《计算机网络概论》PPT课件
合集下载
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。
《计算机网络概论》PPT课件
• 网络计算技术已经成为重要的网络应用与研究领域.
1.1.5 宽带网络与全光网络技术的研究与发 展
• 很多国家的政府与企业投入巨额资金,把宽带网络作为 战略产业来发展；
• 宽带网络在基础设施、网络产品、信息服务等多个层 面上提供了巨大的市场机会,为新的网络服务运营商提 供了发展的空间,从而也带动了网络产业的结构调整；
• ARPAnet对网络的产生与发展起到重要• 1984年NSF决定组建NSFnet； • NSFnet采取的是一种层次型结构,分为主干网、地区
网与校园网； • 1990年NSFnet主干网的传输速率为44.746Mb/s； • 1995年4月1日,NSF和MCI合作创建了NvBS〔very
Internet技术的广泛应用 网络计算技术的研究与发展 宽带城域网与接入网技术的研究与发展 网络与信息安全技术的研究与发展
1.1.2 计算机网络的形成
• 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；
• 终端可以通过主机连入网内,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网内.
1.3.2 通信子网的概念
• 通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设 备组成,完成网络数据传输、转发等通信处理任务；
• 通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络结点； • 通信控制处理机作为与资源子网的主机、终端的连接
• Internet的广泛应用促进了电子商务、电子政务、远 程教育、远程医疗、分布式计算与视频点播的发展；
• 高速局网络技术发展迅速,Fast Ethernet、Gigabit Ethernet已开始进入实用阶段,速率为10Gb/s的 Ethernet网正在研究之中；
1.1.5 宽带网络与全光网络技术的研究与发 展
• 很多国家的政府与企业投入巨额资金,把宽带网络作为 战略产业来发展；
• 宽带网络在基础设施、网络产品、信息服务等多个层 面上提供了巨大的市场机会,为新的网络服务运营商提 供了发展的空间,从而也带动了网络产业的结构调整；
• ARPAnet对网络的产生与发展起到重要• 1984年NSF决定组建NSFnet； • NSFnet采取的是一种层次型结构,分为主干网、地区
网与校园网； • 1990年NSFnet主干网的传输速率为44.746Mb/s； • 1995年4月1日,NSF和MCI合作创建了NvBS〔very
Internet技术的广泛应用 网络计算技术的研究与发展 宽带城域网与接入网技术的研究与发展 网络与信息安全技术的研究与发展
1.1.2 计算机网络的形成
• 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；
• 终端可以通过主机连入网内,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网内.
1.3.2 通信子网的概念
• 通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设 备组成,完成网络数据传输、转发等通信处理任务；
• 通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络结点； • 通信控制处理机作为与资源子网的主机、终端的连接
• Internet的广泛应用促进了电子商务、电子政务、远 程教育、远程医疗、分布式计算与视频点播的发展；
• 高速局网络技术发展迅速,Fast Ethernet、Gigabit Ethernet已开始进入实用阶段,速率为10Gb/s的 Ethernet网正在研究之中；
计算机网络ppt
1.2 计算机网络的含义
■计算机网络的定义 – 以相互共享资源方式连接起来，且各自具有独立 功能的计算机系统的集合 – 利用各种通信手段，把地理分散的计算机互联起 来，互相通信且共享资源的系统 – 归纳：自主计算机的互连集合 如果一台计算机可以强制 地启动，停止或控制另一 – 自主：不是主从关系 台计算机，这些计算机就 不是自主的。一台主控机 – 主控－从属 和多台从属机的系统不能 – 主机－终端（终端网络）成为网络。同样，一台带 有远程打印机和终端的大 – 互连：以任何通信方式 型机也不是网络。 – 铜线、光纤 – 红外、激光、微波、卫星
– 分组交换 – 分层次的网络协议
■第二代计算机网络的不足之处 – 网络普及程度低 – 标准不统一 – 网络体系结构的研究不成熟
三.体系结构标准化网络
计算机网络的形成与发展
■ 20世纪70’s-至今 ■不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络 体系结构的标准化的原动力 ■各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论 等方面的研究日趋成熟是其基础 ■标准化过程的两个阶段 – 厂商标准：IBM-SNA,DEC-DNA • 缺点：适用范围：兼容性？ 技术垄断：竞争？ 标准不统一：用户利益？ • 标准制定问题 – 标准化任务只能由不偏向于任何厂商的非 盈利中立组织来制定 – 例外——“事实上的标准”，如TCP/IP
T
T T
T T
通信子网
H
T
■演变阶段2 – 通信子网规模扩大，私有→社会公用 – 公用数据通信网
• PSTN • X.25
– 优点
• 降低用户系统建设成本 • 通信线路利用率高 T • 兼容性好
T
T
HOST
T
公用数据通信网
《计算机网络概论》课件
06
网络应用技术
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
万维网（WWW）
总结词
万维网是一种基于超文本的分布式多媒体信息查询系统，使用HTML语言编写的网页文件可以在不同 平台和设备上浏览。
详细描述
万维网采用客户端/服务器架构，通过超链接实现信息关联和跳转，用户可以通过浏览器访问全球范围 内的网页资源。万维网的发展推动了信息共享、电子商务、在线教育等领域的快速发展。
PSTN的优点是可靠性高、实时性好、网络覆盖范围广，但带宽较窄、数据传输速率 较低，不适合传输大量数据。
数字数据网（DDN）
数字数据网（Digital Data Network，DDN） 是一种数字通信网络，提供高速、大容量的数 字信号传输服务。
DDN采用数字信号传输技术，可以提供多种速 率的服务，最高可达2Mbps。
计算机网络分类
1
根据覆盖范围分类：局域网（LAN）、城域网（ MAN）、广域网（WAN）。
2
根据拓扑结构分类：星型网、总线网、环型网、 网状网。
3
根据传输介质分类：有线网、无线网。
02
计算机网络体系结构
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
OSI参考模型
• 概述：OSI（Open Systems Interconnection）参考模型是国 际标准化组织（ISO）制定的一 个用于描述计算机网络协议的分 层模型，它将网络协议分为七个 层次，以便更好地理解和标准化 不同系统间的通信。
字组成，通常以十进制形式表示。
02 03
子网划分的概念
子网划分是一种将IP地址和主机数量进行合理分配的方法，通过子网划 分可以将一个大的网络划分为多个小的子网，提高网络的灵活性和可管 理性。
《计算机网络概述 》课件
层次结构
TCP/IP模型分为四个层次，分别是应用层、传输层、网络层和网络接口层。
功能描述
应用层负责处理特定应用程序的数据，如HTTP协议用于网页浏览；传输层负责端到端的 数据传输，如TCP协议保证可靠传输；网络层负责路径选择和逻辑地址寻址，如IP协议； 网络接口层负责将数据转换为适合传输的格式。
协议与分层
01
协议
协议是网络通信中的规则和标准，用于规定不同计算机之间如何交换信
息。
02 03
分层
分层是将复杂的网络通信过程划分为多个较小的、易于处理的模块或层 次，每一层都隐藏了下层的实现细节，只通过标准接口与相邻上层和下 层进行通信。
协议与分层的关系
在网络体系结构中，分层和协议是相互关联的概念。分层使得复杂的网 络通信过程变得模块化和易于管理，而协议则定义了每一层应如何实现 其功能和与其他层的交互。
03
计算机网络硬件
路由器
路由器的主要功能包括路由选择 、数据包转发、防火墙、虚拟专 用网络（VPN）等。
路由器的分类可以根据不同的标 准进行划分，如按性能、功能、 应用场景等。
01
路由器是网络中的重要设备，用 于连接不同的网络，实现数据包 的转发和路由选择。
02
03
路由器通常由处理器、内存、闪 存和接口卡等组成，具有高性能 的处理能力和丰富的接口类型。
功能描述
每一层都有其特定的功能和职责，例如，物理层负责传输比特流，数据链路层负责将比特流组合成帧，网络层 负责路径选择和逻辑地址寻址。
TCP/IP模型
定义
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）模型是一个用于网络通信 的协议族，广泛应用于互联网。
TCP/IP模型分为四个层次，分别是应用层、传输层、网络层和网络接口层。
功能描述
应用层负责处理特定应用程序的数据，如HTTP协议用于网页浏览；传输层负责端到端的 数据传输，如TCP协议保证可靠传输；网络层负责路径选择和逻辑地址寻址，如IP协议； 网络接口层负责将数据转换为适合传输的格式。
协议与分层
01
协议
协议是网络通信中的规则和标准，用于规定不同计算机之间如何交换信
息。
02 03
分层
分层是将复杂的网络通信过程划分为多个较小的、易于处理的模块或层 次，每一层都隐藏了下层的实现细节，只通过标准接口与相邻上层和下 层进行通信。
协议与分层的关系
在网络体系结构中，分层和协议是相互关联的概念。分层使得复杂的网 络通信过程变得模块化和易于管理，而协议则定义了每一层应如何实现 其功能和与其他层的交互。
03
计算机网络硬件
路由器
路由器的主要功能包括路由选择 、数据包转发、防火墙、虚拟专 用网络（VPN）等。
路由器的分类可以根据不同的标 准进行划分，如按性能、功能、 应用场景等。
01
路由器是网络中的重要设备，用 于连接不同的网络，实现数据包 的转发和路由选择。
02
03
路由器通常由处理器、内存、闪 存和接口卡等组成，具有高性能 的处理能力和丰富的接口类型。
功能描述
每一层都有其特定的功能和职责，例如，物理层负责传输比特流，数据链路层负责将比特流组合成帧，网络层 负责路径选择和逻辑地址寻址。
TCP/IP模型
定义
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）模型是一个用于网络通信 的协议族，广泛应用于互联网。
计算机网络ppt课件
03
计算机网络硬件
路由器
路由器是计算机网络中的重要设备，用于连接不同的网 络段，实现数据包的转发和路由选择。
路由器的性能指标包括吞吐量、延迟、路由表容量等。
路由器的主要功能包括路由选择、数据包转发、网络隔 离和网络安全等。
不同类型的路由器适用于不同的网络环境和规模，如企 业级路由器、骨干路由器等。
TCP/IP模型
总结词
TCP/IP模型是一个实际的模型，用于描述计算机网络中各协议的工作方式和相互 关系。
详细描述
TCP/IP模型将计算机网络体系结构分为四个层次，分别是网络接口层、网络层、 传输层和应用层。其中，网络层使用IP协议来处理数据包的发送和接收，传输层 使用TCP和UDP协议来提供可靠的或不可靠的数据传输服务。
大数据技术的应用
大数据技术广泛应用于金融、电商、医疗等领域，为企业提供数据分 析和商业智能服务。
物联网技术
01
02
03
物联网技术
物联网技术是指通过信息 传感设备采集物理世界的 信息，实现物与物、人与 物的智能互联。
物联网技术的优势
物联网技术具有远程监控 、实时性、智能化等特点 ，能够提高生产效率、降 低能源消耗。
计算机网络的主要功能
数据通信、资源共享、分布式处理、提高计算机的可靠性。
计算机网络发展历程
01
第一阶段
面向终端的计算机网络
02
时间
20世纪50年代初
03
特点
以单个计算机为中心的远程联机系统，面向终端的，终端与中心计算机
间无独立的数据处理和数据传输能力，通过中心计算机实现通信与数据
处理。
计算机网络发展历程
服务器是计算机网络中的重要设备，用于提供各种网络服务和应用。 服务器的硬件组成包括处理器、内存、存储设备、网络接口卡等。 服务器的操作系统和应用软件需要根据具体需求进行选择和配置。 服务器的性能指标包括处理器性能、内存容量、磁盘I/O性能等。
完整计算机网络ppt课件
物理层的基本概念与传输介质
物理层的基本概念
物理层是计算机网络体系结构中的最 底层，负责建立、管理和释放物理连 接，提供透明的比特流传输服务。
传输介质
物理层接口与标准
物理层接口规定了物理层设备与传输 介质之间的电气、机械和功能特性， 常见的物理层接口标准有EIA/TIA232、EIA/TIA-499等。
ATM的特点：支持多种业务类型（如语音、数据 、视频等）、高速传输、低延迟、QoS保障。
ATM在网络中的应用：作为骨干网传输技术，提 供高速、可靠的数据传输服务。
帧中继技术
帧中继（Frame Relay）的基本概念
一种简化的、面向连接的数据链路层协议，采用变长帧作为传输单位 。
03
包括前导码、帧起始定界符、目的地址、源地址、类型/长度字
段、数据字段和帧校验序列等。
无线局域网技术
无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）的概念：利用无线通信技 术构建的局域网，摆脱了有线网络的束缚。
无线局域网的标准：IEEE 802.11系列标准，包括802.11a、802.11b、802.11g、 802.11n、802.11ac和802.11ax等。
01
02
03
应用层的基本概念
应用层是计算机网络体系 结构中的最高层，负责为 用户提供各种网络服务和 应用程序接口。
应用层的功能
实现用户与网络之间的交 互，包括网络应用、数据 传输、资源共享等。
应用层协议
HTTP、FTP、SMTP、 DNS等协议都属于应用层 协议，用于实现不同的网 络应用。
DNS域名系统
传输层
向用户提供可靠的端到端的差错和 流量控制，保证报文的正确传输， 同时向高层屏蔽下层数据通信的细 节。
计算机网络概论ppt
A
计算机网络的分类
按网络的作用范围：
局域网； 城域网； 广域网；
按网络的传输技术：
广播式网络 ； 点到点网络 ；
按网络的使用范围：
公用网； 专用网；
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 ；
A
局域网（Local Area Network）
LAN通常安装在一个建筑物或 校园（园区）中，覆盖的地理 范围从几十米至数公里。
通信线路
计算机网络采用了多种通信线路，如电话线、双绞线、同轴电缆、 光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。一般在大型网络 中和相距较远的两结点之间的通信链路，都利用现有的公共数据 通信线路。
信号变换设备
对信号进行变换以适应不同传输媒体的要求。比如，将计算机输出 的数字信号变换为电话线上传送的模拟信号的调制解调器、无线 通信接收和发送器、用于光纤通信的编码解码器等。
由单用户独占一个系统发展到分时
多用户系统，即多个终端用户分时占
用主机上的资源，这种结构被称为第
终端
主机
一代网络。
每一个分散的终端都要单独占用一 条通信线路，线路利用率低。
主机既要承担通信工作，又要承
担数据处理，因此主机的负荷较重，
且效率低。
主机
为了提高通信线路的利用率并减
终端
轻主机的负担，使用了多点通信线路、
通信控制处理机以及集中器。
A
计算机网络的发展
2.多处理机的联机终端系统
通信控制处理机 完成全部的通信任务，让主机专门进行数据的处
理，提高数据处理的效率 ； 集中器
负责从终端到主机的数据集中以及从主机到终端 的数据分发。
计算机网络的分类
按网络的作用范围：
局域网； 城域网； 广域网；
按网络的传输技术：
广播式网络 ； 点到点网络 ；
按网络的使用范围：
公用网； 专用网；
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 ；
A
局域网（Local Area Network）
LAN通常安装在一个建筑物或 校园（园区）中，覆盖的地理 范围从几十米至数公里。
通信线路
计算机网络采用了多种通信线路，如电话线、双绞线、同轴电缆、 光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。一般在大型网络 中和相距较远的两结点之间的通信链路，都利用现有的公共数据 通信线路。
信号变换设备
对信号进行变换以适应不同传输媒体的要求。比如，将计算机输出 的数字信号变换为电话线上传送的模拟信号的调制解调器、无线 通信接收和发送器、用于光纤通信的编码解码器等。
由单用户独占一个系统发展到分时
多用户系统，即多个终端用户分时占
用主机上的资源，这种结构被称为第
终端
主机
一代网络。
每一个分散的终端都要单独占用一 条通信线路，线路利用率低。
主机既要承担通信工作，又要承
担数据处理，因此主机的负荷较重，
且效率低。
主机
为了提高通信线路的利用率并减
终端
轻主机的负担，使用了多点通信线路、
通信控制处理机以及集中器。
A
计算机网络的发展
2.多处理机的联机终端系统
通信控制处理机 完成全部的通信任务，让主机专门进行数据的处
理，提高数据处理的效率 ； 集中器
负责从终端到主机的数据集中以及从主机到终端 的数据分发。
计算机网概论课件
数据加密技术广泛应用于保障信息安 全，不仅可以保护数据的机密性和完 整性，还可以在数字签名、身份认证 、数字信封等领域得到应用。
入侵检测与防范
入侵检测的定义
入侵检测是指通过对计算机网络或计 算机系统中的若干关键点收集信息并 对其进行分析，从中发现网络或系统 中是否有违反安全策略的行为和被攻 击的迹象。
网络安全威胁
网络攻击行为日趋复杂、隐蔽和智能，依靠传统的安全防御措施已难以应对。
防火墙技术
防火墙定义
是一种将内部网和公众访问网（如Internet）分开的方法，它实际上是一种建立在现代通信网络技术和信息安全技术 基础上的应用性安全技术，隔离技术。
防火墙的功能
防火墙可以防止不希望的、未授权的通信进出被保护的网络，一方面通过阻止外部用户对内部网络资源的非法访问， 保护内部网络的正常运行；另一方面，防火墙可以监视网络的使用情况，可以对网络使用者的访问进行审计和控制。
详细描述
计算机网络是一个集合，它利用通信线路和设备将多台计算 机和其他终端设备连接起来，形成一个能够进行信息交换和 资源共享的系统。计算机网络的主要功能包括数据传输、资 源共享、分布式处理和应用层协议等。
计算机网络的分类
总结词
根据不同的分类标准，计算机网络可以分为多种类型 ，如局域网、广域网、城域网等。
以太网的组成
以太网由网络接口卡、收发器和传输 介质组成，采用CSMA/CD协议进行 数据传输。
无线局域网技术
无线局域网的特点
无线局域网是一种利用无线通信技术在有限区域内实现数据传输的计算机网络，具有移 动性、灵活性和扩展性等优点。
无线局域网的组成
无线局域网由无线网卡、无线接入点和无线路由器等设备组成，采用IEEE 802.11系列 标准进行数据传输。
入侵检测与防范
入侵检测的定义
入侵检测是指通过对计算机网络或计 算机系统中的若干关键点收集信息并 对其进行分析，从中发现网络或系统 中是否有违反安全策略的行为和被攻 击的迹象。
网络安全威胁
网络攻击行为日趋复杂、隐蔽和智能，依靠传统的安全防御措施已难以应对。
防火墙技术
防火墙定义
是一种将内部网和公众访问网（如Internet）分开的方法，它实际上是一种建立在现代通信网络技术和信息安全技术 基础上的应用性安全技术，隔离技术。
防火墙的功能
防火墙可以防止不希望的、未授权的通信进出被保护的网络，一方面通过阻止外部用户对内部网络资源的非法访问， 保护内部网络的正常运行；另一方面，防火墙可以监视网络的使用情况，可以对网络使用者的访问进行审计和控制。
详细描述
计算机网络是一个集合，它利用通信线路和设备将多台计算 机和其他终端设备连接起来，形成一个能够进行信息交换和 资源共享的系统。计算机网络的主要功能包括数据传输、资 源共享、分布式处理和应用层协议等。
计算机网络的分类
总结词
根据不同的分类标准，计算机网络可以分为多种类型 ，如局域网、广域网、城域网等。
以太网的组成
以太网由网络接口卡、收发器和传输 介质组成，采用CSMA/CD协议进行 数据传输。
无线局域网技术
无线局域网的特点
无线局域网是一种利用无线通信技术在有限区域内实现数据传输的计算机网络，具有移 动性、灵活性和扩展性等优点。
无线局域网的组成
无线局域网由无线网卡、无线接入点和无线路由器等设备组成，采用IEEE 802.11系列 标准进行数据传输。
《计算机网络概述》课件
《计算机网络概述》PPT 课件
计算机网络概述课件旨在介绍计算机网络的基本概念、分类和作用，并探讨 未来计算机网络的发展趋势和前景。
引言
计算机网络是将地理位置不同的计算机及其设备通过通信线路连接起来，实现数据传输和信息共享的技术。计 算机网络的发展历程已经涵盖了几十年的时间。
• 什么是计算机网络 • 计算机网络的发展历程 • 计算机网络的作用和意义
计算机网络的基本概念
• 信道与介质 • 数据传输方式 • OSI七层模型 • TCP/IP协议栈
计算机网络的发展趋势
• 5G时代的网络 • 大数据时代的网络 • 物联网时代的网络 • 人工智能时代的网络
总结
• 计算机网络的重要性 • 未来的网络会往哪个方向发展 • 未来计算机网络的前景
计算机网络的分类
• 按覆盖范围的分类（LAN、WAN等） • 按拓扑结构的分类（星型、总线型、环型等） • 按传输介质的分类（有线、无线等） • 按网络边缘：主机和终端设备 • 接入网络：LAN和WAN • 核心网络：数据中心、路由器、交换机等
计算机网络概述课件旨在介绍计算机网络的基本概念、分类和作用，并探讨 未来计算机网络的发展趋势和前景。
引言
计算机网络是将地理位置不同的计算机及其设备通过通信线路连接起来，实现数据传输和信息共享的技术。计 算机网络的发展历程已经涵盖了几十年的时间。
• 什么是计算机网络 • 计算机网络的发展历程 • 计算机网络的作用和意义
计算机网络的基本概念
• 信道与介质 • 数据传输方式 • OSI七层模型 • TCP/IP协议栈
计算机网络的发展趋势
• 5G时代的网络 • 大数据时代的网络 • 物联网时代的网络 • 人工智能时代的网络
总结
• 计算机网络的重要性 • 未来的网络会往哪个方向发展 • 未来计算机网络的前景
计算机网络的分类
• 按覆盖范围的分类（LAN、WAN等） • 按拓扑结构的分类（星型、总线型、环型等） • 按传输介质的分类（有线、无线等） • 按网络边缘：主机和终端设备 • 接入网络：LAN和WAN • 核心网络：数据中心、路由器、交换机等
- 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)。
• 有两种连接形式：
终端
终端 终端 主机 主机
终终端端
CCCCPP
主机机
终主 端 机
主机 主机 主机 终端 终端
终端终端
主机主机
CCCCPP
CCCCPP
主主机机
终终 端端
A
A
BB
2020年11月
计算机网络基础
5
分组交换技术产生的背景
• 早期的通信系统中，应用最广泛的是电话交换系统（线路交换），但利用电 话线路传送计算机或终端的数据也会出现的问题。
5. 最初，NSFNet的主干网的速率不高，仅为56kbps。在 1989～1990年，NSFNet主干网的速率提高到1.544Mbps， 并且成为Internet中的主要部分。
6. NSFnet逐渐取代了ARPANet在Internet的地位，到了1990 年，鉴于ARPANet的实验任务已经完成，在历史上起过重 要作用的ARPANet就正式宣布关闭。
• 通信子网
主机 通信线路
– 通信子网由通信控制处理机、通信
线路与其它通信设备组成，完成网
络数据传输、转发等通信处理任务。
网络 节点
通信子网
终端
主机
资源子网
终端 主机
主机
主机
终端
2020年11月
计算机网络基础
19
资源子网的组成
• 主机
– 大型机、中型机、小型机、工作站或微机。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入网内。主机要为本地用户访 问网络其它主机设备与资源提供服务，同时要为网络中远程用户 共享本地资源提供服务。
• 美国国防部高级研究计划局ARPA早期研究的项目:分组交换的基本概念与理论。 – 分组交换的概念最初是在1964年提出来的，1969年12月美国第一个使用 分组交换技术的ARPANET投入运行，当时仅有4个节点，但它对分组交换 技术的研究起了重要作用。 – 到20世纪70年代后期，ARPA网络节点超过60个，主机100多台，地域范围 跨越了美洲大陆，连通了美国东部和西部的许多大学和研究机构，而且 通过通信卫星与夏威夷和欧洲等地区的计算机网络相互连通。
3. 1983年，ARPANet分为ARPANet和军用MILNET（Military Network），两个网络之间可以进行通信和资源共享。由 于这两个网络都是由许多网络互连而成的，因此它们都 被称为Internet，ARPANet就是Internet的前身。
2020年11月
计算机网络基础
12
Internet的产生
• 由于计算机与各种终端的传送速率不同，在采用线路交换时，不同类型、不 同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，必须采用一些措施来解决这个 问题。
• 计算机通信应采取有效的差错控制技术，可靠并准确无误地传送每一个比特， 因此需要研究开发出适用于计算机通信的交换技术。
2020年11月
计算机网络基础
6
分组交换技术的诞生
20
通信子网的组成
• 通信控制处理机
– 又被称为网络节点。一方面作为与资源子网的主机、终端连接的 接口，将主机和终端连入网内；另一方面它又作为通信子网中的 分组存储转发节点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能， 实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用。
• 通信线路
– 计算机网络采用了多种通信线路，如电话线、双绞线、同轴电缆、 光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。一般在大型网络 中和相距较远的两结点之间的通信链路，都利用现有的公共数据 通信线路。
• 计算机网络的软件 – 网络协议软件 、网络通信软件 、网络操作系统 、网络管理软件和网络 应用软件 ；
2020年11月
计算机网络基础
18
资源子网和通信子网
• 资源子网
– 资源子网由主机、终端、终端控制 器、连网外设、各种软件资源与信 息资源组成。资源子网负责全网的 终端 数据处理业务，向网络用户提供各 种网络资源与网络服务。
4. 1986年，NSF（美国国家科学基金会，National Science Foundation）建立了自己的计算机通信网络。NSFnet将美 国各地的科研人员连接到分布在美国不同地区的超级计 算机中心，并将按地区划分的计算机广域网与超级计算 机中心相连（实际上它是一个三级计算机网络，分为主 干网、地区网和校园网，覆盖了全美国主要的大学和研 究所 ）。
• 每一个分散的终端都要单独占用一条 通信线路，线路利用率低。
• 主机既要承担通信工作，又要承担数 据处理，因此主机的负荷较重，且效 率低。
• 为了提高通信线路的利用率并减轻主 机的负担，使用了多点通信线路、通 信控制处理机以及集中器。
2020年11月
计算机网络基础
主机 主机
终端
终端
3
多处理机的联机终端系统
计算机网络基础
11
Internet的产生
1. 60年代开始，美国国防部的高级研究计划局ARPA （Advance Research Projects Agency）建立阿帕网ARPANet， 向美国国内大学和一些公司提供经费，以促进计算机网 络和分组交换技术的研究。
2. 1969年12月，ARPANet投入运行，建成了一个实验性的由 4个节点连接的网络。到1983年，ARPANET已连接了三百 多台计算机，供美国各研究机构和政府部门使用。
• 分布式网络处理和负载均衡
– 对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时，可将 任务分散到网络中的各台计算机上进行，或由网络中比较空闲的 计算机分担负荷。
2020年11月
计算机网络基础
17
计算机网络的组成
• 计算机网络的系统组成 – 计算机网络完成数据处理与数据通信两大基本功能：负责数据处理的计 算机与终端；负责数据通信的通信控制处理机CCP 与通信线路。 • 资源子网； • 通信子网 ；
2020年11月
计算机网络基础
8
计算机网络体系结构的形成
• 经过20世纪60年代和70年代前期的发展，人们对网络技术、方法和理论的研 究日趋成熟。为了促进网络产品的开发，各大计算机公司纷纷制定自己的网 络技术标准，最终促成国际标准的制定，遵循网络体系结构标准建成的网络 称为第三代网络；
• 标准化建设经历了两个阶段： – 各计算机制造厂商网络结构标准化； – 国际网络体系结构标准化；
2020年11月
计算机网络基础
7
分组交换技术出现的意义
• 采用分组交换技术的网络试验成功，使计算机网络的概念发生了巨大的变化。 早期的联机终端系统是以单个主机为中心，各终端通过通信线路共享主机的 硬件和软件资源。而分组交换网以通信子网为中心，主机和终端构成了用户 资源子网。用户不仅共享通信子网的资源，而且还可共享用户资源子网的许 多硬件和软件资源。这种以通信子网为中心的计算机网络被称为第二代计算 机网络，它比面向终端的第一代计算机网络的功能扩大了很多。
• 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所谓的开放系统，而符 合OSI标准的网络也被称为第三代计算机网络。
• 目前，几乎所有网络产品厂商都在生产符合国际标准的 产品，而这种统一的、标准化的产品互相竞争市场，也 给网络技术的发展带来了更大的繁荣。
2020年11月
2020年11月
计算机网络基础
15
计算机网络的定义
• 定义: – 简单定义： “互联起来的独立自主的计算机集合”； – 完整的定义：“利用通信设备和线路，将分布在不同地理位置的、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（网络通信协 议及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统” ；
2020年11月
计算机网络基础
14
Internet的发展
• Internet的迅猛发展始于20世纪90年代。由欧洲原子核研 究组织CERN开发的万维网WWW被广泛使用在Internet上， 大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，成为 Internet发展的指数级增长的主要驱动力。
• WWW的站点数目也急剧增长，1993年底只有627个， 1994年底就超过1万个，1996年底超过60万个，1997年底 超过160万个，而1999年底则超过了950万个，上网用户数 则超过2亿。Internet上的数据通信量每月约增加10%， Internet的发展非常迅速，据预测，到2002年，全球 Internet的用户将达到4.5亿。以我国Internet的发展为例， 截止到2001年7月，上网计算机数已达到约1002万台，上 网用户人数约2650万人，仅CN下注册的域名数已达到近 13万个，而WWW站点已达到24万个。
• 通信控制处理机 – 完成全部的通信任务，让主机专门进行数据的处理，提高数据处理的 效率 ；
• 集中器 – 负责从终端到主机的数据集中以及从主机到终端的数据分发。
主机
高速线路
通信控制器
高速线路 集 中 器
低速线路
终端
2020年11月
计算机网络基础
4
计算机—计算机网络
• 随着计算机技术和通信技术的进步，将多个单处理机联机终端网络 互相连接起来，形成了以多处理机为中心的网络。利用通信线路将 多台主机连接起来，为用户提供服务。
2020年11月
计算机网络基础
13
Internet的发展
• 随着NSFnet的建设和开放，网络节点数和用户数迅速增长。以美国为中心的 Internet网络互联也迅速向全球发展，世界上的许多国家纷纷接入到Internet， 使网络上的通信量急剧增大。
• 1992年，Internet上的主机超过1百万台。1993年，Internet主干网的速率提高 到45Mbps。到1996年速率为155Mbps的主干网建成。1999年MCI和WorldCom 公司将美国的Internet主干网速率提高到2.5Gbps。到1999年底，Internet上注 册的主机已超过1千万台。
终端
终端 终端 主机 主机
终终端端
CCCCPP
主机机
终主 端 机
主机 主机 主机 终端 终端
终端终端
主机主机
CCCCPP
CCCCPP
主主机机
终终 端端
A
A
BB
2020年11月
计算机网络基础
5
分组交换技术产生的背景
• 早期的通信系统中，应用最广泛的是电话交换系统（线路交换），但利用电 话线路传送计算机或终端的数据也会出现的问题。
5. 最初，NSFNet的主干网的速率不高，仅为56kbps。在 1989～1990年，NSFNet主干网的速率提高到1.544Mbps， 并且成为Internet中的主要部分。
6. NSFnet逐渐取代了ARPANet在Internet的地位，到了1990 年，鉴于ARPANet的实验任务已经完成，在历史上起过重 要作用的ARPANet就正式宣布关闭。
• 通信子网
主机 通信线路
– 通信子网由通信控制处理机、通信
线路与其它通信设备组成，完成网
络数据传输、转发等通信处理任务。
网络 节点
通信子网
终端
主机
资源子网
终端 主机
主机
主机
终端
2020年11月
计算机网络基础
19
资源子网的组成
• 主机
– 大型机、中型机、小型机、工作站或微机。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入网内。主机要为本地用户访 问网络其它主机设备与资源提供服务，同时要为网络中远程用户 共享本地资源提供服务。
• 美国国防部高级研究计划局ARPA早期研究的项目:分组交换的基本概念与理论。 – 分组交换的概念最初是在1964年提出来的，1969年12月美国第一个使用 分组交换技术的ARPANET投入运行，当时仅有4个节点，但它对分组交换 技术的研究起了重要作用。 – 到20世纪70年代后期，ARPA网络节点超过60个，主机100多台，地域范围 跨越了美洲大陆，连通了美国东部和西部的许多大学和研究机构，而且 通过通信卫星与夏威夷和欧洲等地区的计算机网络相互连通。
3. 1983年，ARPANet分为ARPANet和军用MILNET（Military Network），两个网络之间可以进行通信和资源共享。由 于这两个网络都是由许多网络互连而成的，因此它们都 被称为Internet，ARPANet就是Internet的前身。
2020年11月
计算机网络基础
12
Internet的产生
• 由于计算机与各种终端的传送速率不同，在采用线路交换时，不同类型、不 同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，必须采用一些措施来解决这个 问题。
• 计算机通信应采取有效的差错控制技术，可靠并准确无误地传送每一个比特， 因此需要研究开发出适用于计算机通信的交换技术。
2020年11月
计算机网络基础
6
分组交换技术的诞生
20
通信子网的组成
• 通信控制处理机
– 又被称为网络节点。一方面作为与资源子网的主机、终端连接的 接口，将主机和终端连入网内；另一方面它又作为通信子网中的 分组存储转发节点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能， 实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用。
• 通信线路
– 计算机网络采用了多种通信线路，如电话线、双绞线、同轴电缆、 光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。一般在大型网络 中和相距较远的两结点之间的通信链路，都利用现有的公共数据 通信线路。
• 计算机网络的软件 – 网络协议软件 、网络通信软件 、网络操作系统 、网络管理软件和网络 应用软件 ；
2020年11月
计算机网络基础
18
资源子网和通信子网
• 资源子网
– 资源子网由主机、终端、终端控制 器、连网外设、各种软件资源与信 息资源组成。资源子网负责全网的 终端 数据处理业务，向网络用户提供各 种网络资源与网络服务。
4. 1986年，NSF（美国国家科学基金会，National Science Foundation）建立了自己的计算机通信网络。NSFnet将美 国各地的科研人员连接到分布在美国不同地区的超级计 算机中心，并将按地区划分的计算机广域网与超级计算 机中心相连（实际上它是一个三级计算机网络，分为主 干网、地区网和校园网，覆盖了全美国主要的大学和研 究所 ）。
• 每一个分散的终端都要单独占用一条 通信线路，线路利用率低。
• 主机既要承担通信工作，又要承担数 据处理，因此主机的负荷较重，且效 率低。
• 为了提高通信线路的利用率并减轻主 机的负担，使用了多点通信线路、通 信控制处理机以及集中器。
2020年11月
计算机网络基础
主机 主机
终端
终端
3
多处理机的联机终端系统
计算机网络基础
11
Internet的产生
1. 60年代开始，美国国防部的高级研究计划局ARPA （Advance Research Projects Agency）建立阿帕网ARPANet， 向美国国内大学和一些公司提供经费，以促进计算机网 络和分组交换技术的研究。
2. 1969年12月，ARPANet投入运行，建成了一个实验性的由 4个节点连接的网络。到1983年，ARPANET已连接了三百 多台计算机，供美国各研究机构和政府部门使用。
• 分布式网络处理和负载均衡
– 对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时，可将 任务分散到网络中的各台计算机上进行，或由网络中比较空闲的 计算机分担负荷。
2020年11月
计算机网络基础
17
计算机网络的组成
• 计算机网络的系统组成 – 计算机网络完成数据处理与数据通信两大基本功能：负责数据处理的计 算机与终端；负责数据通信的通信控制处理机CCP 与通信线路。 • 资源子网； • 通信子网 ；
2020年11月
计算机网络基础
8
计算机网络体系结构的形成
• 经过20世纪60年代和70年代前期的发展，人们对网络技术、方法和理论的研 究日趋成熟。为了促进网络产品的开发，各大计算机公司纷纷制定自己的网 络技术标准，最终促成国际标准的制定，遵循网络体系结构标准建成的网络 称为第三代网络；
• 标准化建设经历了两个阶段： – 各计算机制造厂商网络结构标准化； – 国际网络体系结构标准化；
2020年11月
计算机网络基础
7
分组交换技术出现的意义
• 采用分组交换技术的网络试验成功，使计算机网络的概念发生了巨大的变化。 早期的联机终端系统是以单个主机为中心，各终端通过通信线路共享主机的 硬件和软件资源。而分组交换网以通信子网为中心，主机和终端构成了用户 资源子网。用户不仅共享通信子网的资源，而且还可共享用户资源子网的许 多硬件和软件资源。这种以通信子网为中心的计算机网络被称为第二代计算 机网络，它比面向终端的第一代计算机网络的功能扩大了很多。
• 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所谓的开放系统，而符 合OSI标准的网络也被称为第三代计算机网络。
• 目前，几乎所有网络产品厂商都在生产符合国际标准的 产品，而这种统一的、标准化的产品互相竞争市场，也 给网络技术的发展带来了更大的繁荣。
2020年11月
2020年11月
计算机网络基础
15
计算机网络的定义
• 定义: – 简单定义： “互联起来的独立自主的计算机集合”； – 完整的定义：“利用通信设备和线路，将分布在不同地理位置的、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（网络通信协 议及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统” ；
2020年11月
计算机网络基础
14
Internet的发展
• Internet的迅猛发展始于20世纪90年代。由欧洲原子核研 究组织CERN开发的万维网WWW被广泛使用在Internet上， 大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，成为 Internet发展的指数级增长的主要驱动力。
• WWW的站点数目也急剧增长，1993年底只有627个， 1994年底就超过1万个，1996年底超过60万个，1997年底 超过160万个，而1999年底则超过了950万个，上网用户数 则超过2亿。Internet上的数据通信量每月约增加10%， Internet的发展非常迅速，据预测，到2002年，全球 Internet的用户将达到4.5亿。以我国Internet的发展为例， 截止到2001年7月，上网计算机数已达到约1002万台，上 网用户人数约2650万人，仅CN下注册的域名数已达到近 13万个，而WWW站点已达到24万个。
• 通信控制处理机 – 完成全部的通信任务，让主机专门进行数据的处理，提高数据处理的 效率 ；
• 集中器 – 负责从终端到主机的数据集中以及从主机到终端的数据分发。
主机
高速线路
通信控制器
高速线路 集 中 器
低速线路
终端
2020年11月
计算机网络基础
4
计算机—计算机网络
• 随着计算机技术和通信技术的进步，将多个单处理机联机终端网络 互相连接起来，形成了以多处理机为中心的网络。利用通信线路将 多台主机连接起来，为用户提供服务。
2020年11月
计算机网络基础
13
Internet的发展
• 随着NSFnet的建设和开放，网络节点数和用户数迅速增长。以美国为中心的 Internet网络互联也迅速向全球发展，世界上的许多国家纷纷接入到Internet， 使网络上的通信量急剧增大。
• 1992年，Internet上的主机超过1百万台。1993年，Internet主干网的速率提高 到45Mbps。到1996年速率为155Mbps的主干网建成。1999年MCI和WorldCom 公司将美国的Internet主干网速率提高到2.5Gbps。到1999年底，Internet上注 册的主机已超过1千万台。