计算机网络原理第1章概述课件

*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 概 述,主要内容,计算机网络定义,计算机网络发展历程,网络拓扑结构,计算机网络分类,网络标准化组织,1,第一章 概 述主要内容1,信息社会结构,2,信息社会结构2,计算机网络视角观点,广义观点,定义了计算机通信网络,资源共享观点,定义了计算机网络的基本特征,用户透明性观点,定义了分布式计算机系统,3,计算机网络视角观点广义观点3,计算机网络的定义,一,、计算机网络的定义,以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合,二、,主要特征,计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享,互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”,联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议,4,计算机网络的定义一、计算机网络的定义4,IT技术经典预言,摩尔定律（Moores Law）：集成芯片的能力每18个月提高一倍，而其价格则降低一倍。,贝尔定律（Bells Law）：如果保持计算机能力不变，微处理器的价格和体积每18个月减小一倍。,鲍伯麦特尔卡夫（Bob Metcalfe）定律：网络的价值同网络用户数量的平方成正比。,乔治吉尔德（George Gilder）预言：主干网的带宽每6个月增加一倍。,5,IT技术经典预言摩尔定律（Moores Law）：集成芯,计算机网络发展历程,以单计算机为中心的联机系统,分组交换网络诞生,计算机网络体系结构标准化,局域网的崛起,Internet时代,“三网”合一,宽带网络与全光网络技术,6,计算机网络发展历程以单计算机为中心的联机系统 6,一、以单处理机为中心的多终端联机系统,特征,以单处理机为中心的联机网络，集中式控制,缺点,主机负荷重,线路利用率低,可靠性低,7,一、以单处理机为中心的多终端联机系统特征7,多点通信线路、集中器(前端处理机),8,多点通信线路、集中器(前端处理机)8,二、分组交换网络的出现,多处理机连接（1）：直接通过通信线路把计算机互联起来,HOST,HOST,HOST,T,T,T,T,T,T,T,T,T,T,通信线路,分布式控制,单主机终端网络的互联，形成多主机为中心的网络,网络结构从“主机终端”转变为“主机主机”,主机负责数据处理和通信工作,9,二、分组交换网络的出现 多处理机连接（1）：直接通过通信线路,分组交换网络的出现（续）,资源子网：,服务器，客户计算机,通信子网：,通信线路；网络互连设备（交换机，路由器，HUB等）,资源子网与通信子网间关联,CCP,CCP,HOST,HOST,T,T,T,T,T,T,CCP,HOST,T,T,通信线路,多处理机连接（2）：,设置CCP，形成,通信子网和资源子网,的层次网络。,10,分组交换网络的出现（续）资源子网：服务器，客户计算机CC,具有公用数据通信网的计算机网络,将通信子络的规模进一步扩大，使之变成社会公有的数据通信网。,允许异种机入网，兼容性好、通信线路利用率高，是计算机网络概念最全、设备最多的一种形式。,公用数据通信网,HOST,HOST,T,T,T,T,T,T,HOST,T,T,T,T,11,具有公用数据通信网的计算机网络 将通信子络的规模进一步扩大,三、体系结构标准化网络,厂商标准：IBM-SNA,（System Network Architecture）,DEC-DNA,（Digital Network Architecture）,国际标准：ISO-OSI/RM,International Organization for Standardization,国际标准化组织,Open System Interconnection/reference model,开放系统互联参考模型,事实标准：TCP/IP,PC出现和局域网的普及，形成IEEE802局域网标准,Internet的飞速发展，事实标准采用TCP/IP,12,三、体系结构标准化网络厂商标准：IBM-SNA（System,四、局域网,局域网LAN（Local Area Network）的发展始于20世纪70年代。1972年美国加州大学研制了Newhall loop网。,1975年Xerox公司Palo Alto研究中心研制了第一个总线结构的实验性的以太网(Ethernet)网络，以太网是LAN的主流网络。,局域网的国际标准：IEEE802 LAN标准,13,四、局域网局域网LAN（Local Area Network,五、Internet,Internet自诞生以来也经历了几个阶段的变迁，包括,Internet、NGI以及intranet,等。,Internet的形成和发展始于从20世纪60年代后期，是由ARPANET发展演化而逐步形成。,下一代Internet(NGI：next-generation Internet)：高速网络试验床vBNS、UCAID、JANET2、CNGl；,intranet是Internet技术的发展与建造企业事业单位内部的计算机网络和信息系统的需要相融合的产物，是将internet的构造技术应用于企业的企业内部网络。,14,五、Internet Internet自诞生以来也经历了几个,六、“三网”合一,是指原先独立设计和运营的传统电信网、计算机互联网和有线电视网将趋于相互渗透和相互融合。,基本特征：,网络在物理层上是互通的,用户只需一个物理网络连接，就可以使用其他网络上的所有共享资源或者能够与其他网络上的用户通信,在应用层上，各网络之间的业务是相互渗透和交叉的,网络之间的协议要么兼容，要么可以进行无缝转换,15,六、“三网”合一是指原先独立设计和运营的传统电信网、计算机互,七、宽带网络与全光网络技术,宽带网络,宽带骨干网,宽带接入网,全光网络,用光纤将光结点互联成网，利用光波完成信号的传输、交换等功能，克服了现有网络在传送和交换时的瓶颈,16,七、宽带网络与全光网络技术宽带网络16,拓扑结构,1拓扑结构的定义,采用拓扑学的方法抽象的网络结构，研究计算机网络中“点”和“线”构成的几何图形。,2主要拓扑结构种类,总线型、星型、环型、树型、网状型,全互连型,17,拓扑结构 1拓扑结构的定义17,总线型拓扑,优点,：,电缆长度短，布线容易,易于扩充,缺点,：,节点发生故障将导致整个网络瘫痪故障扩散,故障定位排除困难,18,总线型拓扑优点：电缆长度短，布线容易18,星型拓扑,优点：,建网灵活,便于集中式控制,除中央节点外其它节点发生故障不扩散，易定位排除,缺点：,电缆长度长难安装,依赖于中央节点,特点：,由中央节点和通过点到点链路连接到中央节点的各节点所组成。,19,星型拓扑优点：特点：由中央节点和通过点到点链路连接到中央节点,环型拓扑,优缺点与总线型拓扑类似,优点：,适合采用光纤,缺点：,对环路的可靠性依赖性强,首尾相连的总线型拓扑结构,20,环型拓扑 优缺点与总线型拓扑类似首尾相连的总线型拓扑结构2,树型拓扑,特点：,形状为一棵倒置的树，由根和叶节点组成。,树形结构是总结型结构的扩展，它是在总线网上加上分支形成的。,优点：,属于分层网，具有一定容错能力，一般一个分支和结点的故障不影响另一分支结点的工作。,缺点：,属于集中式控制，对上层节点倚赖。,21,树型拓扑特点：形状为一棵倒置的树，由根和叶节点组成。,网状型拓扑,在广域网中没有明晰的拓扑结构，其特征为任两个节点间的数据传送都要经过其它节点或网络的转接；任两个节点间都有两条以上的链路可供选择。,优点：,可靠性高,缺点：,通信线路冗余大,传输效率低,22,网状型拓扑 在广域网中没有明晰的拓扑结构，其特,23,23,网络拓扑结构的选择因素,除了与传输介质的选择、介质访问控制方法的确 定等紧密相关外，关注下面因素：,一、费用,二、灵活性,三、可靠性,一般对LAN来说，星型是最常见的拓扑结构。,24,网络拓扑结构的选择因素除了与传输介质的选择、介质访问控制方法,拓扑结构比较,造价,安装难易,排错难易,故障影响,主要应用,总线型,低,易,难,一点断，全网断,LAN、越来越少,环型,低,易,易,一点断，全网断,FDDI,星型,中,中,易,单条线路,LAN,网状,高,难,易,有多条冗余线路,WAN主干,25,拓扑结构比较造价安装难易排错难易故障影响主要应用总线型低易,计算机网络分类,按传输技术,广播式网络(broadcast networks),点对点式网络(point-to-point networks),按覆盖范围,局域网(10calareanetwork，LAN)；,城域网(metropolitanareanetwork，MAN)；,广域网(wideareanetwork，WAN)。,按其它标准,通信介质：有线网、无线网,按通信速率：高、中、低速（宽带网络与窄带网络）,按使用用户：公网、专网,按网络控制：分布式、集中式,网络应用环境：部门、企业、校园,26,计算机网络分类按传输技术 26,传输技术,1.广播式网络,基本特点：,多台计算机共享一条通信线路,任一台计算机发出的信息可以直接被其它计算机接收,两个以上节点同时发送会产生冲突,关键技术：介质访问控制方法,27,传输技术 1.广播式网络27,28,28,传输技术,2.点到点网络,基本特点：,一条线路连接二台网络互连设备（点到点）,一般情况下，二台计算机的传输要经过多台网络互连设备,一般情况下，二台计算机的传输有多条路径可供选择,一般情况下，采用存储转发方式进行信息传输,关键技术：路由选择(Routing),29,传输技术 2.点到点网络29,30,30,计算机网络应用,企业信息化,电子商务,信息发布与检索,个人通信,家庭娱乐,31,计算机网络应用企业信息化 31,计算机网络引发的社会问题,计算机犯罪,网络攻击,远离真实社会,32,计算机网络引发的社会问题计算机犯罪32,网络标准化组织,一、电信标准,1865年成立国际电信联盟ITU（International Telecommunication Union）,1947年 ITU 成为联合国的一个组织，由三部分组成：,ITU-R：无线通信,ITU-T：电信标准，1956-1993 年称为CCITT，下设许多研究组SG，研究组下设专题，例如：Q42/SG VII 专门研究 OSI 参考模型。,ITU-D：开发,ITU是一个政府为主的组织，是电信界最有影响的组织。,33,网络标准化组织 一、电信标准ITU是一个政府为主的组织，是,ISO,-International Organization for Standardization,（,国际标准化组织）,：1946年成立的国际标准化组织 ISO 负责制定各种国际标准，ISO 有89个成员国家，85 个其他成员。ISO 有200 多个技术委员会TC，每个技术委员会下设若干分委员会SC，每个分委员会由由若干工作组WG 组成。,例如：TC97-计算机和信息处理,TC97/SC21/WG1-OSI 体系结构、概念性 方案和形式描述,ISO,34,ISO-International Organizati,因特网标准化机构是非政府性质的,因特网体系结构研究委员会(Internet ArchitectureBoard，IAB),因特网工程任务部(IETF),处理短期的工程问题,因特网研究任务部(IRTF),注重长期的研究,Internet编号管理局(IANA),RFC编辑部,Internet标准组织,35,因特网标准化机构是非政府性质的Internet标准组织35,RFC,RFC（Request For Comments)：Internet的标准几乎都是以RFC的形式提出，RFC是协议的详细说明文档。可以通过阅读RFC掌握一个协议的具体内容。,可以连接www.ietf.org/rfc.html看一下，比如我们熟悉的TCP为例。,RFC 793-Transmission Control Protocol（TCP）,RFC 791-Internet Protocol（IP）,RFC 1157-Simple Network Management Protocol(SNMP),RFC 959-File Transfer Protocol(FTP),RFC是在线免费提供的，任何人都可以获得，它实际上规定了各种协议。,36,RFC RFC（Request For Comments)：,NIST：美国国家标准和技术研究所，美国商业部的标准化机构,ANSI：美国国家标准研究所，ISO 的美国代表,IEEE,：电器电子工程师协会，发表行业标准。例如IEEE 802，后成为ISO 8002。,ATM Forum：ATM论坛,OIF（Optical Internetworking Forum）,其它标准化组织,37,NIST：美国国家标准和技术研究所，美国商业部的标准化机构其,本章作业,1,2,4,5,下周四交作业,38,本章作业38,