第一講計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

1、1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)computer networkscomputer networks蔣茜Email:jiangqian_2第一章第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)3內(nèi)容提要n教前引導(dǎo)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類4課程性質(zhì)及任務(wù)n課程性質(zhì)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)（本科）的一門必修專業(yè)課程n本課程的主要任務(wù)：n對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從整體上有一個(gè)較清晰的了解。n對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要種類和常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有較清晰的概念。n初步掌握以TCP/IP協(xié)議族為主的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)。n對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用有所了解。n對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)新發(fā)展有所了解。5先修課程n

2、模擬與數(shù)字電路n數(shù)字信號(hào)處理n計(jì)算機(jī)組成原理n操作系統(tǒng)原理n程序設(shè)計(jì)（c、vc+）6參考書n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第三版，Andrew S，清華大學(xué)出版社nTCP/IP詳解卷1：協(xié)議，機(jī)械工業(yè)出版社n數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信第六版，William Stallings，電子工業(yè)出版社n用TCP/IP進(jìn)行網(wǎng)際互聯(lián)，Douglas E. Comer，電子工業(yè)出版社7課程主要內(nèi)容n數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)nTCP/IP聯(lián)網(wǎng)協(xié)議n局域網(wǎng)n網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用n網(wǎng)絡(luò)安全與管理8課程目標(biāo)n掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、基本理論和基本方法；n通過學(xué)習(xí)和習(xí)題練習(xí)，具備一定的分析問題和解決問題的能力9對(duì)大家的要求n三個(gè)重要環(huán)節(jié)n課前預(yù)習(xí)n課上認(rèn)真聽講n課后認(rèn)真

3、復(fù)習(xí)消化、作業(yè)n經(jīng)常進(jìn)行階段復(fù)習(xí)10計(jì)分方式n期終考試成績(jī)占70n平時(shí)成績(jī)占30n作業(yè)10%，實(shí)驗(yàn)10%，平時(shí)表現(xiàn)10%11內(nèi)容提要n教前引導(dǎo)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類12計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念n對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，在不同階段或從不同的觀點(diǎn)有著不同的定義。三種不同觀點(diǎn)：n以相互共享（硬件、軟件和數(shù)據(jù)）資源方式而連接起來，且各自具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合n在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制下，由多臺(tái)主計(jì)算機(jī)、若干臺(tái)終端、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備以及計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)間、終端與計(jì)算機(jī)間進(jìn)行通信的設(shè)備所組成的計(jì)算機(jī)復(fù)合系統(tǒng)n利用各種通信手段，例如電報(bào)、電話、微波通信等，把地理上分散的計(jì)算

4、機(jī)有機(jī)地連在一起，達(dá)到相互通信而且共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)等資源的系統(tǒng)n較為確切的定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以資源共享和信息交換為目的，通過數(shù)據(jù)通信線路將多臺(tái)自主運(yùn)行的計(jì)算機(jī)互聯(lián)而成的系統(tǒng)13計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)源于計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合n一般定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以資源共享和信息交換為目的，通過數(shù)據(jù)通信線路將多臺(tái)自主運(yùn)行的計(jì)算機(jī)互聯(lián)而成的系統(tǒng)通信: 兩個(gè)結(jié)點(diǎn).網(wǎng)絡(luò): 兩個(gè)或多個(gè)結(jié)點(diǎn).14計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都必須包括硬件和軟件兩大部分n網(wǎng)絡(luò)硬件提夠數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸和建立通信通道的物質(zhì)基礎(chǔ)n網(wǎng)絡(luò)軟件是真正控制數(shù)據(jù)通信的n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的四大要素 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信線路和通信設(shè)備協(xié)議網(wǎng)絡(luò)軟件1

5、5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能n數(shù)據(jù)通信nE-mail、ICQ、IP Phonen資源共享n硬件資源的共享，如打印機(jī)、大容量磁盤、CD-ROM等n軟件資源的共享，如程序、數(shù)據(jù)等n提高可靠性n避免了單點(diǎn)失效對(duì)用戶產(chǎn)生的影響n促進(jìn)分布式數(shù)據(jù)處理和分布式數(shù)據(jù)庫的發(fā)展16計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩層構(gòu)成的n通信子網(wǎng)：面向通信控制和通信處理n資源子網(wǎng)：包括擁有資源的用戶主機(jī)和請(qǐng)求資源的用戶計(jì)算機(jī)17內(nèi)容提要n教前引導(dǎo)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類18光電報(bào)n科學(xué)技術(shù)的發(fā)展很多都是伴隨著軍事應(yīng)用而發(fā)展起來的（如：航天、核技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)

6、等等）n就網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，遠(yuǎn)有18世紀(jì)末出現(xiàn)于法國(guó)的光電報(bào)，近有Internet的前身ARPANET，均是由軍事應(yīng)用帶動(dòng)發(fā)展起來的。n時(shí)間：18世紀(jì)末n地點(diǎn)：歐洲，法國(guó)n發(fā)明人：Claude Chappe19ChappeChappe 光電報(bào)光電報(bào)調(diào)整器調(diào)整器9898個(gè)位置個(gè)位置( (編碼編碼) )組合代表各種字母、數(shù)字、符號(hào)等組合代表各種字母、數(shù)字、符號(hào)等指示器指示器20電報(bào)n19世紀(jì)早期n美國(guó)人摩爾斯n技術(shù)基礎(chǔ)：電磁學(xué)21電報(bào)n電報(bào)系統(tǒng)的組成：n發(fā)射機(jī)n接收機(jī)n編碼圖：點(diǎn)、劃n密碼本n傳輸線路22電話n19世紀(jì)中期n美國(guó)人貝爾n技術(shù)基礎(chǔ)：電報(bào)（利用電報(bào)系統(tǒng)傳輸聲音）23電話n與電報(bào)系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)

7、別：線路上始終帶電，可傳輸語音信號(hào)n發(fā)送機(jī)、接收機(jī)（電話機(jī)，擴(kuò)音）n交換機(jī)：從人工交換到自動(dòng)交換n傳輸線路：銅絲代替鐵絲24通信信號(hào)、介質(zhì)發(fā)展過程n聲、光電、磁光、無線電傳輸介質(zhì)：傳輸介質(zhì)：自由空間自由空間傳輸介質(zhì)：傳輸介質(zhì)：電纜電纜傳輸介質(zhì)：傳輸介質(zhì)：光纜或自光纜或自由空間由空間25計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)源于計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合n1946年第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生n20世紀(jì)50年代，計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段26計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程（1）1五十年代到六十年代1 單處理機(jī)聯(lián)機(jī)系統(tǒng)2 終端集中器2 七十年代的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1 計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)網(wǎng)

8、絡(luò)2 ARPANET3 八十年代的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1 標(biāo)準(zhǔn)化，OSI體系結(jié)構(gòu)，ISO、CCITT、IEEE2 局域網(wǎng)技術(shù)4 九十年代的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1 Internet2 新一代高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)27以單計(jì)算機(jī)為中心的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)n第一代網(wǎng)絡(luò)n背景：20世紀(jì)60年代中期以前，主計(jì)算機(jī)昂貴，通信線路和通信設(shè)備相對(duì)便宜n聯(lián)機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)能夠共享主機(jī)資源、n進(jìn)行信息的采集及綜合處理(如圖)n實(shí)例：SAGE、SABRE-1n特點(diǎn)：n在這種系統(tǒng)中，一端是沒有處理能力的終端設(shè)備，而另一端是一臺(tái)大中型計(jì)算機(jī)，它可以同時(shí)處理多個(gè)遠(yuǎn)方終端來的命令n遠(yuǎn)地的多個(gè)終端和本地的大中型計(jì)算機(jī)之間通過數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以直接通信28以單計(jì)算機(jī)為

9、中心的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)n缺點(diǎn)：n主機(jī)負(fù)荷較重n通信線路利用率低n可靠性低n改進(jìn)：n多點(diǎn)通信線路n終端集中器和前端處理機(jī)29計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)n第二代網(wǎng)絡(luò)n背景：20世紀(jì)60-70年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的進(jìn)步，將多個(gè)單處理機(jī)聯(lián)機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，形成多處理機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)n兩類：n1.主機(jī)既承擔(dān)數(shù)據(jù)處理，又承擔(dān)通信工作n2.通信從主機(jī)分離出來，由通信控制處理機(jī)CCP來處理通信n特點(diǎn)：n網(wǎng)絡(luò)中通信的雙方是計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能是以共享資源為主，而不是像第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)那樣是以數(shù)據(jù)通信為主n實(shí)例：ARPANET、NPL等30網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化n第三代網(wǎng)絡(luò)n背景：各大計(jì)算機(jī)公司紛紛制定自己的網(wǎng)絡(luò)技

10、術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，最終促成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定n遵循網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)建成的網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化水平可分為兩個(gè)階段：n各計(jì)算機(jī)制造廠商網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化nIBM/SNA、DEC/DNA、Univac/DCA等n國(guó)際網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化nISO/OSI（開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型）nIEEE802系列31因特網(wǎng)（Internet）n因特網(wǎng)的前身：ARPANETn世界范圍的互聯(lián)網(wǎng)nTCP/IP協(xié)議是因特網(wǎng)上的標(biāo)準(zhǔn)n主要應(yīng)用n萬維網(wǎng)（WWW）n電子郵件n文件傳輸n遠(yuǎn)程登錄n 32計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史（2）5 我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史七十年代末開始八十年代：1 局域網(wǎng)2 OSI網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3 低速廣域網(wǎng)（電話線）九十年代：1 局域網(wǎng)N

11、ovell, TCP/IP2 X.25廣域網(wǎng)及其應(yīng)用33計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史（3）n1990 1993 通過X.25與國(guó)際連網(wǎng)n1994 中科院高能所，64K，日本 NCFC，64K，Sprintn1995 化工大學(xué)，64K，日本 Chinanet, 64K + 64K, Sprint CERNET, 128K, Sprint34內(nèi)容提要n教前引導(dǎo)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類35計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖n星形結(jié)構(gòu)n層次結(jié)構(gòu)或樹形結(jié)構(gòu)n總線形結(jié)構(gòu)n環(huán)形結(jié)構(gòu)n點(diǎn)到點(diǎn)部分連接的不規(guī)則形n點(diǎn)到點(diǎn)全連接結(jié)構(gòu)N個(gè)節(jié)點(diǎn)需N*(N-1)/2條線路36拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖37內(nèi)容提要n教前引導(dǎo)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類38計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類n1 按距離劃分n廣域