计算机网络基础3783914

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1、2018/9/12,1,数据通信与计算机网络,任课教师：杨 静 （讲师）控制工程研究所 自动化系电子与信息工程学院 联系方式：办公室:东二楼173EMAIL:jasmin_TEL:82668773175,2018/9/12,2,数据通信与计算机网络,课件下载/重要通知：METHOD: email boxURL: USERID: network173PASSWORD: 123456 抽查到课率：随机点名,2018/9/12,3,数据通信与计算机网络,考核内容：平时到课率及作业 10上机作业 10%考试 80答 疑：时间：星期四 下午14：3017：00地点：工程坊视觉认知计算与智能车实验室,教材

2、：计算机网络简明教程冯博琴 陈文革主编高等教育出版社,参考资料：1.计算机网络教程（第3版）（第5版） 谭浩强主编 吴功宜 吴英编著 电子工业出版社,2018/9/12,6,数据通信与计算机网络,2.计算机网络（第5版） 谢希仁等著 电子工业出版社 3.计算机网络（第3版） Andrew S.Tanenbaum著 潘爱民译 清华大学出版社 4.计算机网络原理（第3版） 陈妍等编著 西安交通大学出版社,2018/9/12,7,数据通信与计算机网络,课程内容：引论（计算机网络概论）数据通信的基础知识计算机网络体系结构计算机局域网络计算机广域网技术常用网络设备网络互联与因特网基础因特网的应用 自学内

3、容：网络操作系统、网络管理与网络安全,2018/9/12,8,第1章 引 论,1.1 计算机网络的产生与发展 1.2 计算机网络的概念 1.3 计算机网络的功能 1.4 计算机网络的组成 1.5 计算机网络的分类 1.6 计算机网络的应用,2018/9/12,9,第1章 引 论,本章重点（要求掌握）： 计算机网络的发展过程 计算机网络的概念 计算机网络的组成 计算机网络的分类,2018/9/12,10,1.1 计算机网络的产生与发展,时代需要20世纪的是信息时代,信息社会的特征：信息具有价值 信息的特点：时效性 计算机：信息处理的最佳工具单机 1946年 计算机的诞生特征：计算能力强、计算机体

4、积大、价格昂贵缺点：资源无法共享 计算机网络：利用高速的信息传输能力，充分发挥计算机处理的效率，是信息社会得以快速发展的支撑技术始于50年代，近50多年发展迅速。,2018/9/12,11,1.1 计算机网络的产生与发展,技术支持20世纪信息技术的发展 计算机技术的高度发展与计算机的广泛应用； 通信技术的高度发展，全球范围内的电话通信系统、光纤与无线通信系统、卫星移动通信系统的建立与广泛应用； 信息内容与数据库技术的进步和发展。,2018/9/12,12,1.1 计算机网络的产生与发展,从体系结构来观察，网络的发展可分为四个时代：以单计算机为中心的多终端联机系统 以通信子网为中心的计算机计算机

5、网络 采用标准化层次体系结构的网络 Internet时代,2018/9/12,13,1.1 计算机网络的产生与发展,1.1.1 以单计算机为中心的多终端联机系统20世纪60s中期以前。 特征 共享主机资源 单台主机 计算、通信 多台终端 用户交互 本地、远程连接,2018/9/12,14,1.1 计算机网络的产生与发展,结构 缺点 主机负荷重，数据处理 + 通信 线路利用率低 可靠性低,2018/9/12,15,1.1 计算机网络的产生与发展,改进 多点通信在一条通信线路上串接多个终端,2018/9/12,16,1.1 计算机网络的产生与发展,终端集中器 通信任务分离从终端到主机的数据集中从主

6、机到终端的数据分发,前端处理机 通信任务分离具有终端集中器的数据集中和数据分发的功能；具有互连功能，并可以连接多个主机；具有路由选择功能。,2018/9/12,17,1.1 计算机网络的产生与发展,例子 1. 1951年 美国半自动化地面防空系统SAGE 2. 美国的飞机订票系统SABRE-1（单主机、多点通信） 1 HOST 2000 Terminal 通信线路（电话线路） 此结构的网络至今仍在使用,2018/9/12,18,1.1 计算机网络的产生与发展,1.1.2 计算机计算机网络 20世纪60s中期 20世纪70s中期 特征 单主机多终端网络的互联，形成多主机为中心的网络 网络结构从“

7、主机终端” 转变为“主机主机”,2018/9/12,19,1.1 计算机网络的产生与发展,结构1,2018/9/12,20,1.1 计算机网络的产生与发展,演变阶段1 CCP：通信控制处理机 。 专门处理主机之间的 通信任务（通信控制 和通信处理）,结构2通信任务从主机中分离,2018/9/12,21,1.1 计算机网络的产生与发展,两层网络概念的出现：,网络分层思想：由CCP组成的传输网络通信子网，为资源子网提供信息传输服务（内层/骨干层）组成：通信线路，网络互连设备（交换机，路由器，HUB等）,主机的集合资源子网，提供各种网络资源，建立在通信子网基础上（外层）组成：服务器，客户计算机,20

8、18/9/12,22,1.1 计算机网络的产生与发展,演变阶段2 通信子网规模扩大私有 社会公用 公用数据通信网PSTNX.25 优点 降低用户系统建设成本 通信线路利用率高 兼容性好,2018/9/12,23,1.1 计算机网络的产生与发展,例子： ARPANET因特网的前身 1969年美国军方(国防部高级计划研究署DARPA)建立的实验性网络 最初4个网络节点（通信枢纽）70s后期的60多个网络节点，100多台主机 地域跨越美洲、欧洲 具有现代网络的许多特征，例如 分组交换 分层次的网络协议,2018/9/12,24,1.1 计算机网络的产生与发展,第二代计算机网络的不足之处 网络普及程度

9、低 标准不统一 网络体系结构的研究不成熟,2018/9/12,25,1.1 计算机网络的产生与发展,1.1.3 体系结构标准化网络 20世纪70s 中期 至今 不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构的标准化的原动力 各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方面的研究日趋成熟是其基础,2018/9/12,26,1.1 计算机网络的产生与发展,标准化过程的两个阶段 各计算机制造厂商网络体系结构标准化：IBM-SNA, DEC-DNA 缺点 适用范围：兼容性差 技术垄断：非公平竞争 标准不统一：有损用户利益 标准制定问题 标准化任务只能由不偏向于任何厂商的非盈利中立组织来制定（国

10、际标准化组织ISO）,2018/9/12,27,1.1 计算机网络的产生与发展,国际网络体系结构标准化：ISO-OSI/RM Open System Interconnection/ Recommended Model （开放系统互联/参考模型，简称OSI参考模型） 其标准保证了不同网络设备之间的兼容性和互操作性 规定了网络体系结构的框架 只说明了做什麼（WHAT TO DO）而未规定怎样做（HOW TO DO） OSI参考模型是一种概念上的网络模型 现在的计算机网络均是在OSI/RM的框架下运作的,2018/9/12,28,1.1 计算机网络的产生与发展,微型计算机PC的发展导致了局域网的出

11、现 局域网的标准：IEEE802 IEEE802也符合OSI/RM标准 开始就建立在标准化的基础上,2018/9/12,29,1.1 计算机网络的产生与发展,1.1.4 Internet时代 20世纪80s 至今 世界性信息网络 Internet的主要发展阶段 70s: 由早期的研究项目ARPANET发展起来, 100 computers 1984年: 分解为ARPANET 和 MILNET,2018/9/12,30,1.1 计算机网络的产生与发展,1986年: 美国国家科学基金NSF建立了Internet的骨干网NSFNET,连接当时的六大超级计算机中心和美国的大专院校及学术机构, 56 k

12、bps, 10,000 computers 1989年: ARPANET解散，同时，NSFNET对公众开放，成为了Internet最主要的通信骨干网， 1.5 Mbps, 100,000 computers 1992年: ISOC(Internet协会)对Internet进行全面管理，并且 NSFNET 达到 45 Mbps Today: 骨干网的速度达到 2.5 / 10 Gbps, 10 millions computers in 150 countries,2018/9/12,31,1.1 计算机网络的产生与发展,事实标准：TCP/IP TCP/IP协议集由一组以TCP和IP为代表的协议

13、组成，采用四层（五层）结构。 TCP/IP协议集不但可以满足不同服务的网络传输要求，还可以将不同类型的主机和网络互联。 原则上任何计算机只要遵守TCP/IP协议，都能按一定的规则接入Internet。,2018/9/12,32,1.2 计算机网络的概念,在计算机网络发展过程的不同阶段中，人们对计算机网络提出了不同的定义。不同的定义反映着当时网络技术发展的水平，及人们对网络的认识程度。 侧重物理结构：在网络协议控制下，由多台主计算机、若干台终端、数据传输设备以及计算机与计算机间、终端与计算机间进行通信的设备所组成的计算机复合系统。 侧重应用目的：以相互共享资源（硬件、软件和数据）的方式连接起来，

14、且各自具有独立功能的计算机系统之集合。 定义：利用各种通信手段，如电报、电话、微波通信等，在网络协议控制下，把地理上分散的自治计算机有机地连在一起，达到互相通信且共享软件、硬件和数据等资源的系统。,2018/9/12,33,1.2 计算机网络的概念,计算机网络的四大基本特征： 计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享； 互连的计算机是分布在不同地理位置的多立的“自治计算机” (autonomous computer)； 连网计算机必须遵循全网统一的网络协议； 通信网是计算机网络的一个基本要素。,2018/9/12,34,1.2 计算机网络的概念,类似系统 终端分时系统 多机系统 分布式系

15、统,2018/9/12,35,1.2 计算机网络的概念,1.计算机网络与终端分时系统,2018/9/12,36,1.2 计算机网络的概念,2018/9/12,37,1.2 计算机网络的概念,从设备在系统中的地位进行比较： 分时系统 资源高度集中，由许多用户共享 主机与终端是支配与被支配的关系，终端完全依赖于主机 主机以分时方式为终端服务，微观上是顺序工作 终端之间无联系 计算机网络 资源分散，网络用户能够共享网络中的全部资源 每台计算机地位平等，都能独立工作，相互依赖程度很低 每台计算机并行工作，但在交互时需要互相协调 计算机之间可通信,2018/9/12,38,1.2 计算机网络的概念,2.

16、计算机网络与多机系统 多机系统专指同一机房中的许多大型主机互联组成功能强大、能高速并行处理的计算机系统特点：高带宽、多样连通性 处理机耦合度处理机之间联系的紧密程度，通常可用处理机之间的距离以及相互连接的信号线数目来表示,2018/9/12,39,1.2 计算机网络的概念,2018/9/12,40,1.2 计算机网络的概念,从耦合度和用途方面进行比较： 多机系统 设备分布近 设备之间耦合度紧 传输速度极快 主要用途为科学计算 计算机网络 设备分布相对较远 网络设备之间耦合度松 传输速度快 主要用途为资源共享,2018/9/12,41,1.2 计算机网络的概念,2018/9/12,42,1.2 计算机网络的概念,3.计算机网络与分布式系统 小范围计算机互联系统的两个发展方向： 局域网（简单、低廉，实现办公自动化设备的互联构成资源共享） 分布式计算机系统（高性能、高可靠性，实现拓扑结构更为复杂的互联系统）分布式计算机系统在分布式操作系统支持下进行分布式数据库处理和各计算机之间的并行计算工作各互联的计算机可以互相协调工作，共同完成一项任务，一个大型程序可以分布在多台计算机上并行运行。,