第一章 计算机网络概述(上课).ppt

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1、计算机网络（第 5 版）课件电子工业出版社 2007 年,谢希仁 编著 （使用 OfficeXP 或 Office 2003 演示动画）,第 1 章 概述,1.1 计算机网络在信息时代中的作用 1.2 因特网概述 1.2.1 网络的网络 1.2.2 因特网发展的三个阶段 1.2.3 因特网的标准化工作 1.2.4 计算机网络在我国的发展 1.3 因特网的组成 1.3.1 因特网的边缘部分 1.3.2 因特网的核心部分,第 1 章 概述（续）,1.4 计算机网络在我国的发展 1.5 计算机网络的类别 1.5.1 计算机网络的定义 1.5.2 几种不同类别的网络 1.6 计算机网络的性能 1.6.

2、1 计算机网络的性能指标 1.6.2 计算机网络的非性能特征,第 1 章 概述（续）,1.7 计算机网络的体系结构 1.7.1 计算机网络体系结构的形成 1.7.2 协议与划分层次 1.7.3 具有五层协议的体系结构 1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点 1.7.5 TCP/IP 的体系结构,1.1 计算机网络在信息时代的作用,1、地位 21 世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。 网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。 网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。 发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。,1.1 计算机网

3、络在信息时代的作用,2、计算机网络的功能 连通性计算机网络使上网用户之间都可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。 共享即资源共享。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。,1.2 因特网概述,1.2.1 网络的网络 1.网络的定义及网络的网络 起源于美国的因特网现已发展成为世界上最大的国际性计算机互联网 网络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。 互联网是“网络的网络”(network of networks)。,请注意名词“结点”,“结点”的英文名词是 node。 虽然 node 有时也可译为“节点”，但这是指像天线上的驻波的节

4、点，这种节点很像竹竿上的“节”。 在网络中的 node 的标准译名是“结点”而不是“节点”。 但数据结构的树(tree)中的 node 应当译为“节点”。,1.2 因特网概述,2、计算机网络、互联网、因特网 互连网是指将两个或两个以上的网络连接而成的更大的网络。 因特网是全球性的、最具有影响力的世界上最大的互连网。 计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。,1.2 因特网概述,3、Internet 和 internet 的区别 以大写字母I开始的的 I

5、nternet（因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则，且其前身是美国的 ARPANET。 以小写字母 i 开始的 internet（互联网或互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。,1.2.2 因特网发展的三个阶段,第一阶段是从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议。人们把 1983 年作为因特网的诞生时间。 第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网

6、）。 第三阶段的特点是逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网。出现了因特网服务提供者 ISP (Internet Service Provider)。,用户,因特网,ISP1,ISP2,因特网 服务提供者,用户通过 ISP 上网,根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同，ISP 也分成为不同的层次。,一级 ISP,一级 ISP,第一层 ISP,大公司,本地 ISP,大公司,大公司,公司,本地 ISP,本地 ISP,第二层 ISP,第二层 ISP,NAP,NAP,A,B,主机A 本地 ISP 第二层 ISP NAP 第一层 ISP NAP 第二层 ISP 本地 ISP 主机B

7、,第一层 ISP,第二层 ISP,本地 ISP,本地 ISP,本地 ISP,本地 ISP,第一层 ISP,第一层,第二层,第三层,本地 ISP,第二层 ISP,本地 ISP,本地 ISP,本地 ISP,本地 ISP,第二层 ISP,本地 ISP,本地 ISP,第二层 ISP,万维网 WWW 的问世,因特网已经成为世界上规模最大和增长速率最快的计算机网络，没有人能够准确说出因特网究竟有多大。 因特网的迅猛发展始于 20 世纪 90 年代。由欧洲原子核研究组织 CERN 开发的万维网 WWW (World Wide Web)被广泛使用在因特网上，大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，成为因特网

8、的这种指数级增长的主要驱动力。,因特网的发展情况概况,网络数 主机数 用户数 管理机构数 1980 10 102 102 100 1990 103 105 106 101 2000 105 107 108 102 2005 106 108 109 103,1.2.3 关于因特网的标准化工作,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,制定因特网的标准的组织,制订因特网的正式标准要经过以下的四个阶段,因特网草案(Internet

9、 Draft) 在这个阶段还不是 RFC 文档。 建议标准(Proposed Standard) 从这个阶段开始就成为 RFC 文档。 草案标准(Draft Standard) 因特网标准(Internet Standard),RFC的介绍,所有的因特网标准都是以RFC的形式在因特网上发表的。 RFC是request for comment的缩写，是由IETF管理，所有关于Internet的正式标准都以文档出版，但不是所有的RFC都是正式的标准，很多RFC的目的只是为了提供信息。RFC每篇都用一个字来标识，如RFC2401 ，数字越大说明RFC 的内容越新。RFC是免费公开的，任何人都可以写R

10、FC并提交IETF，一旦正式通过就可以正式发布，一旦发布RFC内容将不能再作任何修改，以后的修改只能通过新的RFC来处理，因此可以看到有很多新的RFC文档obsolete（废除）或update（更新）老的RFC。要真正了解一个协议的内容，就需要看相关的RFC。,各种RFC之间的关系,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,1.3 因特网的组成,从因特网的工作方式上看，可以划分为以下的两大块： (1) 边缘部分 由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。 (2)

11、核心部分 由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。,因特网的核心部分,因特网的边缘部分,主机,网络,路由器,因特网的边缘部分与核心部分,1.3.1 因特网的边缘部分,处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机。这些主机又称为端系统(end system)。 “主机 A 和主机 B 进行通信”，实际上是指：“运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信”。即“主机 A 的某个进程和主机 B 上的另一个进程进行通信”。或简称为“计算机之间通信”,1.3.1 因特网的边缘部分,互联网应用的两种通信方式： 在网络边缘的端系

12、统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类： 客户服务器方式（C/S 方式） 即Client/Server方式 对等方式（P2P 方式） 即 Peer-to-Peer方式,1. 客户服务器方式,客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程，能力强、资源丰富的计算机充当服务器机（服务器端），能力弱或需要某种资源的计算机作为客户机（客户端）。 客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系，客户使用服务器的服务，服务器向客户提供网络服务。客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。 在客户/服务器模式中，客户与服务器在网络服务中的地位不平等，服务器在网络服务中

13、处于中心地位。,运行 客户 程序,网络边缘,网络核心,运行 服务器 程序,A,B,客户,服务器,客户 A 向服务器 B 发出请求服务， 而服务器 B 向客户 A 提供服务。,客户程序和服务器程序的特点,1、客户程序的特点 被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。因此，客户程序必须知道服务器程序的地址。 不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。,2、服务器程序的特点 一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。 系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。 一般需要强大

14、的硬件和高级的操作系统支持。,2. 对等连接方式,对等连接(peer-to-peer，简写为 P2P)是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。 P2P网络中的每台计算机既可以作为网络服务的使用者，也可以向其他提出服务请求的客户提供资源和服务。 在P2P网络环境中，成千上万台计算机之间处于一种对等的地位，整个网络通常不依赖于专用的集中式服务器。 只要两个主机都运行了对等连接软件（P2P 软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信。 双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。,对等连接工作方式,对等连接方式的特点,对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连

15、接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。 例如主机 C 请求 D 的服务时，C 是客户，D 是服务器。但如果 C 又同时向 F提供服务，那么 C 又同时起着服务器的作用。,3、两种通信方式的比较,思考：试讨论两者的区别在哪？,1.3.2 因特网的核心部分,网络核心部分是因特网中最复杂的部分。 （因为网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。 在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对较低速率的链路相连接。 在网络核心部分起特殊作用的是路由(router)。,H1,H5,H2,H4,H3,H6,路由器,网络,网络核心部分,主