1、1第第1 1章章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)引論計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)引論林明儒林明儒2本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 1. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢(shì) 2. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義 3. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi) 4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作模式3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指地理上分散的多臺(tái)自計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指地理上分散的多臺(tái)自主計(jì)算機(jī)，通過(guò)通信設(shè)備、通信鏈路及主計(jì)算機(jī)，通過(guò)通信設(shè)備、通信鏈路及通信（網(wǎng)絡(luò)）協(xié)議等連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交通信（網(wǎng)絡(luò)）協(xié)議等連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、資源共享等功能的系統(tǒng)換、資源共享等功能的系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義41.1 1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展1.1 1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合

2、51.1.2 1.1.2 推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的兩大動(dòng)力推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的兩大動(dòng)力 日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求 使遠(yuǎn)程資源的使用成為可能 共享程序、數(shù)據(jù)和信息資源 網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的通信和合作 推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ) 微電子、光電子技術(shù)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展及融合6發(fā)展3個(gè)階段第第1 1階段：面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)階段：面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代初，美國(guó)的半自動(dòng)地面防空年代初，美國(guó)的半自動(dòng)地面防空系統(tǒng)；系統(tǒng)；2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代初，通信控制處理年代初，通信控制處理機(jī)機(jī) 、集中器。、集中器。7第第2 2階段：分組交換網(wǎng)階段：分組交換網(wǎng)2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代中期年代中期

3、ARPANETARPANET誕生誕生8兩兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)：級(jí)網(wǎng)絡(luò)：通信通信子網(wǎng)和子網(wǎng)和資源資源子網(wǎng)子網(wǎng)通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)通信處理（數(shù)據(jù)的加工、變換、通信處理（數(shù)據(jù)的加工、變換、傳輸和交換）交換機(jī)、路由器、軟件等傳輸和交換）交換機(jī)、路由器、軟件等 資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)資源共享（數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)資資源共享（數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)）服務(wù)器、外設(shè)、軟件等源和服務(wù)）服務(wù)器、外設(shè)、軟件等9ABCDEHHHHH通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)10第第3 3階段：階段：OSIOSI的確定到的確定到InternetInternet19771977年年 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO OSI/RM ISO OSI/RM 19841984年

4、年 TCP/IPTCP/IP協(xié)議協(xié)議 Internet Internet 19931993年年 美國(guó)國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施美國(guó)國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施NIINII發(fā)展計(jì)劃發(fā)展計(jì)劃 19911991年年 萬(wàn)維網(wǎng)（萬(wàn)維網(wǎng)（WWWWWW） 19931993年風(fēng)靡全球，美國(guó)提出信息高速公路。年風(fēng)靡全球，美國(guó)提出信息高速公路。11中國(guó)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史中國(guó)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展史 第一階段第一階段為19871993年，也是研究試驗(yàn)階段。在此期間中國(guó)一些科研部門(mén)和高等院校開(kāi)始研究InternetInternet技術(shù)，并開(kāi)展了科研課題和科技合作工作，但這個(gè)階段的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用僅限于小范圍內(nèi)的電子郵件服務(wù)。12 第二階段第二階段為1994年至19

5、96年，同樣是起步階段。1994年4月，中關(guān)村地區(qū)教育與科研示范網(wǎng)絡(luò)工程進(jìn)入Internet，從此中國(guó)被國(guó)際上正式承認(rèn)為有Internet的國(guó)家。 13 第三階段第三階段從1997年至今，是Internet在我國(guó)快速最為快速的階段。國(guó)內(nèi)Internet用戶(hù)數(shù)97年以后基本保持每半年翻一番的增長(zhǎng)速度。 目前我國(guó)有網(wǎng)民人數(shù)世界第一：網(wǎng)民數(shù)已達(dá)到2.98億人，手機(jī)網(wǎng)民數(shù)則首次超過(guò)1億人 （ 2009.1.13）14 【網(wǎng)絡(luò) - 中國(guó)四大骨干網(wǎng)】 中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（CHINANETCHINANET） 中國(guó)教育與科研網(wǎng)（中國(guó)教育與科研網(wǎng)（CERNETCERNET） 中國(guó)科學(xué)技術(shù)

6、網(wǎng)（中國(guó)科學(xué)技術(shù)網(wǎng)（CSTNETCSTNET） 中國(guó)金橋信息網(wǎng)（中國(guó)金橋信息網(wǎng)（CHINAGBNCHINAGBN） 15【網(wǎng)絡(luò)的用途【網(wǎng)絡(luò)的用途】 【網(wǎng)絡(luò)傳播【網(wǎng)絡(luò)傳播】 【網(wǎng)絡(luò)電話(huà)網(wǎng)絡(luò)電話(huà)】【網(wǎng)絡(luò)電視【網(wǎng)絡(luò)電視】 【網(wǎng)絡(luò)教育】【網(wǎng)絡(luò)金融】 【網(wǎng)絡(luò)保險(xiǎn)【網(wǎng)絡(luò)保險(xiǎn)】【網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo)】 【網(wǎng)絡(luò)娛樂(lè)】161.3.4 1.3.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要特性準(zhǔn)則計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要特性準(zhǔn)則 性能 可靠性 安全性17可靠性可靠性 數(shù)據(jù)包在物理鏈路傳輸過(guò)程中的位差錯(cuò) 數(shù)據(jù)包的丟失 結(jié)點(diǎn)和鏈路層的故障18可靠性度量可靠性度量 發(fā)生故障的頻度 恢復(fù)故障所需時(shí)間 對(duì)實(shí)發(fā)性故障的網(wǎng)絡(luò)健壯性191.3.5 1.3.5 網(wǎng)絡(luò)的性能網(wǎng)絡(luò)

7、的性能 帶寬與延時(shí) 延時(shí)帶寬乘積 高速網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求 應(yīng)用程序?qū)π阅艿囊?性能之一性能之一帶寬帶寬 單位時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)上可以傳輸數(shù)據(jù)位的數(shù)目稱(chēng)帶寬 帶寬確定了傳輸每位數(shù)據(jù)需要花的時(shí)間 帶寬的類(lèi)別 物理鏈路帶寬 邏輯信道帶寬 網(wǎng)絡(luò)帶寬 性能之二性能之二延時(shí)延時(shí) 報(bào)文從網(wǎng)絡(luò)的一端傳輸?shù)搅硪欢怂杌ㄙM(fèi)的時(shí)間稱(chēng)延時(shí) 網(wǎng)絡(luò)往返時(shí)間RTT 延時(shí)的組成 光速造成的延時(shí) 傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)排隊(duì)的時(shí)間 延時(shí)傳播傳輸排隊(duì) 傳播距離/光速 傳輸數(shù)據(jù)包大小/帶寬1.4 1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)方法計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)方法 按地域范圍 可分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)三類(lèi)。 按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 可分為總線、星狀、環(huán)狀、網(wǎng)狀網(wǎng)等。 按交換

8、方式 可分為電路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、幀中繼交換網(wǎng)、信元交換網(wǎng)等。23 按網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 可分為采用TCP/IP、SNA、SPX/IPX、AppleTALK等協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。 按應(yīng)用規(guī)模 可分為Intranet、Extranet、Internet。 拓?fù)渚W(wǎng)狀 星型 樹(shù)型 總線型 環(huán)型網(wǎng)狀拓?fù)湫切屯負(fù)錁?shù)型拓?fù)淇偩€型拓?fù)洵h(huán)型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng) 城域網(wǎng) 廣域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng) 局域網(wǎng)是將小區(qū)域內(nèi)的各種通信設(shè)備互連在一起的通信網(wǎng)絡(luò)，傳輸速率低于100Mbps的稱(chēng)傳統(tǒng)局域網(wǎng)，傳輸速率高于100Mbps的稱(chēng)高速局域網(wǎng)。決定局域網(wǎng)特性主要技術(shù)決定局域網(wǎng)特性主要技術(shù) 傳輸介質(zhì) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 介質(zhì)訪問(wèn)控制局域網(wǎng)局域網(wǎng)城域城域網(wǎng)網(wǎng) 城域

9、網(wǎng)是在5-100公里的地理覆蓋范圍內(nèi),以高的傳輸速率支持?jǐn)?shù)據(jù)、聲音和圖像綜合業(yè)務(wù)傳輸?shù)囊环N通信網(wǎng)絡(luò)。城域網(wǎng)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng) 廣域網(wǎng)是在數(shù)十公里到數(shù)千公里的地理覆蓋范圍內(nèi)，可以連接若干個(gè)城市、地區(qū)、甚至跨越國(guó)家，遍及全球的一種通信網(wǎng)絡(luò)，也稱(chēng)遠(yuǎn)程網(wǎng)。廣域網(wǎng)1.6 1.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)100G bps40種波長(zhǎng)同時(shí)傳送100萬(wàn)個(gè)話(huà)音和1500個(gè)電視信道100,00010,0001,000100101多媒體多媒體寬帶網(wǎng)寬帶網(wǎng)移動(dòng)通信移動(dòng)通信 移動(dòng)通信的發(fā)展 未來(lái)NII、GII的重要組成 便攜式信息設(shè)備 電腦的運(yùn)算能力 Internet的聯(lián)網(wǎng)能力 電視的清晰圖象 電話(huà)的方便 移動(dòng)通信

10、用戶(hù)數(shù)激增移動(dòng)通信移動(dòng)通信 移動(dòng)系統(tǒng) 技術(shù)參數(shù) 第一代 第二代 第三代 第四代 頻寬 30K 300K1.25M 5M 10M20M 多址技術(shù) FDMA TDMA,CDMA CDMA CDMA+TDMA 業(yè)務(wù) 話(huà)音 話(huà)音，短消息 話(huà)音，多媒體 多媒體 核心網(wǎng)絡(luò) 電信交換網(wǎng) 電信交換網(wǎng) 電信交換網(wǎng)， IP網(wǎng) IP網(wǎng) 終端數(shù)據(jù)速率 9.6Kbps 56kbps 2Mbps 10Mbps 基本技術(shù)特征 模擬信號(hào) 處理技術(shù) 數(shù)字信號(hào) 處理技術(shù) 智能信號(hào) 處理技術(shù) 多功能 綜合技術(shù) 511.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作模式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工作模式的設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)分析和設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。好的工作模式設(shè)計(jì)能合理利用網(wǎng)絡(luò)的軟硬件

11、資源、科學(xué)分配計(jì)算負(fù)載，使網(wǎng)絡(luò)在獲得較高性能指標(biāo)。同時(shí)，具有較高的可靠性、可使用性和可維護(hù)性。一般，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作模式可分為客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器（C/S）模式和對(duì)等網(wǎng)（Peer-to-Peer）通信模式。 521.3.1 客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器（C/S）模式客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器（C/S）模式是一種基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)，在這種模式中，其中一臺(tái)或幾臺(tái)較大的計(jì)算機(jī)集中進(jìn)行共享數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和存取，稱(chēng)為服務(wù)器；而將其他的應(yīng)用處理工作分散到網(wǎng)絡(luò)中其他計(jì)算機(jī)上去做，構(gòu)成分布式的處理系統(tǒng)。在這種情況下，服務(wù)器控制管理數(shù)據(jù)的能力已由文件管理方式上升為數(shù)據(jù)庫(kù)管理方式。因此，C/S網(wǎng)絡(luò)模式的服務(wù)器也稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，服務(wù)器控制所有文件、文件夾、打印機(jī)、掃描儀以及其他資源?？蛻?hù)計(jì)算機(jī)必須在它們?cè)L問(wèn)資源前請(qǐng)求服務(wù)器并得到批準(zhǔn)。如圖1-9所示為一個(gè)簡(jiǎn)單客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 531.3.2 對(duì)