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1、计算机网络,第 1 章 概述,第 1 章 概述,1.1 计算机网络的定义 1.2 因特网概述 1.3 因特网的组成 1.4 计算机网络在我国的发展 1.5 计算机网络的类别 1.6 计算机网络的性能 1.7 计算机网络的体系结构,本章重点,计算机网络的定义及分类 计算机网络的主要性能指标 两种通信方式 三种交换方式 计算机网络的体系结构,网络 阡陌交通，纵横交错,Examples of Networks,当今流行的通信技术,在一个世纪之前，电信网开始出现，并且在政府的支持下渐渐形成规模，逐渐成为当时最流行的最先进的通信技术。 在近半个世纪以前，计算机网络开始出现，并且以惊人的速度发展起来，成为
2、当今最流行的最先进的通信技术。 同时，现代生活中还存在着另外一种单向广播式的网络 - 有线电视网。 所谓的“三网合一”中的三网就是计算机网络、电信网和有线电视网。,1.1计算机网络的定义,将地理位置不同并且具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和通信线路连接起来，在网络软件的管理下实现彼此之间的数据通信和资源共享的系统，称之为计算机网络。 计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。,计算机网络向用户提供的 最重要的功能,数据通信计算机网络使上网用户之间都可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。 资源共享信息共享、软件共享、硬件共享。 分布式计算机系统 功能不同：协同
3、完成一个任务，在协同工作中各计算机并不独立和自治。 管理方式：统一管理，登录分布式系统后，用户只能看到一台计算机。,计算机网络在信息时代的作用,信息时代的重要特征就是数字化、网络化和信息化 网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。 网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。 发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。,因特网(Internet)的发展,进入 20 世纪 90 年代以后，以因特网为代表的计算机网络得到了飞速的发展。 已从最初的教育科研网络逐步发展成为商业网络。 已成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。,因特网的意义,因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变
4、革。 现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不开因特网。,1.2 因特网概述,1.2.1 网络的网络 1.2.2 因特网发展的三个阶段 1.2.3 因特网的标准化工作,1.2.1 网络的网络,起源于美国的因特网现已发展成为世界上最大的国际性计算机互联网 网络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。 互联网是“网络的网络”(network of networks)。 连接在因特网上的计算机都称为主机(host)。,网络与因特网,网络把许多计算机连接在一起。 因特网则把许多网络连接在一起。,网络,互联网（网络的网络）,1.2.2 因特网发展的三个阶段,因特网的
5、基础结构大体上经历了三个阶段的演进。 但这三个阶段在时间划分上并非截然分开而是有部分重叠的，这是因为网络的演进是逐渐的而不是突然的。,因特网发展的第一阶段,第一个分组交换网 ARPANET 最初只是一个单个的分组交换网。 ARPA 研究多种网络互连的技术。 1983 年 TCP/IP 协议成为标准协议。 同年，ARPANET分解成两个网络： ARPANET进行实验研究用的科研网 MILNET军用计算机网络 19831984 年，形成了因特网 Internet。 1990 年 ARPANET 正式宣布关闭。,ARPAnet(1969),Node1:加州大学洛杉机分校UCLA (30 August
6、, hooked up 2 September) Network Measurement Center SDS SIGMA 7, SEX,Node 2: 斯坦福研究所Stanford Research Institute (SRI) (1 October) Network Information Center (NIC) SDS940/Genie,Node 3: University of California Santa Barbara (UCSB)圣巴巴拉 (1 November) Culler-Fried Interactive Mathematics IBM 360/75, OS/MV
7、T,Node 4: University of Utah犹他州立大学(December) Graphics DEC PDP-10, Tenex,internet 和 Internet 的区别,以小写字母 i 开始的 internet（互联网或互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。 以大写字母I开始的的 Internet（因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则，且其前身是美国的 ARPANET。,因特网发展的第二阶段,1986 年，NSF 建立了国家科学基金网。 NSFNET
8、。它是一个三级计算机网络： 主干网 地区网 校园网 1991 年，美国政府决定将因特网的主干网转交给私人公司来经营，并开始对接入因特网的单位收费。 1993 年因特网主干网的速率提高到 45 Mb/s（T3 速率）。,三级结构的因特网,各网络之间需要使用路由器来连接。有时在结构图中可不画出路由器。,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,国家主干网,三级结构的因特网,主机到主机的通信可能要经过多种网络。,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,国家主干网,因特网发展的第三阶段,从1993年开始，由美国政府资助的 NSFNET逐渐被若干个商用的 ISP 网络所代替。 1994 年
9、开始创建了 4 个网络接入点 NAP (Network Access Point)，分别由 4 个电信公司经营。 NAP 就是用来交换因特网上流量的结点。在NAP 中安装有性能很好的交换设施。到本世纪初，美国的 NAP 的数量已达到十几个。 从 1994 年到现在，因特网逐渐演变成多级结构网络。,多级结构的因特网,大公司,地区 ISP,网络接入点 NAP （对等点）,公司,主干服务 提供者,本地 ISP,地区 ISP,地区 ISP,地区 ISP,本地 ISP,本地 ISP,大公司,大公司,网络接入点 NAP （对等点）,主机到主机的通信可能经过多种 ISP。,用户,因特网,ISP1,ISP2,
10、因特网 服务提供者,用户通过 ISP 上网,根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同，ISP 也分成为不同的层次。,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,第二层 ISP,第二层 ISP,NAP,NAP,A,B,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
11、,本地 ISP,本地 ISP,第二层 ISP,本地 ISP,本地 ISP,第二层 ISP,今日的多级结构的因特网,大致上可将因特网分为以下五个接入级 网络接入点 NAP 国家主干网（主干 ISP） 地区 ISP 本地 ISP 校园网、企业网或 PC 机上网用户,因特网的发展情况概况,网络数 主机数 用户数 管理机构数 1980 10 102 102 100 1990 103 105 106 101 2000 105 107 108 102 2005 106 108 109 103,1.2.3 因特网的标准化工作,因特网协会 ISOC,因特网研究指导小组 IRSG,因特网研究部 IRTF,因特网
12、工程部 IETF,因特网工程指导小组 IESG,RG,WG,RG,领域,领域,因特网体系结构 研究委员会 IAB,WG,WG,WG,RFC,RFC(Request For Comments) http:/www.ietf.org/rfc.html,制订因特网正式标准的四个阶段,因特网草案(Internet Draft) 在这个阶段还不是 RFC 文档。 建议标准(Proposed Standard) 从这个阶段开始就成为 RFC 文档。 草案标准(Draft Standard) 因特网标准(Internet Standard),各种RFC之间的关系,因特网草案,建议标准,草案标准,因特网标准,
13、历史的 RFC,实验的 RFC,提供信息的 RFC,6 种 RFC,1.3 因特网的组成,从因特网的工作方式上看，可以划分为以下的两大块： (1) 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，进行资源处理：创建、存储、共享。（资源子网） (2) 核心部分 由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供数据通信和资源传输服务的。（通信子网）,资源共享,数据通信,因特网的核心部分,因特网的边缘部分,主机,网络,路由器,因特网的边缘部分与核心部分,H1,H5,H2,H4,H3,H6,路由器,网络,网络核心部分,主机,1.3.1 因特网的边缘部分,处在因特网边缘的部分
14、就是连接在因特网上的所有的主机。这些主机又称为端系统(end system)。“主机 A 和主机 B 进行通信”，实际上是指：“运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信”。 即“主机 A 的某个进程和主机 B 上的另一个进程进行通信”。或简称为“计算机之间通信”,两种通信方式,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为两大类： 客户服务器方式（C/S 方式）即Client/Server方式 对等方式（P2P 方式）即 Peer-to-Peer方式,1. 客户服务器方式,客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。 客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。 客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。,运行 客户 程序,网络边缘,网络核心,运行 服务器 程序,A,B,客户,服务器,客户 A 向服务器 B 发出请求服务， 而服务器 B 向客户 A 提供服务。,
