计算机网络CH01概论-视频录制用

计算机通信与网络ComputerCommunications&Networks南京邮电大学计算机学院“计算机通信与网络”国家精品课程组课程介绍：学时与教材1）学时：64学时，其中课堂授课56学时，实验8学时；2）教材及参考书：《计算机网络》，高等教育出版社，杨庚等编著，2010.《计算机网络》(第五版),A.S.Tanenbaum，清华大学出版社，2012课题介绍：教学内容第1章概述第2章物理层第3章数据链路层第4章局域网与广域网第5章网络层与网络互连第6章传输层第7章应用层第8章网络管理与网络安全体系架构层次模型(TCP/IP)课题介绍：学习目标掌握计算机通信与网络的基本原理；掌握计算机网络体系结构（OSI参考模型，TCP/IP协议栈）；了解基于计算机网络的应用、网络管理与网络安全技术；解决计算机如何互连、网络如何互连、网络应用如何进行、如何管理网络、如何保证网络安全等问题。课程成绩计算方法本课程为专业基础课，期末闭卷考试。其中，期末考试成绩占总成绩60％，平时成绩占20％，期中考试占总成绩20%。平时成绩包括出勤情况、作业、实验、课堂回答问题等。联系方式胡素君：[e-mail]计算机通信与网络ComputerCommunications&Networks南京邮电大学计算机学院“计算机通信与网络”国家精品课程组第1章概述教学大纲要求了解计算机通信与网络的基本概念；了解计算机通信与网络的发展历史；掌握计算机网络的分类方法和主要分类，各种类型计算机网络的主要特点；了解计算机网络体系结构的概念，掌握开放系统互连参考模型、TCP/IP体系结构的构成和各层的基本功能，以及两者之间的主要差别；了解通信标准化组织机构和相关职能。内容纲要计算机通信与网络发展过程计算机网络基本概念网络的类型及其特征计算机通信协议与网络体系结构内容纲要计算机通信与网络发展过程计算机网络基本概念网络的类型及其特征计算机通信协议与网络体系结构计算机网络是计算机技术和通信技术相互结合的产物，是信息化社会的主要基础设施。计算机网络的作用是利用快速的信息传送，实现广泛的资源共享。计算机网络在信息时代的作用1.1计算机通信与网络发展过程计算机网络的发展中计算机技术和通信技术是相互制约，又相互促进发展的。通信技术的发展以及计算机技术在通信系统中的应用，使得高速通信成为可能。高速通信的实现，又进一步促进计算机硬件、软件技术的发展。计算机技术与通信技术的相互作用1.1计算机通信与网络发展过程1、面向终端的计算机网络2、多个计算机互连的计算机网络3、面向标准化的计算机网络4、面向全球互连的计算机网络计算机通信与网络的发展阶段1.1计算机通信与网络发展过程早期计算机主机数量少，价格昂贵，工作运行条件要求高，维护困难，只有少数研究单位和大学拥有计算机系统。主机控制整个系统的全部运行功能和通信过程，终端仅提供输入输出的功能，完全作为主机的从属设备。用户只能近距离使用计算机终端。1、面向终端的计算机网络（20世纪50年代中期-60年代中期）1.1计算机通信与网络发展过程1、面向终端的计算机网络通信处理机主机IBMS/370(b)多点链路(c)复用方式MultiplexerMultiplexer(d)集中方式(e)拨号方式ModemPSTNModem(a)点-点链路终端设备T1.1计算机通信与网络发展过程集中式处理数据处理和通信处理都是由主机完成有限的数据传输速率1、面向终端的计算机网络面向终端的计算机联机系统特点1.1计算机通信与网络发展过程1.1计算机通信与网络发展过程系统的可靠性和性能取决于主机的可靠性和性能，便于维护、管理。数据的一致性好。主机通信开销较大，通信线路利用率低，对主机系统依赖性较大。规模小，终端数量少；1、面向终端的计算机网络面向终端的计算机联机系统特点1.1计算机通信与网络发展过程提出分组交换技术形成TCP/IP协议雏形提出以太网技术2、多个计算机互连的计算机网络（20世纪60年代中期-70年代末）标志性成果1.1计算机通信与网络发展过程60年代初，美国国防部领导的DARPA(DefenceAdvancedResearchProjectAgency)提出要研制一种生存性(survivability)很强的网络，开始思考设计分组交换网ARPAnet。传统的电路交换(circuitswitching)的电信网有一个缺点：正在通信的电路中有一个交换机或有一条链路被毁坏，则整个通信电路就要中断。2、多个计算机互连的计算机网络（20世纪60年代中期-70年代末）分组交换的产生1.1计算机通信与网络发展过程网络侧重于计算机之间的数据传送，而不是为了打电话（语言）。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。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。2、多个计算机互连的计算机网络分组交换网络的基本要求1.1计算机通信与网络发展过程1961和1965年加州大学洛杉矶分校（UCLA）雷纳德·克兰罗克博士（L.Kleinrock）提出了涉及分组交换的理论；2、多个计算机互连的计算机网络分组交换理论与技术主要创始人1964年美国兰德公司科学家保罗·巴兰（P.Baran）提出了存储转发概念；1966年英国学者唐纳德·戴维斯（D.Davies）提出了分组的概念。保罗·巴兰1.1计算机通信与网络发展过程ARPAnet（1967年开始建设）；法国的Cyelades（20世纪70年代）；IBM的SNA（20世纪70年代）。2、多个计算机互连的计算机网络多个分组交换网建立到1987年底，全球87个国家有200多个分组交换网在运行。1.1计算机通信与网络发展过程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。2、多个计算机互连的计算机网络面向终端计算机系统与分组交换网的区别1.1计算机通信与网络发展过程2、多个计算机互连的计算机网络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面向终端计算机系统与分组交换网的区别1.1计算机通信与网络发展过程独立工作的计算机系统允许异种机入网资源共享分组交换专用的通信控制处理机（可靠性高）分层的网络协议2、多个计算机互连的计算机网络分组交换网特点1.1计算机通信与网络发展过程2、多个计算机互连的计算机网络TCP/IP协议的建立由于ARPAnet规模增大，人们需要一种统一的体系结构；1973年12月25日，VintonCerf和RobertKahn完成了TCP描述；1978年分离出IP和TCP，后又增加UDP。1.1计算机通信与网络发展过程2、多个计算机互连的计算机网络TCP/IP协议的创始人之一：温顿·瑟夫(VintonG.Cerf)博士1943年出生于康涅狄格州，斯坦福大学数学学士学位、加州大学洛杉矶分校的计算机科学硕士和博士学位。谷歌全球副总裁。1.1计算机通信与网络发展过程2、多个计算机互连的计算机网络TCP/IP协议的创始人之一：罗伯特・卡恩（RobertElliotKahn）,美国国家工程协会(NationalAcademyofEngineering)成员，美国IEEEfellow，美国人工智能协会(AmericanAssociationforArtificialIntelligence)fellow，美国计算机协会(ACM)fellow，前美国总统科技顾问。他于1986年创立美国全国研究创新联合会(CNRI，CorporationforNationalResearchInitiatives)并任主席，同时也执行IETF的秘书处职能。1.1计算机通信与网络发展过程2、多个计算机互连的计算机网络1997年12月，克林顿总统向瑟夫博士和他的同事罗伯特・卡恩颁发了美国国家技术奖章，表彰他们对于互联网的创立和发展做出的贡献。2004年，卡恩和瑟夫博士因为他们在互联网协议方面所取得的杰出成就获得了美国计算机学会(ACM)颁发的图灵奖(A.M.TuringAward)。2005年11月，乔治·布什总统向卡恩和瑟夫博士颁发了总统自由勋章，这是美国政府授予其公民的最高民事荣誉。1.1计算机通信与网络发展过程2、多个计算机互连的计算机网络以太网（EtherNet）建立鲍勃·麦卡夫(BobMetcalfe)，MIT电气工程专业学士、哈佛大学应用数学硕士、博士学位；1973年5月22日,麦卡夫发表了题为《Alto以太网》的备忘录。给出了以太网如何工作的设计简图，EtherNet(以太网)作为一个完整的词第一次出现；1973年11月11日,以太网系统真正开始工作；1979年,麦卡夫创办了3Com公司；1982年,以太网成为了IEEE802标准。1.1计算机通信与网络发展过程2、多个计算机互连的计算机网络特点：建立了计算机与计算机的互连与通信，实现了计算机资源的共享。但缺点是没有形成统一的互连标准，使网络在规模与应用等方面受到了限制。1.1计算机通信与网络发展过程制定网络体系结构：OSI-RM模型形成TCP/IP系统结构形成以太网、公用数据网等标准，如X.25标准等X系列建议提出Web技术与开发浏览器3、面向标准化的计算机网络（20世纪80年代-90年代初期）标志性成果1.1计算机通信与网络发展过程开放系统异种独立工作的计算机系统入网互联网络资源/用户资源共享层次结构和通信协议接口标准化3、面向标准化的计算机网络（20世纪80年代-90年代初期）网络体系结构标准化意义1.1计算机通信与网络发展过程3、面向标准化的计算机网络IBM公司(1974)SNA（系统网络体系结构）DEC公司DNA（数字网络系统结构）Univac公司DCA（数据通信体系结构）Burroughs公司BNA（宝来网络体系结构）计算机制造厂商网络体系结构标准化1.1计算机通信与网络发展过程3、面向标准化的计算机网络TC97SC16（于1977年成立）计算机与信息处理标准化委员会开放系统互联分技术委员会1984年公布了ISO7498，即ISO/OSI-RM国际标准，该模型按层次结构划分为七个子层，已被国际社会普遍接受，是目前计算机网络系统结构的基础。国际标准化组织ISO与OSI-RM模型1.1计算机通信与网络发展过程3、面向标准化的计算机网络在ARPANET的基础上，形成了以TCP/IP为核心的因特网。任何一台计算机只要遵循TCP/IP协议族标准，并有一个合法的IP地址，就可以接入到Internet。TCP和IP是Internet所采用的协议族中最核心的两个，分别称为传输控制协议（TransmissionControlProtocol,TCP）和互连网协议（InternetProtocol,IP）。基于TCP/IP的因特网（Internet)1.1计算机通信与网络发展过程形成以太网、公用数据网等标准，如X.25标准等X系列建议提出Web技术与开发浏览器NetscapeNavigator,MSIE,FireFox,Lynx,Mosaic,Gopher,3、面向标准化的计算机网络（20世纪80年代-90年代初期）标志性成果1.1计算机通信与网络发展过程1993年美国政府发布了名为“国家信息基础设施行动计划”的文件，其核心是构建国家信息高速公路。这一时期在计算机通信与网络技术方面以高速率、高服务质量、高可靠性等为指标，出现了高速以太网、VPN、无线网络、P2P网络、NGN等技术，计算机网络的发展与应用渗入了人们生活的各个方面，进入一个多层次的发展阶段。4、面向全球互连的计算机网络（20世纪90年代开始）1.1计算机通信与网络发展过程