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第1章：计算机网络概论

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第01章-网络概论

第01章-网络概论
计算机网络应用技术教程（第三版）
1、ARPANET研究
2）ARPANET设计思想 • ARPANET采用分组交换 • 分为通信子网与资源子网两部分
IMP(路由器) 分组 通信子网
B D A 发送主机
C E 接收主机
计算机网络应用技术教程（第三版）
1、ARPANET研究
3）ARPANET研究过程 • 1969年12月，四个节点的实验网络开始运行 • 连接了不同类型的主机 • 1972年国际化 • 1972年出现了E-mail
有线电视网接入
计算机网络应用技术教程（第三版）
1.5 计算机网络的拓扑构型
• 计算机网络拓扑的定义 • 计算机网络拓扑的分类与特点
计算机网络应用技术教程（第三版）
1.5.1 计算机网络拓扑的定义
• 拓扑学将实体抽象成与其大小、形状无关的点， 将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、 面之间的关系 • 网络拓扑通过网中结点与通信线路之间的几何 关系表示网络结构，反映各实体间的结构关系 • 网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型 • 拓扑设计对网络性能、系统可靠性与通信费用 都有重大影响
计算机网络应用技术教程（第三版）
谢谢大家
计算机网络应用技术教程（第三版）
1.2.2 从无线分组网到无线自组网、 无线传感器网络
• 从是否需要基础设施的角度来看，无线网络可 以分为两类：基于基础设施与无基础设施 • IEEE 802.11无线局域网(WLAN)与IEEE 802.16 无线城域网(WiMax)属于基于基础设施的无线 网络 • 无线自组网、无线传感器网络属于无基础设施 的无线网络
计算机网络应用技术教程（第三版）
1.2 计算机网络技术发展的主线
• 第一条主线：从ARPANET到Internet • 第二条主线：从无线分组网到无线自组网、无 线传感器网络 • 第三条主线：网络安全技术

第1章计算机网络概论

第1章计算机网络概论

按网络的作用范围：


局域网； 城域网； 广域网； 星型 ； 总线型 ； 环型； 树型； 网状型 公用网； 专用网；

按网络的拓扑结构：


按通信介质： 有线网； 无线网； 按企业管理分类 ： 内联网 ； 外联网 ； 因特网 ；

按网络的使用范围：

报 文分 组 A 节 点地 址 A .B .3 A .B .2 A .B .1 通信子网 云图 C
公用电话交换网 2 1 源节点 A 3 5 6 目的节点B 4
B 乱序
A .C .3
节点 地 址
A .C.2
A .C.1
B A .B .3.3 A .C .2 5
10Base-T
3.交换机厂家
2013年4月
19
六、传输设备
4.交换机互联 级联口 RJ45 口
级联口
级联口
RJ45 口
RJ45 口
2013年4月
20
5. 交换机工作原理
交换机有一条高带宽的内部交换矩阵，交换机的 所有端口都接在这上面。控制电路接收到数据包后，查 找地址对照表，确定目的MAC地址接在哪个端口上， 通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。若目 的MAC地址不存在，则广播到所有的端口，接收端口 回应后，交换机会将新的地址添加到内部MAC地址表 中。
2013年4月
25
七、数据的传输
关系式：S
B
log
N 2
c.误码率
被传错的二进制位数与所传二进制数据总位数之比，标记为
Pe ，总位数为N,传错的为
Ne N
Ne，公式为：P
e

（二）数据传输技术 1.基带传输和频带传输

第1章 计算机网络概论

第1章 计算机网络概论
4
Nankai University
计算机网络发展的4个阶段（2）
• 第二阶段：计算机网络的形成 —从20世纪60年代ARPANET与分组交换技术开始； • 这个阶段的特点与标志性成果主要表现在： — ARPANET的成功运行证明分组交换理论的正确性； — TCP/IP协议的广泛应用为更大规模的网络互联奠定坚 实的基础； —DNS、E-mail、FTP、TELNET、BBS等应用展现了网 络技术应用的广阔前景。
分组交换技术的基本设计思路
分组交换技术的3个重要的概念：
• 分组 • 路由选择 • 存储转发
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Nankai University
报文与报文分组
报文的数据
100101001011101010100101010100111011······0101010101011111010100000101001010
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Nankai University
—无线局域网与无线城域网技术日益成熟，已经进入 应用阶段，无线自组网、无线传感器网络的研究与 应用受到了高度重视； —对等（P2P）网络的研究使新的网络应用不断涌现， 成为现代信息服务业新的产业增长点； —随着网络应用的快速增长，新的网络安全问题不断 出现，促使网络安全技术的研究与应用进入高速发 展阶段。
报文
P2 P3 P4
报文
t
t
A
报文
B
报文
C
报文
D
A
分组
B
分组
C
分组
D
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Nankai University
ARPANET设计思想
• 通信子网结构与分组交换原理示意图
IMP（路由器） 分组 通信子网 发送主机 发送 进程 A D B C E 接收主机 接收 进程

第1章计算机网络概论000001-精品

第1章计算机网络概论000001-精品

性和优先级容易控制，易实现网络监控；但是
属于集中控制，对中心结点的依赖性大
2021/1/16
汾阳师范信息技术系
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（2）总线拓扑结构
服务器
计算机
计算机
计算机
结构简单灵活，非常便于扩充；可靠性高， 网络响应速度快；设备量少、价格低、安装使 用方便；共享资源能力强，极便于广播式工作， 即一个结点发送所有结点都可接收。
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汾阳师范信息技术系
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网状拓扑结构图
终端 终端
节点 终端
节点
节点
终端 终端
节点
终端
终端
终端 终端
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汾阳师范信息技术系
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（6）总线/星形拓扑结构 （也属混合）
…
…
容易配置和重新配置网络设备。总线 采用同轴电缆，星形配置可采用双绞线
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汾阳师范信息技术系
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1.2 计算机网络的产生与发展
至目前为止，计算机网络分为四代。
第一代：以单计算机为中心的联机系统：面向终端的计算机网络.
第二代：分组交换网的产生。1964年巴兰提出“存储转发”的概念。 1966年戴维斯首次提出“分组”的概念。1969年12月，美国的分组交换 网ARPANET投入运行。标志着计算机网络进入一个崭新的纪元。
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汾阳师范信息技术系
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1.1.2.2计算机网络的分类
（1）按网络的覆盖范围进行分类： 局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）；
（2）按网络的使用范围进行分类： 公用网和专用网
（3）按网络采用的交换方式进行分类： 电路交换、报文交换、分组交换、混合交换。

第1章计算机网络概论

第1章计算机网络概论

第1章计算机网络概论大纲要求：●网络拓扑结构。

●网络分类(LAN、MAN、WAN、接入网、主干网)。

●OSI/RM。

●TCP/IP协议，包括应用层协议、传输层协议(TCP、UDP)、网络层协议(IP)、数据链路层协议。

1.1 计算机网络的形成和发展1.1.1 考点辅导计算机网络是指由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。

这里强调构成网络的计算机是自主工作的，是为了和多终端分时系统相区别。

在计算机网络中的各个计算机(工作站)本身拥有计算机资源，能独立工作，完成一定的任务，同时还可以使用网络中其他计算机的资源(如CPU、大容量外存或信息等)。

1. 早期的计算机网络早期的计算机网络出现在20世纪50年代，它实际上是以单个计算机为中心的远程联机系统。

在这种系统中，除了一台中心计算机，其余的终端不具备自主处理能力。

这种网络也称为面向终端的计算机网络。

2. 现代计算机网络的发展20世纪60年代中期出现了大型主机，典型代表是ARPANET。

该时期的计算机网络是多台主机通过通信线路连接起来的，它和以单台计算机为中心的远程联机系统的主要区别是，在这种网络中每台计算机都有独立的处理能力，在这些机器之间不存在主从关系。

但是由于该时期的计算机网络是由研究单位、大学等部门各自研制的，没有统一的网络体系结构，因此要把这些计算机连接起来很困难。

网络工程师考试同步辅导(上午科目)(第3版)3. 计算机网络标准化阶段1977年，国际标准化组织(ISO)的TC97信息处理系统技术委员会SC16分技术委员会开始着手制定开放系统互联参考模型(OSI/RM)。

作为国际标准，OSI规定了可以互联的计算机系统之间的通信协议，遵从OSI协议的网络通信产品都是“开放系统”。

这种网络具有统一的网络体系结构，能够很方便地把不同的计算机连接起来。

4. 微型机局域网的发展时期20世纪80年代初期出现了微型计算机。

1972年，Xerox公司发明了以太网，以太网与微型机的结合使得微型机局域网得到了快速的发展。

第1章-计算机网络概论

第1章-计算机网络概论

表1-2 频段使用表
无线电波常用在短距离或称近距离无线通信中， 如：蓝牙（Bluetooth）和Wi-Fi通信中。
其中Wi-Fi使用的是2.4G UHF射频频段，频率范 围为2.4GHz～2.4835GHz，故带宽为83.5MHz， 属高频波段。
1.有线网 2.无线网
无线网是指采用无线电波、微波、激光、红 外等无线介质来传输数据的网络。如卫星网络中 数据的传输就是用微波进行的，而手机和微机上 的红外接口可以相对传输数据。
利用一定频率的无线电波传输数据也是无线 网的一种。如：Wifi网。
1.4 计算机网络的组成
从系统的角度来看，一个计算机网络由硬 件和软件两大部分组成。
2）网络协议软件
典型的网络协议有：TCP／IP、IPX／SPX、IEEE 802 标准系列协议和X.25协议等。
3）网络管理软件
提供性能管理、配置管理、故障管理、计费管理和安全 管理等功能。管理的对象可以是路由器和交换机。
4）网络通信软件
网络通信软件控制应用程序与多个站点进行通信，并能 对通信数据进行加工和处理，使用户在不必了解通信控制规 程的情况下进行通信。
1.局域网LAN 2.城域网MAN 3．广域网WAN 4．国际互联网Internet
1.3.2 公用网和专用网 按应用和管理性质的不同，计算机网
络划分为公用网和专用网。 1.公用网 公用网也称通用网。 2．专用网 专用网也称行业网。
1.3.3 有线网和无线网
按网络所使用的通信传输介质，计算机网络 划分为有线网和无线网。
图1-9 交叉网线（反绞线）的制作
RJ45是布线系统中信息插座（即通信引出 端）连接器的一种，连接器由接头(水晶头 ）和插座组成，插头有8个凹槽和8个触点 。RJ是Registered Jack的缩写，意思是“ 注册的插座”。

网络基础课件NET01第1章计算机网络概论

网络基础课件NET01第1章计算机网络概论
斯’ (1944年1月10日运行，长4．9米，宽1．8米，高 2．3米，重 约4吨 )。
• 20世纪50年代初，由于美国军方的需要，美国半自动地面 防空系统（SAGE）的研究开始了计算机技术与通信技术 相结合的尝试
– 将地理上分散的多个终端通过数据通信系统将数据传到1台IBM的 计算机上进行防空信息集中处理和控制。
• 用户可通过单一终端或接入方式使用文字、话音、数据、图像、 视频等各类信息服务，网络资源利用水平进一步提高。
• 国家广播电影电视总局和信息产业部2008年联合发布互联网视听 节目服务管理规定 ，2008年2月1日出台三网融合政策，加强宽 带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息网络资源的统筹规 划和管理，促进网络和信息资源共享。
– ISO正式制订了开放系统互连参考模型（OSI/RM），制订了一 系列的协议标准；
• 在1969年ARPAnet的实验性阶段，研究人员就开始了 TCP/IP协议雏形的研究；
– TCP/IP协议的成功促进了Internet的发展，Internet的发展又进 一步扩大了TCP/IP协议的影响。
• 20世纪80年代未90年代初
2
1.1 计算机网络的形成与发展
1.1.1 计算机网络发展阶段的划分
• 第一阶段：20世纪50年代
数据通信技术的研究与发展
• 第二阶段：20世纪60年代
ARPAnet与分组交换技术的研究与发展（里程碑）
• 第三阶段：20世纪70年代
广域网、局域网与分组交换技术的研究与应用 网络体系结构与协议标准化的研究 OSI/RM （ISO） ，TCP/IP（ ARPAnet）
统，能实现下列重要功能：
– （1）传输文件
– （2）收发电子邮件（E-mail，收发EMAIL有哪些方式？ ）

第1章 计算机网络概论

第1章 计算机网络概论
资源共享
硬件共享 软件共享 数据共享

数据传输 均衡负荷与分布处理 综合信息服务 提高计算机的可靠性和可用性
第1章
计算机网络概论
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1.6 网路的分类
网络的跨度是指网络可以覆盖的范围，根据网络覆盖 的范围，网络可以分类为广域网、局域网、城域网等。 1、广域网（Wide Area Network——WAN） 2、局域网（Local Area Network——LAN） 3、城域网（Metropolitan Area Network——MAN) 随着网络技术的发展，新型的网络设备和传输媒体的 广泛应用，距离的概念逐渐淡化，局域网以及局域网互连 之间的区别也逐渐模糊。同时，越来越多的企业和部门开 始利用局域网以及局域网互连技术组建自己的专用网络， 这种网络覆盖整个企业，范围可大可小。
第1章
计算机网络概论
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1.3 计算机网络的组成
计算机网络基本功能是负责数据传输和 数据处理，分别是由通信子网和资源子网 负责实现。 通信子网 主要由CPP、通信线路和其他相关设备组 成。分别介绍通信控制处理机器、通信设 备及通信线路功能及作用。 资源子网 主要由计算机、终端、终端控制器、联 网外设、软件及数据资源等组成。
第1章
计算机网络概论
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第1章 计算机网络概论
第1章
计算机网络概论
1
1.1 计算机网络的定义
计算机网络是把地理上分散的 多台具有独立功能的计算机， 用通信线路和通信设备连接起 来以实现资源共享的系统。 连接对象：计算机、数据终端等 连接介质：通信线路、通信设备 控制机构：网络协议、网络软 件
从用户的角度看，计算机网络是 一个透明的数据传输机构。
第1章

第1章计算机网络概论

第1章计算机网络概论

网络与信息安全教研室-陈国顺
图1.2为分组交换网的示意图，图中结点A，B，…， G和连接这些结点的链路AB，BC，…组成了分组交 换网，通常称为通信子网，结点上的计算机称为结点 交换机。在ARPANET中结点交换机曾被称为接口报 文处理机(interface message processor,IMP)。图中 H1～H7都是一些独立的并且可以进行通信的计算机， 称为主机，T为终端，是人-机对话设备，并通过它与 网络进行联系，通信子网以外的这些设备统称为资源 子网。
网络与信息安全教研室-陈国顺
在20世纪80年代，许多大公司纷纷表示支持OSI， 1986年6月美国军方也宣布将逐步向OSI的各种协议 靠拢。可是到20世纪90年代，虽然整个OSI国际标准 都已制定出来，却几乎没有什么厂家生产符合OSI标 准的商用产品。在此期间没有使用OSI标准的因特网 却发展很快，覆盖了全世界相当大的范围，相应的计 算机网络产品遍及全球。OSI没有商品化的原因是： (1) OSI标准的制定周期太长，使得厂家不能及时按 标准生产设备并占领市场； (2) OSI的协议过分复杂，实现起来比较困难。OSI 的层次划分不太合理，有些功能在多个层次中重复出 现，运行效率低，影响OSI产品的推出。
网络与信息安全教研室-陈国顺
1.1 计算机网络的产生与发展 1.1.1 计算机与通信的结合 自世界上第一台数字电子计算机1946年问世后，在 最初10年内，计算机和通信没有什么关系。当时计算 机以“计算中心”的服务模式工作。直至1954年，一 种收发器(transceiver)的终端制造出来后，人们才首次 使用这种终端通过电话线路将数据发送到远方的计算 机。
网络与信息安全教研室-陈国顺
(1) 计算机的数字信号是不连续的，它和打电话传 送的连续语音信号不同，具有突发性和间歇性，传送 这种信号真正占用线路的时间很少，往往不到10%甚 至1%，在绝大部分时间里通信线路实际上是空闲的。 但是，对电信局来说，只要通信线路被用户占用，不 论线路是否在传送数据都要收费。 (2) 电路交换建立通路(即呼叫过程)的时间为10～ 20s，对打电话来讲并不长，但对只传送半秒的计算 机数据来说就太长了。

第1章 计算机网络概论

第1章 计算机网络概论
5. 信道容量
信道容量是一个极限参数，一般是指物理信道上能够传 输数据的最大能力。1948年，香农经研究得出了著名的 香农定理。该定理指出，信道的带宽和信噪比越高，则 信道的容量就越高。
6. 7.
带宽、数据传输速率和信道容量的关联 误码率Pe
（1）误码率Pe的定义：是指二进制码元在数据传输中被 传错的概率，其定义：
1.4.2 Internet的组成与结构
4.使用Internet技术的3种网络
主要有Internet、Intranet和Extranet三种。
（1）内连网（Intranet）
①Intranet的定义：由私人、公司或企业等利用Internet技术，及 其通讯标准和工具建立的内部TCP/IP信息网络定义为Intranet。 ②Intranet的基本特点是：是利用Internet技术开发的开放式计算 机信息网络，其访问方式与Internet类似；一般都具有安全防范措 施。
面对大型任务、或网络中某些计算机负荷过重时，可以将任务化整为 零，由多台计算机共同完成这些复杂和大型的计算任务，以达到均衡 负荷的目的。
1.3.1 按计算机网络的 作用范围分类
按网络的作用范围分类的特征见表1-2。规律是距离越长，速率 越低。一般传输速率是关键因素。
1.3.1 按计算机网络的 作用范围分类
1.5.1
1.
计算机资源子网
资源子网的组成
由拥有资源的主机系统、请求资源的用户终端、终端控制 器、通信子网的接口设备、软件资源、硬件共享资源（共 享设备，如交换机、路由器）和数据资源等组成。
2.
资源子网的基本功能
负责全网的数据处理业务，向网络客户提供各种网络资源 和网络服务。
1.5.2
1.

第1章计算机网络概论

第1章计算机网络概论

2020年5月
计算机网络基础
8
计算机网络体系结构的形成
经过20世纪60年代和70年代前期的发展，人们对 网络技术、方法和理论的研究日趋成熟。为了促 进网络产品的开发，各大计算机公司纷纷制定自 己的网络技术标准，最终促成国际标准的制定， 遵循网络体系结构标准建成的网络称为第三代网 络；
标准化建设经历了两个阶段：
各计算机制造厂商网络结构标准化； 国际网络体系结构标准化；
2020年5月
计算机网络基础
9
各计算机制造厂商网络结构标准化
各厂商的标准化体系
IBM公司：SNA（系统网络体系结构） DEC公司：DNA（数字网络系统结构） UNIVAC公司：DCA（数据通信体系结构） Burroughs公司：BNA（宝来网络体系结构）
2020年5月
计算机网络基础
7
分组交换技术出现的意义
采用分组交换技术的网络试验成功，使计算机网 络的概念发生了巨大的变化。早期的联机终端系 统是以单个主机为中心，各终端通过通信线路共 享主机的硬件和软件资源。而分组交换网以通信 子网为中心，主机和终端构成了用户资源子网。 用户不仅共享通信子网的资源，而且还可共享用 户资源子网的许多硬件和软件资源。这种以通信 子网为中心的计算机网络被称为第二代计算机网 络，它比面向终端的第一代计算机网络的功能扩 大了很多。
计算机网络基础
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Internet的产生
1. 60年代开始，美国国防部的高级研究计划局ARPA （Advance Research Projects Agency）建立阿帕网 ARPANet，向美国国内大学和一些公司提供经费，以促 进计算机网络和分组交换技术的研究。
2. 1969年12月，ARPANet投入运行，建成了一个实验性的 由4个节点连接的网络。到1983年，ARPANET已连接了 三百多台计算机，供美国各研究机构和政府部门使用。

计算机网络基础PPT电子课件-第1章计算机网络概论

计算机网络基础PPT电子课件-第1章计算机网络概论
SMTP协议
简单邮件传输协议，用于发送电子邮件。
03 计算机网络拓扑结构
总线型拓扑结构
总线型拓扑结构
将所有计算机连接到一个单一的、共享的通信通道上，这 种通道被称为总线。
01
优点
结构简单，易于安装和维护，成本低。
02
03
缺点
可扩展性差，因为每增加一台计算机 都需要重新配置总线，且如果总线发 生故障，整个网络将无法工作。
第二阶段
计算机-计算机网络。20世纪60年代中期，美国国防部 ARPANET实验奠定了现代计算机通信的基础。
第三阶段
国际标准化的计算机网络。20世纪70年代末到80年代初 ，计算机网络的标准逐渐统一，形成了国际标准。
第四阶段
互联网和全球信息高速公路建设。20世纪90年代中期开 始，互联网技术得到了飞速的发展和应用，全球信息高速 公路建设加速。
计算机网络的主要功能
计算机网络的主要功能包括资源共享、信息交换、分布式处理、集中管理和远程通信等。
计算机网络的组成
计算机网络通常由硬件和软件两部分组成，硬件包括各种计算机、传输介质、通信设备和 网络连接设备等，软件则包括操作系统、应用软件和通信协议等。
计算机网络发展历程
第一阶段
面向终端的计算机网络。20世纪50年代初，美国地面防 空系统将多个雷达终端连接起来，以实现信息共享。
计算机网络基础ppt电子课件-第1 章计算机网络概论
目录
• 计算机网络概述 • 计算机网络组成 • 计算机网络拓扑结构 • 计算机网络应用 • 网络安全
01 计算机网络概述
计算机网络定义
计算机网络定义
计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线 路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源 共享和信息传递的计算机系统。

计算机网络第1章计算机网络概论

计算机网络第1章计算机网络概论
第1章 计算机网络概述
第 1 章 计算机网络概论
1.1 引言 1 1.2 数据通信技术 1.3 1.4 传输介质 1.5 拓扑结构 1.6 网络体系结构与标准化
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第1章 计算机网络概述
第1章 计算机网络概述
第1章 计算机网络概述
·文件服务。它为用户提供各种文件的存储、 访问及传输 等功能。对于不同的文件, 可以设置不同的访问权限, 维护网 络的安全性。 这是一项最重要的网络服务。
第1章 计算机网络概述
·电子函件服务。它为用户提供电子函件(E mail)的转发 和投递功能。 电子函件是一种无纸化的电子信函, 具有传递快 捷、准确等优点, 已成为一种现代化的个人通信手段。
·信息发布服务。它为用户提供公众信息的发布和检索功能。 例如, 时事新闻、天气预报、 股票行情、企业产品宣传以及导 游、 导购等公众信息的发布与远程检索。
第1章 计算机网络概述
1.2 数据通信技术
1.2.1
数据通信是指通过数据通信系统将数据以某种信号方式从 一处安全、可靠地传送到另一处。 数据通信包括数据传输和数 据在传输前后的处理。这里涉及到以下几个基本概念。
1.
数据被定义为有意义的实体。数据涉及到事物的形式, 而 信息涉及的则是数据的内容和解释。数据有模拟数据和数字数 据两种形式。
第1章 计算机网络概述
广域网主要是指公用数据通信网,一般由国家委托电信部 门建造、管理和经营,以数据通信为主要目的。
自 1969 年世界上第一个计算机网络ARPANET在美国诞 生后, 经过30多年的发展, 取得了惊人的成就, 已成为社会信息 化的重要支柱。 尤其是近几年, 无论是局域网还是广域网,在 技术水平和应用规模上都跃上了一个新台阶。 从我国实施的 金桥(国家公用经济网)工程、金卡(电子货币)工程、金关(国家 外贸信息管理系统)工程、金卫(国家医疗卫生信息管理系统) 工程等金字号信息化工程, 到Internet的兴起, 都充分显示了计 算机网络在社会信息化中的巨大作用和良好的展前景。

计算机网络第1章 计算机网络概论

计算机网络第1章 计算机网络概论

a)星形拓扑
b)环形拓扑
c)总线拓扑
d)树形拓扑
e)网状拓扑
1.5 网络体系结构的基本概念
一、 网络协议与网络体系结构 网络协议 采用统一的信息交换规则，规定信息格式，规定如何发送和接收信息。 协议三个要素：语法、语义、同步。
协议分层
将网络的整体功能分解为功能层，用协议规定功能。 同等功能层之间采用协议进行。 相邻功能层之间采用接口进行交互。
分组头
10010100101110101011 分组1
分组头
10010100101110101011 分组2
„
分组头
111011010010100101110101011 分组n
四、 计算机网络分组交换技术
交换技术：分组交换
数据报交换 任何分组都当作单独的“小报文”处理，以报文交换方式单独处理分组 虚电路交换 通信双方在开始发送和接收分组之前，需要建立逻辑链路（虚电路）。
数据中心的基础设施。特点：服务器数据多，即插即用；应用规模大，具 有一定的容错能力；虚拟化，做到无缝迁移。
10.4.1.1
10.4.1.2
10.4.2.1
10.4.2.2 Core
10.0.2.1
10.2.2.1 Aggregation 10.0.1.1 10.2.0.1 Edge
10.0.1.2 Pod 0
2.比较TCP/IP和OSI体系结构，讨论它们的异同之处。
3.协议和服务有什么区别，有何关系？ 4.在一个n层的层次网络体系结构中，每层协议分别要加上长度为H字节的
报头。如果某应用进程的数据长度为D字节，则在物理传输介质的带宽
中有多大比例是用来传输有效应用数据？
一、计算机网络的定义

第1章计算机网络概论

第1章计算机网络概论

计算机网络基础与应用
5
1.面向终端的计算机网络



以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面 向终端的计算机网络。其基本结构是由一台中 央主计算机连接大量的、在地理位置上分散的 终端构成的系统。 用户可在自己的办公室内的终端上输入数据和 程序，通过通信线路传输到中心计算机上，分 时访问和使用其资源，进行信息处理，处理结 果再通过通信线路返回用户终端显示和使用。 每一个分散的终端都要单独占用一条通信线路， 线路利用率低。 主机既要承担通信工作，又要承担数据处理， 主机 因此主机的负荷较重，且效率低。 为了提高通信线路的利用率并减轻主机的负担， 使用了多点通信线路、通信控制处理机以及集 中器。 计算机网络基础与应用
计算机网络基础与应用
8
2、计算机—计算机网络
这种计算机网络系统，呈现的是多个计算机处理 中心的特点，各计算机通过通信线路连接，相互 交换数据、传送软件，实现了互连的计算机之间 的资源共享，从而使计算机网络的通信方式由终 端与计算机之间的通信，发展到计算机与计算机 之间的直接通信。用户可把整个系统看作由若干 个功能不同的计算机系统的集合而成。 这一阶段结构上的特点是：以通信子网为中心， 多台主计算机都有自主处理能力，它们之间不存 在主从关系，使用了分组交换技术。
终端 主机
终端
6
多处理机的联机终端系统

通信控制处理机


通信控制处理机（CCP ，Communication Control Processor） 或称前端处理机（FEP ， Front End Processor ） 完成全部的通信任务，让主机专门进行数据的处理，提高数据 处理的效率 ； 负责从终端到主机的数据集中以及从主机到终端的数据分发。
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28 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3.3 广域网
广域网具有两个主要的特征：
•广域网是一种公共数据 网络。 •广域网研究的重点是宽 带核心交换技术。
29 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3.4 城域网 • 宽带城域网的定义
宽带城域网是以IP协议为基础，通过计算 机网络、广播电视网、电信网的三网融合， 形成覆盖城市区域的网络通信平台，为语 音、数据、图像、视频传输与大规模的用 户接入提供高速与保证质量的服务。
22 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
第二条主线：从无线分组网到无线自组网、无线 传感器网络
• 在无线分组网的基础上发展起来的无线自组网Ad hoc 是一种特殊的无线、自组织、对等、多跳、移动的网 络，具有重要的应用价值。 • 无线传感器网络WSN的研究受到高度关注，被评价为 “21世纪最有影响的21项技术之一”和“改变世界的十大 技术之首”。 • 无线传感器网络已经成为物联网重要的支撑技术之一。 • 无线个人区域网络在家庭网络中的应用具有很好的应 用前景。无线个人区域网的802.15.4标准、蓝牙协议、 ZigBee协议已经成为当前研究与应用的热点。
10 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.1.2 计算机网络的形成与发展
1．ARPANET研究 通信网络方案的设计两个基本问题： • 网络拓扑结构
• 数据传输方式
11 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
• 集中式和非集中式 拓扑构型
(a) 集中式
(b) 非集中式
• 分布式网络 拓扑构型
12 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
• 物联网是Internet的接入方式的延伸与功 能的扩展。 • 物联网实现物理世界与信息世界的无缝 连接。 • 物联网预示着网络技术将会在更大范围、 更深层次应用的发展趋势。 • 物联网提出了很多新的研究课题。
20 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.2 计算机网络技术发展的三条主线
主线1 ARPANET - TCP/IP - Internet 广域网/城域网/局域网 网络体系结构与网络协议
1957年 设立DARPA 1969年 启动ARPANET 1969年 UNIX发布 MILNET运行 ARPANET退役 1980年 TCP/IP标准化 1983年 ARPANET与 MILNET分离 ARPANET与 NSFNET互联 1986年 启动NSFNET 1990年 NSFNET 成为主干网 1991年 1993年 Internet进入 快速发展阶段
32 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
宽带城域网的功能结构
宽带城域网
业务管理系统
网络管理系统
管理平台 VPN 业务平台
Voice 城市宽带 出口
Video
IP data
IDC
国家主干网
核心层 汇聚层 接入层
网络平台
33 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
宽带城域网网络层次结构
路由器/交换机 城市宽带 出口 核心交换环网 OC-48/192 OC-48/192 OC-48/192 汇 聚 层 OC-48/192 核 心 层
23 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
第三条主线：网络安全技术 • 现实社会对网络技术依赖的程度越高，网 络安全技术就越显得重要。 • 目前网络攻击呈现出“趋利性”的特点。
• 网络安全是一个系统的社会工程，涉及技 术、管理、道德与法制环境等多个方面。 • 物联网将要面临着更为严峻的网络安全问 题。
• 通过射频标签RFID、各种类型的传感器 与传感网，以及光学视频感知与摄录设 备，能够方便、自动地采集各种物品、 环境信息，拓宽了人与人、人与物、物 与物之间更为广泛的信息交互，促进了 物联网（IoT）技术的形成与发展。 • 随着网络应用的快速增长，社会对网络 安全问题的重视程度也越来越高。强烈 的社会需求推动了网络安全技术的快速 发展。
24 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3 计算机网络定义与分类 1.3.1 计算机网络定义
计算机网络是“以相互共 享资源的方式互联起来的 自治计算机系统的集合”。
25 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
计算机网络主要特征：
• 组建计算机网络的主要目的是实现计算 机资源的共享。
• 互联的计算机系统是自治的系统。
〃普通高等教育精品教材 〃普通高等教育“十一五”国家级规划教材
计算机网络
(第3版)
吴功宜 编著
第1章 计算机网络概论
本章学习要求： • • • • 了解：计算机网络的形成与发展过程。 掌握：计算机网络的定义与分类。 掌握：计算机网络的组成与结构的基本概念。 掌握：计算机网络拓扑构型的定义、分类与 特点。 • 掌握：分组交换的基本概念。
NSFNET退役
1996年 Internet2
军事目的
研究目的
商业目的
16 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.1.3 Internet的高速发展与信息高速公路 的建设
• 1993年9月，美国公布了国家信息基础设施 （NII）建设计划，NII被形象地称为信息高速 公路。 • 1995年2月全球信息基础设施委员会（GIIC） 成立，目的是推动与协调各国信息技术与信息 服务的发展与应用。 • 电信运营商纷纷将竞争重点和大量资金转移到 高效、经济、支持大量用户接入和支持多种业 务的城域网建设中。
SDS SIGMA7
14 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
2．TCP/IP协议研究与发展
• ARPANET的协议结构
主机-主机协议 主机 主机
通信子网 源IMP-目的IMP协议 IMP IMP IMP
IMP IMP-IMP协议
IMP
15 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
3．NSFNET对Internet发展的影响
6 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
第三阶段：网络体系结构的研究 （20世纪70年代中期开始） • OSI参考模型的研究对网络理论体系的形 成与发展，以及在网络协议标准化研究 方面起到了重要的推动作用。 • TCP/IP协议经受了市场和用户的检验， 吸引了大量的投资，推动了Internet应用 的发展，成为业界标准。
8 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
• 对等（P2P）网络技术的研究，使得“即 时通信”等新的网络应用不断涌现，进 一步丰富了人与人之间信息交互与共享 的方式。 • 无线局域网与无线城域网技术日益成熟， 并已进入应用阶段。无线自组网、无线 传感器网络的研究与应用受到了高度重 视。
9 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
个人区域网 PAN 0 10m 局域网 LAN 10km 城域网 MAN 100km 广域网 WAN 1000km
27 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
理解网络分类需要注意几个问题：
• 距离数据只是一些参考值，这之间没有严格的 界限。 • 随着技术的进步，局域网、城域网、广域网之 间的界限越来越模糊了。 • 连接用户10m之内的数字移动终端设备的网络 多是用无线通信技术，因此个人区域网更准确 的含义是无线个人区域网。 • 无线个人区域网（WPAN）是目前发展最为迅 速的领域之一。
分组交换技术
• 通信子网结构与分组交换原理示意图
IMP（路由器） 分组 通信子网 源主机 发送 进程 B A D C E 目的主机 接收 进程13 《计算机网络》第1章 计算 Nhomakorabea网络概论
• ARPANET最早四个节点的结构
SDS 940
#2 SRI
#4 UTAH
IBM360/75
#3 UCSB DEC PDP-10 #1 UCLA
3
《计算机网络》第1章 计算机网络概论
本章知识点结构
计算机网络的形成与发展
计算机网络发展的三条主线
计算机网络定义
广域网 城域网
计算机网络分类 局域网 计算机网络组成与结构 个人区域域网
计算机网络拓扑
分组交换的基本概念
4 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.1 计算机网络的形成与发展 1.1.1 计算机网络发展阶段的划分 第一阶段：计算机网络技术与理论准备阶段 （可以追溯到20世纪50年代） • 数据通信技术日趋成熟，为计算机网络的 形成奠定了技术基础。 • 分组交换概念的提出为计算机网络的研究 奠定了理论基础。
5 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
第二阶段：计算机网络的形成 （从20世纪60年代） • ARPANET的成功运行证明了分组交换 理论的正确性。 • TCP/IP协议的广泛应用为更大规模的网 络互联奠定了坚实的基础。 • E-mail、FTP、TELNET、BBS等应用展 现出网络技术广阔的应用前景。
汇聚环网 OC-3/12
汇聚环网
OC-3 接 入 层
交换机
路由器
交换机
路由器
电话交换机
34 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3.5 局域网 局域网的定义 • 局域网（LAN）用于将有限范围内（例 如一个实验室、一幢大楼、一个校园） 的各种计算机、终端与外部设备互联成 网。 • 按照采用的技术、应用范围和协议标准 的不同，局域网可以分为共享局域网与 交换局域网。
• 联网计算机之间的通信必须遵循共同的 网络协议
26 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3.2 计算机网络的分类方法 • 计算机网络按照其覆盖的地理范围进行 分类，可以很好地反映不同类型网络的 技术特征。 • 按覆盖的地理范围划分，计算机网络可 以分为：广域网、城域网、局域网与个 人区域网。
1.1.5 物联网技术的形成与发展
• 物联网是在Internet技术的基础上，利用 射频标签、无线传感与光学传感等感知 技术，自动获取物理世界的各种信息， 通过三网融合形成的下一代网络系统， 构建一个覆盖世界上人与人、人与物、 物与物的智能信息系统。