CH1-計算機網(wǎng)絡(luò)概述

ComputeiNetwork

l計算也網(wǎng)絡(luò)

計算機網(wǎng)絡(luò)

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)第1章概述

Q計算機網(wǎng)絡(luò)在信息時代中的作用

網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)過程

網(wǎng)絡(luò)的定義，類型和分類

計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)

計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

Q應(yīng)用層的客戶-服務(wù)器方式

W幫*靠山11計算機網(wǎng)絡(luò)在信息時代的作用

■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，它是一個以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時代。

■網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)已成為信息社會的命脈和發(fā)展知識經(jīng)濟

的重要基礎(chǔ)。

■網(wǎng)絡(luò)是指“三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)

絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)。

■發(fā)展最快的并起到核心作用的是計算機網(wǎng)絡(luò)。

3°**霏k因特網(wǎng)(Internet)的發(fā)展

■進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，以因特網(wǎng)為代表的計算機

網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展。

■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)。

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

因特網(wǎng)的意義

■因特網(wǎng)是自印刷術(shù)以來人類通信方面最大的變革。

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

)°笑黑霸1k計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

工計算機網(wǎng)絡(luò)

是計算機技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合形成了

門新的技術(shù)，即計算機之間的數(shù)據(jù)通信

睪黑靠1k1.2計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程

。計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展,大致分成以下五個階段:

＞面向終端的網(wǎng)絡(luò)（19571968年）

＞分組交換網(wǎng)絡(luò)（1968?1984年）

＞網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)（1984?1986年）

＞Internet的出現(xiàn)（1986年至今）

＞新一代的計算機網(wǎng)絡(luò)（ISDN）

五個階段從簡單到復(fù)雜，從低級到高級的過程

b°笑;;署■12.1面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)

世界上的第一臺計算機

面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)

世界上的第一臺計算機

津面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)

早期計算機的功能：科學(xué)計算

通信實現(xiàn)的必要條件：線路控制器（通信接口設(shè)備）

HO

stTerminal

線路控制器

>°笑;;黑■面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)

多重線路控制器和集中器（復(fù)用器）的應(yīng)用

lllllllllll^

口

?qiiiiiiiii.

lllllllllll^

笑￡浮7k面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)

多重線路控制器和集中器（復(fù)用器）的應(yīng)用

=

-=

=

=-

=

=

-=

=

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)電路交換的特點

■以上的面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)采用電路交換

■兩部電話機只需要用一對電線就能夠互相連接起來。

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工）計算九網(wǎng)絡(luò)更多的電話機互相連通

■5部電話機兩兩相連，需10對電線。

■A/部電話機兩兩相連，需A/(N-1)/2對電線。

■當(dāng)電話機的數(shù)量很大時，這種連接方法需要的電線對的數(shù)量與電話機數(shù)

的平方成正比。

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工）計算九網(wǎng)絡(luò)使用交換機

■當(dāng)電話機的數(shù)量增多時，就要使用交換機來完成全網(wǎng)

的交換任務(wù)。

交換機

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I計算也網(wǎng)絡(luò)電路交換的特點

■電路交換必定是面向連接的。

■電路交換的三個階段：

■建立連接

■通信

■釋放連接

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工）計算機網(wǎng)絡(luò)電路交換舉例

■A和B通話經(jīng)過四個交換機

-通話在A到B的連接上進(jìn)行

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）計算也網(wǎng)絡(luò)電路交換舉例

■C和D通話只經(jīng)過一個本地交換機

-通話在C到D的連接上進(jìn)行

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）針?biāo)銠C網(wǎng)絡(luò)電路交換傳送計算機數(shù)據(jù)效率低

傳統(tǒng)的電路交換方式不適合計算機之間的通信

原因：

1.間歇性和突發(fā)性

2.電信部門計時收費

3.連接建立和通信時間的性價比

4.傳統(tǒng)的電路交換(circuitswitching)的電信網(wǎng)有一個缺點：正在

通信的電路中有一個交換機或有一條鏈路被炸毀，則整個通信電

路就要中斷。

5.如要改用其他迂回電路，必須重新?lián)芴柦⑦B接。這將要延誤一

些時間。

例如：

?:?在2400bit/S線路上傳輸1000bit的數(shù)據(jù)所需要的時間是不到0.5S；

?電路建立的時間是10S-20s左右

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l計算也網(wǎng)絡(luò)新型網(wǎng)絡(luò)的基本特點

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

■網(wǎng)絡(luò)能夠連接不同類型的計算機，不局限于單一類型

的計算機。

-所有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點都同等重要，因而大大提高網(wǎng)絡(luò)的生

存性。

■計算機在進(jìn)行通信時，必須有冗余的路由。

■網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能地簡單，同時還能夠非常可靠

地傳送數(shù)據(jù)。

>°笑￡亡■1.2.2分組交換網(wǎng)的產(chǎn)生

G1957年

是20世紀(jì)60年代美蘇冷戰(zhàn)時期的產(chǎn)物。蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造

地球衛(wèi)星Sputnik。作為反應(yīng)，美國在國防部內(nèi)部成立了

AdvancedResearchProjectsAgency（遠(yuǎn)景研究規(guī)劃局，簡稱

ARPA）,借以在可用于軍事的科學(xué)技術(shù)方面建立美國的領(lǐng)導(dǎo)地位。

給1962年

RAND（蘭德公司）的PaulBaran發(fā)表“關(guān)于分布式通信網(wǎng)絡(luò)”。提

出了存儲轉(zhuǎn)發(fā)的概念

給1968年

包交換網(wǎng)絡(luò)提交給ARPA

給1973年

ARPANET的第一次國際連接：連接了英國倫敦的University

和挪威的RoyalRadarEstablishment

>°窣￡器廿分組交換網(wǎng)的工作原理

（1）子網(wǎng)劃分：通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)（2）節(jié)點交換機工作方式：存儲轉(zhuǎn)發(fā)

匚

匚

匚

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）計算也網(wǎng)絡(luò)分組交換的原理（一）

■在發(fā)送端，先把較長的報文劃分成較短的、固定長度

的數(shù)據(jù)段。

-------------------報文-----------------

1101000110101010110101011100010011010010

假定這個報文較長

不便于傳輸

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工）計算九網(wǎng)絡(luò)分組交換的原理（二）

-每一個數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。

-------------------報文------------------

數(shù)據(jù)I數(shù)據(jù)I數(shù)據(jù)

分組1

____________________________人____________________________

----__________________分組__2_______

畫

1----'分組3

_____________________________入____________________________

畫

請注意：現(xiàn)在左邊是“前面”

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）計算也網(wǎng)絡(luò)分組交換的原理（三）

■分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。

■依次把各分組發(fā)送到接收端（假定接收端在左邊）。

分組1

?___________________________________

首部數(shù)據(jù)

----分組2

首部數(shù)據(jù)

----分組3

一_______________________

首部數(shù)據(jù)

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l計算也網(wǎng)絡(luò)分組首部的重要性

-每一個分組的首部都含有地址等控制信息。

■分組交換網(wǎng)中的結(jié)點交換機根據(jù)收到的分組的首部中

的地址信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個結(jié)點交換機。

■用這樣的存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，最后分組就能到達(dá)最終目的

地。

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工）計算九網(wǎng)絡(luò)分組交換的原理（四）

■接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報文。

分組1

______A___________

首部數(shù)據(jù)

----分組2

____________________

首部數(shù)據(jù)

一分組3

/__________________________

首部數(shù)據(jù)

收到的數(shù)據(jù)

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）計算也網(wǎng)絡(luò)分組交換的原理（五）

-最后，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為原來的報文。

■這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出現(xiàn)差錯，在轉(zhuǎn)

發(fā)時也沒有被丟棄。

-------------------報文------------------

1101000110101010110101011100010011010010

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工）計算九網(wǎng)絡(luò)注意分組的存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程

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。計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)點交換機

■在結(jié)點交換機中的輸入和輸出端口之間沒有直接連線。

■結(jié)點交換機處理分組的過程是：

■把收到的分組先放入緩存（暫時存儲）；

■查找轉(zhuǎn)發(fā)表，找出到某個目的地址應(yīng)從哪個端口

轉(zhuǎn)發(fā)；

■把分組送到適當(dāng)?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去。

「睪f浮?注意結(jié)點交換機有多個端口

Hi

)°舞麒主機和結(jié)點交換機的作用不同

■主機是為用戶進(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。

■結(jié)點交換機對分組進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，最后把分組交付給目的主

機。

?！郝笽’3k分組交換網(wǎng)的工作原理

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Q計算機網(wǎng)絡(luò)分組交換帶來的問題

■分組在各結(jié)點存儲轉(zhuǎn)發(fā)時需要排隊，這就會造成一定

的時延。

■分組必須攜帶的首部（里面有必不可少的控制信息）

也造成了一定的開銷。

-不可靠服務(wù)（盡最大努力的提供服務(wù)）

>°笑;;黑■分組交換網(wǎng)的特點

分組交換網(wǎng)的優(yōu)點

高效動態(tài)或斷續(xù)分配帶寬

靈活每個節(jié)點具有智能，獨立選擇路由

迅速不太長的分組作為傳輸單位，每個節(jié)點能做出快

速的處理

可靠分布式的通信子網(wǎng)和完善的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

分組交換網(wǎng)的缺點

開銷分組攜帶信息帶來的開銷

可靠分組可能丟失的現(xiàn)象

順序分組出現(xiàn)失序的現(xiàn)象

時延分組在存儲轉(zhuǎn)發(fā)時造成的時延

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\計算也網(wǎng)絡(luò)存儲轉(zhuǎn)發(fā)原理并非完全新的概念

■在20世”竺年代，電報通信也采用了基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)

原理的報文交換(messageswitching)。

■報文交換的時延較長，從幾分鐘到幾小時不等?，F(xiàn)在

報文交換已經(jīng)很少有人使用了。

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工）計算九網(wǎng)絡(luò)三種交換的比較

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)ARPANET的成功

使計算機網(wǎng)絡(luò)的概念發(fā)生根本變化

■早期的面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)是以單個主機為中心的星形

網(wǎng)

■各終端通過通信線路共享昂貴的中心主機的硬

件和軟件資源。

■分組交換網(wǎng)則是以網(wǎng)絡(luò)為中心，主機都處在網(wǎng)絡(luò)的外圍。

■用戶通過分組交換網(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。

>°舞麒從主機為中心到以網(wǎng)絡(luò)為中心

S然雷123網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)（Internet）

-網(wǎng)絡(luò)孤島：物理網(wǎng)絡(luò)不能直接相聯(lián)

■網(wǎng)上的用戶有與另一個網(wǎng)上用戶通信的需要

-網(wǎng)上的用戶有共享另一個網(wǎng)上資源的需求

Ethernet點對點的連接

阿/五彤笈Internets!術(shù)

ComputerNetworkInternetworking

l針?biāo)銠C網(wǎng)絡(luò)

Internet

。網(wǎng)路及越互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

■互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(internetwork)簡稱互聯(lián)網(wǎng)(internet)

何超五彤及Internets術(shù)

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工）計算九網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的類型

■TypesofNetworkInterconnection

■LAN-LAN局域網(wǎng)一局域網(wǎng)

■LAN-WAN局域網(wǎng)一廣域網(wǎng)

■LAN-WAN-LAN局域網(wǎng)一廣域網(wǎng)一局域網(wǎng)

■WAN-WAN廣域網(wǎng)一廣域網(wǎng)

普丁浮片TypesofNetworkInterconnection

Networkinterconnection.

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l計算也網(wǎng)絡(luò)因特網(wǎng)時代

■因特網(wǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大體上經(jīng)歷了三個階段的演進(jìn)。

-但這三個階段在時間劃分上并非截然分開而是有部分重疊

的，這是因為網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)是逐漸的而不是突然的。

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工）計算九網(wǎng)絡(luò)因特網(wǎng)發(fā)展的第一階段

■第一個分組交換網(wǎng)ARPANET最初只是一個單個的分組交換網(wǎng)。

■ARPA研究多種網(wǎng)絡(luò)互連的技術(shù)。

■1983年TCP/IP協(xié)議成為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

■同年，ARPANET分解成兩個網(wǎng)絡(luò)：

-ARPANET——進(jìn)行實驗研究用的科研網(wǎng)

-MILNET——軍用計算機網(wǎng)絡(luò)

■1983?1984年，形成了因特網(wǎng)Internet。

■1990年ARPANET正式宣布關(guān)閉。

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b計算也網(wǎng)絡(luò)因特網(wǎng)發(fā)展的第二階段

■1986年，NSF(NationalScienceFoundation)建立了國

家科學(xué)基金網(wǎng)，NSFNETo它是一個三級計算機網(wǎng)絡(luò)：

■主干網(wǎng)

■地區(qū)網(wǎng)

■校園網(wǎng)

-1991年，美國政府決定將因特網(wǎng)的主干網(wǎng)轉(zhuǎn)交給私人公司

來經(jīng)營，并開始對接入因特網(wǎng)的單位收費。

■1993年因特網(wǎng)主干網(wǎng)的速率提高到45Mb/s。

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l計算也網(wǎng)絡(luò)三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)

■各網(wǎng)絡(luò)之間需要使用路由器來連接。

■有時在結(jié)構(gòu)圖中可不畫出路由器。

路由器國家主干網(wǎng)

地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)

校園網(wǎng)11校園網(wǎng)I0校園網(wǎng)。t校園網(wǎng)It校園網(wǎng)校園網(wǎng)

mputeiNetwork

針?biāo)阃杈W(wǎng)絡(luò)三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)

■主機到主機的通信可能要經(jīng)過多種網(wǎng)絡(luò)。

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工）計算九網(wǎng)絡(luò)因特網(wǎng)發(fā)展的第三階段

■從1993年開始，由美國政府資助的NSFNET逐漸被若

干個商用的ISP網(wǎng)絡(luò)所代替。

■1994年開始創(chuàng)建了4個網(wǎng)絡(luò)接入點NAP(Network

AccessPoint),分別由4個電信公司經(jīng)營。

■NAP就是用來交換因特網(wǎng)上流量的結(jié)點。在NAP中安

裝有性能很好的交換設(shè)施。到本世紀(jì)初，美國的NAP

的數(shù)量已達(dá)到十幾個。

■從1994年到現(xiàn)在，因特網(wǎng)逐漸演變成多級結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

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工）計算九網(wǎng)絡(luò)今日的多級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)

-大致上可將因特網(wǎng)分為以下五個接入級

■網(wǎng)絡(luò)接入點NAP

■國家主干網(wǎng)（主干ISP）

-地區(qū)ISP

■本地ISP

■校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)或PC機上網(wǎng)用戶

ComputerNetwork

＞計算丸網(wǎng)絡(luò)多級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)

■主機到主機的通信可能經(jīng)過多種ISP。

地區(qū)ISP

網(wǎng)絡(luò)接入點網(wǎng)絡(luò)接入點

NAP主干服務(wù)NAP

（對等點）提供者（對等點）

地區(qū)ISP地區(qū)

大公司

本SP本地ISP公司本地iSP

校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園

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）計算也網(wǎng)絡(luò)關(guān)于因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作

主要針對協(xié)議的開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化主要針對理論方面的研究和開發(fā)

ComputerNetwork

b計算丸網(wǎng)絡(luò)因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)制訂

需要經(jīng)過以下的四個階段

■因特網(wǎng)草案(InternetDraft)------在這個階段還不是

RFC文檔。

■建議標(biāo)準(zhǔn)(ProposedStandard)------從這個階段開始

就成為RFC文檔。

■草案標(biāo)準(zhǔn)(DraftStandard)

■因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(InternetStandard)

「牌牌嚷網(wǎng)絡(luò)互連的概念

)vf耳機網(wǎng)絡(luò)

(1)互連(Interconnection)：是指網(wǎng)絡(luò)在物理

上的連接，兩個網(wǎng)絡(luò)之間至少有一條在物理上

連接的線路，它為兩個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換提供了

物資基礎(chǔ)和可能性，但并不能保證兩個網(wǎng)絡(luò)一

定能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這要取決于兩個網(wǎng)絡(luò)的

通信協(xié)議是不是相互兼容。

(2)互聯(lián)(internetworking)：是指網(wǎng)絡(luò)在物理

和邏輯上，尤其是邏輯上的連接。

Mr啟常rk應(yīng)用和展望

■網(wǎng)上信息服務(wù)(WWW)

■電子商務(wù)

-網(wǎng)上學(xué)習(xí)

■遠(yuǎn)程教育

■遠(yuǎn)程醫(yī)療

■網(wǎng)上聊天

■網(wǎng)上娛樂

■網(wǎng)上旅游

-網(wǎng)上圖書館

■網(wǎng)上新聞

■網(wǎng)上咨詢等

人類社會更加依賴INTERNET,工作和生活方式的改變

甯麒7124網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和ISDN

-計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的第四個階段一一網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)

-ISOOSI/RM開放系統(tǒng)互連參考模型

-TCP/IP

■IBMSNA(SystemNetworkArchitecture)

?計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的第五個階段一一ISDN綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)

-多媒體技術(shù)

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工）計算九網(wǎng)絡(luò)1.2.5計算機網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展

1980年，鐵道部開始進(jìn)行計算機聯(lián)網(wǎng)工作..............

(1)中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)CHINANET

(2)中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET

(3)中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET

(4)中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET

(5)中國網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)CNCNET

(6)中國國際經(jīng)濟貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)CIETNET

(7)中國移動互聯(lián)網(wǎng)CMNET

(8)中國長城互聯(lián)網(wǎng)CGWNET(建設(shè)中)

(9)中國衛(wèi)星集團互聯(lián)網(wǎng)CSNET(建設(shè)中)

Com寸p耳ute機rN網(wǎng)etw絡(luò)ork1.2.5計算機網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展

中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心公布的我國近幾年Internet的情況

時間計算機數(shù)目用戶數(shù)目cn域名數(shù)目WWW站點數(shù)國際線路容量

（萬）（萬）（Mb/s）

1997.1029.9624066150025.048

1997.174.7210183965300143.256

2000.13508904869515153351

2001.189222501220992654052799

2002.1125433701273192771007597.5

2003.1208359101795443716009380

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）計算也網(wǎng)絡(luò)1.3.1計算機網(wǎng)絡(luò)的定義

-計算機網(wǎng)絡(luò)是一組自治計算機系統(tǒng)的集合

■自治：每臺計算機都有自主權(quán)

■互連：通過通信介質(zhì)進(jìn)行連接

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

?計算機網(wǎng)絡(luò)

把處在不同地理位置的獨立計算機系統(tǒng)，用一定的通信

設(shè)備和介質(zhì)相連接，在完善的網(wǎng)絡(luò)軟件支持下，實現(xiàn)互

相通信、資源共享，這樣的多機系統(tǒng)稱為計算機網(wǎng)絡(luò)。

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)的功能

硬件和軟件資源共享系統(tǒng)處理能力提高

ComputerNetwork

）針?biāo)銠C網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)的功能

＞數(shù)據(jù)通信：如EMAIL

＞資源共享：例如，大型數(shù)據(jù)庫、巨型計算機。

＞增加可靠性：每種資源（尤其是程序和數(shù)據(jù)）可以

存放在多個地點，而用戶可以通過多種途徑來訪問

網(wǎng)內(nèi)的某個資源，從而避免了單點失效對于用戶產(chǎn)

生的影響。

＞提高系統(tǒng)的處理能力：銀行利用時差提高資金的利

用率；軍事上的多機協(xié)同工作，加快處理信息的速

度；訪問遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫（如網(wǎng)上訂票）

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)1.3.2計算機網(wǎng)絡(luò)的分類

■1.3.2幾種不同的分類方法

■從網(wǎng)絡(luò)的交換功能進(jìn)行分類

■從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類

■從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類

■從網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分類

■從網(wǎng)絡(luò)組件關(guān)系分類

「笑案7k1.3.2幾種不同的分類方法（一）

■從網(wǎng)絡(luò)的交換功能分類

-電路交換

■報文交換

■分組交換

■混合父換

丁需式7按數(shù)據(jù)交換形式分類

■電路交換：基于電話網(wǎng)電路交換

■優(yōu)點：時延小、透明傳輸

-缺點：網(wǎng)絡(luò)資源利用率低

■報文交換：以報文為單位存儲轉(zhuǎn)發(fā)

-優(yōu)點：多路復(fù)用

■缺點：實時性差

-分組交換：以分組為單位存儲轉(zhuǎn)發(fā)

-優(yōu)點：多路復(fù)用

-缺點：實時性差

■ATM交換：以ATM信元為單位存儲轉(zhuǎn)發(fā)

ComputeiNetwork

l計算也網(wǎng)絡(luò)1.3.2幾種不同的分類方法（二）

?從網(wǎng)絡(luò)的作用范圍進(jìn)行分類

■廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)

■局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)

■城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)

■接入網(wǎng)AN(AccessNetwork)

>°舞麒按地域分類

分布距離覆蓋范圍網(wǎng)絡(luò)分類速度成本

10m房間局域網(wǎng)4Mbit/s-便宜

10GbiVs

100m建筑物

1km校園

日至

10km城市城域網(wǎng)50kbit/s-匚?□貝

100MbiVs

100km國家廣域網(wǎng)9.6kbit/s-日里

155Mbit/s

>°舞麒局域網(wǎng)LAN

■LAN通常指幾公里以內(nèi)的，可以通過某種介質(zhì)互聯(lián)的

計算機、打印機、modem或其它設(shè)備的集合

■LAN特點：距離短、延遲小、數(shù)據(jù)速率高、傳輸可靠

■LAN技術(shù)：以太網(wǎng)、令牌技術(shù)、無線局域網(wǎng)

/O■—/I

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)LAN設(shè)備

■LAN設(shè)計要點

■運行在有限的地理區(qū)域

-允許同時訪問高帶寬的介質(zhì)

■通過局部管理控制網(wǎng)絡(luò)的私有權(quán)利

■提供全時的局部服務(wù)

■聯(lián)接物理相鄰的設(shè)備

■LAN設(shè)備：線纜、網(wǎng)卡、HUB、Switch>Router

HUB交換機路由器ATM交換機

i°笑『盛TA網(wǎng)絡(luò)接口卡

■計算機通過網(wǎng)卡連接到網(wǎng)絡(luò)

■網(wǎng)卡負(fù)責(zé)將計算機內(nèi)部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合在網(wǎng)絡(luò)上傳

輸?shù)母袷?/p>

■每塊網(wǎng)卡都有一個MAC地址

m片中繼器和集線器

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)集線器

■所有設(shè)備在同一沖突域

-所有設(shè)備在同一廣播域

■所有設(shè)備共享相同的帶寬

IM都區(qū)羽盟

"'UIIA?04???????

IPLNK

:二二:二二二

*

計算機計算機計算機計算機

ComputerNetworkX、"tf?l11

i計算九網(wǎng)絡(luò)乂供ei

ComputeiNetwork

l計算也網(wǎng)絡(luò)

>°舞麒廣域網(wǎng)WAN

-WAN：大范圍內(nèi)提供數(shù)據(jù)服務(wù)

■WAN類型：PSTN、ISDN、X.25網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)、

ATM網(wǎng)

>°舞麒WAN設(shè)備

■WAN設(shè)計要點：

■運行在廣闊的地理區(qū)域

■網(wǎng)絡(luò)控制服從公共準(zhǔn)則

■提供全時的局部服務(wù)

■連接物理距離遙遠(yuǎn)的設(shè)備

WANS/vitchAccessServerATMS/vitch

Modem/CSU/DSU

SP'W需k城域網(wǎng)MAN

■城域網(wǎng)覆蓋范圍介于LAN和WAN之間

■城域網(wǎng)劃分為城域網(wǎng)城域部分和城域網(wǎng)接入部分

A0

I4JXL!

』」」」」

JJJJJ

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」』口」」

B0

k

evrt霽rr廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)以及局域網(wǎng)的關(guān)系

廣域網(wǎng)

城域網(wǎng)—一城域網(wǎng)

//X/\、

接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)

-1_jj/-I_jj_jj

_______---------------------i--------------*

局域網(wǎng)校園網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)局域網(wǎng)

ComputerNetwork

計算九網(wǎng)絡(luò)1.3.2幾種不同的分類方法(三)

■從網(wǎng)絡(luò)的使用者進(jìn)行分類

■公用網(wǎng)(publicnetwork)

■專用網(wǎng)(privatenetwork)

）。笑￡器A1.3.2幾種不同的分類方法（四）

＞按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類

/總線型拓?fù)?/p>

/星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

/環(huán)型拓?fù)?/p>

/網(wǎng)狀拓?fù)?/p>

)°舞麒按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類

網(wǎng)狀

ComputerNetwork土士

）計算丸網(wǎng)絡(luò)心致生地力|

Segment

TerminatorTerminator

計算機網(wǎng)絡(luò)

「津￡黑'?環(huán)型拓?fù)?/p>

計算機

計算機

b°笑『盛TA網(wǎng)狀拓?fù)?/p>

■

b°笑『盛TA按網(wǎng)絡(luò)組件關(guān)系分類

對等網(wǎng)

[?三曰II

基于服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)

口。霜器7對等網(wǎng)和基于服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)比較

對等網(wǎng)基于服務(wù)器

規(guī)模10以下10以上

成本client/server是體的專用服務(wù)器（高費用）

OSWinNTWorkstation、Windows2000Server

Win95/98

管理各管各、資源分散集中管理（可能是專人）

安全集中控制困難，安全性差可集中控制（帳號、權(quán)限），安全性高

其它設(shè)置方便，費用低備份、冗余、多個用戶

「罌器A1.4計算機網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)

1.4.1帶寬

■“帶寬”（bandwidth）本來是指信號具有的頻帶寬度，單

位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。

■現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”

的同義語，單位是“比特每秒”，或b/s（b讓/s）。

ComputeiNetwork

I計算也網(wǎng)絡(luò)常用的帶寬單位

■更常用的帶寬單位是

■千比每秒,即kb/s(103b/s)

■兆比每秒,即Mb/s(106b/s)

■吉比每秒,即Gb/s(109b/s)

■太比每秒,即Tb/s(1012b/s)

-請注意：在計算機界，K=21。=1024

203040

M=2,G=2JT=2o

ComputerNetwork

計算九網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號流隨時間的變化

-在時間軸上信號的寬度隨帶寬的增大而變窄。

1|LlS

市■4+h范rq!!p為JLLi~onon~m~時間

1Mb/s

每秒106個比特

0.25|LIS

市■4+h范rnJp為JLL時間

4Mb/s

每秒4x106個比特

ComputerNetwork

工)計算九網(wǎng)絡(luò)時延(delay或latency)

■發(fā)送時延（傳輸時延）發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點進(jìn)入到

傳輸媒體所需要的時間。

數(shù)據(jù)塊長度（比特）

發(fā)送時延=

數(shù)據(jù)在信道上的發(fā)送速率（比特/秒）

ComputerNetwork

工)計算九網(wǎng)絡(luò)時延(delay或latency)

■傳播時延電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時

間。

■信號傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號在信道上的傳播速率是

完全不同的概念。

信道長度（米）

傳播時延=

信號在信道上的傳播速率（米/秒）

ComputeiNetwork

l計算也網(wǎng)絡(luò)時延(delay或latency)

■處理時延交換結(jié)點為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處

理所花費的時間。

■結(jié)點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延是處理時延中

的重要組成部分。

■處理時延的長短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時的通信量。

■有時可用排隊時延作為處理時延。

ComputerNetwork

工)計算九網(wǎng)絡(luò)時延(delay或latency)

■數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時延就是發(fā)送時延、傳播時延和處理時延之和:

總時延=發(fā)送時延+傳播時延+處理時延

ComputeiNetwork

）計算也網(wǎng)絡(luò)三種時延所產(chǎn)生的地方

結(jié)點A發(fā)送器結(jié)點B

ComputerNetwork[3時延帶寬積和往返時延

時延帶寬積

------------（傳播）時延-----------------

時延帶寬積=傳播時延X帶寬

■鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。

表示鏈路可以容納多少個比特

ComputeiNetwork

l計算也網(wǎng)絡(luò)往返時延RTT

■往返時延RTT(Round-TripTime)表示從發(fā)送端發(fā)送

數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送端收到來自接收端的確認(rèn)(接收端

收到數(shù)據(jù)后立即發(fā)送確認(rèn))，總共經(jīng)歷的時延。

ComputerNetwork1.5l十舁機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

o計算九網(wǎng)絡(luò)

1.5.1計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成

■相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，

而這種“協(xié)調(diào)”是相當(dāng)復(fù)雜的。

■“分層”可將龐大而復(fù)雜的問題，轉(zhuǎn)化為若干較小的

局部問題，而這些較小的局部問題就比較易于研究和

處理。

丁霸案7網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的思想一劃分層次

，實際生活中語言不通的兩個人通信的例子

用戶層

翻譯層

媒體層

兩個人通信的模型

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的思想一劃分層次

■兩人通訊模型的特點：

■模型具有三個層次

■相同層次的交流都是獨立進(jìn)行的，不受其

他層次影響

■上下相鄰兩個層次之間的聯(lián)系可以用“提

供服務(wù)”和“使用服務(wù)”來進(jìn)行說明

「帛￡浮?網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的思想一劃分層次

，劃分層次的好處

*復(fù)雜問題簡單化

*各層之間是獨立的

?結(jié)構(gòu)上可分開

靈活性好

易于實現(xiàn)和維護

*能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化的工作

OSI/RM參考模型

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)關(guān)于開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM

■只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方的、

也遵循這同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行通信。

■在市場化方面OSI卻失敗了。

-OSI的專家們在完成OSI標(biāo)準(zhǔn)時沒有商業(yè)驅(qū)動力；

-OSI的協(xié)議實現(xiàn)起來過分復(fù)雜，且運行效率很低；

■OSI標(biāo)準(zhǔn)的制定周期太長，因而使得按OSI標(biāo)準(zhǔn)生

產(chǎn)的設(shè)備無法及時進(jìn)入市場；

-OSI的層次劃分并也不太合理，有些功能在多個層

次中重復(fù)出現(xiàn)。

ComputeiNetwork

l計算也網(wǎng)絡(luò)兩種國際標(biāo)準(zhǔn)

-法律上的(de向e)國際標(biāo)準(zhǔn)OSI并沒有得到市場的認(rèn)

可。

-是非國際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP現(xiàn)在獲得了最廣泛的應(yīng)用。

■TCP/IP常被稱為事實上的(defacfo)國際標(biāo)

準(zhǔn)。

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)1.5.2劃分層次的必要性

■計算機網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定好的規(guī)則。

■這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的

同步問題(同步含有時序的意思)。

■為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定

即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(networkprotocol),簡稱為協(xié)議。

ComputerNetwork

）計算新網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成要素

■網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成

■語法數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。

■語義需要發(fā)出何種控制信息，完成何種

動作以及做出何種響應(yīng)。

■同步事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。

ComputerNetwork

）計算也網(wǎng)絡(luò)劃分層次的概念舉例

■計算機1向計算機2通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送文件。

■可以將要做的工作進(jìn)行如下的劃分。

■第一類工作與傳送文件直接有關(guān)。

■確信對方已做好接收和存儲文件的準(zhǔn)備。

■雙方協(xié)調(diào)好一致的文件格式。

■兩個計算機將文件傳送模塊作為最高的一層。剩下的

工作由下面的模塊負(fù)責(zé)。

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)兩個計算機交換文件

只看這兩個文件傳送模塊

計算機1好像文件及文件傳送命令計算機2

把文件交給下層模塊把收到的文件交給

進(jìn)行發(fā)送上層模塊

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)再設(shè)計一個通信服務(wù)模塊

計算機1計算機2

文件傳送模塊只看這兩個通信服務(wù)模塊文件傳送模塊

好像可直接把文件

可靠地傳送到對方

通信服務(wù)模塊?通信服務(wù)模塊

把文件交給下層模塊把收到的文件交給

進(jìn)行發(fā)送上層模塊

ComputeiNetwork

）計算也網(wǎng)絡(luò)再設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)接入模塊

計算機1

文件傳送模塊

通信服務(wù)模塊

網(wǎng)絡(luò)

*妾口

網(wǎng)絡(luò)接入模塊—.、通信網(wǎng)絡(luò)，

網(wǎng)絡(luò)接入模塊負(fù)責(zé)絡(luò)接口細(xì)節(jié)有關(guān)的工作

例如，規(guī)定傳輸?shù)膸袷剑瑤淖畲箝L度等。

ComputerNetwork

）計算機網(wǎng)絡(luò)層數(shù)多少要適當(dāng)

■若層數(shù)太少，就會使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。

■層數(shù)太多又會在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)

時遇到較多的困難。

ComputerNetwork

工）計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

■計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)是計算機網(wǎng)絡(luò)的

各層及其協(xié)議的集合。

■體系結(jié)構(gòu)就是這個計算機網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成的功

能的精確定義。

■實現(xiàn)(implementation)是遵循這種體系結(jié)構(gòu)的前提下用

何種硬件或軟件完成這些功能的問題。

■體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實現(xiàn)則是具體的，是真正在運

行的計算機硬件和軟件。

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)1.5.3五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

■TCP/IP是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、運輸層、網(wǎng)際層

和網(wǎng)絡(luò)接口層。

■最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒有具體內(nèi)容。

■因此往往采取折中的辦法，即綜合OSI和TCP/IP的

優(yōu)點，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。

；駕器靠1kOSI/RM和TCP/IP

；圖1.14TCF/IP體系結(jié)構(gòu)與OSI參考用莫型的利應(yīng)關(guān)系

ComputerNetwork

l針?biāo)銠C網(wǎng)絡(luò)五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

■應(yīng)用層(applicationlayer)

■運輸層(transportlayer)

■網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)

■數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)

■物理層(physicallayer)

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù)

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機1計算機2

ComputeiNetwork

）計算也網(wǎng)絡(luò)計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機1計算機2

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機1計算機2

ComputerNetwork

工）計算九網(wǎng)絡(luò)計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機1計算機2

它用黑片計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機1計算機2

APiAP2

55

44

33

2電信號（或光信號）在物理媒體中傳播2

從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層1

0T物理傳輸媒體

ComputeiNetwork

）計算也網(wǎng)絡(luò)計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機1計算機2

ComputeiNetwork

）計算也網(wǎng)絡(luò)計算機1向計算機2發(fā)送數(shù)據(jù)

計算機1