1.1-1.2-網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史(40學(xué)時)解析

計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)主講：茹媛Email:ruyuan32@163.com計(jì)算機(jī)學(xué)院1為什么學(xué)習(xí)本門課程？計(jì)算機(jī)的四個發(fā)展方向巨型化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化對社會發(fā)展的影響農(nóng)業(yè)時代：水利灌溉網(wǎng)絡(luò)工業(yè)時代：電力交通網(wǎng)絡(luò)信息時代：數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)21世紀(jì)一個重要特征是：數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與信息化2本課程的性質(zhì)計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)=計(jì)算機(jī)技術(shù)+通信技術(shù)隸屬關(guān)系：計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課程。學(xué)時數(shù)：40學(xué)時（理論）+8學(xué)時（實(shí)驗(yàn)）主要講述：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念和基本原理課程主線：TCP/IP參考模型3課程任務(wù)

本課程是關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識，熟悉數(shù)據(jù)通信的原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與體系結(jié)構(gòu)、TCP/IP模型，掌握局域網(wǎng)工作原理和流行局域網(wǎng)的應(yīng)用，INTERNET及其應(yīng)用。了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理和結(jié)構(gòu)化布線的基本概念，并培養(yǎng)學(xué)生具備簡單的組網(wǎng)與網(wǎng)管能力，從而為今后從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用、設(shè)計(jì)與開發(fā)打下基礎(chǔ)。4本課程的考核方法學(xué)時安排：40(講授)+8（實(shí)驗(yàn)）課堂：聽講與理解、適當(dāng)筆記課后：認(rèn)真讀書、完成作業(yè)總成績＝考試成績+平時成績+實(shí)驗(yàn)成績平時：點(diǎn)名、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、讀書報(bào)告……5教材及參考書《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》肖鋒科學(xué)出版社

ISBN:9787030343901參考書

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第4版）》

謝希仁電子工業(yè)出版社

《數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》

高傳善高等教育出版社6本課程的主要內(nèi)容讓我們先看一個實(shí)例：假設(shè)有一批貨物從A地郵寄到B地，How?1）貨物打包，填寫發(fā)出地和目的地2）可以通過公路，也可通過鐵路、水路和航空3）現(xiàn)假設(shè)為公路，有山、川阻隔4）公路分支，設(shè)路標(biāo)5）要求對方能夠接收、識別貨物6）對貨物運(yùn)輸過程中的丟失等進(jìn)行檢查——信息編碼與封裝。——傳輸媒介?！W(wǎng)絡(luò)互連?！酚桑ㄈ绾螌ふ业竭_(dá)目的地的路徑）。——網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議?！獧z錯/糾錯。77）限速、紅綠燈標(biāo)識8）公路維護(hù)、交警部門9）公路巡警另外：作為司機(jī)，應(yīng)擁有交通地圖手冊還有哪些交通（海、陸、空）方面的問題可以與網(wǎng)絡(luò)相對應(yīng)？——流量控制/擁塞控制。——網(wǎng)絡(luò)管理?！W(wǎng)絡(luò)安全。——網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。救火車、救護(hù)車、警車等優(yōu)先——主動網(wǎng)絡(luò)。某條路線暫時戒嚴(yán)，使某個車輛通過——資源預(yù)約RSVP8第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)1.6制定連網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的組織1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)1.8計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件組成91.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò):是指將地理位置不同且功能相對獨(dú)立的多個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過通信線路相互連在一起、遵循共同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、由專門的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)進(jìn)行管理，以實(shí)現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。相互連接的計(jì)算機(jī)之間不存在互為依賴的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)通常都處于不同的地理位置主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)打印機(jī)主機(jī)101.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的根本目的是實(shí)現(xiàn)資源共享。自主計(jì)算機(jī)：功能獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（軟、硬件）。能夠自主地完成啟動停止和對所屬資源進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī)。通信線路：通信介質(zhì)、通信設(shè)備網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：單機(jī)OS功能+網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議+網(wǎng)絡(luò)資源管理+網(wǎng)絡(luò)服務(wù)資源共享：共同使用網(wǎng)絡(luò)中的硬件、軟件，如程序、數(shù)據(jù)庫、存儲設(shè)備、打印機(jī)11計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)形成的要素計(jì)算機(jī)：稱主機(jī)或端系統(tǒng)，運(yùn)行應(yīng)用程序，是信息的源頭和終點(diǎn)。通信鏈路：提供端系統(tǒng)之間的連通性。端系統(tǒng)之間可以通過通信鏈路直接相連，也可以通過交換設(shè)備間接相連。通信協(xié)議：通信雙方必須共同遵守的約定和通信規(guī)則，協(xié)議實(shí)現(xiàn)通常由硬件和軟件配合完成。網(wǎng)絡(luò)軟件：包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。12計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能資源共享資源共享資源共享是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的核心功能信息傳遞和交換數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最基本的功能之一13大致可以劃分為4個階段:（1）面向終端的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)（20世紀(jì)50-60年代）（2）計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)70年代）（3）開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)80年代）（4）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時期（20世紀(jì)90年代）1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展14特點(diǎn):

是“終端-計(jì)算機(jī)”通信,彼此之間有明顯的主從關(guān)系（普遍認(rèn)為這還不能算是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，只能稱作聯(lián)機(jī)系統(tǒng)）。（1）面向終端的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)中心計(jì)算機(jī)終端TerminalTerminal15（1）面向終端的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)20世紀(jì)50-60年代“終端–通信線路–計(jì)算機(jī)”稱為遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，由此開始計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合主機(jī)負(fù)擔(dān)重（分時）線路利用率低16缺點(diǎn):①主機(jī)負(fù)擔(dān)過重,既要承擔(dān)數(shù)據(jù)處理任務(wù)又要承擔(dān)通訊任務(wù);

②線路利用率低,特別是在終端遠(yuǎn)離中心計(jì)算機(jī)時尤為明顯。改進(jìn):①通過前端處理機(jī)使主機(jī)不用管理通信;

②終端經(jīng)過集中器走向主機(jī)。（1）面向終端的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)17集中器:為了節(jié)省通信費(fèi)用,可在遠(yuǎn)程終端較密集處加一個集中器。集中器的一端用多條低速線路與各終端相連,其另一端則用一條較高速率的線路與計(jì)算機(jī)相連。增加前端處理機(jī)集中器集中器前端處理機(jī):也稱為通信處理機(jī),簡稱前端機(jī)。分工完成全部的通信任務(wù),而讓主機(jī)專門進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。這樣就大大地提高了主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的效率。集中器集中器18實(shí)例1：美國半自動地面防空系統(tǒng)SAGE1951年美國麻省理工學(xué)院開始為美國空軍設(shè)計(jì)半自動地面防空系統(tǒng)(SAGE)，1963年建成。SAGE系統(tǒng)設(shè)17個防區(qū)，每個防區(qū)的指揮中心裝兩臺計(jì)算機(jī)，通過通信線路連接防區(qū)內(nèi)各雷達(dá)站、機(jī)場、防空導(dǎo)彈和高炮陣地，形成聯(lián)機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)能幫助指揮員決策，自動引導(dǎo)飛機(jī)和導(dǎo)彈攔截?cái)硻C(jī)。SAGE系統(tǒng)研制了前端處理機(jī)，制定了1600比特／秒數(shù)據(jù)通信線路的規(guī)范，并研究出高可靠性路徑選擇方法。19

20世紀(jì)50年代初，美國為了自身的安全，在美國本土北部和加拿大境內(nèi)，建立了一個半自動地面防空系統(tǒng)，簡稱SAGE系統(tǒng)。

在賽其系統(tǒng)中，美國在加拿大邊境帶設(shè)立了警戒雷達(dá)。在北美防空司令部的信息處理中心有數(shù)臺大型電子計(jì)算機(jī)。警戒雷達(dá)將天空中的飛機(jī)目標(biāo)的方位，距離和高度等信息通過雷達(dá)錄取設(shè)備自動錄取下來，并轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的數(shù)字信號；然后通過數(shù)據(jù)通信設(shè)備將它傳送到北美防空司令部的信息處理中心；大型計(jì)算機(jī)自動地接收這些信息，并經(jīng)過加工處理計(jì)算出飛機(jī)的飛行航向、飛行速度和飛行的瞬時位置，還可以判別出是否入侵的敵機(jī)，并將這些信息迅速傳到空軍和高炮部隊(duì)，使它們有足夠的時間作戰(zhàn)斗準(zhǔn)備。

在賽其系統(tǒng)中，雷達(dá)錄取設(shè)備采集到的飛機(jī)目標(biāo)信息自動送到通信設(shè)備，賽其信息處理中心的大型計(jì)算機(jī)自動地將通信設(shè)備送來的信息接收下來。這種將計(jì)算機(jī)與通信設(shè)備結(jié)合使用在人類的歷史上還有首次，因此也可以說是一種創(chuàng)新。沒有計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)相結(jié)合的嘗試，也就不會有現(xiàn)在這樣先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

1951年美國麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室開始為美國空軍設(shè)計(jì)半自動地面防空系統(tǒng)(SAGE)，1963年建成。SAGE系統(tǒng)設(shè)17個防區(qū)，每個防區(qū)的指揮中心裝兩臺計(jì)算機(jī)，通過通信線路連接防區(qū)內(nèi)各雷達(dá)站、機(jī)場、防空導(dǎo)彈和高炮陣地，形成聯(lián)機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)能幫助指揮員決策，自動引導(dǎo)飛機(jī)和導(dǎo)彈攔截?cái)硻C(jī)。SAGE系統(tǒng)研制了前端處理機(jī)，制定了1600比特／秒數(shù)據(jù)通信線路的規(guī)范，并研究出高可靠性路徑選擇方法。20實(shí)例2：SABREI典型：美國聯(lián)機(jī)飛機(jī)票預(yù)定系統(tǒng)SABREI21

是“計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)”通信,沒有主從關(guān)系；資源多向共享、分散控制、分組交換、采用專門的通信控制處理機(jī)、分層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。但這個時期的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品彼此之間是相互獨(dú)立的，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，體系結(jié)構(gòu)差異較大,不利于互聯(lián),以通信為主要目的。

典型：美國的ARPANET（2）計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)2220世紀(jì)70年代分組交換技術(shù)將應(yīng)用與通信功能從邏輯上分離-------通信子網(wǎng)/資源子網(wǎng)主機(jī)資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)（2）計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)23網(wǎng)絡(luò)邏輯劃分：資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)提供用戶訪問網(wǎng)絡(luò)和處理數(shù)據(jù)的能力。包括加入網(wǎng)絡(luò)的所有的計(jì)算機(jī)、終端外設(shè)及各種軟件和數(shù)據(jù)資源通信子網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)的通信功能（數(shù)據(jù)的傳輸與轉(zhuǎn)發(fā)）包括通信處理機(jī)通信設(shè)備與通信線路24CCCHHH資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)在通信子網(wǎng)外可有多個資源子網(wǎng)，共享通信子網(wǎng)的服務(wù)HH25典型代表ARPAnet早期的因特網(wǎng)美國國防部高級計(jì)劃研究署研制。從四臺主機(jī)到800多個網(wǎng)絡(luò)、15萬臺計(jì)算機(jī)入網(wǎng)。1981年分為民用ARPAnet和軍用MILnet，二者仍有聯(lián)系。只同英國、挪威等少數(shù)國家有聯(lián)系。26網(wǎng)絡(luò)用于計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是打電話。網(wǎng)絡(luò)能夠連接不同類型的計(jì)算機(jī)，不局限于單一類型的計(jì)算機(jī)。所有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)都同等重要，因而大大提高網(wǎng)絡(luò)的生存性。計(jì)算機(jī)在進(jìn)行通信時，必須有冗余的路由。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能地簡單，同時還能夠非常可靠地傳送數(shù)據(jù)。ARPAnet的基本要求27ARPAnet

的貢獻(xiàn)完成了對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義、分類與子課題研究內(nèi)容的描述；提出了資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng)的兩級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的概念；研究了報(bào)文分組交換的數(shù)據(jù)交換方法；采用了層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型與協(xié)議體系；促進(jìn)了TCP/IP協(xié)議的發(fā)展；為Internet的形成與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。28（3）開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)1980sOSI模型TCP/IP技術(shù)局域網(wǎng)技術(shù)為什么標(biāo)準(zhǔn)化？不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的兼容性和互操作性是推動網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化的原動力。TokenRing29（3）開放式標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)在協(xié)議的控制下,以實(shí)現(xiàn)資源共享為主要目的,借助于通信系統(tǒng)聯(lián)結(jié)的多個計(jì)算機(jī)集合。這一階段主要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的研究；廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)與公用分組交換網(wǎng)的研究與應(yīng)用。

1984年ISO正式頒布開放系統(tǒng)互連參考模型OSI。而從1983年TCP/IP被美國國防部正式規(guī)定為其網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)起，TCP/IP逐步發(fā)展成為事實(shí)上的國際標(biāo)準(zhǔn)。特點(diǎn):全網(wǎng)具有統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu),以資源共享為主要目的。

30（4）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時期Internet技術(shù)的廣泛應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)的研究與發(fā)展寬帶城域網(wǎng)與接入網(wǎng)技術(shù)的研究與發(fā)展網(wǎng)