第一章 計算機網(wǎng)絡概述

計算機網(wǎng)絡紅河學院工學院1要求教室：博遠樓B401上課時間：周2（1，2）

周4（3，4）實驗：由另外課程安排考核：1、約25%平時成績：上課情況，作業(yè)等（注：小型課程設計可加分）2、約15%期中成績：網(wǎng)絡規(guī)劃設計3、約60%期末閉卷筆試（題型為網(wǎng)絡工程師考試試題相同！）2參考資料：主要參考書：李俊生，計算機網(wǎng)絡，科學出版社，IT實驗室：/互聯(lián)網(wǎng)實驗室：/

計算機網(wǎng)絡概論

/courses/jsjwl/cha1/bzyd.htm計算機網(wǎng)絡英文網(wǎng)站：/Top_Category.asp麻省理工學院開放課件/OcwWeb/Electrical-Engineering-and-Computer-Science/6-829Computer-NetworksFall2002/CourseHome/index.htm課程網(wǎng)站：/jpkc/ljs/zcr-1.htm35/jpkc/ljs/Course/Index.htm34第一章計算機網(wǎng)絡概述

本章要點 計算機網(wǎng)絡的定義 計算機網(wǎng)絡的分類 計算機網(wǎng)絡的功能及應用 計算機網(wǎng)絡的未來發(fā)展5第一章計算機網(wǎng)絡概述

本章學習目標 了解計算機網(wǎng)絡的發(fā)展過程 熟悉計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu) 了解Internet的信息服務 熟悉計算機網(wǎng)絡的定義和分類 了解未來的網(wǎng)絡發(fā)展方向6第一章計算機網(wǎng)絡概述1.1計算機網(wǎng)絡的發(fā)展過程1.2計算機網(wǎng)絡的定義和分類1.3計算機網(wǎng)絡的功能及應用1.4計算機網(wǎng)絡發(fā)展的展望71.1計算機網(wǎng)絡的發(fā)展過程

計算機網(wǎng)絡是計算機技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它的發(fā)展經(jīng)歷了以下4個階段。具有通信功能的批處理系統(tǒng)

具有通信功能的分時系統(tǒng)

計算機網(wǎng)絡

全球網(wǎng)絡（Internet）概

述81.1計算機網(wǎng)絡的發(fā)展過程1、具有通信功能的批處理系統(tǒng)（終端－計算機網(wǎng)絡）：將一臺計算機經(jīng)通信線路與若干臺終端直接相連，如下圖1-1所示。美國20世紀50年代的半自動地面防空系統(tǒng)（SAGE）就屬于該類網(wǎng)絡。它把遠距離的雷達和其它測量控制設備的信號通過通信線路送到一臺旋風計算機進行處理和控制，首次實現(xiàn)了計算機技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合。HTTTTH－HOST，主計算機T－終端圖1-1具有通信功能的批處理系統(tǒng)概

述缺點：（1）終端增多時，HOST負擔重，效率下降；（2）每一終端要一線路，費用高91.1計算機網(wǎng)絡的發(fā)展過程HCCPＣTTTT實例：20世紀60年代初，美國建成了全國性航空公司飛機票系統(tǒng)（SABRE），它用一臺主計算機連接遍布全國各地的2000多個終端。圖1-2具有通信功能的分時系統(tǒng)概

述2、具有通信功能的分時系統(tǒng)：為減輕承擔數(shù)據(jù)處理的中心計算機的負載,在通信線路和中心計算機之間設置了一個前端處理機FEP(FrontEndProcessor)或通信控制器CCP(CommunicationControlProcessor),專門負責與終端之間的通信控制,從而出現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理和通信控制的分工,更好地發(fā)揮了主計算機的數(shù)據(jù)處理能力。另外,在終端較集中處設置集中器（Concentrator),它首先通過低速線路將附近群集的終端連至集中器,然后通過高速通信線路與遠程中心計算機的前端機相連，如下圖1-2所示。101.1計算機網(wǎng)絡的發(fā)展過程HHHTTTTTTTTaCCCCCCHTTTHTTHTTTb

通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)概

述3、計算機－計算機網(wǎng)絡：即計算機網(wǎng)絡，20世紀60年代中期發(fā)展了由若干計算機互聯(lián)的系統(tǒng)，即利用通信線路將多臺計算機連接起來，開始了計算機－計算機之間的互相通信，資源共享和分布處理。有兩種結(jié)構(gòu)形式，如下圖所示：114、全球網(wǎng)絡20世紀90年代，計算機網(wǎng)絡發(fā)展成了全球的網(wǎng)絡——因特網(wǎng)（Internet），計算機網(wǎng)絡技術(shù)和網(wǎng)絡應用得到了迅猛的發(fā)展。12131.1計算機網(wǎng)絡的發(fā)展過程

4、綜合概

述返回141.2計算機網(wǎng)絡的定義和分類1.2.1計算機網(wǎng)絡的定義：（沒有一致的嚴格定義）從廣義觀點出發(fā)定義：計算技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)遠程信息處理和進一步共享資源的系統(tǒng)。五十年代的遠程終端——計算機網(wǎng)，六十年代的計算機——計算機網(wǎng)以及目前發(fā)展的分布式計算機網(wǎng)均屬于計算機網(wǎng)絡。美國信息處理學會聯(lián)合會（AFIPS）在1970年從共享資源角度出發(fā)定義：“以能夠相互共享資源（硬件、軟件和數(shù)據(jù)等）的方式連接起來，并各自具備獨立功能的計算機系統(tǒng)的集合”。隨著“遠程終端——計算機”通信發(fā)展到“計算機——計算機”通信，后來人們又提出了計算機通信網(wǎng)的定義：在計算機之間以傳輸信息為目的連接起來的計算機系統(tǒng)的集合，稱為計算機通信網(wǎng)。概

述151.2計算機網(wǎng)絡的定義和分類從物理結(jié)構(gòu)上看，計算機網(wǎng)絡又可定義為在協(xié)議控制下，由若干計算機、終端設備、數(shù)據(jù)傳輸設備和通信控制處理機等組成的系統(tǒng)集合。網(wǎng)絡協(xié)議是區(qū)別計算網(wǎng)絡與一般的計算機互連系統(tǒng)的標志。綜上所述，根據(jù)目前流行的觀點，可以把計算機網(wǎng)絡定義為：按照網(wǎng)絡協(xié)議，以共享資源為主要目的，將地理上分散且獨立的計算機互相連接起來形成的集合體。

通常根據(jù)人們所處環(huán)境和研究的著眼點不同，可采用不同術(shù)語。當著重研究網(wǎng)絡資源共享問題時，可稱作計算機網(wǎng)絡；當著重研究和分析通信方面問題時，常稱作計算機通信網(wǎng)絡。對這兩個術(shù)語將不加嚴格區(qū)分，一般都稱作計算機網(wǎng)絡。概

述161.2計算機網(wǎng)絡的定義和分類一個計算機網(wǎng)絡應該有三個主要的組成部分：1、若干個主機（至少兩臺計算機互聯(lián)。），它們向各用戶提供服務；2、一個通信子網(wǎng)，它由一些專用的結(jié)點交換機和連接這些結(jié)點的通信鏈路組成；即：通信設備與通信介質(zhì)。3、一系列協(xié)議，為在主機之間或主機與子網(wǎng)之間的通信而用；即：網(wǎng)絡軟件，通信協(xié)議和NOS（NetworkOperatingSystem,網(wǎng)絡操作系統(tǒng)）。概

述171.2.2計算機網(wǎng)絡的分類

由于計算機網(wǎng)絡自身的特點，可按也下幾類劃分：1、按網(wǎng)絡的作用范圍劃分:局域網(wǎng)（LAN），城域網(wǎng)（MAN）,廣域網(wǎng)（WAN）和互聯(lián)網(wǎng)（Internet）；2、按網(wǎng)絡的適用范圍劃分：公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。3、按傳輸介質(zhì)分類：(1)有線網(wǎng),(2)無線網(wǎng)4、按企業(yè)和公司管理劃分:(1)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（Intranet)(2)外聯(lián)網(wǎng)（Extranet）5、按網(wǎng)絡的傳輸技術(shù)劃分：(1)廣播式網(wǎng)絡

(2)點到點網(wǎng)絡（Point-to-PointNetwork）6、按資源共享方式劃分：（1）對等網(wǎng)（PeertoPeer）（2）客戶/服務器網(wǎng)絡概

述181.2.2計算機網(wǎng)絡的分類(1)局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork），簡稱LAN

采用局域網(wǎng)，傳輸速率較高，誤碼率較低。組網(wǎng)方便，技術(shù)簡單。局域網(wǎng)指十幾公里的地理范圍內(nèi)將計算機、外設和通信設備互連在一起的網(wǎng)絡系統(tǒng)。概

述191.2.2計算機網(wǎng)絡的分類(2)城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork），簡稱MAN城域網(wǎng)MAN規(guī)模局限在一座城市的范圍內(nèi)指覆蓋的地理范圍從5-10公里至數(shù)百公里，是LAN的延伸，用于LAN之間的連接，在傳輸介質(zhì)和布線結(jié)構(gòu)方面牽涉范圍較廣。如下圖所示：概

述201.2.2計算機網(wǎng)絡的分類MAN概

述211.2.2計算機網(wǎng)絡的分類(3)廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork），簡稱WAN傳輸距離遠，傳輸速率較低，誤碼率較高。機制復雜。廣域網(wǎng)

涉及的范圍較大，通?？梢赃_到幾十公里、幾百公里，甚至更遠。如下圖所示概

述22WAN概

述1.2.2計算機網(wǎng)絡的分類231.2.2計算機網(wǎng)絡的分類(4)互聯(lián)網(wǎng)（Internet）互聯(lián)網(wǎng)又稱“英特網(wǎng)”，或常說的“Web”、“WWW”和“萬維網(wǎng)”等多種叫法。它實質(zhì)上是WAN的一種表現(xiàn)形式。如下圖所示：概

述241.2.2計算機網(wǎng)絡的分類Internetwork

(Internet)概

述返回251.2.3計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡的常見網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)有：（1）總線型；（2）環(huán)型；（3）星型；（4）樹型；（5）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（分布式結(jié)構(gòu)）型；（6）蜂窩狀結(jié)構(gòu)等；概

述261.2.3計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)概

述總線結(jié)構(gòu)（動）星型結(jié)構(gòu)（動）環(huán)型結(jié)構(gòu)（動）271.2.3計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)概

述返回281.3計算機網(wǎng)絡的功能及應用計算機網(wǎng)絡的主要功能（1）數(shù)據(jù)通信：即數(shù)據(jù)傳送，用以實現(xiàn)計算機與終端或計算機之間傳送各種信息。（2）資源共享：包括共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源。概

述291.3計算機網(wǎng)絡的功能及應用（3）提高計算機的可靠性和可用性：提高可靠性

表現(xiàn)在網(wǎng)絡中各臺計算機可以通過網(wǎng)絡彼此互為后備機，一旦某臺計算機出現(xiàn)故障，故障機的任務就可由其它計算機代為處理，避免了單機在無后備使用情況下，某些計算機故障導致系統(tǒng)癱瘓的現(xiàn)象，大大提高了可靠性。

提高可用性

指當網(wǎng)絡中某臺計算機負載過重時，網(wǎng)絡可將新的任務轉(zhuǎn)交給網(wǎng)中較空閑的計算機完成，這樣就能均衡各計算機的負載，提高了每一臺計算機的可用性。易于進行分布處理：各用戶可根據(jù)情況合理選擇網(wǎng)內(nèi)資源，以就近、快速地處理。概

述301.3計算機網(wǎng)絡的功能及應用1.3.2計算機網(wǎng)絡的應用

局域網(wǎng)中的應用

在局域網(wǎng)中主要是IEEE802模型。包括總線LAN、令牌環(huán)LAN、令牌總線LAN、快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)(WLAN)等。Internet中的應用在Internet中的應用技術(shù)有：E－mail（電子郵件），Telnet（遠程登錄），F(xiàn)TP（文件傳輸協(xié)議），BBS（電子公告板），WWW（萬維網(wǎng)），在線電視，在線聊天，在線游戲，視頻點播，引用搜索引擎尋找資料等。詳見本書第九章。

概

述311.3計算機網(wǎng)絡的功能及應用IP網(wǎng)中的應用主要包括：IP/ATM的融合技術(shù)，移動IP技術(shù)，IP電話及無線接入技術(shù)。

網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫的應用主要包括：(1)Foxpro：作為個人計算機系統(tǒng)使用最廣泛的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有方便、廉價、簡單易用等優(yōu)點，并向下兼容Dbase、Foxbase等通用數(shù)據(jù)庫。(2)Sybase：在數(shù)據(jù)庫Sybase與WebServer之間架起橋梁。(3)Oracle：Oracle關系數(shù)據(jù)系統(tǒng)是目前世界上流行的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，系統(tǒng)可移植性好、使用方便、功能強，適用于各類大、中、小、微機環(huán)境。(4)MicrosoftSQL-Serve:易于使用，充分利用Windows圖形界面，使操作簡單，集中管理，同時也支持行命令操作。(5)MYSQL：是一個多用戶、多線程、共享的SQL數(shù)據(jù)庫服務器。能用SQL語言檢索及存儲信息，同時足夠快和靈活以允許你存儲記錄文件和圖像。概

述321.3計算機網(wǎng)絡的功能及應用1.3.3標準化組織(1)、ISO：國際標準化組織（InternationalStandardOrganization）。(2)、ANSI：美國國家標準協(xié)會（AmericanNationalStandardInstitute）。設計了ASCII代碼組，它是一種廣泛使用的數(shù)據(jù)通信標準代碼。(3)ITU：國際電信聯(lián)盟（InternationalTelecommunicationUnion）。ITU

有3個主要部門：無線通信部門（ITU-R），電信標準化部門（ITU-t),開發(fā)部門（ITU-D）。1953年－1993年，ITU-T被稱為CCITT（國際電報電話咨詢委員會）。CCITT建議自1993年起都打上了ITU-T標記。(4)、EIA：電子工業(yè)協(xié)會（ElectronicIndustriesAssociation）（最為人熟悉的EIA標準之一是RS-232C接口，這一通信接口允許數(shù)據(jù)在設備之間交換）。(5)、IEEE：電氣和電子工程師協(xié)會（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers）。IEEE設置了電子工業(yè)標準，IEEE分成一些標準委員會（或工作組），每個工作組負責標準的一個領域，工作組802設置了網(wǎng)絡上的設備如何彼此通信的標準。概

述返回331.4計算機網(wǎng)絡發(fā)展的展望1.4.1概述由于以Ethernet(以太網(wǎng))為主流的局域網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展，出現(xiàn)光纖及高速網(wǎng)絡、多媒體網(wǎng)絡、智能網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡及諸多網(wǎng)絡的融合。計算機網(wǎng)絡的發(fā)展體現(xiàn)了：光纖化、無線化、高速化、多媒體化及智能化等。計算機網(wǎng)絡就像一個對用戶透明的大的計算機系統(tǒng)，而以Internet為代表的互聯(lián)網(wǎng)更是計算機網(wǎng)絡發(fā)展的熱點所在。概

述341.4計算機網(wǎng)絡發(fā)展的展望1.4.2計算機網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展趨勢

計算機網(wǎng)絡的支撐技術(shù)

從系統(tǒng)物理組成的觀點看，計算機網(wǎng)絡是由單個結(jié)點和連結(jié)這些結(jié)點的通信鏈路所組成。所以，計算機網(wǎng)絡的支撐技術(shù)就是：微電子技術(shù)（支持單個結(jié)點）和光纖通信技術(shù)（或稱光電子技術(shù)，連結(jié)單個結(jié)點間的通信鏈路）。

計算機網(wǎng)絡發(fā)展的關鍵技術(shù)（1）軟交換技術(shù)（2）IPv6技術(shù)（3）光交換與智能光網(wǎng)絡技術(shù)（4）寬帶接入技術(shù)（5）3G(3rdGeneration第三代)以上的移動通信系統(tǒng)技術(shù)概

述351.4計算機網(wǎng)絡發(fā)展的展望

計算機網(wǎng)絡的發(fā)展需解決的關鍵技術(shù)問題（1）IP網(wǎng)的服務質(zhì)量問題（2）IP網(wǎng)的安全性和可信任性（3）可運營、可管理概

述361.4計算機網(wǎng)絡發(fā)展的展望

計算機網(wǎng)絡研究熱點 下一代Web研究 網(wǎng)絡計算 業(yè)務綜合化（IP電話，網(wǎng)絡電視、視頻點播等） 光網(wǎng)絡（光接入網(wǎng)絡） 移動通信（自動組網(wǎng)） 網(wǎng)絡安全與管理概

述371.4計算機網(wǎng)絡發(fā)展的展望1.4.3全光網(wǎng)全光網(wǎng)的概念所謂全光網(wǎng)，就是網(wǎng)中直到用戶節(jié)點之間的信號通道仍然保持著光的形式，即端到端為完全的光路，中間沒有電轉(zhuǎn)換的介入。數(shù)據(jù)從源節(jié)點到目的節(jié)點的傳輸過程都在光域內(nèi)進行，而其在各網(wǎng)絡節(jié)點的交換則使用高可靠、大容量和高度靈活的光交叉連接設備（OCC：OpticalCrossConnection）。在全光網(wǎng)絡中，由于沒有光電轉(zhuǎn)換的障礙，所以允許存在各種不同的協(xié)議和編碼形式，信息傳輸具有透明性，且無需面對電子器件處理信息速率難以提高的困難。概

述381.4計算機網(wǎng)絡發(fā)展的展望

全光網(wǎng)的優(yōu)點(1)以波長來選擇路由，對傳輸碼率、數(shù)據(jù)格式以及調(diào)制方式均具有透明性，可以提供多種協(xié)議業(yè)務，可不受限制地提供端到端業(yè)務。(2)可以兼容現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡，且可以支持未來的寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)以及網(wǎng)絡的升級。(3)具備可擴展性，加入新的網(wǎng)絡節(jié)點時，不影響原有網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和設備，降低了網(wǎng)絡成本。(4)具有網(wǎng)絡的可重組性。(5)可靠性高、可維護性好。概

述391.4計算機網(wǎng)絡發(fā)展的展望全光網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)和基本結(jié)構(gòu)利用波分復用（WDM：WavelengthDivisionMultiplexing）技術(shù)的全光通信網(wǎng)將采用三級體系結(jié)構(gòu)。最低一級（0級）是眾多單位各自擁有的局域網(wǎng)（LAN），它們各自連接若干用戶的光終端（OT）。每個０級網(wǎng)的內(nèi)部使用一套波長，但各個０級網(wǎng)多數(shù)也可使用同一套波長，即波長或頻率再用。全光網(wǎng)的中間一級（１級）可看作許多城域網(wǎng)（MAN），它們各自設置波長路由器連接若干個０級網(wǎng)。最高一級（２級）可以看作全國或國際的骨干網(wǎng)，它們利用波長轉(zhuǎn)換器或交換機連接所有的１級網(wǎng)。全光網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)可以分為光網(wǎng)絡層和電網(wǎng)絡層。概

述401.4計算機網(wǎng)絡發(fā)展的展望1.4.4智能網(wǎng)

智能網(wǎng)概念

智能網(wǎng)是通過分開以往集中在電話交換系統(tǒng)內(nèi)完成的交換接續(xù)功能和業(yè)務控制功能而形成的一種新型網(wǎng)絡服務。智能網(wǎng)提供的多種業(yè)務體現(xiàn)了其靈活、經(jīng)濟、高效、穩(wěn)定、省時、保密等諸多優(yōu)點。智能網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)根據(jù)我國智能網(wǎng)體制規(guī)定，我國的智能網(wǎng)采用基于業(yè)務交換點SSP的網(wǎng)絡體系。在網(wǎng)中配置了業(yè)務交換點SSP、業(yè)務控制點SCP、業(yè)務數(shù)據(jù)點SDP、業(yè)務管理系統(tǒng)SMS、業(yè)務生成環(huán)境SCE、業(yè)務管理接入設備SMAF和智能外設IP，并通過NO.7信令網(wǎng)組成全國智能網(wǎng)。概

述411.4計算機網(wǎng)絡發(fā)展的展望1.4.5三網(wǎng)融合

三網(wǎng)融合:電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)（主要指互聯(lián)網(wǎng)）、廣播電視網(wǎng)高層業(yè)務應用的融合。下一代網(wǎng)絡將電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)合并在一起，讓電信與電視和數(shù)據(jù)業(yè)務結(jié)為一體，構(gòu)成可以提供現(xiàn)有在三種網(wǎng)絡上提供的話音、數(shù)據(jù)、視頻和各種業(yè)務的新網(wǎng)絡。概

述42本章小結(jié)計算機網(wǎng)絡定義：獨立的計算機系統(tǒng)的互連。一個計算機網(wǎng)絡含三個主要的組成部分：1、若干個主機（至少兩臺計算機互聯(lián)。2、一個通信子網(wǎng)；即：通信設備與通信介質(zhì)。3、一系列協(xié)議，即：網(wǎng)絡軟件，通信協(xié)議和NOS（NetworkOperatingSystem,網(wǎng)絡操作系統(tǒng)）。計算機網(wǎng)絡的分類：可以按網(wǎng)絡的作用范圍，按網(wǎng)絡的傳輸技術(shù)，按網(wǎng)絡的適用范圍，按傳輸介質(zhì)分類等進行分類。43本章小結(jié)計算機網(wǎng)絡的常見拓撲結(jié)構(gòu)：1.總線型；2.環(huán)型；3.星型；4.樹型；5.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；6.蜂窩狀結(jié)構(gòu)等。計算機網(wǎng)絡的主要功能：1．數(shù)據(jù)通信；2.資源共享；3．提高計算機系統(tǒng)可靠性和可用性。