1 计算机网络的基本概念

Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络计算机网络原理主讲：王辉计算机学院Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络网络和互联网(a)(b)网络互联网（网络的网络）结点链路Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络本课程的性质•计算机网络原理=计算机技术+通信技术。•隶属关系：计算机专业基础课程。•学时数：40学时（理论）+8学时（实验）。•主要讲述：计算机网络的概念和基本原理。•课程主线：TCP/IP参考模型。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络本课程的主要任务本课程是关于计算机网络专业的基础课程。通过本课程的学习，掌握计算机网络的基本概念和基本原理，熟悉数据通信的原理，重点掌握计算机网络的组成与体系结构、OSI参考模型及TCP/IP模型。结合当前主流局域网和互连网介绍物理层与数据链路层的主要功能与技术，结合TCP/IP协议簇重点介绍网络层、传输层和应用层的主要功能和技术。最终培养学生具备一定的网络配置管理能力，为今后从事计算机网络的应用、设计与开发打下基础。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络本课程的主要内容让我们先看一个实例：假设有一批货物从A地邮寄到B地，How?1）货物打包，填写发出地和目的地2）可以通过公路，也可通过铁路、水路和航空3）现假设为公路，有山、川阻隔4）公路分支，设路标5）要求对方能够接收、识别货物6）对货物运输过程中的丢失等进行检查——信息编码与封装。——传输媒介。——网络互连。——路由（如何寻找到达目的地的路径）。——网络通信协议。——检错/纠错。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络7）限速、红绿灯标识8）公路维护、管理部门9）公路巡警另外：作为司机，应拥有交通地图手册还有哪些交通（海、陆、空）方面的问题可以与网络相对应？——流量控制/拥塞控制。——网络管理。——网络安全。——网络拓扑。某条路线暂时戒严，使某个车辆通过——RSVP.资源预留协议：预先预留一定的网络资源，比如带宽等等，给相应的流量，通路上所有设备必须都支持rsvp，预留才会成功。对于需要保证带宽和时延的业务，如语音传输，视频会议等具有十分重要的作用。救火车、救护车、警车等优先——主动网络。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络教材•《计算机网络》肖锋科学出版社Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络参考书1.《计算机网络（第5版）》谢希仁电子工业出版社Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络授课方法以课堂多媒体教学为主，结合一定的上机实践环节。•理论知识点讲述+实例分析+答疑；•分章讲述+习题讲述+综合复习；•交换机和路由器的基本配置以及VLAN划分；•讲授静态路由和动态路由的实际配置；•联系方式：[e-mail]1计算机网络的基本概念计算机通信与网络本课程的考核方法总成绩＝考试成绩＋平时成绩+实验成绩平时：点名、提问、作业……实验：点名、实验完成效果、实验报告…Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络实验安排（工1-204）时间起止周班级周四5-8节14周，15周16060413周五5-8节14周，15周16060616，16060617Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络第1章计算机网络的基本概念Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络1.1计算机网络的定义1.2计算机网络的形成与发展1.3计算机网络的类型1.4计算机网络的功能和应用1.5计算机网络的组成与结构1.6计算机网络的拓扑结构1.7网络有关的标准组织与管理机构1.8补充内容Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络1.1计算机网络的定义计算机网络:是指将地理位置不同且功能相对独立的多个计算机系统通过通信线路相互连在一起、遵循共同的网络协议、由专门的网络操作系统进行管理，以实现资源共享的系统。互连接的计算机之间不存在互为依赖的关系。网络中的计算机通常都处于不同的地理位置。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络功能独立的计算机系统（软、硬件）通信线路（通信媒体、通信设备）网络操作系统（单机OS功能+网络通信协议+网络资源管理+网络服务）资源共享（硬件、软件，如程序、数据库、存储设备、打印机）计算机网络的根本目的是实现资源共享。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络1.2计算机网络的形成与发展•1计算机网络的初级阶段•2计算机网络通信•3标准、开放的计算机网络•4高速、智能的计算机网络Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络1．初级阶段远程联机系统（20CEN，50-60年代）ComputerTerminalTerminalTerminalChap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络公用电话网专门处理通信任务，将计算机解放出来专门用于处理数据采用前端机和集线器的计算机网络Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络远程联机系统的发展典型代表：美国半自动地面防空系统SAGEComputerTTTPSTNChap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络2计算机网络通信分布在不同地点的计算机通过通信线路互联成计算机-计算机的网络：ARPANETChap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络资源子网与通信子网结构将应用与通信功能从逻辑上分离，产生了通信子网与资源子网的概念Host资源子网通信子网Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络3.国际标准化的计算机网络国际标准化组织（ISO）于1977年成立了专门的机构从事“开放系统互连”问题的研究，目的是设计并提供一个标准的网络体系模型。1984年ISO颁布了“开放系统互连基本参考模型”，这个模型通常被称作OSI参考模型。OSI参考模型的提出对推动网络体系结构理论的发展起了很大的作用，并引导着计算机网络走向开放的标准化的道路，同时也标志着计算机网络的发展步入了成熟的阶段。为什么标准化？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。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络4高速、智能的计算机网络高速：带宽的增加达到Gbps互连：IntranetExtranetInternet/InternetⅡ智能：服务（QoS）管理Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络小结在计算机网络技术复杂的演变过程中，有三个重要的里程碑。第一个里程碑：以报文（Message）或分组（Packet）交换技术为标志，如1968年美国国防部的高级研究计划局开始建设的以存储转发（store-and-forward）技术为基础的ARPANET。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络第二个里程碑：以1980出现的开放式系统互联参考模型（OSI/RM）为标志。第三个里程碑：以Internet的迅速发展与推广为特征。小结（续）Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络1.3计算机网络的类型计算机网络有多种分类标准，如按传输技术、通信介质、按数据交换方式、通信速率和使用范围等。•最普遍的是按地理范围（广域网，城域网，局域网）•按传输介质（双绞线，同轴电缆，光纤，无线网）•使用网络的对象（公用网，专用网）•按网络传输技术（广播式，点到点式）•按传输速度（低速网络和高速网络）•按逻辑功能可分为（资源子网和通信子网）•按拓扑结构分（星，环，总线，树，网）Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络按地理范围划分：局域网（Localareanetworks，LANs)范围：小，＜10KM传输技术：基带，10Mbps-1000Gbps，延迟低，出错率低拓扑结构：总线，环广域网（Wideareanetworks，WANs)范围：大，＞100KM传输技术：宽带，延迟大，出错率高拓扑结构：不规则，点到点城域网（Metropolitanareanetworks，MANs)范围：中等，＜100KM传输技术：宽带/基带拓扑结构：总线Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络按通信所使用的介质分为有线网络和无线网络。有线网络是指采用有形的传输介质如铜缆、光纤等组建的网络；而使用微波、红外线等无线传输介质作为通信线路的网络属于无线网络。按使用网络的对象分为公众网络和专用网络。公众网络是指对所有公众开放、用于为公众提供服务的网络，如Internet；而专用网络是指专门为特定的部门或应用而设计的网络，如银行系统的网络。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络按通信传播方式分类：点对点传播方式的网络：由一对对机器间的多条链路构成。这种网络上的报文分组在信源和信宿之间需通过一台和多台中间设备进行传播。广播方式网络：仅有一条通道，由网络上所有的计算机共享。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络广播式的网络的两个特点1.任何一台计算机发出的消息都能够被所有连结到这条共享通信信道上的其他计算机收到，接收到信息的计算机根据消息报文中的目的地址来判断是进一步处理该收到的报文还是丢弃该报文；2.是任何时间内只允许一个结点使用信道，从而在广播式网络中需要为信道争用提供相应的解决机制。一般来说，局域网络使用广播方式；广域性网络使用点对点方式。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络总线型星型环型树型网状型混合型按拓扑结构分类：Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络功能：1.4计算机网络的功能和应用资源共享：程序、打印机数据通信：快速传输信息如E-MAIL资源的可用性与可靠性：平衡负载、后备任务的分布处理数据信息的集中和综合处理：网络数据库应用系统Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络计算机网络的应用信息检索现代化的通信方式办公自动化管理信息系统电子商务远程教育与E-Learning生活娱乐Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络1.5计算机网络的组成与结构计算机网络=资源子网+通信子网Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络网络逻辑划分：资源子网与通信子网资源子网提供用户访问网络和处理数据的能力。包括加入网络的所有的计算机、终端外设及各种软件和数据资源通信子网提供网络的通信功能（数据的传输与转发）包括通信处理机通信设备与通信线路Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络资源子网：负责全网的数据处理业务，并向网络用户提供各种网络资源和网络服务。资源子网由主计算机、终端以及相应的I/O设备、各种软件资源和数据资源构成。主计算机（HOST)：可以是大、中小型机，工作站或微机，拥有各个终端用户所要访问的资源，是承担数据处理任务的计算机系统。终端（Terminal）：用户进行网络操作时所使用的末端设备。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络通信子网：负责为资源子网提供数据传输和转发等通信处理能力。通信子网主要由通信控制处理机、通信链路及其他通信设备如调制解调器等组成。通信控制处理机（CCP）：是一种处理通信控制功能的计算机，按照它的功能和用途，可以分为存储转发处理机、网络协议变换器和报文分组组装/拆卸设备等。通信控制处理机主要功能包括：网络接口功能-----实现资源子网和通信子网的接口功能；存储/转发功能----对进入网络传输的数据信息提供转接功能；网络控制功能-----为数据提供路径选择、流量控制等功能。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络CCCHHH资源子网通信子网在通信子网外可有多个资源子网，共享通信子网的服务HHChap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络1.6计算机网络的拓扑结构来自离散数学中的图论所谓“拓扑”：就是把所研究的实体抽象成与其大小、形状无关的“点”，而把实体之间的联系抽象成“线”，进而以“图”的形式来表示和研究这些点与线之间关系的一种数学方法。这种表示点和线之间关系的“图”被称为拓扑结构图，简称拓扑图。拓扑就是把实体抽象成与其大小、形状无关的点、将连接实体的线路抽象成线来研究这些点、线特性的方法。Chap1计算机网络的基本概念计算机通信与网络网络的拓朴结构：将通信子网中的具体设备视为“点或线”采用拓朴学的