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1、2020 4 4 1 可编辑 哈尔滨工业大学 威海 通信工程系刘功亮Tel 0631 5687148Email liugl 计算机通信网络 2020 4 4 2 可编辑 教学内容 第1章概述第2章物理层第3章数据链路层第4章网络互连第5章运输层第6章应用层第7章网络安全 2020 4 4 3 可编辑 教材谢希仁编著 计算机网络教程 第3版 人民邮电出版社 课程情况教学 30学时考核 出勤 作业 期末考试 授课方式PPT结合板书 答疑随时 H503 参考资料高传善等编 数据通信与计算机网络 高等教育出版社B A Forouzan DataCommunicationsandNetworking 2
2、020 4 4 4 可编辑 第1章概述 计算机通信网络 第3版 2020 4 4 5 可编辑 网络的基本拓扑结构 Note 2020 4 4 6 可编辑 几种主要的拓扑结构 2020 4 4 7 可编辑 网形网 Numberoflinks n n 1 2 2020 4 4 8 可编辑 星形 2020 4 4 9 可编辑 总线形 2020 4 4 10 可编辑 环形 2020 4 4 11 可编辑 网络的覆盖范围 Note 2020 4 4 12 可编辑 2020 4 4 13 可编辑 局域网 2020 4 4 14 可编辑 局域网 续 2020 4 4 15 可编辑 城域网 2020 4 4
3、16 可编辑 广域网 2020 4 4 17 可编辑 InternetworkmadeoffourWANsandtwoLANs 2020 4 4 18 可编辑 计算机网络的演进与发展 Note 2020 4 4 19 可编辑 早期的计算机应用模式 单机庞大 昂贵 资源无法共享计算机构成了一个个的信息 孤岛 计算机网络产生始于1950 s 产生的原因 资源共享的需求 计算能力 外设 软件 数据 大型项目的合作 进行工程项目协作 人与人之间的信息沟通 数据通信 2020 4 4 20 可编辑 从体系结构来观察 计算机网络的发展可分为三个阶段 三代网络 1 以主机为中心的联机终端系统 计算机 终端
4、系统2 以通信子网为中心的主机互连 计算机 计算机 网络3 体系结构标准化网络层次化结构 并对每层进行了精确定义 2020 4 4 21 可编辑 1 以主机为中心的联机终端系统 特征 终端 Terminal 共享主机 Host 的软硬件资源单台主机 执行计算和通信任务多台终端 执行用户交互 终端集中器 终端服务器 连接方式 本地或远程 TS T T T T T T HOST 通信线路 T 2020 4 4 22 可编辑 例子 飞机订票系统HOST 航空公司总部 Terminals 订票点 通信线路 电话线路 缺点主机负荷重 数据处理 通信线路利用率低集中控制方式 可靠性低改进终端集中器 近 远
5、距 前端处理机 FrontEndProcessor FEP 通信任务分离 2020 4 4 23 可编辑 2 以通信子网为中心的主机互连 特征多个终端联机系统互连 形成了多主机互连网络网络结构从 主机 终端 转变为 主机 主机 2020 4 4 24 可编辑 主机 主机网络的演变 演变阶段1通信任务从主机中分离 由通信控制处理机 CCP 完成CCP 处理主机之间通信任务的专用计算机 2020 4 4 25 可编辑 两层网络概念的出现由CCP组成的传输网络 通信子网 提供信息传输服务建立在通信子网基础上的主机集合 资源子网 提供计算资源 CCP CCP HOST HOST T T T T T T
6、 CCP HOST T T T 通信子网 2020 4 4 26 可编辑 两层网络的概念结构 C C C H H H 资源子网 通信子网 在通信子网上可有多个资源子网 共享通信子网的服务 H H 2020 4 4 27 可编辑 演变阶段2通信子网规模逐渐扩大私有 社会公用公用数据通信网PSTNX 25优点降低用户系统建设成本提高通信线路利用率兼容性好 2020 4 4 28 可编辑 例子因特网的前身 ARPANET美苏冷战时期由美国军方建立的实验性网络最初4个节点 70 s的60多个节点地域跨越美洲 欧洲具有现代网络的许多特征 例如分组交换分层次的网络体系较为完善的通信协议 2020 4 4
7、29 可编辑 3 体系结构标准化网络 为什么需要标准化 不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构的标准化的原动力兼容性和互操作性的最终目的仍是资源共享标准化的时机 先制定标准再开发还是先开发再制定标准 各厂商 研究机构 大学在网络技术 方法 理论等方面的研究日趋成熟是基础 2020 4 4 30 可编辑 网络体系结构标准化过程的演变厂商标准 IBM SNA DEC DNA等缺点 适用范围 兼容性 技术垄断 竞争 标准不统一 用户利益 国际标准 ISOOSI RM OpenSystemInterconnection RecommendedModel 开放系统互联参考模型 简称OSI参
8、考模型 OSI参考模型是一种概念上的网络模型 规定了网络体系结构的框架 7个层次只说明了做什么 WHATTODO 而未规定怎样做 HOWTODO 太复杂 几乎没有与之完全符合的网络事实上的标准 TCP IP 因特网的骨干协议 从体系结构上看 它是OSI参考模型的简化 4层 2020 4 4 31 可编辑 计算机网络的概念 Note 2020 4 4 32 可编辑 计算机网络定义的主要观点 从应用的观点 以相互共享资源方式连接起来 且各自具有独立功能的计算机系统的集合 从物理的观点 在网络协议的控制下 由若干台计算机和数据传输设备组成的系统 观点3 利用各种通信手段 把地理分散的计算机互联起来
9、能够互相通信且共享资源的系统 2020 4 4 33 可编辑 归纳与综合计算机网络 相互连接的自治计算机的集合自治 能独立运行 不依赖于其他计算机互连 以任何可能的通信连接方式有线方式 铜线 光纤无线方式 红外 无线电 微波 卫星 通信网络 计算机系统 计算机系统 2020 4 4 34 可编辑 Internet定义的主要观点 从网络通信的观点 是一个由TCP IP把各个国家 各个机构 各个部门的内部网络连接起来的庞大的数据通信网 从信息资源的角度 Internet是一个集各个领域 各个部门内各种信息资源共享为目的的信息资源网 从技术角度 是一个 不同网络互连的网络 网际网 实际是由许多网络
10、包括局域网 城域网和广域网 互连形成的 简言之 Internet是网络的网络 2020 4 4 35 可编辑 互连网 互联网 计算机网络 互连网 互联网 计算机网络 一些相互连接的计算机的集合 互连网 一些相互连接的计算机网络的集合 网络的网络 互联网 就是互连网的同义词 2020 4 4 36 可编辑 使用路由器可以把不同的计算机网络互连起来 互连网 互联网 由许多网络通过路由器互连而成互连网 互联网 是 网络的网络 互联网 2020 4 4 37 可编辑 Internet的三个阶段 Note 2020 4 4 38 可编辑 以主机为中心 以分组交换网为中心 第一阶段 从ARPANET到互联
11、网 2020 4 4 39 可编辑 各网络之间需要使用路由器来连接 有时在结构图中可不画出路由器 校园网 校园网 校园网 校园网 校园网 校园网 国家主干网 第二阶段 三级结构的因特网 2020 4 4 40 可编辑 主机到主机的通信可能要经过多种网络 校园网 校园网 校园网 校园网 校园网 校园网 国家主干网 2020 4 4 41 可编辑 大公司 地区ISP 网络接入点NAP 对等点 公司 主干服务提供者 本地ISP 地区ISP 地区ISP 地区ISP 本地ISP 本地ISP 大公司 大公司 网络接入点NAP 对等点 主机到主机的通信可能经过多种ISP 第三阶段 多级结构的因特网 2020
12、 4 4 42 可编辑 Internet的标准化 Note 2020 4 4 43 可编辑 因特网协会ISOC 因特网研究指导小组IRSG 因特网研究部IRTF 因特网工程部IETF 因特网工程指导小组IESG RG WG RG 领域 领域 因特网体系结构研究委员会IAB WG WG WG 因特网管理组织结构 2020 4 4 44 可编辑 因特网草案 InternetDraft 在这个阶段还不是RFC文档 建议标准 ProposedStandard 从这个阶段开始就成为RFC文档 草案标准 DraftStandard 因特网标准 InternetStandard 制定因特网标准的四个阶段 2
13、020 4 4 45 可编辑 因特网草案 建议标准 草案标准 因特网标准 历史的RFC 实验的RFC 提供信息的RFC 6种RFC 各种RFC之间的关系 2020 4 4 46 可编辑 交换技术 Note 2020 4 4 47 可编辑 WhySwitching 2020 4 4 48 可编辑 SwitchedNetwork 2020 4 4 49 可编辑 面向连接网络 2020 4 4 50 可编辑 无连接网络 2020 4 4 51 可编辑 电路交换网络 2020 4 4 52 可编辑 电路交换示例 2020 4 4 53 可编辑 电路交换示例 2020 4 4 54 可编辑 电路交换的工
14、作过程 2020 4 4 55 可编辑 报文交换示意 2020 4 4 56 可编辑 网络 网络 网络 网络 网络 网络 网络 路由器 路由器 路由器 路由器 路由器 路由器 A B 存储转发 2020 4 4 57 可编辑 分组交换 在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块每个块增加带有控制信息的首部构成分组 包 依次把各分组发送到接收端接收端剥去首部 抽出数据部分 还原成报文 首部 首部 首部 发送 发送 接收端 数据 首部 数据 首部 数据 首部 11010011101 00101001110 2020 4 4 58 可编辑 H1 A 分组交换网 B D E C H5 H6 H4 H2
15、H3 H1向H5发送分组 结点交换机 主机 在结点交换机A暂存查找转发表找到转发的端口 在结点交换机C暂存查找转发表找到转发的端口 在结点交换机E暂存查找转发表找到转发的端口 最后到达目的主机H5 分组交换的存储转发过程 2020 4 4 59 可编辑 虚电路和数据报 2020 4 4 60 可编辑 Adatagramnetworkwithfourswitches routers 数据报交换网络 2020 4 4 61 可编辑 数据报交换网络的寻址 2020 4 4 62 可编辑 Aswitchinadatagramnetworkusesaroutingtablethatisbasedonth
16、edestinationaddress Note 2020 4 4 63 可编辑 Thedestinationaddressintheheaderofapacketinadatagramnetworkremainsthesameduringtheentirejourneyofthepacket Note 2020 4 4 64 可编辑 Delayinadatagramnetwork 数据报交换网络的时延 2020 4 4 65 可编辑 Virtual circuitidentifier 虚电路交换 2020 4 4 66 可编辑 虚电路交换网络的寻址 基于转发表的交换方式 2020 4 4 67 可编辑 虚电路交换网络的寻址 端到端的寻路过程 2020 4 4 68 可编辑 Invirtual circuitswitching allpacketsbelongingtothesamesourceanddestinationtravelthesamepath butthepacketsmayarriveatthedestinationwithdifferentdelaysifresour
