第1部分-計算機網(wǎng)絡(luò)的研究與發(fā)展

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

的研究與發(fā)展2計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的三條主線

3主線1：ARPANET-TCI/IP-Internet4ARPANET與分組交換技術(shù)

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)準(zhǔn)備和理論形成階段出現(xiàn)的三項標(biāo)志性的成果：數(shù)據(jù)通信技術(shù)的研究將彼此獨立發(fā)展的計算機技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合起來，為計算機網(wǎng)絡(luò)的形成奠定了技術(shù)基礎(chǔ)；分組交換概念的提出為計算機網(wǎng)絡(luò)的形成奠定了理論基礎(chǔ)，標(biāo)志著現(xiàn)代電信時代的到來；ARPANET的成功運行進一步證明了分組交換技術(shù)的正確性，展示出計算機網(wǎng)絡(luò)廣闊的應(yīng)用前景。5ARPANET的基本設(shè)計思想

6ARPANET協(xié)議結(jié)構(gòu)

7ARPANET最早的四個結(jié)點的結(jié)構(gòu)草圖

8ARPANET對推動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的貢獻

完成了對計算機網(wǎng)絡(luò)定義與分類方法的研究；提出了資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概念；研究并實現(xiàn)了分組交換方法；完善了層次型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型與協(xié)議體系；開始了TCP/IP模型、協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)研究與應(yīng)用。9TCP/IP協(xié)議主要特點

開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；獨立于特定的計算機硬件與操作系統(tǒng)；獨立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，可以運行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，更適用于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中；統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使得整個TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有惟一的地址；標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用層協(xié)議，可以提供多種可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。10從ARPANET到Internet的發(fā)展過程

11Internet的ISP層次結(jié)構(gòu)

12對應(yīng)ISP層次結(jié)構(gòu)的Internet網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)

13接入Internet的主機數(shù)量的增長過程

14Internet中不同應(yīng)用的流量統(tǒng)計

15Intrnet應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展與演變TelnetFTPBBSE-MailWeb電子商務(wù)電子政務(wù)遠程教育遠程醫(yī)療搜索引擎VoIPIPTV播客Podcast博客Blog即時通信IM3D游戲網(wǎng)絡(luò)廣告網(wǎng)絡(luò)出版16搜索引擎技術(shù)研究與發(fā)展

搜索引擎是Internet中的一類Web服務(wù)器，它的任務(wù)是在Internet中主動搜索其他Web服務(wù)器中的信息并對其自動索引，然后將索引內(nèi)容存儲在可供查詢的大型數(shù)據(jù)庫中；用戶可以利用搜索引擎提供的分類目錄和查詢功能來查找所需信息；搜索引擎可以分為自動搜索引擎和目錄搜索引擎，或網(wǎng)頁搜索引擎和網(wǎng)站搜索引擎；目前搜索引擎技術(shù)的研究主要集中在如何將自然語言理解嵌入到搜索引擎，P-to-P搜索技術(shù)以及多媒體搜索技術(shù)等。

17P2P文件共享技術(shù)

P2P系統(tǒng)中沒有固定的客戶與服務(wù)器。所有的成員計算機在不同時間中，可以充當(dāng)客戶機與服務(wù)器這兩個不同的腳色。P2P的對等概念是用來區(qū)別有固定服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。單純從流量的角度來看，P2P文件共享是最具發(fā)展?jié)摿Φ腎nternet應(yīng)用之一。如何在適合的應(yīng)用中正確使用P2P模式，如何正確地判斷P2P流量，以及如何控制P2P流量，這些是目前急需解決的問題。18播客技術(shù)

播客podcast是基于Internet的數(shù)字廣播技術(shù)之一。由于播客技術(shù)繼承了傳統(tǒng)播音的大眾性，又增加了收聽節(jié)目的靈活性，聽眾選擇節(jié)目與參與節(jié)目的主動性、互動性，因此播客技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展非常迅速。盡管播客只是Internet中一種新的信息交互方式，目前還沒有形成完善的商業(yè)運作模式，但是已經(jīng)可以看出它對傳統(tǒng)傳媒的沖擊和潛在的商機。19博客技術(shù)

博客blog即網(wǎng)絡(luò)日志或網(wǎng)志weblog是指以文章的形式在Internet上發(fā)表和信息共享，技術(shù)上屬于網(wǎng)絡(luò)共享空間，在形式上屬于個人Internet出版的一類應(yīng)用，也是人們在Internet上思想交流的一種新的方式。提供博客服務(wù)的網(wǎng)站為博客的使用者開辟一個共享空間。博客使用者可以使用文字、視頻、圖片或鏈接建立自己個性化的信息共享空間。博客的發(fā)展說明Internet的應(yīng)用開始從精英走向平民。20即時通信即時通信（IM）是在計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中一對用戶實時在計算機屏幕上發(fā)送和接收文本或圖形、視頻信息的通信方式。即時通信服務(wù)是點—點之間的實時數(shù)據(jù)傳輸，而電子郵件服務(wù)傳輸?shù)泥]件需要有中間郵件服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)，電子郵件服務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸不是實時的。即時通信與播客、博客一起，創(chuàng)造了一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中人與人交流新的方式。21網(wǎng)絡(luò)電視技術(shù)與應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)電視IPTV是通過寬帶IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?，可以實行與用戶的互動點播，同時也可以非常方便地將傳統(tǒng)的電視服務(wù)與WWW瀏覽、E-Mail，以及其他的Internet服務(wù)功能結(jié)合起來，因此有非常好地應(yīng)用前景。網(wǎng)絡(luò)電視IPTV是三網(wǎng)融合的產(chǎn)物，同時又是促進三網(wǎng)融合的動力。22網(wǎng)絡(luò)計算概念與技術(shù)的發(fā)展

“網(wǎng)絡(luò)計算”有著更為廣泛的內(nèi)涵。網(wǎng)絡(luò)將被視為最強有力的超級計算環(huán)境，它包含豐富的計算、數(shù)據(jù)、存儲、傳輸?shù)雀黝愘Y源，用戶可以在任何地方登錄并處理以前不能完成的問題。網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)包括移動計算網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)多媒體計算、網(wǎng)絡(luò)并行計算、網(wǎng)格計算、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)分布式對象計算等，它們正在成為網(wǎng)絡(luò)新的研究與應(yīng)用熱點。23主線2：PRNET-Adhoc-WSN/WMN24無線分組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展25IEEE803.11WLAN體系結(jié)構(gòu)26Adhoc體系結(jié)構(gòu)：特殊的、不需要有基礎(chǔ)設(shè)施

的無線移動自組網(wǎng)27Adhoc特征：無線移動自組織對等多跳Adhoc網(wǎng)結(jié)點：主機路由器28PRNET—SURANPRNET項目驗證可行性，但是還是不能支持大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需要；1983年啟動了殘存性自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)SURAN項目；SURAN項目研究：如何將無線分組網(wǎng)PRNET技術(shù)用于支持更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，并開發(fā)了能夠適應(yīng)戰(zhàn)場快速變化的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；

SURAN計劃的三個具體的目標(biāo)：*開發(fā)出一種體積小、成本低、功耗少，能支持更復(fù)雜情況的分組無線網(wǎng)協(xié)議的產(chǎn)品；*開發(fā)并驗證適合上萬個結(jié)點的組網(wǎng)方法；*開發(fā)并驗證，在存在復(fù)雜電子干擾條件下可生存的分組無線網(wǎng)技術(shù)。29GloMo計劃1994年啟動了全球移動信息系統(tǒng)GloMo計劃；無線自適應(yīng)移動信息系統(tǒng)WAMIS：多跳、移動環(huán)境下支持實時多媒體業(yè)務(wù)的高速分組無線網(wǎng)；WINGs研究項目：開始于1996年，2000年完成；主要目標(biāo)：如何將無線移動自組網(wǎng)與

Internet無縫地連接起來。30Adhoc網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用軍事領(lǐng)域民用領(lǐng)域

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辦公環(huán)境的應(yīng)用

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特殊環(huán)境的應(yīng)用

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個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

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家庭無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

31無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（wirelesssensornetwork，WSN）

傳感器網(wǎng)絡(luò)三要素：傳感器、感知對象和觀察者；如果說Internet改變了人與人之間的溝通方式，那么無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將會改變?nèi)祟惻c自然界的交互方式；人們可以通過傳感網(wǎng)絡(luò)直接感知客觀世界，從而極大地擴展現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功能和人類認(rèn)識世界的能力。32無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生與發(fā)展的過程1994年WilliamJ.Kaiser在論文“LowPowerWirelessIntegratedMicrosensers”中提出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念，當(dāng)時研究的重點是低功耗、無線集成微型傳感器，而不涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；1998年，GregoryJ.Pottie在他的論文中從網(wǎng)絡(luò)的角度詮釋了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN的概念；人們對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的作用和意義有了全新的認(rèn)識，甚至有人提出“NetworkisSensor”的觀點；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)蘊藏著的巨大的商業(yè)價值與應(yīng)用前景，是21世紀(jì)人類在信息技術(shù)研究領(lǐng)域面臨的一次重大地挑戰(zhàn)。33結(jié)點芯片：數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)緩存數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)34無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點

網(wǎng)絡(luò)規(guī)模：結(jié)點數(shù)量與分布的地理范圍自組織網(wǎng)絡(luò)

:自動形成轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的多跳無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動態(tài)變化

:具有動態(tài)的系統(tǒng)可重構(gòu)性802.15.4標(biāo)準(zhǔn)：低功耗、低速率、低成本35無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂凭W(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)安全時鐘同步結(jié)點定位數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)并行處理無線傳輸嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用層協(xié)議36無線傳感器網(wǎng)絡(luò)涉及：傳感器技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無線傳輸技術(shù)嵌入式計算技術(shù)分布式信息處理技術(shù)微電子制造技術(shù)軟件編程技術(shù)37對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的預(yù)測美國《MIT技術(shù)評論》（2001年）在預(yù)測未來技術(shù)發(fā)展的報告中，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)列為21世紀(jì)改變世界的10大技術(shù)之首；《商業(yè)周刊》預(yù)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將與其他三項技術(shù)一起，在不遠的將來要掀起新的產(chǎn)業(yè)高潮；我國的一份關(guān)于未來20年可預(yù)見的技術(shù)報告中，關(guān)于信息技術(shù)的157項技術(shù)中有7項與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)；2006年我國公布的《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中確定的信息技術(shù)的三個前沿方向中，其中有兩項與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)直接相關(guān)。38無線網(wǎng)格網(wǎng)（wirelessmeshnetwork，WMN）

Adhoc技術(shù)向民用的接入網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展，出現(xiàn)了無線網(wǎng)格網(wǎng)WMN；無線網(wǎng)格網(wǎng)WMN的出現(xiàn)大概在20世紀(jì)90年代中期之后，在2000年之后開始引起了人們的重視；推動無線網(wǎng)格網(wǎng)WMN發(fā)展的直接動力是Internet接入的應(yīng)用需求。

39無線寬帶接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)在中遠距離（50KM范圍內(nèi)、70Mb/s的傳輸速率）采用802.16WiMAX技術(shù)；近距離采用802.11WLAN，可以滿足一定的地理范圍內(nèi)的用戶無線接入需求；同時WLAN的接入點A