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1、计算机及网络应用基础 第1课,1,第1课 计算机网络基础,本课内容 计算机网络的产生和演变 计算机网络的概念 计算机网络的功能 计算机网络的分类 计算机网络的术语,计算机及网络应用基础 第1课,2,1.1计算机网络的产生和演变,早期的计算机应用模式单机 大、中、小型机庞大，昂贵，资源无法共享 计算机网络产生始于1950s，发展的动因： 资源共享的需求（CPU、外设、软件、数据） 大型项目的合作（进行工程项目协作） 人与人之间的沟通（电子邮件、WWW）,计算机及网络应用基础 第1课,3,从体系结构来观察，其发展可分为 三个阶段（三代网络）： 以主机为中心的联机终端系统 以通信子网为中心的主机互连
2、 具有层次化体系结构的标准化网络,1.1计算机网络的产生和演变,计算机及网络应用基础 第1课,4,1.以主机为中心的联机终端网络系统 特征共享主机软硬件资源 单台主机：执行计算和通信任务 多台终端：执行用户交互 连接方式本地或远程连接,HOST,TS,T,T,T,T,T,T,T,1.1计算机网络的产生和演变,计算机及网络应用基础 第1课,5,例子：飞机订票系统HOST(航空公司总部)Terminals(订票点) 通信线路(电话线路) 缺点 主机负荷重数据处理通信 线路利用率低 改进 终端集中器(近/远距) 前端处理机（Front End Processor, FEP），通信任务从主机分离出来,
3、1.1计算机网络的产生和演变,计算机及网络应用基础 第1课,6,2.以通信子网为中心的主机互连 特征 多个终端联机系统的互联，形成了多主机为中心的网络 网络结构从“主机终端” 转变为“主机主机”,1.1计算机网络的产生和演变,计算机及网络应用基础 第1课,7,1.1计算机网络的产生和演变,主机/主机网络演变 演变阶段1 通信任务从主机中分离，由通信控制处理机（CCP）完成 CCP：处理主机之间通信任务的专用计算机,计算机及网络应用基础 第1课,8,两层网络概念的出现 由CCP组成的传输网络通信子网， 为主机提供信息传输服务 建立在通信子网基础上的主机集合资源子网，提供计算资源,1.1计算机网络
4、的产生和演变,计算机及网络应用基础 第1课,9,两层网络的概念结构,C,C,C,H,H,H,资源子网,通信子网,在通信子网上可有 多个资源子网，共 享通信子网的服务,H,H,计算机及网络应用基础 第1课,10,主机/主机网络演变阶段2 通信子网规模逐渐扩大 私有社会公用 公用数据通信网 PSTN X.25 优点 降低用户系统建设成本 提高通信线路利用率 兼容性好,1.1计算机网络的产生和演变,计算机及网络应用基础 第1课,11,主机互连的例子 因特网的前身ARPANET 美苏冷战时期由美国军方建立的实验性网络 最初4个节点70s的60多个节点 地域跨越美洲、欧洲,1.1计算机网络的产生和演变,
5、计算机及网络应用基础 第1课,12,3.具有层次化体系结构的标准化网络 为什么需要标准化？ 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,1.1计算机网络的产生和演变,计算机及网络应用基础 第1课,13,标准化过程的演变 厂商标准：IBM-SNA，DEC-DNA 缺点：适用范围：兼容性？技术垄断：竞争？标准不统一：用户利益？,1.1计算机网络的产生和演变,计算机及网络应用基础 第1课,14,国际标准 Open System Interconnection/ Recommended Model(开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型) OSI参考模型是一种概念上的网络模
6、型 详细规划了网络体系结构的框架 事实上的标准：TCP/IP(因特网的骨干协议),1.1计算机网络的产生和演变,计算机及网络应用基础 第1课,15,1.2计算机网络的概念,计算机网络定义的主要观点 以相互共享资源方式连接起来，且各自具有独立功能的计算机系统的集合利用各种通信手段，把地理分散的计算机互联起来，互相通信且共享资源的系统,计算机及网络应用基础 第1课,16,计算机网络定义的综合 归纳：相互连接的自治计算机的集合 自治：能独立运行，不依赖于其他计算机 主控从属？ 主机终端（第一代终端网络）？ 互连：以任何通信方式 有线方式：铜线、光纤 无线方式：红外、无线电波、微波、卫星,1.2计算机
7、网络的概念,计算机及网络应用基础 第1课,17,计算机网络与分布式系统的区别 分布式系统 在分布式OS统一调度下，各计算机协调工作，共同完成一项任务，如并行计算。 用户面对的是一台逻辑上的计算机，组成分布式系统的各计算机怎样协同工作，对用户透明 用途主要是科学计算和事务处理,1.2计算机网络的概念,计算机及网络应用基础 第1课,18,计算机网络与分布式系统的区别（续） 计算机网络 非协调性的 松散耦合的 各计算机对用户非透明，用户必须指定资源的位置 用途主要是资源共享 分布式系统往往是基于计算机网络来实现的。在因特网中，域名服务系统（DNS)是分布式系统的一项著名的应用。,1.2计算机网络的概
8、念,计算机及网络应用基础 第1课,19,1.3计算机网络的功能,数据通信(Communication Medium) 文件传输、IP电话、email、视频会议、信息发布、交互式娱乐、音乐 资源共享(Resource Sharing) 软件、硬件、数据（数据库） 高可靠性(High Reliability) 利用可替代的资源，提供连续的高可靠服务 节省投资(Save Money) 替代昂贵的大中型机系统,计算机及网络应用基础 第1课,20,1.4计算机网络的主要分类形式,按地域范围分类 局域网(Local Area Network ， LAN) 范围：小，20KM 传输技术：基带，10-1000
9、Mbps，延迟低，出错率低（10-11） 城域网(Metropolitan Area Network ， MAN) 范围：中等，100KM 传输技术：宽带/基带 广域网(Wide Area Network ， WAN) 范围：大，100KM 传输技术：宽带，延迟大，出错率高,计算机及网络应用基础 第1课,21,按通信传播方式分类： 点对点传播方式的网络：由一对对机器间的多条链路构成。这种网络上的报文分组在信源和信宿之间需通过一台和多台中间设备进行传播。 广播方式网络：仅有一条通道，由网络上所有的计算机共享。 一般来说，局域性网络使用广播方式；广域性网络使用点对点方式。,1.4计算机网络的主要分
10、类形式,计算机及网络应用基础 第1课,22,按拓扑结构分类 星形 有一个中心节点，其它节点与其构成点到点连接 树形 一个根结点、多个中间分支节点和叶子节点构成,星形拓扑,树形拓扑,1.4计算机网络的主要分类形式,计算机及网络应用基础 第1课,23,按拓扑结构（续） 总线 所有节点挂接到一条总线上，广播式信道 需要有介质访问控制规程以防止冲突 环形 所有节点连接成一个闭合的环，结点之间为点到点连接,总线形拓扑,环形拓扑,1.4计算机网络的主要分类形式,计算机及网络应用基础 第1课,24,按拓扑结构分类（续） 全连接 点到点全连接，随节点数的增长（Nx(N-1)/2），建造成本急剧增长，只适用于节
11、点数很少的广域网中 不规则 点到点部分连接，多用于广域网，由于连接的不完全性，需要有交换节点,不规则拓扑,全连接,1.4计算机网络的主要分类形式,计算机及网络应用基础 第1课,25,1.5 计算机网络术语,带宽 带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与下界之间之差，是介质传输能力的度量，在传统的通信工程中通常以赫兹（Hz）为单位计量。 在计算机网络中，一般使用每秒位数(b/s 或bps) 作为带宽的计量单位。主要单位：kb/s，Mb/s，Gb/s 一个以太局域网理论上每秒可以传输1千万比特，它的带宽相应为10Mb/s。,计算机及网络应用基础 第1课,26,1.5 计算机网络术语,时延 信息从网络
12、的一端传送到另一端所需的时间 时延之和=处理时延+排队时延 +发送时延+传播时延 处理时延=分组首部和错误校验等处理（微秒） 排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间 发送时延=数据位数/信道带宽 传播时延=d/s（毫秒）d:距离 s:传播速度光速,计算机及网络应用基础 第1课,27,时延带宽乘积 某一链路所能容纳的比特数 时延带宽乘积=带宽传播时延例如，某链路的时延带宽乘积为100万比特，这意味着第一个比特到达目的端时，源端已发送了100万比特。,1.5 计算机网络术语,计算机及网络应用基础 第1课,28,往返时延 (Round-Trip Time ，RTT) 从信源发送数据开始，到信源收到信宿确认所经历的时间 RTT2传播时延 传输可靠性 两个含义： 数据能正确送达 数据能有序送达(当采用分组交换时),1.5 计算机网络术语,计算机及网络应用基础 第1课,29,本章小节,计算机网络的产生和演变 三代计算机网络的概念和演化过程 计算机网络的概念 相互连接的自治计算机的集合 计算机网络的功能 通信、共享、可靠性、节约投资 计算机网络的分类 地域分布、传播方式、拓扑结构,
