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1、计算机网络第一章1第1页，本讲稿共32页教学目标和考核方法教学目标和考核方法一、教学目标：一、教学目标：在在掌掌握握计计算算机机网网络络基基本本概概念念的的基基础础上上，了了解解计计算算机机网网络络的的发发展展趋趋势势，初初步步掌掌握握计计算算机机网网络络的的基基本本原原理理，并并通通过过参参加加上机实验，掌握计算机网络工具应用的基本方法和技能。上机实验，掌握计算机网络工具应用的基本方法和技能。二、考核形式：二、考核形式：着重从以下几个方面进行考核：着重从以下几个方面进行考核：1、平时上课表现（、平时上课表现（10%）2、上机实验（或作业）（、上机实验（或作业）（20%）3、基本概念和原理的掌
2、握（基本概念和原理的掌握（70%）2第2页，本讲稿共32页计算机网络的发展和应用现状计算机网络的发展和应用现状 发展的推动力发展的推动力网络发展和应用现状网络发展和应用现状3第3页，本讲稿共32页发展的推动力发展的推动力 硬件技术：芯片技术硬件技术：芯片技术软件技术（各种开发工具）软件技术（各种开发工具）应应用用的的层层次次：个个人人、组组织织（企企业业、地地区区、国家、全球）国家、全球）4第4页，本讲稿共32页广泛的应用广泛的应用应用的层次：应用的层次：1 1、个人、个人2 2、组织（企业、地区、国家、全球）、组织（企业、地区、国家、全球）5第5页，本讲稿共32页互联网发展和应用现状互联网发
3、展和应用现状 6第6页，本讲稿共32页我国互联网络发展现状我国互联网络发展现状上网计算机数上网计算机数 上网人数上网人数网站数网站数上网方式上网方式整体网民与使用手机上网网民的年龄分整体网民与使用手机上网网民的年龄分布布数据来源：第数据来源：第1919次中国互联网络发展状况统计报告次中国互联网络发展状况统计报告7第7页，本讲稿共32页Internet及其应用8第8页，本讲稿共32页计算机网络的发展过程计算机网络的发展过程 第一阶段：面向终端的联机系统：第一阶段：面向终端的联机系统：20世纪世纪50年代年代-20世纪世纪60年代年代9第9页，本讲稿共32页特点：特点：1、优优点点：连连接接大大量
4、量终终端端，实实现现远远程程使使用用计算机计算机2、缺缺点点：一一是是主主机机系系统统的的负负荷荷较较重重，主主机机除除了了要要完完成成数数据据处处理理任任务务之之外外，还还要要承承担担繁繁重重的的通通信信管管理理任任务务，致致使使主主机机的的信信息息处处理理能能力力大大打打折折扣扣；二二是是通通信信线线路路的利用率较低。的利用率较低。10第10页，本讲稿共32页多机联机系统多机联机系统11第11页，本讲稿共32页多机联机系统多机联机系统主主 机机 之之 前前 设设 置置 前前 置置 处处 理理 机机 FEP(Front End Processor)，专专门门负负责责处处理理终终端端与与主主机
5、机间间通通信信任任务务，减减轻轻主主机机的的负负荷荷来来处处理理用用户户数数据据，系系统统的的工工作作效效率显著提高；率显著提高；在在终终端端比比较较集集中中的的地地区区设设置置一一个个终终端端集集中中器器。多多个个终终端端使使用用低低速速通通信信线线路路汇汇集集到到线线路路集集中中器器，线线路路集集中中器器使使用用一一条条高高速速通通信信线线路路连连接接到到主主机机，从从而提高了通信线路的利用率而提高了通信线路的利用率12第12页，本讲稿共32页典型应用典型应用美国航空公司与美国航空公司与IBM公司联合研究、公司联合研究、60年代初投入使用的飞机订票系统年代初投入使用的飞机订票系统SABRE
6、-1 美国的半自动化地面防空美国的半自动化地面防空SAGE系统系统 13第13页，本讲稿共32页第二阶段：面向通信的计算机第二阶段：面向通信的计算机-计算机网络计算机网络 60-70年代：年代：1969年年12月美国第一个使用分组交换技术的月美国第一个使用分组交换技术的ARPANET投入为标志投入为标志ARPANET的贡献：的贡献：1 1、计算机网络的概念发生了根本的变化。提出、计算机网络的概念发生了根本的变化。提出“通信子网通信子网”概念来研究网络的结构中的通信支持。概念来研究网络的结构中的通信支持。2 2、研究了分组交换方法、研究了分组交换方法：分组存储转发节点，完成分组的接分组存储转发节
7、点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能收、校验、存储、转发等功能 3 3、强调通信资源的共享、强调通信资源的共享 4 4、采用了层次结构的网络体系结构模型与协议体系、采用了层次结构的网络体系结构模型与协议体系 14第14页，本讲稿共32页15第15页，本讲稿共32页典型应用典型应用美国的美国的TELENET网络网络 加拿大的加拿大的DATAPRC网网 法国的法国的TRANSPAC网网 16第16页，本讲稿共32页第三阶段：标准的体系结构网络第三阶段：标准的体系结构网络 70-80年代：年代：70年代初期，体系结构如：年代初期，体系结构如：IBM公司的公司的SNA(System Networ
8、k Architecture)、DEC公司的公司的DNA(Digital Network Architecture)与与UNIVAC公司的公司的DCA(Distributed Computer Architecture)。1977年国际标准化组织年国际标准化组织(1SO)成立了成立了TC97(计算机与信息处计算机与信息处理标准化委员会理标准化委员会)下属的下属的SCl6(开放系统互联分技术委员会开放系统互联分技术委员会)，ISO正式制定与颁布了正式制定与颁布了“开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型”(OSI RM，Open System Interconnection Reference
9、Model)，即，即ISOIEC7498国际标准。国际标准。尽管人们对尽管人们对ISOOSI RM的评价褒贬不一，但的评价褒贬不一，但ISOOSI参参考模型与协议的研究成果对推动网络体系结构理论发展考模型与协议的研究成果对推动网络体系结构理论发展意义重大。意义重大。17第17页，本讲稿共32页在广域网发展的同时，局域网技术也取得了长足的进步。在广域网发展的同时，局域网技术也取得了长足的进步。在在80年年代代，局局域域网网借借鉴鉴了了广广域域网网发发展展的的经经验验，产产品品从从一一开始就按照标准化、互相兼容的方式展开竞争。开始就按照标准化、互相兼容的方式展开竞争。最最终终，Ethernet、T
10、oken Bus、Token Ring原原理理的的局局域域网网产产品品形成了主流，并已形成了国际标准。形成了主流，并已形成了国际标准。特特别别在在在在90年年代代，局局域域网网技技术术取取得得了了重重要要的的进进展展:Ethernet网网络络中中，非非屏屏蔽蔽双双绞绞线线实实现现了了10Mbps的的数数据据传传输输，并并在在此此基基础础上上形形成成了了网网络络结结构构化化布布线线技技术术，使使局局域域网网络络在在办办公公自自动动化化环环境境中中得得到到更更为为广广泛泛的的应应用用。局局域域网网操操作作系系统统NetWare、Windows NT Server、IBM LAN Server及及U
11、NIX操操作作系系统统的的应应用用；客客户户机机服服务务器器计计算算模模式的应用；式的应用；TCPIP协议的广泛应用协议的广泛应用18第18页，本讲稿共32页现代计算机网络现代计算机网络19第19页，本讲稿共32页第四阶段：互连网广泛应用与快速发展第四阶段：互连网广泛应用与快速发展 Internet的广泛应用的广泛应用高速网的发展：宽带综合业务数据网高速网的发展：宽带综合业务数据网B-ISDNB-ISDN、异步传输模式、异步传输模式ATMATM、高速高速EthernetEthernet、交换局域网与虚拟网络上。、交换局域网与虚拟网络上。移动网技术的迅速发展：无线应用协议移动网技术的迅速发展：无
12、线应用协议WAPWAP技术的发展和技术的发展和一种短距离无线通信技术一种短距离无线通信技术-蓝牙技术蓝牙技术 三三(四四)网合一？网合一？20第20页，本讲稿共32页计算机网络的概念计算机网络的概念 资源共享的观点、用户透明性的观点与广义的观点：资源共享的观点、用户透明性的观点与广义的观点：从从资资源源共共享享的的角角度度描描述述：以以资资源源(硬硬件件、软软件件和和数数据据)共共享享 的的方方式式相互连接起来，各自独立自治的计算机系统的集合体。相互连接起来，各自独立自治的计算机系统的集合体。从从用用户户透透明明的的角角度度描描述述：计计算算机机网网络络中中存存在在这这样样一一个个网网络络操操
13、作作系系统统，它它为为用用户户自自动动管管理理资资源源的的，并并调调度度用用户户在在完完成成其其任任务务时时所所需需要要的的资资源源。整整个个网网络络如如同同一一台台大大型型计计算算机机系系统统，其拥有的一切资源对用户是透明的。其拥有的一切资源对用户是透明的。从从广广义义的的角角度度描描述述：应应用用计计算算机机技技术术与与通通信信技技术术，将将多多台台计计算算机机系系统统互互相相连连接接起起来来，实实现现远远程程操操作作并并达达到到资资源源共共享享的的系统。系统。21第21页，本讲稿共32页计算机网络拓扑构型计算机网络拓扑构型 将网络单元定义为节点，两个节点间的通信线路定义为链路，通将网络单
14、元定义为节点，两个节点间的通信线路定义为链路，通过网中节点与链路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中过网中节点与链路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系。各实体间的结构关系。网络拓扑分为物理拓扑和逻辑拓扑结构：网络拓扑分为物理拓扑和逻辑拓扑结构：物物理理拓拓扑扑是是指指从从物物理理连连接接的的角角度度来来描描述述网网络络拓拓扑扑构构型型，主主要包括星形、树形、环形、不规则形、总线形。要包括星形、树形、环形、不规则形、总线形。逻逻辑辑拓拓扑扑则则从从通通信信信信道道类类型型的的角角度度来来描描述述网网络络拓拓扑扑构构型型，主主要要分为点到点型和广播型两种。分为点到点型和
15、广播型两种。22第22页，本讲稿共32页23第23页，本讲稿共32页24第24页，本讲稿共32页计算机网络的分类计算机网络的分类 按覆盖地域的范围分类按覆盖地域的范围分类：广域网广域网WAN(Wide Area Network)：覆盖范围要超过覆盖范围要超过100公里，甚至到几千公里公里，甚至到几千公里,可可以跨城市、跨地区，以至跨国家，形成洲际远程网络以跨城市、跨地区，以至跨国家，形成洲际远程网络；几乎都几乎都(卫星网除外卫星网除外)采采用网状形拓扑结构，以及通过交换节点来转接信道的存储用网状形拓扑结构，以及通过交换节点来转接信道的存储-转发传输方式转发传输方式(分组分组交换交换)；所采用的
16、传输介质和数据速率范围较广。所采用的传输介质和数据速率范围较广。局域网局域网LAN(Local Area Network)：一般不超过一般不超过10公里公里；最多的情况是采用双最多的情况是采用双绞线或光缆连接绞线或光缆连接 城域网城域网MAN(Metropolitan Area Network)：覆盖范围取决于城市的大小覆盖范围取决于城市的大小；采用采用同轴电缆或光纤作为传输介质同轴电缆或光纤作为传输介质；用途主要包括用途主要包括LAN之间的连接、建立多媒体之间的连接、建立多媒体信息系统的传输通道、提供于广域网的网际接口或作为接入网服务系信息系统的传输通道、提供于广域网的网际接口或作为接入网服
17、务系统和提供宽带的综合业务服务。统和提供宽带的综合业务服务。25第25页，本讲稿共32页按通信介质分类按通信介质分类 有有线线网网：采采用用各各种种有有线线缆缆，如如双双绞绞线线、同同轴轴电电缆缆、光光纤纤等等物物理理介介质质来来传传输输数数据据的网络。的网络。无无线线网网：采采用用无无线线信信号号、卫卫星星、微微波波等等无线形式来传输数据的网络。无线形式来传输数据的网络。26第26页，本讲稿共32页几种公共数据通信服务几种公共数据通信服务 公共电话交换网公共电话交换网PSTN 综合业务数字网综合业务数字网ISDN 数字数据网数字数据网DDN（Digital Data Network）多兆位数
18、据交换服务多兆位数据交换服务SMDS无线通信系统无线通信系统 27第27页，本讲稿共32页公共电话交换网公共电话交换网PSTN以模拟技术为基础实现语音传输的电路交换网络 实现远程数据通信是最廉价的 采用PSTN通信入网方式也简便灵活 28第28页，本讲稿共32页综合业务数字网综合业务数字网ISDN一根电话线同时实现语音、传真、计算机上网，故又称“一线通”1984年CCITT制定标准，极力推广分为窄带综合业务网（N-ISDN）和宽带综合业务网（B-ISDN）原理见教材29第29页，本讲稿共32页数字数据网DDN见教材多兆位数据交换服务 见教材30第30页，本讲稿共32页无线网无线宽带通信技术为热点最大卫星网，最小人体域网 蜂窝移动通信网固定无线接入系统无线局域网自由空间光系统平流层气球通信 31第31页，本讲稿共32页无线网技术热点3G 3.5GHz宽带固定无线接入-无线城域网 无线局域网技术WLAN(Wi-Fi),其技术标准为802.11a,b,g,z超宽带无线接入技术(UWB)-未来家庭网32第32页，本讲稿共32页