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1章计算机网络概述随着计算机应用的深入，特别是家用计算机越来越普及，用户一方面希望能共享信息资源，另一方面也希望各计算机之间能互相传递信息。
基于这些原因，计算机将向网络化发展，将分散的计算机连接成网，组成计算机网络。
所谓计算机网络，就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。
计算机网络是现代通信技术与计算机技术紧密相结合的产物。
它涉及通信技术与计算机技术两个领域。
计算机网络的诞生使计算机的应用发生了巨大变化，已经遍布经济、文化、科研、军事、政治、教育和社会生活等各个领域，进而引起世界范围内产业结构的变化和全球信息产业的发展。
1.1 计算机网络的定义与发展从20世纪80年代末开始，计算机网络技术进入新的发展阶段，它以光纤通信技术应用于计算机网络、多媒体技术、综合业务数据网络（ISDN）、人工智能网络的出现和发展为主要标志。
20世纪90年代至本世纪初是计算机网络高速发展的时期，尤其是Internet 的建立，推动了计算机网络向更高层次发展。
1.1.1 计算机网络的产生和发展计算机网络的发展过程大致可以分为面向终端的计算机通信网络、计算机互联网络、标准化网络和网络互联与高速网络4个阶段。
1．面向终端的计算机通信网络早期计算机技术与通信技术并没有直接的联系，但随着工业、商业与军事部门使用计算机的深化，人们迫切需要将分散在不同地方的数据进行集中处理。
为此，在1954年，人们制造了一种称为收发器的终端设备，这种终端能够将穿孔卡片上的数据利用电话线路发送到远地的计算机。
此后，电传打字机也作为远程终端与计算机相连。
这种“终端-通信线路-计算机”系统，就是计算机网络的雏形。
其特点是计算机为网络的中心和控制者，终端围绕中心计算机分布在各处，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源。
2 计算机网络基础这一阶段的计算机网络系统实质上就是以单机为中心的联机系统，是面向终端的计算机通信，如图1.1所示。
第一章计算机网络概述考纲要求：（1）了解计算机网络的发展历史。
（2）掌握计算机网络的功能、系统组成和分类。
基础知识梳理：一、计算机网络的定义计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物，计算机网络是将地理上分散的且具有独立功能的多个计算机系统，通过通信线路和设备相互连接起来，在软件支持下实现数据通信和资源共享的系统。
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）。
二、计算机网络的发展历史（1）第一阶段：远程终端联机阶段。
20世纪50年代中期，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雏形。
（2）第二阶段：计算机网络阶段。
20世纪60年代中期，多个主计算机通过线路互联的初期计算机网络。
（1969年12月，Internet 的前身——美国的ARPA网投入运行，它标志着我们常称的计算机网络的诞生）（3）第三阶段：计算机网络互联阶段。
20世纪70年代至80年代中期，具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的标准计算机网络。
（以太网出现，国际标准化组织ISO 在1984年正式颁布了“开放系统互连基本参考模型”OSI国际标准，使计算机网络体系结构实现了标准化。
）（4）第四阶段：信息高速公路阶段。
20世纪90年代中期，许多国家纷纷制定和建立本国的国家信息基础设施NII，从而极大地推动了计算机网络技术的发展，使计算机网络进入了一个崭新的阶段。
三、计算机网络的功能（参考课本P3、P4，理解各个功能的含义，能根据语义对号入座）（1）实现计算机系统的资源共享（2）实现数据信息的快速传递（3）提高可靠性（4）提供负载均衡与分布式处理能力（5）集中管理（6）综合信息服务四、计算机网络的应用计算机网络由于其强大的功能，已成为现代信息业的重要支柱，被广泛地应用于现代生活的各个领域，主要有：（1）办公自动化（2）管理信息系统（3）过程控制（4）Internet应用①电子邮伴（E-mail）②信息发布：Internet已经成为继报纸、广播、电视之后的“第四媒体”。
计算机网络的概述:计算机网络是学什么的 现今,计算机网络无处不在,本文首先介绍了计算机网络的概念、组成及功能,然后介绍了计算机网络的分类,最后介绍了计算机网络与互联网的发展历史,使我们对计算机网络有更加深刻的了解。下面是小编跟大家分享的计算机网络的概述 ，欢迎大家来阅读学习~
计算机网络的概述 目录 因特网 计算机网络性能指标 网络中通信 三种交换方式 网络分层协议模型 因特网 组成: 边缘部分 由所有连接在因特网上的主机组成 供用户直接使用，用来进行数据交换(传送数据、音频或视频)和资源共享 核心部分 功能: 向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信(即传送或接收各种形式的数据).
关键组成部分: 路由器(router),路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件,任务是转发收到的分组,这是网络核心部分最重要的功能
由ISP (Internet Service Provider)因特网服务提供者提供 三级计算机网络: 主干网 地区网 校园网/企业网 计算机网络向用户提供的最重要的功能: 连通性: 使上网用户之间可以交换信息 共享: 即资源共享(信息共享 软件共享 硬件共享) 网络体系结构: 结构:
特点: 容错能力 可扩展性 安全 网络中采取的安全措施包括: 防止未经授权地披露或窃取信息 防止未经授权地修改信息 防止拒绝服务实现这些目标的方法包括 确保机密性: 用户认证 数据加密 维护通信完整性: 数字签名 确保可用性: 防火墙 冗余网络基础架构 防止单点失效的硬件 网络划分: 按范围划分: 广域网 WAN (Wide Area Network) 局域网 LAN (Local Area Network) 城域网 MAN (Metropolitan Area Network) 个人区域网 PAN (Personal Area Network) 按使用者划分: 公用网 (public network) 专用网 (private network) 计算机网络性能指标 速率(rate) 定义 连接计算机网络的主机在数字信道上传送数据的速率,单位是比特bit) 带宽(bandwidth) 作用 网络的同学线路所能传送数据的能力 定义 本来是指信号具有的频带宽度,单位是赫(或千赫,兆赫,吉赫等),现在是指数字信道所能传送的”最高数据率”,单位是”比特每秒”或 b/s (bit/s)
计算机网络新技术概述计算机网络新技术概述学部:信息科学与技术部班级:10自动化1班姓名:马恒学号:201015470105计算机网络技术是通信技术与计算机技术相结合的产物。
计算机网络是按照网络协议, 将地球上分散的、独立的计算机相互连接的集合。
连接介质可以是电缆、双绞线、光纤、微波、载波或通信卫星。
计算机网络具有共享硬件、软件和数据资源的功能, 具有对共享数据资源集中处理及管理和维护的能力。
本文将对网络关键技术及其新发展进行概述。
1 计算机网络传输介质技术在计算机网络中, 信息的传输是通过传输介质从一个节点传输到另一个节点, 常用介质如下:(1) 双绞线: 普遍用于公共电话交换系统, 可分为屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线。
(2) 同轴电缆: 具有传输频带宽, 话路容量大, 抗干扰性能好, 传输速率高等优点。
(3) 光纤:具有载波频率高, 通信容量大, 传输损耗小, 不受外界电磁场干扰, 体积小, 重量轻等优点, 是计算机网络通信领域中最具竞争性的一种传输介质。
(4) 视线介质通信: 包括无线电通信、微波通信、红外线通信等利用空间传输电磁波技术实现的通信。
(5) 卫星通信:一个静止轨道的同步卫星可以覆盖地球表面积三分之一的地区, 只需要经过一次中继。
目前, 从各种传输介质和传输系统的各自特点和应用看, 光纤通信和卫星通信将是今后计算机传输介质技术的应用主流, 而新型无屏蔽双绞线在一定范围条件下仍将会得到广泛的应用。
2 计算机网络交换技术在实现计算机互连通信时, 计算机网络按数据交换技术的方式划分共有四种: 电路交换网、存储转发交换网、混合交换网和高速交换网。
(1) 电路交换网: 电路交换网进行数据通信交换时, 首先申请通信的物理通路, 通路建立后通信双方开始通信并传输数据。
(2) 存储转发交换网: 在进行数据通信交换时, 先将数据在交换装置控制下存入缓冲器中暂存, 并对存储的数据进行一些必要的处理。
(3) 混合交换网: 这种网同时采用存储转发和电路交换两种方式进行数据交换。
(4) 高速交换网: 高速交换网采用ATM(Asyn2 chronous Transfer Mode) 异步传输模式、帧中继FR (Frame Relay) 及语音传输等技术。
3 公用网络传输技术公用网络传输技术包括: X. 25 协议、帧中继、ISDN(Integrated Services Digital Network) 综合业务数字网、千兆与万兆快速以太网(Fast Ethernet) 、ATM 异步传输模式、B- ISDN(Broadband ISDN) 宽带综合业务数字网、蓝牙技术、无线AP(Access Point) 技术、大容量无线网和空间信息高速公路等。
(1) X. 25 协议是应用较广泛的一种传输协议。
它规定了网桥和路由器等通信设备如何在连接线路上打包和选择路由。
(2) 帧中继是继X. 25 后发展起来的数据通信方式。
它通过按需要分配带宽来处理分段信息传输增加带外信号来实现。
帧中继这种新技术在局域网的互连中得到广泛应用。
(3) ISDN 是基于单一通信网络、能够提供包括语音、文字、数据、图像等综合业务的数字网。
ISDN 通过标准POTS 线路传送数据。
速率可以达到128kbps。
(4) 千兆快速以太网较原来的快速以太网速度提高10 倍, 达到1000Mbps。
通常用光纤、6 类非屏蔽双绞线进行组网。
(5)ATM 异步传输模式是一种高速面向连接的、标准化的传输、复用交换技术。
它使用了由53B (字节) 组成的传输分组, 可以同时传送各种不同类型的数据, 包括视频和音频。
在25Mbps~ 655Mbps的数据范围内提供专用带宽。
(6)B- ISDN 宽带综合业务数字网是基于光缆网络使用异步传输模式(ATM) , 通过SONET (Syn2 chronous Optical Network) 同步光缆网络进行数据交换传输的新一代ISDN 网络。
(7) 蓝牙技术是一种短距离的无线连接技术标准。
其实质内容是要建立通用的无线电空中接口及其控制软件的公开标准。
蓝牙技术主要面向网络中各类数据及语音设备, 如PC 机、笔记本电脑等。
(8) 无线AP 是无线局域网中的接入点和无线网关。
作用类似于有线网络中的集线器。
(9) 大容量无线网是以蜂窝式移动数字通信网实现个人数据通信的技术。
美国微软公司与美国移动通信公司已联合投资90 亿美元开发卫星蜂窝网, 建立21 世纪的个人数据通信。
(10) 空间信息高速公路是美国规划全球Inter2 net 通信卫星计划, 休斯公司已经筹划开发的空间信息技术。
4 宽带用户入网技术宽带用户接入网络的技术有: DSL(Digital Sub2 scriber Line) 数字用户链路网、Home PNA (Home Phone lineNetworking Alliance) 对称式数据传输技术、Cable 接入技术、光纤接入技术、无线接入技术和VPN 技术等。
(1)DSL 数字用户链路网: 以铜质电话线为传输介质的传输技术组合, 包括ADSL, HDSL, RADSL, SDSL 和VDSL 等, 一般称之为XDSL 技术。
1ADSL(Asymmetrical DigitalSubscriber Line) 非对称数字用户线路是运行在原有普通电话线上的一种新的高速宽带技术, 利用现有的一对电话铜线, 分别传送数据和语音信号, 数据信号不通过电话交换机设备, 不需要拨号一直在线, 属于一种专线上网方式。
oHDSL (High Digital SubscriberLine) 高比特率数字用户线路是一种对称的DSL 技术, 可以利用现有电话线中的两对或三对双绞线来提供全双工的1. 544Mbps(T1) 或2. 048kbps(E1) 数字连接能力。
优点是充分利用现有电缆实现扩容, 可以解决少量用户传输宽带信号的要求。
.RADSL (Rate Asymmetrical Digital Subscriber Line) 速率自适应非对称数字用户环路是自适应速率的ADSL 技术。
可以根据双绞线质量和传输距离动态地提交640kbps 到22Mbps 的下行速率。
以及从272kbps 到1. 088Mbps 的下行速率。
.VDSL (Very High Bit RateDigital Subscriber Line) 甚高速数字用户环路技术是鉴于现有的ADSL 技术在提供图像业务方面的带宽有限以及成本偏高的缺点而开发的。
是XDSL 技术中速率最快的一种。
在一对铜质双绞电话线上, 下行速率为13Mbps~ 52Mbps。
上行速率为1. 5Mbps~ 2. 3Mbps。
传输距离较短, 一般在几百米以内。
(2) Home PNA(Home Phone lineNelworking Alli2 ance) 对称式数据传输技术的双向传输带宽均为1Mbps 或10Mbps。
其传输距离一般为100~ 300 米。
Home PNA 技术运用现有的电话线高速接入互联网。
不需要改变原有电话的设置, 而且上网速度很快。
(3)Cable 接入技术: 可以使有线电视公司利用现有HFC(光纤铜轴混合网) 网络提供了宽带业务。
HFC 在一个500 户左右的光节点覆盖区可以提供60 路模拟广播电视和每户至少2 路电话、速率至少高达10Mbps 的数据业务。
(4) 光纤接入技术是指在光纤用户网中局端与用户之间完全以光纤作为传输介质的接入网技术。
光纤用户网具有带宽大、传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等特点。
适用于多种综合数据业务的传输, 是未来宽带网络的发展方向, 它采用的主要技术是光波传输技术。
目前, 常用的光纤传输复用技术有时分复用(TDM) 、波分复用(FDM) 、频分复用(FDM) 和码分复用(CDM) 技术等。
(5) 无线接入技术利用无线技术作为传输媒介向用户提供宽带接入服务。
除了传统的无线局域网络接入外, 卫星宽带技术正在迅速发展。
用户通过计算机的调制解调器和卫星配合接入互联网, 从而获得高速互联网传输、定向发送数据、网站广播等服务。
5 IPv6 技术现存IPv4 网络面临着地址枯竭和路由表急剧膨胀两大危机。
为了解决这些问题IPv6 作为Internet Protocol 的新版本协议继承和取代IPv4。
IPv6 在地址容量、安全性、网络管理、移动性以及服务质量等方面有明显的改进。
它采用了长度为128 位的IP 地址。
保证即使再过数百年, 地址资源也不会枯竭。
IPv6 有三种基本的地址类型: 单播(Unicast) 地址、群集(Cluster) 地址和组播(Multicast) 地址。
单播地址即目的地指明一台计算机或路由器。
数据报选择一条最短的路径到达目的站点; 群集地址即目的地是共享一个网络地址的计算机的集合。
数据报选择一条最短路径到达后再传递给该组最近的一个成员; 组播地址即目的地是一组计算机, 可以在不同地方。
数据报通过硬件组播或广播传递给该组的每一个成员。
6 网络安全技术网络互联的规模越大, 安全问题就越突出。
安全技术问题涉及安全策略、移动代码、指令保护、密码学、操作系统、软件工程和网络安全管理等内容。
当前, Internet 的安全技术问题集中在以下四个方面:(1) 端到端的安全问题: 主要指用户(包括代理) 之间的加密、鉴别和数据完整性的维护。
(2) 端系统的安全问题: 主要涉及防火墙技术。
(3) 安全服务质量问题: 主要指如何保证合法用户的带宽。
防止用户非法占用带宽。
(4) 安全的网络基础设施: 主要涉及路由器、城名服务器, 以及网络控制信息和管理信息的安全问题。
7 计算机网络技术的未来综述计算机网络技术的发展方向是开放、集成、高性能和智能化。
(1) 开放: 开放的体系结构、开放的接口标准, 使各种异构系统便于互联和具有高度的互操作性, 归根结底是标准化技术问题。
(2) 集成: 表现在网络的各种服务与多媒体应用的高度集成, 在同一个网络上, 允许各种消息传递。
既能提供单点传输, 也能提供多点传递; 既能提供无特殊服务质量要求的信息传输, 也能提供有一定时延和差错要求的确保服务质量的实时传递。
(3) 高性能: 表现在网络提供高速率的传输、高效率的协议处理和高品质的网络服务。
(4) 智能化: 表现在网络的传输和处理上。
能向用户提供更为方便、友好的应用接口。
在路由选择、拥塞控制和网络管理等方面显示出更强的主动性。
尤其是主动网络的技术研究, 使得网络内执行的计算能动态地变化, 该变化可以是/ 用户指定0或/ 应用指定0, 而且用户数据可以利用这些计算。
计算机网络技术的未来趋势是优化网络体系结构、提高网络传输效率和解决网络关键技术。
