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1、SLIDE 1课程简介o本课程是一门计算机类的专业学科基础课程，该课程 由课堂讲授，课下习题，上机实验等具体环节组成。 作为计算机类专业的一门核心基础课程，该课程旨在 讲授计算机网络的发展状况、网络运行原理、网络体 系结构等内容，包括物理层、数据链路层、网络层、 运输层、应用层等具体内容。o本课程旨在培养学生了解和掌握计算机网络的基本概 念、基本原理、基本技术和实际操作知识，掌握计算 机网络应用的常用工具，初步具备分析、设计、维护 计算机网络系统的能力。SLIDE 2辅助教学方式 课后复习提纲及阅读资料n本科教学办公网：n页面：计算机网络基础与应用课程资源n功能：发布课程相关信息,课后复习及阅
2、读资料 疑问解答n个人邮箱：SLIDE 3复习提纲（第一章）o计算机网络在信息时代的作用（两大作用）o计算机网络的发展历史（三个阶段）o计算机网络的组成（两大部分）o三种数据交换方式特点及比较（重点分组交换）o计算机网络的定义、分类（从作用范围、使用者、信 息交流对象和接入方式四方面划分）o计算机网络的拓扑结构（三种结构的基本特点）o计算机网络的性能指标（重点时延和网络利用率计算 ）o计算机网络体系结构（分层、协议、OSI与TCP/IP ）o计算机网络体系结构（各层协议的构成和主要功能）SLIDE 4计算机网络在信息时代的作用o21世纪的重要特征是：数字化、网络化、信息化，它是 一个以网络为核
3、心的时代。o“三网”指的是电信网络、有线电视网络和计算机网络， 其中起到核心作用的是计算机网络。“三网融合”指的是 电信网络和有限电视网络都逐渐融入计算机网络的技术 。（实例：手机上网、网络电视 IPTV）o网络改变了人们的工作方式与生活方式，它最主要的功 能是：连通性和共享性。SLIDE 5计算机网络的概念o网络（network）：由若干结点（node）和连接这 些节点的链路（link）组成。网络中的结点可以是计 算机、集线器、交换机、路由器等组成。o互联网：网络和网络可以通过路由器连起来，构成一 个覆盖范围更大的网络，因此是“网络的网络”。o因特网：世界上最大的互连网（用户以亿计，互连网
4、络百万计），通常用“一朵云”表示。网络把计算机连 接起来，因特网把网络连接起来。o主机：连接在因特网上的计算机。oInternet（专用）和internet（通用）的区别SLIDE 6计算机网络的概念(a)(b)网络互联网（网络的网络）结点链路SLIDE 7计算机网络的概念主机因特网SLIDE 8计算机网络发展的三个阶段n第一阶段是从单个网络 ARPANET向互联网发展 的过程。n第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。n第三阶段的特点是逐渐形成了多层次 ISP 结构的 因特网。SLIDE 9一级 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校园
5、网校园网校园网校园网第二层 ISP第二层 ISPNAPNAPAB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 ISPSLIDE 10计算机网络的组成o按工作方式分为以下两大块：n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。n核心部分由大量网络
6、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）。o按逻辑结构分为以下两大子网：n资源子网负责全网的数据处理，即向网络用户提供各种网络资源 与网络服务，其主要包括主机和终端，主机通过高速通信线路与通 信子网的通信控制处理机相连接，而终端是用户访问网络的界面。 n通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成，其 主要完成网络数据传输、转发等通信处理任务。通信控制处理机在 网络拓扑结构中被称为网络节点。通信线路为通信处理机之间以及 通信处理机与主机之间提供通信信道。 SLIDE 11边缘部分（资源子网）o在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信 方式通常可划分
7、为两大类：n客户/服务器方式（C/S 方式）o例如：Web浏览器/服务器，电子邮件客户/服务器n对等方式（P2P 方式）o例如：Emule，BT，PT软件SLIDE 12核心部分（通信子网）o网络核心部分是因特网中最复杂的部分。o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）。o在网络核心部分起特殊作用的是路由器 (router)。o路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到 的分组，这是网络核心部分最重要的功能。SLIDE 13核心部分（通信子网）o基本问题n数据
8、如何通过路由器连接的网络进行传输o两大解决途径n电路交换o呼叫专用电路 - 电话网n分组交换o数据通过网络以离散的“块”发送 - 分组交换网SLIDE 14电路交换的定义和重要特点o电路交换的三个阶段：n建立连接n通信n释放连接o这种必须通过“建立连接”、“通话”、“释放连接”三个步 骤的交换方式称为电路交换。o电路交换的重要特点是在通话的全部时间内，通话的 两个用户始终占用端到端的通信资源，所以资源利用 率低。SLIDE 15报文/分组（包）交换技术o报文/分组交换技术是将被传数据划分成若干报文/分 组作为独立的单元在线路上传输，并在网络设备内存 储转发。该技术具有通信线路利用率高、出错后纠
9、错 效率高等优点，被计算机与通信界广泛采用。存储转 发是该技术的核心。o报文/分组的概念n报文（message）是指要发送的整块数据，发送 时报文（message）被不断存储转发n分组（packet，又称“包”是指在报文被分成很 多数据段，每个数据段前加上一些必要控制信息组 成的首部（header）构成一个分组（packet）n分组=首部（header）+数据段SLIDE 16报文/分组（包）交换示例o报文交换的典型代表电报通信，由于报文交 换的时延较长，从几分钟到几小时不等。现在 报文交换已很少有人使用了。 o分组（包）交换的典型代表路由器（ router）SLIDE 17主机和路由器的作用
10、区别o主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送 分组，从网络接收分组。o路由器对分组进行存储转发，最后把分组交付 目的主机。SLIDE 18分组交换的优点o高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐 段占用。 o灵活 以分组为传送单位和查找路由。o迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送 分组。o可靠 保证可靠性的网络协议；分布式的路 由选择协议使网络有很好的生存性。 SLIDE 19分组交换带来的问题o分组在各结点存储转发时需要排队，这就会 造成一定的时延。 o分组必须携带的首部（里面有必不可少的控 制信息）也造成了一定的开销。 SLIDE 20电信网络按数据交换方式分类电信网络电路交换网络FDM
11、TDM分组交换网络具有VC的网络数据报网络数据报网络不是面向连接的，而是无连接的 。 因特网为应用提供了面向连接服务 (TCP) 和无连接服务 (UDP) 。SLIDE 21总结-从电路交换到分组交换o核心部分（通信子网）中的三种数据交换方式n电路交换（Circuit Switching）整个报文的比特 流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传输 ；n报文交换（Message Switching）整个报文传送到 相邻节点，全部存储下来后查找转发表，转发到下 一个节点；n分组（包）交换（Packet Switching）单个分组（ 只是整个报文的一部分）传送到相邻节点，存储下 来后查找转发表，
12、转发到下一个节点；SLIDE 22三种交换方式的比较与适用范围o由于电路交换需要独占物理线路，所以若要传送大量 的数据，且其传送时间远大于连接建立时间时，该种 方式传输速率较快；o由于报文/分组（包）交换不需要预先分配传输带宽， 在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率；o报文/分组（包）交换比较而言，由于一个分组的长度 往往远小于整个报文的长度，因此分组（包）交换比 报文交换的时延小，同时也具有更好的灵活性；SLIDE 23计算机网络在我国的发展o中国公用计算机互联网 CHINANET1994.9o中国教育和科研计算机网 CERNETo中国科学技术网 CSTNETo中国联通互联网 UNIN
13、ETo中国网通公用互联网 CNCNETo中国国际经济贸易互联网 CIETNETo中国移动互联网 CMNETo中国长城互联网 CGWNET（建设中）o中国卫星集团互联网 CSNET（建设中）SLIDE 24计算机网络的定义o早期定义一些互相连接的、自治的计算机的集合o计算机网络是利用通信线路(连网设备)将地理上分散 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，以实现资源共享的信息系统 。o最简单计算机网络两个结点（计算机）一条链路o电话通信、计算机通信与数据通信的区别：n电话通信中强调通信的主体是人n计算机通信（计算机网络）中强调通信的主体是计算机中 运行的程序n数据通
14、信中强调通信的内容是数据（在进行计算机通信时）SLIDE 25计算机网络的分类o1. 按不同作用范围划分n广域网 WAN (Wide Area Network)n城域网 MAN (Metropolitan Area Network)n局域网 LAN (Local Area Network)n个人区域网 PAN (Personal Area Network)n因特网InternetSLIDE 26计算机网络的分类o2. 按不同使用者划分n公用网（Public Networks）- 由电信部门或从 事专业电信运营业务的公司提供的面向公众服务的 网络，如中国电信提供的以X.25协议为基础的分组 交换
15、网Chinapac、数字数据网ChinaDDN、中国 英特网Chinanet，以及非电信部门提供的以卫星通 信为基础的“金桥网”。n专用网（Private Networks）- 政府、行业、 企业事业单位和学术社团为本行业、本企业和本事 业单位服务而建立的网络。专用网的实例很多，其 中有代表性的包括教育科研网CERNET、中科院网 CASNET、中国经济信息网CEINET以及各级政府 部门的网络等等。SLIDE 27计算机网络的分类o3. 按信息交流对象划分(TCP/IP协议为基础 )nInternet（互联网、网际网或英特网）- 是以TCPIP 为基础的全球唯一的国际互联网络的总称，或某电信
16、部 门提供的国家、地区的公用数据网络。如中国英特网 Chinanet。nIntranet （内联网）- 以TCP/IP协议集为基础的企、 事业专用网，在内外部间通过防火墙（Firewall）实施 隔离，通过代理服务器（Proxy Server）、加密等措施 保证内部信息的通信与访问安全。从这种意义上讲， Intranet 是Internet技术在专用网络中的一种应用。nExtranet (内联外延网）- 为增加企业与合作伙伴、提 供商、客户和咨询者的业务交往而将Intranet的互联范 围扩大到内部以外的伙伴。SLIDE 28计算机网络的分类o4. 按用户接入方式划分n点对点接入调制解调器、ADSLn电缆/光缆接入HFC网（光纤同轴混合网）、 FTTx网（光纤到户网络）SLIDE 29典型家庭网络构成oADSL或电缆调制解调器o路由器/防火墙/NATo以太网
