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1、第三章网络基本概念3.1 计算机网络的形成与发展一、计算机网络发展的四个阶段（1）20 世纪 50 年代（计算机技术与通信技术相结合）（2）20 世纪 60 年代（ARPANET 和分组技术）（3）20 世纪 70 年代中期 ISO（4）20 世纪 90 年代（internet 与异步传输技术 ATM 技术）Internet 是一个用路由器实现多个广域网和局域网互联的大型国际网NII 国家信息基础设施被形象的称为信息高速公路GIIC 全球信息基础结构委员会3.2 计算机网络定义1、计算机网络定义分三类：广义的观点，资源共享的观点与用户透明性观点资源共享观点能比较准确的描述计算机 网络的基本特征
2、广义观点定义了计算机通信网络，用户透明观点定义了分布式计算机系统2、资源共享观点将计算机网络定义为“以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合”判断计算机是否互联成计算机网络，主要看他们是不是独立的计算机若两台有主从关系，则其中一台不是“自治”的计算机二、计算机网络与分布式系统的区别1、他们的物理结构相同，分布式系统是一个建立在网络之上的软件系统，这种软件保证了系统高度的一致性与透明性2、计算机网络为分布式系统提供了技术基础，而分布式系统是计算机网络技术发展的高级阶段3.3 计算机网络分类 一、网络分类1、根据网络所用传输技术分类：广播式网络，点点式网络采用分组存储转发与路由选择是
3、点-点式网络与广播式网络的重要区别2、根据网络网络覆盖的地理范围分类：局域网、城域网、广域网二、广域网（远程网）：主要用分组交换技术帧中继（FR）:数据出错率高，误码率低的光纤上使用简单协议宽带综合业务数据网 B-ISDN 用 ATM 作为他的数据传输技术三、局域网（LAN）：增强了资源共享深度，WAN 扩大了资源共享范围四、城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络，他是多个局域网互连。光纤分布数据接口（FDDI）:它是一种以光纤为传输介质的高速主干城域网设计方案：传输介质用光纤交换节点用基于 IP 交换的高速路由交换机或 ATM 交换机，在体系结构上用核心交换层、业务汇聚层和接入层三层模
4、式3.4 计算机网络拓扑结构一、计算机网络拓扑的定义计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑结构。二、网络拓扑分类方法1、根据通信子网中通信信道类型分两类：（1）点-点线路通信子网的拓扑（2）广播信道通信子网的拓扑三、几种典型拓扑的特点1、星型拓扑：中心节点控制全网的通信，任何两节点的通心都要经过中心结点（是全网可靠性瓶颈）2、环型拓扑的主要特点:节点通过点-点通信线路连成闭合环路(每个节点与连接节点通信线路为可靠瓶颈)3、树形拓扑:节点按层次进行连接,信息交换主要在上下节点之间进行(适于汇集信息的应用技术)4、网状型拓扑:节点之间
5、的连接是任意的,无规律(可靠性高但结构复杂必须用路由选择算法与流量控制方法)3.5 网络传输介质一、传输介质类型常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆和无线与卫星通信信道二、双绞线主要特性1、物理特性：有按规则螺旋结构排列（电磁干扰最小）的两根、四根或八根绝缘线组成屏蔽双绞线：外部保护层、屏蔽层与多对双绞线组成非屏蔽双绞线：外部保护层与多对双绞线组成2、连通性（既可用于点-点连接，也可用于多点连接）3、抗干扰性（取决于一束线中相邻线对的扭曲长度及使当屏蔽）三、同轴电缆的主要特性1、物理特性（由内导体、外导体、绝缘层及外部保护层组成）2、传输特性（基带同轴电缆和宽带同轴电缆）3、连通性（既支持点-点
6、连接也支持多点连接）4、价格（介于双绞线与光缆之间）四、光纤的主要特点（光纤电缆简称光缆）1、物理描述：光纤是一种直径为 50100UM 的柔软，能传导光波的介质2、传输特性：光导纤维通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号二种光源：发光二极管 LED，注入型激光二极管 ILD检波器：PIN 和 APD 光载波调制方法:亮度调制 ASK光纤传输分为：单模和多模两种（单模性能优越）3、连通性：一般用点-点连接，也可用多点连接4、抗干扰性（安全性保密性极好）5、价格最高五、无线与卫星通信1、电磁波谱与通信类型电磁波传播方法：无线方式传播，有线方式传播2、无线通信（频段覆盖从低频到特高频）3、微波
7、通信（频率在 100MHZ 到 10GHZ 的信号叫微波信号）4、蜂窝无线通信（小区制移动通信系统）第一代蜂窝移动通信是模拟方式，第二代蜂窝移动通信方式是数字方式多直接入法主要有三种：频分多址接入 FDMA、时分多址接入 TDMA、码分多直接入 CDMA5、卫星通信：（传输延时的典型值为 540MS）发送站 上行链路 卫星 下行链路 接收站甚小口径天线地球站 VSAT：小型数据地球站，小型电话地球站六、数据传输率与误码率1、数据传输率在数值上等于每秒钟传输构成二进制代码的二进制比特数 单位是 bps2、误码率的定义（二进制码元在数据传输系统中被传错的概率）3.6 网络体系结构与网络协议基本概念
8、一、网络体系结构的基本概念1、为网络数据交换而制定的规则、约定与标准被称为网络协议网络协议要素：语法、语义、时序将计算机网络层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构（世界上第一个网络体系结构是 IBM 公司于 1974 年提出的，命名为系统网络体系结构命名为 SNA）二、ISO/OSI 参考模型1、OSI 参考模型基本概念（两大国际组织 CCITT 和 ISO）ISO 标准是 ISO/IEC7498,又称 X.200，它定义了网络互联的七层框架既 ISO 开放系统互联参考模型OSI 种采用了三级抽象既体系结构、服务定义和协议规格说明OSI 参考模型并不是一个标准，而只是一个在制定标
9、准时所用的概念性框架2、OSI 参考模型的结构和各层的基本功能（1）物理层（最底层）：利用的物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明传比特流（2）数据链路层：在通信实体间建立数据链路连接传送以帧为单位的数据，采用差错控制、流量控制方法使有差错的的物理线路变成无差错的数字链路（3）网络层：实现路由选择，拥塞控制和网络互联等功能（4）传输层：为用户提供可靠的端到端服务，透明的传送报文是最关键的一步。（5）会话层：组织两个回话进程之间的通信，并管理数据交换（6）表示层：用于处理两个通信系统中交换信息的表示方法（7）应用层：最高层，确定进程之间通信的性质三、TCP/IP 参考模型与协议1、发展过
10、程ARPANET 是最早出现的计算机网络之一，TCP 与 IP 协议都不是OSI 标准TCP/IP 参考模型最早由 Kahn 在 1974 年定义的，1985 年 leiner 等人一步对它展开了研究，1988 年 Clark 在其参考模型出现后对其设计想进行了讨论2、传输层定义了两种协议：传输控制协议 TCP，用户数据协议 DUP3.、应用层协议主要有：（1）网络中断协议 TELNET（实现互联网中远程登录功能） （2）文件传输协议 FTP（实现互联网中交互式文件传输功能） （3）电子邮件协议 SMTP，用于实现互联网中电子邮件传送功能（4）域名服务 DNS，实现网络设备名字到 IP 地址映
11、射的网络服务（5）路由信息协议 RIP，用于网络设备之间交换路由信息（6）网络文件系统 NFS 用于网络中不通主机间的文件共享（7）HTTP 协议用于 WWW 服务4、主机-网络层负责通过网络发送，接收数据，TCP 协议是一种可靠的面向连接协议，DUP 是一种不可靠的无连接协议TELNET,SMTP,FTP 依赖 TCP,SNMP TFTP 依赖 DUP,DNS 依赖TCP 和 DUP3.7 几个典型的计算机网络一、1983 年 1 月 ARPANET 向 TCP/IP 转换全部结束，ARPANET 分两部分，一部分仍叫 ARPANET,另一部分叫 MILNET二、NSFNET(第一个使用 T
12、CP/IP 协议的广域网)三、internet 传统的 Internet 应用主要有四类：E-mail telnet FTP 和 usernet3.8 数据通信服务1、多换多兆位数服务 SMDS,其目标是连接多个局域网2、SMDS 是一种高速，无连接，交换式数字通信网二、X25 网与帧中继网1、人们将采用 X.25 建议所规定的 DET 和 DCE 接口标准的公用分组交换网叫 X.25 网2、帧中继是一种减少节点处理时间的技术四、宽带综合业务数字网（B-ISDN）五、异步传输模式 ATM（是新一代数据传输与分组交换技术）六、接入网技术的发展一个国家的信息高速公路应分为国家宽带主干网，地区宽带主干网和连接中断用户的接入网
