计算机网络最基本概念-1

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1、计算机网络 最基本概念之一理工大学谢希仁2003 年中国人民 解 放 军(使用 Office XP 或 Office 2003 演示)F走进互联网（一）n1. 引言n2. 重要术语n3. 电路交换与分组交换n4. IP 协议与 TCP 协议n5. 客户服务器方式n6. 结束语网络的重要性n信息的传递要依靠网络，因此实现信 息化离不开完善的网络。n网络已成为信息社会的命脉和重要基 础。计算机网络的地位n现在有三种最主要的网络： 电信网络（电话网） 有线电视网络 计算机网络n在这三种网络中，计算机网络的发展最快 ，其技术已成为信息时代的核心技术。因特网(Internet)改变了世界n因特网是世界上

2、最大的计算机网络 ，是自印刷术以来人类通信方面最 大的变革。n因特网缩短了人际交往的时间和空 间，改变了人们的生活、工作、学 习和交往方式，使世界发生了极大 的变化。我国的情况n1994 年4 月 20 日我国正式接入因特网。n根据统计资料，在 2003 年 6 月： 我国上网计算机数： 2572 万台 上网用户数： 6800 万n1. 引言n2. 重要术语 计算机网络、互连网、互联网 internet 与 Internet 带宽与宽带n3. 电路交换与分组交换n4. IP 协议与 TCP 协议n5.客户服务器方式n6. 结束语F计算机网络、互连网、互联网n计算机网络：一些相互连接的计算机的集

3、 合。n互连网：一些相互连接的计算机网络的集 合（网络的网络）。n互联网：就是互连网的同义词。计算机网络计算机网络计算机网络计算机网络互连网，互联网互连网，互联网互连与互联n1994 年全国自然科学名词审定委员会公 布的名词： interconnection 互连 interconnection network 互连网络 internetworking 网际互连n1997 年 8 月全国科学技术名词审定委 员会在其“推荐名(一)”中： internet internetwork interconnection network 而在注释中给出：“又称互连网”。n因此“互联网”和“互连网”应当是同

4、义词 。互连与互联（续） 互联网互联网常见的几种计算机连网方法点对点连接 （这是最简单的网络）总线网星形网集线器环形网不管哪一种计算机网络 都可以用一朵云来表示计算机网络计算机网络计算机网络计算机网络使用路由器可以把不同的 计算机网络互连起来网络网络网络 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 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”互连网互连网也可以用一朵云来表示结点与链路n可以把计算机网络抽象为结点（计算机或 路由器）与链路（连接的线路）的集合。nNode有两个译名： 结点用于计算机网络中，表示计算机或路 由器。 节点用于天线中，表示驻

5、波电场强度为零 的点。 但目前这两个名词的使用比较混乱。n1. 引言n2. 重要术语 计算机网络、互连网、互联网 internet 与 Internet 带宽与宽带n3. 电路交换与分组交换n4. IP 协议与 TCP 协议n5. 客户服务器方式n6. 结束语Finternet 与 Internetninternet 是普通名词 泛指一般的互连网（互联网）nInternet 是专有名词 世界范围的互连网（互联网） 使用 TCP/IP 协议族 前身是美国的阿帕网 ARPANETInternet 的推荐译名是“因特网”n使用“因特网”这个名词可体现 Internet 是专有名词。n既然英文名词 i

6、nternet 和 Internet 具有 不同的意思，那么中文译名就应当反 映出这种区别。“国际互联网”或“互联网”n有人愿意用“国际互联网”或“互联网”来表示 Internet。但这是不严格的。n例如，中国某校园网和外国某校园网互连 起来就构成了“互联网”，并且是“国际互联 网”，但这并不是 Internet。n许多文献和资料同时使用具有不同意义的 名词 internet 和 Internet 。如果把 Internet 译 为“互联网” ，那么 internet 将没有合适的译 名。n1. 引言n2. 重要术语 计算机网络、互连网、互联网 internet 与 Internet 带宽与宽

7、带n3. 电路交换与分组交换n4. IP 协议与 TCP 协议n5. 客户服务器方式n6. 结束语Fn计算机网络的带宽是指网络可通过的最 高数据率，即每秒多少比特。n描述带宽也常常把“比特/秒”省略。 例如，带宽是 10 M，实际上是 10 Mb/s。 这里的 M 是 106。计算机网络的带宽什么是宽带？n宽带线路：可通过较高数据率的线路。n宽带是相对的概念，并没有绝对的标准 。n在目前，对于用户接入到因特网的用户 线来说，每秒传送几个兆比特就可以算 是宽带速率。对宽带传输的错误概念n有些人愿意用“汽车在公路上跑”来比喻“比 特在网络上传输”，认为宽带传输的好处就 是传输更快，好比汽车在高速公

8、路上可以 跑得更快一样。n对于这种比喻一定要谨慎对待。常见的错误是混淆了两种速率n在网络中有两种不同的速率： 信号（即电磁波）在传输媒体上的传播速率（ 米/秒，或公里/秒） 计算机向网络发送比特的速率（比特/秒）n这两种速率的意义和单位完全不同。n宽带传输：计算机向网络发送比特的速率 较高。ABAB宽带线路窄带线路在宽带线路上比特传播得快在窄带线路上比特传播得慢错误的概念A A B BA A B B宽带线路窄带线路宽带线路：每秒有更多比特从计算机注入到线路。 宽带线路和窄带线路上比特的传播速率 是一样的。正确的概念比喻：汽车运货宽带线路 窄带线路宽带和窄带线路：车速一样 宽带线路：车距缩短另一

9、种错误概念 “宽带”相当于“多车道”多车道公路是并行传输多车道公路是并行传输100101110100100111010001011010通信线路上通常都是串行传输通信线路上通常都是串行传输 ( (但但 ADSL ADSL 是例外的）是例外的）n1. 引言n2. 重要术语n3. 电路交换与分组交换 电路交换 分组交换 存储转发n4. IP 协议与 TCP 协议n5. 客户服务器方式n6. 结束语F 两部电话机只需要用一对电线 就能够互相连接起来。传统电话网使用电路交换但若要将 5 部电话机两两相连， 则需要 10 对电线。传统电话网使用电路交换 交换机当电话机的数量很大时， 就必须使用电话交换机

10、进行连接。传统电话网使用电路交换 A1.通话前先拨号建立连接。 可能只要经过一个交换机（如 A 到 B） 可能要经过多个交换机（如 C 到 D）2.通话过程中，通信双方一直占用所建立的连接。 3.通话结束后，挂机释放连接。电路交换的特点交换机交换机交换机交换机交换机交换机BCD计算机终端早期的计算机网络采用电路交换 那时计算机很少，非常昂贵。远地终端（没有处理功能）通过通信线路（可能要经过许多个交换机）使用处于网络中心的计算机的资源。n1. 引言n2. 重要术语n3. 电路交换与分组交换 电路交换 分组交换 存储转发n4. IP 协议与 TCP 协议n5. 客户服务器方式n6. 结束语F分组交

11、换(packet switching)的出现n电话网是为电话通信设计的。电路交换的 电话网很适合于电话通信。n但计算机数据具有很大的突发性。使用电 路交换会导致网络资源严重浪费。n计算机逐渐增多，连网的需求日益迫切， 计算机网络需要使用更加有效的连网技术 。n这就导致分组交换的问世。美国军方促进了计算机网络的发展n20 世纪 60 年代美苏冷战激烈。n美国军方要研制一种生存性很强的新型分 布式网络。 即使少数结点或链路被摧毁，整个网络仍保持 畅通。n这种新型的计算机网络就是采用分组交换 的、基于存储转发计算机网络。数 据数 据数 据分组交换分组交换F 在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块

12、F 每个块增加带有控制信息的首部构成分组（包） F 依次把各分组发送到接收端 F 接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文数 据分组11010011101 11010011101 00101001110 00101001110报文发送端首部分组数 据首部分组首部数 据发 送发 送发送 在前发 送接收端数 据首部数 据首部数 据首部11010011101 11010011101 00101001110 00101001110n1. 引言n2. 重要术语n3. 电路交换与分组交换 电路交换 分组交换 存储转发n4. IP 协议与 TCP 协议n5. 客户服务器方式n6. 结束语F分组从 A 传送到

13、 B 的过程网络网络网络 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AB查找路由表目 的 地 下一跳路由器查找路由表目 的 地 下一跳路由器查找路由表目 的 地 下一跳路由器这就是基于存储转发的分组交换n1. 引言n2. 重要术语n3. 电路交换与分组交换n4. IP 协议与 TCP 协议 协议的概念 IP 协议 TCP 协议n5. 客户服务器方式n6. 结束语F协议n在计算机网络中，协议(protocol)是通 信双方必须严格遵守的规则。 协议也就是网络协议。n协议精确地规定在网络通信中使用的 各种控制信息的格式、意义以及各种 事件出现的先后顺序。n协议在计算机网络中起着非常重要的

14、 作用。n协议必须保证在任何复杂的情况下都能正 确工作，因此网络协议非常复杂。n我们在日常生活中所使用的许多约定，都 远远达不到网络协议的要求，因此经常会 使约定失败。n总之，网络协议必须考虑如何对付各种异 常情况的出现。下面看一个例子。网络协议非常复杂蓝军联合进攻白军蓝军联合进攻白军必胜必胜 蓝军单独进攻白军蓝军单独进攻白军必败必败明日正午进攻明日正午进攻? ? 同意同意 收到收到“ “同意同意” ” 收到：收到收到：收到“ “同意同意” ”协议无法保证必胜！协议无法保证必胜！分层次的网络体系结构nOSI 的七层网络体系结构已经过时nTCP/IP 的四层网络体系结构已成主流n使用五层原理体系

15、结构来阐明网络的 工作原理较为合适54321数据链路层数据链路层应用层应用层运输层运输层网际网际层层物理物理层层Application layerTransport layerInternet layerData link layerPhysical layerTCP/IP 的体系结构网络 接口层IP各种应用层协议 HTTP, FTP, SMTP, DNS 等TCP网际层运输层UDP应用层TCP: 传输控制协议 (Transmission Control Protocol)IP: 网际协议UDP: 用户数据报协议 (User Datagram Protocol)5432154321H3物 理 传 输 媒 体数 据 部 分数 据 部 分数 据 部 分数 据 部 分10100110100101 比 特 流 11 010111010T2计算机 1H5H4H2首部尾部AP2AP1应 用 程 序 数 据计算机 2比特帧IP数据报 IP分组TCP报文段 UDP报文段n1. 引言n2. 重要术语n3. 电