数据通信与网络

2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春1数据通信与网络DataCommunicationsandNetworking杨献春南京大学计算机科学与技术系@nju.edu.cn2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春2C&C•计算机与通信Computer&Communication–计算机的发展促进了通信事业的发展–通信的发展扩大了计算机的应用范围–二者互相促进，密不可分，共同发展•计算机与通信结合的产物–数据通信（网）–计算机通信（网）–计算机网络–分布式系统C&C=ComputerCommunications2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春3思考题•弄清四个关系–通信与计算机–数据通信与计算机通信–计算机通信网与计算机网络–计算机网络与分布式系统2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春4通信与计算机的关系•电信主要包括话音通信、图像通信、数据通信、视频通信。数据及计算机通信是为计算机之间的远程信息交换、分布处理、资源共享提供服务的。•数据及计算机通信是通信技术与计算机技术相结合的产物，通信系统的性能提高及其技术的迅猛发展得益于计算机硬件与软件技术的不断进步。•按照定义，计算机网络由通信子网与资源子网构成。今天面对的通信子网以电信业运营的网络为主干。•从电信网或计算机网络角度，发展趋势都是全球多媒体网络。通过电信、数据、有线电视的业务数字化和网络综合化实现多网合一或网络融合，计算机通信将覆盖所有的传统电信业务。2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春5为什么要学习数据通信与网络？•IT技术是以微电子学为基础，融合了通信技术、计算机技术、自动化技术、网络技术和智能技术的综合性技术领域。计算机学科的知识结构与IT领域其它学科是相互交叉、渗透的。•“Thenetworkisthecomputer”。信息网络时代的计算机工作者面对的是基于网络丰富资源的一个庞大虚拟机器，计算机网络是必修的课程。数据通信则是计算机网络的技术基础。•随着Internet的普及与发展，我们面对的计算机网络是以数据通信技术及数据通信网作为支撑的全球性网络。•通信网络在IT业有着十分重要的地位。2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春6通信网络在IT领域的地位•IT业三大定律–摩尔定律（GordonMoore’sLaw）Every18months,processingpowerdoubleswhilecostholdsconstant.每过18个月,微处理器处理能力翻倍而价格不变。–吉尔德定律（GeorgeGilder’sLaw）Thetotalbandwidthofcommunicationssystemswilltripleeveryyearforthenexttwenty-fiveyears.未来25年内，通信系统总带宽每年翻三番。–梅特卡夫定律（BobMetcalfe’sLaw）Theusefulness,orutility,ofanetworkequalsthesquareofthenumberofusers.网络的利用价值等于用户数的平方。2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春7通信网络在IT领域的地位•包括微处理器在内的集成电路、通信网络、软件是IT业的三大支柱。•三大定律中一条涉及微处理器，两条与通信网络有关。表明了网络在IT中的重要地位。•梅特卡夫定律定量描述了单机与联网之间的巨大差别和网络的重要价值,反映了数据/计算机通信网相对于其它通信网络的效率差别。问题1：比较电话网、有线电视网和数据通信网的效率。–电话网1:1，电视网1:N，数据通信网N2。•根据吉尔德定律与摩尔定律得知，通信网络的发展大大快于微处理器的发展。问题2：根据吉尔德定律，假如目前网络最大速率为10Gbps，5年后预计最大速率为多少？–网络带宽每年增4倍，5年后增至45=1024倍，达到10.24Tbps。2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春8•问题3：比较网络带宽与微处理器性能两者的增长速度。2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春9课程介绍•涵盖我系原《数据通信》、《计算机网络》以及《Internet技术》三门课程内容，以《数据通信》和《计算机网络》为题分两个学期讲授。•旨在通过学习数据通信基础知识和计算机网络原理，使学生了解和掌握计算机之间及人机之间通信与组网的有关基本概念与技术。•教材:《DataandComputerCommunications（SixthEdition）》影印本，美国著名计算机网络教授WilliamStallings编著，高教出版社出版2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春10课程主题ComputerCommunicationsandNetworkingTechnologies•ComputerCommunications–electronictransmissionofdatafromonesystemtoanother–mannerinwhichcomputerexchangeinfowitheachother•Networking–communicationmethodologyandprotocols–topologyanddesign–addressingandrouting–reliability,interoperabilityandsecurity–standards•Technologies–variousnetworkingschemesthathavebeendevised2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春11教学内容–通信模型与术语–通信系统硬件•传输媒体，数据通信接口，网络设备–数据传输•信号分析，信道传输特性，数据编码，数据传输方式，线路复用，链路控制–网络体系结构与协议•OSI，TCP/IP，IEEE802–网络技术•拓扑，交换，路由选择，拥塞控制，互联，安全，管理，性能–网络工程•规划设计，系统集成，综合布线，管理维护–数据通信与网络发展历史及趋势2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春12教学要求•教学目标–基本知识（概念、方法、技术、标准）–基础理论（数学、算法、模型）–实际技能（网络编程、软件工具）•认知层次–识记–理解–简单应用–综合应用2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春13知识基础与后继课程数学•微积分•概率与随机过程•数论电子学•数字信号处理计算机科学•计算机组织结构•计算机操作系统•计算机程序设计•数据结构与算法分析•数据通信•计算机网络•TCP/IP协议Internet软件技术Internet应用开发技术多媒体技术网络信息安全分布式系统2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春14教学安排•数据通信–数据通信基础–广域网技术•计算机网络–网络体系结构–局域网技术与系统–TCP/IP协议–网络信息安全–网络工程学时安排课堂教学120学时课余实验40学时联机自学200学时修课成绩平时作业10%实验报告10%课堂测验20%期末考试60%2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春15教学交流•教学主页URL：––本课程教学大纲、讲稿幻灯片皆已放在个人教学主页上，可供选课者浏览或下载。但只允许用于本课程学习，不得侵权利用。•教学论坛URL：–•电子邮件地址：–[e-mail]•答疑时间地点：–双周二上午9:00~10:00；玉辉楼A3052004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春16课后阅读电子书•ShayW.A.，数据通信与网络教程，高传善等译，机械工业出版社，2000.3•DouglasE.Comer，计算机网络与因特网，徐贤良等译，机械工业出版社，2000.8•TamaraDean，计算机网络实用教程，陶华敏等译，机械工业出版社，2000.9•AnthonyJones，Windows网络编程技术，京京工作室译，机械工业出版社，2000.3•URL:–年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春17教学参考书目•BehrouzForouzan,DataCommunicationsandNetworking，第2版，机械工业出版社,2002.（全年）•MichaelA.Gallo,ComputerCommunicationsandNetworkingTechnologies，高等教育出版社,2003.（全年）•AndrewS.Tanenbaum,ComputerNetworks，ThirdEdition,清华大学出版社,1997.（全年）•谢希仁，计算机网络，第4版，电子工业出版社,2003.（全年）2004年2月-2005年1月南京大学计算机科学与技术系杨献春18教学参考书目•潘新民，计算机通信技术，电子工业出版社,2002.（第一学期）•LeonW.CouchII,DigitalandAnalogCommunicationSystems,FifthEdition,清华大学出版社,1998.（第一学期）•DarrenL.Spohn,DataNetworkDesign,SecondEdition,人民邮电出版社,2000.（第一学期）•JohnG.Proakis,ContemporaryCommunicationSystemsUsingMATLAB,西安交通大学出版社,2001.（第一学期）•JamesF.Kurose,ComputerNetworking:ATop-DownApproachFeaturingtheInternet，高等教育出版社,2001.（第二学期）•WilliamStallings,Local&MetropolitanAreaNetworks,第6版,电子工业出版社,2001.（第二学期）•DouglasE.Comer,InternetworkingwithTCP/IPVolume1:Principles,protocols,andArchitecture,ThirdEdition,清华大学出版社,1998.（第二学期）•WilliamStallings,CryptographyandNetworkSecurity:PrinciplesandPractice,SecondEdition,清华大学出版社,2002.（第二学期）•ManiSubramanian,NetworkManagement:PrinciplesandPractice,高等教育出版社,2001.（第二学期）•王宝智，全新计算机网络工程教程，北京希望电子出版社,2001.（第二学期）