計算機網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)

1、計算機網(wǎng)絡(luò)概述計算機網(wǎng)絡(luò)概述 1計算機網(wǎng)絡(luò)的分類計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 2計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu) 3計算機網(wǎng)絡(luò)的組成計算機網(wǎng)絡(luò)的組成 4 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢 5u 計算機網(wǎng)絡(luò)的定義；計算機網(wǎng)絡(luò)的定義；u 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成；計算機網(wǎng)絡(luò)的組成；u 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類；計算機網(wǎng)絡(luò)的分類；u 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用。計算機網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用。 我們已經(jīng)進入我們已經(jīng)進入2121世紀，世紀，2121世紀的一些重要特征是世紀的一些重要特征是數(shù)數(shù)字化字化、網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化和和信息化信息化，它是一個，它是一個以網(wǎng)絡(luò)為核心的信以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時代息時代 當前世界經(jīng)濟正從當前世界

2、經(jīng)濟正從工業(yè)經(jīng)濟工業(yè)經(jīng)濟向向知識經(jīng)濟知識經(jīng)濟轉(zhuǎn)變。知識轉(zhuǎn)變。知識經(jīng)濟中的兩個重要特點就是經(jīng)濟中的兩個重要特點就是信息化信息化和和全球化全球化。要實現(xiàn)。要實現(xiàn)信息化和全球化，就必須依靠完善的網(wǎng)絡(luò)。信息化和全球化，就必須依靠完善的網(wǎng)絡(luò)。這里所說的網(wǎng)絡(luò)是指這里所說的網(wǎng)絡(luò)是指“三網(wǎng)三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡(luò)、有限電視網(wǎng)，即電信網(wǎng)絡(luò)、有限電視網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)，其起到核心作用的是后者，這也是本門課絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò)，其起到核心作用的是后者，這也是本門課第二部分要討論的內(nèi)容第二部分要討論的內(nèi)容 所謂計算機網(wǎng)絡(luò)就是將分布在所謂計算機網(wǎng)絡(luò)就是將分布在不同地理位置不同地理位置上的具有上的具有獨立工作能獨立工作能力力的計算機、

3、終端及其附屬設(shè)備用的計算機、終端及其附屬設(shè)備用通信設(shè)備和通信線路通信設(shè)備和通信線路連接起來，在連接起來，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和軟件的支持下，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和軟件的支持下，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和計算機資源共享的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)通信和計算機資源共享的系統(tǒng)。 由計算機網(wǎng)絡(luò)的定義可知：由計算機網(wǎng)絡(luò)的定義可知： 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(Protocol)(Protocol)是指為進行計算機網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)是指為進行計算機網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定的集合。據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定的集合。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素：（1)1)語義（語義（Semantics)Semantics)。涉及用于協(xié)調(diào)與差錯處理的。涉及用

4、于協(xié)調(diào)與差錯處理的控制信息。（控制信息。（講什么？講什么？）（2)2)語法（語法（Syntax)Syntax)。涉及數(shù)據(jù)及控制信息的格式、編。涉及數(shù)據(jù)及控制信息的格式、編碼及信號電平等。（碼及信號電平等。（如何講？如何講？）（3)3)定時（定時（Timing)Timing)。涉及速度匹配和排序等。涉及速度匹配和排序等。 （講講話次序？話次序？）7.1.2 7.1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能計算機網(wǎng)絡(luò)的功能7 71. 1. 具有通信功能的單機系統(tǒng)具有通信功能的單機系統(tǒng)IBM AS/400中心主機多重線路控制器電話網(wǎng)電話網(wǎng)PSTNPSTNModemModemModemModemModemModem終端終

5、端終端第一代計算機網(wǎng)絡(luò)第一代計算機網(wǎng)絡(luò)面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)2. 2. 具有通信功能的多機系統(tǒng)具有通信功能的多機系統(tǒng)中心主機前端處理機電話網(wǎng)電話網(wǎng)PSTNPSTN高速線路終端終端終端ModemModem集中器低速線路HOSTHOSTHOSTTTTTTTTTTT通信線路通信線路 分組交換的產(chǎn)生和發(fā)展分組交換的產(chǎn)生和發(fā)展電路交換電路交換的的“面向連接面向連接”的特性的特性使得數(shù)據(jù)傳輸必須使得數(shù)據(jù)傳輸必須占用端到端的固定傳輸帶寬，而計算機數(shù)據(jù)又是突占用端到端的固定傳輸帶寬，而計算機數(shù)據(jù)又是突發(fā)式的發(fā)送的，使得線路的利用率很低。美國軍方發(fā)式的發(fā)送的，使得線路的利用率很低。美國軍方組織

6、了一批專家設(shè)計出了使用組織了一批專家設(shè)計出了使用分組交換分組交換（Packet Packet switchingswitching）的新型計算機網(wǎng)絡(luò)）的新型計算機網(wǎng)絡(luò)，取名為，取名為ARPAnetARPAnet，后來發(fā)展為后來發(fā)展為InternetInternet。 ARPAnet是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一個是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑重要里程碑完成了對計算機網(wǎng)絡(luò)定義、分類與子課題研究內(nèi)容完成了對計算機網(wǎng)絡(luò)定義、分類與子課題研究內(nèi)容的描述；的描述；提出了資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng)的兩級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的概念；提出了資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng)的兩級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的概念；研究了報文分組交換的數(shù)據(jù)交換方法；研究了報文分組交

7、換的數(shù)據(jù)交換方法；采用了層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型與協(xié)議體系；采用了層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型與協(xié)議體系；促進了促進了TCP/IPTCP/IP協(xié)議的發(fā)展，為協(xié)議的發(fā)展，為InternetInternet的形成與發(fā)的形成與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。展奠定了基礎(chǔ)。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與因特網(wǎng)的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與因特網(wǎng)的發(fā)展2020世紀世紀7070年代末，分組交換網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目開始增加，年代末，分組交換網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目開始增加，研制將網(wǎng)絡(luò)連接到一起的時機已經(jīng)成熟。由研制將網(wǎng)絡(luò)連接到一起的時機已經(jīng)成熟。由DARPADARPA支持的支持的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的先驅(qū)性工作，的先驅(qū)性工作，本質(zhì)上就是創(chuàng)建一本質(zhì)上就是創(chuàng)建一個個“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)

8、絡(luò)”。19831983年年TCP/IPTCP/IP協(xié)議成為協(xié)議成為ARPAnetARPAnet上的標準協(xié)議，上的標準協(xié)議，而而TCP/IPTCP/IP（Transmission Control Transmission Control Protocol/Internet ProtocolProtocol/Internet Protocol）技術(shù)）技術(shù)的核心的核心就是就是實現(xiàn)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，其，其關(guān)鍵思想關(guān)鍵思想是是屏蔽物理網(wǎng)絡(luò)的差異性屏蔽物理網(wǎng)絡(luò)的差異性，向用戶提供通用一致的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)向用戶提供通用一致的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與因特網(wǎng)的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與因特網(wǎng)的發(fā)展2020世紀世紀9090年

9、代，因特網(wǎng)的發(fā)展十分迅速，其規(guī)模越年代，因特網(wǎng)的發(fā)展十分迅速，其規(guī)模越來越大，應(yīng)用越來越廣，已經(jīng)商業(yè)化。萬維網(wǎng)來越大，應(yīng)用越來越廣，已經(jīng)商業(yè)化。萬維網(wǎng)（World Wide WebWorld Wide WebWWWWWW）的出現(xiàn)，它將因）的出現(xiàn)，它將因特網(wǎng)帶入了數(shù)以萬計的家庭和企業(yè)中。特網(wǎng)帶入了數(shù)以萬計的家庭和企業(yè)中。2020世紀世紀9090年代后年代后5 5年是因特網(wǎng)飛速增長和變革的時年是因特網(wǎng)飛速增長和變革的時期，大量的期，大量的ITIT公司成立并創(chuàng)造著因特網(wǎng)產(chǎn)品和服務(wù)。公司成立并創(chuàng)造著因特網(wǎng)產(chǎn)品和服務(wù)。到到20002000年末，因特網(wǎng)已經(jīng)支持很多的應(yīng)用軟件，包年末，因特網(wǎng)已經(jīng)支持很多的應(yīng)

10、用軟件，包括以下括以下4 4種應(yīng)用軟件：種應(yīng)用軟件： 電子郵件（E-Mail）系統(tǒng)，Web系統(tǒng)，即時訊息（Instant Messaging)軟件，對等（Peer to Peer，P2P）文件共享軟件。7.2 7.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類計算機網(wǎng)絡(luò)的分類 1. 廣域網(wǎng)（廣域網(wǎng)（WAN：Wide Area Network）廣域網(wǎng)指的是實現(xiàn)計算機遠距離連接的計算機網(wǎng)絡(luò)，廣域網(wǎng)指的是實現(xiàn)計算機遠距離連接的計算機網(wǎng)絡(luò)，可以把眾多的城域網(wǎng)、局域網(wǎng)連結(jié)起來，也可以把全球可以把眾多的城域網(wǎng)、局域網(wǎng)連結(jié)起來，也可以把全球的區(qū)域網(wǎng)、局域網(wǎng)連接起來。的區(qū)域網(wǎng)、局域網(wǎng)連接起來。2. 城域網(wǎng)（城域網(wǎng)（MAN：Metrop

11、olitan Area Network）有時又稱之為城市網(wǎng)、區(qū)域網(wǎng)、都市網(wǎng)。城域網(wǎng)是在有時又稱之為城市網(wǎng)、區(qū)域網(wǎng)、都市網(wǎng)。城域網(wǎng)是在一個城市或地區(qū)范圍內(nèi)連接起來的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，距離通常一個城市或地區(qū)范圍內(nèi)連接起來的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，距離通常在幾十公里之內(nèi)。在幾十公里之內(nèi)。3. 3. 局域網(wǎng)（局域網(wǎng)（LANLAN：Local Area NetworkLocal Area Network） 局域網(wǎng)也稱局部網(wǎng)，是在一個有限的地理范圍（十幾局域網(wǎng)也稱局部網(wǎng)，是在一個有限的地理范圍（十幾公里以內(nèi)）內(nèi)將計算機、外部設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備連接在一公里以內(nèi)）內(nèi)將計算機、外部設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備連接在一起的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，常用于一座大

12、樓、一個學(xué)校或一個企業(yè)內(nèi)。起的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，常用于一座大樓、一個學(xué)?；蛞粋€企業(yè)內(nèi)。常見的局域網(wǎng)有以太網(wǎng)（包括快速以太網(wǎng)、千兆位以太網(wǎng)、常見的局域網(wǎng)有以太網(wǎng)（包括快速以太網(wǎng)、千兆位以太網(wǎng)、萬兆位以太網(wǎng)）、萬兆位以太網(wǎng)）、FDDIFDDI、ATMATM等。等。4. 4. 接入網(wǎng)（接入網(wǎng)（ANAN：Access NetworkAccess Network） 又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。接入網(wǎng)是局域網(wǎng)（或又稱為本地接入網(wǎng)或居民接入網(wǎng)。接入網(wǎng)是局域網(wǎng)（或校園網(wǎng)）和城域網(wǎng)之間的橋接區(qū)。接入網(wǎng)提供多種高速接入校園網(wǎng)）和城域網(wǎng)之間的橋接區(qū)。接入網(wǎng)提供多種高速接入技術(shù)，使用戶接入到技術(shù)，使用戶接入到Interne

13、tInternet的瓶頸得到某種程度上的解決。的瓶頸得到某種程度上的解決。7.2.2 按數(shù)據(jù)傳輸方式分類按數(shù)據(jù)傳輸方式分類 （1）廣播網(wǎng)絡(luò)（）廣播網(wǎng)絡(luò)（Broadcasting Network）中的計算機）中的計算機或設(shè)備使用一條共享的通信介質(zhì)進行數(shù)據(jù)傳播，網(wǎng)絡(luò)中的所或設(shè)備使用一條共享的通信介質(zhì)進行數(shù)據(jù)傳播，網(wǎng)絡(luò)中的所有結(jié)點都能收到任何結(jié)點發(fā)出的數(shù)據(jù)信息。傳輸方式有有結(jié)點都能收到任何結(jié)點發(fā)出的數(shù)據(jù)信息。傳輸方式有3種：種：單播（單播（Unicast）：發(fā)送的信息中包含明確的目的地址，）：發(fā)送的信息中包含明確的目的地址，所有結(jié)點都檢查該地址。如果與自己的地址相同，則處理該所有結(jié)點都檢查該地址。如

14、果與自己的地址相同，則處理該信息，如果不同，則忽略。信息，如果不同，則忽略。組播（組播（Multicast）：將信息傳送給網(wǎng)絡(luò)中部分結(jié)點。）：將信息傳送給網(wǎng)絡(luò)中部分結(jié)點。廣播（廣播（Broadcast）：在發(fā)送的信息中使用一個指定的）：在發(fā)送的信息中使用一個指定的代碼標識目的地址，將信息發(fā)送給所有的目標結(jié)點。當使用代碼標識目的地址，將信息發(fā)送給所有的目標結(jié)點。當使用這個指定代碼傳輸信息時，所有結(jié)點都接收并處理該信息。這個指定代碼傳輸信息時，所有結(jié)點都接收并處理該信息。（2 2）點對點網(wǎng)絡(luò)（）點對點網(wǎng)絡(luò)（Point to Point NetworkPoint to Point Network）中

15、的計）中的計算機或設(shè)備以點對點的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，兩個結(jié)點間都可算機或設(shè)備以點對點的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，兩個結(jié)點間都可能有多條單獨的鏈路。能有多條單獨的鏈路。以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)都屬于廣播網(wǎng)，而以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)都屬于廣播網(wǎng)，而ATMATM和幀中繼網(wǎng)都和幀中繼網(wǎng)都屬于點對點網(wǎng)。屬于點對點網(wǎng)。7.2.3 按網(wǎng)絡(luò)組件的關(guān)系分類按網(wǎng)絡(luò)組件的關(guān)系分類（1 1）對等網(wǎng)絡(luò)）對等網(wǎng)絡(luò)典型操作系統(tǒng)有典型操作系統(tǒng)有DOSDOS、Windows95Windows959898。網(wǎng)絡(luò)中的各。網(wǎng)絡(luò)中的各計算機在功能上是平等的，沒有客戶機服務(wù)器之分，每臺計計算機在功能上是平等的，沒有客戶機服務(wù)器之分，每臺計算機既可以提供服務(wù)，又

16、可以索取服務(wù)。具有各計算機地位算機既可以提供服務(wù)，又可以索取服務(wù)。具有各計算機地位平等，網(wǎng)絡(luò)配置簡單，網(wǎng)絡(luò)的可管理性差等特點。平等，網(wǎng)絡(luò)配置簡單，網(wǎng)絡(luò)的可管理性差等特點。（2 2）客戶機服務(wù)器模式）客戶機服務(wù)器模式服務(wù)器給予服務(wù)，不索取服務(wù)；客戶機則是索求服務(wù)，服務(wù)器給予服務(wù)，不索取服務(wù)；客戶機則是索求服務(wù)，不提供服務(wù)。具有網(wǎng)絡(luò)中計算機地位不平等，網(wǎng)絡(luò)管理集中，不提供服務(wù)。具有網(wǎng)絡(luò)中計算機地位不平等，網(wǎng)絡(luò)管理集中，便于網(wǎng)絡(luò)管理，網(wǎng)絡(luò)配置復(fù)雜等特點。便于網(wǎng)絡(luò)管理，網(wǎng)絡(luò)配置復(fù)雜等特點。 網(wǎng)絡(luò)拓撲是由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備和通信介質(zhì)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)拓撲是由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備和通信介質(zhì)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。在計算機網(wǎng)絡(luò)中，以計算

17、機作為的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。在計算機網(wǎng)絡(luò)中，以計算機作為節(jié)點、通信線路作為連線，可構(gòu)成不同的幾何圖節(jié)點、通信線路作為連線，可構(gòu)成不同的幾何圖形，也就是網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)。形，也就是網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)。 7.3 7.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)7.3.1 7.3.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲的概念網(wǎng)絡(luò)拓撲的概念7.3.2 7.3.2 常見的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)常見的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 10Base-510Base-5、10Base-210Base-2等以太網(wǎng)技術(shù)都采用總線拓撲結(jié)構(gòu)。等以太網(wǎng)技術(shù)都采用總線拓撲結(jié)構(gòu)。 星型拓撲的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，管理方便，可擴充性強，星型拓撲的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，管理方便，可擴充性強，組網(wǎng)容易。組網(wǎng)容

18、易。星型拓撲的缺點是屬于集中控制，主節(jié)點負載過重，如星型拓撲的缺點是屬于集中控制，主節(jié)點負載過重，如果中央結(jié)點產(chǎn)生故障，則全網(wǎng)不能工作，所以對中央結(jié)點的果中央結(jié)點產(chǎn)生故障，則全網(wǎng)不能工作，所以對中央結(jié)點的可靠性和冗余度要求很高?？煽啃院腿哂喽纫蠛芨摺?環(huán)型拓撲是將各臺環(huán)型拓撲是將各臺聯(lián)網(wǎng)的計算機用通信聯(lián)網(wǎng)的計算機用通信線路連接成一個閉合線路連接成一個閉合的環(huán)。如圖的環(huán)。如圖1.8示，是示，是一個點到點的環(huán)路，一個點到點的環(huán)路，每臺設(shè)備都直接連接每臺設(shè)備都直接連接到環(huán)上，或通過一個到環(huán)上，或通過一個分支電纜連到環(huán)上。分支電纜連到環(huán)上。樹型拓撲是從總線拓撲演變而來，它把星型和樹型拓撲是從總線拓撲演變而來，它把星型和總線型結(jié)合起來，形狀像一棵倒置的樹，頂端有總線型結(jié)合起來，形狀像一棵倒置的樹，頂端有一個帶分支的根，每個分支還可以延伸出子分支一個帶分支的根，每個分支還可以延伸出子分支網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分為全連接網(wǎng)狀