第1章计算机网络概论.ppt

2023年11月2l计算机网络的形成与发展；计算机网络的形成与发展；l计算机网络的定义与功能计算机网络的定义与功能；l计算机网络的组成计算机网络的组成；l计算机网络的分类计算机网络的分类；l计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构；l标准化组织标准化组织；2023年11月3l由单用户独占一个系统发展到分时多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，这种结构被称为主机上的资源，这种结构被称为第一第一代网络代网络。l每一个分散的终端都要单独占用一条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。通信线路，线路利用率低。l主机既要承担通信工作，又要承担数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，且效据处理，因此主机的负荷较重，且效率低。率低。l为了提高通信线路的利用率并减轻主为了提高通信线路的利用率并减轻主机的负担，使用了机的负担，使用了多点通信线路多点通信线路、通通信控制处理机信控制处理机以及以及集中器集中器。2023年11月4l通信控制处理机通信控制处理机 l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；l集中器集中器 l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。2023年11月5l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。多台主机连接起来，为用户提供服务。l有两种连接形式：有两种连接形式：2023年11月6l早期的通信系统中，应用最广泛的是电话交换系早期的通信系统中，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。终端的数据也会出现的问题。l由于计算机与各种终端的传送速率不同，在采用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。决这个问题。l计算机通信应采取有效的差错控制技术，可靠并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。出适用于计算机通信的交换技术。2023年11月7l美国国防部高级研究计划局美国国防部高级研究计划局ARPA早期研究的项早期研究的项目目:分组交换的基本概念与理论。分组交换的基本概念与理论。l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。l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。2023年11月8l采用分组交换技术的网络试验成功，使计算机网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。而分组交换网以享主机的硬件和软件资源。而分组交换网以通信通信子网子网为中心，主机和终端构成了用户为中心，主机和终端构成了用户资源子网资源子网。用户不仅共享通信子网的资源，而且还可共享用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子网为中心的计算机网络被称为第二代计算机网第二代计算机网络络，它比面向终端的第一代计算机网络的功能扩，它比面向终端的第一代计算机网络的功能扩大了很多。大了很多。2023年11月9l经过经过20世纪世纪60年代和年代和70年代前期的发展，人们对年代前期的发展，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，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遵循网络体系结构标准建成的网络称为第三代网络；络；l标准化建设经历了两个阶段：标准化建设经历了两个阶段：l各计算机制造厂商网络结构标准化；l国际网络体系结构标准化；2023年11月10l各厂商的标准化体系各厂商的标准化体系lIBM公司：SNA（系统网络体系结构）lDEC公司：DNA（数字网络系统结构）lUNIVAC公司：DCA（数据通信体系结构）lBurroughs公司：BNA（宝来网络体系结构）l只在一个公司范围内有效，也就是说，遵从某种只在一个公司范围内有效，也就是说，遵从某种标准的、能够互联的网络通信产品，也只限于同标准的、能够互联的网络通信产品，也只限于同一公司生产的同构型设备。一公司生产的同构型设备。2023年11月11l国际标准化组织（国际标准化组织（ISO）为适应网络向标准化发展的需）为适应网络向标准化发展的需要，成立了要，成立了TC97（计算机与信息处理标准化委员会）（计算机与信息处理标准化委员会）下属的下属的SC16（开放系统互联分技术委员会），在研究、（开放系统互联分技术委员会），在研究、吸收各计算机制造厂家的网络体系结构标准化经验的基吸收各计算机制造厂家的网络体系结构标准化经验的基础上，开始着手制定开放系统互联的一系列标准，旨在础上，开始着手制定开放系统互联的一系列标准，旨在方便异种计算机互联，该委员会制定了方便异种计算机互联，该委员会制定了“开放系统互联开放系统互联参考模型参考模型”（OSI/RM），简称为），简称为OSI；lOSI规定了可以互联的计算机系统之间的通信协议，遵规定了可以互联的计算机系统之间的通信协议，遵从从OSI协议的网络通信产品都是所谓的开放系统，而符协议的网络通信产品都是所谓的开放系统，而符合合OSI标准的网络也被称为标准的网络也被称为第三代计算机网络第三代计算机网络。l目前，几乎所有网络产品厂商都在生产符合国际标准的目前，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。给网络技术的发展带来了更大的繁荣。2023年11月121.60年代开始，美国国防部的高级研究计划局年代开始，美国国防部的高级研究计划局ARPA（Advance Research Projects Agency）建立阿帕网）建立阿帕网ARPANet，向美国国内大学和一些公司提供经费，以促，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。进计算机网络和分组交换技术的研究。2.1969年年12月，月，ARPANet投入运行，建成了一个实验性的投入运行，建成了一个实验性的由由4个节点连接的网络。到个节点连接的网络。到1983年，年，ARPANET已连接了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。三百多台计算机，供美国各研究机构和政府部门使用。3.1983年，年，ARPANet分为分为ARPANet和军用和军用MILNET（Military Network），两个网络之间可以进行通信和资），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，源共享。由于这两个网络都是由许多网络互连而成的，因此它们都被称为因此它们都被称为Internet，ARPANet就是就是Internet的前的前身。身。2023年11月134.1986年，年，NSF（美国国家科学基金会，（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。）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的大学和研究所）。）。5.最初，最初，NSFNet的主干网的速率不高，仅为的主干网的速率不高，仅为56kbps。在。在19891990年，年，NSFNet主干网的速率提高到主干网的速率提高到1.544Mbps，并且成为，并且成为Internet中的主要部分。中的主要部分。6.NSFnet逐渐取代了逐渐取代了ARPANet在在Internet的地位，到了的地位，到了1990年，鉴于年，鉴于ARPANet的实验任务已经完成，在历史上的实验任务已经完成，在历史上起过重要作用的起过重要作用的ARPANet就正式宣布关闭。就正式宣布关闭。2023年11月14l随着随着NSFnet的建设和开放，网络节点数和用户数的建设和开放，网络节点数和用户数迅速增长。以美国为中心的迅速增长。以美国为中心的Internet网络互联也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。，使网络上的通信量急剧增大。l1992年，年，Internet上的主机超过上的主机超过1百万台。百万台。1993年，年，Internet主干网的速率提高到主干网的速率提高到45Mbps。到。到1996年速率为年速率为155Mbps的主干网建成。的主干网建成。1999年年MCI和和WorldCom公司将美国的公司将美国的Internet主干网速主干网速率提高到率提高到2.5Gbps。到。到1999年底，年底，Internet上注上注册的主机已超过册的主机已超过1千万台。千万台。2023年11月15lInternet的迅猛发展始于的迅猛发展始于20世纪世纪90年代。由欧洲原子核研年代。由欧洲原子核研究组织究组织CERN开发的万维网开发的万维网WWW被广泛使用在被广泛使用在Internet上，大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，成上，大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，成为为Internet发展的指数级增长的主要驱动力。发展的指数级增长的主要驱动力。lWWW的站点数目也急剧增长，的站点数目也急剧增长，1993年底只有年底只有627个，个，1994年底就超过年底就超过1万个，万个，1996年底超过年底超过60万个，万个，1997年年底超过底超过160万个，而万个，而1999年底则超过了年底则超过了950万个，上网用万个，上网用户数则超过户数则超过2亿。亿。Internet上的数据通信量每月约增加上的数据通信量每月约增加10%，Internet的发展非常迅速，据预测，到的发展非常迅速，据预测，到2002年，全年，全球球Internet的用户将达到的用户将达到4.5亿。以我国亿。以我国Internet的发展为的发展为例，截止到例，截止到2001年年7月，上网计算机数已达到约月，上网计算机数已达到约1002万台，万台，上网用户人数约上网用户人数约2650万人，仅万人，仅CN下注册的域名数已达到下注册的域名数已达到近近13万个，而万个，而WWW站点已达到站点已达到24万个。万个。2023年11月16l定义定义:l简单定义：“互联起来的独立自主的计算机集合”；l完整的定义：“利用通