課程介紹計算機(jī)通信網(wǎng)

ComputerNetworks關(guān)于教師余敬東工作單位：通信抗干擾技術(shù)國家級重點(diǎn)實(shí)驗室Tel：61830328Email：yujd@Office：主樓B3-402唐偉工作單位：通信抗干擾技術(shù)國家級重點(diǎn)實(shí)驗室Tel：61831380Email：gauchyler@Office：主樓B3-501B答疑方式：下課后、Email、電話課程信息授課信息學(xué)分：4時間地點(diǎn)：周二

3-4節(jié)，A312；周五

1-2節(jié)，A312周學(xué)時：4課程時間：1~17周考試：閉卷考試成績組成期末考試：60~65分平時成績：40~35分作業(yè)＋課堂考勤:20~15分實(shí)驗考勤＋實(shí)驗報告：15分期中考試：5分課程信息授課方式課堂講授+課堂作業(yè)互動：課堂問題分析（首尾）、郵件、電話實(shí)驗課外閱讀教材和參考資料作業(yè)+在線課程動手實(shí)驗和驗證希望主動性，對課程提出你們的想法、建議和意見不希望遲到、早退干擾課堂抄襲？課程信息教材：《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》A.STanenbaum(第五版)http:///course/comnetworks參考書：ComputerNetworking:ATop-DownApproachFeaturingtheInternet,JamesKurose,KeithRoss,AddisonWesley,2005計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方法，LarryL.Peterson等著，葉新銘等譯，機(jī)械工業(yè)出版社計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第五版）,謝希仁編著，電子工業(yè)出版社DAVIDJ.WETHERALLAndrewS.Tanenbaum所著《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》，共五個版本。每版對應(yīng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同發(fā)展和使用階段第一版：1980，學(xué)術(shù)探討階段第二版：1988，大學(xué)和大公司應(yīng)用第三版：1996，日常應(yīng)用（互聯(lián)網(wǎng)Internet）第四版：2003，組網(wǎng)技術(shù)發(fā)生了根本性的變化。九十年代中期，存在多種形式的LANs、WANs及其協(xié)議棧；目前，Ethernet（以太網(wǎng)）是唯一廣泛使用的有線局域網(wǎng)，所有廣域網(wǎng)事實(shí)上是基于Internet.，大量過去的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)消失；無線網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，無線局域網(wǎng)802.11、無線城域網(wǎng)802.16、藍(lán)牙Bluetooth、3G蜂窩網(wǎng)等。第五版：2011，與前一版差別不大，介紹了RFID、WSN、CDN（P2P）、4G等新出現(xiàn)的一些網(wǎng)絡(luò)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原則不變，而技術(shù)、實(shí)例在變。課程信息課程特點(diǎn)本課程是網(wǎng)絡(luò)系列課程中的一門基礎(chǔ)性和綜合性課程范疇：以計算機(jī)為信源和信宿進(jìn)行通信的領(lǐng)域，用計算機(jī)對通信進(jìn)行控制的領(lǐng)域。緊密相關(guān)課程：《局域網(wǎng)與城域網(wǎng)》、《TCP/IP協(xié)議原理》、《接入網(wǎng)》、《交換原理》、《網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程》……相關(guān)課程：《圖論》、《排隊論》、《通信原理》、《高級語言程序設(shè)計》、《軟件技術(shù)基礎(chǔ)》

……，《人工智能-機(jī)器學(xué)習(xí)》“形而上學(xué)”，介于科學(xué)與藝術(shù)課程目的揭示計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工作機(jī)理計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用什么樣的模型來描述？計算機(jī)間如何通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信的？網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是什么？作用是什么？網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是什么形狀？通信信道是什么？傳遞的是什么？信息交換有什么樣的規(guī)則？掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理、基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)研究、探索計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)新理論和新技術(shù)的基礎(chǔ)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)還有很多不盡人意的地方今天的各位是推動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的潛在生力軍課程期望掌握網(wǎng)絡(luò)的基本原理，跟蹤網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向網(wǎng)絡(luò)如何工作，網(wǎng)絡(luò)今后的發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的專家(Professional)至少對公眾而言網(wǎng)絡(luò)的管理者(Administrator)規(guī)劃設(shè)計、組網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的開拓者(Researcher)探索新思路、新領(lǐng)域、新技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的制造者(Developer)設(shè)計、研發(fā)學(xué)習(xí)時注意“面”和“點(diǎn)”的結(jié)合（廣度與深度）面：綜述性網(wǎng)絡(luò)體系模型、結(jié)構(gòu)等各類網(wǎng)絡(luò)的共性問題與解決方法將相關(guān)課程的知識有機(jī)地結(jié)合起來……點(diǎn)：重要概念與技術(shù)例如協(xié)議體系結(jié)構(gòu)鏈路層協(xié)議路由技術(shù)互聯(lián)技術(shù)傳送層協(xié)議……課程期望課程期望學(xué)習(xí)方法只聽容易忘、見過才能記得住、做過就能理解帶著“為什么”而不是“如何”的想法來學(xué)習(xí)掌握網(wǎng)絡(luò)是如何工作的努力理解網(wǎng)絡(luò)為什么是如此工作的提升自己的技能思維方法分析問題的能力解決問題的能力軟件編程能力預(yù)備知識計算機(jī)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備都是由計算機(jī)構(gòu)成信息處理數(shù)據(jù)表示、存儲、傳輸軟件技術(shù)通信處理、信息處理依靠軟件功能實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)數(shù)據(jù)載體(信號)數(shù)據(jù)通道(信道)數(shù)據(jù)收發(fā)(接口)網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)絡(luò)視頻文件傳遞電子郵件信息瀏覽搜索通信軟件硬件信息處理軟件通信軟件硬件預(yù)備知識：計算機(jī)技術(shù)計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)CPU（x86系列、ARM系列、Alpha系列、Power

PC系系列、51系列）內(nèi)/外存、總線、接口計算機(jī)工作原理驅(qū)動軟件、操作系統(tǒng)、功能軟件硬件、軟件、操作系統(tǒng)硬件平臺是軀體操作系統(tǒng)是血肉功能軟件是靈魂CPU內(nèi)存接口接口接口接口接口接口操作系統(tǒng)功能軟件通信信道游戲機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)主機(jī)游戲軟件網(wǎng)絡(luò)軟件上網(wǎng)軟件預(yù)備知識：計算機(jī)技術(shù)操作系統(tǒng)：軟件工作的基本環(huán)境獨(dú)立、并發(fā)多任務(wù)進(jìn)程、線程間通信順序、事件驅(qū)動典型操作系統(tǒng)WindowsLinuxUnixVxWorks(嵌入式、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)uC-OS(開放源碼的小OS)…硬件數(shù)據(jù)收發(fā)任務(wù)數(shù)據(jù)分發(fā)任務(wù)文件處理信息顯示動畫顯示操作系統(tǒng)計算機(jī)系統(tǒng)預(yù)備知識：信息處理技術(shù)數(shù)據(jù)表示：任何數(shù)據(jù)表示都與當(dāng)前的上下文有關(guān)例如有四字節(jié)：表示為：十六進(jìn)制：為CDF8C2E7單字節(jié)整數(shù)：帶符號：-51,-8,-62,-25,無符號205,248,194,231雙字節(jié)整數(shù)：帶符號：-1843，-6206,無符號52728,49895四字節(jié)整數(shù)：帶符號：-839335191無符號3455632103ASCII：四個非法字符(ASCII只定義在1~127)Unicode字符(簡體中文字符集)：“網(wǎng)絡(luò)”任何數(shù)據(jù)，只有確定了它的表達(dá)形式才有實(shí)際意義11001101111110001100001011100111Byte0Byte1Byte2Byte3預(yù)備知識：信息處理技術(shù)數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)按字節(jié)順序編號0123456789101112131415structEtherFrame{BYTEDA[6];BYTESA[6];U16Type；

BYTEData[1500]；}；`061214以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)角度看字節(jié)順序Send(EtherFrame)Byte0Byte1Byte2Byten數(shù)據(jù)傳輸按字節(jié)存儲位置順序傳輸預(yù)備知識：軟件技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)描述結(jié)構(gòu)、數(shù)組、指針、鏈表軟件開發(fā)環(huán)境VisualC++(windows)gcc(Linux)ANSICpFDASATypeData指針結(jié)構(gòu)鏈表數(shù)組1np(null)預(yù)備知識：軟件技術(shù)算法流程：功能描述算法、流程圖、軟件代碼structEtherFrame{BYTEDA[6];BYTESA[6];U16Type；

BYTEData[1500]；}；算法：接收到一個數(shù)據(jù)幀，若目的地址與本身地址相符，則接受該幀，否則丟棄該幀軟件代碼：OnRecv(EtherFrame*pFm){if(AddrCmp(pFmDA,MyA)==0)Accept(pFm);elseDestroy(pFm);}接收FF.DA？接受F丟棄F返回接收流程圖=自己目的地址源地址類型數(shù)據(jù)6字節(jié)6字節(jié)雙字節(jié)整數(shù)N字節(jié)傳輸內(nèi)容數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)備知識：通信技術(shù)模擬信號與數(shù)字信號數(shù)字邏輯與數(shù)字電路編碼與調(diào)制數(shù)字通信原理預(yù)備知識：通信技術(shù)數(shù)字傳輸信道編碼01011010并/串信道解碼串/并5AH11110000Data=Bytesbits=b(i)信道signal=s(t)010110105AHbits=b(i)Data=Bytess(t)=V0ifbit=0V1ifbit=1V1V0調(diào)制01011010并/串解調(diào)串/并5AHData=Bytesbits=b(i)信道signal=s(t)010110105AHbits=b(i)Data=Bytess(t)=Acos(w(b)t)W(b)=W0ifbit=0W1ifbit=101011010頻帶傳輸基帶傳輸引言計算機(jī)+通信=計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最簡單的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)兩臺獨(dú)立工作的計算機(jī)通信信道按一定的規(guī)則交換信息一般性的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信信道計算機(jī)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信線路(信道)計算機(jī)計算機(jī)通信網(wǎng)22引言因特網(wǎng)(Internet)互聯(lián)網(wǎng)許許多多的“網(wǎng)絡(luò)”也叫“子網(wǎng)”互相連接起來的網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)上的每次信息傳輸都可能穿過了若干網(wǎng)絡(luò)引言網(wǎng)絡(luò)的三個層面應(yīng)用（WWW,EmailGames,chats）網(wǎng)絡(luò)(Network)傳輸(有線、無線、衛(wèi)星通信系統(tǒng)，Ethernet)應(yīng)用很熱鬧，但對網(wǎng)絡(luò)知道不多網(wǎng)絡(luò)為應(yīng)用提供無所不在的通信傳輸是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)保障信息社會的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不僅僅是計算機(jī)間傳遞信息傳輸WWW，Email，文件傳遞、信息查詢、…廣告、商務(wù)、銀行業(yè)務(wù)、…游戲、電影等休閑娛樂一些頗具新意的應(yīng)用語音/視頻聊天、網(wǎng)絡(luò)電話VoIP等通信網(wǎng)絡(luò)電臺、網(wǎng)絡(luò)電視等廣播BT、skype、emule、QQ、微信GoogleEarth(前所未有的全球視點(diǎn))……云計算、大數(shù)據(jù)……物聯(lián)網(wǎng)從網(wǎng)絡(luò)上，你可以看到世界的許多方面，今后還將會出現(xiàn)更多的新東西引言引言網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前的Internet承擔(dān)了主要的網(wǎng)絡(luò)功能職責(zé)IP(IPv41981)網(wǎng)絡(luò)從80年代支撐到現(xiàn)在，IP網(wǎng)絡(luò)還能支撐多久？有人說：今后仍將是IP網(wǎng)絡(luò)的天下不過：下一代IP(IPv6)還未全面展開，就已經(jīng)感到現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)無法滿足應(yīng)用的需求了下一代網(wǎng)絡(luò)到底應(yīng)該是如何的呢？滿足人們越來越多的需求適應(yīng)計算機(jī)越來越快的處理能力越來越安全可靠智能化（SDN、CRN）、虛擬化…機(jī)器學(xué)習(xí)：https:///learn/machine-learning我們需要重新審視和整理網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展方向引言通信(傳輸)技術(shù)近年來，通信技術(shù)的發(fā)展步伐越來越快固定電話、移動電話有線通信、無線通信、光纖通信、衛(wèi)星通信、…主流通信速率90年代：幾十kbps~幾Mbps現(xiàn)在：上百M(fèi)bps~幾十Gbps不斷提升的通信能力推動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用普及與革新通信技術(shù)仍在高速發(fā)展硬件技術(shù)、軟件技術(shù)、信號處理技術(shù)高速發(fā)展網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大需求促進(jìn)引言下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN:NextGenerationNetwork)仍處于研究與探索中電話平臺平臺金融平臺yy平臺電視平臺商務(wù)平臺xx平臺娛樂平臺通信與網(wǎng)絡(luò)密不可分業(yè)務(wù)性系統(tǒng)平臺使應(yīng)用更方便應(yīng)用更多樣化和靈活NGI:NextGenerationInternetGENI：全球網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境FIND：未來互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計課程綱要概述Overview(Ch-1)NetworkconceptandarchitectureKeyitems:layering,protocol,service傳輸技術(shù)Transmission(Ch2,Ch3)Transmissionmedium(Ch2)Datalinkcontrol(Ch3)MAC(MediaAccessControl)(Ch4)Mediumaccesscontrol,CSMA/CDLANtechnology:Ethernet,WLAN,LANBridge網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議與服務(wù)Networkprotocolandservice(