第1章：计算机网络概论
合集下载
第01章-网络概论
计算机网络应用技术教程（第三版）
1、ARPANET研究
2）ARPANET设计思想 • ARPANET采用分组交换 • 分为通信子网与资源子网两部分
IMP(路由器) 分组 通信子网
B D A 发送主机
C E 接收主机
计算机网络应用技术教程（第三版）
1、ARPANET研究
3）ARPANET研究过程 • 1969年12月，四个节点的实验网络开始运行 • 连接了不同类型的主机 • 1972年国际化 • 1972年出现了E-mail
有线电视网接入
计算机网络应用技术教程（第三版）
1.5 计算机网络的拓扑构型
• 计算机网络拓扑的定义 • 计算机网络拓扑的分类与特点
计算机网络应用技术教程（第三版）
1.5.1 计算机网络拓扑的定义
• 拓扑学将实体抽象成与其大小、形状无关的点， 将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、 面之间的关系 • 网络拓扑通过网中结点与通信线路之间的几何 关系表示网络结构，反映各实体间的结构关系 • 网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型 • 拓扑设计对网络性能、系统可靠性与通信费用 都有重大影响
计算机网络应用技术教程（第三版）
谢谢大家
计算机网络应用技术教程（第三版）
1.2.2 从无线分组网到无线自组网、 无线传感器网络
• 从是否需要基础设施的角度来看，无线网络可 以分为两类：基于基础设施与无基础设施 • IEEE 802.11无线局域网(WLAN)与IEEE 802.16 无线城域网(WiMax)属于基于基础设施的无线 网络 • 无线自组网、无线传感器网络属于无基础设施 的无线网络
计算机网络应用技术教程（第三版）
1.2 计算机网络技术发展的主线
• 第一条主线：从ARPANET到Internet • 第二条主线：从无线分组网到无线自组网、无 线传感器网络 • 第三条主线：网络安全技术
1、ARPANET研究
2）ARPANET设计思想 • ARPANET采用分组交换 • 分为通信子网与资源子网两部分
IMP(路由器) 分组 通信子网
B D A 发送主机
C E 接收主机
计算机网络应用技术教程（第三版）
1、ARPANET研究
3）ARPANET研究过程 • 1969年12月，四个节点的实验网络开始运行 • 连接了不同类型的主机 • 1972年国际化 • 1972年出现了E-mail
有线电视网接入
计算机网络应用技术教程（第三版）
1.5 计算机网络的拓扑构型
• 计算机网络拓扑的定义 • 计算机网络拓扑的分类与特点
计算机网络应用技术教程（第三版）
1.5.1 计算机网络拓扑的定义
• 拓扑学将实体抽象成与其大小、形状无关的点， 将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、 面之间的关系 • 网络拓扑通过网中结点与通信线路之间的几何 关系表示网络结构，反映各实体间的结构关系 • 网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型 • 拓扑设计对网络性能、系统可靠性与通信费用 都有重大影响
计算机网络应用技术教程（第三版）
谢谢大家
计算机网络应用技术教程（第三版）
1.2.2 从无线分组网到无线自组网、 无线传感器网络
• 从是否需要基础设施的角度来看，无线网络可 以分为两类：基于基础设施与无基础设施 • IEEE 802.11无线局域网(WLAN)与IEEE 802.16 无线城域网(WiMax)属于基于基础设施的无线 网络 • 无线自组网、无线传感器网络属于无基础设施 的无线网络
计算机网络应用技术教程（第三版）
1.2 计算机网络技术发展的主线
• 第一条主线：从ARPANET到Internet • 第二条主线：从无线分组网到无线自组网、无 线传感器网络 • 第三条主线：网络安全技术
第1章计算机网络概论
按网络的作用范围：
局域网； 城域网； 广域网； 星型 ； 总线型 ； 环型； 树型； 网状型 公用网； 专用网；
按网络的拓扑结构：
按通信介质： 有线网； 无线网； 按企业管理分类 ： 内联网 ； 外联网 ； 因特网 ；
按网络的使用范围：
报 文分 组 A 节 点地 址 A .B .3 A .B .2 A .B .1 通信子网 云图 C
公用电话交换网 2 1 源节点 A 3 5 6 目的节点B 4
B 乱序
A .C .3
节点 地 址
A .C.2
A .C.1
B A .B .3.3 A .C .2 5
10Base-T
3.交换机厂家
2013年4月
19
六、传输设备
4.交换机互联 级联口 RJ45 口
级联口
级联口
RJ45 口
RJ45 口
2013年4月
20
5. 交换机工作原理
交换机有一条高带宽的内部交换矩阵，交换机的 所有端口都接在这上面。控制电路接收到数据包后，查 找地址对照表，确定目的MAC地址接在哪个端口上， 通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。若目 的MAC地址不存在，则广播到所有的端口，接收端口 回应后，交换机会将新的地址添加到内部MAC地址表 中。
2013年4月
25
七、数据的传输
关系式：S
B
log
N 2
c.误码率
被传错的二进制位数与所传二进制数据总位数之比，标记为
Pe ，总位数为N,传错的为
Ne N
Ne，公式为：P
e
（二）数据传输技术 1.基带传输和频带传输
第1章 计算机网络概论
4
Nankai University
计算机网络发展的4个阶段（2）
• 第二阶段：计算机网络的形成 —从20世纪60年代ARPANET与分组交换技术开始； • 这个阶段的特点与标志性成果主要表现在： — ARPANET的成功运行证明分组交换理论的正确性； — TCP/IP协议的广泛应用为更大规模的网络互联奠定坚 实的基础； —DNS、E-mail、FTP、TELNET、BBS等应用展现了网 络技术应用的广阔前景。
分组交换技术的基本设计思路
分组交换技术的3个重要的概念：
• 分组 • 路由选择 • 存储转发
11
Nankai University
报文与报文分组
报文的数据
100101001011101010100101010100111011······0101010101011111010100000101001010
7
Nankai University
—无线局域网与无线城域网技术日益成熟，已经进入 应用阶段，无线自组网、无线传感器网络的研究与 应用受到了高度重视； —对等（P2P）网络的研究使新的网络应用不断涌现， 成为现代信息服务业新的产业增长点； —随着网络应用的快速增长，新的网络安全问题不断 出现，促使网络安全技术的研究与应用进入高速发 展阶段。
报文
P2 P3 P4
报文
t
t
A
报文
B
报文
C
报文
D
A
分组
B
分组
C
分组
D
13
Nankai University
ARPANET设计思想
• 通信子网结构与分组交换原理示意图
IMP（路由器） 分组 通信子网 发送主机 发送 进程 A D B C E 接收主机 接收 进程
Nankai University
计算机网络发展的4个阶段（2）
• 第二阶段：计算机网络的形成 —从20世纪60年代ARPANET与分组交换技术开始； • 这个阶段的特点与标志性成果主要表现在： — ARPANET的成功运行证明分组交换理论的正确性； — TCP/IP协议的广泛应用为更大规模的网络互联奠定坚 实的基础； —DNS、E-mail、FTP、TELNET、BBS等应用展现了网 络技术应用的广阔前景。
分组交换技术的基本设计思路
分组交换技术的3个重要的概念：
• 分组 • 路由选择 • 存储转发
11
Nankai University
报文与报文分组
报文的数据
100101001011101010100101010100111011······0101010101011111010100000101001010
7
Nankai University
—无线局域网与无线城域网技术日益成熟，已经进入 应用阶段，无线自组网、无线传感器网络的研究与 应用受到了高度重视； —对等（P2P）网络的研究使新的网络应用不断涌现， 成为现代信息服务业新的产业增长点； —随着网络应用的快速增长，新的网络安全问题不断 出现，促使网络安全技术的研究与应用进入高速发 展阶段。
报文
P2 P3 P4
报文
t
t
A
报文
B
报文
C
报文
D
A
分组
B
分组
C
分组
D
13
Nankai University
ARPANET设计思想
• 通信子网结构与分组交换原理示意图
IMP（路由器） 分组 通信子网 发送主机 发送 进程 A D B C E 接收主机 接收 进程
第1章计算机网络概论000001-精品
性和优先级容易控制，易实现网络监控；但是
属于集中控制，对中心结点的依赖性大
2021/1/16
汾阳师范信息技术系
10
（2）总线拓扑结构
服务器
计算机
计算机
计算机
结构简单灵活，非常便于扩充；可靠性高， 网络响应速度快；设备量少、价格低、安装使 用方便；共享资源能力强，极便于广播式工作， 即一个结点发送所有结点都可接收。
2021/1/16
汾阳师范信息技术系
14
网状拓扑结构图
终端 终端
节点 终端
节点
节点
终端 终端
节点
终端
终端
终端 终端
2021/1/16
汾阳师范信息技术系
15
（6）总线/星形拓扑结构 （也属混合）
…
…
容易配置和重新配置网络设备。总线 采用同轴电缆，星形配置可采用双绞线
2021/1/16
汾阳师范信息技术系
16
1.2 计算机网络的产生与发展
至目前为止，计算机网络分为四代。
第一代：以单计算机为中心的联机系统：面向终端的计算机网络.
第二代：分组交换网的产生。1964年巴兰提出“存储转发”的概念。 1966年戴维斯首次提出“分组”的概念。1969年12月，美国的分组交换 网ARPANET投入运行。标志着计算机网络进入一个崭新的纪元。
2021/1/16
汾阳师范信息技术系
7
1.1.2.2计算机网络的分类
（1）按网络的覆盖范围进行分类： 局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）；
（2）按网络的使用范围进行分类： 公用网和专用网
（3）按网络采用的交换方式进行分类： 电路交换、报文交换、分组交换、混合交换。
第1章计算机网络概论
第1章计算机网络概论大纲要求：●网络拓扑结构。
●网络分类(LAN、MAN、WAN、接入网、主干网)。
●OSI/RM。
●TCP/IP协议，包括应用层协议、传输层协议(TCP、UDP)、网络层协议(IP)、数据链路层协议。
1.1 计算机网络的形成和发展1.1.1 考点辅导计算机网络是指由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。
这里强调构成网络的计算机是自主工作的，是为了和多终端分时系统相区别。
在计算机网络中的各个计算机(工作站)本身拥有计算机资源，能独立工作，完成一定的任务，同时还可以使用网络中其他计算机的资源(如CPU、大容量外存或信息等)。
1. 早期的计算机网络早期的计算机网络出现在20世纪50年代，它实际上是以单个计算机为中心的远程联机系统。
在这种系统中，除了一台中心计算机，其余的终端不具备自主处理能力。
这种网络也称为面向终端的计算机网络。
2. 现代计算机网络的发展20世纪60年代中期出现了大型主机，典型代表是ARPANET。
该时期的计算机网络是多台主机通过通信线路连接起来的，它和以单台计算机为中心的远程联机系统的主要区别是，在这种网络中每台计算机都有独立的处理能力，在这些机器之间不存在主从关系。
但是由于该时期的计算机网络是由研究单位、大学等部门各自研制的，没有统一的网络体系结构，因此要把这些计算机连接起来很困难。
网络工程师考试同步辅导(上午科目)(第3版)3. 计算机网络标准化阶段1977年，国际标准化组织(ISO)的TC97信息处理系统技术委员会SC16分技术委员会开始着手制定开放系统互联参考模型(OSI/RM)。
作为国际标准，OSI规定了可以互联的计算机系统之间的通信协议，遵从OSI协议的网络通信产品都是“开放系统”。
这种网络具有统一的网络体系结构，能够很方便地把不同的计算机连接起来。
4. 微型机局域网的发展时期20世纪80年代初期出现了微型计算机。
1972年，Xerox公司发明了以太网，以太网与微型机的结合使得微型机局域网得到了快速的发展。
第1章-计算机网络概论
表1-2 频段使用表
无线电波常用在短距离或称近距离无线通信中， 如：蓝牙（Bluetooth）和Wi-Fi通信中。
其中Wi-Fi使用的是2.4G UHF射频频段，频率范 围为2.4GHz～2.4835GHz，故带宽为83.5MHz， 属高频波段。
1.有线网 2.无线网
无线网是指采用无线电波、微波、激光、红 外等无线介质来传输数据的网络。如卫星网络中 数据的传输就是用微波进行的，而手机和微机上 的红外接口可以相对传输数据。
利用一定频率的无线电波传输数据也是无线 网的一种。如：Wifi网。
1.4 计算机网络的组成
从系统的角度来看，一个计算机网络由硬 件和软件两大部分组成。
2）网络协议软件
典型的网络协议有：TCP／IP、IPX／SPX、IEEE 802 标准系列协议和X.25协议等。
3）网络管理软件
提供性能管理、配置管理、故障管理、计费管理和安全 管理等功能。管理的对象可以是路由器和交换机。
4）网络通信软件
网络通信软件控制应用程序与多个站点进行通信，并能 对通信数据进行加工和处理，使用户在不必了解通信控制规 程的情况下进行通信。
1.局域网LAN 2.城域网MAN 3．广域网WAN 4．国际互联网Internet
1.3.2 公用网和专用网 按应用和管理性质的不同，计算机网
络划分为公用网和专用网。 1.公用网 公用网也称通用网。 2．专用网 专用网也称行业网。
1.3.3 有线网和无线网
按网络所使用的通信传输介质，计算机网络 划分为有线网和无线网。
图1-9 交叉网线（反绞线）的制作
RJ45是布线系统中信息插座（即通信引出 端）连接器的一种，连接器由接头(水晶头 ）和插座组成，插头有8个凹槽和8个触点 。RJ是Registered Jack的缩写，意思是“ 注册的插座”。
网络基础课件NET01第1章计算机网络概论
斯’ (1944年1月10日运行，长4．9米，宽1．8米，高 2．3米，重 约4吨 )。
• 20世纪50年代初，由于美国军方的需要，美国半自动地面 防空系统（SAGE）的研究开始了计算机技术与通信技术 相结合的尝试
– 将地理上分散的多个终端通过数据通信系统将数据传到1台IBM的 计算机上进行防空信息集中处理和控制。
• 用户可通过单一终端或接入方式使用文字、话音、数据、图像、 视频等各类信息服务，网络资源利用水平进一步提高。
• 国家广播电影电视总局和信息产业部2008年联合发布互联网视听 节目服务管理规定 ，2008年2月1日出台三网融合政策，加强宽 带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息网络资源的统筹规 划和管理，促进网络和信息资源共享。
– ISO正式制订了开放系统互连参考模型（OSI/RM），制订了一 系列的协议标准；
• 在1969年ARPAnet的实验性阶段，研究人员就开始了 TCP/IP协议雏形的研究；
– TCP/IP协议的成功促进了Internet的发展，Internet的发展又进 一步扩大了TCP/IP协议的影响。
• 20世纪80年代未90年代初
2
1.1 计算机网络的形成与发展
1.1.1 计算机网络发展阶段的划分
• 第一阶段：20世纪50年代
数据通信技术的研究与发展
• 第二阶段：20世纪60年代
ARPAnet与分组交换技术的研究与发展（里程碑）
• 第三阶段：20世纪70年代
广域网、局域网与分组交换技术的研究与应用 网络体系结构与协议标准化的研究 OSI/RM （ISO） ，TCP/IP（ ARPAnet）
统，能实现下列重要功能：
– （1）传输文件
– （2）收发电子邮件（E-mail，收发EMAIL有哪些方式？ ）
• 20世纪50年代初，由于美国军方的需要，美国半自动地面 防空系统（SAGE）的研究开始了计算机技术与通信技术 相结合的尝试
– 将地理上分散的多个终端通过数据通信系统将数据传到1台IBM的 计算机上进行防空信息集中处理和控制。
• 用户可通过单一终端或接入方式使用文字、话音、数据、图像、 视频等各类信息服务，网络资源利用水平进一步提高。
• 国家广播电影电视总局和信息产业部2008年联合发布互联网视听 节目服务管理规定 ，2008年2月1日出台三网融合政策，加强宽 带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息网络资源的统筹规 划和管理，促进网络和信息资源共享。
– ISO正式制订了开放系统互连参考模型（OSI/RM），制订了一 系列的协议标准；
• 在1969年ARPAnet的实验性阶段，研究人员就开始了 TCP/IP协议雏形的研究；
– TCP/IP协议的成功促进了Internet的发展，Internet的发展又进 一步扩大了TCP/IP协议的影响。
• 20世纪80年代未90年代初
2
1.1 计算机网络的形成与发展
1.1.1 计算机网络发展阶段的划分
• 第一阶段：20世纪50年代
数据通信技术的研究与发展
• 第二阶段：20世纪60年代
ARPAnet与分组交换技术的研究与发展（里程碑）
• 第三阶段：20世纪70年代
广域网、局域网与分组交换技术的研究与应用 网络体系结构与协议标准化的研究 OSI/RM （ISO） ，TCP/IP（ ARPAnet）
统，能实现下列重要功能：
– （1）传输文件
– （2）收发电子邮件（E-mail，收发EMAIL有哪些方式？ ）
第1章 计算机网络概论
资源共享
硬件共享 软件共享 数据共享
数据传输 均衡负荷与分布处理 综合信息服务 提高计算机的可靠性和可用性
第1章
计算机网络概论
6
1.6 网路的分类
网络的跨度是指网络可以覆盖的范围，根据网络覆盖 的范围，网络可以分类为广域网、局域网、城域网等。 1、广域网（Wide Area Network——WAN） 2、局域网（Local Area Network——LAN） 3、城域网（Metropolitan Area Network——MAN) 随着网络技术的发展，新型的网络设备和传输媒体的 广泛应用，距离的概念逐渐淡化，局域网以及局域网互连 之间的区别也逐渐模糊。同时，越来越多的企业和部门开 始利用局域网以及局域网互连技术组建自己的专用网络， 这种网络覆盖整个企业，范围可大可小。
第1章
计算机网络概论
3
1.3 计算机网络的组成
计算机网络基本功能是负责数据传输和 数据处理，分别是由通信子网和资源子网 负责实现。 通信子网 主要由CPP、通信线路和其他相关设备组 成。分别介绍通信控制处理机器、通信设 备及通信线路功能及作用。 资源子网 主要由计算机、终端、终端控制器、联 网外设、软件及数据资源等组成。
第1章
计算机网络概论
7
第1章 计算机网络概论
第1章
计算机网络概论
1
1.1 计算机网络的定义
计算机网络是把地理上分散的 多台具有独立功能的计算机， 用通信线路和通信设备连接起 来以实现资源共享的系统。 连接对象：计算机、数据终端等 连接介质：通信线路、通信设备 控制机构：网络协议、网络软 件
从用户的角度看，计算机网络是 一个透明的数据传输机构。
第1章
硬件共享 软件共享 数据共享
数据传输 均衡负荷与分布处理 综合信息服务 提高计算机的可靠性和可用性
第1章
计算机网络概论
6
1.6 网路的分类
网络的跨度是指网络可以覆盖的范围，根据网络覆盖 的范围，网络可以分类为广域网、局域网、城域网等。 1、广域网（Wide Area Network——WAN） 2、局域网（Local Area Network——LAN） 3、城域网（Metropolitan Area Network——MAN) 随着网络技术的发展，新型的网络设备和传输媒体的 广泛应用，距离的概念逐渐淡化，局域网以及局域网互连 之间的区别也逐渐模糊。同时，越来越多的企业和部门开 始利用局域网以及局域网互连技术组建自己的专用网络， 这种网络覆盖整个企业，范围可大可小。
第1章
计算机网络概论
3
1.3 计算机网络的组成
计算机网络基本功能是负责数据传输和 数据处理，分别是由通信子网和资源子网 负责实现。 通信子网 主要由CPP、通信线路和其他相关设备组 成。分别介绍通信控制处理机器、通信设 备及通信线路功能及作用。 资源子网 主要由计算机、终端、终端控制器、联 网外设、软件及数据资源等组成。
第1章
计算机网络概论
7
第1章 计算机网络概论
第1章
计算机网络概论
1
1.1 计算机网络的定义
计算机网络是把地理上分散的 多台具有独立功能的计算机， 用通信线路和通信设备连接起 来以实现资源共享的系统。 连接对象：计算机、数据终端等 连接介质：通信线路、通信设备 控制机构：网络协议、网络软 件
从用户的角度看，计算机网络是 一个透明的数据传输机构。
第1章
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
28 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3.3 广域网
广域网具有两个主要的特征：
•广域网是一种公共数据 网络。 •广域网研究的重点是宽 带核心交换技术。
29 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3.4 城域网 • 宽带城域网的定义
宽带城域网是以IP协议为基础，通过计算 机网络、广播电视网、电信网的三网融合， 形成覆盖城市区域的网络通信平台，为语 音、数据、图像、视频传输与大规模的用 户接入提供高速与保证质量的服务。
22 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
第二条主线：从无线分组网到无线自组网、无线 传感器网络
• 在无线分组网的基础上发展起来的无线自组网Ad hoc 是一种特殊的无线、自组织、对等、多跳、移动的网 络，具有重要的应用价值。 • 无线传感器网络WSN的研究受到高度关注，被评价为 “21世纪最有影响的21项技术之一”和“改变世界的十大 技术之首”。 • 无线传感器网络已经成为物联网重要的支撑技术之一。 • 无线个人区域网络在家庭网络中的应用具有很好的应 用前景。无线个人区域网的802.15.4标准、蓝牙协议、 ZigBee协议已经成为当前研究与应用的热点。
10 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.1.2 计算机网络的形成与发展
1．ARPANET研究 通信网络方案的设计两个基本问题： • 网络拓扑结构
• 数据传输方式
11 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
• 集中式和非集中式 拓扑构型
(a) 集中式
(b) 非集中式
• 分布式网络 拓扑构型
12 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
• 物联网是Internet的接入方式的延伸与功 能的扩展。 • 物联网实现物理世界与信息世界的无缝 连接。 • 物联网预示着网络技术将会在更大范围、 更深层次应用的发展趋势。 • 物联网提出了很多新的研究课题。
20 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.2 计算机网络技术发展的三条主线
主线1 ARPANET - TCP/IP - Internet 广域网/城域网/局域网 网络体系结构与网络协议
1957年 设立DARPA 1969年 启动ARPANET 1969年 UNIX发布 MILNET运行 ARPANET退役 1980年 TCP/IP标准化 1983年 ARPANET与 MILNET分离 ARPANET与 NSFNET互联 1986年 启动NSFNET 1990年 NSFNET 成为主干网 1991年 1993年 Internet进入 快速发展阶段
32 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
宽带城域网的功能结构
宽带城域网
业务管理系统
网络管理系统
管理平台 VPN 业务平台
Voice 城市宽带 出口
Video
IP data
IDC
国家主干网
核心层 汇聚层 接入层
网络平台
33 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
宽带城域网网络层次结构
路由器/交换机 城市宽带 出口 核心交换环网 OC-48/192 OC-48/192 OC-48/192 汇 聚 层 OC-48/192 核 心 层
23 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
第三条主线：网络安全技术 • 现实社会对网络技术依赖的程度越高，网 络安全技术就越显得重要。 • 目前网络攻击呈现出“趋利性”的特点。
• 网络安全是一个系统的社会工程，涉及技 术、管理、道德与法制环境等多个方面。 • 物联网将要面临着更为严峻的网络安全问 题。
• 通过射频标签RFID、各种类型的传感器 与传感网，以及光学视频感知与摄录设 备，能够方便、自动地采集各种物品、 环境信息，拓宽了人与人、人与物、物 与物之间更为广泛的信息交互，促进了 物联网（IoT）技术的形成与发展。 • 随着网络应用的快速增长，社会对网络 安全问题的重视程度也越来越高。强烈 的社会需求推动了网络安全技术的快速 发展。
24 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3 计算机网络定义与分类 1.3.1 计算机网络定义
计算机网络是“以相互共 享资源的方式互联起来的 自治计算机系统的集合”。
25 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
计算机网络主要特征：
• 组建计算机网络的主要目的是实现计算 机资源的共享。
• 互联的计算机系统是自治的系统。
〃普通高等教育精品教材 〃普通高等教育“十一五”国家级规划教材
计算机网络
(第3版)
吴功宜 编著
第1章 计算机网络概论
本章学习要求： • • • • 了解：计算机网络的形成与发展过程。 掌握：计算机网络的定义与分类。 掌握：计算机网络的组成与结构的基本概念。 掌握：计算机网络拓扑构型的定义、分类与 特点。 • 掌握：分组交换的基本概念。
NSFNET退役
1996年 Internet2
军事目的
研究目的
商业目的
16 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.1.3 Internet的高速发展与信息高速公路 的建设
• 1993年9月，美国公布了国家信息基础设施 （NII）建设计划，NII被形象地称为信息高速 公路。 • 1995年2月全球信息基础设施委员会（GIIC） 成立，目的是推动与协调各国信息技术与信息 服务的发展与应用。 • 电信运营商纷纷将竞争重点和大量资金转移到 高效、经济、支持大量用户接入和支持多种业 务的城域网建设中。
SDS SIGMA7
14 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
2．TCP/IP协议研究与发展
• ARPANET的协议结构
主机-主机协议 主机 主机
通信子网 源IMP-目的IMP协议 IMP IMP IMP
IMP IMP-IMP协议
IMP
15 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
3．NSFNET对Internet发展的影响
6 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
第三阶段：网络体系结构的研究 （20世纪70年代中期开始） • OSI参考模型的研究对网络理论体系的形 成与发展，以及在网络协议标准化研究 方面起到了重要的推动作用。 • TCP/IP协议经受了市场和用户的检验， 吸引了大量的投资，推动了Internet应用 的发展，成为业界标准。
8 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
• 对等（P2P）网络技术的研究，使得“即 时通信”等新的网络应用不断涌现，进 一步丰富了人与人之间信息交互与共享 的方式。 • 无线局域网与无线城域网技术日益成熟， 并已进入应用阶段。无线自组网、无线 传感器网络的研究与应用受到了高度重 视。
9 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
个人区域网 PAN 0 10m 局域网 LAN 10km 城域网 MAN 100km 广域网 WAN 1000km
27 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
理解网络分类需要注意几个问题：
• 距离数据只是一些参考值，这之间没有严格的 界限。 • 随着技术的进步，局域网、城域网、广域网之 间的界限越来越模糊了。 • 连接用户10m之内的数字移动终端设备的网络 多是用无线通信技术，因此个人区域网更准确 的含义是无线个人区域网。 • 无线个人区域网（WPAN）是目前发展最为迅 速的领域之一。
分组交换技术
• 通信子网结构与分组交换原理示意图
IMP（路由器） 分组 通信子网 源主机 发送 进程 B A D C E 目的主机 接收 进程13 《计算机网络》第1章 计算 Nhomakorabea网络概论
• ARPANET最早四个节点的结构
SDS 940
#2 SRI
#4 UTAH
IBM360/75
#3 UCSB DEC PDP-10 #1 UCLA
3
《计算机网络》第1章 计算机网络概论
本章知识点结构
计算机网络的形成与发展
计算机网络发展的三条主线
计算机网络定义
广域网 城域网
计算机网络分类 局域网 计算机网络组成与结构 个人区域域网
计算机网络拓扑
分组交换的基本概念
4 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.1 计算机网络的形成与发展 1.1.1 计算机网络发展阶段的划分 第一阶段：计算机网络技术与理论准备阶段 （可以追溯到20世纪50年代） • 数据通信技术日趋成熟，为计算机网络的 形成奠定了技术基础。 • 分组交换概念的提出为计算机网络的研究 奠定了理论基础。
5 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
第二阶段：计算机网络的形成 （从20世纪60年代） • ARPANET的成功运行证明了分组交换 理论的正确性。 • TCP/IP协议的广泛应用为更大规模的网 络互联奠定了坚实的基础。 • E-mail、FTP、TELNET、BBS等应用展 现出网络技术广阔的应用前景。
汇聚环网 OC-3/12
汇聚环网
OC-3 接 入 层
交换机
路由器
交换机
路由器
电话交换机
34 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3.5 局域网 局域网的定义 • 局域网（LAN）用于将有限范围内（例 如一个实验室、一幢大楼、一个校园） 的各种计算机、终端与外部设备互联成 网。 • 按照采用的技术、应用范围和协议标准 的不同，局域网可以分为共享局域网与 交换局域网。
• 联网计算机之间的通信必须遵循共同的 网络协议
26 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3.2 计算机网络的分类方法 • 计算机网络按照其覆盖的地理范围进行 分类，可以很好地反映不同类型网络的 技术特征。 • 按覆盖的地理范围划分，计算机网络可 以分为：广域网、城域网、局域网与个 人区域网。
1.1.5 物联网技术的形成与发展
• 物联网是在Internet技术的基础上，利用 射频标签、无线传感与光学传感等感知 技术，自动获取物理世界的各种信息， 通过三网融合形成的下一代网络系统， 构建一个覆盖世界上人与人、人与物、 物与物的智能信息系统。
1.3.3 广域网
广域网具有两个主要的特征：
•广域网是一种公共数据 网络。 •广域网研究的重点是宽 带核心交换技术。
29 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3.4 城域网 • 宽带城域网的定义
宽带城域网是以IP协议为基础，通过计算 机网络、广播电视网、电信网的三网融合， 形成覆盖城市区域的网络通信平台，为语 音、数据、图像、视频传输与大规模的用 户接入提供高速与保证质量的服务。
22 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
第二条主线：从无线分组网到无线自组网、无线 传感器网络
• 在无线分组网的基础上发展起来的无线自组网Ad hoc 是一种特殊的无线、自组织、对等、多跳、移动的网 络，具有重要的应用价值。 • 无线传感器网络WSN的研究受到高度关注，被评价为 “21世纪最有影响的21项技术之一”和“改变世界的十大 技术之首”。 • 无线传感器网络已经成为物联网重要的支撑技术之一。 • 无线个人区域网络在家庭网络中的应用具有很好的应 用前景。无线个人区域网的802.15.4标准、蓝牙协议、 ZigBee协议已经成为当前研究与应用的热点。
10 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.1.2 计算机网络的形成与发展
1．ARPANET研究 通信网络方案的设计两个基本问题： • 网络拓扑结构
• 数据传输方式
11 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
• 集中式和非集中式 拓扑构型
(a) 集中式
(b) 非集中式
• 分布式网络 拓扑构型
12 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
• 物联网是Internet的接入方式的延伸与功 能的扩展。 • 物联网实现物理世界与信息世界的无缝 连接。 • 物联网预示着网络技术将会在更大范围、 更深层次应用的发展趋势。 • 物联网提出了很多新的研究课题。
20 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.2 计算机网络技术发展的三条主线
主线1 ARPANET - TCP/IP - Internet 广域网/城域网/局域网 网络体系结构与网络协议
1957年 设立DARPA 1969年 启动ARPANET 1969年 UNIX发布 MILNET运行 ARPANET退役 1980年 TCP/IP标准化 1983年 ARPANET与 MILNET分离 ARPANET与 NSFNET互联 1986年 启动NSFNET 1990年 NSFNET 成为主干网 1991年 1993年 Internet进入 快速发展阶段
32 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
宽带城域网的功能结构
宽带城域网
业务管理系统
网络管理系统
管理平台 VPN 业务平台
Voice 城市宽带 出口
Video
IP data
IDC
国家主干网
核心层 汇聚层 接入层
网络平台
33 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
宽带城域网网络层次结构
路由器/交换机 城市宽带 出口 核心交换环网 OC-48/192 OC-48/192 OC-48/192 汇 聚 层 OC-48/192 核 心 层
23 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
第三条主线：网络安全技术 • 现实社会对网络技术依赖的程度越高，网 络安全技术就越显得重要。 • 目前网络攻击呈现出“趋利性”的特点。
• 网络安全是一个系统的社会工程，涉及技 术、管理、道德与法制环境等多个方面。 • 物联网将要面临着更为严峻的网络安全问 题。
• 通过射频标签RFID、各种类型的传感器 与传感网，以及光学视频感知与摄录设 备，能够方便、自动地采集各种物品、 环境信息，拓宽了人与人、人与物、物 与物之间更为广泛的信息交互，促进了 物联网（IoT）技术的形成与发展。 • 随着网络应用的快速增长，社会对网络 安全问题的重视程度也越来越高。强烈 的社会需求推动了网络安全技术的快速 发展。
24 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3 计算机网络定义与分类 1.3.1 计算机网络定义
计算机网络是“以相互共 享资源的方式互联起来的 自治计算机系统的集合”。
25 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
计算机网络主要特征：
• 组建计算机网络的主要目的是实现计算 机资源的共享。
• 互联的计算机系统是自治的系统。
〃普通高等教育精品教材 〃普通高等教育“十一五”国家级规划教材
计算机网络
(第3版)
吴功宜 编著
第1章 计算机网络概论
本章学习要求： • • • • 了解：计算机网络的形成与发展过程。 掌握：计算机网络的定义与分类。 掌握：计算机网络的组成与结构的基本概念。 掌握：计算机网络拓扑构型的定义、分类与 特点。 • 掌握：分组交换的基本概念。
NSFNET退役
1996年 Internet2
军事目的
研究目的
商业目的
16 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.1.3 Internet的高速发展与信息高速公路 的建设
• 1993年9月，美国公布了国家信息基础设施 （NII）建设计划，NII被形象地称为信息高速 公路。 • 1995年2月全球信息基础设施委员会（GIIC） 成立，目的是推动与协调各国信息技术与信息 服务的发展与应用。 • 电信运营商纷纷将竞争重点和大量资金转移到 高效、经济、支持大量用户接入和支持多种业 务的城域网建设中。
SDS SIGMA7
14 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
2．TCP/IP协议研究与发展
• ARPANET的协议结构
主机-主机协议 主机 主机
通信子网 源IMP-目的IMP协议 IMP IMP IMP
IMP IMP-IMP协议
IMP
15 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
3．NSFNET对Internet发展的影响
6 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
第三阶段：网络体系结构的研究 （20世纪70年代中期开始） • OSI参考模型的研究对网络理论体系的形 成与发展，以及在网络协议标准化研究 方面起到了重要的推动作用。 • TCP/IP协议经受了市场和用户的检验， 吸引了大量的投资，推动了Internet应用 的发展，成为业界标准。
8 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
• 对等（P2P）网络技术的研究，使得“即 时通信”等新的网络应用不断涌现，进 一步丰富了人与人之间信息交互与共享 的方式。 • 无线局域网与无线城域网技术日益成熟， 并已进入应用阶段。无线自组网、无线 传感器网络的研究与应用受到了高度重 视。
9 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
个人区域网 PAN 0 10m 局域网 LAN 10km 城域网 MAN 100km 广域网 WAN 1000km
27 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
理解网络分类需要注意几个问题：
• 距离数据只是一些参考值，这之间没有严格的 界限。 • 随着技术的进步，局域网、城域网、广域网之 间的界限越来越模糊了。 • 连接用户10m之内的数字移动终端设备的网络 多是用无线通信技术，因此个人区域网更准确 的含义是无线个人区域网。 • 无线个人区域网（WPAN）是目前发展最为迅 速的领域之一。
分组交换技术
• 通信子网结构与分组交换原理示意图
IMP（路由器） 分组 通信子网 源主机 发送 进程 B A D C E 目的主机 接收 进程13 《计算机网络》第1章 计算 Nhomakorabea网络概论
• ARPANET最早四个节点的结构
SDS 940
#2 SRI
#4 UTAH
IBM360/75
#3 UCSB DEC PDP-10 #1 UCLA
3
《计算机网络》第1章 计算机网络概论
本章知识点结构
计算机网络的形成与发展
计算机网络发展的三条主线
计算机网络定义
广域网 城域网
计算机网络分类 局域网 计算机网络组成与结构 个人区域域网
计算机网络拓扑
分组交换的基本概念
4 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.1 计算机网络的形成与发展 1.1.1 计算机网络发展阶段的划分 第一阶段：计算机网络技术与理论准备阶段 （可以追溯到20世纪50年代） • 数据通信技术日趋成熟，为计算机网络的 形成奠定了技术基础。 • 分组交换概念的提出为计算机网络的研究 奠定了理论基础。
5 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
第二阶段：计算机网络的形成 （从20世纪60年代） • ARPANET的成功运行证明了分组交换 理论的正确性。 • TCP/IP协议的广泛应用为更大规模的网 络互联奠定了坚实的基础。 • E-mail、FTP、TELNET、BBS等应用展 现出网络技术广阔的应用前景。
汇聚环网 OC-3/12
汇聚环网
OC-3 接 入 层
交换机
路由器
交换机
路由器
电话交换机
34 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3.5 局域网 局域网的定义 • 局域网（LAN）用于将有限范围内（例 如一个实验室、一幢大楼、一个校园） 的各种计算机、终端与外部设备互联成 网。 • 按照采用的技术、应用范围和协议标准 的不同，局域网可以分为共享局域网与 交换局域网。
• 联网计算机之间的通信必须遵循共同的 网络协议
26 《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.3.2 计算机网络的分类方法 • 计算机网络按照其覆盖的地理范围进行 分类，可以很好地反映不同类型网络的 技术特征。 • 按覆盖的地理范围划分，计算机网络可 以分为：广域网、城域网、局域网与个 人区域网。
1.1.5 物联网技术的形成与发展
• 物联网是在Internet技术的基础上，利用 射频标签、无线传感与光学传感等感知 技术，自动获取物理世界的各种信息， 通过三网融合形成的下一代网络系统， 构建一个覆盖世界上人与人、人与物、 物与物的智能信息系统。