第1章 Internet与TCP协议

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1、第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 TCP/IPTCP/IP协议及编程协议及编程学时：学时：32，学分：，学分：2形式：理论形式：理论+实验实验考核：平时考核：平时40%（出勤、（出勤、 课堂表现、课堂表现、 作业、作业、实验）实验） 期末考试期末考试60% （闭卷）（闭卷）主教材：主教材：TCP/IP协议与网络编程协议与网络编程参考教材：参考教材：:第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.1 Internet中中的的“世世界界语语”TCP/IP协协议议1.2 TCP/IP协议的体系结构协议的体系结构1.

2、3 TCP/IP协议的工作过程协议的工作过程1.4 TCP/IP面临问题面临问题1.5 计算机网络发展趋势计算机网络发展趋势第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.1 Internet中的中的“世界语世界语”TCP/IP协议协议 1.1.1 Internet“冷战”的产物 1958年由当时的美国总统艾森豪威尔正式向美国国会提出要 建 立 “国 防 部 高 级 研 究 计 划 署 ”， 英 文 缩 写 为DARPA(Defense Advanced Research Project Agency)，也常被人们简称为ARPA。成立DARPA的目的非常明确，就是要“保持美国在技术上

3、的领先地位，防止潜在的对手不可预见的技术进步(摘自美国国防部高级研究计划署网站)。”他们公开宣称，DARPA的任务是：“为美国国防部选择一些基础研究和应用研究以及发展计划，并对这些研究计划进行管理和指导。追踪那些危险性和回报率都很高的研究和技术，而这些技术的成功将使传统军队彻底改变面貌。”第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 由于美国对DARPA的巨额资金投入和DARPA其本身有效的管理体制，DARPA取得了巨大的成功，使美国从20世纪60年代到现在一直保持着在全球军事技术上的绝对领先地位。在DARPA的所有项目中，对当今世界影响最大，与普通人关系最密切，改变了人们日常交往和通

4、信方式的是1968年6月提出的“资源共享的计算机络”(Resource Sharing Computer Networks)研究计划。 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 p Internet来源于来源于ARPA（advanced Research Projects Agency高级研究计划局）建立的高级研究计划局）建立的ARPAnet，该网于，该网于1969年年投入使用。投入使用。p 从从20世纪世纪60年代，年代，ARPA联合大学、公司，以促进基于分联合大学、公司，以促进基于分组交换技术的计算机网络的研究。组交换技术的计算机网络的研究。p 1968年，年，ARPAnet项

5、目立项，用于项目立项，用于军事研究军事研究；特点：；特点： （1）支持资源共享；）支持资源共享； （2）采用分布式控制技术；）采用分布式控制技术； （3）采用分组交换技术；（）采用分组交换技术；（4）使用通信控制处理机；）使用通信控制处理机； （5）采用分层的网络通信协议。）采用分层的网络通信协议。p 1969.6，完成了的验性网络，完成了的验性网络(4个结点个结点)，称为，称为ARPAnet。ARPAnet）的）的小型机小型机作为网络的结点机，作为网络的结点机，特点：特点：可靠性（每可靠性（每个个IMP（接口报文处理器接口报文处理器）至少和其他两个）至少和其他两个IMP通过专线连接，主通过专

6、线连接，主机则通过机则通过IMP接入接入ARPAnet。IMP之间的信息传输采用分组交之间的信息传输采用分组交换和分层协议技术，并向用户提供电子邮件、文件传送和远程换和分层协议技术，并向用户提供电子邮件、文件传送和远程登录等服务。登录等服务。 Internet 发展史发展史 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 l公认公认ARPAnet为为第一个采用分组交换技术第一个采用分组交换技术组建的网络。组建的网络。l1972年，年，ARPAnet在首届计算机国际会议上首次与公众见在首届计算机国际会议上首次与公众见面，并验证了分组交换技术的可行性，由此，面，并验证了分组交换技术的可行性，

7、由此，ARPAnet成为成为现代计算机网络诞生的标志现代计算机网络诞生的标志。l1973年，年，DARPA正式启动项目正式启动项目 “The Internetting Project”。它构建的网络可视为现在。它构建的网络可视为现在Internet的前身，其所的前身，其所研发的通信协议最终发展成为著名的研发的通信协议最终发展成为著名的TCP/IP协议族协议族。l1980年，年，ARPA投资把投资把TCP/IP加进加进UNIX（BSD4.1版本）版本）的内核中，在以后版本，的内核中，在以后版本，TCP/IP协议即成为协议即成为UNIX操作系统操作系统的标准通信模块的标准通信模块.l1982年，年

8、，Internet由由ARPAnet、MILNET等几个计算机网等几个计算机网络合并而成，作为络合并而成，作为Internet的早期骨干网的早期骨干网，ARPAnet试验并试验并奠定了奠定了Internet存在和发展的基础，较好地解决了存在和发展的基础，较好地解决了异种机网异种机网络互联络互联的一系列理论和技术问题。的一系列理论和技术问题。Internet 发展史发展史 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 l1983年，年，ARPAnet一分为二：一分为二：ARPAnet和和MILNET。月，。月，ARPA把把TCP/IP协议作为协议作为ARPAnet的标准协议。称呼以的标准

9、协议。称呼以ARPAnet为主干网的网际互联网为为主干网的网际互联网为Internet，TCP/IP协议族协议族便在便在Internet中进行研究、试验，并改进成为使用方便、效中进行研究、试验，并改进成为使用方便、效率极好的协议族。率极好的协议族。l1986年，美国年，美国NSF（National Science Foundation国家国家科学基金会）建立科学基金会）建立6个超大计算中心，科学家、工程师共享个超大计算中心，科学家、工程师共享超大设施，超大设施，NSF建立了自己的基于建立了自己的基于TCP/IP协议族的计算机网协议族的计算机网络络NSFnet。NSF在全国建立了按地区划分的计算

10、机广域网，在全国建立了按地区划分的计算机广域网，并将地区网络和超级计算中心相连，最后将各超级计算中心并将地区网络和超级计算中心相连，最后将各超级计算中心互联起来。连接各地区网上主通信结点计算机的高速数据专互联起来。连接各地区网上主通信结点计算机的高速数据专线构成了线构成了NSFnet的主干网，用户机可与某地区相连后，的主干网，用户机可与某地区相连后，（1）可使用任一计算中心的设施）可使用任一计算中心的设施;（2）可同网上任一用户）可同网上任一用户通信通信;（3）还可从网络上获得大量信息和数据。这一成功使）还可从网络上获得大量信息和数据。这一成功使得得NSFnet于于1990年年6月彻底取代了月

11、彻底取代了ARPAnet而成为而成为Internet的主干网的主干网。Internet 发展史发展史 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 l20世纪世纪90年代，美国政府意识到仅靠政府资助，难以适应年代，美国政府意识到仅靠政府资助，难以适应应用的发展需求，鼓励商业部门介入。应用的发展需求，鼓励商业部门介入。MCI、IBM和和MERIT公司联合组建公司联合组建ANS（高级网络和服务公司），建立覆盖全美（高级网络和服务公司），建立覆盖全美的、的、T3（44.746M）的）的ANSNET，连接，连接ARPANET和和NSFNET。随后，。随后，DARPA和和NSF撤销对撤销对ARP

12、Anet、NSFNET的资助，因特网开始商用。商业机构的介入，出现的资助，因特网开始商用。商业机构的介入，出现大量的大量的ISP和和ICP，丰富了，丰富了Internet的服务和内容。美国政府的服务和内容。美国政府通过因特网发布世界各国的经济、贸易信息。通过因特网发布世界各国的经济、贸易信息。商业化是社会进步、经济发展的必要推动力！商业化是社会进步、经济发展的必要推动力！第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 Internet发展时间表发展时间表 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 中国互联网发展概况中国互联网发展概况1987年9月20日钱天白先生通过X.25网

13、络（ChinaPac）和德国的网关，从中国向Internet发出了第一封电子邮件：“Across the Great Wall, Reach the World”，即：“跨越长城，通达世界”。1989年5月：CRN通过X.25网与德国联网1991年：中科院高能所通过专线与美国联网1994年4月：中国成为直接接入Internet的国家第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 CERNET 中国科技网中国互联网发展概况中国互联网发展概况UNINET 中国联通网CERNET 中国教育网CHINANET 中国电信网CHINAGBN 中国经济网中科院系统的12个分院和123个研究所(95年)

14、中国公用计算机互联网，即163、169原国家教委94年12月组织清华、北大等高校承建中国国家公用经济信息通信网（金桥网）中国联通公司(2000年)InternetInternet第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 中国公用计算机互联网中国公用计算机互联网(Chinanet)Chinanet 于94年开始建设，由邮电部建设，95年6月对外营业。依托ChinaPac，ChinaDDN，PSTN等通信资源，构成国内速度最快的网络。共有31个主干节点，覆盖全国。3个国际出口第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 中国公用计算机互联网中国公用计算机互联网(Chinanet

15、)Internet核心层网管中心北京北京上海上海广州广州港澳港澳internet接入层接入层第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 中国教育网的三层结构中国教育网的三层结构Internet. CERNET骨干网骨干网省中心省中心省中心省中心省中心省中心省中心省中心地区中心地区中心地区中心地区中心地区中心地区中心第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 中国教育网（中国教育网（CERNET）北京郑州西安武汉合肥上海南昌杭州广州成都沈阳南宁桂林昆明天津福州重庆徐州石家庄太原济南青岛厦门大连长春哈尔滨长沙南京深圳海口已有DWDM已有SDH未建地区地区网络中心省主节点第第1章

16、章 Internet与与TCP/IP协议协议 中国教育网主干网中国教育网主干网徐闻徐闻长春长春哈尔滨哈尔滨乌鲁木齐乌鲁木齐拉萨拉萨西宁西宁兰州兰州银川银川呼和浩特呼和浩特台北台北沈阳沈阳南昌南昌西安西安徐州徐州武汉武汉合肥合肥郑州郑州石家庄石家庄北京北京南宁南宁广州广州福州福州杭州杭州上海上海南京南京天津天津贵阳贵阳海口海口三亚三亚湛江湛江无锡无锡大连大连太原太原济南济南烟台烟台成都成都长沙长沙重庆重庆黄梅黄梅九江九江昆明昆明青岛青岛汕头汕头唐山唐山汉中汉中宜昌宜昌珠海珠海深圳深圳惠州惠州柳州柳州百色百色厦门厦门主干网地区网GigaPopPop桂林桂林深圳深圳第第1章章 Internet与与T

17、CP/IP协议协议 CERNET国内互联国内互联中国网通北京3x155M+155M= 620M中国电信广州3x155M = 465M北京交换中心1G （2.5G）第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 中国互联网的发展中国互联网的发展2000年1月18日CNNIC中国互联网络发展状况统计报告：截止至99年12月31日，我国上网用户数达890万（99年上半年为400万），上网计算机主机达350万台，WWW站点15153个2014年12月，CNNIC在京发布了最新的中国互联网络发展状况统计报告。统计报告显示：截止到2014年12月31日止，我国网民数量约6.49亿。第第1章章 Int

18、ernet与与TCP/IP协议协议 Zhang DongyanTCP/IP Protocols 19 全球范围全球范围Internet的形成的形成早期的Internet是为了促进科学与教育的发展而建立的，因此被严格地限制在科技与教育领域由于美国Internet技术的发展，各国也相继发展起来，并开始进行了互连，从而使用户数急剧增加。1992年，正式成立了Internet协会，届时联机数目已经以百万计。第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 Internet工作委员会（工作委员会（Internet Activities Board，IAB）成立于成立于1980年年 IP地址管理机构有

19、地址管理机构有4个，即个，即ARIN、RIPE、APNIC和和LACNIC 中国的中国的IP地址管理机构称为中国互联网络信息中心（地址管理机构称为中国互联网络信息中心（China Internet Network Information Center，简称，简称CNNIC） 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.1.2 网络互联促成了TCP/IP协议的产生ARPAnet由专门负责进行数据传输的通信子网和由用户主机组成的资源子网组成，通信子网由通信介质和用来进行通信处理的结点信息处理机IMP(Interface Message Processor)组成，如图所示。第第1章章

20、Internet与与TCP/IP协议协议 图1-1 ARPAnet组成结构 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 ARPAnet在工作过程中要解决的主要问题是：用来连接主机(Host)的结点信息处理机IMP在相互通信过程中什么时候应该接收信号，什么时候应该结束通信，以及如何识别通信的源端传输的各种符号的含义等。 人们把通信双方应该共同遵守的约定叫做“协议”(Protocol)。第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 早期ARPAnet使用网络控制协议NCP(Network Control Protocol)一台主机直接对另一台主机的通信协议不能连接不同类型电脑和操

21、作系统没有纠错功能如何让结构不同、操作系统不同的电脑按照共同的工作方式和共同的标准连接起来成为ARPANet的关键问题第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 新的协议一些基本设计原则：(1) 每一个独立的网络必须按自己的标准建立起来，当这个网络和互联网连接时，不需要对其内部做任何改动。(2) 网络应该在最佳的状态下完成通信。(3) 如果一个信包没有到达目的地，最初发出信包的结点将很快重发该信包。(4) 网络之间由叫做“黑匣子”的设备进行互相连接。这里所谓的“黑匣子”，就是后来被人们称为网关和路由器的设备。(5) 整个互联网不需要在操作层面上进行任何总体控制。 第第1章章 Inte

22、rnet与与TCP/IP协议协议 1974年5月，Kahn和Vinton Cerf在IEEE刊物上发表“分组网络互联的一个协议”1974年12月，二人正式发表第一份TCP协议的详细说明后来把这一协议分成两个不同的协议用来检测网络传输中差错的传输控制协议（TCP）专门负责对不同网络进行互联的互联网协议（IP）第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 TCP/IP协议因其在后来不同网络的互联时的出色表现而被美国军方看中(因为这样一种没有中心控制结点的分布式网络，即使网络中的任何一点或一部分被破坏，都不会造成整个网络的瘫痪，这正迎合了战争的需要)。 在1982年做出了在ARPAnet上使

23、用TCP/IP协议代替原来使用的网络控制协议(NCP)的决定。1983年1月1日，在ARPAnet上停止使用网络控制协议NCP，从此互联网上的主机都使用TCP/IP协议，TCP/IP协议成了Internet中的“世界语”。第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 TCP/IP协议是人们在网络建设中边实践边开发研究的一个产物，它不是由某一国际标准化组织机构提出的标准协议(如大家比较熟悉的OSI/RM就是由ISO提出的协议)，但它已经成了人们公认的，在Internet上使用的事实上的工业标准协议。 Internet的大发展得益于TCP/IP协议的提出和使用，反过来，Internet又促

24、进了TCP/IP协议的普及和应用。 学习并理解TCP/IP协议是人们深入使用Internet，研究Internet和进行Internet应用开发的必备知识。 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.2 TCP/IP协议的体系结构1.2.1 网络体系结构的概念网络系统是一个庞大而复杂的系统。网络软件系统设计采用分层思想进行设计。每一层是对于其他层是一个“黑匣子”。一般把网络的层次结构和每层所使用协议的集合称为网络体系结构(Network Architecture)，一个具体的网络系统其所包含的层数和每层所使用的协议是确定的。在这种层次结构中，各层协议之间形成了一个从上到下类似栈

25、的结构的依赖关系，通常叫协议栈(Protocol Stack)。 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.2.2 TCP/IP协议的四个层次 TCP/IP协议的体系结构分为四层，这四层由高到低分别是：应用层、传输层、网络层和链路层，如图1-2所示。其中每一层完成不同的通信功能，具体各层的功能和各层所包含的协议说明如下。第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 图1-2 TCP/IP协议的层次结构应用层(Telnet、FTP、HTTP、DNS、SNMP、SMTP)传输层(TCP和UDP)网络层(IP、ICMP和IGMP)链路层(以太网、令牌环网、FDDI、IEEE8

26、02.3等)第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1链路层(Link Layer)链路层在TCP/IP协议栈的最低层，也称为数据链路层或网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。链路层的功能是把接收到的网络层数据报(也称IP数据报)通过该层的物理接口发送到传输介质上，或从物理网络上接收数据帧，抽出IP数据报并交给IP层。 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 2网络层(Network Layer)网络层也称为互联网层，由于该层的主要协议是IP协议，因而也可简称为IP层。它是TCP/IP协议栈中最重要的一层，主要功能是可以把源主机上的

27、分组发送到互联网中的任何一台目标主机上。 也叫路由选择协议 包括IP协议（网际协议）、ICMP协议（控制报文协议）和IGMP协议（组管理协议） 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 3传输层(Transport Layer)我们通常所说的两台主机之间的通信其实是两台主机上对应应用程序之间的通信，传输层提供的就是应用程序之间的通信，也叫端到端(End to End)的通信。在TCP/IP协议族中传输层包含两个不同的传输协议：一个是TCP(传输控制协议)；另一个是UDP(用户数据报协议)。 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 TCP协议为两台主机提供高可靠性的数据

28、传输，发送数据时，对应用层数据进行分片打包，适合网络传输，接收分组进行确认，丢失分组设置重发。UDP协议面向无连接，不可靠网络传输，只是把数据报从一台主机发送到另一台主机，不保证数据证据，可靠性由应用程序实现。第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 4应用层(Application Layer)应用层向使用网络的用户提供特定的、常用的应用程序，如使用最广泛的远程登录(Telnet)、文件传输协议(FTP)、超文本传输协议(HTTP)、域名系统(DNS)、简单网络管理协议(SNMP)和简单邮件传输协议(SMTP)等。要注意有些应用层协议是基于TCP协议的(如FTP和HTTP等)，有

29、些应用层协议是基于UDP协议的(如SNMP等)。 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.2.3 TCP/IP协议模型中的操作系统边界和地址边界TCP/IP协议分为四层结构，这四层结构中有两个重要的边界：一个是将操作系统与应用程序分开的边界，另一个是将高层互联网地址与低层物理网卡地址分开的边界，如图1-3所示。 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 图1-3 TCP/IP协议模型的两个边界第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1操作系统边界操作系统边界的上面是应用层，应用层处理的是用户应用程序(用户进程)的细节问题，提供面向用户的服务。 2地址

30、边界地址边界的上层为网络层，网络层用于对不同的网络进行互联，连接在一起的所有网络为了能互相寻址，要使用统一的互联网地址(IP地址)。 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.3 TCP/IP协议的工作过程 图1-4是由一个以太网和一个令牌环网通过路由器互联的网络，左边的以太网有三台编号分别为A、B和C的主机，右边的令牌环网有两台编号为1和2的主机。假设以太网中的主机A要与令牌环网中的主机1使用文件传输协议FTP完成一次文件传输过程，主机A中的FTP客户程序就要向主机1中的FTP服务器程序提出请求，由此开始了在TCP/IP协议控制下的主机A与主机1之间的通信过程。第第1章章 I

31、nternet与与TCP/IP协议协议 图1-4 网络互联示意图第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.3.1 TCP/IP协议通信模型如图1-5所示的TCP/IP协议通信模型，这个模型尽管是由分析主机A和主机1通信而来的，但该模型是一个一般的模型，也适合于网络中其他主机之间的通信描述。该模型中，主机A和主机1组成了端到端(End to End)的系统。 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 说明： 1.主机A的物理网络是以太网，链路层采用以太网卡及其驱动程序，主机1的物理网是令牌环网，链路层采用令牌环网卡及其驱动程序。 2。路由器的功能是把分组从一个网络转发

32、到另外一个网络，通常只处理与网络之间传输有关的低两层协议（IP层和链路层）。 与以太网接口处理以太网数据，令牌环网接口处理令牌环网数据，两种数据桢通过路由的IP层转发。第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 图1-5 TCP/IP协议的通信模型 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 “实通信”上下层之间的数据通信和数据流在物理介质上的传输。“虚通信”每一层对数据的封装和解封过程可以看作是对等层的通信。第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.3.2 数据的封装与传递过程在本节我们所举的例子中，当主机A的FTP客户程序向主机1的FTP服务器程序提出服

33、务请求时，我们可以把由用户输入的FTP命令和参数看成是要由主机A传到主机1的“数据包”，该数据包由图1-6所示的两部分组成。第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 图1-6 数据包结构 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 当应用程序用TCP传送数据时，数据被送入协议栈中，然后逐个通过每一层直到被当作一串比特流送入物理网络，其中每一层对从它的上层收到的数据都要增加一些头部信息(有时还要增加尾部信息)，这种增加数据头部(和尾部)的过程叫数据封装或数据打包。数据送到接收方对等层后，接收方将识别、提取和处理发送方对等层所加的数据头，这个过程叫数据的解封或拆包。封装与解封

34、的整个过程如图1-7所示。 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 图1-7 TCP/IP协议数据封装与解封的整个过程第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.4 TCP/IP协议面临问题协议面临问题一、地址资源不足 现有的互联网是在IPv4协议的基础上运行的，IPv4定义的有限地址空间将被耗尽，而地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间，通过IPv6以重新定义地址空间。第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 二、TCP协议安全问题 TCP连接的三次握手过程中，存在着安全隐患。 以A发B收为例。首先，攻击者监听B发出的SYN/ACK

35、报文；然后，攻击者向B发送RST包和SYN包，假冒A发起新连接；B响应新连接，发送响应SYN/ACK报文，攻击者再假冒A方对B发送ACK包，从而破坏A和B的真实连接，并插入有害数据包。 第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 三、IP协议安全问题 IP协议在互连网络之间提供无连接的数据包传输，路由时，对原地址不做任何检查，且认为IP头中的源地址就是该包的发送主机，这样依靠IP源地址做确认的服务就可能被非法入侵第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 Zhang DongyanTCP/IP Protocols 53 1.5 计算机网络发展趋势计算机网络发展趋势网络用户数

36、的发展趋势第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.5 计算机网络发展趋势计算机网络发展趋势Growth of the InternetInternet上的主机数上的主机数:4Aug. 1981 2134Oct. 1984 1,0244Dec. 1987 28,174 4Oct. 1990 313,000 4Oct. 1993 2,056,0004Apr. 1995 5,706,0004Jul. 1997 19,540,0004Jul. 1999 56,218,0004Jul. 2001 125,888,1974Jul. 2002 162,128,493 第第1章章 Inter

37、net与与TCP/IP协议协议 1.7 计算机网络发展趋势计算机网络发展趋势Recent Growth (1991-2002)第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.7 计算机网络发展趋势计算机网络发展趋势Internet的发展速度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以商业化后达到以商业化后达到 5000 万用户为例万用户为例电视用了电视用了13年，收音机用了年，收音机用了38年，电话更长年，电话更长Internet 从商业化后达到从商业化后达到 5000 万用户用了万用户用了4 年时年时间间Internet 正在以超过摩尔定理的速度发展第第1章章 Inter

38、net与与TCP/IP协议协议 1.7 计算机网络发展趋势计算机网络发展趋势网络时代的三大定律摩尔定律摩尔定律: :CPUCPU性能性能1818个个月翻番月翻番,10,10年年100100倍。倍。所有电子系统所有电子系统（包括电子通（包括电子通信系统，计算信系统，计算机）都适用机）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 9个个月翻番，月翻番，1010年年1000010000倍倍。带宽带宽需求呈超高速需求呈超高速增长的趋势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，网络价值随用网络价值随用户数平方成正户数平方成正比。比。未联网设未联网设备增加备增加

39、N N倍，效倍，效率增加率增加N N倍。倍。联联网设备增加网设备增加N N倍，倍，效率增加效率增加N N2 2倍倍第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.5 计算机网络发展趋势计算机网络发展趋势网络带宽与CPU性能第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.5 计算机网络发展趋势计算机网络发展趋势Internet面临的挑战：从单一面向数据到面向多种服务；Internet设计者的本意是建立一个支持数据通信设计者的本意是建立一个支持数据通信的网络，没有考虑视频、语音的多媒体应用；的网络，没有考虑视频、语音的多媒体应用；Internet商业化运作，以及各种信息服务的开

40、展，商业化运作，以及各种信息服务的开展，促使它必须面对数据、语音与视频的多种类型促使它必须面对数据、语音与视频的多种类型应用程序通信的支持；应用程序通信的支持；第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.5 计算机网络发展趋势计算机网络发展趋势不同应用对传输的特殊要求数据传输具有突发性，对传输正确性的要求高；在语音传输中，如果数据包丢失率小于10%，不会造成语音的严重失真；但是数据包的双向传输延迟一定要相同，并且延迟时间一般要求低于300400ms；实时性要求表现在：双向传输延迟的一致性；延迟的大小；延迟值的抖动；典型的应用是数据、语音与视频传输，它要求网络能保证提供确定的带宽，

41、发送端与接收端之间保持不变、连续的定时关系，并且要求它们之间的传输延迟可以预知的；第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.5 计算机网络发展趋势计算机网络发展趋势一个目标：在各个国家、以至全球建立完善的信息基础设施两个支撑：微电子技术和光技术三个融合：最重要的技术是计算机、通信、信息内容三种技术的融合四个热点：多媒体、宽带网、移动通信、信息安全第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 1.5 计算机网络发展趋势计算机网络发展趋势计算机网络发展的7个预言到公元到公元20252025年，我们生活的地球将披上一层年，我们生活的地球将披上一层“通通信外壳信外壳”到到201

42、02010年，全球互联装置之间的通信量将超过人年，全球互联装置之间的通信量将超过人与人之间的通信量与人之间的通信量带宽的成本将变得非常低廉，甚至可以忽略不计带宽的成本将变得非常低廉，甚至可以忽略不计个人及企业将获得大量个性化服务个人及企业将获得大量个性化服务因特网将从一个单纯的大型数据中心发展成为一因特网将从一个单纯的大型数据中心发展成为一个更加聪明的高智商网络个更加聪明的高智商网络高智能网络将成为人与信息之间的高层调节者高智能网络将成为人与信息之间的高层调节者我们将看到一个充满虚拟性的新时代我们将看到一个充满虚拟性的新时代第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 TCP/IP P

43、rotocols 63 1.5 计算机网络发展趋势计算机网络发展趋势下一代互联网的计划美国白宫的美国白宫的NGINGI计划（计划（Next-enerationNext-eneration互联网互联网InitiativeInitiative，下一代因特网计划）下一代因特网计划）NSFNSF的的VBNSVBNS（Very High Bandwidth Network ServiceVery High Bandwidth Network Service，超高带宽网络服务）超高带宽网络服务）Internet2Internet2（一个由大学、协会、公司和政府机构共一个由大学、协会、公司和政府机构共同努力

44、建设的网络）同努力建设的网络）IPngIPng（下一代因特网协议，又名下一代因特网协议，又名IPv6IPv6）这些计划试图建立新的协议、新的硬件、新的软件、这些计划试图建立新的协议、新的硬件、新的软件、新的知识和新的网络测试环境。新的知识和新的网络测试环境。第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 习题1TCP/IP协议是在怎样的背景下产生的？2Internet为什么要使用TCP/IP协议？3TCP/IP协议的体系结构是怎样的？4TCP/IP协议是如何工作的？5什么是RFC？6找到几个提供RFC文档的网站，记住其网址。7在网上查找到RFC1180文档，下载到本地机上并进行阅读。第第1章章 Internet与与TCP/IP协议协议 此课件下载可自行编辑修改，供参考！此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢你的支持，我们会努力做得更好！感谢你的支持，我们会努力做得更好！