第01章-计算机网络概论.ppt

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1、第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论1第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论2本章学习要求本章学习要求：了解：了解：计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展掌握：计算机网络的定义掌握：计算机网络的定义掌握：计算机网络的拓扑构型掌握：计算机网络的拓扑构型 掌握：计算机网络的分类方法掌握：计算机网络的分类方法了解：典型的计算机网络了解：典型的计算机网络了解：公共数据网的发展了解：公共数据网的发展 了解：计算机网络应用的主要领域了解：计算机网络应用的主要领域了解：计算机网络应用带来的社会问题了解：计算机网络应用带来的社会问题第第1 1章章

2、 计算机网络概论计算机网络概论31.1 计算机网络的形成与发展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计算机网络发展阶段的划分 第一阶段：第一阶段：20世纪世纪50年代（面向终端）年代（面向终端）数据通信技术的研究与发展数据通信技术的研究与发展第二阶段：第二阶段：20世纪世纪60年代（分组交换技术）年代（分组交换技术）ARPANET与分组交换技术的研究与发展与分组交换技术的研究与发展第三阶段：第三阶段：20世纪世纪70年代年代 网络体系结构与协议标准化的研究网络体系结构与协议标准化的研究 广域网、局域网与公用分组交换网的研究与应用广域网、局域网与公用分组交换网的研究与应用第四

3、阶段：第四阶段：20世纪世纪90年代年代 Internet技术的广泛应用技术的广泛应用 网络计算技术的研究与发展网络计算技术的研究与发展 宽带城域网与接入网技术的研究与发展宽带城域网与接入网技术的研究与发展 网络与信息安全技术的研究与发展网络与信息安全技术的研究与发展 第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论41.1.2 计算机网络的形成计算机网络的形成 1946年世界上第一台电子数字计算机年世界上第一台电子数字计算机ENIAC诞生时，计算诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的联系；机技术与通信技术并没有直接的联系；20世纪世纪50年代初，由于美国军方的需要，美国半自动地面防年代初，由于

4、美国军方的需要，美国半自动地面防空系统（空系统（SAGE）的研究开始了计算机技术与通信技术相结合的研究开始了计算机技术与通信技术相结合的尝试；的尝试；随着计算机应用的发展，出现多台计算机互连的需求，网络随着计算机应用的发展，出现多台计算机互连的需求，网络用户希望通过网络实现计算机资源共享的目的；用户希望通过网络实现计算机资源共享的目的；典型的研究成果是典型的研究成果是ARPA网。网。第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论51.1.3 网络体系结构与协议标准化的研究网络体系结构与协议标准化的研究一些大的计算机公司纷纷提出了各种网络体系结构与一些大的计算机公司纷纷提出了各种网络体系结构与网络

5、协议；网络协议；国际标准化组织（国际标准化组织（ISO）成立专门委员会研究网络体系成立专门委员会研究网络体系结构与网络协议国际标准化问题；结构与网络协议国际标准化问题；ISO正式制订了开放系统互连参考模型，制订了一系列正式制订了开放系统互连参考模型，制订了一系列的协议标准；的协议标准；在在1969年年ARPANET的实验性阶段，研究人员就开始了的实验性阶段，研究人员就开始了TCP/IP协议雏形的研究；协议雏形的研究；TCP/IP协议的成功促进了协议的成功促进了Internet的发展，的发展，Internet的的发展又进一步扩大了发展又进一步扩大了TCP/IP协议的影响。协议的影响。第第1 1章

6、章 计算机网络概论计算机网络概论61.1.4 Internet的应用与网络计算技术发展的应用与网络计算技术发展Internet的的广广泛泛应应用用促促进进了了电电子子商商务务、电电子子政政务务、远远程程教育、远程医疗、分布式计算与视频点播的发展；教育、远程医疗、分布式计算与视频点播的发展；高高速速局局网网络络技技术术发发展展迅迅速速，Fast Ethernet、Gigabit Ethernet已已开开始始进进入入实实用用阶阶段段，速速率率为为10Gbps的的Ethernet网正在研究之中；网正在研究之中；基基于于光光纤纤与与IP技技术术的的宽宽带带城城域域网网与与宽宽带带接接入入网网技技术术已

7、已经成为研究、应用与产业发展的热点问题之一；经成为研究、应用与产业发展的热点问题之一；网络计算技术已经成为重要的网络应用与研究领域。网络计算技术已经成为重要的网络应用与研究领域。第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论71.1.5 宽带网络与全光网络技术的研究与发展宽带网络与全光网络技术的研究与发展 很多国家的政府与企业投入巨额资金，把宽带网络作很多国家的政府与企业投入巨额资金，把宽带网络作为战略产业来发展；为战略产业来发展；宽带网络在基础设施、网络产品、信息服务等多个层宽带网络在基础设施、网络产品、信息服务等多个层面上提供了巨大的市场机会，为新的网络服务运营商面上提供了巨大的市场机会，为

8、新的网络服务运营商提供了发展的空间，从而也带动了网络产业的结构调提供了发展的空间，从而也带动了网络产业的结构调整；整；宽带网络建设的两个关键是宽带骨干网技术和宽带接宽带网络建设的两个关键是宽带骨干网技术和宽带接入网技术的发展；入网技术的发展；全光网会给未来通信网的宽带、容量带来更大地发展全光网会给未来通信网的宽带、容量带来更大地发展空间。空间。第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论81.2 计算机网络的定义计算机网络的定义 1.2.1 计算机网络定义的基本内容计算机网络定义的基本内容 资源共享观点的定义：以能够相互共享资源的方式互资源共享观点的定义：以能够相互共享资源的方式互连起来的自治

9、计算机系统的集合。连起来的自治计算机系统的集合。网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享；网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享；互连的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的互连的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机系统自治计算机系统”；连网计算机在通信过程中必须遵循相同的网络协议。连网计算机在通信过程中必须遵循相同的网络协议。第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论91.2.2 计算机网络与分布式计算机系统的区别计算机网络与分布式计算机系统的区别分布式计算机系统中分布式计算机系统中“存在着一个能为用户自动管理存在着一个能为用户自动管理资源的网络操作系统，由它调用完成用户任

10、务所需要资源的网络操作系统，由它调用完成用户任务所需要的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样对用的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样对用户是透明的。户是透明的。”计算机网络为分布式系统的研究提供了技术基础，而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。分布式系统是计算机网络技术发展的高级阶段。第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论101.2.3 现代网络结构的特点现代网络结构的特点 早期计算机网络结构：从逻辑功能上可以分为资源子网和通信子早期计算机网络结构：从逻辑功能上可以分为资源子网和通信子网等两个部分。网等两个部分。第第1 1章章

11、 计算机网络概论计算机网络概论111、资源子网、资源子网 资源子网由主计算机系统、终端、中断控制器、连网外资源子网由主计算机系统、终端、中断控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。主要负责全网的数据处设、各种软件资源与信息资源组成。主要负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。2、通信子网、通信子网 通信子网由通信控制处理机、通信线路和其它通信设备通信子网由通信控制处理机、通信线路和其它通信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理业务。组成，完成网络数据传输、转发等通信处理业务。通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络结

12、点。一通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络结点。一方面，它作为与资源子网的主机、终端相连接的接口，将主方面，它作为与资源子网的主机、终端相连接的接口，将主机和终端连入网内；另一方面，它又作为通信子网中的分组机和终端连入网内；另一方面，它又作为通信子网中的分组存储转发结点，完成分组的接受、校验、存储、转发等功能，存储转发结点，完成分组的接受、校验、存储、转发等功能，实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用。实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用。第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论12现代网络结构的变化现代网络结构的变化随着微型计算机的广泛应用，大量的微型计算机是通随着微型计算机的

13、广泛应用，大量的微型计算机是通过局域网连入广域网，而局域网与广域网、广域网与过局域网连入广域网，而局域网与广域网、广域网与广域网的互连是通过路由器实现的；广域网的互连是通过路由器实现的；在在Internet中，用户计算机需要通过校园网、企业网或中，用户计算机需要通过校园网、企业网或ISP联入地区主干网，地区主干网通过国家主干网联入联入地区主干网，地区主干网通过国家主干网联入国家间的高速主干网，这样就形成一种由路由器互联国家间的高速主干网，这样就形成一种由路由器互联的大型、层次结构的互联网络。的大型、层次结构的互联网络。第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论13Internet结构示意图结

14、构示意图 第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论141.3 计算机网络的拓扑构型计算机网络的拓扑构型1.3.1 计算机网络拓扑的定义计算机网络拓扑的定义拓扑学是几何学的一个分支，是从图论演变而来。拓拓扑学是几何学的一个分支，是从图论演变而来。拓扑学首先把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将扑学首先把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，进而研究了点、线、面之连接实体的线路抽象成线，进而研究了点、线、面之间的关系间的关系;计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构何关系表示

15、网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系关系;计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型计算机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。大影响。第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论151.3.2 计算机网络拓扑的分类计算机网络拓扑的分类网络拓扑方法网络拓扑方法：根据通信子网中通信信道类型分类；：根据通信子网中通信信道类型分类；通信信道类型通信信道类型：广播信道与点：广播信道与点-点线路；点线路；在采用广播信道通信子网中，一个公共的通信信道被在采用广播信道通信子网中，一个公共的通信信道被 多个网络

16、结点共享；多个网络结点共享；广播信道通信子网的基本拓扑构型广播信道通信子网的基本拓扑构型：总线型总线型 树型树型 环型环型 无线通信与卫星通信型无线通信与卫星通信型第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论16在采用点在采用点-点线路的通信子网中，每条物理线路连接一点线路的通信子网中，每条物理线路连接一对结点；对结点；点点-点线路的通信子网基本拓扑构型有点线路的通信子网基本拓扑构型有：星型星型 环型环型 树型树型 网状网状型型第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论171.4 计算机网络的分类计算机网络的分类计算机网络的分类方法主要的是以下两种计算机网络的分类方法主要的是以下两种：根据网

17、络所使用的传输技术分类根据网络所使用的传输技术分类根据网络的覆盖范围与规模分类根据网络的覆盖范围与规模分类 第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论181.4.1 根据网络传输技术进行分类根据网络传输技术进行分类通信信道的类型有两类通信信道的类型有两类：广播通信信道广播通信信道 点点-点通信信道点通信信道相应的计算机网络也可以分为两类相应的计算机网络也可以分为两类：广播式网络（广播式网络（Broadcast Networks）点点-点式网络（点式网络（Point-to-Point Networks）第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论191.4.2 根据网络覆盖范围进行分类根据网络

18、覆盖范围进行分类 按覆盖的地理范围分类，计算机网络可以分为三类：按覆盖的地理范围分类，计算机网络可以分为三类：局域网局域网（LAN，Local Area Network）城域城域网网（MAN，Metropolitan Area Network）广域网（广域网（WAN，Wide Area Network）第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论20局域网的技术特点局域网的技术特点覆覆盖盖有有限限的的地地理理范范围围，它它适适用用于于公公司司、机机关关、校校园园、工工厂厂等等有有限限范范围围内内的的计计算算机机、终终端端与与各各类类信信息息处处理理设设备连网的需求；备连网的需求；提提供供高高数

19、数据据传传输输速速率率（10Mbps10Gbps）、低低误误码码率率的高质量数据传输环境；的高质量数据传输环境；一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展；一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展；从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共享介质从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共享介质 式局域网与交换式局域网两类。式局域网与交换式局域网两类。第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论21城域网的技术特点城域网的技术特点城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络；城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络；城域网设计的目标是要满足几十公里范围内的大量企城域网设计的目标是要满足几十公里

20、范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互连的需求；业、机关、公司的多个局域网互连的需求；实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能；信息的传输功能；城域网在技术上与局域网相似。城域网在技术上与局域网相似。第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论22广域网的技术特点广域网的技术特点广域网也称为远程网；广域网也称为远程网；覆盖的地理范围从几十公里到几千公里；覆盖的地理范围从几十公里到几千公里；覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络；远程网络；通信子网主要使用分组交换技

21、术；通信子网主要使用分组交换技术；它将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到资它将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。源共享的目的。第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论231.5 计算机网络的应用计算机网络的应用 1.5.1 计算机网络在单位信息管理中的应用计算机网络在单位信息管理中的应用 计算机网络可以实现资源的共享计算机网络可以实现资源的共享；计算机网络可以提高信息系统的可靠性；计算机网络可以提高信息系统的可靠性；计算机网络可以节约资金；计算机网络可以节约资金；计算机网络可以增强信息系统的可扩展性计算机网络可以增强信息系统的可扩展性。第第1 1章章 计算机网络

22、概论计算机网络概论241.5.2 计算机网络在个人信息服务中的应用计算机网络在个人信息服务中的应用 远程信息访问远程信息访问 新的通信工具新的通信工具 家庭娱乐家庭娱乐 第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论251.6 计算机网络应用带来的社会问题计算机网络应用带来的社会问题计算机网络的广泛应用已经对经济、文化、教育、科计算机网络的广泛应用已经对经济、文化、教育、科学的发展与人类生活质量的提高产生了重要影响，同学的发展与人类生活质量的提高产生了重要影响，同时也不可避免地带来一些新的社会、道德、政治与法时也不可避免地带来一些新的社会、道德、政治与法律问题；律问题；“网络社会网络社会”中的中

23、的“道德道德”与与“法律法律”，这对于人类，这对于人类是一个新的课题。是一个新的课题。第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论261.7 小结小结计计算算机机网网络络是是计计算算机机技技术术与与通通信信技技术术高高度度发发展展、紧紧密密结结合合的的产产物物，网网络络技技术术对对当当前前社社会会发发展展产产生生着着重重要要的的影响；影响；当当前前计计算算机机网网络络发发展展的的特特点点是是Internet的的广广泛泛应应用用与与高高速网络技术的迅速发展；速网络技术的迅速发展；从从资资源源共共享享观观点点来来看看，计计算算机机网网络络是是“以以能能够够相相互互共共享资源的方式互连起来的自治计算

24、机系统的集合享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合”；随随着着微微型型计计算算机机和和局局域域网网的的广广泛泛应应用用，在在现现代代的的广广域域网网一一般般是是通通过过路路由由器器将将局局域域网网与与广广域域网网互互联联起起来来，构构成各种信息系统的运行平台；成各种信息系统的运行平台；第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论27计计算算机机网网络络拓拓扑扑是是用用通通信信子子网网中中结结点点与与通通信信线线路路之之间间的的几几何何关关系系来来表表示示网网络络的的结结构构。网网络络拓拓扑扑反反映映出出网网络络中中各各实实体体间间的的结结构构关关系系，它它对对网网络络性性能能、系系统统可可

25、靠靠性性与通信费用都有重大影响；与通信费用都有重大影响；计计算算机机网网络络的的分分类类方方法法主主要要有有两两类类：按按网网络络所所使使用用的的传传输输技技术术分分类类与与根根据据网网络络的的覆覆盖盖范范围围与与规规模模分分类类。根根据据网网络络的的覆覆盖盖范范围围与与规规模模分分类类，计计算算机机网网络络分分为为局局域域网、城域网与广域网等三类；网、城域网与广域网等三类；计计算算机机网网络络应应用用的的主主要要领领域域是是单单位位信信息息管管理理与与个个人人信信息服务息服务；计计算算机机网网络络的的广广泛泛应应用用已已对对经经济济、文文化化、教教育育、科科学学的的发发展展产产生生了了重重要要影影响响，同同时时不不可可避避免免带带来来一一些些新新的的社会、道德、政治与法律问题。社会、道德、政治与法律问题。