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文檔簡介
第一鋅3學(xué)時
第7章楊述〃,7-7,切
■1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展
1.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生
■1.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展
■1.1.3因特網(wǎng)時代
■1.1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢
■1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在中國的發(fā)展
■1.2.1發(fā)展歷史因特網(wǎng)概述
■1.2.2中國主要電信運營商
■1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成
■1.3.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同定義
■1.3.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的元素
■1.3.3因特網(wǎng)的組成
■1.3.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講1/113
7/計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)金布或展
7/7必算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)金
E:MH
■通信技術(shù)的發(fā)展
■19世紀(jì)40年代-20世紀(jì)30年
■電磁技術(shù)廣泛用于通信
■1844電報,1876電話
■20世紀(jì)30年代-60年代
■電子技術(shù)廣泛用于通信
■微波傳輸、電子多路通信網(wǎng)、太平洋電話電纜
■1960美國,衛(wèi)星遠(yuǎn)程通信
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奸算機(jī)和遹信技木相輅合
■60年代-80年代,計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展
■1945年第一臺計算機(jī)問世(ENIAC)
馮?諾依曼計算機(jī)(EDVAC)
■1971年第一臺微型機(jī)問世(MCS-4)
■1984年
■網(wǎng)絡(luò)就是計算機(jī)
■90年代之后
■網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)皮普看-臺姐去換網(wǎng)::
■上世紀(jì)美蘇冷戰(zhàn)的產(chǎn)物
■60年代初,美國國防部要研制生存性很強的網(wǎng)絡(luò)
■傳統(tǒng)電信網(wǎng)缺點
■采用電路交換,-個交換機(jī)或一條鏈路被炸,
則整個通信電路中斷
■如改用迂回電路,則必須重?fù)芴?,有延誤
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命顧電路未換
■電路交換的特點
■兩部話機(jī)只需一對電線就能互連
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■5部話機(jī)兩兩相連,需10對電線
■N部話機(jī)兩兩相連,需多少對電線?
?N〈N-1)/2對,與話機(jī)數(shù)的平方成正比
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*換逡接
■使用交換機(jī)
■當(dāng)話機(jī)增多時,要用交換機(jī)完成全網(wǎng)的交換
任務(wù)
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“魚換”的舍文
■“交換”(switching)的含義
■轉(zhuǎn)接——把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線,
使它們連通起來
■從通信資源分配角度看
■“交換”是按某方式動態(tài)地分配線路資源
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交換
口電路交換(circuitswitching)
□報文交換(messageswitching)
口分組交換(packetswitching)
端局長途局交換局長途局端局
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電路去換的清點
■面向連接
■電路交換的三個階段
■建立連接
■通信
■釋放連接
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例7兩用戶通過“個上換機(jī)通信
■A和B通話經(jīng)過US個交換機(jī)
■通話在A到B的連接上進(jìn)行
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例2兩用戶通過洋地委換機(jī)通信:;
■C和D通話只經(jīng)過一個本地交換機(jī)
■通話在C到D的連接上進(jìn)行
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電路交換的優(yōu)點
■實時性好
■數(shù)據(jù)傳輸率穩(wěn)定
■不存在信道訪問延遲
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電路上換存在的問敗
■效率俅
■計算機(jī)數(shù)據(jù)的突發(fā)性,導(dǎo)致線路利用率很低
■建立連接時間長
■傳輸介質(zhì)價格貴
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極針新型網(wǎng)絡(luò)基特點:T
■4
■數(shù)據(jù)傳送,非電話
■能連接不同類型計算機(jī),不限于單一類型
■所有網(wǎng)絡(luò)結(jié)點地位相同,網(wǎng)絡(luò)生存性增強
■有冗余路由
■網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單,傳送數(shù)據(jù)可靠
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臺做未換的原理(〃夕
■在發(fā)送端,先把長報文劃成短的、
E3定長度的數(shù)據(jù)段
報文
1101000110101010110101011100010011010010
假定這個報文較長
不便于傳輸
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臺俶未換的原理(215)
每一個數(shù)據(jù)段前添加首部構(gòu)成分組
-報文-
多組1據(jù)數(shù)據(jù)
分組2
分組3
請注意:現(xiàn)在左邊是“前面”
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講17/113
臺做未換的原理(SI5)
■分組交換網(wǎng)以“分組”作數(shù)據(jù)傳輸單元。
依次把分組發(fā)到接收端(設(shè)接收端在左)
____分組1
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湛意:臺姐的首舞
■每個分組首部都含地址等信息
■交換機(jī)根據(jù)首部地址,把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下
41"交換機(jī)
■存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式,分組能到達(dá)最終目標(biāo)端
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臺姐專拱的原理⑷5,
■接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報文
分組1
分組2
分組3
收到的數(shù)據(jù)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講20/113
臺像未換的原理⑸夕
■接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為原來報文
報文
1101000110101010110101011100010011010010
數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)
■設(shè)分組在傳輸中沒出現(xiàn)差錯,轉(zhuǎn)發(fā)時也沒
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講21/113
臺像麥族網(wǎng)的東惠圖
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>1//臺板的存儲存或過程
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講23/113
湛2:輅支次換機(jī)個編。
QH4
力」
CH6
L鼻IW!
結(jié)點
交換機(jī)
H
v5
Af
T4
高速鏈路
1234
g1C
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講24/113
渡輅克未換機(jī)(switch,
■結(jié)點交換機(jī)的輸入和輸出端口間沒有直接連
線
■結(jié)點交換機(jī)處理分組:
■把收到的分組先放入緩存(暫時存儲)
■查找轉(zhuǎn)發(fā)表,找到目的地址的轉(zhuǎn)發(fā)端口
■將分組送到適當(dāng)端口轉(zhuǎn)發(fā)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講25/113
謔“:機(jī)和輅豆上換機(jī)作用系同
■主機(jī)(host):
■為用戶進(jìn)行信息處理,并向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送分組,從網(wǎng)絡(luò)
接收分組
■結(jié)點交換機(jī)(switch):
■對分組進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā),最后把分組交付給目的主機(jī)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講26/113
臺像專拱的然克
■動態(tài)分配傳輸帶寬,對通信鏈路逐段占用
■靈活
■以分組為單位傳輸、查找路由
■迅速
■無需先建立連接就能向其他主機(jī)發(fā)送分組
■可靠
■自適應(yīng)路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)生存性強
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講
臺像專換的問泉
■時延(delay)
■分組在各結(jié)點存儲轉(zhuǎn)發(fā)時需要排隊,造成一
定的時延
■額外開銷(overhead)
■分組首部(含控制信息)造成的額夕卜開銷
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濫:存儲浩或不難含新概念
■報文交換(messageswitching)
■歷史上的電報通信,也采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)
■特點:
■以整個報文為處理單位
■時延較長:從幾分鐘到幾小時,現(xiàn)已很少使用
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講29/113
三種未換的比較
電路交換報文交換
報文報文報文分組分組分組:
比特流直達(dá)終點
數(shù)據(jù)傳送
的特點g一g一3一g3—a—9-a3-^-o-a
存儲存儲存儲存儲
?AnhuiUniversity,2010C軸做rN轉(zhuǎn)戰(zhàn)轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)爆1講30/17
救女去換的延遲
春儲一啟發(fā)運遲:中間節(jié)點存儲并科發(fā)源文而
產(chǎn)生的是遲。
口存儲一轉(zhuǎn)發(fā)延遲
。存儲-轉(zhuǎn)發(fā)延遲
。排隊延遲
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講31/113
想女去換的清點
口優(yōu)點
。提供有效的通信管理
。減輕網(wǎng)絡(luò)通信的擁擠情況
O(和電路交換相比)更加有效地利用信道資源
。在不同的時區(qū)里提供了異步通信能力
口缺點
。不能滿足實時應(yīng)用的要求
。不適合交互式通信
。投資可能大
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講32/113
臺姐或換
口優(yōu)點
。在繁忙的通信電路中,由于能將數(shù)據(jù)分隔到不同
的路由,故能對帶寬資源進(jìn)行有效的利用。
。傳輸過程中,如果網(wǎng)絡(luò)的一條特定的鏈路出現(xiàn)故
障而中斷,剩余的數(shù)據(jù)包可通過其它路由傳送。
口缺點
。存儲一轉(zhuǎn)發(fā)延遲、排隊延遲
。包丟失f報文丟失概率增大
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講33/113
7/2計嘉機(jī)網(wǎng)絡(luò)或展
-四小階段
第一階段面向終端的計算機(jī)通信網(wǎng)
多
重
線
終端路
控
制
器主機(jī)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講34/113
面向終端的計算機(jī)通信網(wǎng)
⑶單機(jī)系統(tǒng)(b)多機(jī)系統(tǒng)
具有通信功能的系統(tǒng)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講35/113
第二階段面向通信的網(wǎng)絡(luò)
資源子網(wǎng)
■兩級結(jié)構(gòu):邏輯上形成通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩級結(jié)構(gòu)
■ARPAnet分組技術(shù)的應(yīng)用,奠定了Internet的基礎(chǔ)
■分組交換網(wǎng):現(xiàn)代電信時代的開始,CCP:通信控制處理
?^flhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講36/113
兩階段的區(qū)蒯
■面向終端的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
■單個主機(jī)為中心的星形網(wǎng)
■各終端通過通信線路共享昂貴的中心主機(jī)硬軟件
資源
■分組交換網(wǎng)
■網(wǎng)絡(luò)為中心,主機(jī)都在網(wǎng)絡(luò)外圍
■用戶通過分組交換網(wǎng)共享網(wǎng)絡(luò)上各種軟硬件資源
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講37/113
乂:機(jī),中M物義網(wǎng)絡(luò)名中M
以主機(jī)為中心。以分組交換網(wǎng)為中心
荔蛆交換網(wǎng)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講38/113
第三階段計算機(jī)量逡網(wǎng)
-溶由器盅萩的層次秸構(gòu)網(wǎng)
■
主機(jī)主機(jī)
■第3階段:ISO與TCP/IP協(xié)議的研發(fā),對網(wǎng)絡(luò)理論體系與
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要作用。
■計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成一一第三代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講
例:LAN租用通信網(wǎng)實猊量接
圖計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講40/113
第四階段需速量黑網(wǎng)絡(luò)
■特征:
■Internet廣泛應(yīng)用
■高速網(wǎng)絡(luò)、接入網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)
的發(fā)展
■高速計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-第[代網(wǎng)絡(luò)時期
■IPoverATM/SDH/WDM/DWDM
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講41/113
1.1.3國清網(wǎng)時代
■因特網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷三個階段的演進(jìn)
■三階段在時間上有部分重疊(網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)
是逐漸的,不是突然的)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講42/113
1.1.38特網(wǎng)忖代-第一階段01-交9
■1969T983.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究和試驗
■1983.TCP/IP協(xié)議成為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議
■1983.ARPANET分解成兩個網(wǎng)絡(luò)
■ARPANET-科研網(wǎng)
■MILNET一軍用網(wǎng)
■1983-1984.形成因特網(wǎng)Internet
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講
1.1.3國清網(wǎng)時代■第二階段儂-%,
■1986美國國家科學(xué)基金委建立NSFNET
■三級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
■主干網(wǎng)
■地區(qū)網(wǎng)
■校園網(wǎng)
■1991美國政府將Internet主干網(wǎng)轉(zhuǎn)給私人
公司經(jīng)營,對接入Internet的單位收費
■1993Internet主干網(wǎng)速率提到45Mb/s(T3
速率)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講44/113
三核秸相的因清網(wǎng)
■各網(wǎng)絡(luò)之間需要使用路由器來連接
■有時在結(jié)構(gòu)圖中可不畫出路由器
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講45/113
三核秸相的因清網(wǎng)
■主機(jī)到主機(jī)的通信可能要經(jīng)過多種網(wǎng)絡(luò)。
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講46/113
1.1.3因清網(wǎng)時代■第三階段/步,」
■1993美政府資助的NSFNET逐漸被若干商用
ISP網(wǎng)絡(luò)代替
■1994創(chuàng)建4個網(wǎng)絡(luò)接入點NAP(Network
AccessPoint),分別由4個電信公司經(jīng)營
■NAP是交換因特網(wǎng)上流量的結(jié)點
■NAP中安裝性能很好的交換設(shè)施
■本世紀(jì)初,美國NAP數(shù)量已達(dá)十幾個
■1994年至今,因特網(wǎng)演變成多級結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講47/113
5板秸相的出清網(wǎng)
■主機(jī)到主機(jī)的通信可能經(jīng)過多種ISP
大公司
網(wǎng)絡(luò)接入點網(wǎng)絡(luò)接入點
NAPC:主干服務(wù)NAP
(對等點)、
提供者、(對等點)
'地區(qū)ISP
大公司7、
公司本地SP
交園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講48/113
日甫,公輅構(gòu)的出清網(wǎng)
■大致上可將因特網(wǎng)分為以下五個接入級
■網(wǎng)絡(luò)接入點NAP
■國家主干網(wǎng)(主干ISP)
■地區(qū)ISP
■本地ISP
■校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)或PC機(jī)上網(wǎng)用戶
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講49/113
7/4奸算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或展我勢
■、~"個目標(biāo)
■兩個支持
■三個融合
個熱點
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講50/113
一個目標(biāo)
■建立完善的信息基礎(chǔ)設(shè)施
■信息社會最重要的基礎(chǔ)設(shè)施
■信息產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代社會最重要的產(chǎn)業(yè)
■電子信息文化是人類文化發(fā)展第四個里程碑
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講51/113
麴個文律技木
■微電子技術(shù)
■光電子技術(shù)
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微電3技木
■信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)
■莫爾定理
■PC的處理能力
■新的微電子技術(shù)工藝
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講53/113
■Intel公司創(chuàng)始人莫爾于70年代提出
■D(T)=D(TO)2(T—T°)/L5
D(T):時間T〉時的集成電路密度
T:年為單位
■18個月集成電路器件數(shù)翻一番
■科技進(jìn)步和市場驅(qū)動導(dǎo)致指數(shù)增長
■1965年IC含1個器件
1995年IC含100萬個
2000年IC含1000萬個
物理極限1000億個
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講
光電3載本
■光纖傳輸性能
■光纖傳輸技術(shù)的發(fā)展
■第一代:0.8微米280兆比特
■第二代:1.3微米560兆比特
■第三代:1.5微米
■第四代:光放大器10-20千兆比特
■波分復(fù)用技術(shù)
■100Gbps40種波長
■同時傳送100萬個話音和1500個電視信道
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三個融合
■計算機(jī)、通信、信息內(nèi)容的融合
■電信、電視、計算機(jī)的三網(wǎng)合一
■融合的基礎(chǔ)是數(shù)字化
■三網(wǎng)合一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講56/113
三個融合
100,00010,0001,000100101
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四個色支
■多媒體
■寬帶網(wǎng)
■移動通信
■信息安全
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,糅體一盆克之一
■多媒體的兩種類型
靜態(tài)一數(shù)據(jù)、文本、靜態(tài)圖象
基于時間一音頻、視頻、虛擬現(xiàn)實
■多媒體應(yīng)用
視頻點播交互視頻
協(xié)同工作遠(yuǎn)程醫(yī)療
遠(yuǎn)程教學(xué)
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寬雅網(wǎng)一篇直之二
■從傳統(tǒng)電話網(wǎng)到0C48的光纜通信
■高速的傳輸載體和信息內(nèi)容
■信息高速公路載體的技術(shù)特征
全動態(tài)視頻信號全交互雙向通信
■寬帶通信技術(shù)
主干網(wǎng)接入網(wǎng)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講60/113
網(wǎng)絡(luò)頻寬需求的槽加
頻
寬
需
求
時"間
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講61/113
各新成用對頻寬的需求
媒介描述未壓縮速度范圍(Mbps)壓縮速度范圍(Mbps)
■廣播類NTSC視頻1203-6
■播音室NTSC視頻21610-30
■高分辨率廣播視頻150020-30
■全動感可視圖像
60幀/秒,loooxiooo象素1500-250050-200
■單色二進(jìn)制代碼靜止圖像
600X600點/英寸,135Pp/分鐘1205-50
■全彩色靜止圖像
400X400象素/英寸,60PP/分鐘50045
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卷劭通信一氯克之三密
■_
■移動通信的發(fā)展
■未來NII、GH的重要組成
■便攜式信息設(shè)備
電腦的運算能力
Internet的聯(lián)網(wǎng)能力
電視的清晰圖象
電話的方便
■移動通信用戶數(shù)激增
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講
穆劭余就的秋木參裁除
l
系統(tǒng)第一代第二代第三代第四代
技術(shù)參
頻寬30K300K-1.25M5M10M-20M
多址技術(shù)FDMATDMA,CDMACDMACDMA+TDMA
業(yè)務(wù)話音話音,短消息話音,多媒體多媒體
核心網(wǎng)絡(luò)電信交換網(wǎng)電信交換網(wǎng)電信交換網(wǎng),IP網(wǎng)
IP網(wǎng)
終端數(shù)據(jù)速率<9.6Kbps<56kbps42Mbps<10Mbps
基本技術(shù)特征模擬信號數(shù)字信號智能信號多功能
處理技術(shù)處理技術(shù)處理技術(shù)綜合技術(shù)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講64/113
無錢網(wǎng)快速發(fā)展
口無線個域網(wǎng)(WPAN)
OBIuetooth,Zigbee,
口無線局域網(wǎng)(WLAN)
OWi-Fi,UWB
口無線城域網(wǎng)(WMAN)
OWi-MAX
口無線廣域網(wǎng)(WWAN)
O2.5G
03G
OB3G/4G
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講65/113
家居網(wǎng)
□家居網(wǎng)絡(luò)口家居網(wǎng)絡(luò)的特點
。未來家庭內(nèi)的每個設(shè)備O網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備安裝簡單
都具有與其他設(shè)備通信
。網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備操作簡單
的能力;
。所有的設(shè)備都能訪問。成本低廉
Internet;。支持多媒體
。安全和可靠
令計算機(jī)(桌面PC、筆記本、PDA、共享外設(shè))
?娛樂設(shè)備(TV、DVD、VCR、數(shù)字相機(jī)、MP3)
令遠(yuǎn)程通信設(shè)備(電話、移動電話、傳真、對講機(jī))
令居家用品(微波爐、冰箱、時鐘、照明)
令遙感測量(電表、防火/盜報警、自動調(diào)溫、嬰兒護(hù)理)
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講66/113
信息要企一趣點之四
■安全威脅
■以破壞系統(tǒng)為目標(biāo)的系統(tǒng)犯罪
■以竊取、篡改信息,傳播非法信息為目標(biāo)的信息
犯罪
?AnhuiUniversity,2010ComputerNetwork第1講67/113
安全冏題
■通信安全
■解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>
■密碼技術(shù)
■計算
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