計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)論

1、黃恒一一、課程導(dǎo)言 21世紀(jì)的重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化，它是一個(gè)以三網(wǎng)為核心的信息時(shí)代。計(jì)算機(jī)與通信（C&C,Computer and Communication）緊密結(jié)合形成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。一、課程導(dǎo)言數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展?jié)B透到通信技術(shù)中，提高了通信網(wǎng)絡(luò)的各種性能。通信網(wǎng)絡(luò)為計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳遞和交換提供了必要的手段。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一、課程導(dǎo)言 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)深刻影響著世界經(jīng)濟(jì)、政治、文化和社會(huì)的發(fā)展，促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)生活和信息傳播的變革。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也日益成為人們生活、工作、學(xué)習(xí)不可或缺的工具，正對(duì)社會(huì)生活的方方面面產(chǎn)生著深刻影響。既是一個(gè)虛擬的社會(huì)，又是現(xiàn)實(shí)社會(huì)的一部分。一、課程導(dǎo)言

2、二、理論教學(xué)目的 1.理論教學(xué)目的旨在使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)的基本概念、原理、方法，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成、體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議、局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)及主流局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)等，同時(shí)要求學(xué)生具備基本的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)能力和掌握常用組網(wǎng)技術(shù)。二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是為了使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的同時(shí)，通過(guò)在一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的實(shí)際操作，加深對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層中交換機(jī)、虛擬局域網(wǎng)、路由器等網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行初步的網(wǎng)絡(luò)安裝、設(shè)計(jì)、配置等方面具體的實(shí)踐操作能力。二、本課程的學(xué)習(xí)目的3.了解網(wǎng)絡(luò)的起源； 了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)形成雛形； 了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的過(guò)程； 了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的

3、形成； 了解局域網(wǎng)，Internet網(wǎng)以及我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。二、教學(xué)目的網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生首先要完成數(shù)據(jù)通信首先要完成數(shù)據(jù)通信技術(shù)的基礎(chǔ)研究技術(shù)的基礎(chǔ)研究二、教學(xué)目的網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生 線路控制器 M M M M遠(yuǎn)程終端遠(yuǎn)程終端當(dāng)初計(jì)算機(jī)當(dāng)初計(jì)算機(jī)是為成批處是為成批處理信息而設(shè)理信息而設(shè)計(jì)的計(jì)的調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器 作用是把計(jì)算機(jī)或終端的數(shù)字信號(hào)變換成可以在電話線路作用是把計(jì)算機(jī)或終端的數(shù)字信號(hào)變換成可以在電話線路傳送的傳送的 模擬信號(hào)以及完成相反的變換。模擬信號(hào)以及完成相反的變換。線路控制器線路控制器由于在計(jì)算機(jī)內(nèi)部是并行傳輸，而通信線路上是串行傳輸；由于在計(jì)算機(jī)內(nèi)部是并行傳輸，而通信線路上是串行傳輸；

4、故線路控制器的作用為進(jìn)行串行和并行傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換以及簡(jiǎn)單故線路控制器的作用為進(jìn)行串行和并行傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換以及簡(jiǎn)單的差錯(cuò)控制。的差錯(cuò)控制。二、教學(xué)目的網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生多重線路 控制器 M M M M遠(yuǎn)程終端遠(yuǎn)程終端 M M M M遠(yuǎn)程終端遠(yuǎn)程終端 M M M M遠(yuǎn)程終端遠(yuǎn)程終端公共電話網(wǎng)面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)是網(wǎng)絡(luò)的中心和控制者終端圍繞中心計(jì)算機(jī)分布在各處第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)還是進(jìn)行成批處理。第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)還是進(jìn)行成批處理。二、教學(xué)目的網(wǎng)絡(luò)的雛形產(chǎn)生人們把這種以單個(gè)計(jì)算機(jī)為中心的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)稱(chēng)作面向終端的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)20世紀(jì)世紀(jì)60年代初，美國(guó)航空公司與年代

5、初，美國(guó)航空公司與IBM合作建成合作建成的由的由 一臺(tái)計(jì)算機(jī)與分布在全美國(guó)的一臺(tái)計(jì)算機(jī)與分布在全美國(guó)的2000多個(gè)多個(gè)終端終端組成的航空訂票系統(tǒng)組成的航空訂票系統(tǒng)SABRE-I就是一種典型的計(jì)就是一種典型的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。終端終端終端終端終端終端終端這里的終端是指由一臺(tái)這里的終端是指由一臺(tái)計(jì)算機(jī)外部設(shè)備組成的計(jì)算機(jī)外部設(shè)備組成的簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī) ，僅包括，僅包括CRT控制器、鍵盤(pán)，沒(méi)控制器、鍵盤(pán)，沒(méi)有有CPU、內(nèi)存和硬盤(pán)、內(nèi)存和硬盤(pán) 二、教學(xué)目的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展終端應(yīng)軍事、科學(xué)研應(yīng)軍事、科學(xué)研究、地區(qū)與國(guó)家究、地區(qū)與國(guó)家經(jīng)濟(jì)信息分析決經(jīng)濟(jì)信息分析決策、大型企業(yè)經(jīng)策、大型企

6、業(yè)經(jīng)營(yíng)管理等領(lǐng)域的營(yíng)管理等領(lǐng)域的用戶(hù)要求用戶(hù)要求(網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)使用本地計(jì)算機(jī)的軟件、硬件與數(shù)據(jù)資源網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)使用本地計(jì)算機(jī)的軟件、硬件與數(shù)據(jù)資源。這個(gè)階段研究的典型代表這個(gè)階段研究的典型代表:美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（ARPA）的）的ARPANET（ARPA網(wǎng)）網(wǎng)）二、教學(xué)目的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展分組分組交換交換二、教學(xué)目的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展ARPA網(wǎng)的發(fā)展網(wǎng)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要的里程碑。是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要的里程碑。意義：意義：1、完成了對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義、分類(lèi)與相關(guān)技術(shù)內(nèi)容的描述；、完成了對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義、分類(lèi)與相

7、關(guān)技術(shù)內(nèi)容的描述； 2、提出了資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng)的兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)的概念；、提出了資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng)的兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)的概念； 3、研究了報(bào)文分組交換的數(shù)據(jù)交換方法；、研究了報(bào)文分組交換的數(shù)據(jù)交換方法； 4、采用了層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和協(xié)議體系；、采用了層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和協(xié)議體系； 5、促進(jìn)了、促進(jìn)了TCP/IP協(xié)議的發(fā)展協(xié)議的發(fā)展 6、為、為Internet的形成與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)的形成與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)二、教學(xué)目的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展二、教學(xué)目的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的形成二、教學(xué)目的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1977年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（Internet Standardization

8、Organization）設(shè)立分委）設(shè)立分委員會(huì)員會(huì)SC97，以，以“開(kāi)放系統(tǒng)互連開(kāi)放系統(tǒng)互連”為目標(biāo)，為目標(biāo)，專(zhuān)門(mén)研究網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連標(biāo)準(zhǔn)等。專(zhuān)門(mén)研究網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連標(biāo)準(zhǔn)等。1984年，年，ISO正式頒布了一個(gè)稱(chēng)為正式頒布了一個(gè)稱(chēng)為“開(kāi)放系統(tǒng)互開(kāi)放系統(tǒng)互連基本參考模型連基本參考模型”的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO7498,簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)OSI參考模型或參考模型或OSI/RM(Open System Interconnection /Reference Model)OSI/RM共有七層，因此也稱(chēng)為共有七層，因此也稱(chēng)為OSI七層模型。七層模型。1977年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO

9、（Internet Standardization Organization）設(shè)立分委）設(shè)立分委員會(huì)員會(huì)SC97，以，以“開(kāi)放系統(tǒng)互連開(kāi)放系統(tǒng)互連”為目標(biāo)，為目標(biāo)，專(zhuān)門(mén)研究網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連標(biāo)準(zhǔn)等。專(zhuān)門(mén)研究網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連標(biāo)準(zhǔn)等。二、教學(xué)目的現(xiàn)代局域網(wǎng)的發(fā)展二、教學(xué)目的因特網(wǎng)的發(fā)展二、教學(xué)目的我國(guó)因特網(wǎng)的發(fā)展 1.我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展啟蒙與我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展啟蒙與20世紀(jì)世紀(jì)80年代。年代。 2.1987年年9月，錢(qián)天白教授通過(guò)意大利公用分組網(wǎng)月，錢(qián)天白教授通過(guò)意大利公用分組網(wǎng)ITAPC設(shè)在北京的設(shè)在北京的PAD發(fā)出我發(fā)出我國(guó)的第一封電子郵件，與德國(guó)卡爾斯魯厄大學(xué)進(jìn)行了通信，揭開(kāi)了中國(guó)人使

10、用國(guó)的第一封電子郵件，與德國(guó)卡爾斯魯厄大學(xué)進(jìn)行了通信，揭開(kāi)了中國(guó)人使用Internet的序幕。的序幕。 3.1997年年6月，根據(jù)國(guó)務(wù)院信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室的決定，中國(guó)科學(xué)院在中月，根據(jù)國(guó)務(wù)院信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室的決定，中國(guó)科學(xué)院在中科院網(wǎng)絡(luò)信息中心組建了中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心科院網(wǎng)絡(luò)信息中心組建了中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心CNNIC，同時(shí)，國(guó)務(wù)院信息化工作，同時(shí)，國(guó)務(wù)院信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室宣布成立中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心工作委員會(huì)。從此我國(guó)進(jìn)入了互聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室宣布成立中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心工作委員會(huì)。從此我國(guó)進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展時(shí)期。網(wǎng)的高速發(fā)展時(shí)期。 4.根據(jù)根據(jù)2007年年1月中國(guó)互

11、聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心月中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心CNNIC發(fā)布的第十九次發(fā)布的第十九次中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告，目前我國(guó)網(wǎng)民達(dá)，目前我國(guó)網(wǎng)民達(dá)13700萬(wàn)人，上網(wǎng)計(jì)算機(jī)達(dá)萬(wàn)人，上網(wǎng)計(jì)算機(jī)達(dá)5940萬(wàn)臺(tái)，域名萬(wàn)臺(tái)，域名總數(shù)達(dá)總數(shù)達(dá)411萬(wàn)個(gè)，具有一定規(guī)模的因特網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商（萬(wàn)個(gè)，具有一定規(guī)模的因特網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商（ISP）有：中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、）有：中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)中國(guó)移動(dòng)三、教學(xué)方法，先修課程、后續(xù)課程及課程關(guān)聯(lián)1. 采用學(xué)導(dǎo)式、角色扮演和案例式綜合教學(xué)方法. 教學(xué)過(guò)程 學(xué)生自學(xué) 回答問(wèn)題 新的教學(xué)內(nèi)容 提出問(wèn)題三、先修課程及后續(xù)課程 2. 學(xué)生結(jié)合自己所掌握計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課

12、程的實(shí)際確定必須具備以下先修課程基礎(chǔ)： 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù) 要求：要求：課后完成學(xué)習(xí)心得，課堂參與討論課后完成學(xué)習(xí)心得，課堂參與討論. .三、后續(xù)課程 3. 結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)操作情況建議后續(xù)課程 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全 考核：期末考試（考核：期末考試（70%70%）, ,學(xué)習(xí)心得（學(xué)習(xí)心得（10%10%）, , 課堂討論（課堂討論（10%10%）, ,出勤（出勤（10%10%）. .三、課程關(guān)聯(lián) 1.先修課程計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用層相關(guān)通信協(xié)議的理解有幫助。 2.先修課程計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)實(shí)踐

13、操作例如局域網(wǎng)的組網(wǎng)搭建有直接的關(guān)聯(lián)。 3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為后續(xù)課程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議的基礎(chǔ)等內(nèi)容有鋪墊的作用。 3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為后續(xù)課程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理中服務(wù)器的搭建與組建有指導(dǎo)的作用。四、本課程主要內(nèi)容 1. 課程主要內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，豐富的實(shí)踐組網(wǎng)案例讓學(xué)生學(xué)會(huì)組網(wǎng)、建網(wǎng)等技術(shù)，滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理人員的崗位需求。四、本課程主要內(nèi)容（一） 理論教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容1. 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)及分層原則；2. 子網(wǎng)劃分的原則；3. 路由器的配置原理；4. 局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、以及局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問(wèn)控制機(jī)制（二） 實(shí)踐教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容1. 掌握網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)制作及選取方法。2. 掌握簡(jiǎn)單

14、局域網(wǎng)的組建與配置3. 常用工具軟件的安裝與使用四、本課程主要內(nèi)容 第一部分 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 第二部分 物理層 第三部分 數(shù)據(jù)鏈路層 第四部分 網(wǎng)絡(luò)層 第五部分 運(yùn)輸層 第六部分 應(yīng)用層五、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)前沿領(lǐng)域 1、IPv6技術(shù) 2、云計(jì)算 3、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng) 4、物聯(lián)網(wǎng) 5. 當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點(diǎn)1、IPv6 IPv4的問(wèn)題 IP地址數(shù)量面臨不足 亞太地區(qū)各國(guó)IP地址成長(zhǎng)量 IPv6的優(yōu)點(diǎn) IPv4與IPv6的比較 中國(guó)IPv6產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 3G和IPV6的關(guān)系IPv4的問(wèn)題 IP位址數(shù)量不足，影響網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展 NAT有其限制 造成數(shù)位落差 路由表日益增大，影響路由效率 設(shè)定及管理不易(Auto-configuration) 缺乏IP層的安全性需求(IPSEC) 缺乏服務(wù)質(zhì)量的支持(QoS) 網(wǎng)絡(luò)中的云 云計(jì)算 云計(jì)算 =（數(shù)據(jù) + 軟件 + 平臺(tái) + 基礎(chǔ)設(shè)施） 服務(wù) 過(guò)去十年，云計(jì)算的概念（Buzz word） 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，網(wǎng)格計(jì)算，按需計(jì)算，效能計(jì)算，按需服務(wù)，虛擬計(jì)算，軟件即服務(wù)，平臺(tái)即服務(wù) 用戶(hù)只關(guān)心服務(wù)，而不是計(jì)算和資源l 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)l MEMS微機(jī)電系統(tǒng)微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical Systems）它是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、直至接口、通信和電源等于一體的