《计算机网络教学课件》ch1 概述-2共57页文档

计算机网络（第 6 版）课件
电子工业出版社 2019年
谢希仁 编著
2020/3/2
目录
第一章 概述 第二章 物理层 第三章 数据链路层 第四章 网络层 第五章 运输层 第六章 应用层 第七章 网络安全 第八章 音频视频 第九章 无线网络 第十章 下一代因特网
对的数量与电话机数的平方成正比。
课件制作人：谢希仁
使用交换机
当电话机的数量增多时，就要使用交换 机来完成全网的交换任务。




交换机

课件制作人：谢希仁
“交换”的含义
在这里，“交换”(switching)的含义就是 转接——把一条电话线转接到另一条电 话线，使它们连通起来。
是指像天线上的驻波的节点，这种节点 很像竹竿上的“节”。 在网络中的 node 的标准译名是“结点” 而不是“节点”。 但数据结构的树(tree)中的 node 应当译 为“节点”。
课件制作人：谢希仁
网络与因特网
网络把许多计算机连接在一起。 因特网则把许多网络连接在一起。
课件制作人：谢希仁
课件制作人：谢希仁
1. 客户服务器方式
客户(client)和服务器(server)都是指通信 中所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服 务和被服务的关系。
客户是服务的请求方，服务器是服务的 提供方。
课件制作人：谢希仁
运行 客户 程序
A
客户
网络边缘 网络核心
运行 服务器 程序 B
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因特网的发展情况概况 （统计到 2005 年）
1980 1990 2000 2005
网络数 主机数 用户数 管理机构数

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1.1 计算机网络 在信息时代的作用
• 21 世纪的一些重要特征就是数字化、网 络化和信息化，它是一个以网络为核心 的信息时代。
• 网络现已成为信息社会的命脉和发展知 识经济的重要基础。
• 网络是指“三网”，即电信网络、有线 电视网络和计算机网络。
• 发展最快的并起到核心作用的是计算机 网络。
(host)。
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请注意名词“结点”
• “结点”的英文名词是 node。 • 虽然 node 有时也可译为“节点”，但这
是指像天线上的驻波的节点，这种节点 很像竹竿上的“节”。 • 在网络中的 node 的标准译名是“结点” 而不是“节点”。 • 但数据结构的树(tree)中的 node 应当译为 “节点”。
课件制作人：谢希仁
因特网(Internet)的发展
• 进入 20 世纪 90 年代以后，以因特网为 代表的计算机网络得到了飞速的发展。
• 已从最初的教育科研网络逐步发展成为 商业网络。
• 已成为仅次于全球电话网的世界第二大 网络。
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因特网的意义
• 因特网是自印刷术以来人类通信方面最 大的变革。
• 现在人们的生活、工作、学习和交往都 已离不开因特网。
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计算机网络向用户提供的 最重要的功能
• 连通性——计算机网络使上网用户之间都可 以交换信息，好像这些用户的计算机都可 以彼此直接连通一样。
• 共享——即资源共享。可以是信息共享、软 件共享，也可以是硬件共享。
课件制作人：谢希仁
课件制作人：谢希仁
第 1 章 概述（续）
1.4 计算机网络在我国的发展 1.5 计算机网络的类别
1.5.1 计算机网络的定义 1.5.2 几种不同类别的网络 1.6 计算机网络的性能

进入20世纪80年代中期，ARPANET分解为两个独立运行的网络，其一专门服务 于美国军事领域，命名为MILNET，该网络历经技术更迭一直服务至今；其一 主要服务于科研领域，仍然称为ARPANET。但随着更多的科研人员等提出对网 络使用的需求，ARPANET不能完全满足需求了，因此80年代中期美国国家自然 科学基金会NSF牵头，依托其掌握的全美重要的超级计算中心和通信资源建立 了覆盖全美的NSFNET。到80年代末期NSFNET基本取代了ARPANET，成为美国最 主要的公共服务网络，ARPANET正式谢幕推出历史舞台。
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主机-终端模式
特点（1）使用模拟电话线路，费用高、效率低。 （2）将数据处理与数据通信分开，主机开销大。
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网络技术的萌芽
前端处理机(Front End Processor)不仅可以帮助主机实现多重线路的 接入控制，还可帮助主机处理大部分的通信事务，使主机可以节省大
随着NSFNET的用户越来越多功能越来越强大，有更多的商家发现了其中蕴含的商 业价值。进入20世纪90年代，越来越多的商业公司接入到NSFNET的运营和服务中 来，网络商业化的氛围加重。随着Web技术的成功，NSFNET越来越被普通民众了解 和使用，由此逐渐演变成为今天的Internet，其服务范围很快从美国本土发展到
物 质
条
件
主要需求因素
：
1、军事需求——指挥系统等
电 子
2、社会需求——数据共享等 3、科研需求——信息交换等
技 术 和
4、商业需求——快速高效安全
半 导
5、个人需求——娱乐信息服务
体
诱发因素
技
术

通过检错码和纠错码实现数据传输的 可靠性。

访问控制
协调多个设备对共享信道的访问。
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流量控制
防止发送方数据过快导致接收方来不 及处理。
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差错控制方法
检错码
通过增加冗余位来检测数据传输过程中是否出现错误，但不能纠正错误。常见的检错码有 奇偶校验码、循环冗余校验码（CRC）等。
TCP协议特点
TCP协议的主要特点包括面向连接、可靠传输、全双工通信和流量控制。面向连接意味着在数据传输前需要建立 连接；可靠传输通过确认机制、重传机制等来保证；全双工通信允许双方同时发送和接收数据；流量控制则避免 了发送方发送速率过快而导致接收方来不及处理的问题。
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UDP协议工作原理及特点
为数据端设备提供传送数据的通 路
完成物理层的一些管理工作
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数据通信基础知识
数据通信模型
数据传输速率与误码率
包括信源、发送器、信道、接收器、 信宿等组成部分，描述了数据通信的 基本过程。
数据传输速率是指每秒传输的二进制 位数，误码率是指数据传输过程中发 生错误的概率。
数据通信方式
根据信号传输方向和时间关系，数据 通信方式可分为单工、半双工和全双 工三种。
OSPF协议
基于链路状态的路由选择协议，使用Dijkstra算法计算最短路径。OSPF协议具有快速收敛、无路由环路 、支持多区域和层次化网络设计等优点，被广泛应用于大型网络中。
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06 传输层技术
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传输层基本概念与功能
传输层基本概念
传输层是计算机网络体系结构中负责数据通信的关键层次之一，它位于网络层 和应用层之间，为上层应用提供可靠、高效的数据传输服务。

第1章 计算机网络基础知识
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1-1-1 计算机网络的产生和发展
具有通信功能的单机系统
HH
T
T… T
T
H：HOST，主机 T：Terminal，终端
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第1章 计算机网络基础知识
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1-1-1 计算机网络的产生和发展
具有通信功能的多机系统
H
CCP
T C
T
CCP：通信控制处理机
C：集中器
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第1章 计算机网络基础知识
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1-1-2 计算机网络的定义
2.资源子网和通信子网
通信子网
网络通信功能（数据的加工、变 换、传输和交换等通信处理工作 ）。即将一个主计算机的信息传 送给另一个主计算机。
包括通信处理机、通信设备（集 中器、信号变换器等）和通信线 路等设备和相关软件。
资源子网
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第1章 计算机网络基础知识
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1-1-1 计算机网络的产生和发展
1. 第1阶段： 面向终端的计算机通信网络
1950s初 SAGE 具有通信功能的单机系统 计算机技术+通信技术
计算机网络的雏形
1960s初 SABRE等 具有通信功能的多机系统 数据处理、通信控制分离
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2011年，IPv4地址分配完毕、 第1章 计算机<网美络基>础“知无识 线创新与基础设施计划”9
1-1-1 计算机网络的产生和发展
前沿及趋势
过渡到IPv6、安全性、光通信、云计算、物联网、移
动互联网、无线网络、智慧城市、Internet +……
四网融合、3D互联网、5G技术、 NGN； 富媒体应用、信息经济、智慧地球……

1. 总线型（Bus）：所有设备都通过一根公共总线连 接，通信时信息沿总线进行广播式传送。
数据流向
1. 总线型
优点：
成本低，布线简单 增、删节点容易 任一节点故障，不会影响整个网络的运行 可靠性高
缺点：
每一 时刻，只能通过一信息－－信道争用 某网段故障 新增节点，造成全网瘫痪
1.2.1 按网络的拓扑结构分类
第1章 计算机网络基础
1.1 计算机网络概述
计算机网络的产生 ——计算机技术和通信技术相结合
1.1 计算机网络概述
1.1.1 计算机网络的产生和发展 —— 3个阶段
第1阶段：面向终端的计算机通信网络 20世纪50年代初，美国的半自动地面防空系统；
T
工 作 站
远 地
T
T
通信线路
计算机房
通信 设备
1.1.1 计算机网络的产生和发展
IMP：接口报文处理机 使用小型计算机 类似网关的作用
1.1.1 计算机网络的产生和发展
ARPANET诞生
1969年 8月, 首先将第1个 IMP与加利福尼亚大
学洛杉矶分校UCLA相接。 一个月之后将第2台
IMP与斯坦福国际研究所SRI相接。 ARPANET 诞
▪ 电路交换网（Circuit Switching Network）：电话 ▪ 报文交换网（Message Switching Network） ▪ 分组交换网（Packet Switching Network）:Internet
通信子网—通信功能（数据的加工、变换、传输和 交换）：交换机、路由器、集线器、网卡及相应软 件等
资源子网—资源共享（数据处理、网络资源和服 务）：服务器、主机及其外设、网络打印机、其他 外设及相关软件等

1.6 计算机网络的定义与功能
2 资源共享
所谓资源共享就是共享网络上的硬件资源、软件资源和信息资源。
1）硬件资源
许多计算机硬件设备是十分昂贵的，如可以进行复杂运算的巨型计算机、海量存储器、 高速激光打印机、大型绘图仪和一些特殊的外设等。共享硬件资源可以让连接在网络上的 用户都可以使用网络中包括这些昂贵设备在内的各种不同类型的硬件设备。
计算机网络技术基础
第一章
计算机网络 概述
章节导读
目前，计算机网络已成为全球信息产 业的基石，它在信息的采集、存储、处理、 传输和分发中扮演了极其重要的角色。计算 机网络突破了单台计算机系统应用的局限， 使多台计算机交换信息、资源共享和协同工 作成为可能。计算机网络的广泛使用，改变 了传统意义上的时间和空间的概念，对社会 的各个领域，包括对人们的生活方式产生了 革命性的影响，促进了社会信息化的发展进 程。
4 均衡负荷与分布式处理
当网络中某台计算机负荷过重时，通过网络和一些应用程序的管理，可以将任务传送 给网络中其他计算机进行处理，以均衡工作负荷，减少网络延迟，充分发挥计算机网络中 各计算机的作用，提高整个网络的工作效率。这种处理方式称为分布式处理，既方便处理 大型任务，减轻计算机负荷，又提高了系统的可用性。
本章主要讲解计算机网络的基础知识， 包括计算机网络的产生与发展、定义、功能、 组成、分类、应用以及常见拓扑结构，还涉 及了计算机网络发展的新技术。
学
了解计算机网络的发展历史。
习
掌握计算机网络的定义和功能。
目
熟悉计算机网络的分类。 了解计算机网络发展的新技术。
掌握计算机网络的组成与拓扑结构。
标
1.6 计算机网络的定义与功能
1）局域网