1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 Computer Networks and Communications重慶大學(xué)軟件學(xué)院開課時(shí)間：2015年春季Lecture 12022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page2自我介紹胡海波電話：1360*2932郵件：hbhuQQ:3260457副教授、博士研究方向：信息安全(隱私保護(hù))可信軟件(非功能需求)知識(shí)工程(語義技術(shù))業(yè)余愛好數(shù)字游戲的文化溯源 業(yè)余無線電2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page3所在團(tuán)隊(duì)信息安全實(shí)驗(yàn)室方向：高級(jí)密碼理論與算法信息安全測(cè)評(píng)可信軟件數(shù)字水印行業(yè)軟件研發(fā)隊(duì)伍專職教師：7人技術(shù)人員：7人博士生：2人碩士生：14人留學(xué)生：5

2、人Welcome to my Laboratory!2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page41. 課程簡(jiǎn)介課程名稱：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信(version 6)英文名稱：Computer Networks and Communication主講教師：符云清/胡海波/高旻 學(xué)時(shí)學(xué)分：理論課40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課16學(xué)時(shí)，共3學(xué)分 適用專業(yè)：軟件工程 預(yù)修課程：信息系統(tǒng)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參考教材：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下方法2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page51. 課程簡(jiǎn)介教學(xué)目的：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信是軟件工程專業(yè)高年級(jí)學(xué)生的必修課，同時(shí)也是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過對(duì)本課

3、程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠?qū)τ?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信的原理與技術(shù)有一個(gè)系統(tǒng)的、全面的了解；掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念、組成和體系結(jié)構(gòu)，初步掌握數(shù)據(jù)通信、各層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等方面的基本問題和主要算法，使學(xué)生有較為全面、系統(tǒng)、扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，為學(xué)習(xí)其他課程以及從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及分布式軟件系統(tǒng)的研究、開發(fā)、管理和使用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，此外還介紹了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一些最新成果，以拓展學(xué)生的知識(shí)面。參考書目：1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第三版）. Andrew S. Tanenbaum. 熊桂喜等譯. 清華大學(xué)出 版社，19982 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第四版）. 謝希仁. 電子工業(yè)出版社, 2003.62022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波pa

4、ge61. 課程簡(jiǎn)介課程的地位和作用計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等專業(yè)必修課程在第二講中將以實(shí)例向大家展示為什么采用“自頂向下”的方法講授？計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)軟件工程網(wǎng)絡(luò)通信理論和硬件基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜腕w系結(jié)構(gòu)路由算法和交換技術(shù).網(wǎng)絡(luò)通信軟件開發(fā)Web應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)主要面向應(yīng)用層和傳輸層.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page71. 課程簡(jiǎn)介主要章節(jié)第1章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)第2章 應(yīng)用層第3章 運(yùn)輸層第4章 網(wǎng)絡(luò)層和選路第5章 鏈路層和局域網(wǎng)第6章 無線網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)第7章 多媒體網(wǎng)絡(luò)第8章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全第9章 網(wǎng)絡(luò)管理專題講座2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波

5、page82. 教學(xué)組織課堂教學(xué)共20講，40學(xué)時(shí)布置23次作業(yè)實(shí)踐教學(xué)上機(jī)實(shí)驗(yàn)：共8次，16學(xué)時(shí)，完成6個(gè)實(shí)驗(yàn)，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告開發(fā)項(xiàng)目(自選1個(gè))：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信類軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)課堂考勤考核方式考勤：20實(shí)踐：20考試：602022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page92. 教學(xué)組織教學(xué)周歷2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page102. 教學(xué)組織教學(xué)網(wǎng)站EOL教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)資料2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page112. 教學(xué)組織教學(xué)網(wǎng)站教學(xué)資源EOL網(wǎng)絡(luò)資料2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page122. 教學(xué)組織教學(xué)網(wǎng)站教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)資源wikipe

6、dia2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page133. 課程引言電子通信科幻色彩：數(shù)位信息穿越時(shí)“空”現(xiàn)代通信技術(shù)的特征問題1：回顧歷史，信息怎樣在盡量短的時(shí)間穿越盡可能大的空間？2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page143. 課程引言可靠通信現(xiàn)實(shí)主義：數(shù)位信息“精”準(zhǔn)無誤現(xiàn)代通信技術(shù)的特征問題2：信息在傳輸?shù)倪^程會(huì)出差錯(cuò)嗎？可能會(huì)出現(xiàn)什么差錯(cuò)？延時(shí)？干擾？丟失？串號(hào)？各種問題！2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page153. 課程引言網(wǎng)絡(luò)通信歷史觀察：信息通信無往(網(wǎng))不在通信技術(shù)的特征問題3：為什么“網(wǎng)絡(luò)化”(networking)？點(diǎn)-點(diǎn)？點(diǎn)-線？點(diǎn)-點(diǎn)？

7、網(wǎng)絡(luò)？無網(wǎng)不在！2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page163. 課程引言網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)用主義：網(wǎng)絡(luò)通信是基礎(chǔ)設(shè)施通信技術(shù)的特征問題4：離開計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)我們能做什么？回顧一下同學(xué)們出生之前的光景Before 1990s2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page173. 課程引言結(jié)合上述問題，探尋這門課的一些線索怎樣才能讓全世界的人都可以使用通信基礎(chǔ)設(shè)施？通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)對(duì)信息進(jìn)行統(tǒng)一編碼規(guī)約(標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范的協(xié)議protocols)一個(gè)通信載體(硬件或軟件設(shè)施)如何被多個(gè)主體合理地使用？為什么電話不會(huì)串線(正常情況下)？為什么多臺(tái)手機(jī)/電腦可以使用同一個(gè)wifi同時(shí)聯(lián)網(wǎng)？為什么邊打游

8、戲邊QQ而兩者不互相干擾？由此引出一個(gè)技術(shù)/工程問題：復(fù)用(multiplexing)，sharing怎樣才能讓信息更準(zhǔn)確(正確、有序)地傳輸？數(shù)據(jù)丟失了怎么辦？數(shù)據(jù)傳得真慢啊！怎么辦？由此引出另一個(gè)技術(shù)問題：可靠傳輸(reliable transform)2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page183. 課程引言1. 什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?2. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類3. 什么是因特網(wǎng)?4. 什么是協(xié)議?5. 服務(wù)器和客戶端，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)一些基礎(chǔ)概念2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page193. 課程引言1. What is Computer Network ?Computer Net

9、worksA computer network is composed of multiple computers connected together using a telecommunication system for the purpose of sharing data, resources and communication./TERM/I/ComputerNetwork.html計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一般地說，將分散的多臺(tái)計(jì)算機(jī)、終端和外部設(shè)備用通信線路互聯(lián)起來，彼此間實(shí)現(xiàn)互相通信，并且計(jì)算機(jī)的硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源大家都可以共同使用，實(shí)現(xiàn)資源共享的整個(gè)系統(tǒng)就叫做計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。/dnsj/wj

10、wx/n16.htm2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page203. 課程引言2. Category of Computer NetworksClassified by scale 根據(jù)規(guī)模分類LAN(局域網(wǎng))A local area network (LAN) is a group of computers and associated devices that share a common communications line or wireless link within a small geographic area./sDefinition/0,sid7_gci21249

11、5,00.htmlWAN(廣域網(wǎng))A wide area network (WAN) is a geographically dispersed（分散的）telecommunications network. The term distinguishes a broader telecommunication structure from a local area network (LAN). /sDefinition/0,290660,sid7_gci214117,00.htmlInternet(因特網(wǎng))A worldwide system of computer networks - a

12、network of networks in which users at any one computer can, if they have permission, get information from any other computer, even use the remote computers. /TERM/I/Internet.html2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page213. 課程引言2. Category of Computer NetworksClassified by boundary 根據(jù)邊界分類Intranet （Private Networks）

13、內(nèi)網(wǎng)An intranet is a private network that is contained within an enterprise (or an organization). It may consist of many interlinked local area networks and also use leased lines in the wide area network. /sDefinition/0,290660,sid8_gci212377,00.htmlExtranet （Public Networks）外網(wǎng)、公網(wǎng)An extranet is a priva

14、te network that uses Internet technology and the public telecommunication system to securely share part of a businesss information or operations with suppliers, vendors, partners, customers, or other businesses. An extranet can be viewed as part of a companys intranet that is extended to users outsi

15、de the company. It has also been described as a state of mind in which the Internet is perceived as a way to do business with other companies as well as to sell products to customers. /sDefinition/0,290660,sid7_gci212089,00.html能不能把地球另一端的電腦加到你的內(nèi)網(wǎng)里？2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page223. 課程引言3. What is the Int

16、ernet?local ISPcompanynetworkregional ISProuterworkstationservermobileHomemillions of connected computing devices: hosts = end systems running network applicationscommunication linksfiber, copper, radio, satellitetransmission rate = bandwidthrouters: forward packets (chunks(大量的) of data)“nuts and bo

17、lts” view2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page233. 課程引言3. What is the Internet?protocols control sending, receiving of msgse.g., TCP, IP, HTTP, FTP, PPPInternet: “network of networks”loosely hierarchical(分等級(jí)的)public Internet versus private intranetInternet standardsRFC: Request for commentsIETF: Internet Engine

18、ering Task Force2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page243. 課程引言4. What is a protocol?human protocols:“whats the time?”“I have a question”introductions specific msgs sent specific actions taken when msgs received, or other eventsnetwork protocols:machines rather than humans (機(jī)械、古板、紳士)all communication activity in

19、 Internet governed by protocolsprotocols define format, order of msgs sent and received among network entities, and actions taken on msg transmission, receipt 2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page253. 課程引言4. What is a protocol?簡(jiǎn)單而言，通信協(xié)議包括三個(gè)要素：語法: 定義數(shù)據(jù)格式、編碼等語義: 定義控制信息同步: 定義速度和排序等信息用教師的視角來描述課堂的通信協(xié)議語法：自然語言(漢語普通話或英

20、語)、口述語義：老師講解知識(shí)；維持課堂秩序；提問等同步：上下課鈴聲；老師看到同學(xué)們費(fèi)解(通過表情等)，語速變慢；用軟件工程師的視角來理解協(xié)議2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page263. 課程引言5. Server and Client, P2P (網(wǎng)絡(luò)通信的角色)end systems (hosts):run application programse.g. Web, emailat “edge of network”client/server modelclient host requests, receives service from always-on servere.g. Web browser/server; email client/serverpeer-peer model: minimal (or no) use of dedicated serverse.g. Gnutella, KaZaA, Skype2022/9/24計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 胡海波page273. 課程引言6. Applications on the InternetWorlds smallest