高級計算機網絡：1第一章 計算機網絡概論

計算機網絡1合肥工業(yè)大學管理學院計算機網絡計算機網絡2了解計算機網絡的產生和發(fā)展過程。掌握計算機網絡體系結構與有關標準協議。初步掌握當前有關局域網標準、廣域網標準、網絡互聯技術、網絡應用和安全管理、以及計算機網絡的規(guī)劃設計和實施方法。初步了解和掌握當前流行的網絡設備、及對網絡配置和管理。課程基本要求（教學大綱）理解和掌握計算機網絡的基礎理論和應用技術總體要求具體要求計算機網絡31.《計算機網絡教程》何波等，清華大學出版社，2012.52.《計算機網絡教程》(第二版)黃叔武，清華大學出版社，20073.《計算機網絡教程》（第五版）謝希仁，電子工業(yè)出版社，20084.《計算機網絡》(第四版)[美]AndrewS.Tanenbaum清華大學出版社，2004參考資料計算機網絡4

第一章計算機網絡概論第二章數據通信技術 第三章計算機網絡的體系結構 第四章計算機局域網 第五章廣域網 第六章網絡互聯 第七章因特網的運輸層和應用層 第八章異步傳輸方式ATM技術 第九章計算機網絡安全 第十章計算機網絡規(guī)劃設計與實施課堂講授內容（48學時）計算機網絡5要求與成績要求：

1、作業(yè)（準備作業(yè)本）

2、到課情況

3、課堂紀律成績：

1、平時（作業(yè)、到課率、課堂紀律）：30分

2、考試:70分計算機網絡6第一章計算機網絡概論計算機網絡7本章主要內容1.1計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢1.2計算機網絡定義及功能1.3計算機網絡結構與分類?計算機網絡81.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢1.計算機網絡在信息時代的作用21世紀的一些重要特征就是數字化、網絡化和信息化，它是一個以網絡為核心的信息時代。網絡現已成為信息社會的命脈和發(fā)展知識經濟的重要基礎。信息網絡是指“三網”，即電信網絡、有線電視網絡和計算機網絡。發(fā)展最快的并起到核心作用的是計算機網絡。20世紀90年代以后，以因特網為代表的計算網絡得到了飛速的發(fā)展。計算機網絡91.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢2.計算機網絡的應用用于企業(yè)、校園、機構的網絡——專用網絡實現資源共享（程序、設備、數據）提供高可靠性（多機系統(tǒng)、集群）獲得高性能價格比（客戶—服務器模式）擴充性（按需增減計算資源）多媒體通信（視頻會議）服務于公眾的網絡——商業(yè)運營網絡訪問遠程信息（E-Commerce、WWW）個人間通信（E-mail、QQ）交互式娛樂（VoD、OnlineTV、Game）

計算機網絡101.1計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢3.計算機網絡的發(fā)展歷程（1）面向終端的計算機通信網---第一代計算機網專門進行數據處理完成全部的通信任務啞終端數據信號模擬信號數據/模擬信號轉換計算機網絡111.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢存在的問題計算機傳輸的數據是不連續(xù)的，真正占用信道的時間很少；電路交換建立通路的時間（呼叫過程）為10－20秒；很難適應不同類型、規(guī)格、速率的終端和計算機之間的通信；計算機通信要求可靠性要高，電路交換很難做到差錯控制；通信費用高。

電路交換(circuitswitching)：通過交換機實現線路的轉接，在兩個要求通話的用戶之間建立一條專用的通信線路。計算機網絡12（2）面向通信的分組交換網---第二代計算機網絡1964年8月，巴蘭（Baran）首先提出分組交換的概念；1969年12月，美國的分組交換網ARPANET投入運行?！獜拇擞嬎銠C網絡進入了一個嶄新的發(fā)展階段，標志著現代通信時代的開始。

1.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢計算機網絡131.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢單位機型OSUCLA(加州大學洛杉磯分校)SDSSigma7SEXSRI(斯坦福研究所)XDS-940GenieUCSB(加州大學圣巴巴拉分校)IBM360/75OS/MVTUTAH(猶他州立大學)DigitalPDP-10TENEX1969年11月的ARPANET計算機網絡141.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢面向通信的分組交換網---第二代計算機網絡通信處理機（結點）主機數據劃分為一系列等長的分組，附有目的地址等信息。接收分組，存入緩沖區(qū)。根據目的地址，計算路由，確定分組發(fā)往哪個結點。除H1---A外，網內其它鏈路不被獨占通信處理機負責分組的存儲、轉發(fā)及路由選擇。計算機網絡151.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢面向通信的分組交換網---第二代計算機網絡各結點和通信鏈路間構成網狀的結構分組進入每個結點后，都要選擇出口1）技術：存儲轉發(fā)分組交換，動態(tài)分配傳輸通道。2）特點：以通信子網為中心3）組成：資源子網、通信子網適合傳輸突發(fā)式計算機數據，提高通信線路的利用率，降低用戶的使用費用?！敖粨Q”就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。計算機網絡161.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢面向通信的分組交換網存在問題：時延（排隊）額外開銷（攜帶控制信息）管理與控制比較復雜何謂時延？指一個分組從一個網絡或一條鏈路的一端傳送到另一端所需時間。發(fā)送時延+傳播時延+處理時延計算機網絡171.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢（3）計算機網絡體系結構的形成--第三代計算機網絡計算機網絡是一個非常復雜的系統(tǒng)－－分解？分層結構---1969年，在設計ARPANET時提出。 分層：將復雜的問題分為若干較小的易于處理的問題。IBM公司按照分層的方法制定了系統(tǒng)網絡體系結構SNA（systemnetworkarchitecture）－1974

國際化標準的產生－1978年ISO提出了開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM）--簡稱OSI。計算機網絡181.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢到20世紀90年代，雖然整個OSI國際標準都已制定出來，但OSI卻沒有商品化，主要原因是：OSI標準的制定周期太長，使得廠家不能及時按標準生產設備并占領市場；OSI的協議過分復雜，實現起來比較困難。OSI的層次劃分不太合理，有些功能在多個層次中重復出現，運行效率低，影響OSI產品的推出。而在此期間，因特網卻轟轟烈烈的發(fā)展起來。計算機網絡191.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢（4）因特網時代---第四代計算機網絡自20世紀90年代開始，世界進入因特網時代。Internet的發(fā)展歷程：1969年，美國國防高級研究計劃署（DARPA）建立ARPANET；1977-1979，DARPA推出TCP/IP體系結構和協議規(guī)范；1980-1983，ARPANET實現向TCP/IP的轉換；1984年，美國國防通信署將ARPANET分為獨立的兩個部分：用于民用科研（ARPANET）和用于軍方非機密通訊（MILNET）；計算機網絡201.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢因特網的發(fā)展歷程（續(xù)）：1986年，美國國家科學基金會（NSF）建立基于TCP/IP的國家科學網NSFNET并與ARPANET相聯，該網分為主干、地區(qū)和校園三級，覆蓋美國主要大學和研究所；起初NSFNET主干網速率為56Kbps，1989-1990提高到1.544Mbps，并成為因特網的主要部分。1990年NSFNET與ARPANET合并改名為Internet；自1991年起，世界上許多公司紛紛接入到因特網，為了滿足需求，1993年主干網的速率提高到45Mbps，1996年155Mbps，繼而又提高到622Mbps；20世紀90年代，歐洲原子核研究組織CERN開發(fā)的萬維網被廣泛使用于因特網，使因特網主機數按指數增長。計算機網絡211.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢因特網的發(fā)展歷程（續(xù)）：1996年，美國宣布下一代因特網計劃（NextGenerationInternetInitiative)即在今后五年內開發(fā)下一代網絡結構，實現以下主要目標：大大提高網絡傳輸速率。端到端的傳輸速率要超過100Mbps 至10Gbps;采用高速全光纜網絡，實現更快速的交換和路由選擇，同時具有為實時應用保留帶寬的能力;因特網的管理和信息可靠性安全性方面要有很大改進。使用更加先進的網絡服務技術，開發(fā)許多帶有變革性的應用，如高性能全球通信，遠程醫(yī)療，遠程教學等。計算機網絡221.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢中國Internet的發(fā)展史1989年9月，國家計委向世界銀行貸款建設中關村地區(qū)教育與科研示范網絡（NCFC，TheNationalComputingandNetworkingFacilityofChina），1992年NCFC工程全部完成；（后改名中國科技網CSTNet）1994年5月，NCFC代表中國正式加入Internet，向InterNIC注冊CN域名；1994年9月，中國公用計算機互聯網（Chinanet）建設正式啟動，96年1月正式開通；1994年10月，中國教育科研網（Cernet)開始啟動；1996年9月，中國金橋網（ChinaGBN)正式開通；1997年，Chinanet與CSTNet、Cernet、ChinaGBN互連互通。計算機網絡231.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢國內通過10大互聯網絡同Internet連接：中國公用計算機互聯網(CHINANET)中國科技網(CSTNET)中國教育網(CERNET)中國金橋網(CHINAGBN吉通)中國聯通互聯網(UNINET)中國網通公用互聯網(CNCNET)中國移動互聯網(CMNET)中國經貿網(CIETNET)中國長城互聯網(CGWNET)中國衛(wèi)星集團互聯網(CSNET)計算機網絡24CERNET拓撲結構1.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢八個中心，合肥高校從南京出口計算機網絡25計算機網絡26計算機網絡27手機網民結構及應用情況計算機網絡281.1計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢4.計算機網絡的發(fā)展趨勢向開放式的網絡體系結構發(fā)展－－不同軟硬件環(huán)境、不同網絡協議的網絡可以互連向高性能發(fā)展－－追求高速、高可靠和高安全性，采用多媒體技術，提供文本、聲音、圖像、視頻等綜合性服務。向計算機網絡智能化發(fā)展－－提高網絡的性能和提供綜合的多功能服務，并更加合理地進行網絡各種業(yè)務的管理，真正以分布和開放的形式向用戶提供服務。

實現三網合一－－電信網、有線電視網和計算機網三合一計算機網絡291.1

計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢5.計算機網絡的研究熱點網絡安全：入侵檢測/防火墻技術/虛擬專網/電子商務移動IP（無線網絡，3G）服務質量（QoS）控制IPv6高速接入網技術（Xdsl，HFC，FTTx）高速路由交換技術WDM（wavedivisionmultiplexing)，DWDM，光通信，全光網絡WLAN無線局域網。計算機網絡30計算機網絡概述主要內容1.1計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢1.2計算機網絡定義及功能

1.3計算機網絡結構與分類?計算機網絡311.2

計算機網絡定義及功能1.計算機網絡的定義

計算機網絡是用通信線路將分散在不同地點并具有獨立功能的多臺計算機系統(tǒng)互相連接，按照網絡協議進行數據通信，實現資源共享和數據通信的系統(tǒng)。計算機網絡321.2

計算機網絡定義及功能2.計算機網絡的功能資源共享硬件資源－－大型主機、大容量磁盤等數據資源－－遠程數據庫存取軟件資源－－遠程程序訪問網絡通信－－全數字化、寬頻帶、多媒體信息的高速傳輸。典型應用包括：E－mail、視頻會議、VOD（視頻點播）、IP電話和EDI（電子數據交換）等。計算機網絡331.2

計算機網絡定義及功能2.計算機網絡的功能計算機系統(tǒng)冗錯分布式處理可靠性安全性

－－計算機網絡中，各用戶可根據需要合理選擇網內資源。系統(tǒng)負載均衡

－－可用性發(fā)展到信息中心計算機中心計算機網絡34計算機網絡概述主要內容1.1計算機網絡的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢1.2計算機網絡定義及功能

1.3計算機網絡結構與分類?計算機網絡351.3計算機網絡結構1.計算機網絡的結構計算機網絡由設備（計算機系統(tǒng)、網絡設備）、通信鏈路和通信協議組成。功能上可以將計算機網絡分為資源子網和通信子網兩部分。資源子網中主要包括擁有資源的用戶主機和請求資源的用戶終端和軟件等，提供訪問網絡和處理數據的能力。通信子網提供網絡通信功能，完成主機之間的數據傳輸、交換、控制和變換等通信任務。通信子網可分為交換和傳輸兩部分，交換部分指結點交換機，起通信控制與轉發(fā)作用；傳輸部分指高速通信線路，負責傳輸信息。計算機網絡361.3計算機網絡結構2.計算機網絡的拓撲結構基本概念：結點：通常將網絡單元定義為結點。網絡中的結點有兩類：端結點和轉接結點。端結點：通信的源和宿結點，也叫做訪問結點，例如，用戶主機和用戶終端。轉接結點：網絡通信過程中起控制和轉發(fā)信息作用的結點，例如，程控交換機、通信處理機、集線器和終端控制器等。鏈路：兩個結點間的連線。跳（hop）概念網絡拓撲結構：從拓撲學的觀點來看，計算機網絡就是由一組結點和鏈路組成，網絡結點和鏈路的幾何圖形就是網絡拓撲結構。計算機網絡372.計算機網絡的拓撲結構星型(Star)樹型(Tree)總線型(Bus)環(huán)型(Ring)網狀(Mesh)RingnetworkBusnetworkCentralserverConcentrator(orhub)Networkbackbone計算機網絡381.3計算機網絡結構總線型結構

一個總線型拓撲結構由單根電纜組成，該電纜連接網絡中所有結點。單根電纜稱為總線，它僅僅只能支持一種信道。特點：通信網絡只是傳輸媒體成本低無源網絡分散控制常采用CSMA/CD方式進行媒體訪問控制廣播型網絡計算機網絡391.3計算機網絡結構星型結構

Centralserver特點：集中控制中心交換節(jié)點功能復雜，但其他通信節(jié)點負荷相對較輕。建設成本較大可擴展性好

在一個星形拓撲結構中，網絡中的每個結點通過一個中央設備（如集線器）連接在一起。在一個星形網絡中任何單根電線只連接兩個設備（如，一個工作站和一個集線器）。因此，電纜問題最多影響兩個節(jié)點。

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