33CH1 计算机网络概述(第1-2讲)课件

课程名称:计算机网络主讲教师:姚烨课程代码:1020100-1第1-2讲E-MAIL:[e-mail]第1章计算机网络概述2008–2009学年第一学期第1章概述1.INTERNET的发展2.计算机网络定义3.计算机网络的分类4.基本概念:4.1带宽4.2时延4.3时延带宽积和往返时延1.INTERNET的发展„任何一种新技术的出现具备两个条件任何一种新技术的出现具备两个条件::(1)(1)前期技术的成熟；前期技术的成熟；(2)(2)强烈的社会需求。强烈的社会需求。„什么是Internet：Internet是一个遵从某种网络协议，将不同的异构计算机网络互联起来的网络(国际互连网,互连网)，也叫“因特网”;是世界上最大互连网络。„20世纪60年代美苏冷战时期的产物。计算机网络产生的社会需求ARPANET(a)电话系统结构(b)PaulBaran提出的高度分布式和容错交换系统1.INTERNET的发展原始的ARPANET设计IMP(InterfaceMessageProcessors,接口消息处理器)ARPANET的发展(a)1969年12月(b)1970年7月(c)1971年3(d)1972年4月(e)1972年12月„„ARPAnetARPAnet成为主干网络。成为主干网络。„„19841984年年ARPANETARPANET分解成两个网络。一个网络仍分解成两个网络。一个网络仍称为称为ARPANETARPANET，是民用科研网。另一个网络是，是民用科研网。另一个网络是军用计算机网络军用计算机网络MILNETMILNET（非机密通信）。（非机密通信）。„„19901990年年,,ARPAnetARPAnet退役；退役；MILnetMILnet仍然在运行。仍然在运行。1.INTERNET的发展ARPAnetARPAnet主要贡献主要贡献„„完成对计算机网络的定义，分类与相关子课题研究完成对计算机网络的定义，分类与相关子课题研究内容的描述；内容的描述；„„提出了资源子网，通信子网两级网络结构的概念；提出了资源子网，通信子网两级网络结构的概念；„„研究了报文交换，分组交换的数据交换方法；研究了报文交换，分组交换的数据交换方法；„„提出了层次结构的网络体系结构模型与协议体系；提出了层次结构的网络体系结构模型与协议体系；„„促进了促进了TCP/IPTCP/IP协议的发展；协议的发展；„„为为INTERNETINTERNET的形成与发展奠定了基础的形成与发展奠定了基础NSFNET骨干网产生„1985年起，美国国家科学基金会（NSF）就围绕其六个大型计算机中心建设计算机网络。„1986年，NSF建立了国家科学基金NSFNET。„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，NSFNET后来接ARPANET，并将网络改名为Internet。„NSFnet的通信子网的硬件技术与ARPAnet基本相同，采用了56Kb/s的通信线路，但软件技术与ARPAnet不同，从开始使用了TCP/IP协议，成为第一个使用TCP/IP协议的广域网NSFNET骨干网产生„„19911991年，年，InternetInternet的容量满足不了需要，于是美的容量满足不了需要，于是美国政府决定将国政府决定将InternetInternet主干网转交给私人公司来主干网转交给私人公司来经营，并开始对接入经营，并开始对接入InternetInternet单位收费。单位收费。„IBM，MERIT和MCI成立了一个非赢利组织ANS，并于19931993年将年将InternetInternet主干网（主干网（ANSNETANSNET）的速率提）的速率提高到高到45Mb/s45Mb/s代替旧的代替旧的NSFNETNSFNET。到。到19961996年速率为年速率为155Mb/s155Mb/s的主干网建成。目前有些主干线路速率达的主干网建成。目前有些主干线路速率达1000Mb/s1000Mb/s。。InternetInternet骨干网发展Internet应用„Web浏览(HTTP)„即时消息(QQ,MSN,ICQ,网易泡泡...)„文件服务（FTP,BT）„电子邮件服务(E-mail)„网络打印服务„信息发布服务„...新型网络的基本特点„网络用于计算机之间的数据传送，而不是为了打电话。„网络能够连接不同类型的计算机，不局限于单一类型的计算机。„所有的网络结点都同等重要，因而大大提高网络的生存性。„计算机在进行通信时，必须有冗余的路由。„网络的结构应当尽可能地简单，同时还能够非常可靠地传送数据。„因特网的基础结构大体上经历了三个阶段的演进。„但这三个阶段在时间划分上并非截然分开而是有部分重叠的，这是因为网络的演进是逐渐的而不是突然的。因特网发展总结因特网发展的第一阶段„第一个分组交换网ARPANET昀初只是一个单个的分组交换网。„ARPA研究多种网络互连的技术。„1983年TCP/IP协议成为标准协议。„同年，ARPANET分解成两个网络：„ARPANET——进行实验研究用的科研网„MILNET——军用计算机网络„1983~1984年，形成了因特网Internet。„1990年ARPANET正式宣布关闭。因特网发展的第二阶段„1986年，NSF(NationalScienceFoundation)建立了国家科学基金网。NSFNET（对所有大学开放）。它是一个三级计算机网络：„主干网„地区网„校园网„1991年，美国政府决定将因特网的主干网转交给私人公司来经营，并开始对接入因特网的单位收费。„1993年因特网主干网的速率提高到45Mb/s（T3速率）。三级结构的因特网„各网络之间需要使用路由器来连接。校园网校园网校园网校园网校园网校园网国家主干网地区网地区网地区网路由器三级结构的因特网„主机到主机的通信可能要经过多种网络。校园网校园网校园网校园网校园网校园网国家主干网地区网地区网地区网Internet体系结构„POP(PointofPresence,汇接点)„Backbone(骨干网)„NAP网络接入点RRRRRRRLANLANLANLAN通信子网通信子网与资源子网因特网发展的第三阶段„从1993年开始，由美国政府资助的NSFNET逐渐被若干个商用的ISP网络所代替。„1994年开始创建了4个网络接入点NAP(NetworkAccessPoint)，分别由4个电信公司经营。„NAP就是用来交换因特网上流量的结点。在NAP中安装有性能很好的交换设施。到本世纪初，美国的NAP的数量已达到十几个。„从1994年到现在，因特网逐渐演变成多级结构网络。多级结构的因特网大公司地区ISP网络接入点NAP（对等点）公司校园网主干服务提供者校园网校园网校园网校园网本地ISP地区ISP地区ISP地区ISP本地ISP本地ISP大公司大公司网络接入点NAP（对等点）„主机到主机的通信可能经过多种ISP。今日的多级结构的因特网„大致上可将因特网分为以下五个接入级„网络接入点NAP„国家主干网（主干ISP）„地区ISP„本地ISP„校园网、企业网或PC机上网用户ARPANET的成功使计算机网络的概念发生根本变化„早期的面向终端的计算机网络是以单个主机为中心的星形网„各终端通过通信线路共享昂贵的中心主机的硬件和软件资源。„分组交换网则是以网络为中心，主机都处在网络的外围。„用户通过分组交换网可共享连接在网络上的许多硬件和各种丰富的软件资源。从主机为中心到以网络为中心主机终端以主机为中心以分组交换网为中心主机分组交换网计算机网络在我国的发展(1)中国公用计算机互联网CHINANET(2)中国教育和科研计算机网CERNET(3)中国科学技术网CSTNET(4)中国联通互联网UNINET(5)中国网通公用互联网CNCNET(6)中国国际经济贸易互联网CIETNET(7)中国移动互联网CMNET(8)中国长城互联网CGWNET（建设中）(9)中国卫星集团互联网CSNET（建设中）中国计算机网络发展(10)邮电部管理的中国公用计算机互联网（CHNANET）(11)我国“三金”工程的建成:“金桥工程”，“金卡工程”，“金关工程”。广义观点：---计算机通信网络以传输信息为主要目的，用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合，是计算机网络发展的低级阶段提出（第一阶段向第二阶段过渡时期提出）实际上定义了计算机通信网络。2计算机网络的定义资源共享观点:把分布在不同地理位置上的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备在物理上互连，按照网络协议相互通信，以共享硬件、软件和数据资源为目标的自治系统称作计算机网络。（1）主要目的是实现资源共享；（2）分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”；（3）联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议。2计算机网络的定义用户透明观点：分布式系统由网络操作系统为用户自动管理资源服务，并由其调用完成用户任务所需要的资源，而整个网络象一个大的计算机系统一样对用户提供透明服务。（1）拥有多种通用的物理和逻辑资源，动态给它们分配任务；（2）分散的资源通过计算机网络实现信息交换；（3）系统存在一个全局方式管理系统资源的分布式OS;（4）系统中联网的计算机既合作又自治；（5）系统内部结构对用户来说是完全透明的。2计算机网络的定义3计算机网络的分类„从网络的作用范围进行分类„从拓扑结构进行分类„从网络的交换功能进行分类„从网络的使用者进行分类„从网络的作用范围进行分类(距离)„广域网WAN(WideAreaNetwork)„局域网LAN(LocalAreaNetwork)„城域网MAN(MetropolitanAreaNetwork)„接入网AN(AccessNetwork)3计算机网络的分类广域网、城域网、接入网以及局域网的关系城域网城域网接入网接入网接入网接入网接入网接入网广域网局域网局域网校园网企业网……将有限范围内（一个实验室，一幢大楼等）的计算机，终端和外部设备互连成网，根据采用的技术和协议标准可分为共享LAN和交换LAN，发展迅速，是计算机网络中昀为活跃的领域之一。局域网※覆盖范围有限；※数据传输速率（10Mb/s-10Gb/s）,低误码率和高质量的数据传输；※一般属于一个企业所有：组建，维护和扩展；※从介质访问控制技术看，可分为：共享介质LAN与交换LAN。城域网:城市地区网络简称城域网，覆盖范围介于LAN与WAN之间的一种高速网络；实际目标是满足几十公里的大量企业，机关，公司，学校的多个LAN互连，以实现大量用户之间的数据，语音，图形与视频等多种信息的传输功能。城域网（MAN，MetropolitanAreaNetwork）:广域网:所覆盖的范围从几十公里到几千公里；一般覆盖一个国家，地区和几个洲，形成的国际型的远程网络;一般采用分组交换技术；跨越多个建筑物，但它又不必依赖外部传输线路（和邮电线路无关），这种网络一般用在学校或大的企事业机构中，它把地理上分散的建筑物连为一体，使用的传输媒体一般是高速骨干线，如光纤、干线电缆等。在它所连接的建筑物的里面，可能有很多的局域网。校园网（CompusNetwork）校园网MANWAN校园网校园网MAN校园网分布距离覆盖范围网络分类速度10m房间局域网10Mbit/s-1Gbit/s100m建筑物1km园区网10km城市城域网1Gbit/s-10Gbit/s100km国家广域网2.5Gbit/s-10Gbit/s按地域分类按地域分类按地域分类3计算机网络的分类„从拓扑结构进行分类总线环形集线器集线器集线器交换机星形树形互连形混合形„从网络的交换功能分类„电路交换„报文交换„分组交换(数据报+虚电路)„信元交换3计算机网络的分类„从网络的使用者进行分类„公用网(publicnetwork)„专用网(privatenetwork)对等网C/S结构的网络计算机网络的其他分类对等网基于服务器规模10以下10以上成本client/server是一体的专用服务器（高费用）OSNTWKS、95/