1计算机网络概述
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第一章 计算机网络概述 课件(共19张PPT)
• 采用通信子网后，可使每台入网主机不用去处理数据通信，也不用具有许多远程数据通信功能， 而只需负责信息的发送和接收，这样就减少了主机的通信开销。另外，由于通信子网是按统一 软、硬件标准组建，可以面向各种类型的主机，方便了不同机型互连，减少了组建网络的工作 量。
• 通信子网有三种类型： • （1）结合型 • 对于大多数局域网，由于其传输距离 ，互连主机不多，所以并未采用
• 工作站：是网络中用户使用的计算机设备，又称客户机。
•
终端：终端不具备本地处理能力，不能直接连接到网络上，只能通过网络上的主机与网络相连 发挥作用。常见的终端有：显示终端、打印终端、图形终端等。
•
传输介质：传输介质的作用是在网络设备之间构成物理通路，以便实现信息的交换。最常见的 传输介质类型是同轴电缆、双绞线和光纤。
• 2. 通信链路
•
通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路。链路可用各种传输介质实现，如双绞线、同轴电 缆、光缆、卫星、微波等无线信道。
• 通信链路又分为物理链路和逻辑链路两类。物理链路是一条点到点的物理线路，中间没有任何交换节点。 在计算机网络钟，两个计算机之间的通路往往是由许多物理链路串结而成。逻辑链路是具备数据传输控制 能力，在逻辑上起作用的物理链路。在物理链路上加上用于数据传输控制的硬件和软件，就构成了逻辑链 路。只有在逻辑链路上才可以真正传输数据，而物理链路是逻辑链路形成的基础。
内容的 服务器；通过一定技巧使不同地域的用户看到放置在离他最近的服务器上的相同页面，这样来实现各服务器的负荷均衡，同时用户也省了不少冤枉路。
• 分布处理是把任务分散到网络中不同的计算机上并行处理，而不是集中在一台大型计算机上，使其具有解决复杂问题的能力，大大提高效率和降低成本。
网基-第1章
城域网MAN：
城域网覆盖范围介于LAN和WAN之间 城域网划分为城域网城域部分和城域网接 入部分
Aµ AØ µ Ø
Bµ BØ
Cµ Ø
广域网WAN：
WAN：大范围内提供数据服务 WAN类型：PSTN、ISDN、X.25网、帧 中继网、ATM网
1.3 网络的工作模式
客户机/服务器（C/S) 模式
第1章 计算机网络概述
1
本章学习目标：
计算机网络概述 计算机网络的分类 计算机网络的工作模式
2
问题？
什么是计算机网络？
Internet？ 2台计算机相连？
……
Internet
远程工作站 X.25,DDN, PSTN等 ISP
局域网 家庭用户上网
1. 计算机网络的定义
计算机网络：是利用通信设备和传输介质将地 理位置不同、功能独立的多个计算机系统连接 起来，以功能完善的网络软件实现资源共享和 信息传递的系统。 计算机网络的通信是由不同类型的计算机设备 之间通过协议来实现的。
Google mail
1.1.2 网络的产生与发展
1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC 诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的 联系； 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； 典型的研究成果是ARPA网。
对等网（Peer-to-Peer)模式
对等网
基于服务器网络
C/S 模式：
服务器：网络中一台或几台较大的计算机集中 进行共享数据库的管理和存取。 服务器控制管理数据的能力已由文件管理方式 上升为数据库管理方式。因此，C/S网络模式的 服务器也称为数据库服务器。
计算机网络基础教程-第1章 计算机网络概述
19
1.1.5 计算机网络的应用
计算机网络技术的发展给传统的信息处理工作带来了革命 性的变化，同时也给传统的管理带来了很大的冲击。目前，计 算机网络的应用主要体现在以下几个方面： 数字通信
分布式计算
远程教育
信息查询
计算机网络 的应用
虚拟现实
电子商务
办公自动化
企业管理与决策
20
1.1.5 计算机网络的应用
公用电话网
CCP或FEP 主机
集线器
利用集线器的结构示意图
8
1.1.1 计算机网络的形成与发展
2、多机互联网络阶段 计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，因 此在逻辑结构上可以将其分成两部分：资源子网和通信子网。 (1)资源子网：是计算 机网络的外层，它由提供 主机 资源的主机和请求资源的 CCP CCP 主机 终端组成。资源子网的任 务是负责全网的信息处理。 通信子网
21
1.1.5 计算机网络的应用
4、远程教育 远程教育是利用Internet技术开发的现代在线服务系统， 它充分发挥网络可以跨越空间和时间的特点，在网络平台上 向学生提供各种与教育相关的信息,做到“任何人在任何时间 、任何地点，可以学习任何课程”。 5、虚拟现实 虚拟现实是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、 人工智能及心理学等高速发展的结晶。虚拟现实与传统的仿 真技术都是对现实世界的模拟,即两者都是基于模型的活动， 而且都力图通过计算机及各类装臵达到现实世界尽可能精确 地再现。随着计算机科学技术的飞速发展，虚拟现实技术与 仿真技术必将在21世纪异彩纷呈，绚丽夺目。
A 图 1-4
B 计算机互连网络系统基本模型
14
1.1.3 计算机网络的主要功能
均衡 负荷
1.1.5 计算机网络的应用
计算机网络技术的发展给传统的信息处理工作带来了革命 性的变化，同时也给传统的管理带来了很大的冲击。目前，计 算机网络的应用主要体现在以下几个方面： 数字通信
分布式计算
远程教育
信息查询
计算机网络 的应用
虚拟现实
电子商务
办公自动化
企业管理与决策
20
1.1.5 计算机网络的应用
公用电话网
CCP或FEP 主机
集线器
利用集线器的结构示意图
8
1.1.1 计算机网络的形成与发展
2、多机互联网络阶段 计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，因 此在逻辑结构上可以将其分成两部分：资源子网和通信子网。 (1)资源子网：是计算 机网络的外层，它由提供 主机 资源的主机和请求资源的 CCP CCP 主机 终端组成。资源子网的任 务是负责全网的信息处理。 通信子网
21
1.1.5 计算机网络的应用
4、远程教育 远程教育是利用Internet技术开发的现代在线服务系统， 它充分发挥网络可以跨越空间和时间的特点，在网络平台上 向学生提供各种与教育相关的信息,做到“任何人在任何时间 、任何地点，可以学习任何课程”。 5、虚拟现实 虚拟现实是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、 人工智能及心理学等高速发展的结晶。虚拟现实与传统的仿 真技术都是对现实世界的模拟,即两者都是基于模型的活动， 而且都力图通过计算机及各类装臵达到现实世界尽可能精确 地再现。随着计算机科学技术的飞速发展，虚拟现实技术与 仿真技术必将在21世纪异彩纷呈，绚丽夺目。
A 图 1-4
B 计算机互连网络系统基本模型
14
1.1.3 计算机网络的主要功能
均衡 负荷
计算机网络概述
计算机网络(COMPUTER NETWORK)概述主机（H, Host) 可以是大型机、中型机、小型机、微型机。
主机是资源子网的主要组成单元，它通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机相连接。
普通用户终端通过主机连人网内。
主机要为本地用户访问网络其他主机设备和资源提供服务，同时为远程服务用户共享本地资源提供服务。
终端(T, Terminal) 是用户访问网络的界面。
终端可以是简单的输入、输出终端，也可以是带有微处理机的智能终端。
终端可以通过主机连人网内，也可以通过终端控制器、报文分组组装与拆卸装置或通信控制处理机连入1.1网络基础知识1.计算机网络是计算机技术与又通信技术紧密相结合的产物。
计算机技术构成了网络的高层建筑，通信技术构成了网络的低层基础。
2.计算机网络是计算机科学发展的一个重要方向。
1.1 计算机网络的发展1.计算机网络在发展过程中经历了四个阶段：联机系统阶段，互联网络阶段，标准化网络阶段，网络互连与高速网络阶段。
（1）联机系统阶段：网络的雏形，终端------通信线路---------计算机的系统（面向终端的计算机通信），实际是一个联机多用户系统。
SAGE(半自动防空系统)设备组成：终端（数据收集），集中器（数据集中处理），调制解调器（数字信号与模拟信号的转换），电话线（传输模拟信号），线路控制器（串行与并串转换与差错控制），前端处理机（FEP）(数据通信控制) （2）计算机互联网络阶段：计算机----------计算机的系统。
（ARPANET）互联网的开始（3）标准化网络阶段：由于网络的发展，采用分层方法解决网络的各种问题，一些公司开发出自己的网络产品：IBM的SNA(系统网络体系), DEC的DNA.在1984年由ISO颁布了”开放系统互连参考模型”（OSI/RM）,制定网络结构由七层组成，又称为”七层模型”,不同公司的网络可以互连。
（4）网络互连与高速网络：90年代以后，更大的网络互连和信息高速公路。
01计算机网络概述
[Return]
6. 其他分类
– （1） 按网络传输信息采用的物理信道来分类，可划分 为有线网络和无线网络。 – （2）按通信速率的不同来分类，可划分为低速网络 （数据传输速率在1.5Mbps以下的网络系统）、中速网 络（数据传输速率在50Mbps以下的网络系统）、高速 网络（数据传输速率在50Mbps以上的网络系统）。 – （3）按数据交换方式分类，可分为线路交换网络、报 文交换网络、分组交换网络、ATM网络等。 – （4）按传输的信号分类，可分为数字网和模拟网。 – （5）按采用的网络操作系统分类，可分为Novell网、 Windows NT网、Windows 2000 Server网、Unix网、 Linux网等。 [Return]
1.6 计算机网络技术发展趋势
• （1）软交换技术
为了把服务控制功能和网络资源控制功 能与传送功能完全分开，需要应用软交 换技术。根据新的网络功能模型分层， 计算机网络将分为接入与传输层，媒体 层，控制层，业务／应用层（也叫网络 服务层）四层，从而可对各种功能作不 同程度的集成。
1.6 计算机网络技术发展趋势
• • • • • • • 下一代Web研究 网络计算 业务综合化 移动通信 网络安全与管理 三网融合 网络体系结构
1.6 计算机网络技术发展趋势
• 2. 计算机网络的支撑技术
– 从系统的观点看，计算机网络是由单个结点和连 结这些结点的链路所组成。 – 单个结点主要是连入网内的计算机以及负责通信 功能的结点交换机、路由器，这些设备的物理组 成主要是集成电路，而集成电路的一个重要支撑 就是微电子技术。 – 网络的另一个组成部分就是通信链路，负责所有 结点间的通信，通信链路的一个重要支撑就是光 电子技术。
[Return]
第1章计算机网络概述
第1章计算机⽹络概述第1章计算机⽹络概述1.1 计算机⽹络的定义和发展历史1.1.1计算机⽹络的定义计算机⽹络是由计算机技术和通信技术的紧密结合形成的。
计算机⽹络就是将分布在不同地理位置、具有独⽴功能的多台计算机及其外部设备，⽤通信设备和通信链路链接起来，在⽹络操作系统和通信协议及⽹络管理软件的协调下实现“资源共享和信息传递”的系统。
所谓的⽹络资源包括硬件资源（⼒图⼤容量磁盘、光盘阵列、打印机等），软件资源（例如⼯具软件、应⽤软件等）和数据资源（例如数据⽂件和数据库等）。
1.1.2 计算机⽹络的发展历史发展历史的四个阶段远程终端联机阶段、计算机⽹络阶段、计算机⽹络互联阶段、Internet与信息⾼速公路阶段。
在计算机发展的早期阶段，计算机所采⽤的操作系统多为分时系统，分时系统将主机时间分成⽚，给⽤户分配⼀定的时间⽚。
1969年12⽉，Internet的前⾝--美国的ARPA NET 投⼊运⾏，它标志着我们常称的计算机⽹络的诞⽣。
20世纪80年代初，随着微机应⽤的推⼴，微机联⽹的需求也随之增⼤，各种基于微机互联的局域⽹纷纷出台。
国际标准化组织（iso）在1984年正式颁布了开放系统互联参考模型（osi/rm），使计算机⽹络体系结构实现了标准化。
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，从⽽极⼤地推动⼒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。
1.2 计算机⽹络的功能和应⽤1.2.1计算机⽹络的功能实现计算机系统的资源共享、实现数据信息的快速传递、提⾼可靠性、提供负载均衡与分布式处理能⼒、集中管理、综合性息服务1.2.2 计算机⽹络的应⽤办公⾃动化、管理信息系统、过程控制、Internet应⽤（电⼦邮件（Email）、信息发布、电⼦商务（ECommerce）、远程⾳频、视频应⽤）1.3 计算机⽹络的系统组成计算机⽹络是由⽹络硬件系统和⽹络软件系统组成的。
《计算机网络技术及应用(第二版)》第1章 计算机网络概述
定义：是分级的集中 控制式网络。树状型 拓扑见图1-8。 特点：通信线路总长 度短，成本较低，节 点易于扩充，寻找路 径比较方便，但任一 节点或其相连的线路 故障都会使系统受到 影响。
交换机
集线器 集线器
5.网状型拓扑
网状拓扑构型又称做无规则型。在网状拓扑构 型中，结点之间的连接是任意的，没有规律的。 网状型拓扑见图1-9。 特点：它的安装也很复杂，但系统可靠性高， 容错能力强。
1.5 几种典型的计算机网络结 构类型
依信息处理的方式不同,计算机局域网的 类型常见的主要有以下四种：集中处理 的主机-终端机结构、对等网络系统结构 和基于服务器的客户机／服务器系统结 构以及无盘工作站网络结构。
1.3.3 其它几种分类方法
1.按传输速率划分 低速网络：传输速率为几十至10Kbps。 中速网络：传输速率为几万至几十Mbps。 高速网络：传输速率为100M至几个 Gbps。 注：1K=1024 b 1M=1024 K 1G=1024 M。
2.按传输媒体划分 有线计算机网：传输介质可以是双绞线、同轴 电缆和光纤等。 无线计算机网：传输介质有无线电波、微波、 红外线、激光等。 3.按拓扑结构划分 网络的拓扑结构是指抛开网络中的具体设备， 用点和线来抽象出网络系统的逻辑结构。可分 为星型、总线型、环形、树型、网状结构。
1.1.1 面向终端的计算机网络
近程低速 远程高速 M TC
T T
计算机
M
FEP
M
T
M T
T
图1-1 远程联机系统
1.1.2 计算机—计算机网络
H H H 注： H H H 代表主机 代表 IMP H H H 图 1-2 存储转发的计算机网络
1.1.3 开放式标准化网络
交换机
集线器 集线器
5.网状型拓扑
网状拓扑构型又称做无规则型。在网状拓扑构 型中，结点之间的连接是任意的，没有规律的。 网状型拓扑见图1-9。 特点：它的安装也很复杂，但系统可靠性高， 容错能力强。
1.5 几种典型的计算机网络结 构类型
依信息处理的方式不同,计算机局域网的 类型常见的主要有以下四种：集中处理 的主机-终端机结构、对等网络系统结构 和基于服务器的客户机／服务器系统结 构以及无盘工作站网络结构。
1.3.3 其它几种分类方法
1.按传输速率划分 低速网络：传输速率为几十至10Kbps。 中速网络：传输速率为几万至几十Mbps。 高速网络：传输速率为100M至几个 Gbps。 注：1K=1024 b 1M=1024 K 1G=1024 M。
2.按传输媒体划分 有线计算机网：传输介质可以是双绞线、同轴 电缆和光纤等。 无线计算机网：传输介质有无线电波、微波、 红外线、激光等。 3.按拓扑结构划分 网络的拓扑结构是指抛开网络中的具体设备， 用点和线来抽象出网络系统的逻辑结构。可分 为星型、总线型、环形、树型、网状结构。
1.1.1 面向终端的计算机网络
近程低速 远程高速 M TC
T T
计算机
M
FEP
M
T
M T
T
图1-1 远程联机系统
1.1.2 计算机—计算机网络
H H H 注： H H H 代表主机 代表 IMP H H H 图 1-2 存储转发的计算机网络
1.1.3 开放式标准化网络
第一章计算机网络基础
计算机网络技术使计算机的作用范围和其自身的 功能有了突破性的发展。计算机网络虽有各种各 样，但作为计算机网络都应具有如下功能：
1. 数据通信 2. 计算机系统的资源共享 3. 进行数据信息的集中和综合处理 4. 能均衡负载，相互协作 5. 提高了系统的可靠性和可用性 6. 进行分布式处理
统速率不用匹配，适于数据通信。 缺点：时延较大，“分组”（或“打包”）的过程比较
复杂，丢包服务质量无保证。
三、计算机网络的产生与发展
1)多用户分时系统，微机
哑终端 虚拟机
主机
T
T
T
T
终端－计算机网络模型
虚实概念
If it's there and you can see it It's REAL If it's there and you can't see it It's
二、计算机网络基本原理
平时常接触的网络
计算机网（局域网，因特网）
计算机和通信技术结合的产物 共享资源
公共交换电话网（Public Switched Telephone Network，PSTN）
有线电视网 电网
电路交换
最早的交换方式，源自电话系统。 建立电路交换的过程：（以打电话为例） 建立链路（象拨打电话并接通，通信的两端接通，便拥有一条实
是一种可以在网络环境中以客户和服务器模式工作的 多功能操作系统。
支持域管理，提供对网络资源管理的一整套解决方案
Unix操作系统
Unix
催生了计算机辅助制造，制造控制系统，实验室模拟和因特网 起源于上个世纪70年代贝尔实验室， 71年用C代码重写 众多版本（没有当今网络，各不相同） 加州大学伯克利分校计算机系统研究小组（CSRG）使用Unix对操作
1. 数据通信 2. 计算机系统的资源共享 3. 进行数据信息的集中和综合处理 4. 能均衡负载，相互协作 5. 提高了系统的可靠性和可用性 6. 进行分布式处理
统速率不用匹配，适于数据通信。 缺点：时延较大，“分组”（或“打包”）的过程比较
复杂，丢包服务质量无保证。
三、计算机网络的产生与发展
1)多用户分时系统，微机
哑终端 虚拟机
主机
T
T
T
T
终端－计算机网络模型
虚实概念
If it's there and you can see it It's REAL If it's there and you can't see it It's
二、计算机网络基本原理
平时常接触的网络
计算机网（局域网，因特网）
计算机和通信技术结合的产物 共享资源
公共交换电话网（Public Switched Telephone Network，PSTN）
有线电视网 电网
电路交换
最早的交换方式，源自电话系统。 建立电路交换的过程：（以打电话为例） 建立链路（象拨打电话并接通，通信的两端接通，便拥有一条实
是一种可以在网络环境中以客户和服务器模式工作的 多功能操作系统。
支持域管理，提供对网络资源管理的一整套解决方案
Unix操作系统
Unix
催生了计算机辅助制造，制造控制系统，实验室模拟和因特网 起源于上个世纪70年代贝尔实验室， 71年用C代码重写 众多版本（没有当今网络，各不相同） 加州大学伯克利分校计算机系统研究小组（CSRG）使用Unix对操作
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主机
H1
E
A
H1 向 H5 发送分组
H6
H5 C
H3
分组交换网
注意结点交换机有多个端口
H4 H2
D
B
1 23 4
H6
1234
结点
交换机
H1
1
A
2 3
4
H3
1
2 3
E
4
H5
12 3 4
C
高速链路
结点交换机
在结点交换机中的输入和输出端口之间 没有直接连线。
结点交换机处理分组的过程是：
建立连接 通信 释放连接
电路交换举例
A 和 B 通话经过四个交换机 通话在 A 到 B 的连接上进行
中继线 A 用户线
交换机 C
D
交换机
中继线 交换机
交换机 B
用户线
电路交换举例
C 和 D 通话只经过一个本地交换机 通话在 C 到 D 的连接上进行
中继线 A 用户线
交换机 C
D
1.2 计算机网络的发展过程
1.2.1 分组交换的产生
计算机网络的产生背景
是 20 世纪 60 年代美苏冷战时期的产物。 60 年代初，美国国防部领导的远景研究规划局
ARPA (Advanced Research Project Agency) 提 出要研制一种生存性(survivability)很强的网络。 传统的电路交换(circuit switching)的电信网有一 个缺点：正在通信的电路中有一个交换机或有一 条链路被炸毁，则整个通信电路就要中断。
当电话机的数量增多时，就要使用交换 机来完成全网的交换任务。
交换机
“交换”的含义
在这里，“交换”(switching)的含义是：
转接——把一条电话线转接到另一条电话线， 使它们连通起来。
从通信资源的分配角度来看，“交换” 就是按照某种方式动态地分配传输线路 的资源。
电路交换的特点
电路交换必定是面向连接的。 电路交换的三个阶段：
首部 数 据
分组首部的重要性
每一个分组的首部都含有地址等控制信 息。
分组交换网中的结点交换机根据收到的 分组的首部中的地址信息，把分组转发 到下一个结点交换机。
用这样的存储转发方式，最后分组就能 到达最终目的地。
分组交换的原理（四）
接收端收到分组后剥去首部还原成报文。
分组 1
首部 数 据
常可靠地传送数据。
回顾一下电路交换的特点
两部电话机只需要用一对电线就能够互 相连接起来。
更多的电话机互相连通
5 部电话机两两相连，需 10 对电线。
N 部电话机两两相连，需 N(N – 1)/2对电线。 当电话机的数量很大时，这种连接方法需要的电线
对的数量与电话机数的平方成正比。
பைடு நூலகம்用交换机
因特网(Internet)的发展
进入 20 世纪 90 年代以后，以因特网为 代表的计算机网络得到了飞速的发展。
已从最初的教育科研网络逐步发展成为 商业网络。
已成为仅次于全球电话网的世界第二大 网络。
因特网的意义
因特网是自印刷术以来人类通信方面最 大的变革。
现在人们的生活、工作、学习和交往都 已离不开因特网。
分组交换的原理（二）
每一个数据段前面添加上首部构成分组。
报文
数据 分组 1
数据
数据
首部
分组 2
首部
分组 3
首部
请注意：现在左边是“前面”
分组交换的原理（三）
分组交换网以“分组”作为数据传输单 元。
依次把各分组发送到接收端（假定接收 端在分左组边1 ）。
首部 数 据
分组 2
首部 数 据
分组 3
计算机网络原理
第 1 章 概述
（有 * 号的标题表示最基本的内容）
1.1 计算机网络在信息时代中的作用 1.2 计算机网络的发展过程
*1.2.1 分组交换的产生 *1.2.2 因特网时代 *1.2.3 关于因特网的标准化工作 1.2.4 计算机网络在我国的发展 1.3 计算机网络的分类 1.3.1 计算机网络的不同定义 1.3.2 几种不同的分类方法
*1.6 应用层的客户-服务器方式
1.1 计算机网络 在信息时代的作用
21 世纪的一些重要特征就是数字化、网 络化和信息化，它是一个以网络为核心 的信息时代。
网络现已成为信息社会的命脉和发展知 识经济的重要基础。
网络是指“三网”，即电信网络、有线 电视网络和计算机网络。
发展最快的并起到核心作用的是计算机 网络。
交换机
中继线 交换机
交换机 B
用户线
电路交换传送计算机数据效率低
计算机数据具有突发性。 这导致通信线路的利用率很低。
分组交换的原理（一）
在发送端，先把较长的报文划分成较短 的、固定长度的数据段。
报文
1101000110101010110101011100010011010010
假定这个报文较长 不便于传输
如要改用其他迂回电路，必须重新拨号建立连接。 这将要延误一些时间。
新型网络的基本特点
网络用于计算机之间的数据传送，而不是为了 打电话。
网络能够连接不同类型的计算机，不局限于单 一类型的计算机。
所有的网络结点都同等重要，因而大大提高网 络的生存性。
计算机在进行通信时，必须有冗余的路由。 网络的结构应当尽可能地简单，同时还能够非
分组 2
首部 数 据
分组 3
首部 数 据
收到的数据
分组交换的原理（五）
最后，在接收端把收到的数据恢复成为 原来的报文。
报文 1101数00011据010101011数01010据111000100数11010据010
这里我们假定分组在传输过程中没有出 现差错，在转发时也没有被丢弃。
分组交换网的示意图
H2 结点交换机
B 主机
H1 A
H3
H4 D
注意分组路径的变化！
H6
E
H2 向 H6 发送分组
C
H5
H1 向 H5 发送分组
分组交换网
注意分组的存储转发过程
在在结在结点H最结2点交后点交换到交换机达换机H目A4机C暂的E暂存主暂存机存H5 结点交换机 查查找查找转找转发转发表发表D表
找找到找到转B到转发转发的发的端的端口端口口
第 1 章 概述（续）
*1.4 计算机网络的主要性能指标 1.4.1 带宽 1.4.2 时延 1.4.3 时延带宽积和往返时延
第 1 章 概述（续）
*1.5 计算机网络的体系结构 1.5.1 计算机网络体系结构的形成 1.5.2 划分层次的必要性 1.5.3 计算机网络的原理体系结构 1.5.4 实体、协议、服务和服务访问点 1.5.5 面向连接服务和无连接服务 1.5.6 OSI 与 TCP/IP 体系结构的比较
H1
E
A
H1 向 H5 发送分组
H6
H5 C
H3
分组交换网
注意结点交换机有多个端口
H4 H2
D
B
1 23 4
H6
1234
结点
交换机
H1
1
A
2 3
4
H3
1
2 3
E
4
H5
12 3 4
C
高速链路
结点交换机
在结点交换机中的输入和输出端口之间 没有直接连线。
结点交换机处理分组的过程是：
建立连接 通信 释放连接
电路交换举例
A 和 B 通话经过四个交换机 通话在 A 到 B 的连接上进行
中继线 A 用户线
交换机 C
D
交换机
中继线 交换机
交换机 B
用户线
电路交换举例
C 和 D 通话只经过一个本地交换机 通话在 C 到 D 的连接上进行
中继线 A 用户线
交换机 C
D
1.2 计算机网络的发展过程
1.2.1 分组交换的产生
计算机网络的产生背景
是 20 世纪 60 年代美苏冷战时期的产物。 60 年代初，美国国防部领导的远景研究规划局
ARPA (Advanced Research Project Agency) 提 出要研制一种生存性(survivability)很强的网络。 传统的电路交换(circuit switching)的电信网有一 个缺点：正在通信的电路中有一个交换机或有一 条链路被炸毁，则整个通信电路就要中断。
当电话机的数量增多时，就要使用交换 机来完成全网的交换任务。
交换机
“交换”的含义
在这里，“交换”(switching)的含义是：
转接——把一条电话线转接到另一条电话线， 使它们连通起来。
从通信资源的分配角度来看，“交换” 就是按照某种方式动态地分配传输线路 的资源。
电路交换的特点
电路交换必定是面向连接的。 电路交换的三个阶段：
首部 数 据
分组首部的重要性
每一个分组的首部都含有地址等控制信 息。
分组交换网中的结点交换机根据收到的 分组的首部中的地址信息，把分组转发 到下一个结点交换机。
用这样的存储转发方式，最后分组就能 到达最终目的地。
分组交换的原理（四）
接收端收到分组后剥去首部还原成报文。
分组 1
首部 数 据
常可靠地传送数据。
回顾一下电路交换的特点
两部电话机只需要用一对电线就能够互 相连接起来。
更多的电话机互相连通
5 部电话机两两相连，需 10 对电线。
N 部电话机两两相连，需 N(N – 1)/2对电线。 当电话机的数量很大时，这种连接方法需要的电线
对的数量与电话机数的平方成正比。
பைடு நூலகம்用交换机
因特网(Internet)的发展
进入 20 世纪 90 年代以后，以因特网为 代表的计算机网络得到了飞速的发展。
已从最初的教育科研网络逐步发展成为 商业网络。
已成为仅次于全球电话网的世界第二大 网络。
因特网的意义
因特网是自印刷术以来人类通信方面最 大的变革。
现在人们的生活、工作、学习和交往都 已离不开因特网。
分组交换的原理（二）
每一个数据段前面添加上首部构成分组。
报文
数据 分组 1
数据
数据
首部
分组 2
首部
分组 3
首部
请注意：现在左边是“前面”
分组交换的原理（三）
分组交换网以“分组”作为数据传输单 元。
依次把各分组发送到接收端（假定接收 端在分左组边1 ）。
首部 数 据
分组 2
首部 数 据
分组 3
计算机网络原理
第 1 章 概述
（有 * 号的标题表示最基本的内容）
1.1 计算机网络在信息时代中的作用 1.2 计算机网络的发展过程
*1.2.1 分组交换的产生 *1.2.2 因特网时代 *1.2.3 关于因特网的标准化工作 1.2.4 计算机网络在我国的发展 1.3 计算机网络的分类 1.3.1 计算机网络的不同定义 1.3.2 几种不同的分类方法
*1.6 应用层的客户-服务器方式
1.1 计算机网络 在信息时代的作用
21 世纪的一些重要特征就是数字化、网 络化和信息化，它是一个以网络为核心 的信息时代。
网络现已成为信息社会的命脉和发展知 识经济的重要基础。
网络是指“三网”，即电信网络、有线 电视网络和计算机网络。
发展最快的并起到核心作用的是计算机 网络。
交换机
中继线 交换机
交换机 B
用户线
电路交换传送计算机数据效率低
计算机数据具有突发性。 这导致通信线路的利用率很低。
分组交换的原理（一）
在发送端，先把较长的报文划分成较短 的、固定长度的数据段。
报文
1101000110101010110101011100010011010010
假定这个报文较长 不便于传输
如要改用其他迂回电路，必须重新拨号建立连接。 这将要延误一些时间。
新型网络的基本特点
网络用于计算机之间的数据传送，而不是为了 打电话。
网络能够连接不同类型的计算机，不局限于单 一类型的计算机。
所有的网络结点都同等重要，因而大大提高网 络的生存性。
计算机在进行通信时，必须有冗余的路由。 网络的结构应当尽可能地简单，同时还能够非
分组 2
首部 数 据
分组 3
首部 数 据
收到的数据
分组交换的原理（五）
最后，在接收端把收到的数据恢复成为 原来的报文。
报文 1101数00011据010101011数01010据111000100数11010据010
这里我们假定分组在传输过程中没有出 现差错，在转发时也没有被丢弃。
分组交换网的示意图
H2 结点交换机
B 主机
H1 A
H3
H4 D
注意分组路径的变化！
H6
E
H2 向 H6 发送分组
C
H5
H1 向 H5 发送分组
分组交换网
注意分组的存储转发过程
在在结在结点H最结2点交后点交换到交换机达换机H目A4机C暂的E暂存主暂存机存H5 结点交换机 查查找查找转找转发转发表发表D表
找找到找到转B到转发转发的发的端的端口端口口
第 1 章 概述（续）
*1.4 计算机网络的主要性能指标 1.4.1 带宽 1.4.2 时延 1.4.3 时延带宽积和往返时延
第 1 章 概述（续）
*1.5 计算机网络的体系结构 1.5.1 计算机网络体系结构的形成 1.5.2 划分层次的必要性 1.5.3 计算机网络的原理体系结构 1.5.4 实体、协议、服务和服务访问点 1.5.5 面向连接服务和无连接服务 1.5.6 OSI 与 TCP/IP 体系结构的比较