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1、计算机学院, 20051教学内容n n1.1 计算机网络概述n n1.2 计算机网络的分类n n1.3 计算机网络的组成与结构n n1.4 计算机网络的发展计算机学院, 20052计算机网络的定义n n互连分布在不同地点的多个计算机n n按网络协议相互通信n n共享硬件、软件和数据资源 计算机学院, 200531.1 计算机网络概述n n计算机网络的定义n n以相互共享资源方式连接起来，且各自具有独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立功能的计算机系统的集合n n利用各种通信手段，把地理分散的计算机互联利用各种通信手段，把地理分散的计算机互联起来，互相通信且共享资源
2、的系统起来，互相通信且共享资源的系统计算机学院, 20054网络的功能与服务n n资源共享资源共享(Resource Sharing)(Resource Sharing)n n软件、硬件、数据（数据库）软件、硬件、数据（数据库）n n数据通信数据通信(Communication Medium)(Communication Medium)n n文件传输、文件传输、IPIP电话、电话、emailemail、视频会议、视频会议、ICQICQ信息广播、交互式娱信息广播、交互式娱乐、音乐乐、音乐n n高可靠性高可靠性(High Reliability)(High Reliability)n n利用可替代
3、的资源，提供连续的高可靠服务利用可替代的资源，提供连续的高可靠服务n n节省投资节省投资(Save Money)(Save Money)n n替代昂贵的大中型机系统，替代昂贵的大中型机系统，Down-sizingDown-sizingn n分布处理分布处理(Distribution Processing)(Distribution Processing)n n网络管理网络管理(Network Management)(Network Management) n n网络设备配置、安全、业务、故障分析、性能管理网络设备配置、安全、业务、故障分析、性能管理计算机学院, 20055网络应用n n 信息服
4、务n n 电子邮件n n 金融服务n n 制造业n n 网络游戏n n 远程教育n n 电子商务(BTOB、BTOC)计算机学院, 200561.2 计算机网络的分类n n按网络交换功能电路交换电路交换(Circuit Switching)(Circuit Switching)分组交换分组交换(Packet Switching)数据报数据报(Datagram)虚电路虚电路(Virtual Switching)计算机网络计算机网络(Computer Networks)报文交换报文交换(Message Switching)计算机学院, 20057电路交换n n三个阶段三个阶段1.1.电路建立电路建
5、立2.2.数据传输数据传输3.3.电路释放电路释放n n始终占用物理通道始终占用物理通道n n适合实时通信适合实时通信n nExamplesExamplesn n电话网络电话网络n nISDN (ISDN (综合业务数据网综合业务数据网) )计算机学院, 20058报文交换n n不需要建立专用物理通道不需要建立专用物理通道n n存储转发存储转发n n优点优点n n线路利用率高线路利用率高n n异步传输功能异步传输功能n n多点传输功能多点传输功能n n灵活性高灵活性高n n传输性能控制传输性能控制n n缺点：不适合实时与交互通信缺点：不适合实时与交互通信计算机学院, 20059分组交换n n报
6、文划分成等长数据段n n每个数据段前添加发送点地址和接收点地址等首部和尾部数据构成分组n n以分组为单位采取存储转发方式传输n n传输可分为数据报方式和虚电路方式计算机学院, 200510分组交换n n传输可分为传输可分为数据报数据报方式和方式和虚电路虚电路方式方式Host AHost BHost EHost DHost CNode 1Node 2Node 3Node 4Node 5Node 6Node 7计算机学院, 2005111.2 计算机网络分类（续）n n按拓扑结构按拓扑结构n n总线型结构总线型结构n n所有节点挂接到一条总线上所有节点挂接到一条总线上n n广播发送广播发送n n需
7、要有介质访问控制规程以防需要有介质访问控制规程以防止冲突止冲突n n星形星形星形星形n n有一个中心节点，其它节点与有一个中心节点，其它节点与其构成点到点连接其构成点到点连接n n中心节点可以是智能设备，也中心节点可以是智能设备，也可以是非智能设备可以是非智能设备n n环形环形环形环形n n所有节点连接成一个闭合的环所有节点连接成一个闭合的环n n结点之间为点到点连接结点之间为点到点连接计算机学院, 200512总线型结构n n总线拓扑结构的特点：总线拓扑结构的特点：n n采用一个信道作为传输介质。采用一个信道作为传输介质。采用一个信道作为传输介质。采用一个信道作为传输介质。n n所所所所有有
8、有有站站站站点点点点通通通通过过过过相相相相应应应应的的的的硬硬硬硬件件件件接接接接口口口口都都都都直直直直接接接接连连连连到到到到这这这这一一一一公公公公共共共共传传传传输输输输介介介介质质质质上上上上，或称或称或称或称总线总线总线总线上。上。上。上。n n任任任任何何何何一一一一个个个个站站站站发发发发送送送送的的的的信信信信号号号号都都都都沿沿沿沿着着着着传传传传输输输输介介介介质质质质传传传传播播播播，而而而而且且且且能能能能被被被被所所所所有有有有其其其其它站接收。它站接收。它站接收。它站接收。n n所有站点共享一条公用的传输信道。所有站点共享一条公用的传输信道。所有站点共享一条公用
9、的传输信道。所有站点共享一条公用的传输信道。n n一次只能由一个设备传输信号。一次只能由一个设备传输信号。一次只能由一个设备传输信号。一次只能由一个设备传输信号。n n发发发发送送送送时时时时，发发发发送送送送站站站站将将将将报报报报文文文文分分分分成成成成分分分分组组组组，然然然然后后后后一一一一个个个个一一一一个个个个依依依依次次次次发发发发送送送送这这这这些些些些分分分分组组组组，有时要与其它站来的分组交替地在媒体上传输。有时要与其它站来的分组交替地在媒体上传输。有时要与其它站来的分组交替地在媒体上传输。有时要与其它站来的分组交替地在媒体上传输。n n当当当当分分分分组组组组经经经经过过
10、过过各各各各站站站站时时时时，其其其其中中中中的的的的目目目目的的的的站站站站会会会会识识识识别别别别到到到到分分分分组组组组的的的的目目目目的的的的地地地地址址址址，然然然然后后后后拷拷拷拷贝下这些分组的内容。贝下这些分组的内容。贝下这些分组的内容。贝下这些分组的内容。 计算机学院, 200513总线型结构（续1）n n总线拓扑结构的优点：总线拓扑结构的优点：n n结构简单灵活，可扩充，性能好；结构简单灵活，可扩充，性能好；n n可靠性高、响应速度快；可靠性高、响应速度快；n n共享资源能力强；共享资源能力强；n n所所需需要要的的电电缆缆数数量量少少，设设备备投投入入量量少少、成本低、安装
11、使用方便；成本低、安装使用方便；n n当当某某个个工工作作站站结结点点出出现现故故障障时时，对对整整个个网络系统影响小。网络系统影响小。计算机学院, 200514总线型结构（续2）n n总线拓扑结构的缺点：总线拓扑结构的缺点：总线拓扑结构的缺点：总线拓扑结构的缺点：n n工作站结点的个数有限制工作站结点的个数有限制工作站结点的个数有限制工作站结点的个数有限制。n n由由由由通通通通信信信信介介介介质质质质本本本本身身身身的的的的物物物物理理理理性性性性能能能能决决决决定定定定的的的的，作作作作为为为为数数数数据据据据通通通通信信信信必必必必经经经经的的的的总总总总线线线线的的的的负负负负载载载
12、载能量是有限度的。能量是有限度的。能量是有限度的。能量是有限度的。n n同轴电缆的工作长度一般限制在同轴电缆的工作长度一般限制在同轴电缆的工作长度一般限制在同轴电缆的工作长度一般限制在2.5km2.5km2.5km2.5km以内。以内。以内。以内。n n每每每每500500500500米总线扩展长度时，使用中继器扩展一个附加段。米总线扩展长度时，使用中继器扩展一个附加段。米总线扩展长度时，使用中继器扩展一个附加段。米总线扩展长度时，使用中继器扩展一个附加段。n n实时性较差实时性较差实时性较差实时性较差, , , ,延时不确定：延时不确定：延时不确定：延时不确定：n n由于所有的工作站通信均通
13、过一条共用的总线。由于所有的工作站通信均通过一条共用的总线。由于所有的工作站通信均通过一条共用的总线。由于所有的工作站通信均通过一条共用的总线。n n故障诊断和隔离较困难：故障诊断和隔离较困难：故障诊断和隔离较困难：故障诊断和隔离较困难：n n因因因因为为为为总总总总线线线线拓拓拓拓扑扑扑扑网网网网络络络络不不不不是是是是集集集集中中中中控控控控制制制制，故故故故障障障障检检检检测测测测需需需需在在在在网网网网上上上上各各各各个个个个节节节节点点点点进进进进行行行行，故故故故障障障障检检检检测测测测不不不不很很很很容易。容易。容易。容易。n n如故障发生在如故障发生在如故障发生在如故障发生在节
14、点节点节点节点，则只需将该节点从总线上去掉。，则只需将该节点从总线上去掉。，则只需将该节点从总线上去掉。，则只需将该节点从总线上去掉。n n如如如如传输介质传输介质传输介质传输介质故障，则整个这段总线要切断。故障，则整个这段总线要切断。故障，则整个这段总线要切断。故障，则整个这段总线要切断。计算机学院, 200515星型结构n n星型拓扑结构的特点：星型拓扑结构的特点：n n通过点到点通信链路接到中央节点；通过点到点通信链路接到中央节点；n n由由中中央央节节点点执执行行集集中中式式通通信信控控制制策策略；略；n n中央节点相当复杂中央节点相当复杂计算机学院, 200516星型结构（续1）n
15、n星型拓扑结构的优点：星型拓扑结构的优点：星型拓扑结构的优点：星型拓扑结构的优点：n n任意两个结点间的通信最多只需两步；任意两个结点间的通信最多只需两步；任意两个结点间的通信最多只需两步；任意两个结点间的通信最多只需两步；n n所以通信传输速度快，并且网络构形简单、建网容易、便于控制和管理。所以通信传输速度快，并且网络构形简单、建网容易、便于控制和管理。所以通信传输速度快，并且网络构形简单、建网容易、便于控制和管理。所以通信传输速度快，并且网络构形简单、建网容易、便于控制和管理。n n各个站点的通信处理负担小；各个站点的通信处理负担小；各个站点的通信处理负担小；各个站点的通信处理负担小；n
16、n控制简单：控制简单：控制简单：控制简单：n n在在在在星星星星型型型型网网网网络络络络中中中中，任任任任何何何何一一一一站站站站点点点点只只只只和和和和中中中中央央央央节节节节点点点点相相相相连连连连接接接接，因因因因而而而而媒媒媒媒体体体体访访访访问问问问控控控控制制制制的的的的方方方方法法法法很简单，致使访问协议也十分简单。很简单，致使访问协议也十分简单。很简单，致使访问协议也十分简单。很简单，致使访问协议也十分简单。n n容易做到故障诊断和隔离：容易做到故障诊断和隔离：容易做到故障诊断和隔离：容易做到故障诊断和隔离：n n在在在在星星星星型型型型网网网网络络络络中中中中，中中中中央央央
17、央节节节节点点点点对对对对连连连连接接接接线线线线路路路路可可可可以以以以一一一一条条条条一一一一条条条条地地地地隔隔隔隔离离离离开开开开来来来来进进进进行行行行故故故故障障障障检检检检测测测测和定位。单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网。和定位。单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网。和定位。单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网。和定位。单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网。n n方便服务：方便服务：方便服务：方便服务：n n中央节点可方便地对各个站点提供服务和网络重新配置。中央节点可方便地对各个站点提供服务和网络重新配置。中央节点可方便地对各个站点提供服务和网
18、络重新配置。中央节点可方便地对各个站点提供服务和网络重新配置。计算机学院, 200517星型结构（续2）n n星型拓扑结构的缺点：星型拓扑结构的缺点：n n网络可靠性低，共享能力差。网络可靠性低，共享能力差。n n并且一旦中心结点出现故障则导致全网瘫痪。并且一旦中心结点出现故障则导致全网瘫痪。并且一旦中心结点出现故障则导致全网瘫痪。并且一旦中心结点出现故障则导致全网瘫痪。n n中央节点的负担重，形成瓶颈。中央节点的负担重，形成瓶颈。n n因而中央节点的可靠性和冗余度方面的要求很高。因而中央节点的可靠性和冗余度方面的要求很高。因而中央节点的可靠性和冗余度方面的要求很高。因而中央节点的可靠性和冗余
19、度方面的要求很高。n n电缆长度和安装工作量可观：电缆长度和安装工作量可观：n n因因因因为为为为每每每每个个个个站站站站点点点点都都都都要要要要和和和和中中中中央央央央节节节节点点点点直直直直接接接接连连连连接接接接，需需需需要要要要耗耗耗耗费费费费大大大大量量量量的的的的电缆。安装、维护的工作量也骤增。电缆。安装、维护的工作量也骤增。电缆。安装、维护的工作量也骤增。电缆。安装、维护的工作量也骤增。 计算机学院, 200518环型结构n n环型拓扑结构的特点：环型拓扑结构的特点：n n网网网网络络络络中中中中各各各各结结结结点点点点通通通通过过过过一一一一条条条条首首首首尾尾尾尾相相相相连连
20、连连的的的的通通通通信信信信链链链链路路路路连连连连接接接接起起起起来来来来的一个闭合环型结构网。的一个闭合环型结构网。的一个闭合环型结构网。的一个闭合环型结构网。n n每每每每个个个个站站站站点点点点能能能能够够够够接接接接收收收收从从从从一一一一条条条条链链链链路路路路传传传传来来来来的的的的数数数数据据据据，并并并并以以以以同同同同样样样样的速度串行地把该数据沿环送到另一端链路上。的速度串行地把该数据沿环送到另一端链路上。的速度串行地把该数据沿环送到另一端链路上。的速度串行地把该数据沿环送到另一端链路上。n n这种链路可以是这种链路可以是这种链路可以是这种链路可以是单向单向单向单向的，也
21、可以是的，也可以是的，也可以是的，也可以是双向双向双向双向的。的。的。的。n n单单单单向向向向的的的的环环环环型型型型网网网网络络络络，数数数数据据据据只只只只能能能能沿沿沿沿一一一一个个个个方方方方向向向向传传传传输输输输，数数数数据据据据以以以以分分分分组组组组形形形形式式式式发发发发送送送送，每每每每个个个个站站站站都都都都有有有有控控控控制制制制发发发发送送送送和和和和接接接接收收收收的的的的访访访访问问问问逻逻逻逻辑。辑。辑。辑。 计算机学院, 200519环型结构（续1）n n环型拓扑结构的优点：环型拓扑结构的优点：环型拓扑结构的优点：环型拓扑结构的优点：n n结构比较简单，各工
22、作站地位相等结构比较简单，各工作站地位相等结构比较简单，各工作站地位相等结构比较简单，各工作站地位相等。n n无信道选择问题无信道选择问题无信道选择问题无信道选择问题n n在网中信息系统是设有固定方向单向流动的，两个工作站结点之间仅有一条通路。在网中信息系统是设有固定方向单向流动的，两个工作站结点之间仅有一条通路。在网中信息系统是设有固定方向单向流动的，两个工作站结点之间仅有一条通路。在网中信息系统是设有固定方向单向流动的，两个工作站结点之间仅有一条通路。n n可使用光纤：可使用光纤：可使用光纤：可使用光纤：n n它的传输速度很高，十分适用于环型拓扑的单向传输。它的传输速度很高，十分适用于环型
23、拓扑的单向传输。它的传输速度很高，十分适用于环型拓扑的单向传输。它的传输速度很高，十分适用于环型拓扑的单向传输。 n n可靠性高：可靠性高：可靠性高：可靠性高：n n网网网网络络络络中中中中各各各各工工工工作作作作站站站站都都都都是是是是独独独独立立立立的的的的，如如如如果果果果某某某某个个个个工工工工作作作作站站站站结结结结点点点点出出出出现现现现故故故故障障障障，此此此此工工工工作作作作站站站站结结结结点点点点就就就就会会会会自自自自动动动动旁旁旁旁路，不影响全网的工作。路，不影响全网的工作。路，不影响全网的工作。路，不影响全网的工作。n n电缆长度短：电缆长度短：电缆长度短：电缆长度短：
24、n n环型拓扑网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似，但比星型拓朴网络要短得多。环型拓扑网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似，但比星型拓朴网络要短得多。环型拓扑网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似，但比星型拓朴网络要短得多。环型拓扑网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似，但比星型拓朴网络要短得多。n n增加或减少工作站时，仅需简单地连接。增加或减少工作站时，仅需简单地连接。增加或减少工作站时，仅需简单地连接。增加或减少工作站时，仅需简单地连接。计算机学院, 200520环型结构（续2）n n环型拓扑结构的缺点：环型拓扑结构的缺点：n n系统响应延时长，信息传输效率相对较低系统响应延时长，信息传输效
25、率相对较低系统响应延时长，信息传输效率相对较低系统响应延时长，信息传输效率相对较低; ; ; ;n n环环环环型型型型拓拓拓拓朴朴朴朴结结结结构构构构的的的的媒媒媒媒体体体体访访访访问问问问控控控控制制制制协协协协议议议议都都都都采采采采用用用用令令令令牌牌牌牌传传传传递递递递的的的的方方方方式式式式，则则则则在负载很轻时，其等待时间相对来说就比较长。在负载很轻时，其等待时间相对来说就比较长。在负载很轻时，其等待时间相对来说就比较长。在负载很轻时，其等待时间相对来说就比较长。n n节点的故障会引起全网故障节点的故障会引起全网故障节点的故障会引起全网故障节点的故障会引起全网故障; ; ; ;n
26、n这这这这是是是是因因因因为为为为在在在在环环环环上上上上的的的的数数数数据据据据传传传传输输输输是是是是通通通通过过过过接接接接在在在在环环环环上上上上的的的的每每每每一一一一个个个个节节节节点点点点，一一一一旦旦旦旦环环环环中中中中某一节点发生故障就会引起全网的故障。某一节点发生故障就会引起全网的故障。某一节点发生故障就会引起全网的故障。某一节点发生故障就会引起全网的故障。n n由于环路是封闭的，所以不便于扩充由于环路是封闭的，所以不便于扩充由于环路是封闭的，所以不便于扩充由于环路是封闭的，所以不便于扩充; ; ; ;n n检测故障困难检测故障困难检测故障困难检测故障困难; ; ; ;n
27、n这这这这与与与与总总总总线线线线拓拓拓拓扑扑扑扑相相相相似似似似，因因因因为为为为不不不不是是是是集集集集中中中中控控控控制制制制，故故故故障障障障检检检检测测测测需需需需在在在在网网网网上上上上各各各各个个个个节节节节点点点点进行，故障的检测就不很容易。进行，故障的检测就不很容易。进行，故障的检测就不很容易。进行，故障的检测就不很容易。计算机学院, 200521拓扑选择需要考虑的因素n n网络要易于安装，一旦安装好了既要方便扩展，网络要易于安装，一旦安装好了既要方便扩展，网络要易于安装，一旦安装好了既要方便扩展，网络要易于安装，一旦安装好了既要方便扩展，又要保护原有的系统，又要保护原有的系
28、统，又要保护原有的系统，又要保护原有的系统，n n网络的可靠性也是考虑的重要因素，网络的可靠性也是考虑的重要因素，网络的可靠性也是考虑的重要因素，网络的可靠性也是考虑的重要因素，n n要易于故障诊断，易于隔离故障。要易于故障诊断，易于隔离故障。要易于故障诊断，易于隔离故障。要易于故障诊断，易于隔离故障。n n网络拓扑的选择还会影响传输介质的选择和媒体网络拓扑的选择还会影响传输介质的选择和媒体网络拓扑的选择还会影响传输介质的选择和媒体网络拓扑的选择还会影响传输介质的选择和媒体访问控制方法的确定。访问控制方法的确定。访问控制方法的确定。访问控制方法的确定。n n这些因素又会影响各个站点在网上的运行
29、速度和这些因素又会影响各个站点在网上的运行速度和这些因素又会影响各个站点在网上的运行速度和这些因素又会影响各个站点在网上的运行速度和网络软硬件接口的复杂性。网络软硬件接口的复杂性。网络软硬件接口的复杂性。网络软硬件接口的复杂性。 计算机学院, 2005221.2 计算机网络分类（续2）n n按网络作用范围（距按网络作用范围（距离）离）n n局域网局域网局域网局域网(LAN,Local Area (LAN,Local Area Network)Network)主要特征主要特征n n范围：小，范围：小，20KM20KMn n传输技术：基带，传输技术：基带，10-10-1000Mbps1000Mbp
30、s，延迟低，出，延迟低，出错率低（错率低（1010-11-11）n n拓扑结构：总线，环拓扑结构：总线，环计算机学院, 2005231.2 计算机网络分类（续2）n n按网络作用范围按网络作用范围n n城域网城域网城域网城域网(MAN,Metropolitan Area Network)(MAN,Metropolitan Area Network)n n范围：中等，范围：中等，100KM100KMn n传输技术：宽带传输技术：宽带/ /基带基带n n拓扑结构：总线拓扑结构：总线n n广域网广域网广域网广域网(WAN,Wide Area Network)(WAN,Wide Area Networ
31、k)n n范围：大，范围：大，100KM100KMn n传输技术：宽带，延迟大，出错率高传输技术：宽带，延迟大，出错率高n n拓扑结构：不规则，点到点拓扑结构：不规则，点到点计算机学院, 200524LAN计算机学院, 200525MAN计算机学院, 200526WAN计算机学院, 2005271.3 计算机网络的组成和结构n n网络软件n n网络协议（软件）网络协议（软件）n n一系列规则和约定的规范性描述，它控制了网络中一系列规则和约定的规范性描述，它控制了网络中的设备之间如何进行信息交换的设备之间如何进行信息交换n n网络操作系统网络操作系统n n网络中软硬件设备的控制程序网络中软硬件设
32、备的控制程序n n网络管理及网络应用软件网络管理及网络应用软件n n对网络资源进行管理维护的软件对网络资源进行管理维护的软件计算机学院, 2005281.3 计算机网络的组成和结构（续）n n网络硬件（三部分）n n端节点：计算机等端节点：计算机等n n转接节点：交换机、集中器、路由器、通信处转接节点：交换机、集中器、路由器、通信处理机等理机等n n通信链路：电缆、光缆、无线（卫星、微波、通信链路：电缆、光缆、无线（卫星、微波、红外）红外）计算机学院, 200529计算机网络的逻辑结构n n计算机网络的构成-两级结构的计算机两级结构的计算机网络网络-资源子网（或用户资源子网（或用户子网）和通信
33、子网子网）和通信子网n n点到点通道，关键技术：点到点通道，关键技术：路由选择（路由选择（RoutingRouting） n n广播通道，广播通道，关键技术：关键技术：通道分配通道分配计算机学院, 2005301.4 计算机网络的发展n n单机 大、中、小型机大、中、小型机庞大，昂贵庞大，昂贵 缺点缺点资源无法共享资源无法共享n n网络 始于50s，近20年发展迅速。发展的动力：n n资源共享的需求资源共享的需求n n大型项目的合作大型项目的合作n n人与人之间的沟通人与人之间的沟通计算机学院, 2005311.4 计算机网络的发展（续）从体系结构来观察，网络的发展可分为四个时代： 联机终端系
34、统 以通信子网为中心 采用标准化的层次体系结构 国际化的Internet计算机学院, 2005321.以主机为中心的联机终端网络系统n n2020世纪世纪60s60s以前。以前。n n特征特征共享主机资源共享主机资源n n单台主机单台主机计算、通计算、通信信n n多台终端多台终端用户交互用户交互n n本地、远程连接本地、远程连接n n结构结构计算机学院, 2005331.以主机为中心的联机终端网络系统（续）n n缺点缺点n n主机负荷重，数据处理通主机负荷重，数据处理通信信n n线路利用率低线路利用率低n n改进改进n n多点通信多点通信(p2(p2图图1.2)1.2)，近距，近距n n终端集
35、中器终端集中器(p3(p3图图1.3)1.3)，近，近/ /远距远距n n前端处理机前端处理机通信任务分通信任务分离离计算机学院, 2005342.多主机互连网络n n2020世纪世纪60s 2060s 20世纪世纪70s70sn n特征特征n n单主机终端网络的互联，单主机终端网络的互联，形成多主机为中心的网形成多主机为中心的网络络n n网络结构从网络结构从“ “主机终主机终端端” ” 转变为转变为“ “主机主机主机主机” ”n n结构结构HOSTHOSTHOSTTTTTTTTTTT通信线路计算机学院, 200535多主机互连网络的演变n n演变阶段演变阶段1 1n n通信任务从主机中分离通
36、信任务从主机中分离n nCCP-CCP-通信控制处理机通信控制处理机n n专门处理主机之间的通专门处理主机之间的通信任务信任务CCPCCPHOSTHOSTTTTTTTCCPHOSTTT通信线路计算机学院, 200536多主机互连网络的演变（续1）n n两层网络概念的出现两层网络概念的出现n n由由CCPCCP组成的传输网络组成的传输网络通信子网通信子网通信子网通信子网，为资源，为资源子网提供信息传输服务子网提供信息传输服务计算机学院, 200537多主机互连网络的演变（续2）n n两层网络概念的出现两层网络概念的出现n n由由CCPCCP组成的传输网络组成的传输网络通信子网通信子网通信子网通信
37、子网，为资源，为资源子网提供信息传输服务子网提供信息传输服务n n主机的集合主机的集合资源子资源子资源子资源子网网网网，提供各种网络资源，提供各种网络资源，建立在通信子网基础上建立在通信子网基础上（可多系统并存）（可多系统并存）计算机学院, 200538多主机互连网络的演变（续3）n n两层网络概念的出现两层网络概念的出现n n由由CCPCCP组成的传输网络组成的传输网络通信子网通信子网通信子网通信子网，为资源，为资源子网提供信息传输服务子网提供信息传输服务n n主机的集合主机的集合资源子资源子资源子资源子网网网网，提供各种网络资源，提供各种网络资源，建立在通信子网基础上建立在通信子网基础上（
38、可多系统并存）（可多系统并存）CCCHHHTTTTTTT资源子网资源子网通信子网通信子网TT计算机学院, 200539多主机互连网络的演变（续4）n n演变阶段演变阶段2 2n n通信子网规模扩大，私通信子网规模扩大，私有有社会公用社会公用n n公用数据通信网公用数据通信网n nPSTNPSTNn nX.25X.25n n优点优点n n降低用户系统建设成本降低用户系统建设成本n n通信线路利用率高通信线路利用率高n n兼容性好兼容性好公用数据通信网HOSTHOSTTTTTTTHOSTTTTT计算机学院, 200540多主机互连网络的演变（续5）n n例子例子n n因特网的前身因特网的前身ARP
39、ANETARPANETn n美国军方建立的实验性网络美国军方建立的实验性网络n n最初最初4 4个节点个节点70s70s的的6060多个节点多个节点n n地域跨越美洲、欧洲地域跨越美洲、欧洲n n具有现代网络的许多特征，例如具有现代网络的许多特征，例如n n分组交换分组交换n n分层次的网络协议分层次的网络协议n n第二代计算机网络的不足之处第二代计算机网络的不足之处n n网络普及程度低网络普及程度低n n标准不统一标准不统一n n网络体系结构的研究不成熟网络体系结构的研究不成熟计算机学院, 2005413.体系结构标准化网络n n2020世纪世纪70s-70s-至今至今n n不同网络设备之间
40、的兼容性和互操作性是推动不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系网络体系网络体系网络体系结构的标准化结构的标准化结构的标准化结构的标准化的原动力的原动力n n各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方面的研究日趋成熟是其基础面的研究日趋成熟是其基础n n标准化过程的两个阶段标准化过程的两个阶段n n厂商标准：厂商标准：IBM-SNA,DEC-DNAIBM-SNA,DEC-DNAn n缺点：适用范围：兼容性？缺点：适用范围：兼容性？ 技术垄断：竞争？技术垄断：竞争？ 标准不统一：用户利益？标准不统一：用户利益？n n标准制定问题标准制
41、定问题n n标准化任务只能由不偏向于任何厂商的非盈利中立组织来制定标准化任务只能由不偏向于任何厂商的非盈利中立组织来制定n n例外例外“事实上的标准事实上的标准” ”，如，如TCP/IPTCP/IP计算机学院, 2005423.体系结构标准化网络n n国际标准：国际标准：ISO-OSI/RMISO-OSI/RMn nOOpen pen S System ystem I Interconnection/ nterconnection/ R Recommended ecommended MModelodel（开放系统互联参考模型，简称（开放系统互联参考模型，简称OSIOSI参考模型）参考模型）n
42、nOSIOSI参考模型是一种概念上的网络模型参考模型是一种概念上的网络模型n n其标准保证了不同网络设备之间的兼容性和互操作性其标准保证了不同网络设备之间的兼容性和互操作性n n规定了网络体系结构的框架规定了网络体系结构的框架n n只说明了做什麼（只说明了做什麼（WHAT TO DOWHAT TO DO）而未规定怎样做（）而未规定怎样做（HOW TO HOW TO DODO）n n现在的计算机网络均是在现在的计算机网络均是在OSI/RMOSI/RM的框架下运作的的框架下运作的n nPCPC导致了局域网的出现导致了局域网的出现n n局域网的标准：局域网的标准：IEEE802IEEE802n nI
43、EEE802IEEE802也符合也符合OSI/RMOSI/RM标准标准n n开始就建立在标准化的基础上开始就建立在标准化的基础上计算机学院, 2005434.国际化的Internetn nINTERNETINTERNET是全球性计算机互连网络是全球性计算机互连网络是全球性计算机互连网络是全球性计算机互连网络n n由众多网络互连而成由众多网络互连而成由众多网络互连而成由众多网络互连而成n n拥有无限的（随时都在增加）信息资源拥有无限的（随时都在增加）信息资源拥有无限的（随时都在增加）信息资源拥有无限的（随时都在增加）信息资源n n采用采用采用采用TCP/IPTCP/IP协议协议协议协议n n全世
44、界所有采用开放系统协议的计算机都能互相全世界所有采用开放系统协议的计算机都能互相全世界所有采用开放系统协议的计算机都能互相全世界所有采用开放系统协议的计算机都能互相通信通信通信通信计算机学院, 200544发展趋势n n应用由计算转向信息。应用由计算转向信息。n n数据量激增，并呈多样性。数字图书馆，交互视频，数据量激增，并呈多样性。数字图书馆，交互视频，人类基因组，电子商务，人类基因组，电子商务，Web.Web.n n市场前景市场前景n n四大支柱四大支柱 操作系统、网络、图形处理、数据库。操作系统、网络、图形处理、数据库。n n两大热门：两大热门：n n网络、数据库。网络、数据库。n n无
45、所不在的数据管理：无所不在的数据管理：n nEverything Over DB and NET?Everything Over DB and NET?计算机学院, 200545CNNIC调查上网计算机总数 计算机学院, 200546Internet 发展速度n nInternet的发展速度n n是历史上发展最快的一种技术是历史上发展最快的一种技术n n以商业化后达到以商业化后达到 5000 5000 万用户为例万用户为例n n电视用了电视用了1313年，收音机用了年，收音机用了3838年，电话更长年，电话更长n nInternet Internet 从商业化后达到从商业化后达到 5000 5
46、000 万用户用了万用户用了4 4 年时间年时间n nInternet 正在以超过摩尔定理的速度发展计算机学院, 200547网络时代的三大定律摩尔定律摩尔定律:CPU性能性能18个个月翻番月翻番,10年年100倍。倍。所有电子系统所有电子系统（包括电子通信（包括电子通信系统，计算机）系统，计算机）都适用都适用光纤定律光纤定律：超摩尔定律超摩尔定律，骨干网带宽骨干网带宽9个个月翻番，月翻番，10年年10000倍倍。带带宽需求呈超高宽需求呈超高速增长的趋势速增长的趋势迈特卡尔夫定迈特卡尔夫定律律:联网定律联网定律，网络价值随用户网络价值随用户数平方成正比。数平方成正比。未联网设备增加未联网设备增加N倍，效率增加倍，效率增加N倍。倍。联网设备联网设备增加增加N倍，效率倍，效率增加增加N2倍倍计算机学院, 200548小结n n作业作业n n P151、4、7
