计算机网络概述资料

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1、计算机网络技术,倪玉兴 主讲 江南大学人文学院教育技术系,计算机网络技术,第1章 计算机网络概述 Ch1 Introduction to Computer Network,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,2,Ch1 计算机网络概述,第1章的主要内容 计算机网络的形成与发展，计算机网络的基本概念，计算机联网的目的和基本功能，计算机网络的分类，计算机网络系统的组成结构，计算机网络的拓扑结构，因特网和我国计算机网络的发展，计算机网络的现状和发展趋势等。 第1章的授课安排 课堂讲授：68课时 课外10课时 第1章的重点和难点 计算机网络的定义和功能 计算机网络的

2、系统结构与拓扑结构,2019年9月17日,3,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,Ch1 计算机网络概述,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,4,Ch1 计算机网络概述,第1节 计算机网络的形成与发展 Section1 The Formation and Development of Computer Network,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,5,计算机网络诞生之前,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,6,ENIAC,EDVAC,IBM S/360,IBM S/3

3、70,DEC PDP小型机,体积庞大价格昂贵 高额的计算成本 数据资源不能共享 无法为更多的使用者提供服务,计算机网络形成的原因及意义,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,7,诱发因素,主要需求因素 1、军事需求指挥系统等 2、社会需求数据共享等 3、科研需求信息交换等 4、商业需求快速高效安全 5、个人需求娱乐信息服务,现实条件：计算机技术+通信技术 计算机网络技术,现代意义：信息时代+知识经济时代信息化+全球化无处不在的通信网络,发展潮流：单一信息网络的并行运行综合信息网络三网合一,国家战略地位：支柱产业、核心技术、信息资源保障,计算机与通信是两个相互作

4、用的领域,物质条件：电子技术和半导体技术,计算机网络解决的基本问题,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,8,主机-终端模式,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,9,主机-终端模式,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,10,特点（1）使用模拟电话线路，费用高、效率低。 （2）将数据处理与数据通信分开，主机开销大。,网络技术的萌芽,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,11,前端处理机(Front End Processor)不仅可以帮助主机实现多重线路的接

5、入控制，还可帮助主机处理大部分的通信事务，使主机可以节省大量的处理时间和系统资源，更专心于数据处理业务。,网络技术的雏形,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,12,集中器(Concentrator)的使用有效地解决密集型终端接入主机的线路浪费现象，同时也可以实现一部分的通信控制功能。,首现“信息孤岛现象”,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,13,相对独立的 主机系统A,“信息孤岛”A,相对独立的 主机系统B,“信息孤岛”B,相对独立的 主机系统C,“信息孤岛”C,如何打破单个主机各自形成的“信息孤岛”限制，实现多个主机之

6、间的直接通信和信息共享？,采用通信线路和有关设备把主机系统连接起来，通过一定的通信软件实现主机间的直接通信和数据交换。,主机之间的连接与通信形成了真正意义上的计算机网络。,分组交换网络,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,14,主机 独立的计算机系统 终端节点 收发数据包,通信控制处理机 中间节点 数据包存储与转发 早期广域网形态的通信子网 后期出现简单的局域网形态,第一个真正意义上的分组交换网络是1969年11月开始服务美国军事领域的ARPANET！,分组交换技术有效改进了电路交换存在的问题和缺陷，大大提高了线路利用率和通信效率。,ARPANET,2019

7、年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,15,1969年11月开始运行的ARPANET仅有几个节点，分布在洛杉矶的加利福尼亚州大学洛杉矶分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学、犹他州大学四所大学的4台大型计算机。,ARPANET主要是用于军事研究目的，它的主要指导思想：网络必须经受得住故障的考验而维持正常的工作，一旦发生战争，当网络的某一部分因遭受攻击而失去工作能力时，网络的其他部分应能维持正常的通信工作。,ARPANET的演变,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,16,ARPANET第一阶段的运行任务主要服务于美国军事系统，取得了成

8、功，但主要目标还是进行科学试验。20世纪70年代中期，ARPANET试验进入第二阶段，目标是有效实现网络更大范围的互连和更高可靠性的运行，主要的改进是通信协议，由此产生了最杰出的成果TCP/IP协议，并在80年代完成全网部署和运行，极大地促进了网络技术的发展和应用。,进入20世纪80年代中期，ARPANET分解为两个独立运行的网络，其一专门服务于美国军事领域，命名为MILNET，该网络历经技术更迭一直服务至今；其一主要服务于科研领域，仍然称为ARPANET。但随着更多的科研人员等提出对网络使用的需求，ARPANET不能完全满足需求了，因此80年代中期美国国家自然科学基金会NSF牵头，依托其掌握

9、的全美重要的超级计算中心和通信资源建立了覆盖全美的NSFNET。到80年代末期NSFNET基本取代了ARPANET，成为美国最主要的公共服务网络，ARPANET正式谢幕推出历史舞台。,随着NSFNET的用户越来越多功能越来越强大，有更多的商家发现了其中蕴含的商业价值。进入20世纪90年代，越来越多的商业公司接入到NSFNET的运营和服务中来，网络商业化的氛围加重。随着Web技术的成功，NSFNET越来越被普通民众了解和使用，由此逐渐演变成为今天的Internet，其服务范围很快从美国本土发展到全球各地。,网络技术的多样化,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,

10、17,ARPANET及后来的NSFNET等网络的成功运行引发了更多的科研人员和技术人员以及商业公司等对网络技术关注，大量的人力、物力、财力被投入到网络技术的研发中，促使越来越多新型网络技术的诞生。,网络技术的多样性主要体现在两个方面：网络硬件和网络软件。,网络硬件方面早期主要以ARPANET等远程广域网络设备为主，20世纪70年代末发明了局域网技术，带来日益丰富的局域网联网设备及网络互连设备。,网络软件方面最突出的是TCP/IP通信协议以及随着局域网技术发展的各种局域网通信协议和服务软件等，进入90年代以后网络操作系统成为重要网络软件技术。,网络技术多样化促进了网络技术市场的繁荣，但背后隐藏的

11、问题也日益凸显。,再现“信息孤岛现象”,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,18,网络系统A,网络系统B,网络系统C,“信息孤岛”A,“信息孤岛”B,“信息孤岛”C,如何打破单个网络各自形成的更大的“信息孤岛”限制，实现多个网络之间的互连和信息共享？！,在一定的网络技术标准支持下，采取相关的技术和设备，实现不同层次的不同技术形态网络的互连，由此形成更大规模的互联网络(internet)。,国际互联网(Internet)是基于TCP/IP技术实现的，全世界范围内的最大规模的互联网络，是在ARPANET的基础上逐渐发展演变而形成的。,网络技术的标准化,2019年

12、9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,19,网络技术的标准化可在三个层次实现,网络硬件层面的标准化设计与制造促进不同厂家设备之间的互换互用互操作,网络软件层面的标准化设计与运行促进不同网络形态之间的互通互连互操作,网络体系结构层面的标准化与应用促进任何异构网络之间的互连互通互操作,网络技术的标准化工作最早是在20世纪70年代中期由美国主要的网络产品公司提出，然后相关国家的标准组织和国际标准组织加入到标准的制定和推广应用的行列中，到20世纪90年代形成了相对完整且成熟的网络技术标准，大大改善了网络技术的生存空间和运用效果，由此促使计算机网络技术走上标准化、正规化的良性发展

13、道路。,计算机网络发展历程,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,20,20世纪60年代至70年代中期,20世纪50年代,20世纪70年代中期至80年代,20世纪90年代至现在,萌芽,雏形,发展,成熟,主机-终端模式 单机联机系统为主，作技术准备和理论层面的研究；,计算机-计算机网络模式 广域网技术为主，形成分组交换技术，以ARPANET网络为典型代表；,标准化体系结构计算机网络模式 发展各种广域网和局域网技术，形成多种网络体系结构推出具有重大历史意义的TCP/IP协议、以太网等技术；,高速综合网络和网络互连模式 以Internet的发展与推广应用为主，大力发

14、展多种高速网络技术，网络安全技术显得更为重要，网络结构化布线与系统集成等技术投入使用。,计算机网络技术发展小结,网络发展历程中的重大事件,1969年由DARPA资助研制的ARPANET网络投入运行； 20世纪70年代网络体系结构标准的建立与竞争； 20世纪70年代末局域网技术形成，80年代推广应用； 1983年由DARPR组织开发的TCP/IP协议投入应用； 1993年美国政府提出NII行动计划和1994年提出GII倡议，构建“数字化地球”设想； 1994年中国政府提出建设三金（金桥、金卡、金关）工程，而后又陆续开展了多个领域的金字工程； 1996年美国提出开发和建设Internet 2（NG

15、I）； 20世纪末中国提出全民上网的目标,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,21,网络发展历程中的技术突破,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,22,发展计算机网络的支撑技术,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,23,硬件技术 软件技术,有线通讯技术 无线通讯技术,微电子技术 光电子技术,Network 计算机网络,Electronics 电子技术,Communication 通讯技术,Computer 计算机技术,Ch1 计算机网络概述,第2节 计算机网络的概念 Section2 T

16、he Concepts of Computer Network,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,24,计算机网络的定义,2019年9月17日,江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有,25,计算机网络是个发展中的概念和技术 计算机网络的精确定义至今没有统一。 不同的网络定义反映了人们对网络本质的不同理解，也体现了网络技术的发展水平与阶段。,资源共享的观点：实质上是从计算机网络的基本功能来定义计算机网络，比较符合当前人们对计算机网络本质的认识，较常采用。,用户透明的观点：实质上定义了分布式计算机系统；分布式系统和计算机网络系统是两个不同的概念，但二者有十分密切的关系。,广义的观点：实质上定义了计算机网络中的通讯网络；主要应用在主机-终端系统中，目前已经不适用。,计算机网络的定义,一般地说，将分散的多台计算机、终端和外部设备用通信线路互联起来，彼此间实现互相通信，并且计算机的硬件、软件和数据资源大家都可以共同使用，实