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1、 计算机网络讲义 第 15 页Chapter 1 计算机网络概论1.1 计算机网络在信息时代的作用一、信息时代的特征数字化、网络化、信息化二、网络发展趋势三网合一(电信网络、电视网络、计算机网络)三、信息基础设施建设NII(National Information Infrastructure)、GII1.2 计算机网络的产生与发展1.2.1 计算机网络的产生与发展 一、面向终端的以单计算机为中心的联机系统通信技术与计算机技术的结合 公用电话网 T M M PSTN 前端机 计算机 T M M 发展演变：线路控制器 多重线路控制器 前端机(局域网中是网卡) 注：终端一侧可以使用集中器图1-1
2、面向终端的联机系统二、计算机-计算机网络分组(包)交换网络1交换的概念按照某种方式动态地分配传输线路的资源。2电路交换的缺点 Host Host Host Host Host Host Host 路由器/网关图1-2 分组交换网3Packet-Switchingl Store-and-Forwardl 特点：高效、灵活、迅速、可靠 时间延迟、开销(报头)4电路交换、报文交换、分组交换的比较三、Standard NetworkISO/OSI RM(Open Systems Intercon-nection Reference Model)IEEE 802(局域网标准)TCP/IP1.2.2 什么
3、是计算机网络 一、计算机网络的定义 为了资源共享和相互通信而用通信介质连接起来的具有自主运行能力的计算机系统的集合。 1Transmission Media：有线（同轴电缆、双绞线、光纤）、无线（红外线、激光、微波） 2Characters：各计算机身份平等，无主从关系。二、与分布式计算机系统的区别 1Distributed System：CPU距离近，用并行总线连接；在操作系统协调下各CPU协作运行 2Computer Network：CPU耦合松散，串行电缆连接，速度慢；各计算机同时、独立运行 三、与多终端分时系统的区别 1多终端系统：终端无数据处理能力，分时共享主机CPU2Compute
4、r Network：工作站有自己的操作系统，具有数据处理能力，可以相对独立地运行1.2.3 因特网时代一、 第一阶段1 1969年：单一的ARPANET2 1983年：引入TCP/IP，划分为ARPANET和MILNET3 1990年：ARPANET关闭二、 第二阶段三级结构的因特网(主干网、地区网、校园网)1 1986年NSF(National Science Foundation)建成NSFNET，56kb/s，收费2 1989年：T1速率(1.544Mb/s)3 1993年：T3速率(45 Mb/s)三、 第三阶段多级结构的因特网1 结构第一级：NAP第二级：主干网第三级：地区ISP(I
5、nternet Service Provider)第四级：本地ISP第五级：园区网络2 速率1996年：155Mb/s1999年：2.5Gb/s3 World Wide Web(WWW) 1993年：CERN(欧洲粒子物理实验室)开发，使用HTTP协议和浏览器(Browser)1.2.4 因特网的标准化RFCRequest For Comment一、 组织机构1 因特网协会ISOC(Internet Society),1992年，职能是全面管理2 因特网体系结构委员会IAB(Internet Archtecture Board)技术组织(1) 因特网工程部IETF(Internet Engin
6、eering Task Force)标准制订由IESG(Internet Engineering Steering Group)管理(2) 因特网研究部IRTF(Internet Research Task Force)理论研究由IRSG(Internet Research Steering Group)管理二、 标准制订过程1. 因特网草案(Internet Draft)2建议标准(Proposed Standard)3草案标准(Draft Standard)4因特网标准(Internet Standard)1.2.5计算机网络在我国的发展一、发展1989年：CNPAC1993年：CHINA
7、PAC1994年4月：接入Internet(64kb/s专线)1994年9月：CHINANET启动二、建成的网络CHINANET、CERNET、CSTNET、UNINET、CNCNET、CIETNET、CMNET、CGWNET、CSNET1.3 计算机网络的功能和类型1.3.1 The Functions of Computer Networks(计算机网络的功能)一、Data Communication：FTP，E-mail，Telnet、WWW、BBS等 二、资源共享：程序、数据、硬件（打印机、硬盘等）共享三、分布式处理：在分布式操作系统支持下，各计算机协作执行大型任务四、提高系统的可靠性
8、1.3.2 The Type of Computer Networks(计算机网络的类型) 一、按网络的覆盖范围划分 1Local Area Networks（LANs）：几公里范围，数据传速可达10Mbps、100Mbps、1000Mbps 2Metropolitan Area Network（MAN）：一二百公里范围内，一般用光纤做传输介质3Wide Area Network（WAN）：国家、洲际、世界范围，速度可达155Mbps、622Mbps4Access Network(AN)：最后一公里 二、按信息的交换方式划分 1Circuit-Switching(线路交换)：类似电话系统，在收
9、、发方之间建立专用的通信链路 2Packet Switching：采用“store-and-forward”方式交换数据。这种方式又分为：(1) Datagram(Connectionless Service)：采用“存储转发”方式，分组不保序l 数据报l 证实交付(可靠的数据报)要求服务层对上层的报文/分组进行证实l 请求回答要求接收方对每个报文/分组进行确认 (2) Virtual Circuit(Connection-oriented Service):收发方建立专用的通信链路，分组保序 三、按网络的拓朴结构划分 a. Bus b. Star c. Ring d. IrregularFi
10、g 1-3 Network Topology 按拓扑可把网络划分为总线结构网络、树形(星形)结构网络、环形结构网络、网状结构网络。 1Bus topology：各计算机挂挂接在一根公用的输介质上，分时共享传输介质 2Star(Tree) topology：各计算机分别与中央节点（计算机）连接，呈辐射状 3Ring Topology：传输介质为闭合回路，各计算机通过接口连接在传输介质上 4网状结构：一般为不规则的网状结构，用于广域网中 因为共享公用的传输介质，总线、星型、环型结构网络中存在如何分配介质使用权的问题。广域网采用网状结构，存在着如何为所传输的信息选择路径的问题。四、按使用范围划分1
11、Public Network(公用网络)2 Private Network(专用网络)1.4 计算机网络的主要性能指标1.4.1 带宽(bandwidth)一、 带宽的概念通信线路允许通过的信号的频率范围，单位是赫兹(Hz)二、 数字信道的带宽数据速率，单位是b/s1.4.2 时延(delay/latency)一、 时延的概念一个报文(分组)从网络(链路)一端传送到另一端的时间二、 时延的组成1发送时延：数据块长度/信道带宽2传播时延：信道长度/电磁波在信道中的传播速率3处理时延：分组在交换节点中存储转发处理花费的时间1.4.3 时延带宽积和往返时间一、 时延带宽积=传播时延*带宽二、 往返时
12、延(Round-Trip Time)发送数据开始到收到接收方确认所经历的时间1.5 计算机网络的组成 从功能上把网络分为通信子网和资源子网两部分。通信子网实现数据传输功能；资源子网面向用户，提供、管理并支持网络资源共享。1.5.1 Communication Subnet(通信子网) Includes Transmission media、Network adapter、Modem、Repeater、Bridge、Router and Gatway。 一、Transmission Media(传输介质) 1Wire Media(有线介质) Coaxial Cable(同轴电缆)-细缆、粗缆 T
13、wisted Pair(双绞线)-STP(屏蔽双绞线)、UTP(非屏蔽双绞线) 10 BASE-T标准-10Mbps，Baseband，100m/Segment，T-Twisted Pair Optical Fiber(光纤)FDDI 2. Wireless media(无线介质) Infrared Rays(红外线) Laser(激光) Microwave(微波) 二、Repeaters(中继器)再生放大数字信号，扩大网络覆盖范围 三、Hubs(集线器)也叫做集中器，用于星型结构的网络，通过双绞线连接各计算机 四、网络互连设备1. Bridges(网桥)用于连接同构局域网，扩大网络的覆盖范围，减小网络信息流量 2Routers(路由器)主要作用是路径选择，一般用于与广域网的连接3 Gateway(网关)功能是实现不同网络协议之间的转换，用于不同类型的网络 五、Modem把数字信号转换为模拟信号，或把模拟信号转换为数字信号(拨号方式上网)1.5.2 Resource Subnet(资源子网) 由各种服务器、客户机（工作站）、打印机等组成。 一、Hosts即
