計算機網(wǎng)絡(luò)與通信第一周

計算機網(wǎng)絡(luò)與通信第一章計算機網(wǎng)絡(luò)綜述主講：韓杰幾個問題1、什么是計算機網(wǎng)絡(luò)？2、為什么要學(xué)計算機網(wǎng)絡(luò)？3、如何學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)？4、這門課包括哪些內(nèi)容？5、如何學(xué)好這門課？6、如何考核？這門課包括哪些內(nèi)容？ 本課程重點討論計算機網(wǎng)絡(luò)的基本框架結(jié)構(gòu)，并對其基本組成進行介紹。我們離不開計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)與日常生活計算機網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)代社會計算機網(wǎng)絡(luò)與學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)與當前科技計算機網(wǎng)絡(luò)旅游團導(dǎo)游：韓杰團員：計算機專業(yè)同學(xué)地點：浙江大學(xué)遠程教育學(xué)院內(nèi)容：計算機網(wǎng)絡(luò)的基本框架及其基本組成網(wǎng)上交互：hjjw00@教學(xué)目的與要求：通過本章學(xué)習(xí)，對計算機網(wǎng)絡(luò)及計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的基本構(gòu)成有一個基本了解掌握什么是計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的基本框架學(xué)習(xí)方法： 在學(xué)習(xí)本章時，要自始至終貫穿“什么是計算機網(wǎng)絡(luò)——計算機網(wǎng)絡(luò)具有哪些功能——我們可以利用計算機網(wǎng)絡(luò)做什么——如何才能成功地構(gòu)造和應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)”這一主線，去思考、去學(xué)習(xí)。作業(yè)：（第三周交）1-1，1-4，1-6什么是計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)的演變與發(fā)展的四個階段：第一個階段是面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)；第二個階段是計算機——計算機的簡單網(wǎng)絡(luò)；第三個階段是開放式標準化的、易于普及和應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)；第四個階段是計算機網(wǎng)絡(luò)的高速化發(fā)展階段。第一代，面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)。1946年，世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC在美國誕生時。開始時，一臺計算機只能供一個用戶使用。后來，為了使計算機這個昂貴的資源得到更多的有效使用，將計算機技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合，使地理上分散的多個終端與主機遠程聯(lián)接。第一代計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點：在面向終端的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，主要存在的是終端和中心計算機間的通信，不存在各計算機間的資源共享或信息交流。隨著所連遠程終端個數(shù)的增多，中心計算機要承擔的與各遠程終端間通信的任務(wù)也必然加重，使得中心計算機實際工作效率下降。第一代計算機網(wǎng)絡(luò)的改進方法：數(shù)據(jù)處理和通信的分工。在中心計算機前面增設(shè)一個前端處理機FEP，來完成通信工作，中心計算機專門進行數(shù)據(jù)計算和數(shù)據(jù)處理，提高計算機的工作效率。在終端比較集中的地點設(shè)置終端控制器TC。它首先通過低速線路將附近各終端連接起來，再通過高速通信線與遠程中心計算機的前端機相連，提高了遠程線路的利用率，降低了通信費用。第二代，計算機——計算機網(wǎng)絡(luò)第二代計算機網(wǎng)絡(luò)和第一代計算機網(wǎng)絡(luò)的顯著區(qū)別在于：第二代計算機網(wǎng)絡(luò)的多臺主計算機都具有自主處理能力，它們之間不存在主從關(guān)系。第二代的典型代表：ARPA網(wǎng)60年代后期美國國防部高級研究計劃局ARPA提供經(jīng)費給美國許多大學(xué)和公司，以促進多臺主計算機互連網(wǎng)絡(luò)的研究，由此產(chǎn)生了實驗性的四節(jié)點ARPA網(wǎng)。ARPA網(wǎng)后來擴展到連接數(shù)百萬臺計算機，地理范圍跨越了半個地球。ARPA網(wǎng)中提出的一些概念和術(shù)語至今仍被引用。ARPA網(wǎng)ARPA網(wǎng)中互連的運行用戶應(yīng)用程序的主計算機稱為主機（Host）。但主機之間并不是通過直接的通信線路，而是通過稱為接口報文處理機IMP的裝置轉(zhuǎn)接后互連的。轉(zhuǎn)接方式：類似于郵政信件的傳送方式，稱為存儲轉(zhuǎn)發(fā)。存儲轉(zhuǎn)發(fā)當某臺主機上的用戶要訪問網(wǎng)絡(luò)上遠地另一臺主機時，主機首先將信息送至本地直接與其相連的IMP，通過通信線路沿著適當?shù)穆窂絀MP轉(zhuǎn)接，并送入與其直接相連的目標主機。轉(zhuǎn)接機制：IMP將送來的信息接收并存儲起來，在該IMP和下一個IMP之間的通信線路有空時，將信息傳送至下一個IMP。存儲轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)點：采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的優(yōu)點在于：遠程通信中，由于通信線路是個較昂貴的資源。通信線路不為某對通信節(jié)點所獨占，因而大大提高了通信線路的有效利用率。概念和術(shù)語（1）通信子網(wǎng)：計算機網(wǎng)絡(luò)中，IMP和它們之間互連的通信線路一起負責(zé)完成主機之間的數(shù)據(jù)通信任務(wù)，稱為通信子網(wǎng)。資源子網(wǎng)：通過通信子網(wǎng)互連的主機負責(zé)運行用戶應(yīng)用程序，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供可供共享的軟硬件資源，它們組成了資源子網(wǎng)。分組：計算機網(wǎng)絡(luò)中，存儲轉(zhuǎn)發(fā)的信息基本單位叫做分組。概念和術(shù)語（2）分組交換網(wǎng)：以存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式傳輸分組的通信子網(wǎng)則又被稱作為分組交換網(wǎng)。分組交換節(jié)點：計算機網(wǎng)絡(luò)中，互連的運行用戶應(yīng)用程序的主計算機稱為主機（Host），但主機之間并不是通過直接的通信線路，而是通過稱為接口報文處理機IMP，IMP是ARPA網(wǎng)中使用的術(shù)語，在其他網(wǎng)絡(luò)或文獻中也稱為分組交換節(jié)點或節(jié)點機。概念和術(shù)語（3）協(xié)議：兩臺計算機通信時對傳送信息內(nèi)容的理解、信息表示形式以及各種情況下的應(yīng)答信號都必須遵循一個共同的約定，稱為協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)：在計算機網(wǎng)絡(luò)中將協(xié)議按功能分成了若干層次。如何分層，以及各層中具體采用的協(xié)議的總和，稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。第二代計算機網(wǎng)絡(luò)最主要的缺點：第二代計算機網(wǎng)絡(luò)大都由研究單位、大學(xué)、應(yīng)用部門或計算機公司各自研制的，沒有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。若要實現(xiàn)更大范圍內(nèi)的信息交換與共享，要把不同的第二代計算機網(wǎng)絡(luò)互連起來是十分困難甚至是不可行的。因而，計算機網(wǎng)絡(luò)必然要向更新的一代，即開放式標準化的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。第三代，開放式標準化具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、遵循國際標準化的協(xié)議。標準化將使得不同的計算機能方便地互連在一起。標準化還將帶來大規(guī)模生產(chǎn)、產(chǎn)品VLSI化和成本降低。開放式標準化國際標準化組織ISO經(jīng)過若干年卓有成效的工作，制定并在1984年正式頒布了一個稱為開放系統(tǒng)互連基本參考模型。開放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI模型分為七個層次，有時也被稱為OSI七層模型。雖然開放式標準化網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、采用的信道及設(shè)備不盡相同，但它們向外部用戶提供的界面是相同的，互連的界面也是相同的，因而也易于互連與互通。第三代，高速化發(fā)展1．計算機網(wǎng)絡(luò)向高速化、寬帶化發(fā)展。2．計算機網(wǎng)絡(luò)向多媒體方向發(fā)展。3．未來通信和網(wǎng)絡(luò)的目標是實現(xiàn)5W的個人通信 即任何人（whoever）在任何時間（whenever）、任何地方（wherever）都可以和任何一個其他人（whomever）通過網(wǎng)絡(luò)進行通信，以傳送任何信息（whatever）。計算機網(wǎng)絡(luò)的定義計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互滲透、相互促進的產(chǎn)物。它是由通過通信手段將若干個各自具有自主功能的計算機相互連接在一起以進行信息交換、資源共享或協(xié)同工作的的通信設(shè)施和計算機組成的復(fù)合系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡(luò)的要素：若干個各自具有自主功能的計算機；通過通信手段相互連接；計算機相互連接在一起的目的是進行信息交換、資源共享或協(xié)同工作。計算機網(wǎng)絡(luò)的功能信息交換：如電子郵件(E-mail)、新聞發(fā)布資源共享：硬件，如具有高速處理能力的計算機、打印機、繪圖儀及大容量的外部存儲器等。軟件或數(shù)據(jù)，以避免軟件的重復(fù)購買和數(shù)據(jù)的重復(fù)存儲，更有利于數(shù)據(jù)、信息資源的集中管理和共享。協(xié)同工作：計算機網(wǎng)絡(luò)中的各個主機，在計算機網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的合理調(diào)度和管理下，協(xié)同工作，完成靠單個計算機無法完成的大型復(fù)雜任務(wù)。計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用（1）工廠企業(yè)可利用計算機網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)生產(chǎn)過程的實時監(jiān)測、過程控制、企業(yè)管理和輔助決策；交通運輸可利用計算機網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)道路、交通的實時監(jiān)測、運行管理和車輛調(diào)度；郵電通信可利用計算機網(wǎng)絡(luò)提供世界范圍內(nèi)的快速而廉價的電子郵件、傳真和IP電話服務(wù)，并利用計算機網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)通信設(shè)備的實時監(jiān)控、電信網(wǎng)絡(luò)管理和用戶管理；計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用（2）教育科研部門可利用計算機網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)情報檢索、計算機輔助教育和計算機輔助設(shè)計、科技協(xié)助及遠程教育；政府機構(gòu)可利用計算機網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)普查、統(tǒng)計、政府決策/文件發(fā)布及社區(qū)服務(wù)等；國防系統(tǒng)可利用計算機網(wǎng)絡(luò)對信息/數(shù)據(jù)進行快速而準確的分析和預(yù)測，并利用計算機網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)戰(zhàn)爭或軍事演習(xí)備的實時監(jiān)控、跟蹤和協(xié)同指揮；計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用（3）商業(yè)服務(wù)系統(tǒng)可利用計算機網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)制造商、商店、銀行和顧客間的自動電子銷售轉(zhuǎn)帳服務(wù)或廣泛意義下的電子商務(wù)，并利用計算機網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)物流管理和控制。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)概述計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互滲透、相互促進的產(chǎn)物。它是由通過通信手段將若干個各自具有自主功能的計算機相互連接在一起以進行信息交換、資源共享或協(xié)同工作而組成的復(fù)合系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是計算機技術(shù)、通信技術(shù)密切結(jié)合而形成的技術(shù)領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成“大腦”：我們可以把運行在網(wǎng)絡(luò)上的協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理軟件“血液”：網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)“血管”：傳輸介質(zhì)數(shù)據(jù)通信技術(shù)“血液”怎樣在“血管”中傳輸數(shù)據(jù)通信技術(shù)內(nèi)容簡介信息在計算機和計算機網(wǎng)絡(luò)中的表達、編碼和組織，奇偶校驗碼、恒比碼、群計數(shù)、海明碼和循環(huán)冗余檢驗碼（CRC碼）等幾種最為常用的糾錯編碼方法和糾錯碼；在數(shù)據(jù)傳輸，并行傳輸與串行傳輸、數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐郊巴ㄐ欧绞剑粋鬏斀橘|(zhì)；常用的三種交換技術(shù)：電路交換、報文交換和分組交換（又稱為包交換）。計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)，既計算機網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的互連方法和方式，給出三種標準的拓撲結(jié)構(gòu)及其變種；計算機網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型ISO，對計算機網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議分層和標準化開放式的進行分層介紹，并學(xué)習(xí)實現(xiàn)各層功能的關(guān)鍵技術(shù)；Internet協(xié)議參考模型.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)標準化開放式的計算機網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型ISO的七個層次對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行歸納和分類。分別介紹網(wǎng)絡(luò)適配器、網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器與網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換設(shè)備、中繼器、路由器、交換機、網(wǎng)橋與網(wǎng)關(guān)等常用的重要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作原理、產(chǎn)品特性、使用方法及選擇原則。網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)用戶之間的接口，它除了支持一般操作系統(tǒng)的功能外，還要根據(jù)相應(yīng)的計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)實現(xiàn)各層協(xié)議軟件，用以支持數(shù)據(jù)傳輸功能、各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理功能。網(wǎng)絡(luò)管理是通過計劃、監(jiān)測、分析、設(shè)置來控制計算機網(wǎng)絡(luò)，并使網(wǎng)絡(luò)正常有效運行的活動過程。網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：學(xué)習(xí)UNIX、NETWare

和WindouwsNT這三個目前最流行的、應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基本組成、相關(guān)技術(shù)和操作應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)：學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的五個管理功能域及網(wǎng)絡(luò)管理流程與工具。Internet建立在TCP/IP標準協(xié)議文件傳輸、電子郵件、遠程上機、以及電子公告和新聞發(fā)布等學(xué)習(xí)Internet的通信協(xié)議與關(guān)鍵技術(shù)、Internet提供的服務(wù)及其應(yīng)用。內(nèi)部網(wǎng)、外部網(wǎng)與虛擬專用網(wǎng)Intranet：通過

Internet取代公司廣域網(wǎng)的作用，使公司在遠地的用戶通過Internet鏈路合法訪問存儲在總公司服務(wù)器中有分級限制的公司信息。Extranet：提升Internet的功能，使一家公司的職員被賦予特權(quán)，可以訪問另一家公司的信息庫。VPN：網(wǎng)絡(luò)