计算机网络概论课件12

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,*,*,计算机网络概论,第,1,章,17 十一月 2024,1,2024/11/17,2,本章学习要求,了解：,计算机网络的形成与发展过程。,掌握：计算机网络的定义与分类方法。,掌握：计算机网络的组成与结构的基本概念。,掌握：计算机网络拓扑结构的定义、分类与特点。,了解：典型的计算机网络。,了解：网络计算研究与应用的发展。,2024/11/17,3,1.1 计算机网络的形成与发展,第一阶段：20世纪50年代,数据通信技术,的研究与发展,第二阶段：20世纪60年代,ARPAnet,与,分组交换技术,的研究与发展,第三阶段：20世纪70年代,网络体系结构,与,协议标准化,的研究,广域网,、,局域网,与,分组交换技术,的研究与应用,第四阶段：20世纪90年代,Internet,技术,的广泛应用,网络计算技术,的研究与发展,宽带,城域网与接入网技术的研究与发展,网络与,信息安全技术,的研究与发展,2024/11/17,4,1.1.2 计算机网络的形成,1946年世界上第一台电子数字计算机,ENIAC,诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的联系；(,单机,),20世纪50年代初，由于美国军方的需要，美国半自动地面防空系统（,SAGE）,的研究开始了计算机技术与通信技术相结合的尝试；(,联机系统,),随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互连的需求，网络用户希望通过网络实现计算机资源共享的目的；(,需求,),典型的研究成果是,ARPAnet。(,网络互联时代,),2024/11/17,5,计算机,通信控制,处理机,集中器,集中器,终端,终端,终端,终端,终端,联机系统,2024/11/17,6,终端,终端,终端,终端,终端,终端,终端,主计算机,主计算机,主计算机,计算机网络系统,2024/11/17,7,1.1.3 网络体系结构与协议标准化的研究,各大计算机公司纷纷提出了,各种,网络体系结构,与,网络协议,；,国际标准化组织,（,ISO）,成立专门委员会,研究,网络体系结构与网络协议国际,标准化,问题；,ISO,正式,制订,了开放系统互连,参考模型,，制定了一系列的,协议标准,；,在1969年,ARPAnet,的实验性阶段，研究人员就开始了,TCP/IP,协议雏形,的研究；,TCP/IP,协议的,成功,促进了,Internet,的发展，,Internet,的发展又进一步扩大了,TCP/IP,协议的影响。,2024/11/17,8,1.1.4,Internet,的应用与网络计算技术发展,Internet,的广泛应用促进了电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗、,分布式计算,与视频点播的发展；,高速局网络技术发展迅速，,Fast Ethernet、Gigabit Ethernet,已开始进入实用阶段，速率为,10,Gb/s,的,Ethernet,网,正在,研究之中,；,基于,光纤,与,IP,技术,的宽带城域网与宽带接入网技术已经成为研究、应用与产业发展的,热点问题,之一；,网络计算技术,已经成为重要的网络,应用与研究领域,。,2024/11/17,9,1.1.5 宽带网络与全光网络技术的研究与发展,很多国家的政府与企业投入巨额资金，把,宽带网络,作为,战略,产业来发展；,宽带网络在基础设施、网络产品、信息服务等多个层面上提供了巨大的市场机会，为新的网络服务运营商提供了发展的空间，从而也带动了网络产业的结构调整；,宽带网络建设的两个关键是,宽带,骨干,网技术和,宽带,接入,网技术的发展；,全光网,会给未来通信网的,宽带,、容量带来更大地发展空间。,2024/11/17,10,1.2 计算机网络的定义与分类,资源共享观点,的定义：以能够相互,共享资源,的方式,互连,起来的,自治计算机系统,的集合。,网络建立的主要目的是实现计算机资源的,共享,；,互连的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“,自治,计算机系统”；,连网计算机在通信过程中必须遵循相同的网络,协议,。,1.2.1 计算机网络定义的基本内容,2024/11/17,11,1.2.2 计算机网络的分类,计算机网络的分类方法主要有以下两种,：,根据网络所使用的,传输技术,分类；,根据网络的覆盖范围与,规模,分类。,2024/11/17,12,1.按网络,传输技术,进行分类,通信信道的类型有两类：,广播通信信道；,点-点通信信道。,相应的计算机网络也可以分为两类：,广播式网络 （,broadcast networks）；,点-点式网络（,point-to-point networks）。,2024/11/17,13,2.按网络的,覆盖范围,进行分类,按覆盖的地理范围进行分类，计算机网络可以分,为以下三类：,局域网,（,local area network,，,LAN,）；,城域网,（,metropolitan area network,，,MAN,）；,广域网（,wide area network，WAN）。,2024/11/17,14,局域网的技术特点,覆盖有限,的地理范围，它适用于公司、机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需求；,提供,高,数据传输,速率,（10,Mb/s10Gb/s）、,低误码率的高质量数据传输环境；,一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展；,从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共享介质式局域网与交换式局域网两类。,2024/11/17,15,局域网的应用领域,个人计算机局域网,大型计算设备群的后端网络,存储区域网络,办公室与实验室的网络,企业与学校的主干网,2024/11/17,16,城域网的技术特点,城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络；,城域网设计的目标是要满足,几十公里,范围内的大量企业、机关、公司的,多个局域网互连,的需求；,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；,城域网在技术上与局域网相似。,2024/11/17,17,广域网的技术特点,广域网也称为远程网；,覆盖的地理范围从几十公里到几千公里；,覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络；,通信子网,主要使用,分组交换技术,；,它将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。,2024/11/17,18,1.3 计算机网络的组成与结构,计算机网络要完成,数据处理,与,数据通信,两大,基本功能,。,早期计算机网络主要是广域网，它从,逻辑功能,上分为,资源子网,和,通信子网,两个部分：,资源子网负责数据处理的主计算机与终端；,通信子网负责数据通信处理的通信控制处理机与通信线路。,2024/11/17,19,资源子网和通信子网结构示意图,2024/11/17,20,1.3.1 资源子网的概念,资源子网的组成,主机、终端、终端控制器,外设、软件资源、信息资源,主机（,host）,大型机、中型机、小型机、工作站或微机,终端（,terminal）,用户访问网络的界面;,终端可以是简单的输入、输出终端，也可以是带有微处理机的智能终端;,终端可以通过主机连入网内，也可以通过终端控制 器、报文分组组装与拆卸装置或通信控制处理机连入网内。,2024/11/17,21,1.3.2 通信子网的概念,通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成；,通信控制处理机,在,网络拓扑结构,中被,称为网络结点,；,通信控制处理机作为与资源子网的主机、终端的连接的,接口,，将主机和终端连入网内；,通信控制处理机作为通信子网中的分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能；,2024/11/17,22,1.3.3 现代网络结构的变化,随着微型计算机的广泛应用，大量的微型计算机是通过局域网连入广域网，而局域网与广域网、广域网与广域网的互连是通过,路由器,实现的；,在,Internet,中，用户计算机需要通过校园网、企业网或,ISP,联入地区主干网，地区主干网通过国家主干网联入国家间的高速主干网，这样就形成一种由路由器互联的大型、层次结构的互联网络。,2024/11/17,23,由路由器互联的大型、层次结构的互联网络示意图,2024/11/17,24,1.4 计算机网络的拓扑构型,1.4.1 计算机网络拓扑的定义,拓扑学,是几何学的一个分支，是从图论演变而来。拓扑学首先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，进而研究了点、线、面之间的关系;,计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系;,计算机网络拓扑主要是指,通信子网的拓扑构型,;,拓扑设计对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。,皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、心、肺、肾等多脏器严重损害的，全身性疾病，而且不少患者同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如下：,1、早期皮肌炎患者，还往往伴有全身不适症状，如-全身肌肉酸痛，软弱无力，上楼梯时感觉两腿费力；举手梳理头发时，举高手臂很吃力；抬头转头缓慢而费力。,皮肌炎图片,皮肌炎的症状表现,2024/11/17,26,1.星型拓扑,以中央节点为中心，把若干外围节点连接起来的辐射式互连结构。,2024/11/17,27,2.总线型拓扑,采用单根传输媒体，把所有的节点都连接到传输媒体上的互连结构。,2024/11/17,28,3.环型拓扑,把所有节点都连接到闭合的环路上的互连结构。,2024/11/17,29,4.树型拓扑,从根节点开始向下分级，且任何两个节点之间都不形成回路的互连结构。,2024/11/17,30,5.混合型拓扑结构,由多种类型网络拓扑组合而成的网络。,2024/11/17,31,1.4.2 计算机网络拓扑的分类,网络拓扑,按通信子网中通信信道类型分类,通信信道类型：,广播信道：一个公共的通信信道被多个网络结点共享；,点-点线路：每条物理线路连接一对结点。,2024/11/17,32,广播信道通信子网4种基本拓扑构型：,广播信道通信子网4种基本拓扑构型：,总线型,环型,树型,无线通信与卫星通信型,2024/11/17,33,2.点-点线路的通信子网基本拓扑构型,点-点线路的通信子网4种基本拓扑构型：,星型；,环型；,树型；,网状型。,2024/11/17,34,1.5 典型计算机网络,ARPANET,NSFNET,Internet,Internet2,2024/11/17,35,1.5.1,ARPAnet,1969年11月，实验性的,ARPAnet,开通（4台）；,1975年，,ARPAnet,已经连入了100多台主机，并且结束了网络实验阶段，移交美国国防部国防通信局正式运行；,1983年1月，,ARPAnet,向,TCP/IP,的转换结束；,20世纪80年代中期，,ARPAnet,成为,Internet,的主干网；,1990年，,ARPAnet,退役。,ARPAnet,对网络的产生与发展起到重要的影响。,2024/11/17,36,1.5.2,NSFnet,1984年,NSF（,美国国家科学基金会）决定组建,NSFnet；,NSFnet,采取的是一种层次型结构，分为主干网、地区网与校园网；,2024/11/17,37,1.5.3,Internet,20世纪80年代中期人们开始认识到,Internet,的重要作用；,20世纪90年代是,Internet,历史上发展的最快的时期；,Internet,应用主要有,E-mail、WWW、Telnet、FTP,等，随着,Internet,规模和用户的不断增长，,Internet,上的应用领域也进一步得到开拓；,从用户的角度来看，,Internet,是一个全球范围的信息资源网；,从网络结构角度看，,Internet,是一个由路由器互联起来的大型网际网。,2024/11/17,38,1.5.4,Internet2,由于,Internet,的商业化，业务量增多，导致网络性能降低；（,原因,）,1996年10月，一些大学申请