第1章 网络互连概述
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计算机网络教程课件第1章
计算机网络为分布式系统的研究提供了 技术基础，而分布式系统是计算机网络 技术发展的高级阶段。
17
2.网络的网络
理解网络、互联网（互连网）和因特网
网络：由若干结点（node）和连接这些结点的 链路（link）组成。
互联网：“网络的网络”（network of networks）。
因特网：世界上最大的互连网。
（1）分组交换的概念
电路交换的特点
数据交换前需建立起一条从发端到收端的物 理通路；
在数据交换的全部时间内用户始终占用端到 端的固定传输信道；
交换双方可实时进行数据交换而不会存在任 何延迟。
36
（1）分组交换的概念
电路交换存在的问题
计算机之间的数据交换往往具有突发性和间歇性特征， 而对电路交换而言，用户支付的费用则是按用户占用 线路的时间来收费的。
28
（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。 客户软件的特点、服务器软件的特点。
29
（1）客户服务器方式
运行客户端程序的主机
A
客户
①发出请求 ②给予响应 因特网的核心
20世纪70年代：网络体系结构与协议标准化的研究
第四阶段：Internet的广泛应用
20世纪90年代
5
第一个阶段：以主机为中心
背景：
1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC 诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的 联系；
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。
17
2.网络的网络
理解网络、互联网（互连网）和因特网
网络：由若干结点（node）和连接这些结点的 链路（link）组成。
互联网：“网络的网络”（network of networks）。
因特网：世界上最大的互连网。
（1）分组交换的概念
电路交换的特点
数据交换前需建立起一条从发端到收端的物 理通路；
在数据交换的全部时间内用户始终占用端到 端的固定传输信道；
交换双方可实时进行数据交换而不会存在任 何延迟。
36
（1）分组交换的概念
电路交换存在的问题
计算机之间的数据交换往往具有突发性和间歇性特征， 而对电路交换而言，用户支付的费用则是按用户占用 线路的时间来收费的。
28
（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。 客户软件的特点、服务器软件的特点。
29
（1）客户服务器方式
运行客户端程序的主机
A
客户
①发出请求 ②给予响应 因特网的核心
20世纪70年代：网络体系结构与协议标准化的研究
第四阶段：Internet的广泛应用
20世纪90年代
5
第一个阶段：以主机为中心
背景：
1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC 诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的 联系；
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。
计算机网络与应用习题答案
第一章网络概述一、填空题：1.独立的计算机系统、通信介质、网络协议、交换数据2. ARPANET、分组交换网3.开放系统互联参考模型、1981年4.微型计算机、微型计算机、微型计算机5.TCP/IP6.万维网7.CHINAPAC、CHINAPAC、3、88.钱天白、cn、cn9.计算机技术、通信技术10.星型、总线型、环型11.资源共享、数据通信、均衡负载相互协作、分布处理、提高计算机系统的可靠性12.地理范围有限、几百到十几千M、建筑物13.交换信息14.数字信道、模拟信道15.连续变化、连接变化的、不同、离散的脉冲16.分组交换、电路交换、报文交换17.单工通信、双工通信、全双工通信18.短距离、长距离二、选择题1、B2、C3、D4、B5、B6、A7、D8、B9、B 10、B 11、B 12、B13、B 14、D 15、A 16、A 17、A 18、B 19、A 20、C三、简答题1.什么是计算机网络将地理位置不同但具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和通信线路连接起来，在功能完善的网络软件<网络协议、网络操作系统、网络应用软件等）的协调下实现网络资源共享的计算机系统的集合。
2.ARPANET网的特点是什么？<1）实现了计算机之间的相互通信，称这样的系统为计算机互连网络。
<2）将网络系统分为通信子网与资源于网两部分，网络以通信子网为中心。
通信子网处在网络内层，子网中的计算机只负责全网的通信控制，称为通信控制处理机。
资源子网处在网络外围，由主计算机、终端组成，负责信息处理，向网络提供可以共享的资源。
<3）使用主机的用户，通过通信子网共享资源子网的资源。
<4）采用了分组交换技术。
<5）使用了分层的网络协议。
3. 计算机网络的发展经历了哪几个阶段？第一阶段是具有通信功能的多机系统阶段第二阶段以通信子网为中心的计算机网络第三阶段网络体系结构标准化阶段第四阶段网络互连阶段4. 简述计算机网络的主要功能？资源共享、数据通信、均衡负载相互协作、分布处理、提高计算机系统的可靠性5. 计算机网络的主要拓扑结构有哪些？星型拓扑、环型拓扑、总线型拓扑6. 串行通信与并行通信的区别是什么？并行<Parallel）通信：数据以成组的方式在多个并行信道上同时传输。
计算机网络第一章习题解答
第一章概述1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02 试简述分组交换的要点。
答：采用存储转发的分组交换技术，实质上是在计算机网络的通信过程中动态分配传输线路或信道带宽的一种策略。
它的工作机理是：首先将待发的数据报文划分成若干个大小有限的短数据块，在每个数据块前面加上一些控制信息（即首部），包括诸如数据收发的目的地址、源地址，数据块的序号等，形成一个个分组，然后各分组在交换网内采用“存储转发” 机制将数据从源端发送到目的端，到达目的端后再按照一定的方式方法进行组装成一个数据块。
分组交换网是由若干节点交换机和连接这些交换机的链路组成，每一结点就是一个小型计算机。
基于分组交换的数据通信是实现计算机与计算机之间或计算机与人之间的通信，其通信过程需要定义严格的协议。
分组交换网的主要优点：1、高效。
在分组传输的过程中动态分配传输带宽。
2、灵活。
每个结点均有智能，可根据情况决定路由和对数据做必要的处理。
3、迅速。
以分组作为传送单位，在每个结点存储转发，网络使用高速链路。
4、可靠。
完善的网络协议；分布式多路由的通信子网。
电路交换相比，分组交换的不足之处是：①每一分组在经过每一交换节点时都会产生一定的传输延时，考虑到节点处理分组的能力和分组排队等候处理的时间，以及每一分组经过的路由可能不等同，使得每一分组的传输延时长短不一。
因此，它不适用于一些实时、连续的应用场合，如电话话音、视频图像等数据的传输；②由于每一分组都额外附加一个头信息，从而降低了携带用户数据的通信容量；③分组交换网中的每一节点需要更多地参与对信息转换的处理，如在发送端需要将长报文划分为若干段分组，在接收端必须按序将每个分组组装起来，恢复出原报文数据等，从而降低了数据传输的效率。
1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
（教材11—15）1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
第一章 计算机网络概述
计算机网络概述
二、计算机网络的功能和应用
（一）计算机网络的功能
1. 计算机网络的功能
（1）实现计算机系统的资源共享 计算机网络最基本的功能之一
（2）实现数据信息的快速传递
计算机网络是现代通信技术与计算机技术结合的产物。 （3）提高可靠性 多点备份
计算机网络概述
（4）提供负载均衡与分布式处理能力
在全球多个地方放置相同内容的服务器，就近访问。 （5）集中管理
23
计算机网络概述
网卡 集线器 交换机
路由器
双绞线
水晶头
计算机网络概述
2、网络软件系统 网络软件主要包括网络通信协议、网络操作系统和各类网络应用 系统。 （1）服务器操作系统 网络操作系统（NOS），是多任务、多用户的操作系统，安装 在网络服务器上，提供网络操作的基本环境。 网络操作系统的功 能：处理器管理、文件管理、存储器管理、设备管理、用户界面 管理、网络用户管理、网络资源管理、网络运行状况统计、网络
(2) 数据交换是基础，资源共享为目的
3、网络资源 所谓的网络资源包括硬件资源（如大容量磁盘、打印机等）、 软件资源（如工具软件、应用软件等）和数据资源（如数据库文 件和数据库等）。
计算机网络概述
（二）计算机网络的发展历史
1、第一阶段（ 60年代初期到60年代中期）：计算机通信网络，特征 是计算机与终端互连，实现远程访问。
解决了主机负担重、通信费用昂贵的问题。 主要问题：多个用户只能共享一台主机资源。
计算机网络概述
2、第二阶段（60 年代中期到70年代中期）：。 采用分组交换技术实现计算机 — 计算机之间的通信，使计算机 网络的结构、概念都发生了变化，形成了通信子网和资源子网的
网络结构。
01 计算机网络 第一章 计算机网络概述 PPT课件
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表1-1
因特网的发展情况概况
网 络 数 主 机 数 用 户 数 管理机构数
1980
10
102
102
100
1990
103
105
106
101
2000
105
107
108
102
2005
106
108
109
103
Page 21
由于因特网存在着技术上和功能上的 不足，加上用户数量猛增，使得现有的因 特网不堪重负。 “下一代因特网计划”， 即“NGI计划” (Next Generation Internet Initiative)。
Page 13
以大写字母I开始的的Internet（因特 网）则是一个专用名词，它指当前全球最 大的、开放的、由众多网络相互连接而成 的特定计算机网络，它采用TCP/IP族作为 通信的规则，且其前身是美国的ARPANET。
Page 14
第二阶段的特点是建成了三级结构的 因特网。分为主干网、地区网和校园网 （或企业网）。
Page 24
1.2.3 关于因特网的标准化 工作
1992年，因特网不再归美国政府管辖， 因此成立了一个国际性组织叫做因特网协 会ISOC (Internet Society)，以便对因特 网进行全面管理以及在世界范围内促进其 发展和使用。
Page 25
ISOC下面有一个技术组织叫做因特网 体 系 结 构 研 究 委 员 会 IAB (Internet Architecture Board)，负责管理因特网有 关协议的开发。IAB下面又设有两个工程部。
（1）因特网草案(Internet Draft)。 （2）建议标准(Proposed Standard)。 （3）草案标准(Draft Standard)。 （4）因特网标准(Internet Standard)。
表1-1
因特网的发展情况概况
网 络 数 主 机 数 用 户 数 管理机构数
1980
10
102
102
100
1990
103
105
106
101
2000
105
107
108
102
2005
106
108
109
103
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由于因特网存在着技术上和功能上的 不足，加上用户数量猛增，使得现有的因 特网不堪重负。 “下一代因特网计划”， 即“NGI计划” (Next Generation Internet Initiative)。
Page 13
以大写字母I开始的的Internet（因特 网）则是一个专用名词，它指当前全球最 大的、开放的、由众多网络相互连接而成 的特定计算机网络，它采用TCP/IP族作为 通信的规则，且其前身是美国的ARPANET。
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第二阶段的特点是建成了三级结构的 因特网。分为主干网、地区网和校园网 （或企业网）。
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1.2.3 关于因特网的标准化 工作
1992年，因特网不再归美国政府管辖， 因此成立了一个国际性组织叫做因特网协 会ISOC (Internet Society)，以便对因特 网进行全面管理以及在世界范围内促进其 发展和使用。
Page 25
ISOC下面有一个技术组织叫做因特网 体 系 结 构 研 究 委 员 会 IAB (Internet Architecture Board)，负责管理因特网有 关协议的开发。IAB下面又设有两个工程部。
（1）因特网草案(Internet Draft)。 （2）建议标准(Proposed Standard)。 （3）草案标准(Draft Standard)。 （4）因特网标准(Internet Standard)。
(完整word版)计算机网络(第六版)谢希仁著课后习题答案
第一章概述1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANE向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet ；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP 结构的Internet ；ISP 首次出现。
1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？答：（1）因特网草案（Internet Draft）――在这个阶段还不是RFC文档。
（2）建议标准（Proposed Standard）——从这个阶段开始就成为RFC 文档。
（3）草案标准（Draft Standard）（4）因特网标准（Internet Standard）1- 07 小写和大写开头的英文名字internet 和Internet 在意思上有何重要区别？答：（1）internet （互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
；协议无特指（2）I nternet （因特网）：专用名词，特指采用TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答：按范围：（1）广域网WAN远程、高速、是In ternet的核心网。
TCPIP详解 卷一 第一章
从一台主机发送到另一台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。任何必需的可靠
性必须由应用层来提供。
这两种运输层协议分别在不同的应用程序中有不同的用途，这一点将在后面看到。
4) 应用层负责处理特定的应用程序细节。几乎各种不同的 TCP/IP实现都会提供下面这些
通用的应用程序：
2使用TCP/IP详解，卷1：协议
构造互连网最简单的方法是把两个或多个网络通过路由器进行连接。它是一种特殊的用 于网络互连的硬件盒。路由器的好处是为不同类型的物理网络提供连接：以太网、令牌环网、 点对点的链接和 FDDI（光纤分布式数据接口）等等。
这些盒子也称作IP路由器（IP Router），但我们这里使用路由器 (Router)这个术语。 从历史上说，这些盒子称作网关（ gateway），在很多 TCP/IP文献中都使用这个术语。 现在网关这个术语只用来表示应用层网关：一个连接两种不同协议族的进程（例如， TCP/IP和IBM的SNA），它为某个特定的应用程序服务（常常是电子邮件或文件传输）。
IP、ICMP和IGMP 设备驱动程序及接口卡
1) 链路层，有时也称作数据链路层或网络接口层， 通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机
图1-1 TCP/IP协议族的四个层次
中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。
2) 网络层，有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。在
互联网的目的之一是在应用程序中隐藏所有的物理细节。虽然这一点在图 1-3由两个网络 组成的互联网中并不很明显，但是应用层不能关心（也不关心）一台主机是在以太网上，而 另一台主机是在令牌环网上，它们通过路由器进行互连。随着增加不同类型的物理网络，可 能会有 20个路由器，但应用层仍然是一样的。物理细节的隐藏使得互联网功能非常强大，也 非常有用。
计算机网络(第1~3章习题及答案)
2-04 名词解释：自己总结
2-05、物理层的接口有哪些方面的特性？各包含什么内容？ 答：(1)机械特牲 说明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和 锁定装置等等。(2)电气特性 说明在接口电缆的哪条线上出现的电压应为什么范 围。即什么样的电压表示 1 或 0。 (3)功能特性 说明某条线上出现的某一电平的 电压表示何种意义。(4)规程特性 说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
当 t=s+x/C ，发送完最后一 bit； 当 t=s+x/C+kd，所有的信息到达目的地。
传播时延＝信道长度/电磁波在信道上的传播速度 发送时延＝数据块长度/信道带宽 总时延＝传播时延＋发送时延＋排队时延
对分组交换，当 t=x/C，发送完最后一 bit；为到达目的地，最后一个分组需 经过 k-1 个分组交换机的转发，每次转发的时间为 p/C，所以总的延迟= x/C+(k-1)p/C+kd。
26、名词解释 协议栈：指网络中各层协议的总和，其形象的反映了一个网络中数据传输的过程：由上层协 议到底层协议，再由底层协议到上层协议。 实体：当研究开放系统之间的信息交换时，实体泛指任何可以发送或接收信息的软件或硬件。 对等层：两个不同系统上的相同层。 协议数据单元：同等层实体之间交换的数据单位。 服务访问点：在同一系统中，相邻两层实体进行交互的地方。 客户：作为服务请求方的计算机进程。 服务器：作为服务提供方的计算机进程。
1-15 假定网络的利用率到达了 90%。试估算一下现在的网络时延是它的最小值的 多少倍？ 答：根据公式，D=D0/(1-U)，D0 为网络空闲时的最小时延，U 是利用率，则
D/D0=1/(1-U)=1/0.1=10
1-17 试计算以下两种情况的发送时延和传播时延： （1） 数据长度为 107bit，数据发送速率为 100kbit/s，传播距离为 1000km，信号 在媒体上的传播速率为 2×108m/s。
2-05、物理层的接口有哪些方面的特性？各包含什么内容？ 答：(1)机械特牲 说明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和 锁定装置等等。(2)电气特性 说明在接口电缆的哪条线上出现的电压应为什么范 围。即什么样的电压表示 1 或 0。 (3)功能特性 说明某条线上出现的某一电平的 电压表示何种意义。(4)规程特性 说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
当 t=s+x/C ，发送完最后一 bit； 当 t=s+x/C+kd，所有的信息到达目的地。
传播时延＝信道长度/电磁波在信道上的传播速度 发送时延＝数据块长度/信道带宽 总时延＝传播时延＋发送时延＋排队时延
对分组交换，当 t=x/C，发送完最后一 bit；为到达目的地，最后一个分组需 经过 k-1 个分组交换机的转发，每次转发的时间为 p/C，所以总的延迟= x/C+(k-1)p/C+kd。
26、名词解释 协议栈：指网络中各层协议的总和，其形象的反映了一个网络中数据传输的过程：由上层协 议到底层协议，再由底层协议到上层协议。 实体：当研究开放系统之间的信息交换时，实体泛指任何可以发送或接收信息的软件或硬件。 对等层：两个不同系统上的相同层。 协议数据单元：同等层实体之间交换的数据单位。 服务访问点：在同一系统中，相邻两层实体进行交互的地方。 客户：作为服务请求方的计算机进程。 服务器：作为服务提供方的计算机进程。
1-15 假定网络的利用率到达了 90%。试估算一下现在的网络时延是它的最小值的 多少倍？ 答：根据公式，D=D0/(1-U)，D0 为网络空闲时的最小时延，U 是利用率，则
D/D0=1/(1-U)=1/0.1=10
1-17 试计算以下两种情况的发送时延和传播时延： （1） 数据长度为 107bit，数据发送速率为 100kbit/s，传播距离为 1000km，信号 在媒体上的传播速率为 2×108m/s。
《计算机网络》教学大纲
《计算机网络》课程教学大纲（Computer Networks）一、课程简介网络技术是信息时代最为核心的技术之一。
是构建教育信息化环境、推进信息技术教育应用的基础技术和基本手段，是教育技术领域最基础、使用最为广泛的技术之一。
本课程的主要内容是以OSI（开放系统互联）模型为理论体系，以TCP/IP体系为应用体系的关于计算机网络的基本概念、原理和方法。
探讨包括物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层在内的TCP/IP体系结构各层次的主要功能、原理、协议和设备。
其目的是通过本课程的学习使教育技术系的学生能了解计算机网络的基本工作原理、计算机网络的分层结构、主要的网络协议、主要的网络互连设备、主要的网络服务配置以及近年来网络技术的最新发展，为他们应用局域网、Internet网络构建教育信息化环境，推进计算机网络在教育教学及相关领域的应用，解决教学和生活中所面临的实际问题奠定基础。
二、课程的性质、目的和任务《计算机网络》是教育技术学专业必修的学科基础课程。
通过本课程的学习，希望学生全面了解计算机网络的基础知识；熟悉常用的网络通信协议及网络体系结构；了解常见的网络互联设备；初步掌握常见的网络互联设备的配置方法；能独立组建较为简单的局域网；掌握常用的网络服务的构建与配置；具备初步的网络管理及维护能力。
三、课程教学的基本要求（一）引入网络技术发展的最新成果，拓展教学内容，保证教学内容的实时性和前沿性；（二）规范课程实验、实训，完善课程实验及实训的考核体系，加大实验成绩在课程评价中比重，突出网络知识的实际应用及学生动手能力培养；（三）使学生了解计算机网络的基本概念及基础知识；理解计算机网络的工作原理、熟悉计算机网络的两种主要体系结构OSI和TCP/IP体系结构；（四）掌握物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层等主要层次的功能及协议；（五）掌握常见网络互联设备的功能及特点，初步掌握路由器、交换机等网络互连设备的配置；（六）掌握VLAN、TRUNK的原理与配置，熟悉IP子网规划；（七）掌握DNS、WEB、FTP、DHCP等常见网络服务的原理、配置与应用；（八）了解无线网络、网络安全及网络管理的相关知识。
《计算机网络》第1章：计算机网络体系结构
《计算机⽹络》第1章：计算机⽹络体系结构第1章计算机⽹络体系结构1.1计算机⽹络概述计算机⽹络是⼀个将分散的、具有独⽴功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。
计算机⽹络是互连的、⾃洽的计算机系统的集合。
⼀个完整的计算机⽹络主要由硬件、软件、协议三⼤成分组成，缺⼀不可。
硬件由主机（端系统）、通信链路（双绞线、光纤）、交换设备（路由器、交换机）、通信处理机（⽹卡）等组成。
计算机⽹络由通信⼦⽹和资源⼦⽹组成。
计算机⽹络的功能：数据通信、资源共享、分布式处理、提⾼可靠性、负载均衡计算机⽹络的分类按分布范围分：⼴域⽹（WAN）、城域⽹（MAN）、局域⽹（LAN）、个⼈区域⽹（PAN）。
按交换技术分：电路交换⽹络、分组交换⽹络、报⽂交换⽹络。
按拓扑结构分：星形⽹络、总线型⽹络、环形⽹络、⽹状形⽹络按传播技术分：⼴播式⽹络、点对点⽹络按使⽤者分：公⽤⽹、专⽤⽹按传输介质分：有线⽹、⽆线⽹RFC（Request For Comments）上升为因特⽹正式标准需经过以下四个阶段：因特⽹草案、建议标准（这个阶段开始成为RFC⽂档）、草案标准、因特⽹标准。
计算机⽹络的性能指标：带宽：⽹络的通信线路所能传送数据的能⼒，单位是『⽐特每秒（b/s）』时延：指数据（⼀个报⽂或分组）从⽹络（或链路）的⼀段传送到另⼀端所需要的总的时间。
n 发送时延：节点将分组的所有⽐特推向（传输）链路所需的时间。
也称传输时延。
发送时延=分组长度/信道宽度n 传播时延：电磁波在信道中传播⼀定的距离需要花费的时间。
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速度n 处理时延：数据在交换节点为存储转发⽽进⾏的⼀些必要的处理所花费的时间。
n 排队时延：等待输⼊队列和输出队列处理所需时间。
总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延 //排队时延和处理时延⼀般忽略不计⾼速链路提⾼的仅是数据发送速率⽽不是⽐特在链路上的传播速度。
网络的扩展与互连设备
3. 使用集线器时应注意的因素
①在物理层以上使用相同或兼容协议。 ②应注意网络所使用的传输介质。 ③集线器专指共享式的集线器。 ④突破集线器级联数量的限制：集中增 加的结点很多时，使用堆叠或模块式设 备可以突破级联设备数量的限制。
5.3 数据链路层的扩展与连接设
5.3.1
数据链路层设备备概述
数据链路层设备的主要部件有有线和无线网 卡；主要互联设备有网桥、交换机和无线网桥。
4. 使用和选择中继器时应注意的事
项
①
网段的接口。
②
网段扩展的极限距离。
使用中继器时，应当注意所连接的各个网段的高
层（2～7层）协议应当相兼容。
5. 转接器
由于网络的类型和介质连接器的种类繁多，因此，
在实际工程中经常需要各种物理层的转换部件。
如：AUI-RJ45，BNC-RJ45，ST-RJ45等不同
中继器的使用规则（中继规则）
在10Mb/s以太网中，这个限制规则称为5-4-3规
则。此规则规定，在以太网中最多允许有5个网
段、使用4个中继器，而这些网段中只有3个是
可以连接客户计算机（终端）的网段，图5-3形
象地说明了5-4-3规则。
工作站 主干网段1
工作站 工作站 主干网段2
文件服务器
中继器
工作站 工作站
图5-13 路由器互联的多个远程局域
服务器
网 服务器
路由器 R1 工作站
路由器 R2 工作站
工作站服务器
工作站
服务器
路由器 R3 工作站 工作站
路由器 R4
令牌环
工作站
工作站
路由器的分类
（1）近程路由器和远程路由器 （2）内部路由器和外部路由器 （3） “静态”路由器和“动态”路由器 （4）单协议路由器和多协议路由器 5. 路由器的应用特点
中南大学计算机网络课件 计算机网络(第一章 概述)
计算机网络的应用
用于企业
资源共享：目的是让网络上的用户，无论他在什么 地方，也无论资源的物理位置在哪里，都能使用网 络中的程序、设备，尤其是数据。 高可靠性：依靠可替代的资源来实现。 节约经费：小型计算机比大型计算机有更高的性价 比。 C/S模型 通信手段：为分布在各地的雇员提供通信能力。
服务原语
服务在形式上是由一组原语（或操作） 来描述的。提供给用户和其他实体使用。 CONNECT.request CONNECT.indicate CONNECT.respone CONNECT.confirm
有证实的服务，包括4个原语。 无证实的服务，包括请求和指示两个原语。 一个简单的面向连接的例子。
应用层
层 7 应用
包含大量人们普遍需要的协议
应用协议 应用
交换单元 的名字 APDU
6 5 4 3 2 1
表示 会话 传输 网络 数据链路 物理 主机A
表示协议 会话协议 传输协议 通信子网 网络 数据 链路 物理 路由器
子网协议 子网协议
表示 会话 传输 网络 数据 链路 物理 路由器 网络 数据链路 物理 主机B
层、协议、接口
各层的设计问题
全双工通信：数据能同时双向传输。 半双工通信：数据能在任意一个方向上传输，但不能同时 传。 单工通信：数据仅在一个方向上传输。 差错控制：物理链路非完美 顺序错误：存在先发后到的情况 发送速度的控制： 报文分割、传输和重新组装 多路复用： 解多路复用： 路由选择：
主机 主机-主机协议 子网
主机-IMP协议
源IMP-目的IMP协议
计算机网络1-3章课后习题及答案
计算机网络课后习题答案第一章概述习题1-01 计算机网络向用户可以提供哪些服务?答: P1第二段，三种网络各自提供的服务及计算机网络的功能。
习题1-02 试简述分组交换的要点。
答：分组交换技术采用存储转发技术，将完整的报文分割成较小的数据段，在每个数据段前面，加上一些必要的控制信息组成首部后，就构成了分组。
分组是在计算机网络中传送的数据单元。
发送分组，接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文后进行重组，这就是分组交换技术。
习题1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：电路交换的优点：适用于连续传送大量数据；缺点：电路建立连接时间长，线路利用率低。
信息传输延迟小，就给定的连续路由来说，传输延迟是固定不变的。
信息编码方法、信息格式以及传输控制程序来都不受限制，即可向用户提供透明的通路。
报文交换的优点：是采用了存储转发技术，线路使用率高；缺点：是延迟长。
分组交换的优点：分组动态分配带宽，且对网络逐段占用，提高通信线路使用效率。
分组独立选择路由，使结点之间数据交换比较灵活。
分组大大压缩结点所需的存储容量，也缩短了网络延时。
较短的报文分组比较长的报文可大大减少差错的产生，提高传输可靠性。
缺点：分组在各结点存储较发时需要排队，这就会造成一定的时延。
当网络通信量大时，这种时延也可能会很大。
同时，各分组必须携带的控制信息也造成了一定的开销。
习题1-04为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？答：因特网缩短了人际交往的时间和空间，改变了人们的生活、工作、学习和交往方式，使世界发生了极大的变化。
习题1-05因特网的发展大致分为哪能几个阶段？请指出这几个阶段最主要的特点。
答：P3第一阶段是从单个网络向互联网发展的过程。
第二个阶段的特点是建成了三级结构的因特网。
分为主干网、地区网和校园网。
第三阶段的特点是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。
习题1-06简述因特网标准制定的几个阶段。
《计算机网络》目录.
《计算机网络》目录目录前言读者指南第1章网络概述1.1什么是计算机网络？1.2 计算机网络的形成和技术发展特点1.3 网络分类特点1.3.1 按网络复盖的地理范围分类1.3.2 按传输介质分类1.3.3按网络的拓朴结构分类1.3.4按通信方式分类1.3.5按网络使用的目的分类1.3.6按服务方式分类1.3.7按企业和公司管理分1.4 网络高层应用1.4.1技术和市场的驱动1.4.2信息内容服务1.4.3网络应用技术1.5 小结习题第2章网络体系结构2.1 网络层次模块结构模型2.1.1计算机网络体系结构概念2.1.2 协议分层的关键性设计问题2.2 OSI参考模型7层层次结构2.3TCP/IP分组交换网协议2.3.1 TCP/IP 的体系结构2.3.2TCP 协议2.3.3IP 协议2.3.4TCP/IP的高层协议2.3.5UDP协议2.3.6TCP/IP模型的其它各层协议2.4IEEE802LAN体系结构2.4.1IEEE802LAN体系结构概述2.4.2 IEEE802LAN参考模型2.5网络协议与操作系统2.5.1网络操作系统服务2.5.2 网络操作系统中互连服务2.6小结习题第3章通信子网3.1 通信基本原理3.1.1 数据通信的基本概念3.1.2 数据信号表示方式3.1.3 数据通信类型3.1.4 数据传输方式3.1.5 数据交换方式3.1.6 传输介质3.1.7 差错控制方法3.1.8 主要数据通信指标3.2 计算机网络互连的硬件设备3.2.1 网络适配器3.2.2 中继器3.2.3 集线器3.2.4 网桥3.2.5 路由器3.2.6 网关3.3 网络拓扑结构与分类3.4 网络的传输介质3.4.1 传输介质的类型3.4.2 传输介质的选择3.4.3 常用传输介质的主要特性3.5 网络互连设备产品3.5.1 网络技术3.5.2 Cabletron产品3.6 小结习题第4章局域网4.1 局域网的发展特点与功能4.1.1 局域网定义4.1.2 历史性网络技术与产品4.2 局域网的特点4.2.1 局域网技术4.2.2 网络结构化布线技术4.3 局域网协议与组网技术4.3.1 局域网体系结构和网络参考模型4.3.2 局域网操作系统4.3.3 10种高速局域网技术简介4.3.4 组网技术4.4 IEEE802.5标准（令牌网）4.4.1令牌网的组成4.4.2802.5局域网的MAC子层4.5 IEEE802.4标准（令牌总线局域网）4.5.1令牌总线局域网的组成4.5.2令牌总线局域网的MAC子层4.5.33种802标准比较4.6 对等网技术4.6.1 对等式网络4.6.2 双机互连4.6 小结习题第5章以太网5.1 以太网的发展特点与功能5.1.1 以太网5.1.2 3类以太网的特点5.2 高速以太网5.2.1 100BASE-T技术5.2.2光纤分布式数据接口FDDI5.2.3千兆比以太网5.2.4展望万兆以太网5.2.5交换以太网5.6 小结习题第6章因特网6.1 广域网的发展特点与功能6.1.1广域网的互连技术6.1.2路由器技术的发展特点与功能6.1.3宽带接入6.2 因特网的发展特点与应用；6.2.1 Internet名词术语6.2.2 Internet/Intranet6.2.3 企业网站建设6.3 因特网协议6.3.1Internet运输层协议6.3.2TCP/IP体系中的运输层6.4 万维网6.4.1数字数据网6.4.2X.25分组交换数据网6.4.3PSTN公共电话网6.4.4ISDN 综合业务数据网6.4.5帧中继6.4.6异步传输模式ATM6.5 小结习题第7章网络管理7.1 网络管理与网站建设7.1.1网络管理功能7.1.2网络管理标准7.1.3建立电子商务网站7.2 SNMP管理模型7.3 域名注册标准7.4系统服务管理7.4.1 设计IP地址方案7.4.2 目录服务管理7.5 网络管理技术与工具7.5.1 复杂网络环境管理中应用技术7.5.2 网管全面化工具7.6小结习题第8章网络安全8.1 网络安全体系8.1.1 安全目标8.1.2 网络安全五层体系8.2 网络安全技术8.2.1防火墙技术的基本概念8.2.2局域网的保密8.2.3网络安全技术8.3 网络安全工具8.4 小结习题附录1 课程总复习指南附录2 计算机网络实验指示书（学生用）参考文献。
计算机网络第8版课件-第1章-概述
ARPANET：最初只是一个单个的分组交 换网，不是一个互连网。
SRI UTAH
1983 年，TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议，使得所有使用 TCP/IP 协 UCSB
议的计算机都能利用互连网相互通信。 人们把 1983 年作为互联网的诞生时间。 1990 年，ARPANET 正式宣布关闭。
服务器
计算机网络 (第 8 版)
“计算机之间通信”的含义
实际上是指： 主机 A 的某个进程和主机 B 上的另一个进程进行通信。
计算机网络 (第 8 版)
端系统之间的两种通信方式
客户/服务器方式
• Client / Server 方式 • 简称为 C/S 方式
对等方式
• Peer to Peer 方式 • 简称为 P2P 方式
信息 (Informational)
历史 (Historic)
1.3 互联网的 组成
计算机网络 (第 8 版)
1.3.1 1.3.2
互联网的边缘部分 互联网的核心部分
计算机网络 (第 8 版)
1.3 互联网的组成
从互联网的工作方式上看，可以划分为两大块： 边缘部分： 由所有连接在互联网上的主机组成，由用户直接使用，
1.1.1 1.1.2
计算机网络的定义 计算机网络的特点
计算机网络 (第 8 版)
万物联网 信息时代：以网络为核心 人人用网
万物联网
人人用网
计算机网络 (第 8 版)
万物联网 大众熟悉的三大类网络 人人用网
电信网络
有线电视网络
计算机网络
提供电话、电报 及传真等服务。
向用户传送各 种电视节目。
使用户能在计算机 之间传送数据文件。
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2
3 4
22=4
23=8 24=16
4-2=2
8-2=6 16-2=14
5
6 7 8 9
25=32
26=64 27=128 28=256 29=512
32-2=30
64-2=62 128-2=126 256-2=254 512-2=510
…
….
…
26
所能借的最大的子网位数
地址类别
缺省的主机位长
最多可借的子网位数
办事处1
10台 主 机 串行链路 1
总部 60台 主 机 串行链路 2 分公司
30台 主 机
39
对两个串行链路所在的子网进行IP分配
218.5.16. 0 1 1 1 0 0 H H 218.5.16. 0 1 1 1 0 1 H H 218.5.16. 0 1 1 1 1 0 H H 218.5.16. 0 1 1 1 1 1 H H 串行链路1网络号：218.5.16.112/30 串行链路2网络号：218.5.16.116/30 网络号：218.5.16.120/30 网络号：218.5.16.124/30
32
IPv4地址危机及解决方案
33
解决方案
短期内 ：通过IPV4扩展来解决IP地址危机 ，常见方案 ：
变长子网掩码 CIDR 私有IP NAT转换
长期：设计和部署一个新的Internet协议（即IPV6）
34
VLSM
VLSM使得公司或组织能够在同一个网络地址空间内使 用一个以上的子网掩码 VLSM的做法实际上就是“子网再划分子网”，使得编 码效率最大化 在进行子网划分时，按子网的规模由大到小进行IP的 分配 子网号全0和全1均可用 VLSM必须要求路由协议支持才行
办事处1
10台 主 机 串行链路 1
总部 60台 主 机 串行链路 2 分公司
30台 主 机
38
对子网规模第三大的办事处进行IP分配
218.5.16. 0 1 1 0 H H H H 218.5.16. 0 1 1 1 H H H H 办事处网络号： 218.5.16.96/28 网络号： 218.5.16.112/28
8
IP地址
在TCP/IP网络中的每一台主机都须分配一个IP地址 IP地址为32位二进制
为了便于书写和记忆 ，将32位每8位一组分为四组，每 组用十进制表示，组与组间用点号分隔开，这种表示方 法叫点分十进制
9
192.5.34.11
11000000 10101000 00000000 10101000 192
24
定长子网划分
为创建子网，需从原有IP地址的主机位中借出连续的若 干高位作为子网的标识。 确定从原主机位借多少位作为子网标识位时，需要考虑 两个因素：
子网的个数 每个子网中能够容纳的最大主机数。
划分前 网络标识 主机标识
划分后
网络标识
子网络标识
主机标识
25
子网位以及可用的子网位
子网位 1 子网个数 21=2 可用的子网个数 2-2=0
A
24
22
B
16
14
C
8
6
27
子网掩码(subnet mask)
子网掩码(subnet mask)通常与IP地址配对出现，其功能是告 知主机或者路由设备，一个给定IP地址的哪一部分代表网络 号，哪一部分代表主机号
子网掩码表示方法与IP地址一样
所有与IP地址中的网络与子网络位部分对应的二进制位取值 为“1”
30台 主 机
36
对子网规模最大的总部进行IP分配
218.5.16. 0 0 H H H H H H 218.5.16. 0 1 H H H H H H 218.5.16. 1 0 H H H H H H 218.5.16. 1 1 H H H H H H 总部网络号：218.5.16.0/26 网络号：218.5.16.64/26 网络号：218.5.16.128/26 网络号：218.5.16.192/26
与IP地址中的主机位部分对应的位则取值为“0”
在书写上我们还可以采用更加简单的“X.X.X.X/Y”方式来表 示IP地址与子网掩码对。其中，每个“X”分别表示与IP地址 中的一个8位组对应的十进制值，而“Y”表示子网掩码中与 网络标识对应的位数
28
29
子网划分实例
子网1
子网2
子网3
每个网段的主机数均不超过14台，现企业申请到一个C类 地址202.5.50.0，请进行子网划分
物理层网络设备：中继器（repeater）和集线器（hub）
数据链路层设备：网桥和交换机
网络层设备：路由器等。
4
网络互连示例
LAN
LAN
5
TCP/IP模型
TCP/IP模型 TCP/IP协议簇 HTTP、 DNS、 SMTP、 FTP、 TFTP、 TELNET
应用层
传输层
TCP、 UDP
网际层
第1章 网络互连概述
1
学习目标
理解网络互连概念 掌握TCP/IP模型及各层主要协议
理解IPv4协议，掌握IPv4地址
理解IPv6协议，掌握IPv6地址
2
网络互连概述
3
网络互连概述
从软件角度看，网络互连就是使用网际协议实现同构与 异构网络之间的互联、互通与互操作。 从硬件角度看，网络互连需要使用各种网络互连设备将 多个同构或异构网络相互连接起来，形成规模更大的互 连网络。 常见的网络互连设备：
17
私有IP
在IPv4的地址空间中，还保留了一部分被称为私有地址 (private address)的地址资源，它们供企业、公司或 组织机构内部组建IP网络时使用 所有以私有地址为目标地址的IP数据包都不能被路由至 外面的因特网上 以私有地址作为逻辑标识的主机若要访问外面的因特网 ，必须采用网络地址翻译(Network address translation，简称NAT)或应用代理(proxy)方式。
20
IP地址的规划
分析网络规模 根据网络规模确定所需要的网络类别和每类网络的数量
确定使用公用地址、私有地址还是两者混用
根据可用的地址资源为每台主机指定IP地址并在主机上 进行相应的配置
21
IP地址规划
例：每个网段上有30台主机，则需要使用多少IP地址
22
解决方案1
使用3个C类地址
网络地址最好是连续的。
41
CIDR实例
210.33.44.0/24 210.33.45.0/24 210.33.46.0/24 210.33.47.0/24
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VLSM
在进行VLSM划分子网时，为避免子网号地址重叠，在 进行子网划分时按子网规模由大到小的顺序进行IP网络 号的分配。 如图所示，企业申请到一个C类地址“218.5.16.0/24”。 使用VLSM对该企业网络进行IP分配过程。
办事处1
10台 主 机 串行链路 1
总部 60台 主 机 串行链路 2 分公司
办事处1
10台 主 机 串行链路 1
总部 60台 主 机 串行链路 2 分公司
30台 主 机
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无类别域间路由
CIDR通过用子网掩码代替地址类别来判定IP地址的网络 标识 它可以把若干个类别规模较小的网络汇总成一个超网 在具体运用CIDR时必须遵守下列两个规则：
网络号的范围必须是2的幂次方，如2，4，8，16等。
IPv4所定义的IP地址被分为A、B、C、D和E五类 A、B 、C三类地址被作为普通的主机地址
D类地址用来提供网络组播服务或作为网络测试之用
E类地址保留给实验和未来扩充使用
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IP地址分类
32比特 类别 A 0 B 1 0 C 1 1 0 D 1 1 1 0 E 1 1 1 1 网络 网络 网络 多点播送地址 保留给将来使用 主机 主机 主机 地址范围 0.0.0.0至 127.255.255.255 128.0.0.0至 191.255.255.255 192.0.0.0至 223.255.255.255 224.0.0.0至 239.255.255.255 240.0.0.0至 255.255.255.255
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19
提问
Ipconfig
Ipconfig /all Ping 127.0.0.1
Ping 自己的IP
Ping网关 Nslookup (exit)
用PACKERTACER做三种环境
用真机将两台机器连网，并设置共享 建共享帐号、设置共享 客户输入\\对方的IP
IPv4、 IPv6 ICMPv4、 ICMPv6 Ethernet、 PPP、 WLAN等各种 LAN 、 MAN与 WAN协议
网络接入层
6
IPv4协议与地址
7
IPv4分组报头
IPv4协议是一个不可靠的、面向无连接的数据分组传输 协议，是一个支持异构网络互连的网络层协议
bit 0 版本 4 头部长度 标识 生存时间 协议 源IP地址 目的IP地址 选项 填充 8 12 服务类型 标志 16 20 24 总长度 分片偏移量 校验和 28 32
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IP地址分类
A类地址：最大网络数128个，每个网络可容纳的最大主 机数目 224-2个，适用于有大量主机的大型网络 B类地址：最大网络数214个，每个网络可容纳的最大主 机数目 216-2个，适用于有中等规模主机的大型网络 C类地址：最大网络数221个，每个网络可容纳的最大主 机数目 28-2个，适用于有少量主机的大型网络
分析：
每个C类地址有254个可用的IP地址. 使用的IP地址数: 3*30=90个