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1、Introduction,1-1,第一章 计算机网络技术概述,Introduction,1-2,主要内容,网络基本概念 网络体系结构和OSI参考模型 未来网络发展趋势 讨论,Introduction,1-3,计算机网络历史：演变与发展,一般来讲，计算机网络的发展可分为四个阶段： 第一阶段：计算机技术与通信技术相结合，形成计算机网络的雏形；-面向终端的计算机网络 第二阶段：在计算机通信网络的基础上，完成网络体系结构与协议的研究，形成了计算机网络；-计算机-计算机网络 第三阶段：在解决计算机连网与网络互连标准化问题的背景下，提出开放系统互连参考模型与协议，促进了符合国际标准的计算机网络技术的发展；
2、-开放式标准化的计算机网络 第四阶段：以Internet的迅速发展与推广为特征计算机网络向互连、高速、智能化方向发展，并获得广泛的应用。 -目前所处的网络计算的新阶段,Introduction,1-4,第一阶段:面向终端的计算机网络,FEP(Front End Processor,简称为前端机): 前端处理机,完成通信的工作，使得计算机专心于数据处理。 TC (Terminal Controller): 终端控制器 M (Modem) : 调制解调器 T (Terminal): 代表终端,五十年代中至六十年代 实际上是以单个计算机为中心的远程联机系统,Introduction,1-5,面向终端
3、的计算机网络(续),例子： 50年代，美国半自动地面环境SAGE（Semi-Automatic Ground Environment）防空系统 60年代初期美国航空公司投入使用的由一台中心计算机和全美范围内2000多个终端组成的飞机票预订系统SABRE （Semi-Automatic Business Research Environment）,Introduction,1-6,第二阶段：计算机-计算机网络,六十年代末至七十年代末 多台计算机通过通信线路互连起来而为用户提供服务，即是计算机-计算机网络 真正意义上的计算机网络 例子： 美国国防部高级研究计划署ARPANET IBM的SNA(Sy
4、stems Network Architecture ) DEC的DNA(Digital Network Architecture ),Introduction,1-7,美国国防部高级研究计划署（目前称为DARPADefense Advanced Research Projects Agency） 1969年研制的ARPA网(ARPANET) ：, ARPANET被公认为是第一个真正的计算机网络。,计算机-计算机网络(续),H(host): 主机 IMP(Interface Message Processor):接口报文处理机，节点 ARPA网的两级子网: 通信子网（communication
5、 subnet）: IMP和它们之间互连的通信线路一起负责完成主机之间的数据通信任务。 资源子网（resource subnet） :通过通信子网互连的主机负责运行用户应用程序，向网络用户提供可供共享的软硬件资源。 分组、存储转发、分组交换网、协议、分层的体系结构,Introduction,1-8,和以单台计算机为中心即由一台计算机来处理整个组织中所有终端需求的远程联机系统的显著区别 都是具有自主处理能力的，不存在主从关系 终端和中心计算机的通信变成了计算机与计算机之间的通信 用单台中心计算机为所有用户服务变为了大量分散而又互联在一起的多台计算机共同完成的模式 第一阶段计算机网络的远程联机系统
6、以被各终端共享的单台计算机为中心 ，第二阶段计算机-计算机网络以通信子网为中心 第二代计算机网络没有统一的网络体系结构 IBM的系统网络系统结构(SNA) DEC的数字网络体系结构(DNA),计算机-计算机网络(续),Introduction,1-9,第三阶段:开放式标准化的计算机网络,八十年代初至九十年代初 它具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化的协议 国际标准化组织ISO (International Standards Organization) 1984年制定并颁布了开放系统互连基本参考模型(Open System Interconnection Basic Reference Mo
7、del, OSI/RM)的国际标准ISO 7498，也被称为OSI七层模型 Internet：TCP/IP体系结构，事实上的国际标准,它是在原ARPANET基础上经过改造而逐步发展起来的，它是对任何计算机开放的，有两个核心协议：TCP(传输控制协议, Transmission Control Protocol)和IP(网际协议或互联网协议, Internet Protocol ),Introduction,1-10,第四阶段:目前所处的网络计算的新阶段,20世纪90年代中期至今 网络计算(Network Computing): 以网络为中心的计算(Network Centric Computi
8、ng) 或者以网络为基础的计算(Network-based Computing) 网格计算 云计算 普适计算 泛在网络 “信息高速公路(Information Super Highway)”的正式名称是国家信息基础设施(NII-National Information Infrastructure),是进入网络计算时代的一个标志 1993年美国正式提出NII计划 1994年IBM总裁在COMDEX大会上正式提出“网络计算”高速宽带发展，网络的应用多媒体化，深入到人们生活的各个方面。 SUN（约翰.盖奇）：网络就是计算机,Introduction,1-11,什么是计算机网络？,计算机网络是计算机
9、技术和通信技术独立发展而又密切结合的产物。 计算机网络表示通过同一种技术相互连接起来的一组自主计算机的集合 计算机网络是一个复合系统，由各自具有自主功能而又通过各种通信手段连接起来以便进行信息交换、资源共享或协同工作的计算机组成。 计算机网络是利用通信线路将地理位置分散的、具有独立功能的许多计算机系统连接起来，按照某种协议进行数据通信，以实现信息交换、资源共享或协同工作的信息系统。,Introduction,1-12,什么是因特网？,从两个方面来描绘因特网： 1.构成Internet的基本硬件和软件组件 2.为分布式应用提供服务的联网基础设施来描述因特网,Introduction,1-13,互
10、联网Internet基本组件,互联数以百万计的计算设备: 主机(hosts)= 端系统 (end systems ) 运行着各种网络应用(network apps) 通信链路(communication links) fiber, copper, radio, satellite 传输速率（transmission rate） = 带宽（bandwidth） 分组交换机（packet switch） : 路由器和链路层交换机 转发分组（forward packets). 一个分组所经历的一系列通信链路和路由器被称为通过该网络的路径（path） 采用分组交换（packet switching）的
11、技术,Introduction,1-14,协议控制着信息接收与发送 e.g., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP Internet 标准 IETF: Internet Engineering Task Force RFC: Request for comments Internet: “network of networks” loosely hierarchical Internet（公共） vs. intranet（专有）,互联网Internet基本组件（2）,Introduction,1-15,什么是协议（ protocol）?,人类的协议,Hi,Hi,你好 不要来烦我 几
12、点了 我有个问题 特定的消息发送/接收 当消息收到时，就会采取一系列约定俗成的动作 为了完成一项工作，要求通信实体运行相同的协议,Introduction,1-16,什么是协议（ protocol）?（续）,网络协议: 网络协议类似人类协议 通信实体：机器 所有的通信都受到协议的制约,网络协议定义了在两个或多个通信实体之间交换报文的格式与次序，以及在报文传输和/或接收或其他事件方面所采取的动作 。,TCP connection request,Web服务器,Introduction,1-17,网络协议主要有三个组成部分： 语义：是对协议元素的含义进行解释，不同类型的协议元素所规定的语义是不同的
13、，例如需要发出何种控制信息、完成何种动作及得到的响应等。 语法：将若干个协议元素和数据组合在一起用来表达一个完整的内容所应遵循的格式，也就是对信息的数据结构做一种规定。例如用户数据与控制信息的结构与格式等。 时序：对事件实现顺序的详细说明。例如在双方进行通信时，发送点发出一个数据报文，如果目标点正确收到，则回答源点接收正确；若接收到错误的信息，则要求源点重发一次。,掌握计算机网络领域知识的过程就是理解网络协议的构成、原理和工作过程。,什么是协议（ protocol）?（续）,Introduction,1-18,协议实例,Introduction,1-19,协议实例,Introduction,1
14、-20,互联网Internet- : service,因特网允许分布式应用程序（ distributed applications）运行在端系统上，使得彼此能够交换数据: Web, email, games, e-commerce, file sharing 因特网为它的分布式应用程序提供了两种通信服务（communication services ）: 面向连接的可靠服务(connection-oriented reliable)：按序，完整 无连接的不可靠服务(Connectionless unreliable) 通过应用程序编程接口（API）,Introduction,1-21,深入研究
15、计算机网络的结构 (network structure):,网络边缘（network edge）: 应用（applications ）和主机（hosts） 接入网和物理媒体（access networks, physical media）: 通信链路communication links 网络核心 （network core）: 路由器（routers） network of networks 时延与分组丢失（performance: loss, delay）,Introduction,1-22,网络边缘（The network edge）,端系统end systems (=主机hosts):
16、 运行着各种应用程序 e.g. Web, email 在网络的边缘 客户机/服务器 （client/server model） 客户机程序（client program）向一直在线的服务器程序（server program）请求，接受其服务。（分布式应用程序） e.g. Web browser/server; email client/server 对等模式（peer-peer model）: 对等应用程序起着客户机程序和服务器程序的双重作用。 e.g. Gnutella, KaZaA, EDonkey,Skype,Introduction,1-23,网络边缘（The network edge）所要解决的问题,运行在端系统上各个应用程序之间是如何通信？ （报文格式？） 每个端系统上运行了许多应用程序，
