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1、第一章 计算机网络回顾,计算机网络的历史和新进展 计算机网络体系结构,Part 计算机网络技术的历史和新进展,关于计算机网络的三个命题,高速计算机网络是信息社会的神经和血管 体系结构：网络的骨架和神经 协议：网络的心脏和血液,主要内容,网络概述 Internet的发展和成功经验 计算机网络技术的历史回顾,什么是网络 - 从端系统的角度看,网络提供的服务: 信息传递 信鸽、烽火、信使 、卡车、电报、电话、Internet 类比运输服务：物体的传递 马、火车、卡车和飞机 不同的网络以什么为区分 所提供的服务 服务以什么为区分 延迟、带宽、丢失率、端节点数目、服务接口、可靠性, 单播/多播，实时，消
2、息/字节流,什么是网络 - 从网络核心的角度看,电子、光子等作为传输介质 链路：光纤、电缆和卫星 交换节点：机械/电/光 协议: TCP/IP, ATM, MPLS, SONET, Ethernet, PPP, X.25, FrameRelay, AppleTalk, IPX, SNA 功能: 路由，差错控制、拥塞控制、服务质量(QoS) 应用：FTP、HTTP、X windows,网络类型,空间距离 局域网 (LAN): 以太网、令牌环、FDDI 城域网 (MAN): DQDB, SMDS 广域网 (WAN): X.25, ATM, frame relay 信息类型 数据网络 vs. 通信网
3、络 应用类型 专用网络：飞机订票网，银行网，信用卡网，电话网 通用网络：Internet,网络类型,使用权 私有：企业网 公用：电话网、Internet 协议的所有权 私有: SNA 开放: IP 技术 地面 vs. 卫星 有线 vs. 无线 协议 IP, AppleTalk, SNA,计算机网络发展历史,计算机网络的形成 多终端系统 1970年代的计算机网络 X.25 分组交换网：各国的电信部门建设运行 各种专用的网络体系结构：SNA，DNA Internet 的前身ARPANET进行实验运行 1980年代的计算机网络 标准化计算机网络体系结构：OSI 局域网络 LAN 技术空前发展 建成N
4、SFNET，Internet 初具规模,计算机网络发展历史,1990年代的计算机网络 Internet空前发展 Web技术在Internet/Intranet 得到广泛应用 2000年代的计算机网络 IPv6网络快速发展 移动技术发展迅速 下一代互联网研究受到普遍重视,Internet发展历史,1969年，ARPANET产生 1970年代，作为研究项目，带宽56kbps，连接计算机不超过100台。 1979年，TCP/IP成熟 198083，APPANet和MILNET分开， ARPANET采用TCP/IP协议 1983年，BSD UNIX内含TCP/IP 198586，NSF开始建设NSFN
5、ET，作为骨干网连接6个超级计算机中心，带宽1.544Mbps，连接10,000台计算机,Internet发展历史,198790，连接地区网络，NSI，ESNET，DARTnet，TWBNet，计算机数量超过10万台 199092，NSFNET发展到45兆带宽，连接16个地区网络 1994年，NSF骨干网解体，出现多个商用骨干网 今天：Internet骨干网的速率达到2.5/10Gbps，连接150多个国家的上千万台计算机 2004.1，全球主要学术网宣布开通IPv6服务,中国计算机网络的发展历史,1970年代末开始 1980年代 局域网 OSI网络体系结构 低速广域网（电话线） 1990年代
6、 局域网Novell, TCP/IP X.25广域网及其应用 国民经济信息化高潮的到来，“金”字工程 互联网Internet在中国开始大规模发展 2000 推动以IPv6为基础的下一代互联网,Internet在中国的发展,1988年，中国第一个电子邮件发到Internet 1990 1993，通过 X.25与国际连网，Tunet 1994年，中科院高能所，64K，日本 1995年，CERNET, 128K, Sprint；Chinanet, 64K + 64K, Sprint 1996年，ChinaGBN,64K, Sprint 1997.12，用户74万 1998.12，用户达到200万 2
7、003.6，用户达到6800万 2005.6，用户达到10300万,主要内容,网络概述 Internet的发展和成功经验 计算机网络技术的历史回顾,Internet,全球范围、通用、异构的公用计算机网络 Internet协议 开放的标准: Internet Engineering Task Force (IETF) 负责标准的制订维护和协调 是其他类型网络的技术基础 企业内部网（Intranet） 由研究机构开发,Internet的增长,Internet上的主机数: Aug. 1981 213 Oct. 1984 1,024 Dec. 1987 28,174 Oct. 1990 313,000
8、 Oct. 1993 2,056,000 Apr. 1995 5,706,000 Jul. 1997 19,540,000 Jul. 2000 93,047,785,最近的增长 (1991-2000),Internet 发展规模和趋势,Internet的发展速度 是历史上发展最快的一种技术 以商业化后达到 5000 万用户为例 电视用了13年，收音机用了38年，电话更长 Internet 从商业化后达到 5000 万用户用了4 年时间 Internet 正在以超过摩尔定理的速度发展,网络时代的三大基本定律,摩尔定律: CPU性能18个月翻番,10年100倍。 所有电子系统（包括电子通信系统，计
9、算机）都适用,光纤定律： 超摩尔定律，骨干网带宽9个月翻番，10年10000倍。带宽需求呈超高速增长的趋势,迈特卡尔夫定律:联网定律， 网络价值随用户数平方成正比。未联网设备增加N倍，效率增加N倍。联网设备增加N倍，效率增加N2倍,网络带宽与CPU性能,光纤容量,高水平大容量光纤传输试验系统,数据流量超过话音,0,RelativeCapacity(%),Voice,Data,Source: MCI (Vint Cerf),International data traffic already exceeds international voice from Australia and Scand
10、inavia.,数据中绝大部分是IP数据,2000,1998,1996,All Other,IPX,TCP/IP,Traffic Ratios,Source: Gartner 1997,100%,90%,80%,70%,60%,50%,40%,30%,20%,10%,0%,Internet上的信息趋于交互,Relative User Population,8%,17%,39%,27%,7%,2%,13%,18%,23%,23%,16%,7%,14%,17%,12%,15%,28%,14%,To Transactional Pages (Red) andAudio/Video Content (
11、Purple),100%,80%,60%,40%,20%,0%,2000,1998,1996,Source: The Yankee Group, 1996,应用促进网络发展,Simple Video, Multimedia,Browsing, PCM Voice,IP, PCS, E-Mail, File Transfer,Paging,Video Conferencing, MPEG1 NTSC Video,Telnet, VoIP,ISDN, Frame Relay,ATM/POS,T3/E3,T1/E1,New Modem,Wireless WAN,Old Modem,.004,.019
12、2,.0288,.128,1.5,3,155,Mb/s,Minimum Bandwidth for Application per User,Virtual Reality, Medical Imaging,Data/Voice/Video 三网融合,高速信息网络的发展方向： 通信与计算聚合,通信和计算技术的聚合 改变了各自的原有特征 高速信息网络体系结构的发展趋势 分层结构；分布控制、管理和安全机制 分层结构 应用（Application） 服务（Service） 基础设施（Infrastructure）,下一代互联网的技术体系结构,协议层次扁平化,ATM,SDH/SONET,IP,Opti
13、cal,B-ISDN,IP over ATM,IP over SDH/SONET,IP over Optical,Long-Term Winners,IP,ATM,Optical,IP,SDH/SONET,Optical,IP,Optical,Multiplexing, Protection, and Management at Every Layer.,Eliminating Layers Lowers Costs.,Internet标准化组织,Internet Engineering Task Force（IETF）：IETF负责Internet协议的研发和改进。IETF被分为很多个工作组
14、（working groups），他们提交的文档称为RFC（Request For Comments）。 IRTF（Internet Research Task Force）：IRTF由一些专注于某个领域长期发展的研究小组组成。 Internet Architecture Board（IAB）：IAB负责定义Internet的整体框架，为IETF提供大方向上的指导。 The Internet Engineering Steering Group（IESG）：IESG在技术方面管理IETF的活动，负责Internet标准的制定过程。,Internet标准的制定过程,所有的标准以RFC的形式发布出
15、来，可以从www.ietf.org免费获得。但不是所有的RFC都是Internet标准。 标准形成的一般步骤是： Internet Drafts RFCs Proposed Standard Draft Standard（需要两个可以工作的实现） Internet Standard（由IAB发布） David Clark, MIT, 1992: We reject: kings, presidents, and voting. We believe in: rough consensus and running code.”,Internet提供的服务,计算资源的共享访问：telnet（197
16、0s） 数据和文件的共享访问：FTP，NFS（1980s） 人们互相通讯的媒介： email(1980s),网上聊天室,即时消息（1990s） 语音和视频（1990s） 取代电话？ 信息分发的媒介 USENET（1980s） WWW(1990s) 取代报纸、杂志？ 语音和视频（1990s） 取代电视、CD、电影？,与网络有关的工业界,电话公司 拥有传输线路和接入线路，大量的客户 有线电视公司 拥有接入线路 无线/卫星公司 通讯线路 电力、铁路公司 有能力铺设线路,与网络有关的工业界,媒体公司 可以提供内容 ISP，Internet服务提供商 设备制造商 交换机/路由器，芯片，光纤，计算机 软件公司,Internet 物理结构,Backbone,IS
