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1、计算机网络概述,计算机网络的定义,将若干台具有独立功能的计算机通过通信设备及传输媒体互连起来,在通信软件支持下,实现计算机间信息传输与交换的系统。,计算机网络的发展,第一代：面向终端的计算机网络。是以单个主机为中心的星形网 第二代：以分组交换网为中心的计算机网络。是以网络为中心，主机都处在网络的外围。,从主机为中心到以网络为中心,以主机为中心,以分组交换网为中心,因特网时代,因特网的基础结构大体上经历了三个阶段的演进。,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。,因特网发展的第二阶段,1986 年，NSF（美国国家科学基金会）建立了国家科学基金网NS
2、FNET。它是一个三级计算机网络： 主干网 地区网 校园网,三级结构的因特网,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,国家主干网,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,国家主干网,主机到主机的通信要经过多种网络,计算机网络在我国的发展,(1) 中国公用计算机互联网 CHINANET (2) 中国教育和科研计算机网 CERNET (3) 中国科学技术网 CSTNET (4) 中国联通互联网 UNINET (5) 中国网通公用互联网 CNCNET (6) 中国国际经济贸易互联网 CIETNET (7) 中国移动互联网 CMNET (8) 中国长城互联网 CGWNET（建设中） (
3、9) 中国卫星集团互联网 CSNET（建设中）,今日多级结构的因特网,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因特网服务提供商） 地区 ISP 本地 ISP 校园网、企业网或 PC 机上网用户,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。,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,因特网工程
4、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,制订因特网的正式标准要经过以下的四个阶段,因特网草案(Internet Draft) 建议标准(Proposed Standard) 草案标准(Draft Standard) 因特网标准(Internet Standard),计算机网络的分类,广域网 WAN (Wide Area Network) 城域网 MAN (Metropolitan Area Network) 局域网 LAN (Local Area Network),广域网、城域网、接入网以及局域网的关系,城
5、域网,城域网,接入网,接入网,接入网,接入网,接入网,接入网,广域网,局域网,局域网,校园网,企业网,报文,分组交换的原理（一）,在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。,数 据,数 据,数 据,分组交换的原理（二）,每一个数据段前面添加上首部构成分组。,首部,首部,首部,分组交换的原理（三）,分组交换网以“分组”作为数据传输单元。 依次把各分组发送到接收端。,分组交换的原理（四）,接收端收到分组后剥去首部还原成报文。,数 据,首部,数 据,首部,数 据,首部,收到的数据,数 据,数 据,数 据,分组交换的原理（五）,在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。,分组交换网的示意图
6、,H1,A,分组交换网,B,D,E,C,H5,H6,H4,H2,H3,H1 向 H5 发送分组,H2 向 H6 发送分组,注意分组路径的变化！,结点交换机,主机,分组的存储转发过程,H1,A,分组交换网,B,D,E,C,H5,H6,H4,H2,H3,H1 向 H5 发送分组,结点交换机,主机,在结点交换机 A 暂存 查找转发表 找到转发的端口,在结点交换机 C 暂存 查找转发表 找到转发的端口,在结点交换机 E 暂存 查找转发表 找到转发的端口,最后到达目的主机 H5,注意结点交换机有多个端口,A,B,C,D,E,H1,H5,H2,H4,H3,H6,高速链路,结点 交换机,1 2 3 4,1
7、2 3 4,1 2 3 4,1 2 3 4,1 2 3 4,主机和结点交换机的作用不同,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。 结点交换机对分组进行存储转发，最后把分组交付给目的主机。,分组交换的优点,高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 灵活 以分组为传送单位和查找路由。 迅速 充分使用链路的带宽。 可靠 完善的网络协议；,分组交换带来的问题,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。 分组必须携带的首部造成了一定的开销。,计算机网络的主要性能指标,“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。 现在
8、“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。,常用的带宽单位,更常用的带宽单位是 千比每秒，即 kb/s （103 b/s） 兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s） 吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s） 太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s）,数字信号流随时间的变化,在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。,时延(delay),发送时延:发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。 信道带宽:数据在信道上的发送速率。常称为数据在信道上的传输速率。,传播时延:电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。 信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。,处理时延:交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。 结点缓存队列中分组排队所经历的时延是处理时延中的重要组成部分。,数据经历的总时延就是发送时延、传播时延和处理时延之和。,总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延,三种时延所产生的地方,1 0 1 1 0 0 1,发送器,队列,结点 B,结点 A,数据,从结点 A 向结点 B 发送数据,链路,作业,1.都有哪些网络采用分组交换? 2.我国都有哪些ISP? 3.分组的三种延时分别在哪里产生?,
