计算机网络概述11计算机网络的产生和发展
计算机网络产生及发展过程
计算机网络的产生与发展计算机网络近年来获得了飞迷的发展。
20年前在我国很少有人接触过网络，而今天计算机通信网络以及Internet已成为我们社会结构的一个基本组成部分。
网络被应用于工商业的各个方面，包括电子银行、电子商务、现代化的企业管理、信息服务业等都以计算机网络系统为基础。
从学校远程教育到政府日常办公，乃至现在的电子社区，很多方面都离不开网络技术。
可以不夸张地说，网络在当今世界无处不在。
1997年，在美国拉斯维加斯的全球计算机技术博竟会上，微软公司总裁比尔.盖茨先生发表了著名的演说。
在演说中，“网络才是计算机”的精辟论点充分体现出信息社会中计算机网络的重要基础地位。
计算机网络技术的发展越来越成为当今世界高新技术发展的核心之一。
随者计开机网格技术的正物发展，计算机网始经历了从简单到复奈、从单机到多机的发展过程，其演变过程大致可划分为4个阶段。
1.第一阶段：诞生阶段（计算机——-终端）20世起50~60年代，出现了第一代计并机网络，它是以单个计算机为中心的远程联机系统。
它的主要特点是一个主机，多个终端。
将地理位置分散的多个终端通信线路连到一台中心计算机上，用户可以在自己办公室内的终端键入程序，通过通信线路传送到中心计算机，分时访问和使用资源进行信息处理，处理结果再通过通信线路回送到用户终端显示或打印。
这种以单个为中心的联机系统称做面向终端的远程联机系统。
当时计算机的体积庞大，价格昂贵，设置在专用机房，相对而言，通信线路和通信设备较为便宜，为了共享计算机强大的资源，将多台具有通信功能而无外理能力的设备与计算机相连。
该台计算机称为主机，在专用的机房放置；与其相连的设备称为终端，终端是一台计算机的外部设备，包括显示器和键盘，无CPU和内存，放置在各个需要使用计算机的工作环境中，典型应用是由一台计算机和全美范围内2000个终端组成的飞机定票系统。
随着远程终端的增多，在主机前增为了前端机（FEP）（在主机之前增加了一台功能简单的计算机，专门用于处理终端的通信信息和控制通信线路，并能对用户的作业进行预处理，这台计算机称为"通信控制处理机"（CCP：Communication Control Processor），也叫前置处理机；在终端设备较集中的地方设置一台集中器（Concentrator），终端通过低速线路先汇集到集中器上，再用高速线路将集中器连到主机上）。
计算机网络原理与操作系统原理
❖进入20世纪90年代，计算机技术、通信技
术以及建立在计算机和网络技术基础上的
计算机网络技术得到了迅猛的发展。特别 是1993年美国宣布建立国家信息基础设施 NII后，全世界许多国家纷纷制定和建立本 国的NII，从而极大地推动了计算机网络技
术的发展，使计算机网络进入了一个崭新
的阶段。目前，全球以美国为核心的高速 计算机互联网络即Internet已经形成， Internet已经成为人类最重要的、最大的知 识宝库。
❖ 计算机网络系统是非常复杂的系统，计算机之间相互通信涉及到许多 复杂的技术问题，为实现计算机网络通信，计算机网络采用的是分层 解决网络技术问题的方法。但是，由于存在不同的分层网络系统体系 结构，它们的产品之间很难实现互联。为此，在20世纪80年代早期， 国际标准化组织ISO正式颁布了“开放系统互联基本参考模型”OSI 国际标准，使计算机网络体系结构实现了标准化。
❖ 1969年12月，Internet的前身——美国的ARPA网投入运 行，它标志着计算机网络的兴起。该计算机网络系统是一 种分组交换网。分组交换技术使计算机网络的概念、结构 和网络设计方面都发生了根本性的变化，并为后来的计算 机网络打下了坚实的基础。
❖ 20世纪80年代初，随着个人计算机的推广，各种基于个人计算机的 局域网纷纷出台。这个时期计算机局域网系统的典型结构是在共享介 质通信网平台上的共享文件服务器结构，即为所有联网个人计算机设 置一台专用的可共享的网络文件服务器。每台个人计算机用户的主要 任务仍在自己的计算机上运行，仅在需要访问共享磁盘文件时才通过 网络访问文件服务器，实现了计算机网络中各计算机之间的协同工作。 由于使用了较PSTN速率高得多的同轴电缆、光纤等高速传输介质， 使个人计算机网上访问共享资源的速率和效率大大提高。这种基于文 件服务器的计算机网络对网内计算机进行了分工：个人计算机面向用 户，计算机服务器专用于提供共享文件资源，这就形成了客户机/服 务器模式。
认识计算机网络
认识计算机网络计算机网络是当今信息社会中不可或缺的一部分。
随着科技的不断发展，计算机网络已经渗透到我们日常生活的方方面面。
正是由于计算机网络的存在，我们可以享受到互联网带来的众多便利。
本文将从计算机网络的定义、发展历程、组成结构以及应用领域等方面，对计算机网络进行全面的介绍和解析。
一、计算机网络的定义与发展历程计算机网络是由若干结点（节点）通过通信链路互连起来，实现信息传递和资源共享的系统。
它的出现使得多台计算机之间能够进行数据交换和通信，从而形成了全球范围的互联网。
计算机网络可以追溯到20世纪60年代的ARPANET，而现代互联网则是在20世纪90年代得以普及。
二、计算机网络的组成结构计算机网络包括硬件和软件两个方面。
硬件层面主要包括计算机（节点）、通信介质和网络设备等；而软件层面则包括网络通信协议、网络操作系统和应用软件等。
计算机网络按其覆盖范围可以分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）以及互联网等不同种类。
各种不同的网络结构和协议相互配合，实现了计算机网络的高效运行。
三、计算机网络的应用领域计算机网络的应用领域非常广泛，涵盖了教育、商业、社交媒体、通信等各个方面。
在教育领域，计算机网络提供了多媒体教学平台和远程教育等方式，使得学习更加便捷高效。
在商业领域，电子商务和在线支付等应用方便了人们的购物和交易。
社交媒体的兴起更加拉近了人与人之间的距离，让信息传递变得更为迅速。
此外，计算机网络在科学研究、军事通信和医疗健康等领域也发挥着重要的作用。
作为计算机网络的用户，我们也要注意网络安全和隐私保护。
随着网络犯罪的不断增多，我们需要加强对计算机网络的安全防护，保护个人信息不被盗取和滥用。
总结起来，计算机网络的发展为我们的生活带来了巨大的变化和便利。
它极大地推动了信息社会的发展，改变了我们的工作方式和生活方式。
随着技术的不断创新和进步，相信计算机网络将会在未来发挥更加重要的作用。
计算机网络的形成与发展
计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展是现代信息科技的重要里程碑。
自20世纪60年代以来，随着计算机技术的飞速发展，计算机网络逐渐从学术研究走向商业化应用，成为现代社会的重要基础设施。
本文将从计算机网络的起源、发展历程以及对社会和个人生活的影响等方面进行探讨。
一、计算机网络的起源计算机网络的起源可以追溯到20世纪40年代的“信息高速公路”计划。
当时，美国军方为了提高信息传输的效率，开始研究如何将多台计算机连接在一起，从而形成可以共享信息的网络系统。
最早的计算机网络是以军事需求为导向的，主要用于军事指挥和通信传输。
1969年，美国国防部高级研究计划署（ARPA）推出了第一个分组交换网络ARPANET，这标志着计算机网络进入实际应用阶段。
二、计算机网络的发展历程1. 早期阶段：ARPANET的发展奠定了计算机网络的基础。
随着计算机性能的不断提升和信息处理能力的增强，计算机网络逐渐向规模化发展。
20世纪70年代末，因特网作为一个全球互联的计算机网络出现，它采用TCP/IP协议，极大地推动了计算机网络的发展。
2. 发展阶段：20世纪80年代，计算机网络开始向商业化发展。
各个国家和地区陆续建立起自己的计算机网络，并逐渐与国际互联网进行连接。
1990年代，互联网经济的兴起使得计算机网络得到了进一步普及和发展。
人们可以通过互联网进行电子邮件、网上购物、在线交流等各种活动，计算机网络逐渐融入了人们的日常生活。
3. 现代阶段：随着移动互联网、物联网、云计算等新技术的出现，计算机网络进入了全面普及和广泛应用的时代。
移动互联网使得人们可以随时随地访问互联网，加速了信息传递和交流的速度。
物联网将日常生活中的各种设备和传感器通过网络连接在一起，实现了智能化的管理和控制。
云计算提供了强大的计算和存储能力，使得大数据分析和人工智能等技术得以发展。
三、计算机网络对社会和个人生活的影响1. 经济方面：计算机网络的发展促进了电子商务的兴起，改变了传统的商业模式。
1、计算机网络的产生与发展中国计算机网络的发展历程
中国计算机网络的发展历程
国家教育和科研网（CERNET） CERNET于1994年10月投入使用，是一个全国范围的教育科研 互联网。
中国计算机网络的发展历程
中国金桥网（ChinaGBN） 中国金桥网是在全国范围内进行Internet商业服务的二大互联 网络之一（另一个是ChinaNET）。
2.第二阶段：形成阶段（以通信子网为中 心的计算机网络，计算机－计算机网络）
20世纪60年代中期至70年代的第二代计算机网络是以多个主机 通过通信线路互连起来为用户提供服务的网络。将分布在不同 地点的计算机通过通信线路互连成为计算机－计算机网络。
2.第二阶段：形成阶段（以通信子网为中 心的计算机网络，计算机－计算机网络）
1.第一阶段：诞生阶段（计算 机——-终端）
当时计算机的体积庞大，价格昂贵，设置在专用机房，相对而言， 通信线路和通信设备较为便宜，为了共享计算机强大的资源，将 多台具有通信功能而无外理能力的设备与计算机相连。该台计算 机称为主机，在专用的机房放置；与其相连的设备称为终端，终 端是一台计算机的外部设备，包括显示器和键盘，无CPU和内存， 放置在各个需要使用计算机的工作环境中，典型应用是由一台计 算机和全美范围内2000个终端组成的飞机定票系统。
4. 第四阶段：高速网络技术阶段
20世纪90年代末至今的第四代计算机网络，由于局域网技术发 展成熟，出现光纤及高速网络技术，多媒体网络，智能网络， 整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统，发展为以 Internet为代表的互联网。
5.计算机网络的发展趋势
从计算机网络应用来看，网络应用系统将向பைடு நூலகம்深和更宽的方向发展。 首先，Internet信息服务将会得到更大发展。网上信息浏览、信息交换、资源共享等技 术将进一步提高速度、容量及信息的安全性。其次，远程会议、远程教学、远程医疗、 远程购物等应用将逐步从实验室走出，不再只是幻想。网络多媒体技术的应用也将成 为网络发展的热点话题。 网络的发展也是一个经济上的冲击。数据网络使个人化的远程通信成为可能，并改变 了商业通信的模式。一个完整的用于发展网络技术、网络产品和网络服务的新兴工业 已经形成，计算机网络的普及性和重要性已经导致在不同岗位上对具有更多网络知识 的人才的大量需求。企业需要雇员规划、获取、安装、操作、管理那些构成计算机网 络和Internet的软硬件系统。另外，计算机编程已不再局限于个人计算机，而要求程序 员设计并实现能与其他计算机上的程序通信的应用软件。
计算机网络发展
计算机网络发展计算机网络是连接计算机设备和其他设备之间传输数据的一种技术。
随着科技的快速发展，计算机网络在过去几十年中取得了巨大的进步和发展。
本文将重点探讨计算机网络的发展历程以及对人类社会的影响。
一、计算机网络的起源计算机网络的起源可以追溯到20世纪40年代的冷战时期。
当时，美国的军方和研究机构意识到通过互联计算机设备可以更好地进行通信和信息共享。
这促使了互联网的发展，并于1969年首次建立了第一个互联网节点，标志着计算机网络的正式诞生。
二、互联网的崛起在70年代和80年代，互联网经历了快速的扩张。
通过建立更多的网络节点，人们可以更轻松地进行跨越地域和国界的信息传输。
互联网的使用进一步推动了信息技术和互联网行业的发展，催生了许多创新的应用程序和服务，如电子邮件、网上购物和在线社交媒体等。
三、宽带时代的到来到了90年代，宽带网络的出现彻底改变了网络传输的速度和质量。
传统的拨号上网方式逐渐被宽带接入取代，用户可以更快捷地下载和上传数据。
这使得互联网的使用更加普及，用户体验得到了极大的提升，同时也为在线视频、音频和游戏等流媒体服务的兴起提供了基础。
四、移动互联网的兴起21世纪初，移动互联网的出现彻底改变了人们使用互联网的方式。
随着智能手机的普及，用户可以随时随地访问互联网，并享受到更多的在线服务和应用。
移动互联网的兴起促进了移动应用程序开发的繁荣，并推动了物联网、云计算和大数据等新兴技术的发展。
五、5G时代的挑战与机遇当前，我们正处于5G技术的全面推广阶段。
5G网络的到来将带来更快的网速、更低的延迟和更大的容量，为互联网的应用提供了更广阔的空间。
然而，5G网络的建设仍面临着许多技术、安全和隐私等方面的挑战。
只有充分应对这些挑战，才能充分发挥5G技术的潜力。
总结计算机网络的发展促进了科技的进步和社会的变革。
它不仅改变了人们的生活方式和工作方式，还为经济发展和社会进步做出了重要贡献。
随着技术的不断创新和进步，计算机网络将继续发展，为人类社会带来更多的便利和机遇。
《计算机网络》教案(第一章)
第二阶段：面向通信的计算机网络
• 1969年9月研制完成四台IMP，连接了四台大型计算机系 统。 • 部署在斯坦福研究院、加州大学圣大巴巴拉分校、加州大 学洛杉矶分校和犹他大学的大型计算机中心， • 在1969年9月2日，正式启动该网络，实现了四个地点
• 课程参考书
– 《计算机网络》 熊贵喜 清华大学出版社 – 《计算机网络教程》 谢希仁 人民邮电出版社
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第一章 计算机网络概述
• • • • • • • • §1.1 计算机网络概念 §1.2 计算机网络产生与发展 §1.3 计算机网络功能 §1.4 计算机网络的组成 §1.5 计算机网络分类 §1.6 计算机网络拓扑结构 §1.7 计算机网络体系结构 §1.8 计算机网络应用
• 第四章 数据链路层（2）
• 第五章 计算机局域网（4） • 第六章 网络层（6）
• 第七章 传输层（2）
• 第八章 网络应用技术（2）
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课程安排
• 课程学时
– 总学时48学时
• 课程作业
– 以查阅资料为主
• 课程考试
– 以上课内容为主 – 闭卷考试
沈阳化工大学优秀课程
《计算机网络》
网络工程教研室 网络体系结构研究室 2010-08
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汇聚层
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课程Байду номын сангаас容简介
计算机网络的形成与发展
计算机网络的形成与发展计算机网络作为现代信息技术的核心，对于人类社会的进步和发展起到了重要的推动作用。
本文将从计算机网络的起源与发展历程、计算机网络的分类以及计算机网络的未来趋势三个方面对计算机网络的形成与发展进行探讨。
一、计算机网络的起源与发展历程计算机网络的起源可以追溯到20世纪50年代的美国，当时的计算机还十分庞大而昂贵，仅限于少数大型机构使用。
1969年，美国国防部的高级研究计划署（ARPA）启动了一个名为“阿帕网”（ARPANET）的项目，旨在建立一个分散的、冗余的、抗拒攻击的信息传输网络，这标志着计算机网络的起步阶段。
在20世纪70年代，因特网（Internet）的概念开始逐渐出现。
1973年，沃顿·瑟夫提出了分组交换网络的思想，为后来因特网技术的发展奠定了基础。
1983年1月1日，TCP/IP协议正式成为ARPANET的标准协议，使得整个ARPANET演变成了现代意义上的因特网。
二、计算机网络的分类根据规模和地域的不同，计算机网络可以分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。
局域网（Local Area Network，LAN）指的是在相对较小范围内的计算机网络，如家庭、办公室或企业内部的网络。
它们通常使用低成本的传输媒介，如以太网，用于局域网内部设备的互联和信息共享。
城域网（Metropolitan Area Network，MAN）是介于LAN和WAN 之间的一种网络，覆盖了较大范围的地理区域，如一个城市。
城域网通常由多个局域网连接而成，用于满足城市范围内的通信需求。
广域网（Wide Area Network，WAN）覆盖更大范围的地理区域，如跨越城市、国家甚至多个国家的网络。
WAN常用于连接远距离的分支机构和远程用户，常见的例子包括互联网和全球范围的因特网。
三、计算机网络的未来趋势随着科技的不断进步，计算机网络也在不断发展和演变。
以下是计算机网络的一些未来趋势：1. 物联网的兴起：物联网将物理世界中的各类设备和传感器连接到互联网上，实现设备间的互联和信息交互。
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电话网络中的电路交换
呼叫时建立的 物理铜质连接
交换局
5
6
1
报文交换
Z 以报文为单位进行“存储-转发”交换的技术。
在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲 时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技 术称为存储-转发。
Z 传输之前不需要建立端到端的连接，仅在相邻结点传 输报文时建立结点间的连接。——称为“无连接的” （典型例子：电报）
Z各层之间的关系是怎样的？它们如何进行交互？ （服务与接口）
Z通信双方的数据传输要遵循哪些规则？（协议）
17
层次结构方法的优点
独立性强——耦合程度低
Z 数据传输前不需要建立一条端到端的通路——也是“无 连接的”。
Z 优缺点：
对转发结点的存储要求较低， 转发延时小——适用于交互式通信； 某个分组出错可以仅重发出错的分组——效率高； 各分组可通过不同路径传输，容错性好。 需要分割报文和重组报文，增加了端站点的负担。
Z 分组交换有两种交换方式：
Z 也需要三个过程：建立－数据传输－拆除
Z 虚电路的路由在建立时确定，传输数据时则不再需要
数据传输时只需指定虚电路号，分组即可按虚电路的路由穿越网 络——“数字管道”
Z 提供的是“面向连接”的服务
但却没有像电路交换那样始终占用一条端到端的物理通道，只是 断续地依次占用传输路径上各个链路段——与铁路系统类比！
计算机网络
信通系 刘剑毅
第1章 概述
本章主要内容
Z分组交换技术 Z协议的概念 Z层次化的网络体系结构 Z开放系统互联参考模型（OSI/RM） ZTCP/IP体系结构 Z计算机网络的分类
1
2
1.1 计算机网络的产生和发展
1946 ENIVAC 1952 SAGE 1960s’ SABRE-1 1969 ARPANET, Internet, 1990s’ WWW 1996 NGI
连接请求 连接确认
连接确认
数据传输
数据 确认
释放连接
释放连接
释放确认 释放确认
t
t
16
网络体系结构
计算机网络中也采用了分层方法。——把复 杂的问题划分为若干个较小的、单一的局部 问题，在不同层上予以解决。
网络的层次结构方法要解决的问题：
Z网络应该具有哪些层次？每一层的功能是什么？ （分层与功能）
2
1.3 协议与体系结构
网络体系结构提出的背景——计算机网络的复杂性、 异质性
Z 不同的通信介质——有线、无线、… … Z 不同种类的设备——主机、路由器、交换机、复用设
备、… … Z 不同的操作系统——Unix、Windows、… … Z 不同的软/硬件、接口和通信约定（协议） Z 不同的应用环境——固定、移动、… … Z 不同种类业务——分时、交互、实时、… … Z 宝贵的投资和积累——有形、无形、… … Z 用户业务的延续性——不允许出现大的跌宕起伏
可以看成是采用了电路交换思想的分组交换 能够保证分组按序到达
10
分组通过预先建立好的虚电路穿越网络
H3 H2
H4 H1
虚电路
H5 H6
11
三种交换方式的事件顺序
呼
寻路延迟
叫
请 求
报文
分组1 分组2
分组3
呼
叫 应
数
答
据
分组4 排队延迟
t
ABCD
线路交换
ABCD
报文交换
ABCD
分组交换
12
ACK S5
ACK
主机B 分组1 分组2
接收方
ACK: 应答报文分组
H6
ACK
S4
H5
数据报方式不能保证分组按序到达 分组可能通过多个路径穿越网络
9
虚电路方式（Virtual Circuit）
Z 通信前预先建立一条逻辑连接——虚电路
类比：铁路系统（旅客/列车:分组，铁路网:网络，火车站:节点） Z “西安－北京”这条线路可以看成是一条虚路径
Z 整个报文（Message）作为一个整体一起发送。 Z 优缺点：
线路利用率高； 大报文造成存储转发的延时过长，且对存储容量要求较高； 出错后整个报文全部重发。
Z 比较：下载时若无断点续传功能，一旦出错你会怎样做？
7
分组交换（包交换）
Z 将报文分割成若干个大小相等的分组（Packet）进行 存储转发。
4
电路交换
Z 在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。
可以是真正的物理线路，也可以是一个复用信道。
Z 特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。—— 称为“面向连接的”（典型例子：电话）
Z 过程：建立连接→通信→释放连接
Z 特点：
一旦建立连接就独占线路，线路利用率低；
Z 不适用于计算机通信：因为计算机数据具有突发性的 特点，真正传输数据的时间不到10%。
3
1.2 计算机网络的技术基础 什么是交换？——分组交换
Z按某种方式动态地分配传输线路资源。
例如，电话交换机在用户呼叫时为用户选择一条可 用的线路进行接续。用户挂机后则断开该线路，该 线路又可分配给其它用户。
最初的交换：人工转接交换
为什么要采用交换技术？
Z节省线路投资，提高线路利用率。
实现交换的方法主要有：电路交换、报文 交换和分组交换。
13
协议的定义
通信协议:
Z计算机之间 Z网络中所有的通信活动都是由协议所控制
协议：
定义网络实体间发送和接收报文的格式、顺序以及当传送 和接收消息时应采取的行动。（语义、语法和时序）
14
通信协议的三要素
语义
Z 对协议中各协议元素的含义的解释，例如：
在HDLC协议中，标志Flag(7EH)表示报文的开始和结束 在BSC协议中，SOH(01H)表示报文的开始，STX(02H)表示报文
正文的开始，ETX(03H)表示报文正文的结束
语法
Z 协议元素与数据的组合格式，即报文格式。例如：
HDLC Flag Address Ctrl
Data
FCSS Flag
BSC SOH HEAD STX
TEXT
ETX BCC
时序
Z 通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则
15
时序例
建立连接
数据报方式和虚电路方式
8
数据报方式（Datagram）
Z 各分组独立地确定路由（传输路径）
Z 不能保证分组按序到达，所以目的站点需要按分组编号 重新排序和组装
H3 H2
主机A 分组2 分组1
发送方
分组1 H1
S1
S1-S5: 分组交换机
分组1 S2 ACK 分组2
S3 ACK
分组2
分组1 H4