1、分析和修改計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自上而下的方法吳功宜吳英編蕭，1，第一章計算機網(wǎng)絡(luò)概論，2，3，主要內(nèi)容，1.1計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展四個階段(1)， 1.1.1計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不同階段的特征第一階段：計算機網(wǎng)絡(luò)這一階段的特征和象征性成果主要有：數(shù)據(jù)通信的研究和技術(shù)的成熟，為修正機網(wǎng)絡(luò)的形成奠定了技術(shù)基礎(chǔ)分組交換概念的提出為修正機網(wǎng)絡(luò)的研究奠定了理論基礎(chǔ)4、計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的四個階段(2)，第二階段：計算機網(wǎng)絡(luò)的形成始于1960年代ARPANET和分組交換技術(shù)這一階段的特點和象征性成果主要是ARPANET的成功運行證明分組交換理論的正確性DNS、電子郵件、FTP、TELNET、BBS等的應(yīng)用顯示了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的廣

2、闊前景。 5、計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的四個階段(3)，第三階段：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究大致始于20世紀(jì)70年代中期這一階段的特征和象征性成果，OSI參考模型的研究是網(wǎng)絡(luò)理論體系的形成與發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP協(xié)議經(jīng)過市場和用戶驗證，吸引了大量投資，推動了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展，成為行業(yè)的事實標(biāo)準(zhǔn)。 6、計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的四個階段(4)，第四個階段：互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、無線網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究的發(fā)展始于20世紀(jì)90年代這一階段的特征和象征性成果主要有：互聯(lián)網(wǎng)是全球互聯(lián)網(wǎng)和信息系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)的“三網(wǎng)融合”促進了寬帶城域網(wǎng)的概念、技術(shù)發(fā)展。 7、無線局域網(wǎng)和無線城域網(wǎng)技術(shù)越來越成熟，已進入應(yīng)用階

3、段，無線自組網(wǎng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究和應(yīng)用受到高度重視的對等(P2P )網(wǎng)絡(luò)的研究不斷出現(xiàn)新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用， 隨著作為現(xiàn)代信息服務(wù)業(yè)新產(chǎn)業(yè)增長點的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的迅速增長，新的網(wǎng)絡(luò)安全問題層出不窮，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的研究與應(yīng)用進入高速發(fā)展階段。 八，八， 1.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的形成和發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)置修改構(gòu)想集中式和非集中式拓?fù)洹?、分布式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?0、分組交換技術(shù)基本設(shè)置修改構(gòu)想、分組交換技術(shù)三個重要概念：分組路由存儲傳輸、11、備用通信子網(wǎng)結(jié)構(gòu)和分組交換原理的示意圖，14，ARPANET最早的4個節(jié)點的結(jié)構(gòu)，15，ARPANET的主要貢獻(xiàn)開展了對糾錯機網(wǎng)絡(luò)的定義和分類方法的研究。 提出了資源子網(wǎng)和

4、通信子網(wǎng)的二級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概念。 研究了分組交換的協(xié)議和實現(xiàn)技術(shù)。 探討了分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的模型和協(xié)議體系。 展開了TCP/IP協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)的研究。16、TCP/IP協(xié)議的研究與發(fā)展，ARPANET協(xié)議主要包括主機-主機協(xié)議、源IMP-目標(biāo)IMP協(xié)議、IMP-IMP協(xié)議。 17、1977年10月，ARPANET研究者決定將早期的TCP分為傳輸控制協(xié)議(TCP )和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP )。 TCP協(xié)議主要用于實現(xiàn)源主機和目標(biāo)主機之間的分布式進程通信的功能IP協(xié)議主要用于實現(xiàn)通過通信子網(wǎng)路由數(shù)據(jù)包的功能。18、從ARPANET到互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程、19、1.1.3互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的高速發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)復(fù)蓋了商業(yè)、

5、金融、政府、醫(yī)療、科研、教育、信息服務(wù)、休閑娛樂等多個領(lǐng)域。 1993年9月，美國公布了國家信息基礎(chǔ)設(shè)施NII建設(shè)修訂計劃，NII在形象上被稱為信息高速公路。1995年2月成立了全球信息基礎(chǔ)設(shè)施委員會GIIC，推動和協(xié)調(diào)了各國信息技術(shù)和信息服務(wù)的發(fā)展和應(yīng)用。 基于Web的電子商務(wù)、電子政務(wù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育以及對等結(jié)構(gòu)的P2P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用使互聯(lián)網(wǎng)以超常規(guī)的速度發(fā)展。20、1.2計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的3條主線，第1條主線是從ARPANET到互聯(lián)網(wǎng)，第2條主線是從無線分組網(wǎng)到無線自組織網(wǎng)絡(luò)、從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，第3條主線是、21、計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三條主線，22、1.2.1第一線：從ARPA

6、NET到互聯(lián)網(wǎng)(1)、ARPANET的研究奠定了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)，連接兩者的是TCP/IP協(xié)議。 在從ARPANET發(fā)展到互聯(lián)網(wǎng)的過程中，強烈的社會需求促進了廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)技術(shù)的研究和應(yīng)用的發(fā)展，廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)技術(shù)的成熟和標(biāo)準(zhǔn)化加速了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展、23、第一條主線：從ARPANET到因特網(wǎng)(2)，與常規(guī)客戶/服務(wù)器(C/S )的操作模式不同，對等點(P2P )的操作模式削弱了服務(wù)提供者和服務(wù)利用者之間的邊界，提供了網(wǎng)絡(luò)資源的共享范圍和深度、24、第一條主線：從ARPANET到因特網(wǎng)(3)，隨著因特網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，計算機網(wǎng)絡(luò)、電信網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)從結(jié)構(gòu)、技術(shù)到服務(wù)迅速融合，成為2

7、1世紀(jì)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最高潮、25、1.2.2第2雙線：從無線分組網(wǎng)到無線自組織網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(1)，從是否需要基礎(chǔ)設(shè)施的觀點出發(fā)，無線網(wǎng)絡(luò)可分為基礎(chǔ)設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施兩種。 802.11無線LAN(wlan )和802.16無線都市區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(WMAN )是需要基礎(chǔ)設(shè)施的無線網(wǎng)絡(luò)的一種。 無線自組織網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是不需要基礎(chǔ)設(shè)施的另一類型的無線網(wǎng)絡(luò)。 26、第二條主線：從無線分組網(wǎng)到無線自組網(wǎng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(2)、在無線分組網(wǎng)上發(fā)展起來的無線自組網(wǎng)是特殊的自組網(wǎng)、對等式、多跳、無線移動網(wǎng)絡(luò)，是軍事、特殊27、第二條主線：從無線分組網(wǎng)到無線自組網(wǎng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(3)，無線自組網(wǎng)技術(shù)正在

8、成熟時，無線通信、微電子、傳感器技術(shù)發(fā)展迅速。 軍事領(lǐng)域提出了無線自組織網(wǎng)絡(luò)與傳感器技術(shù)結(jié)合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN )被評價為“21世紀(jì)最有影響力的21項技術(shù)之一”和“改變世界的10項技術(shù)之首”。 從無線分組網(wǎng)到無線自組網(wǎng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(3)，廣域網(wǎng)的作用擴大了信息社會的資源共享范圍，LAN進一步增強了信息社會的資源共享深度，無線網(wǎng)絡(luò)增強了人類共享信息資源的靈活性， 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)改變了人與自然界的相互作用方式，它大幅擴展了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功能和人，29，1.2.3第三條主線：網(wǎng)絡(luò)安全(1)，人類創(chuàng)造了網(wǎng)絡(luò)虛擬社會的繁榮，是人類制造網(wǎng)絡(luò)虛擬社會的麻煩現(xiàn)實社會依賴網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

9、的程度越高，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)就越重要。 網(wǎng)絡(luò)安全是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中永恒的主題。 在“攻擊防御新攻擊新防御”的循環(huán)中，網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)反攻技術(shù)相互影響、相互制約、共同發(fā)展，這個過程一直持續(xù)。、30、第三條主線：網(wǎng)絡(luò)安全(2)，從目前的發(fā)展趨勢看，網(wǎng)絡(luò)安全問題在技術(shù)和傳統(tǒng)意義上超越了計算機犯罪的范疇，發(fā)展為國家間的政治和軍事手段。 各國必須立足自身，研究網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，培養(yǎng)專家，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)業(yè)，建立網(wǎng)絡(luò)和信息安全體系。 31、1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的定義和分類、1.3.1計算機網(wǎng)絡(luò)的定義：相互連接的自主糾錯機系統(tǒng)的集合，可以共享資源。32、修訂機網(wǎng)絡(luò)的基本特征：修訂機網(wǎng)絡(luò)旨在實現(xiàn)修訂機資源的共享。 互連的計

10、算機是地理上分散的多個獨立的“自主計算機系統(tǒng)”。 網(wǎng)絡(luò)計算機之間的通信必須遵循通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 33、1.3.2計算機網(wǎng)絡(luò)分類、計算機網(wǎng)絡(luò)分類方法：按網(wǎng)絡(luò)采用的傳輸技術(shù)按網(wǎng)絡(luò)復(fù)蓋的地理范圍分類、34、按傳輸技術(shù)分類、通信信道廣播網(wǎng)點網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)LAN可以分為共享LAN和交換LAN的局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用越來越廣泛，是計算機網(wǎng)絡(luò)中最活躍的領(lǐng)域之一。 37、大都會網(wǎng)絡(luò)(MAN )的基本特征，大都會網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置修訂目標(biāo)是滿足數(shù)十公里范圍內(nèi)的多個企業(yè)、機構(gòu)、公司多個局域網(wǎng)互聯(lián)的需要，滿足大量用戶之間的數(shù)據(jù)、語音、圖形和影像等多種信息的寬帶大都會網(wǎng)絡(luò)的概念取代了傳統(tǒng)意義上的大都會網(wǎng)絡(luò)。 寬帶城域網(wǎng)已成為當(dāng)

11、前研究、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域。 38、廣域網(wǎng)(WAN )的基本特征，廣域網(wǎng)復(fù)蓋的地理范圍為數(shù)十公里到數(shù)千公里廣域網(wǎng)可以跨越一個國家、地區(qū)或多個大陸的廣域網(wǎng)， 將分布在不同地區(qū)的寬帶城域網(wǎng)或計算機系統(tǒng)相互連接，提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實現(xiàn)信息資源共享，39，1.4修正計算器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳季郑?1.4.1修正器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x：修正器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟跃W(wǎng)絡(luò)節(jié)點和通信線路之間的幾何關(guān)系表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映網(wǎng)絡(luò)的各實體之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系的計算機網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫峭ㄐ抛泳W(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、40、1.4.2修訂器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆诸惡吞卣鳎揪W(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌盒切巍h(huán)形、總線形、樹形和網(wǎng)狀形、41、星形拓?fù)?、星形拓?fù)渲?，?jié)點通過點-點通信線路與中心節(jié)

12、點連接的中心節(jié)點為全網(wǎng)任何兩個節(jié)點之間的通信都必須通過中心節(jié)點的星形拓?fù)渑渲玫奶卣魇墙Y(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、易于管理。 缺點：網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點是全網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性的瓶頸。42、環(huán)拓?fù)?、環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點通過點-點通信線路與閉環(huán)連接環(huán)拓?fù)洵h(huán)內(nèi)的數(shù)據(jù)在一個方向上按每個站進行傳輸環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，傳輸延遲確定，但環(huán)內(nèi)的各節(jié)點和43、在總線形拓?fù)?、總線形拓?fù)渲校谒泄?jié)點連接到作為共同的傳輸介質(zhì)的總線上一個節(jié)點利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)的情況下，另外一個節(jié)點只能接收數(shù)據(jù)的兩個以上的節(jié)點同時利用共同總線發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)生沖突， 傳輸失敗總線形式拓?fù)涞奶攸c是結(jié)構(gòu)簡單缺點是需要解決多節(jié)點訪問總線媒體訪問控制策略的問題。 44、

13、樹拓?fù)?、樹拓?fù)渲械墓?jié)點分層連接，信息交換主要在上下節(jié)點之間進行，相鄰及同層節(jié)點之間通常不進行數(shù)據(jù)交換，或者數(shù)據(jù)交換量小的樹拓?fù)淇梢暈槠鹗纪負(fù)涞臄U展45、在網(wǎng)格拓?fù)洹⒕W(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點間的連接是任意的，沒有規(guī)則的網(wǎng)格拓?fù)涞膬?yōu)點是系統(tǒng)可靠性高網(wǎng)格拓?fù)鋸?fù)雜，必須采用路由算法、流量控制和擁塞控制方法、46、1.5修正計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)、1.5.1早期修正計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)最初出現(xiàn)的修正計算機網(wǎng)絡(luò)或廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)，按邏輯功能被分成資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)這兩種部分的資源子網(wǎng)由各種網(wǎng)絡(luò)軟件和數(shù)據(jù)資源構(gòu)成的通信子網(wǎng)由路由器、通信線路構(gòu)成，47，1.5.2互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)成，互聯(lián)網(wǎng)是由大量的路由器將廣域網(wǎng)、城域

14、網(wǎng)、本地網(wǎng)相互連接由國際或國家級的骨干網(wǎng)絡(luò)、地區(qū)的骨干網(wǎng)絡(luò)以及許多企業(yè)或校園網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng)，這些互聯(lián)網(wǎng)是結(jié)構(gòu)不斷變化的互聯(lián)網(wǎng)。 國際、國家級的骨干網(wǎng)絡(luò)和地域的骨干網(wǎng)絡(luò)有很多服務(wù)群集連接，為訪問的用戶提供各種互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，48，簡化互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，49，1.6網(wǎng)絡(luò)1.6.1網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議郵政系統(tǒng)的郵政處理過程，50，郵政系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的相似點，協(xié)議分層接口架構(gòu)，51，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議3 為了實現(xiàn)語義和時間序列網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，通常需要創(chuàng)建一組稱為協(xié)議?；騾f(xié)議系列(protocol suite )的協(xié)議。 52、層次(layer )、層次是人們處理復(fù)雜問題的基本方法，將整體實現(xiàn)的許多功能分

15、配給不同的層次，明確規(guī)定各層次完成的服務(wù)和服務(wù)實現(xiàn)的流程的不同系統(tǒng)具有相同的層次；不同系統(tǒng)的同等層次具有相同的功能53、接口、接口是在同一節(jié)點內(nèi)的相鄰層間交換信息的連接點，在同一節(jié)點的相鄰層間存在明確規(guī)定的接口，低層通過接口向高層提供服務(wù)的接口條件不變，低層功能不變54、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)分層模型和各層協(xié)議的集合，各層之間相對獨立，上層只知道下層能夠提供的服務(wù)，下層的服務(wù)如何各層可以采用最佳技術(shù)實現(xiàn)整個系統(tǒng)分解為幾個易于使用的部分。各層的功能和提供的服務(wù)被準(zhǔn)確說明，有助于促進協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化。 55、1.6.2OSI參考模型的基本概念，OSI參考模型中的“開放”意味著只要遵守OSI標(biāo)準(zhǔn)，一臺計算機就能夠在世界任何地方與遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其他計算機進行通信。 OSI參考模型定義開放系統(tǒng)的層次、層次之間的相互關(guān)系以及各層包含的服務(wù)，OSI參考模型作為一個框架協(xié)調(diào)和組織各層協(xié)議的制定，也是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的精煉概括和描述。 56