.6.310吉比特以太網(wǎng)

3.6.4使用高速以太網(wǎng)進(jìn)行寬帶接入

3.7其他類(lèi)型的高課局域網(wǎng)或?qū)⒖?/p>

第4章網(wǎng)絡(luò)層

4.1網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù)

4.2網(wǎng)際協(xié)議IP

4.2.1虛擬互連網(wǎng)絡(luò)

4.2.2分類(lèi)的IP地址

4.2.3IP地址與硬件地址

7~94.2.4地址解析協(xié)議ARP和逆地址解析協(xié)議RARP

4.2.5IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式7

4.2.6IP層轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程

4.3劃分子網(wǎng)和構(gòu)造超網(wǎng)

4.3.1劃分子網(wǎng)

4.3.2使用子網(wǎng)時(shí)分組的轉(zhuǎn)發(fā)

4.3.3無(wú)分類(lèi)編址CIDR（構(gòu)造超網(wǎng)）

4.4網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議ICMP

4.4.1ICMP報(bào)文的種類(lèi)

4,4,2ICMP的應(yīng)用舉例

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4.5因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議

4.5.1有關(guān)路由選擇協(xié)議的幾個(gè)基本概念

4.5.2內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議RIP

4.5.3內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議OSPF

4.5.4外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP

4.5.5路由器的構(gòu)成

4.6IP多播

4.6.1IP多播的基本概念

4.6.2在局域網(wǎng)上進(jìn)行硬件多播

4.6.3網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP和多播路由選擇協(xié)議

4.7虛擬專(zhuān)用網(wǎng)VPN和網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT

4.7.1虛擬專(zhuān)用網(wǎng)VPN

4.7.2網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT

第5章運(yùn)輸層

5.1運(yùn)輸層協(xié)議概述

5.1.1進(jìn)程之間的通信

5.1.2運(yùn)輸層的兩個(gè)主要協(xié)議

5.1.3運(yùn)輸層的端口

5.2用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP

5.2.1UDP概述

5.2.2UDP的首部格式

5.3傳輸控制協(xié)議TCP概述

5.3.1TCP最主要的特點(diǎn)

5.3.2TCP的連接

5.4可靠傳輸?shù)墓ぷ髟?/p>

54..1停止等待協(xié)議

5.4.2連續(xù)ARQ協(xié)議

9-115.5TCP報(bào)文段的首部格式8

5.6TCP可靠傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)

5.6.1以字節(jié)為單位的滑動(dòng)窗口

5.6.2超時(shí)重傳時(shí)間的選擇

5.6.3選擇確認(rèn)SACK

5.7TCP的流量控制

5.7.1利用滑動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn)流量控制

*5.7.2必須考慮傳輸效率

5.8TCP的擁塞控制

5.8.1擁塞控制的一般原理

5.8.2幾種擁塞控制方法

*5.8.3隨機(jī)早期檢測(cè)RED

5.9TCP的運(yùn)輸連接管理

5.9.1TCP的連接建立

5.9.2TCP的連接釋放

5.9.3TCP的有限狀態(tài)機(jī)

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第6章應(yīng)用層

6.1域名系統(tǒng)DNS

6.1.1域名系統(tǒng)概述

6.1.2因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu)

6.1.3域名服務(wù)器

(>.2文件傳送協(xié)議

6.2.1FTP概述

6.2.2FTP的基本工作原理

6.2.3簡(jiǎn)單文件傳送協(xié)議TFTP

6.3遠(yuǎn)程終端協(xié)議TELNET

6.4萬(wàn)維網(wǎng)棚W

6.4.1萬(wàn)維網(wǎng)概述

6.4.2統(tǒng)一資源定位符URL

6.4.3超文本傳送協(xié)議HTTP

6.4.4萬(wàn)維網(wǎng)的文檔

12-136.4.5萬(wàn)維網(wǎng)的信息檢索系統(tǒng)6

6.5電子郵件

6.5.1電子郵件概述

6.5.2簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議SMTP

6.5.3電子郵件的信息格式

6.5.4郵件讀取協(xié)議POP3和IMAP

6.5.5基于萬(wàn)維網(wǎng)的電子郵件

6.5.6通用因特網(wǎng)郵件擴(kuò)充MIME

6.6動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP

*6.7簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP

6.7.1網(wǎng)絡(luò)管理的基本概念

6.7.2管理信息結(jié)構(gòu)SMI

6.7.3管理信息庫(kù)MIB

6.7.4SNMP的協(xié)議數(shù)據(jù)單元和報(bào)文

6.8應(yīng)用進(jìn)程跨越網(wǎng)絡(luò)的通信

6.8.1系統(tǒng)調(diào)用和應(yīng)用編程接口

6a2n種常用的系統(tǒng)源田

第7章網(wǎng)絡(luò)安全

7.1網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題概述

7.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面臨的安全性威脅

147.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的內(nèi)容

7.1.3一般的數(shù)據(jù)加密模型

7.2兩類(lèi)密碼體制2

7.2.1對(duì)稱(chēng)密鑰密碼體制

7.2.2公鑰密碼體制

*7.3數(shù)字簽名

*7.4鑒別

*.75密鑰分配

—*7,6因特1網(wǎng)使用的安全協(xié)議

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*7.7鏈路加密與端到端加密

*7.8防火墻

第8章因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)

8.1概述

8.2流式存儲(chǔ)音頻/視頻

8.2.1具有元文件的萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器

8.2.2媒體服務(wù)器

8.2.3實(shí)時(shí)流式協(xié)議RTSP

15.3交互式音頻/視頻

8.3.1IP電話概述

14-158.3.2IP電話所需要的幾種應(yīng)用協(xié)議2

8.3.3實(shí)時(shí)運(yùn)輸協(xié)議RTP

8.3.4實(shí)時(shí)運(yùn)輸控制協(xié)議RTCP

8.3.5H.323

8.3.6會(huì)話發(fā)起協(xié)議SIP

*8.4改進(jìn)“盡最大努力交付”的服務(wù)

8.4.1使因特網(wǎng)提供服務(wù)質(zhì)量

8.4.2調(diào)度和管制機(jī)制

8.4.3綜合服務(wù)IntServ與資源預(yù)留協(xié)議RSVP

8.4.4區(qū)分服務(wù)DiffServ

第9章無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

9.1無(wú)線局域網(wǎng)WLAN

159.1.1無(wú)線局域網(wǎng)的組成

9.1.2802.11局域網(wǎng)的物理層2

9.1.3802.11局域網(wǎng)的MAC層協(xié)議

9.1.4802.11局域網(wǎng)的MAC幀

9.2無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)WPAN

*9.3無(wú)線城域網(wǎng)視AN

第10章下一代因特網(wǎng)

10.1下一代網(wǎng)際協(xié)議IPv6(IPng)

10.1.1解決IP地址耗盡的措施

10.1.2IPv6的基本首部

1610.1.3IPv6的擴(kuò)展首部

10.1.4IPv6的地址空間

10.1.5從IPv4向IPv6過(guò)渡3

10.1.6ICMPv6

*10.2多協(xié)議標(biāo)記交換MPLS

10.2.1MPLS的產(chǎn)生背景

10.2.2MPLS的工作原理

10.2.3MPLS首部的位置與格式

—1Q,3P2P文件其亨

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第一章教學(xué)安排的說(shuō)明

章節(jié)題目：

第1章概述

1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代中的作用

1.2因特網(wǎng)概述

1.3因特網(wǎng)的組成

1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)別

1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能

1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

學(xué)時(shí)分配：總6學(xué)時(shí)

第1~3學(xué)時(shí)：1.1~1.5

第4~6學(xué)時(shí)：1.6~1.7

本章教學(xué)目的與要求：

對(duì)網(wǎng)絡(luò)的概念、組成、分類(lèi)、發(fā)展過(guò)程、主要性能指標(biāo)等內(nèi)容要有所了解，同時(shí)

還要理解分組交換技術(shù)及客戶機(jī)/服務(wù)器等概念，掌握ISO/OSI參考模型和TCP/IP

模型的區(qū)別與聯(lián)系。

其它：

課堂教學(xué)方案

課題名稱(chēng)、授課時(shí)數(shù)：第1章概述，6學(xué)時(shí)

授課類(lèi)型（理論課、實(shí)驗(yàn)課、技法課、習(xí)題課等）：理論課

教學(xué)方法與手段（講授、討論、指導(dǎo)、多媒體等）：多媒體

教學(xué)目的要求：

對(duì)網(wǎng)絡(luò)的概念、組成、分類(lèi)、發(fā)展過(guò)程等內(nèi)容要有所了解，同時(shí)還要理解網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)、網(wǎng)

絡(luò)層協(xié)議、接口、服務(wù)等概念，掌握ISO/OSI參考模型和TCP/IP模型的區(qū)別與聯(lián)系。

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：

重點(diǎn)：1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)概念；2、因特網(wǎng)組成；3、分組交換技術(shù)原理；4、客戶機(jī)/

服務(wù)器概念；5、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)；6、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要性能指標(biāo)；7、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

難點(diǎn)：分組交換技術(shù)；帶寬和時(shí)延的概念。

教學(xué)內(nèi)容及組織安排：

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第1章概述

1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代的作用

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代的作用

1.21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。世界經(jīng)濟(jì)從工業(yè)經(jīng)濟(jì)向知識(shí)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，知識(shí)經(jīng)濟(jì)中兩個(gè)重要特點(diǎn)就是信息化和全球化。

2.網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)已成為信息社會(huì)的命脈和發(fā)展知識(shí)經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。

3.網(wǎng)絡(luò)是指“三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡(luò)（主要的業(yè)務(wù)是電話，但也有其他業(yè)務(wù)，如傳真、數(shù)據(jù)等）、有

線電視網(wǎng)絡(luò)（即單向電視節(jié)目的傳送網(wǎng)絡(luò)，但現(xiàn)已開(kāi)始逐漸向雙向傳輸網(wǎng)絡(luò)改造）和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

“三網(wǎng)合一”是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

4.發(fā)展最快的并起到核心作用的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

如何設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，并且將這些網(wǎng)絡(luò)組織起來(lái)，是本課的主題。

二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與應(yīng)用

1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生背景：

計(jì)算機(jī)通信的發(fā)展歷史并不長(zhǎng)，起源于20世紀(jì)60年代初，是美蘇冷戰(zhàn)時(shí)期的產(chǎn)物。

它的形成過(guò)程，是從簡(jiǎn)單的為解決遠(yuǎn)程計(jì)算、信息收集和處理而形成的專(zhuān)用聯(lián)機(jī)系統(tǒng)開(kāi)始的。隨著

通信和計(jì)算機(jī)等多門(mén)學(xué)科的迅猛發(fā)展和服務(wù)的需要，在聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展到把多臺(tái)中心計(jì)算機(jī)

相互聯(lián)接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)資源共享為目的的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

早期計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是高度集中的。所有設(shè)備安裝在同一間房子里，因此“計(jì)算機(jī)通信”僅局限

于計(jì)算機(jī)房中各個(gè)互聯(lián)設(shè)備之間的通信，例如一臺(tái)計(jì)算機(jī)和磁帶驅(qū)動(dòng)設(shè)備、各種輸入/輸出設(shè)備等

的通信。后來(lái)發(fā)展了批處理和分時(shí)系統(tǒng)，一臺(tái)計(jì)算機(jī)盡管可以同時(shí)為多個(gè)用戶服務(wù)，但沒(méi)有計(jì)算機(jī)之

間的通信，所以分時(shí)系統(tǒng)所連接的多個(gè)終端和主計(jì)算機(jī)仍需放在同一間房里，用戶必須在計(jì)算機(jī)房里使

用終端，進(jìn)行所有的信息處理。顯然，在這種方式中，計(jì)算機(jī)和通信是分開(kāi)進(jìn)行的。

60年代初期，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使電子計(jì)算機(jī)越來(lái)越廣泛地在各個(gè)部門(mén)得以應(yīng)用，因此

迫切需要對(duì)分散在各地的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，從而出現(xiàn)了聯(lián)機(jī)終端。通過(guò)專(zhuān)門(mén)的電纜使遠(yuǎn)程的用戶終端

與主機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程終端對(duì)主機(jī)的訪問(wèn)。為了減輕主機(jī)在通信方面的負(fù)擔(dān)，充分發(fā)揮主機(jī)在數(shù)據(jù)處

理方面的作用，在主機(jī)上增加一個(gè)通信接口裝置使其增加通信功能，如圖1—1所示。將遠(yuǎn)地用戶的

輸入/輸出裝置通過(guò)通信線路（模擬的或數(shù)字的）直接與計(jì)算機(jī)的通信控制裝置相連。這樣，計(jì)算機(jī)

一邊接收從遠(yuǎn)地站點(diǎn)輸人的信息，一邊處理信息，最后的處理結(jié)果也經(jīng)過(guò)通信線路直接送回到遠(yuǎn)地

的用戶終端設(shè)備。計(jì)算機(jī)與通信的結(jié)合就這樣開(kāi)始了。從通信角度看，這種單主機(jī)聯(lián)機(jī)系統(tǒng)（也稱(chēng)多終

端系統(tǒng)）只能說(shuō)是一種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

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遠(yuǎn)程終端

主通通信線路

機(jī)信

系接

統(tǒng)n

圖1-1單機(jī)聯(lián)機(jī)系統(tǒng)

最初終端設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的連接方式采用專(zhuān)線點(diǎn)一點(diǎn)式，即每個(gè)終端都獨(dú)占一條線路，投資

相當(dāng)昂貴。隨著通信技術(shù)的提高，出現(xiàn)了多點(diǎn)連接方式（也稱(chēng)廣播式連接方式），即允許多臺(tái)終

端共用一條（或一?段）線路與主機(jī)相連。

為了減輕主機(jī)的負(fù)擔(dān)，后來(lái)在中心計(jì)算機(jī)前面增設(shè)一個(gè)前端處理機(jī)來(lái)完成通信的工作；為了提

高遠(yuǎn)程線路的利用率，降低通信費(fèi)用，通常在終端比較集中的地點(diǎn)設(shè)置終端控制器TC。

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圖1-3面向終端的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)

這樣的系統(tǒng)中除了一臺(tái)中心計(jì)算機(jī)，其余的終端都不具備自主處理功能。系統(tǒng)提供終端和中心

計(jì)算機(jī)間的通信，故稱(chēng)為面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)。

■60年代初，美國(guó)國(guó)防部領(lǐng)導(dǎo)的遠(yuǎn)景研究規(guī)劃局ARPA(AdvancedResearchProjectAgency)

提出要研制一種生存性(5111'丫通21^1立丫)很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)。

■傳統(tǒng)的電路交換(circuitswitching)的電信網(wǎng)有一個(gè)缺點(diǎn)：正在通信的電路中有一個(gè)交

換機(jī)或有一條鏈路被炸毀，則整個(gè)通信電路就要中斷。

■如要改用其他迂回電路，必須重新?lián)芴?hào)建立連接。這將要延誤一些時(shí)間。

2.新型網(wǎng)絡(luò)的基本特點(diǎn)

■網(wǎng)絡(luò)用于計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是為了打電話。

■網(wǎng)絡(luò)能夠連接不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī)，不局限于單一類(lèi)型的計(jì)算機(jī)。

■所有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)都同等重要，因而大大提高網(wǎng)絡(luò)的生存性。

■計(jì)算機(jī)在進(jìn)行通信時(shí)，必須有冗余的路由.

■網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能地簡(jiǎn)單，同時(shí)還能夠非?？煽康貍魉蛿?shù)據(jù)。

三、幾種數(shù)據(jù)交換方式

1.電路交換方式：

一百多年來(lái)，電話交換機(jī)雖然經(jīng)過(guò)多次更新?lián)Q代，但交換的方式一直都是電路交換。

(1)定義：電路交換必須經(jīng)過(guò)“建立連接一通信一釋放連接”三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

a)撥號(hào)建立連接一一＞當(dāng)撥號(hào)信令通過(guò)許多交換機(jī)到達(dá)被叫用戶所連接的交換機(jī)

—＞被叫用戶的電話機(jī)振鈴一〉被叫用戶摘機(jī)一一＞摘機(jī)信令傳送回主叫用戶所

連接的交換機(jī)后一一＞呼叫完成。

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b)從主叫端到被叫端建立了一條連接(物理通路)。

c)通話完畢，掛機(jī)，掛機(jī)信令告訴交換機(jī)，交換機(jī)釋放剛才使用的這條物理通路。

(2)特點(diǎn)

■電路交換是面向連接的連網(wǎng)方式。但面向連接的卻不一定是電路交換，因?yàn)榉纸M交換也

可以使用面向連接的方式(如廣域網(wǎng)的X.25網(wǎng)絡(luò)和ATM網(wǎng)絡(luò))；

■在通話的全部時(shí)間內(nèi)，通話的兩個(gè)用戶始終占用端到端的固定傳輸帶寬；

■電路交換適合于流媒體的傳輸。

(3)局限性：電話網(wǎng)不適合計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸。因?yàn)椋?/p>

■采用電路交換方式，通話時(shí)全部占用線路；且計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)是突發(fā)式地出現(xiàn)在傳輸線路上；因

此線路的利用率低，不到10%。

■在電路交換傳輸線路上有任一故障，都需重新?lián)芴?hào)建立連接。

2.分組交換方式：

(1)產(chǎn)生的背景

出于軍事上的需要，美國(guó)研制出了分組交換網(wǎng)。

20世紀(jì)60年代后期，處于美蘇冷戰(zhàn)時(shí)期，為了對(duì)付蘇聯(lián)，美國(guó)軍方一些高層人士提出一種

新的設(shè)想，要建立一個(gè)類(lèi)似于蜘蛛網(wǎng)(Web)的打不垮的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使其在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，如果通

信網(wǎng)中的某一個(gè)交換節(jié)點(diǎn)或線路被破壞，系統(tǒng)能夠自動(dòng)尋找其他路徑，從而保證通信的暢通。

1969年12月在美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署(ARPA)的資助下建立了世界上第一個(gè)遠(yuǎn)程分組交

換網(wǎng)ARPANET,該網(wǎng)由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)組成。

(2)分組交換的過(guò)程

①在發(fā)送端，先把較長(zhǎng)的報(bào)文劃分成較短的、固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)段。

②每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。

>每一個(gè)分組的首部都含有地址等控制信息(如目的地址、源地址)。

③依次把各分組發(fā)送到接收端。分組交換網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)根據(jù)收到的分組的首部中的地

址信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)。用這樣的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，最后分組就能到達(dá)最終目的地。

④接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞坎⑦€原(組裝)成報(bào)文。

使用分組交換時(shí)，在傳送數(shù)據(jù)之前可以不必先建立一條連接。這樣減少了建立和釋放連接所需的

開(kāi)銷(xiāo)。使得數(shù)據(jù)傳輸效率更高。

這種不先建立連接而隨時(shí)可發(fā)送數(shù)據(jù)的連網(wǎng)方式，稱(chēng)為無(wú)連接(connectionless)式。

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（3）分組交換過(guò)程中，路由器與主機(jī)的作用

在因特網(wǎng)核心部分的路由器之間一般都用高速鏈路相連接，而在網(wǎng)絡(luò)邊緣的主機(jī)接入到核心部

分則通常以相對(duì)較低速率的鏈路相連接。

①主機(jī)的用途是為用戶進(jìn)行信息處理的，并向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送分組，從網(wǎng)絡(luò)接收分組。通過(guò)網(wǎng)

絡(luò)和其他主機(jī)交換信息。

②路由器則是對(duì)分組進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，最后把分組交付目的主機(jī)。路由器處理分組的過(guò)程：i）

把收到的分組先放入緩存（暫時(shí)存儲(chǔ)）：ii）查

找轉(zhuǎn)發(fā)表，找出到某個(gè)目的地址應(yīng)從哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)；iii）把分

組送到適當(dāng)?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去。

（4）分組交換的優(yōu)點(diǎn)

①高效在分組傳輸過(guò)程中，動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬，對(duì)通信鏈路是逐段占用，共享使用整個(gè)

通信鏈路，提高了線路利用率。

②靈活為每一個(gè)分組獨(dú)立地選擇轉(zhuǎn)發(fā)路由。

③迅速以分組為單位，分組小且不需建立連接就能向其他主機(jī)發(fā)送分組。

④可靠有完善的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，分布式多路由（有冗余的路由）的分組交換網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)有很

好的生存性。

（5）缺點(diǎn)

①分組在各結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì)，這就會(huì)造成一定的時(shí)延。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信量過(guò)大時(shí)，這種

時(shí)延可能會(huì)很大。

②分組必須攜帶的首部（控制信息）也造成了一定的開(kāi)銷(xiāo)。

3.報(bào)文交換方式

在分組交換之前，即20世紀(jì)40年代的電報(bào)通信中，曾出現(xiàn)過(guò)報(bào)文交換，也是采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)

發(fā)方式，以整份電報(bào)為單位發(fā)送。

和分組交換相比，報(bào)文交換會(huì)存在的弊端有：（1）這種報(bào)文發(fā)送的時(shí)延較長(zhǎng)，從幾分鐘到幾

小時(shí)不等；（2）對(duì)緩存要求高；（3）出錯(cuò)重傳概率大。

現(xiàn)在已不使用。

4.三種方式比較

電路交換一一整個(gè)報(bào)文的比特流連續(xù)地從源點(diǎn)直達(dá)終點(diǎn)，好像在一個(gè)管道中傳送。

報(bào)文交換一整個(gè)報(bào)文先傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)，全部存儲(chǔ)下來(lái)后查找轉(zhuǎn)發(fā)表，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。分

組交換一一單個(gè)分組（這只是整個(gè)報(bào)文的一部分）傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)下來(lái)后查找轉(zhuǎn)發(fā)

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表，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。

分類(lèi)電路交換報(bào)文交換分組交換

優(yōu)點(diǎn)：信息延時(shí)短，優(yōu)點(diǎn)：信道可以進(jìn)行復(fù)優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)短；數(shù)據(jù)傳

并且固定不變；適用用且需要時(shí)才分配信輸靈活（每個(gè)分組可按不同

優(yōu)于連續(xù)、大批量的數(shù)道，線路利用率高；不路徑不同順序到達(dá)）；轉(zhuǎn)發(fā)差

缺據(jù)傳輸。需建立連接。錯(cuò)少；對(duì)中繼結(jié)點(diǎn)要求低。

點(diǎn)缺點(diǎn)：建立連接的時(shí)缺點(diǎn)：延時(shí)長(zhǎng)；對(duì)中繼缺點(diǎn)：在目的結(jié)點(diǎn)要對(duì)分組

間長(zhǎng)；獨(dú)占信道，線結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)容量要求較進(jìn)行重組，增加了復(fù)雜性。

路利用率低。高；差錯(cuò)高。

實(shí)例適合于流媒體的傳輸電報(bào)適合于文本型數(shù)據(jù)的傳輸

（電話系統(tǒng)）（因特網(wǎng)）

四、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念的形成

ARPANET的成功使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念發(fā)生根本變化。

■早期的面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以單個(gè)主機(jī)為中心的星形網(wǎng)。各終端通過(guò)通信線路共享

昂貴的中心主機(jī)的硬件和軟件資源。

■ARPANET：第一個(gè)真正意義上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，再現(xiàn)了分組交換技術(shù)。分組交換網(wǎng)則是以網(wǎng)

絡(luò)為中心，主機(jī)都處在網(wǎng)絡(luò)的外圍。用戶通過(guò)分組交換網(wǎng)可共享連接在網(wǎng)絡(luò)上的許多硬

件和各種豐富的軟件資源。

■ARPANET實(shí)現(xiàn)了以主機(jī)為中心到以網(wǎng)絡(luò)為中心的轉(zhuǎn)變。

1.2因特網(wǎng)概述

1.2.1網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)

一、因特網(wǎng)（Internet）的發(fā)展

1.進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，以因特網(wǎng)為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展。這

就使得20世紀(jì)90年代成為公認(rèn)的因特網(wǎng)時(shí)代，或簡(jiǎn)稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。

2.已從最初的教育科研網(wǎng)絡(luò)逐步發(fā)展成為商業(yè)網(wǎng)絡(luò)。

3.已成為僅次于全球電話網(wǎng)的世界第二大網(wǎng)絡(luò)。

二、因特網(wǎng)的意義

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■因特網(wǎng)是自印刷術(shù)以來(lái)人類(lèi)通信方面最大的變革。

■現(xiàn)在人們的生活、工作、學(xué)習(xí)和交往都已離不開(kāi)因特網(wǎng)。

1.2.2因特網(wǎng)發(fā)展的三個(gè)階段

1、第一階段是從單個(gè)網(wǎng)絡(luò)ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

從六十年代起，由ARPA(美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署，AdvancedResearchProjectsAgency)

提供經(jīng)費(fèi)，聯(lián)合計(jì)算機(jī)公司和大學(xué)共同研制而發(fā)展起來(lái)的ARPAnet網(wǎng)絡(luò)。最初，ARPAnet主要是

用于軍事研究目的，它主要是基于這樣的指導(dǎo)思想：網(wǎng)絡(luò)必須經(jīng)受得住故障的考驗(yàn)而維持正常的工作,

一旦發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的某一部分因遭受攻擊而失去工作能力時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的其他部分應(yīng)能維持正常的通

信工作。

第一個(gè)分組交換網(wǎng)ARPAnet只是一單個(gè)的分組交換網(wǎng)，所有想連接在它上的主機(jī)都直接與就近

的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)相連，它規(guī)模增長(zhǎng)很快，到70年代中期，人們認(rèn)識(shí)到僅使用一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿

足所有的通信問(wèn)題。于是ARPA開(kāi)始研究很多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的技術(shù)，這就導(dǎo)致后來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)。

ARPAnet在技術(shù)上的另一個(gè)重大貢獻(xiàn)是TCP/IP協(xié)議簇的開(kāi)發(fā)和利用。作為Internet的早期骨

干網(wǎng)，ARPAnet的試驗(yàn)并奠定了Internet存在和發(fā)展的基礎(chǔ)，較好地解決了異種機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的一

系列理論和技術(shù)問(wèn)題。

1983年，ARPAnet分裂為兩部分，ARPAnet和純軍事用的MILneto同時(shí)，局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)

的產(chǎn)生和逢勃發(fā)展對(duì)Internet的進(jìn)一步發(fā)展起了重要的作用。其中最引人注目的是美國(guó)國(guó)家科學(xué)

基金會(huì)NSF(NationalScienceFoundation)建立的NSFnet。

2、第二階段的特點(diǎn)是建成了三級(jí)結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)

1986年，NSF建立起六大超級(jí)計(jì)算機(jī)中心，并在全國(guó)建立了按地區(qū)劃分的計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)，

并將這些地區(qū)網(wǎng)絡(luò)和超級(jí)計(jì)算中心相聯(lián)，最后將各超級(jí)計(jì)算中心互聯(lián)起來(lái)，形成了NSFneto它

是個(gè)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)，分主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)、校園網(wǎng)。它代替ARPAnet稱(chēng)為Internet的主干網(wǎng)。

NSFnet對(duì)Internet的最大貢獻(xiàn)是使Internet向全社會(huì)開(kāi)放，而不象以前的那樣僅供計(jì)算機(jī)研

究人員和政府機(jī)構(gòu)使用。

3、第三階段的特點(diǎn)是逐漸形成了多級(jí)ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)：

1993年開(kāi)始，美國(guó)政府資助的NSFnet就逐漸被若干個(gè)商用的因特網(wǎng)主干網(wǎng)替代，這種主干

網(wǎng)也叫因特網(wǎng)輔助提供者ISP,考慮到因特網(wǎng)商用化后可能出現(xiàn)很多的ISP,為了是不同ISP經(jīng)營(yíng)

的網(wǎng)絡(luò)能夠互通，在1994創(chuàng)建了4個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)NAP分別有4個(gè)電信公司經(jīng)營(yíng)，本世紀(jì)初，

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美國(guó)的NAP達(dá)到了十幾個(gè)。NAP是最高級(jí)的接入點(diǎn)，它主要是向不同的ISP提供交換設(shè)備，是它

們相互通信?，F(xiàn)在的因特網(wǎng)已經(jīng)很難對(duì)其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)給出很精細(xì)的描述，但大致可分為五個(gè)接入

級(jí)：網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)NAP,多個(gè)公司經(jīng)營(yíng)的國(guó)家主干網(wǎng)，地區(qū)ISP,本地ISP,校園網(wǎng)、企業(yè)或家庭

PC機(jī)上網(wǎng)用戶。

網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)NAP(NetworkAccessPoint),NAP又稱(chēng)為對(duì)等點(diǎn)(peeringpoint),表示接入

到NAP的設(shè)備不存在從屬關(guān)系而都是平等的。

由歐洲原子核研究組織(CERN)開(kāi)發(fā)的萬(wàn)維網(wǎng)WW(WorldWideWeb)被廣泛使用在因特網(wǎng)上,

大大方便了廣大非網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)的使用，成為因特網(wǎng)的這種指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。

由于因特網(wǎng)存在著技術(shù)上和功能上的不足，加上用戶數(shù)量猛增，使得現(xiàn)有的因特網(wǎng)不堪重負(fù)。

“下一代因特網(wǎng)計(jì)劃"，即"NGI計(jì)劃”(NextGenerationInternetInitiative)?

NGI計(jì)劃將使用超高速全光網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)更快速的交換和路由選擇，同時(shí)具有為一些實(shí)時(shí)

(realtime)應(yīng)用保留帶寬的能力。在整個(gè)因特網(wǎng)的管理和保證信息的可靠性與安全性方面也會(huì)有

很大的改進(jìn)。

1.2.3因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作

1.電信領(lǐng)域中最有影響的組織

ITU(InternationalTelecommunicationUnion,國(guó)際電信聯(lián)盟)，任務(wù)：對(duì)國(guó)際電信進(jìn)行

標(biāo)準(zhǔn)化。

■ITU-R(無(wú)線通信部門(mén))：關(guān)注全球范圍內(nèi)的無(wú)線電頻頻率分配事宜。

■ITU-T(電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén)，CCITT)：主要關(guān)注電話和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，對(duì)電話、電報(bào)和數(shù)

據(jù)通信接口提供一些技術(shù)性的建議。

■ITU-D(開(kāi)發(fā)部門(mén))。

2.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域中最有影響的組織

(1)ISO(InternationalStandardsOrganization),是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定和發(fā)布者。ISO

為大量的學(xué)科制訂標(biāo)準(zhǔn)，從螺釘和螺帽，一直到電話架的外形。目前已發(fā)布了13000多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

(2)IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,電氣和電子工程師協(xié)

會(huì))，它是世界上最大的專(zhuān)業(yè)組織。除每年發(fā)行大量的雜志和召開(kāi)幾百次會(huì)議以外，IEEE也有一

個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)電氣工程和計(jì)算領(lǐng)域中的標(biāo)準(zhǔn)。IEEE的802委員會(huì)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了很多種

類(lèi)的LAN。

3.Internet標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域中最有影響的組織

ISOC(InternetSociety,因特網(wǎng)協(xié)會(huì))，1992年成立的一個(gè)國(guó)際性組織，以便對(duì)因特網(wǎng)進(jìn)

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行全面管理以及在世界范圍內(nèi)促進(jìn)其發(fā)展和使用。

IAB(InternetArchitectureBoard,因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)委員會(huì))，IS0C下面的一個(gè)技術(shù)組織，

負(fù)責(zé)管理因特網(wǎng)有關(guān)協(xié)議的開(kāi)發(fā)。

IAB下面設(shè)有兩個(gè)任務(wù)組：

(1)IRTF(InternetResearchTaskForce*因特網(wǎng)研究任務(wù)組)，任務(wù)是進(jìn)行理論方面研

究和開(kāi)發(fā)一些需要長(zhǎng)期考慮的問(wèn)題。

(2)IETF(InternetEngineeringTaskForce,因特網(wǎng)工程任務(wù)組)，任務(wù)是處理短期的

工程事項(xiàng)。IETF被分成很多工作組，每個(gè)組解決一個(gè)特定的問(wèn)題。

制定因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)的四個(gè)階段：

所有因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)都是以RFC的形式在因特網(wǎng)上發(fā)表。

RFC(RequestForComments)的意思是"請(qǐng)求評(píng)論"。所有RFC文檔都可免費(fèi)下載。

①.標(biāo)準(zhǔn)提案或因特網(wǎng)草案(InternetDraft)——在這個(gè)階段還不是RFC文檔。

②.建議標(biāo)準(zhǔn)(ProposedStandard)--從這個(gè)階段開(kāi)始就成為RFC文檔。

③.草案標(biāo)準(zhǔn)(DraftStandard)

④.因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(InternetStandard)

1.3因特網(wǎng)組成

因特網(wǎng)雖然在地理上覆蓋了全球，但從其工作方式上看，可以把整個(gè)因特網(wǎng)的組成劃分為兩大

塊，即由所有連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)組成的因特網(wǎng)的邊緣部分，和由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由

器組成的因特網(wǎng)核心部分。

1.3.1因特網(wǎng)的邊緣部分

一、定義、功能及分類(lèi)

1.定義：處在因特網(wǎng)邊緣的部分就是連接在因特網(wǎng)上的所有的主機(jī)。這些主機(jī)又稱(chēng)為端系

統(tǒng)(endsystem)),"端"就是"末端”的意思。

“主機(jī)A和主機(jī)B進(jìn)行通信”，實(shí)際上是指：“運(yùn)行在主機(jī)A上的某個(gè)程序和運(yùn)行在主

機(jī)B上的另一個(gè)程序進(jìn)行通信”。即“主機(jī)A的某個(gè)進(jìn)程和主機(jī)B上的另一個(gè)進(jìn)程進(jìn)行通信”。

或簡(jiǎn)稱(chēng)“計(jì)算機(jī)之間通信”。

2.功能：利用核心部分所提供的服務(wù)，使這樣多的主機(jī)之間能夠互相通信并交換或共享信息。

3.通信方式分類(lèi)：在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)中運(yùn)行的程序之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢?lèi)：客

戶服務(wù)器方式和對(duì)等方式。

二、兩種通信方式

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1.客戶服務(wù)器方式(C/S方式，Client/Server)：

最常用的，也是傳統(tǒng)的一種方式。

■客戶(client)和服務(wù)器(server)都是指通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程。

■客戶服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系。

■這里最主要的特征就是：客戶是服務(wù)的請(qǐng)求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方。

(1)客戶程序的特點(diǎn)：

>被用戶調(diào)用后運(yùn)行，在打算通信時(shí)主動(dòng)向遠(yuǎn)地服務(wù)器發(fā)起通信(請(qǐng)求服務(wù))。因此，客

戶程序必須知道服務(wù)器程序的地址。

A可與多個(gè)服務(wù)器進(jìn)行通信。

>不需要特殊的硬件和很復(fù)雜的操作系統(tǒng)。

(2)服務(wù)器程序的特點(diǎn)：

>是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)提供某種服務(wù)的程序，可同時(shí)處理多個(gè)遠(yuǎn)地或本地客戶的請(qǐng)求。

>當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后即自動(dòng)調(diào)用并一直不斷地運(yùn)行著，被動(dòng)地等待并接受來(lái)自各地的客戶的通信

請(qǐng)求。因此，服務(wù)器程序不需要知道客戶程序的地址。

>一般需要強(qiáng)大的硬件和高級(jí)的操作系統(tǒng)支持。

2.對(duì)等方式(P2P方式，Peer-to-Peer)：

(1)定義：對(duì)等連接(peer-to-peer,簡(jiǎn)寫(xiě)為P2P)是指兩個(gè)主機(jī)在通信時(shí)并不區(qū)分哪一個(gè)是

服務(wù)請(qǐng)求方還是服務(wù)提供方。

■只要兩個(gè)主機(jī)都運(yùn)行了對(duì)等連接軟件(P2P軟件)，它們就可進(jìn)行平等的、對(duì)等連接通信。

雙方都可以下載對(duì)方已經(jīng)存儲(chǔ)在硬盤(pán)中的共享文檔。

(2)特點(diǎn)：對(duì)等連接方式從本質(zhì)上看仍然是使用客戶服務(wù)器方式，只是對(duì)等連接中的每一個(gè)

主機(jī)既是客戶又同時(shí)是服務(wù)器。

例如主機(jī)C請(qǐng)求D的服務(wù)時(shí)，C是客戶，D是服務(wù)器。但如果C又同時(shí)向F提供服

務(wù)，那么C又同時(shí)起著服務(wù)器的作用。

(3)應(yīng)用舉例：電子商務(wù)的一些形式。

專(zhuān)用名稱(chēng)全名例子

B2CBusiness-to-consumer（商家對(duì)消費(fèi)者）在線定購(gòu)圖書(shū)

B2BBusiness-to-business（商家對(duì)商家）汽車(chē)制造商從輪胎供應(yīng)商處定購(gòu)輪胎

G2CGovernment-to-consumer（政府對(duì)消費(fèi)者）政府通過(guò)電子方式發(fā)行稅單

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C2CConsumer-to-consumer（消費(fèi)者對(duì)消費(fèi)者）在線拍賣(mài)二手商品（注：多采用P2P方式）

P2PPeer-to-peer（對(duì)等系統(tǒng)）文件共享

1.3.2因特網(wǎng)的核心部分

一、定義、功能及分類(lèi)

1.定義：網(wǎng)絡(luò)核心部分是因特網(wǎng)中最復(fù)雜的部分。核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的主機(jī)提供服

務(wù)，使邊緣部分中的任何一個(gè)主機(jī)都能夠向其他主機(jī)通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)）。

2.功能：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

3.數(shù)據(jù)交換方式分類(lèi)：網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換方式主要有三種：電路交換、分組交換和報(bào)文交

換。

1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展

一、發(fā)展

1980年，鐵道部開(kāi)始進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，其目的是建立一個(gè)為鐵路指揮和調(diào)度服務(wù)的運(yùn)輸

管理系統(tǒng)。已覆蓋了12個(gè)鐵路局和56個(gè)分局。目前鐵路客票發(fā)售和預(yù)訂系統(tǒng)在該網(wǎng)上運(yùn)行。

1989年11月我國(guó)第一個(gè)公用分組交換網(wǎng)CNPAC建成運(yùn)行。CNPAC分組交換網(wǎng)由3個(gè)分組結(jié)

點(diǎn)交換機(jī)，8個(gè)集中器和一個(gè)雙機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)管理中心所組成。

1993年9月建成新的中國(guó)公用分組交換網(wǎng)，并改稱(chēng)為CHINAPAC,由國(guó)家主干網(wǎng)和各省、區(qū)、

市的省內(nèi)網(wǎng)組成。網(wǎng)絡(luò)管理中心仍設(shè)在北京。在北京、上海設(shè)有國(guó)際出人口。主干網(wǎng)的覆蓋范圍從

原來(lái)的10個(gè)城市擴(kuò)大到2300個(gè)市、縣以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)，而端口容量達(dá)13萬(wàn)個(gè)。

20世紀(jì)90年代起，可與Internet互連的四個(gè)全國(guó)范圍的公用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：中國(guó)公用計(jì)算機(jī)

互聯(lián)網(wǎng)CHINANET,中國(guó)金橋信息網(wǎng)CHINAGBN,中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET,中國(guó)科學(xué)技術(shù)網(wǎng)

CSTNET相繼建立。其中前兩個(gè)是經(jīng)營(yíng)性網(wǎng)絡(luò)，而后兩個(gè)是公益性網(wǎng)絡(luò)。

20世紀(jì)90年代后期，公安、銀行、軍隊(duì)以及其他一些部門(mén)也相繼建立了各自的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)

廣域網(wǎng)。

二、9個(gè)全國(guó)范圍的公用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)2004年1月中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心CNNIC（/）發(fā)布的第十三次《中

國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》，目前已經(jīng)建成和正在建設(shè)中的基于Internet技術(shù)的公用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有：

1.中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（CHINANET）

2.中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)（CERNET）

3.中國(guó)科學(xué)技術(shù)網(wǎng)（CSTNET）

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4.中國(guó)聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)（UNINET）

5.中國(guó)網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)（CNCNET）

6.中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)（CIETNET）

7.中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)（CMNET）

8.中國(guó)長(zhǎng)城互聯(lián)網(wǎng)（CGWNET）（建設(shè)中）

9.中國(guó)衛(wèi)星集團(tuán)互聯(lián)網(wǎng)（CSNET）（建設(shè)中）

此外，還有一個(gè)NSFnet,是中科院、北大、清華等單位在北京中關(guān)村地區(qū)建造的為研究因特

網(wǎng)新技術(shù)的高速網(wǎng)絡(luò)。

三、當(dāng)前Internet的研究熱點(diǎn)

1.體系結(jié)構(gòu)一頂層設(shè)計(jì)

a）NGI與NGN

b）新一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，IPv6

2.骨干網(wǎng)

a）全光網(wǎng)絡(luò)

i.光交換（光分組交換，光波長(zhǎng)交換，光突發(fā)交換）

ii.光傳輸，例如WDM（wavedivisionmultiplexing）

b）MPLS多協(xié)議標(biāo)記交換

c）服務(wù)質(zhì)量（QoS）控制,高速路由交換技術(shù)

3.接入網(wǎng)：移動(dòng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

a）802.U.Wi-Mesh,802.16系列，3G（B3G,4G）

b）移動(dòng)Adhoc網(wǎng)絡(luò)，傳感器網(wǎng)絡(luò)

4.應(yīng)用層

a）覆蓋網(wǎng)絡(luò)，P2P（文件共享，流媒體）

5.網(wǎng)絡(luò)安全

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)

1.5.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同定義

一、幾種不同定義

■最簡(jiǎn)單的定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一些互相連接的、自治的計(jì)算機(jī)的集合。

■常見(jiàn)定義：凡是將分布在不同的地理位置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用通信設(shè)備連接起來(lái)，再配有網(wǎng)

絡(luò)軟件，以實(shí)現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。

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■因特網(wǎng)(Internet)是“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”。

二、網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

1.具有共享信息和資源的能力；

2.具有共享集中管理的能力；

3.具有把個(gè)人與眾多用戶連接在一起的能力。

1.5.2幾種不同的分類(lèi)方法

1、從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類(lèi)

■廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)：

可在很寬的地理區(qū)域內(nèi)(幾十'幾千公里)為用戶服務(wù)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，是因特網(wǎng)的核心部

分，各結(jié)點(diǎn)交換機(jī)的鏈路都是高速鏈路，有較大通信容量。也叫遠(yuǎn)程網(wǎng)。

廣域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別之一：在廣域網(wǎng)中的傳輸技術(shù)是同一種，中國(guó)公用分組交換網(wǎng)

CHINAPAK用X.25技術(shù)等。

■局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)：

隨著技術(shù)的進(jìn)步，局域網(wǎng)的范圍從一個(gè)機(jī)房到一棟大樓再到一個(gè)校園、社區(qū)等。

分布幾公里范圍的高速低差錯(cuò)率數(shù)據(jù)網(wǎng)，速率通常在lOMB/s,傳輸延時(shí)小于10ms的網(wǎng)絡(luò)，

工作在有限的地理范圍；不通過(guò)ISP申請(qǐng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)：Ethernet,Tokenring等。

■城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)：

作用范圍在廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間，如一個(gè)城市，可跨越幾個(gè)街區(qū)甚至整個(gè)城市。

傳送速率比局域網(wǎng)更高，作用距離約為5~50km。

■個(gè)人區(qū)域網(wǎng)PAN(PersonalAreaNetwork)

范圍大約在10m左右。

2、按用途分類(lèi)

從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類(lèi)：

■公用網(wǎng)：一般是國(guó)家的電信公司出資建造的大型網(wǎng)絡(luò)。所有人都可以用。

■專(zhuān)用網(wǎng)：是某個(gè)部門(mén)為本系統(tǒng)的特殊業(yè)務(wù)而建造的網(wǎng)絡(luò)。如教育、軍事、電力、鐵路等。

3、寬帶接入網(wǎng)AN(AccessNetwork)

接入網(wǎng)用來(lái)把用戶接入到因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。它既不屬于因特網(wǎng)的核心部分，也不屬于因特網(wǎng)的邊

緣部分。

■早期通過(guò)電話線撥號(hào)接入因特網(wǎng)

■最近出現(xiàn)了多種寬帶接入技術(shù)

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它既不屬于因特網(wǎng)的核心部分，也不屬于因特網(wǎng)的邊緣部分。

1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)

1.6.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

1.速率

■比特(bit,binarydigit,“二進(jìn)制數(shù)字”)是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)量的單位，也是信息論中

使用的信息量的單位。一個(gè)比特就是二進(jìn)制數(shù)字中的一個(gè)1或0。

■速率即數(shù)據(jù)率(datarate)或比特率(bitrate)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個(gè)性能指標(biāo)。

速率的單位是b/s,或kb/s,Mb/s,Gb/s等。速率往往是指額定速率或標(biāo)稱(chēng)速率。

2.帶寬(bandwidth)

原本用于模擬信道，指某個(gè)信號(hào)具有的頻帶寬度。即該信號(hào)的各種不同頻率成分所占據(jù)的頻率

范圍，計(jì)量單位：Hz、kHz、MHz。例如，傳統(tǒng)通信線路上電話信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)帶寬是3.1kHz(從

300Hz至U3.4kHz,即話音的主要成分的頻率范圍)。

現(xiàn)也用于數(shù)字信道，指在信道上(或一段鏈路上)能夠傳送的數(shù)字信號(hào)的速率，即“數(shù)據(jù)率”

或"比特率”，單位是bit/s(bps)、kbps、Mbps。

3.吞吐量(throughput)

■吞吐量表示在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)(或信道、接口)的數(shù)據(jù)量。吞吐量更經(jīng)常地用于對(duì)

現(xiàn)實(shí)世界中的網(wǎng)絡(luò)的一種測(cè)量，以便知道實(shí)際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)。

■吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制。

4.時(shí)延

時(shí)延(delay或latency)：是指一個(gè)報(bào)文或分組從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)(或一條鏈路)的一端傳送到

另一端所需的時(shí)間。時(shí)延由以下幾個(gè)不同的部分組成：

(1)發(fā)送時(shí)延：結(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)使數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間，即從數(shù)據(jù)

塊的第一個(gè)比特開(kāi)始發(fā)送算起，到最后一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間。又稱(chēng)傳輸時(shí)延。

數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度

發(fā)送時(shí)延=

信道帶寬

信道帶寬是數(shù)據(jù)在信道上的發(fā)送速率，也常稱(chēng)為數(shù)據(jù)在信道上的傳輸速率。

(2)傳播時(shí)延：是電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。

信道長(zhǎng)度

傳播時(shí)延=

電磁波在信道上的傳播速率

電磁波在自由空間中傳播速率是光速3.OX105km/s,在網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體中略低一些。

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(3)處理時(shí)延：這是數(shù)據(jù)在交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理而花費(fèi)的時(shí)間。

(4)排隊(duì)時(shí)延：結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延。排隊(duì)時(shí)延的長(zhǎng)短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中

當(dāng)時(shí)的通信量。

總時(shí)延=傳播時(shí)延+發(fā)送時(shí)延+處理時(shí)延+排隊(duì)時(shí)延

注意：對(duì)于高速網(wǎng)絡(luò)鏈路，提高的僅僅是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。提

高鏈路帶寬只是減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)延，而與傳播時(shí)延無(wú)關(guān)。

5.時(shí)延帶寬積