互联网与移动通信发展2-网络基础

交换机(switch)
将一个数据单元发送到下一目的地
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传输介质
• 传输介质是计算机网络 中连接各个节点之间的 物理通路。 物理通路。 • 计算机网络中常用的传 输介质分为： 输介质分为： 1、有线传输介质—— 有线传输介质—— 双绞线 同轴电缆 光纤 2、无线传输介质—— 无线传输介质—— 激光、 激光、红外线 微波和卫星线路
IP地址 子网掩码 网关地址 域名服务器
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IP地址（IP Address） IP地址 地址（ Address）
• Internet的IP地址是指IP网络层通用的一种地址， Internet的IP地址是指IP网络层通用的一种地址， 整个Internet采用全局通用的IP地址格式，在 整个Internet采用全局通用的IP地址格式，在 Internet网上的每个主机由一个唯一的IP地址来 Internet网上的每个主机由一个唯一的IP地址来 标识。 • IPv4:一个IP地址由4个字节组成，32位长 IPv4:一个IP地址由4个字节组成，32位长 为了便于表示, 为了便于表示,使用点分十进制表示法 （dotted decimal notation） notation） • 例如：IP地址 例如：IP地址 11011011 11011011 00111110 00000001 表示为219.219.62.1 表示为219.219.62.1
– 覆盖范围广，传输介质多样化； 覆盖范围广，传输介质多样化； – 低数据率，高误码率； 低数据率，高误码率； – 由政府部门委托或批准某些单位组建或经营管理。 由政府部门委托或批准某些单位组建或经营管理。
• 城域网MAN (Metropolitan Area Network ) 城域网MAN
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网络拓扑的概念
通常，我们将通信子网中的通信处理机和 通常，我们将通信子网中的通信处理机和 其他通信设备称为节点，通信线路称为链路， 其他通信设备称为节点，通信线路称为链路， 而将节点和链路连接而成的几何图形称为该网 络的拓扑结构。因此， 络的拓扑结构。因此，计算机网络的拓扑结构 是指它的通信子网的拓扑构型。 是指它的通信子网的拓扑构型。它反映出通信 网络中各实体之间的结构关系。 网络中各实体之间的结构关与移动通信发展培训
计算机网络的分类
• 按网络拓扑结构划分
– 总线型 – 环型 – 星型 – 混合型 – 树型（星型级联） – 网状（星型+环型）
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• 总线型 环型
星型
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• 按网络覆盖范围划分 计算机网络分：局域网、城域网、广域网 机间距离 范围 分类 0.1M 电路板 计算机 1M 计算机系统 计算机 10M 房间 LAN（local area network） 100M 楼 LAN 1KM 园区 MAN(metropolitan area network) 10KM 城市 MAN 100KM 国家 WAN(wide area network) 1000KM 州 WAN 10000KM 全球 WAN
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• 阶段1：以单计算机为中心的远程联机系统 阶段1
(50年代中期－60年代初,通信技术与计算机技术 结合) T
M
高速
M
C
低速
Host
FEP M M T
T
FEP：Front End Process前端处理机，减轻主机通信负担 ： 前端处理机， 前端处理机 C：集中器，带多个终端 ：集中器， M：调制解调器 ： T: 终端
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• 1969年，美国国防部高级研究计划局ARPA为 1969年，美国国防部高级研究计划局ARPA为 支持国防研究项目建造了ARPAnet 支持国防研究项目建造了ARPAnet
--加利福尼亚大学洛衫机分校 加利福尼亚大学洛衫机分校(UCLA) 加利福尼亚大学洛衫机分校 --加利福尼亚大学圣芭芭拉分校 加利福尼亚大学圣芭芭拉分校(UCSB) 加利福尼亚大学圣芭芭拉分校 --犹它大学 犹它大学(Utah) 犹它大学 --SRI国际机构 国际机构
• 至少具有两台以上的自主计算机，且这 些计算机之间有通信和共享的需求； • 各个计算机之间要使用某种通信手段相 互连接； • 要制定一套各方认可的通信规则。
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• 计算机网络的发展
– 四个阶段： 以单计算机为中心的联机系统 计算机——计算机网络 体系结构标准化网络 Internet的应用与高速网络技术的发展
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• 阶段4：Internet的应用与高速网络技术 阶段4 Internet的 的发展
– 九十年代：以商业应用为主 – Internet空前发展：电子邮件、信息查询、 新闻组、文件传输、语音与图像通信服务 – Web技术在Internet/Intranet 得到广泛应用 – 下一代Internet – INTRANET 内联网（内部网）
主机 主机 主机 主机
主机
打印机
主机
• 自主计算机：指能够自主地完成启动停止和对所属资源进行控制的 计算机。 • 通信媒体： 指通信设备和通信线路。 • 相互通信： 用户之间按照某种规则约定进行信息交换。 • 资源共享： 共同使用网络中的软、硬件资源。
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计算机网络形成的要素
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其它传输介质
• 无线传输（Wireless Transmission） 无线传输（Wireless Transmission）
– – – – – – – – – 电磁频谱 无线电传输 微波传输 红外线和毫米波 光波传输 目前，电话系统的基本构成： 局部回路（双绞线，模拟信号传输） 中继（光纤或微波，数字信号传输） 交换局
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• 按网络体系结构划分
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
TCP/IP ISO/OSI 1996 SPX/IPX SNA DECnet X.25、FR（帧中继）、ATM
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All Other IPX TCP/IP
1998
网络的基本硬件组成
• 构建网络需要哪些最基本的元素？
网络终端(服务器/客户端) 网络终端(服务器/客户端) 网络互联设备 传输介质 其它设备
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常见网络的互连设备
网卡(网络适配器) 网卡(网络适配器)
计算机与网络的接口
调制解调器(modem,猫)
将模拟信号转换为数字信号或是数 字信号转换为模拟信号的功能
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• ARPA主要贡献 ARPA主要贡献
– 完成了对计算机网络定义、分类的研究。 – 提出了资源子网、通信子网的网络结构概念。 – 研究了分组交换方法。 – 采用了层次结构的网络体系结构模型与协议 体系。
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• 阶段3：体系结构标准化网络（70年代末－90年代） 阶段3：体系结构标准化网络（70年代末－90年代） –主机间通信时对信息的理解、表示形式、应答等需遵守 共同的约定，即协议，计算机网络的协议分若干层次， 各层协议的总和称体系结构 –第二代计算机网络的缺点是没有统一的体系结构，各网 自行研制，互连困难（SNA、DNA等） –70年代末，国际标准化组织（ISO）开始制定标准， 1984年颁布了OSI开放系统互连参考模型OSI/RM，网络 发展进入第三代 –70年代末，TCP/IP出现，并成为事实上的标准，成为 INTERNET的基础。
通信子网 X.25
H
IMP H
资源子网
IMP：接口报文处理机（节点机），提供主机间的通信服务，存储转发方式工作 ：接口报文处理机（节点机），提供主机间的通信服务， ），提供主机间的通信服务 通信子网： 与它们之间的连线， 通信子网：IMP与它们之间的连线，负责通信任务，公用网 与它们之间的连线 负责通信任务， 资源子网：主机及所有连接终端，负责应用，私用网 资源子网：主机及所有连接终端，负责应用， 通信子网和资源子网可分别建设
2000
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• 局域网LAN(Local Area Network) 局域网LAN(Local
– 覆盖范围小，传输介质较为单一； 覆盖范围小，传输介质较为单一； – 高数据率，低误码率； 高数据率，低误码率； – 属于一个单位或部门。 属于一个单位或部门。
• 广域网WAN (Wide Area Network ) 。 广域网WAN
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• 阶段2：分组交互网(60年代后期－70年代 阶段2：分组交互网(60年代后期－70年代 中期) 中期)
– 将多台具有自主处理能力的计算机用通信线路连接起 来的计算机网络系统，计算机网络系统之间的通信使 用分组交换方式 分组交换方式
H H IMP IMP IMP IMP
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• 每个IP地址由网络号和主机号组成，其中网络号长度 每个IP地址由网络号和主机号组成，其中网络号长度 决定了网络的规模，主机号长度决定了一个网内的可 以连网的主机数量。互联网按网络的规模大小，将IP 以连网的主机数量。互联网按网络的规模大小，将IP 地址分为A 地址分为A、B、C三大类。D类地址，用于与网上多 三大类。D 台主机同时进行通信的地址；E 台主机同时进行通信的地址；E类地址，现在保留，以 备将来使用。
• 电话系统
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OSI 七层模型
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OSI 七层模型vs TCP/IP 四层模型 七层模型vs