CH1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

授課班級(jí)：2010計(jì)算機(jī)信息管理(專接本)

主講教師：范一鳴(1211)

66553219/p>

fyim@live.com

本章主要內(nèi)容

1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的演變和發(fā)展趨勢

2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念（定義、組成、

功能、應(yīng)用）

3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

4.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)

L工計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

■本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo):

CD個(gè)發(fā)展階段識(shí)記

②三大網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)-----識(shí)記

（計(jì)算機(jī)網(wǎng)、電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)）

③未來發(fā)展趨勢（五個(gè)方面）-----識(shí)記

（寬帶網(wǎng)、全光網(wǎng)絡(luò)、多媒體網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、

NGN）

、LL1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展

1.第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：

調(diào)制

解調(diào)

器遠(yuǎn)程終端

面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

■起源：20世紀(jì)50年代初期

■代表：美軍的地面防空系統(tǒng)SAGE

■特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形（還不是計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)）

■構(gòu)成：終端■■通信線路（電話線）■■主機(jī)

■相關(guān)概念：

-FEP:前端處理機(jī)]

卜減輕主機(jī)負(fù)擔(dān)，分擔(dān)通信任務(wù)

■CCU:通信控制器J

■集中器/復(fù)用器一共享高速線路

■Modem:調(diào)制解調(diào)器數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的變換

2.計(jì)算機(jī)■計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

■起始：20世紀(jì)60年代中期

■代表：ARPANET（ARPA網(wǎng)）“里程碑

■意義：

■奠定了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的概念、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思想

■今天Internet的前身

■特點(diǎn)：現(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

（非主機(jī)-終端式）

■結(jié)構(gòu)：數(shù)量眾多的、具有獨(dú)立處理能力的計(jì)算機(jī)

通迂通信設(shè)備及通信線路連接而成。

第二階段出現(xiàn)的重要網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)

-計(jì)算機(jī)?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期，其技術(shù)標(biāo)

準(zhǔn)主要由一些著名的大公司所控制，沒

有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)

-比較重要的有：

■IBM：SNA(SystemNetworkArchitecture)

■DEC：DNA(DigitalNetworkArchitecture)

International

Organizationfor

3.開放標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)Standardization

■由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，沒有形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體

系結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致不同廠商的網(wǎng)絡(luò)難以“互連”-

形成“田系統(tǒng)”

■1984年，ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）頒布了一個(gè)

重要的國際標(biāo)準(zhǔn)S07498:

>中文稱為：開放系統(tǒng)互連參考模型

>英文全稱：OpenSystemInterconnection

BasicReferenceModel

?簡寫為：0S1/RM

OSI/RM7層模型

局層

7ApplicationLayer★應(yīng)用層A

6PresentationLayer表不層P

5SessionLayer會(huì)話層s

4★傳輸層T

3NetworkLayer★網(wǎng)絡(luò)層N

2DataLinkLayer★數(shù)據(jù)鏈路層DL

1PhysicalLayer★物理層Ph

底層

第三階段的特點(diǎn)和意義

①開放W》封閉

②全球統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，國際標(biāo)準(zhǔn)化

的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

③促進(jìn)了利用不同廠商技術(shù)和設(shè)備所構(gòu)建

的網(wǎng)絡(luò)之間的互連

④更多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商可以根據(jù)開放標(biāo)

準(zhǔn)，生產(chǎn)兼容設(shè)備，促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)的普及

4.因特網(wǎng)的廣泛應(yīng)用與高速網(wǎng)絡(luò)

技術(shù)的發(fā)展

?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展至第四階段的主要

標(biāo)志是:

①因特網(wǎng)的廣泛普及和應(yīng)用

始于上個(gè)世紀(jì)90年代，帶動(dòng)人類社會(huì)的信息化浪潮

②高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展

■寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)B-ISDN

■異步傳輸模式ATM

■高速局域網(wǎng)（交換式局域網(wǎng)）

■才以絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向

■更高的帶寬(Bandwidth)

■更好的QoS(服務(wù)質(zhì)量保證)支持

■完善的安全機(jī)制

■支行多媒體信息傳輸

1.1.2三大網(wǎng)絡(luò)介紹

①電信業(yè)務(wù)網(wǎng)

②廣播電視網(wǎng)

③計(jì)算機(jī)網(wǎng)

L電信業(yè)務(wù)網(wǎng)

-從早期的電話網(wǎng)發(fā)展而來

■電話系統(tǒng)的構(gòu)成（P4圖1-2）

■本地網(wǎng)絡(luò)【雙絞線進(jìn)戶、模擬傳輸】

■干線【光纖連接交換局、數(shù)字傳輸】

■交換局【干線之間的交換】

■理解：模擬傳輸VS數(shù)字傳輸

L電信業(yè)務(wù)網(wǎng)

-電話雙絞線上網(wǎng)的典型速率：

■主流速率：56Kbps也可寫成：b/s

■物理極限速率：64Kbps

■采用ADSL、VDSL等方式時(shí)，速率可達(dá):

幾Mbps至U幾十Mbps

電信網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)類型

>PSTN電話語音網(wǎng)

>DDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)

>FR幀中繼

>ATM異步轉(zhuǎn)移模式

aX.25公共數(shù)據(jù)網(wǎng)

>ISDN綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)

>ChinaNET電信數(shù)據(jù)網(wǎng)

2.廣播電視網(wǎng)（CATV）

■目前結(jié)構(gòu)：

?同軸電纜+光纜、模擬傳輸為主

■單向傳輸

■發(fā)展趨勢：寬帶雙向的多媒體通信網(wǎng)

?數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)

■雙向傳輸fVOD

■電視信號(hào)、語音、互聯(lián)網(wǎng)接入

J.計(jì)算機(jī)網(wǎng)

-早期的計(jì)算機(jī)網(wǎng)主要是局域網(wǎng)（LAN）,而隨著

Internet發(fā)展，廣域網(wǎng)（WAN）迅速發(fā)展（目前

主要依賴于電信網(wǎng)）

■ChinaNET:

基于Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的中國公用計(jì)算機(jī)互

聯(lián)網(wǎng)，是國際計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的一部分,

是中國的Internet骨干網(wǎng)。依托于：

■ChinaPAC:中國分組交換網(wǎng)

■ChinaDDN:中國數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)

關(guān)于三網(wǎng)融合

■目標(biāo):

把現(xiàn)在傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)網(wǎng)、廣播電

視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)互相融合，逐漸形成一

個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

這個(gè)統(tǒng)一的、全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，

將支持包括數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻等

在內(nèi)的所有業(yè)務(wù)的通信和傳輸。

1.1.3未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢

■三個(gè)核心目標(biāo):

■更高的帶寬、更好的QoS支持、安全性

■幾條路線:

①高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

②無線（移動(dòng)）網(wǎng)絡(luò)

③網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式（網(wǎng)格計(jì)算、云計(jì)算.....）

1.寬帶網(wǎng)絡(luò)

■包括兩個(gè)部分：

①寬帶骨干網(wǎng)

■全光網(wǎng)：長距離、高速率

■2Gbps以上速率

②寬帶接入網(wǎng)

-有線接入和無線接入

-支持多種有線介質(zhì)：光纖、銅纜（雙絞線、同

軸電纜）

2.全光網(wǎng)絡(luò)

■AON:AllOpticalNetwork

■特點(diǎn)：

■傳輸介質(zhì)》采用光纜

■傳輸節(jié)點(diǎn)光交換節(jié)點(diǎn)（取代電節(jié)點(diǎn)）

■傳輸信號(hào)光波

3,多媒體網(wǎng)絡(luò)

■多媒體傳輸?shù)目傮w性能要求:

■交互性和實(shí)時(shí)性

①高傳輸帶寬要求

■P6示例：分辨率640*480（24位真彩）的PAL

（25幀/秒）制視頻信號(hào)傳輸?shù)娜萘浚?/p>

■需要采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

如：H.261、H.263、MPEG等

3,多媒體網(wǎng)絡(luò)

②不同業(yè)務(wù)有不同的傳輸要求

■語音：需要實(shí)時(shí)性、帶寬要求低

■視頻：需要實(shí)時(shí)性、也需要高帶寬

■數(shù)據(jù)：需要最高的可靠性

③對(duì)連續(xù)性與實(shí)時(shí)性的要求

④對(duì)傳輸同步性的要求（不同聲道、A/V）

⑤具有多方參與通信的要求

如何使現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)更好支持多媒

體傳輸？

■由于今天的Internet是基于早期的TCP/IP

體系的。而TCP/IP中的協(xié)議設(shè)計(jì)基本沒

有考慮多媒體傳輸?shù)囊?/p>

-改進(jìn)措施：

■增大網(wǎng)絡(luò)帶寬

■改進(jìn)通信協(xié)議

如：RSVP、DiffServ.MPLS等

4.移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)

①蜂窩式數(shù)字分組數(shù)據(jù)通信平臺(tái)

■CelIuIarDigitalPacketData：CDPD

■實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)

②無線局域網(wǎng)WLAN

?在LAN中引入微波、激光、紅外線等無

線電波作為傳輸介質(zhì)

■支持移動(dòng)數(shù)據(jù)應(yīng)用

?速率可達(dá)幾十Mbps

4.移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)

1）Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)

-支持固定和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)

■無基站、無固定路由器（無基礎(chǔ)設(shè)施）

-自組織的計(jì)算機(jī)網(wǎng)

?適合于軍事、救災(zāi)、野外生存等領(lǐng)域

4.移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)

④無線應(yīng)用協(xié)議WAP

■WirelessApplicationProtocol

■一個(gè)無線Internet解決方案

■使手機(jī)等移動(dòng)通信設(shè)備能夠接入Internet,

瀏覽網(wǎng)頁

5.下一代網(wǎng)絡(luò)

■NextGenerationNetwork：NGN

■主要特征：

■提供多種業(yè)務(wù)和應(yīng)用

■具有通用移動(dòng)性,支持百定和移動(dòng)業(yè)務(wù)融合

■支持多種帶寬和QoS保證

■適應(yīng)不同的安全性、私密性要求

■網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，業(yè)務(wù)功能獨(dú)立于底層傳輸技術(shù)

……（P8）

L2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念

■本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)：

①計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義、組成一一領(lǐng)會(huì)

②網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用-----識(shí)記

1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

■定義:

為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸、資

源共享和協(xié)同工作，利用通信設(shè)備和通

信線路將地理位置分散的、各具自主功

能的一組計(jì)算機(jī)有機(jī)的聯(lián)系起來，在網(wǎng)

絡(luò)操作系統(tǒng)和通信協(xié)議的支撐下實(shí)現(xiàn)的

復(fù)合系統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

定義的三個(gè)要點(diǎn):

①自主性：聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)都具自主性，即脫離了

網(wǎng)絡(luò)仍然能獨(dú)立運(yùn)行和工作。它們被稱為“節(jié)

點(diǎn)”、“主機(jī)”。網(wǎng)絡(luò)中的共享資源都存在于

這些主機(jī)上。

②有機(jī)的通信連接：網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)需要借助通信

線路和設(shè)備聯(lián)系在一起?！坝袡C(jī)的”含義是指

連接時(shí)必須遵循一系列標(biāo)準(zhǔn)和約定■一■即按通

信協(xié)議的規(guī)程互相聯(lián)系。

③網(wǎng)絡(luò)的三大功能：信息傳輸、資源共享和協(xié)同

工作。

_1.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

I-----------------------------

■兩大組成部分：通信子網(wǎng)、用戶資源子網(wǎng)

主機(jī)主機(jī)

1.資源子網(wǎng)

■功能:

承擔(dān)數(shù)據(jù)處理任務(wù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

■組成:

■主機(jī)Host----提供各^中網(wǎng)絡(luò)資源

■終端Terminal----用來訪問網(wǎng)絡(luò)資源

2,通信子網(wǎng)（P9圖1?3）

■功能：承擔(dān)信息傳遞任務(wù)

■組成:

■通ri言結(jié)^點(diǎn)^Node---實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接

■也稱為IMP:接口信息處理機(jī)

■通信鏈路Link---數(shù)據(jù)通道

■傳輸方式:

■存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)WAN

■廣播LAN

1.2.3網(wǎng)絡(luò)的功能與應(yīng)用

1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能

＞通常的表述:

信息交換、資源共享和協(xié)同工作

＞書上的表述：

資源共享（軟件資源和硬件資源）

信息交換

2?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

■三A：

■CA—通信自動(dòng)化、0A-辦公自動(dòng)化、BA一樓

宇自動(dòng)化

■具體的應(yīng)用:

.P10—12:七大類

1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

■本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo):

①了解網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕愋?----領(lǐng)會(huì)

②了解網(wǎng)絡(luò)交換類型-----識(shí)記

③理解WAN、LAN、MAN--識(shí)記

④理解兩類傳輸方式識(shí)記

L3.l按拓?fù)浞诸?/p>

■什么是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？

■拓?fù)鋵W(xué)中的概念：將實(shí)體抽象，忽略其大小、

形狀等幾何特性，保留實(shí)體之間的聯(lián)系，形成

由點(diǎn)和線構(gòu)成的實(shí)體關(guān)系圖

■網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌侯愃粕厦娓拍?，將?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的

主機(jī)、通信設(shè)備、通信線路加以抽象，形成網(wǎng)

絡(luò)中實(shí)體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系圖，這就是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

六種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌≒12圖1?4）

①星形拓?fù)銼tar

②總線拓?fù)銪us

③環(huán)形拓?fù)銻ing

④樹形拓?fù)銽ree

⑤混合拓?fù)銶ixture

⑥網(wǎng)狀拓?fù)銷et

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇

■網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的重要步

驟。選擇何種拓?fù)?，?shí)際上就決定了可

使用的傳輸介質(zhì)以及介質(zhì)訪問控制方法

（MAC協(xié)議）。

-拓?fù)溥x擇應(yīng)考慮的五個(gè)因素：

■可靠性、費(fèi)用（投資）、靈活性、

響應(yīng)時(shí)間和吞吐量

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜托诺李愋?/p>

■前面講到，通信子網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸一般

分為兩類：點(diǎn)■點(diǎn)方式（WAN）和廣播

方式（LAN）,由此出現(xiàn)了兩類不同的

信道：

?點(diǎn)一點(diǎn)信道：

一個(gè)物理信道兩端各只連接一個(gè)節(jié)點(diǎn)

■廣播信道：

一個(gè)物理信道被多個(gè)節(jié)點(diǎn)所共享

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜托诺李愋?/p>

-因此，對(duì)這兩類信道，對(duì)應(yīng)的拓?fù)?

■點(diǎn)一點(diǎn)式：星形、環(huán)形、樹形、網(wǎng)狀

■廣播式：總線、樹形、無線和衛(wèi)星

■下面對(duì)幾種重要的拓?fù)湓僮魃钊敕治?/p>

1.星形拓?fù)?/p>

■結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

■由中央節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)一點(diǎn)信道連接到其它各

個(gè)節(jié)點(diǎn)

■中央節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)通信策略控制（負(fù)擔(dān)重）

■優(yōu)點(diǎn)：

①控制簡單（全部由中央節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)）

②故障診斷和隔離方便（中央節(jié)點(diǎn)除外）

③方便服務(wù)

1.星形拓?fù)?/p>

■缺點(diǎn):

①電纜總量和安裝工作量大

②中央節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)重（網(wǎng)絡(luò)的“瓶頸”）

③各站點(diǎn)分布式處理能力較俅

42.總線拓?fù)?/p>

■結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

①有一個(gè)公用的廣播信道作為傳輸通道（Bus）

②各站點(diǎn)平等的掛接在總線上（通過專門接口）

③任何一個(gè)站點(diǎn)發(fā)出數(shù)據(jù)，所有節(jié)點(diǎn)都能“聽”

到（但不是都去接收?。?/p>

④所有節(jié)點(diǎn)時(shí)刻“爭用”公共總線，“碰撞”經(jīng)

?？赡馨l(fā)生（需要有很好的MAC控制機(jī)制）

2.總線拓?fù)?/p>

■優(yōu)點(diǎn)：

①需要的電纜總量較?。▽?duì)比星形）

②總線結(jié)構(gòu)簡單，無源，可靠性較高

③易于增加和移除用戶節(jié)點(diǎn)

■缺點(diǎn)：

①總線長度有限制，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍有限

②故障診斷和隔離困難

③站點(diǎn)參與介質(zhì)訪問控制（分布式）、實(shí)時(shí)性差

3.環(huán)形拓?fù)?/p>

■結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

①逐段的點(diǎn)■點(diǎn)鏈路，組合成一個(gè)環(huán)

②數(shù)據(jù)采用接力方式，沿環(huán)傳輸（一般單向）

③也存在對(duì)信道的競爭，需要分布式策略控制

■優(yōu)點(diǎn)：

①電纜總長度較小

②可使用光纖作為主干環(huán)路

③節(jié)點(diǎn)平等，網(wǎng)絡(luò)性能穩(wěn)定

3.環(huán)形拓?fù)?/p>

■缺點(diǎn):

①節(jié)點(diǎn)故障可能導(dǎo)致全環(huán)中新（也可隔離）

②環(huán)節(jié)點(diǎn)的加入和撤出比較復(fù)雜

③采用“令牌”控制MAC,對(duì)信道利用率有影

響

4.樹形拓?fù)?/p>

■結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

①根節(jié)點(diǎn)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中心

②它接收其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后以廣播方

式轉(zhuǎn)發(fā)

4.樹形拓?fù)?/p>

■優(yōu)點(diǎn)：

①易于擴(kuò)展

②故障隔離方便

■缺點(diǎn)：

過于依賴根節(jié)點(diǎn)根節(jié)點(diǎn)的故障將導(dǎo)致全網(wǎng)

癱瘓

5.混合拓?fù)?/p>

-兩種類型：

■星+環(huán)

?星+總線

■優(yōu)點(diǎn)：■缺點(diǎn):

①故障診斷和隔離方便①需要帶智能的集中器

②易于擴(kuò)展②電纜長度增加

③安裝方便

6,網(wǎng)狀拓?fù)?/p>

■主要應(yīng)用于廣域網(wǎng)

■思考一下為什么？

■結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

①節(jié)點(diǎn)之間都有