计算机网络通信第一章-概述.ppt
信息化社会二十一世纪人类社会的主要特征信息化信息化是继人类经历了农业社会、工业社会之后的又一次重大的飞跃发展 生产方式 交易方式 生活方式 文化方式 教育方式，等等,序 言,序言,支撑信息社会运行的三个重要任务：信息的获取 信息的加工、处理与存取 信息的传输,序言,信息化社会的基础设施计算机网络计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物 传统通信网络信息的传输 计算机网络信息的收集、存储、加工处理、传输，多样 化的信息处理计算机网络是社会信息化的重要基石，是当代高技术的生长点和社会经济发展的重要推动力。Internet为美国创造了上万亿美元的财富，在一段时间内信息技术对其经济增长贡献率达到1/3，在社会就业、生产效率、全球竞争力生产重大影响。,计算机通信网络,2011春季学期,课时分配和安排（）,1.共16次课，每次2个学时，共32个学时2.课时分配（1）共讲授16 次课,课时分配和安排,按照教学大纲及教材，共有十二章，即：一章 概述二章 计算机网络体系结构三章局域网四章网络互联技术五章 广域网六章 TCP/IP协议七章 Internet简介,课时分配和安排,基本按照教材顺序讲授，在某些章节 中会有所增加或侧重；*考核方式：闭卷考试为主+平时成绩*平时成绩：课堂答卷+作业,课时分配和安排,此门课的主要目标计算机网络的基本知识介绍计算机网络未来的技术发展趋势，,主要参考书,Andrew S Tanenbaum，“计算机网络”，熊桂喜，王小虎译，清华大学出版社Larry L.Peterson.etc,“Computer Networks A Systems Approach”,Second Edition,机械工业出版社 张公忠，“现代网络技术教程”，电子工业出版社,第一章 概述,*计算机网络的概念*计算机网络的发展过程*我国计算机网络的发展*计算机网络的组成*计算机网络的分类*计算机网络的主要性能指标,计算机网络的概念,网络广义：计算机技术与通信技术相结合，实现远程信息处理或进一步达到资源共享的系统。面向终端系统面向具有处理能力的计算机计算机网络与计算机通信网资源共享的观点：以能够相互共享资源的方式连接起来，并且各自具有独立功能的计算机系统的集合。,计算机网络的概念,当前最普遍的定义：采用通信线路将分散在不同地点并具有独立功能的多台计算机系统互相连接，按照网络协议进行数据通信，实现资源共享的信息系统。未来：计算机系统应当由具有计算能力的系统。,计算机网络的发展,电信网络与计算机网络的发展需求的不同、时间不同、传输内容不同、业务方式不同、服务方式，最初是相互独立发展起来的需求的发展，尤其是数据业务的发展，导致两种网络在传输方式、传输内容、传输技术等方面的相互影响，相互渗透，相互交融。,电信网发展,PSTN(电话网):语音通信，电路交换ISDN(1967年,综合业务数字网):语音+数字，帧中继 IDN(1959年，综合数字电话网):64KbpsBISDN(宽带ISDN):语音+数字+视频，分组交换 数百兆bps，ATM方式，光纤网,电话的发明（1876）,电路交换（1890）,电机制交换,IDN数字化（1959）,T载波4ESS,信号、语音分离（1870-1988）,光纤连接（SONET）,服务集成（B-ISDN）,通信的发展,计算机网络的发展,ARPA(远景研究规划局）数据传输连接不同类型计算机节点地位相同，高抗毁性冗余路由，自动路由数据传送可靠。,计算机网络的发展,计算机网的发展1966年6月:提出分组交换概念1969年12月:APRANET实现了分组交换技术，并投入运行最初4个节点 300个节点（1983年）分解出两个网（1984年）ARPANET：民用科研 MILNET：军用科研19861990年：Internet雏形八十年代中期现在：Internet高速发展九十年代中期：Internet 不断壮大，提出下一代Internet技术IPv6,主要的贡献分组转发交换（与电路交换比较）电路交换面向连接分组交换存储转发机制 TCP/IP协议的提出（Cerf and Kahn,1974）TCP/IP集成到Unix DNS 卫星网和移动分组无线网,计算机网络的发展,Internet由许多计算机网络互相连接组成的一个全球网络,能够使不同的计算机系统(网络)之间进行通信,实现网络用户的直接交互.,与Internet有关专业术语Internet:全球TCP/IP网internet:多个TCP/IP网互联,但没有与全球Internet互联Intranet:采用了Internet技术的企业内部网Extranet:Internet+Intranet,Web服务器,中国Internet的发展,中国Internet的发展回顾,与世界大多数国家Internet发展相似，中国Internet的发展是由科研学术界的需求而提出和推动的八十年代中期，中国科技人员就了解到国外同行们E-mail的利用，快捷方便,中国Internet的发展回顾,中国Internet的发展经历了三个阶段第一阶段（1989-1992初）-以E-mail为主要应用的国际互联网间接连接第二阶段（1992-1994.4）与国际互联网的全功能直接连接，即国际Internet开通第三阶段（1994.4-现在）-中国Interent建设的全面铺开,第一阶段 以E-mail应用为主,1987.9.20 兵器部计算机应用技术研究所钱天白教授发出我国第一封 E-mail“越过长城，通向世界”拉开了中国人使用Internet的序幕 1988 清华大学采用X.25与加拿大UBC 大学相连，开通了E-mail 1988 中科院高能物理所采用X.25，实现与欧洲和北美地区的E-mail通信,第一阶段 以E-mail应用为主,1989.5 中国研究网(CRN)与德国研究网（DFN）互连，实现E-mail通信与服务1990.10 钱天白教授代表中国在DDN-NIC注册登记中国顶级域名CN，开通了使用中国顶级域名CN的国际E-mail通信服务。CN顶级域名服务器暂放在德国卡尔斯鲁厄大学1993.3 中科院高能所租用AT&T国际卫星信道，通过64K专线直接接入美国SLAC国家实验室，进入美国能源网。国内数百名科学家可在国内使用E-mail,1992年6月中国科学院计算机网络中心副主任钱华林研究员开始同美国国家科学基金会国际联网部负责人Sterven Goldstein探讨中国正式连入Internet的问题1993年6月在美国旧金山召开INET93年会期间，钱华林研究员等先后与Farooq博士（受NSF委托负责Internet 国际连接的Sprint公司的网络专家）Richard Hetherington 教授（美国密苏里大学勘萨斯城分校计算机科学与通信系主任）韩国的全吉男教授（“亚太国际科研网络协调委员会”APCCIRN（后改为APNG）主席）等进行接触，在他们的协助下，钱华林研究员在CCIRN会议上介绍了NCFC的进展情况，重申了与Internet联网的要求，获得了与会者的支持,第二阶段 与国际互联网的全功能连接,与此同时中国科学院、国家自然科学基金委、国家科 委、北京大学和清华大学的领导和专家也通过多种渠道与Internet专家和美国NSF官员进行广泛联系，提出中国要求入网的问题1993年10月按照Internet要求，制订了NCFC（中关村地区教育与科研示范网络）“准用政策”（AUP）1994年初在中美科技合作联合委员会第六次会议前，美国NSF同意在相互遵守“准用政策”的条件下，实现NCFC与美国NSFnet的联接,第二阶段 与国际互联网全功能连接,1994年3月在邮电部门的支持下，网络中心开通了国际卫星专线，并完成了长时间的性能测试1994年4月20日，NCFC工程上的路由协议开通，NCFC与美国NSFNet首次直接互联，从中国可以全功能地直接访问国外的Internet1994年5月在钱天白研究员和德国卡尔斯鲁厄大学Zorn教授的协助下,在中科院计算机网络中心建立了中国国家顶级域名CN服务器，完成了在InterNIC的登记注册工作，并在国外设立了四个CN服务器副本。使我国的Internet运行和管理更加正规。,第三阶段 互联网的全面建设,推动了我国Internet的建设,1995年5月CHINANET商业性网络开通 1995年11月CERNET学术性网络开通1996年9月CHINAGBN商业性网络开通1998年6月四大互联网络在国内连通与此同时，各部委、各地区、各企事业单位纷纷与上述四大网络互联，掀起了建设计算机网络，发展 Internet的热潮。,促使我国联网计算机和互联网络用户迅速增加,直接连网计算机数：1994年7月325台1995年同期1023台（年增长215）1996年同期11282台（年增长1002）1997年同期25594台（年增长127）1998年同期54.2万台（年增长2017）1998年底74.7万台2003年1月 2083万台2004年1月 3630万台,中国互联网发展状况统计CNNIC 2009.7.,上网用户总数:3.38亿(前年2.5亿)CN下注册的域名数:1296万(前年1190万)网站数(包括下的网站):306万（前年287万）国际出口带宽总量:747541M(493729M）大陆IP地址总数:约合2.05亿(1.58亿),中国互联网发展状况统计CNNIC 2010.7.,上网用户总数:4.2亿(去年3.38亿)CN下注册的域名数:1121万网站数(包括下的网站):306万(278万)（前年287万）国际出口带宽总量:998217M(747541M)(493729M）大陆IP地址总数:约合2.5亿(2.05亿),未来的网络应当是高速光纤化未来的网络应当是全面数字化未来的网络应当是智能化,能够进行自适应的,高效率的网管未来的网络应当是“everything over IP”,关于未来网络的一些观点,因特网的标准化,机构：IETF因特网工程部IRTF因特网研究部RFC文档,计算机网络的组成,计算机网络的基本功能：数据处理和数据传输交换数据处理计算机和终端组成资源子网数据传输交换通信处理控制机和通信线路组成通信子网,计算机网络的分类,1、交换功能2、网络拓扑,电路交换报文交换分组交换混合交换,总线网络环状网络星型网络树状网络网状网络,3、按照网络作用范围,广域网WAN(几十km)局域网 LAN(1km)城域网MAN(550km),4、按照网络的适用范围,公用网（public network)专用网（private network),电路交换:(CIRCUIT SWITCHING)是一种直接的交换方式,为一对需要通信的装置提供一条临时通路包括:电路建立，数据传输，电路拆除特点：建立时间长，存在呼损双方必须编码方法，收发速度，传输控制保持一致适宜大数据量传输线路利用率底,报文交换：(Message Switching)是结点受到一个报文后，报文暂时存在结点设备中，等输出线路空闲时根据报文的目的地址转发到下一个结点，如此反复，直到到达目的结点特点：不用建立连接，减少了延迟，要求结点有足够的存储能力，每个结点要进行差错控制，相对分组交换还是有很大的延迟,分组交换（Packet Switching);分组是一组包含数据和呼叫控制信号的二进制数数据报分组交换和虚电路分组交换仍然采用“存储-转发”，以分组（PACKET）为单位，附加源、目的地址，编号，起始、结束标志，校验。适合较短数据，快速经济。虚电路：由DTE向本地PSE呼叫目的DTE，有响应过程。需要建立、通信、拆除的过程。适合长报文传输。,总线网络（也可看作星型的特例）,特点：结构简单，费用低，需要端接器，分支插头，基带传输缺点：长度受限，总线故障易影响一般总线采用同轴电缆，用于局域网环境。常见 10BASE 2 以太网，10BASE 5以太网,环状网络,特点：设备简单，不需端接设备，一般采用令牌方式缺点：任何一台设备故障，影响全网，不便于扩充实例：令牌环网，FDDI,星形网络,特点：需要集线设备，集线设备是网络瓶颈实例：10 Base T,100 Base T等，应用最为广泛。,树状网络,特点：连接简单，管理简单，维护方便 资源共享能力差，可靠性差 应用很少,网状网络,特点：容错能力最强，可靠性高缺点：费用高，结构复杂，需要复杂的路由算法主要应用于大型网络，远程网络和骨干网。,计算机网络的性能指标,指标很多，数据通信的指标基本上都可以看作计算机网络的部分指标最主要的应用最广泛的：带宽和时延。带宽：bit/s Kbit/s Mbit/s Gbit/s时延：一个报文或分组从一个网络（链路）的一端所需的时间总时延=传播时延+发送时延+排队时延,传播时延：电磁波在信道中传播所需的时间传播时延=信道长度/电磁波在该信道上的传播速率发送时延：发送数据所需要的时间发送时延=数据块长度/信道带宽排队时延：在网络的通信子网的中间节点内缓存时排队等待发送和交换所经历的时间。决定于中间节点的处理能力，排队的方式，网络当时的通信量。#考虑课后习题,
