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1、数据通信与网络DataCommunicationsandNetworking杨献春南京大学计算机科学与技术系http:/ Computer&Communication计算机的发展促进了通信事业的发展计算机的发展促进了通信事业的发展通信的发展扩大了计算机的应用范围通信的发展扩大了计算机的应用范围二者互相促进，密不可分，共同发展二者互相促进，密不可分，共同发展计算机与通信结合的产物计算机与通信结合的产物数据通信（网）数据通信（网）计算机通信（网）计算机通信（网）计算机网络计算机网络分布式系统分布式系统 C&C =Computer Communications2004年2月-2005年1月2南京大学
2、计算机科学与技术系杨献春思考题弄清四个关系通信与计算机数据通信与计算机通信计算机通信网与计算机网络计算机网络与分布式系统2004年2月-2005年1月3南京大学计算机科学与技术系杨献春通信与计算机的关系通信与计算机的关系 电信主要包括电信主要包括话音通信话音通信、图像通信图像通信、数据通信数据通信、视频通信视频通信。数据及计算机通信是为计算机之间的。数据及计算机通信是为计算机之间的远程信息交换、分布处理、资源共享提供服务的。远程信息交换、分布处理、资源共享提供服务的。数据及计算机通信是通信技术与计算机技术相结数据及计算机通信是通信技术与计算机技术相结合的产物，通信系统的性能提高及其技术的迅猛合
3、的产物，通信系统的性能提高及其技术的迅猛发展得益于计算机硬件与软件技术的不断进步。发展得益于计算机硬件与软件技术的不断进步。按照定义，计算机网络由按照定义，计算机网络由通信子网通信子网与与资源子网资源子网构构成。今天面对的通信子网以电信业运营的网络为成。今天面对的通信子网以电信业运营的网络为主干。主干。从电信网或计算机网络角度，发展趋势都是全球从电信网或计算机网络角度，发展趋势都是全球多媒体网络。通过电信、数据、有线电视的多媒体网络。通过电信、数据、有线电视的业务业务数字化数字化和和网络综合化网络综合化实现实现 多网合一多网合一或或网络融合网络融合，计算机通信将覆盖所有的传统电信业务。计算机通
4、信将覆盖所有的传统电信业务。2004年2月-2005年1月4南京大学计算机科学与技术系杨献春为什么要学习数据通信与网络？为什么要学习数据通信与网络？ITIT技术是以微电子学为基础，融合了通信技术、技术是以微电子学为基础，融合了通信技术、计算机技术、自动化技术、网络技术和智能技术计算机技术、自动化技术、网络技术和智能技术的综合性技术领域。计算机学科的知识结构与的综合性技术领域。计算机学科的知识结构与ITIT领域其它学科是相互交叉、渗透的。领域其它学科是相互交叉、渗透的。“The network is the computer”The network is the computer”。信息网络信息
5、网络时代的计算机工作者面对的是基于网络丰富资源时代的计算机工作者面对的是基于网络丰富资源的一个庞大虚拟机器，计算机网络是必修的课程。的一个庞大虚拟机器，计算机网络是必修的课程。数据通信则是计算机网络的技术基础。数据通信则是计算机网络的技术基础。随着随着InternetInternet的普及与发展，我们面对的计算机的普及与发展，我们面对的计算机网络是以数据通信技术及数据通信网作为支撑的网络是以数据通信技术及数据通信网作为支撑的全球性网络。全球性网络。通信网络在通信网络在ITIT业有着十分重要的地位。业有着十分重要的地位。2004年2月-2005年1月5南京大学计算机科学与技术系杨献春通信网络在通
6、信网络在IT领域的地位领域的地位ITIT业三大定律业三大定律摩尔定律（GordonMooresLaw）Every18months,processingpowerdoubleswhilecostholdsconstant.每过18个月,微处理器处理能力翻倍而价格不变。吉尔德定律（GeorgeGildersLaw）Thetotalbandwidthofcommunicationssystemswilltripleeveryyearforthenexttwenty-fiveyears.未来25年内，通信系统总带宽每年翻三番。梅特卡夫定律（BobMetcalfesLaw）Theusefulness,o
7、rutility,ofanetworkequalsthesquareofthenumberofusers.网络的利用价值等于用户数的平方。2004年2月-2005年1月6南京大学计算机科学与技术系杨献春通信网络在通信网络在IT领域的地位领域的地位 包括微处理器在内的集成电路、通信网络、软件是包括微处理器在内的集成电路、通信网络、软件是ITIT业的三大支柱。业的三大支柱。三大定律中一条涉及微处理器，两条与通信网络有三大定律中一条涉及微处理器，两条与通信网络有关。表明了网络在关。表明了网络在ITIT中的重要地位。中的重要地位。梅特卡夫定律定量描述了单机与联网之间的巨大差梅特卡夫定律定量描述了单机与
8、联网之间的巨大差别和网络的别和网络的重要价值重要价值,反映了数据反映了数据/计算机计算机通信网相通信网相对于其它通信网络的效率差别。对于其它通信网络的效率差别。问题问题1 1：比较电话网、有线电视网和数据通信网的效率。电话网电话网1:11:1，电视网，电视网1:1:N N，数据通信网数据通信网N N2 2。根据吉尔德定律与摩尔定律得知，通信网络的发展根据吉尔德定律与摩尔定律得知，通信网络的发展大大快于微处理器的发展。大大快于微处理器的发展。问题问题2 2：根据吉尔德定律，假如目前网络最大速率为10G bps，5年后预计最大速率为多少？网络带宽每年增网络带宽每年增4 4倍，倍，5 5年后增至年后
9、增至4 45 5=1024=1024倍，达到倍，达到10.2410.24TbpsTbps。2004年2月-2005年1月7南京大学计算机科学与技术系杨献春问题问题3 3：比较网络带宽与微处理器性能两者的增长速度。2004年2月-2005年1月8南京大学计算机科学与技术系杨献春课程介绍课程介绍涵盖我系原数据通信、计算机网络以及涵盖我系原数据通信、计算机网络以及InternetInternet技术三门课程内容，以数据通信技术三门课程内容，以数据通信和计算机网络为题分两个学期讲授。和计算机网络为题分两个学期讲授。旨在通过学习数据通信基础知识和计算机网络原旨在通过学习数据通信基础知识和计算机网络原理，
10、使学生了解和掌握计算机之间及人机之间通理，使学生了解和掌握计算机之间及人机之间通信与组网的有关基本概念与技术。信与组网的有关基本概念与技术。教材教材:DataandComputerCommunicationsDataandComputerCommunications（SixthSixthEditionEdition）影印本，美国著名计算机网络教授影印本，美国著名计算机网络教授WilliamStallingsWilliamStallings编著，高教出版社出版编著，高教出版社出版2004年2月-2005年1月9南京大学计算机科学与技术系杨献春课程主题ComputerCommunicationsa
11、ndNetworkingTechnologiesComputerCommunicationselectronictransmissionofdatafromonesystemtoanothermannerinwhichcomputerexchangeinfowitheachotherNetworkingcommunicationmethodologyandprotocolstopologyanddesignaddressingandroutingreliability,interoperabilityandsecuritystandardsTechnologiesvariousnetworki
12、ngschemesthathavebeendevised2004年2月-2005年1月10南京大学计算机科学与技术系杨献春教学内容教学内容通信模型与术语通信模型与术语通信系统硬件通信系统硬件传输媒体，数据通信接口，网络设备数据传输数据传输信号分析，信道传输特性，数据编码，数据传输方式，线路复用，链路控制网络体系结构与协议网络体系结构与协议OSI，TCP/IP，IEEE802网络技术网络技术拓扑，交换，路由选择，拥塞控制，互联，安全，管理，性能网络工程网络工程规划设计，系统集成，综合布线，管理维护数据通信与网络发展历史及趋势数据通信与网络发展历史及趋势2004年2月-2005年1月11南京大学计
13、算机科学与技术系杨献春教学要求教学要求教学目标 基本知识（概念、方法、技术、标准）基本知识（概念、方法、技术、标准）基础理论（数学、算法、模型）基础理论（数学、算法、模型）实际技能（网络编程、软件工具）实际技能（网络编程、软件工具）认知层次 识记识记 理解理解 简单应用简单应用 综合应用综合应用2004年2月-2005年1月12南京大学计算机科学与技术系杨献春知识基础与后继课程数学数学 微积分微积分 概率与随机过程概率与随机过程 数论数论电子学电子学 数字信号处理数字信号处理计算机科学计算机科学 计算机组织结构计算机组织结构 计算机操作系统计算机操作系统 计算机程序设计计算机程序设计 数据结构
14、与算法分析数据结构与算法分析 数据通信数据通信 计算机网络计算机网络 TCP/IP协议协议Internet软件技术软件技术Internet应用开发技术应用开发技术多媒体技术多媒体技术网络信息安全网络信息安全分布式系统分布式系统2004年2月-2005年1月13南京大学计算机科学与技术系杨献春教学安排教学安排数据通信 数据通信基础数据通信基础 广域网技术广域网技术计算机网络 网络体系结构网络体系结构 局域网技术与系统局域网技术与系统TCP/IPTCP/IP协议协议 网络信息安全网络信息安全 网络工程网络工程学时安排课堂教学120学时课余实验40学时联机自学200学时修课成绩平时作业平时作业10%
15、10%实验报告实验报告10%10%课堂测验课堂测验20%20%期末考试期末考试60%60%2004年2月-2005年1月14南京大学计算机科学与技术系杨献春教学交流教学主页教学主页URLURL：http:/ 本课程教学大纲、讲稿幻灯片皆已放在个人教学主页上，本课程教学大纲、讲稿幻灯片皆已放在个人教学主页上，可供选课者浏览或下载。但只允许用于本课程学习，不得可供选课者浏览或下载。但只允许用于本课程学习，不得侵权利用。侵权利用。教学论坛教学论坛URLURL：http:/http:/ ShayW.A.ShayW.A.，数据通信与网络教程数据通信与网络教程数据通信与网络教程数据通信与网络教程，高传善等
16、译，高传善等译，机械工业出版社，机械工业出版社，2000.32000.3 DouglasE.ComerDouglasE.Comer，计算机网络与因特网计算机网络与因特网计算机网络与因特网计算机网络与因特网，徐，徐贤良等译，贤良等译，机械工业出版社，机械工业出版社，2000.82000.8 TamaraDeanTamaraDean，计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程，陶华敏等，陶华敏等译，译，机械工业出版社，机械工业出版社，2000.92000.9 AnthonyJonesAnthonyJones，WindowsWindows网络编程技术网络编程技术网络编程
17、技术网络编程技术，京京，京京工作室译，工作室译，机械工业出版社，机械工业出版社，2000.32000.3 URL:URL:http:/ 学学 参参 考考 书书 目目 BehrouzForouzanBehrouzForouzan,DataCommunicationsandNetworkingDataCommunicationsandNetworking，第第2 2版版，机械机械工业出版社工业出版社,2002.,2002.（全年）（全年）MichaelA.Gallo,MichaelA.Gallo,ComputerCommunicationsandNetworkingTechnologiesComp
18、uterCommunicationsandNetworkingTechnologies，高等教育出版社高等教育出版社,200,2003 3.（全年）（全年）AndrewS.AndrewS.TanenbaumTanenbaum,ComputerNetworksComputerNetworks，ThirdEditionThirdEdition,清华大学出版清华大学出版社社,19971997.（全年）（全年）谢希仁，谢希仁，计算机网络计算机网络，第第4 4版版，电子工业出版社电子工业出版社,200,2003 3.（全年）（全年）2004年2月-2005年1月17南京大学计算机科学与技术系杨献春教教
19、学学 参参 考考 书书 目目 潘新民，潘新民，计算机通信技术计算机通信技术，电子工业出版社电子工业出版社,200,2002 2.（第一学期）（第一学期）LeonW.CouchII,LeonW.CouchII,DigitalandAnalogCommunicationSystems,DigitalandAnalogCommunicationSystems,FifthEditionFifthEdition,清华大学出版社清华大学出版社,1998.,1998.（第一学期）（第一学期）DarrenL.DarrenL.SpohnSpohn,DataNetworkDesign,DataNetworkDes
20、ign,SecondEditionSecondEdition,人民邮电出版社人民邮电出版社,2000.2000.（第一学期）（第一学期）JohnG.JohnG.ProakisProakis,ContemporaryCommunicationSystemsUsingMATLAB,ContemporaryCommunicationSystemsUsingMATLAB,西西安交通大学出版社安交通大学出版社,2001.,2001.（第一学期）（第一学期）J JamesamesF.Kurose,F.Kurose,ComputerNetworking:ATop-DownApproachFeaturingC
21、omputerNetworking:ATop-DownApproachFeaturingtheInternettheInternet，高等教育出版社高等教育出版社,2001,2001.（第二学期）（第二学期）WilliamStallings,WilliamStallings,Local&MetropolitanAreaNetworks,Local&MetropolitanAreaNetworks,第第6 6版版,电子工业出电子工业出版社版社,2001.,2001.（第二学期）（第二学期）DouglasE.Comer,DouglasE.Comer,InternetworkingwithTCP/I
22、PVolume1:Principles,InternetworkingwithTCP/IPVolume1:Principles,protocols,andArchitectureprotocols,andArchitecture,ThirdEditionThirdEdition,清华大学出版社清华大学出版社,1998.,1998.（第二学期）（第二学期）WilliamStallings,WilliamStallings,CryptographyandNetworkSecurity:PrinciplesandCryptographyandNetworkSecurity:Principlesand
23、Practice,Practice,SecondEditionSecondEdition,清华大学出版社清华大学出版社,2002.,2002.（第二学期）（第二学期）ManiMani SubramanianSubramanian,NetworkManagement:PrinciplesandPractice,NetworkManagement:PrinciplesandPractice,高等教育高等教育出版社出版社,2001.,2001.（第二学期）（第二学期）王宝智，王宝智，全新计算机网络工程教程全新计算机网络工程教程，北京希望电子出版社北京希望电子出版社,2001.,2001.（第二学期）（第二学期）2004年2月-2005年1月18南京大学计算机科学与技术系杨献春