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1、第第1章章 概述概述o 1.1 计算机网络在信息时代的作用计算机网络在信息时代的作用o 1.2 计算机网络的发展过程计算机网络的发展过程o 1.3 计算机网络的分类计算机网络的分类o 1.4 计算机网络的主要性能指标计算机网络的主要性能指标1.1 计算机网络在信息时代的作用计算机网络在信息时代的作用o 你遇到过这样的问题吗？你遇到过这样的问题吗？（1）到银行取款被告知，网络坏了，不能取款）到银行取款被告知，网络坏了，不能取款 （2）到图书馆借书被告知，网络坏了，不能借书）到图书馆借书被告知，网络坏了，不能借书（3）去交手机费，被告知，系统升级，明天再来）去交手机费，被告知，系统升级，明天再来o
2、 网络已经渗透到生活的各个方面网络已经渗透到生活的各个方面o 网络是知识经济时代的基础网络是知识经济时代的基础（2）知识的处理）知识的处理（1）知识的获取）知识的获取（3）知识的分发）知识的分发（4）知识的挖掘）知识的挖掘1.1 计算机网络在信息时代的作用计算机网络在信息时代的作用o 网络的含义网络的含义 （1）电信网络）电信网络（2）有线电视网络）有线电视网络（3）计算机网络）计算机网络o 网络发展的趋势网络发展的趋势三网合一，统一到计算机网络是发展的趋势三网合一，统一到计算机网络是发展的趋势o 因特网（因特网（Internet）（1）信息高速公路的产物）信息高速公路的产物（2）1993年年
3、9月月15日，美国政府提出日，美国政府提出“国家信息基础结构（国家信息基础结构（NII）行动计划）行动计划”（3）NII，National Information Infrastructure（4）1994年年9月，美国政府又提出建立月，美国政府又提出建立“全球信息基础结构全球信息基础结构GII”，建议将各国，建议将各国的的NII互联，形成了互联，形成了Internet的雏形的雏形1.2 计算机网络的发展过程计算机网络的发展过程o 1.2.1计算机网络的产生计算机网络的产生o 1.2.2因特网时代因特网时代o 1.2.3关于因特网的标准化工作关于因特网的标准化工作o 1.2.4计算机网络在我国
4、的发展计算机网络在我国的发展1.2.1计算机网络的产生计算机网络的产生o计算机网络涉及到计算机和通信两个领域计算机网络涉及到计算机和通信两个领域（1）通信技术为在计算机之间的数据传输提供了必要的手段）通信技术为在计算机之间的数据传输提供了必要的手段（2）计算机也为提高通信系统的性能做出了贡献）计算机也为提高通信系统的性能做出了贡献o计算机网络经历了以下几个阶段计算机网络经历了以下几个阶段（1）以电路交换为基础的面向终端的计算机通信网）以电路交换为基础的面向终端的计算机通信网（2）以分组交换为基础的基于交换的计算机通信网）以分组交换为基础的基于交换的计算机通信网（3）计算机网络体系结构的形成）计
5、算机网络体系结构的形成（4）局域网的形成）局域网的形成（5）局域网互联）局域网互联（6）Internet时代时代预备知识预备知识o数据通讯系统的模型数据通讯系统的模型（1）信息：可以理解为具有确切含义的消息）信息：可以理解为具有确切含义的消息（2）数据：是运送信息的实体）数据：是运送信息的实体（3）信号：数据的电气或电磁的表现）信号：数据的电气或电磁的表现（4）数据是信息的表达方式，信息是数据的内容）数据是信息的表达方式，信息是数据的内容（5）信息通过编码形成数据，数据通过转化成信号传播）信息通过编码形成数据，数据通过转化成信号传播实体A信息数据信号信号数据信息实体B张三手机话筒手机天线消息数
6、据信号手机天线手机话筒李四数据消息预备知识预备知识o模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号（1）电磁信号可以分为模拟信号和数字信号）电磁信号可以分为模拟信号和数字信号（2）数字信号：可以理解为用离散的量表示的电磁信号，取值有限）数字信号：可以理解为用离散的量表示的电磁信号，取值有限（3）模拟信号：可以理解为用连续的量表示的电磁信号，取值无限）模拟信号：可以理解为用连续的量表示的电磁信号，取值无限数字信号模拟信号o传送信号的介质支持模拟传输和数字传输传送信号的介质支持模拟传输和数字传输o而产生的信号可以是模拟的也可以是数字的，因此需要转换而产生的信号可以是模拟的也可以是数字的，因此需要转换o数字信
7、号和模拟信号的转换数字信号和模拟信号的转换（1）数字转换成模拟称为调制）数字转换成模拟称为调制（2）模拟转换成数字称为解调）模拟转换成数字称为解调（3）实现转换的设备称为异步调制解调器）实现转换的设备称为异步调制解调器1.以电路交换为基础的面向终端的计算机通信网以电路交换为基础的面向终端的计算机通信网服务器：提供服务和资源供使用的计算机服务器：提供服务和资源供使用的计算机终端：使用服务器资源和服务的计算机终端：使用服务器资源和服务的计算机什么是电路交换呢？什么是电路交换呢？o电路交换利用交换机和物理线路，电路交换利用交换机和物理线路，在进行数据交换的计算机之间建在进行数据交换的计算机之间建立一
8、条物理链路立一条物理链路（1）交换机：一个具有）交换机：一个具有n个输入个输入,m个输出的物理设备，该设备可以个输出的物理设备，该设备可以在一条输入线路和一条输出线路在一条输入线路和一条输出线路之间创建一个临时连接，实现动之间创建一个临时连接，实现动态分配资源态分配资源（2）因为资源紧缺，所以要实现动）因为资源紧缺，所以要实现动态分配态分配o电路交换是面向连接的电路交换是面向连接的（1）在参与通信的双方之间有一条）在参与通信的双方之间有一条独占的物理链路独占的物理链路（2）传输的信息有上下文关系）传输的信息有上下文关系（3）通过建立）通过建立-通信通信-释放建立链路释放建立链路（4）电路交换是
9、面向连接的，但面）电路交换是面向连接的，但面向连接的不一定是电路交换向连接的不一定是电路交换电路交换的特点电路交换的特点o采用模拟信号传输采用模拟信号传输（1）要实现计算机之间的通信，需要模拟和数字信号之间的转换）要实现计算机之间的通信，需要模拟和数字信号之间的转换（2）需要异步调制解调器）需要异步调制解调器o面向连接面向连接（1）维护链路）维护链路（2）独占链路）独占链路o线路的传输效率低线路的传输效率低（1）计算机之间的数据传输是突发式的）计算机之间的数据传输是突发式的（2）大量时间内线路空闲）大量时间内线路空闲o可靠性差可靠性差（1）通信链路中一个节点出现了问题，网络失效）通信链路中一个
10、节点出现了问题，网络失效（2）无冗余路由）无冗余路由电路交换示意图电路交换示意图以电路交换为基础的面向终端的计算机通信网的应用以电路交换为基础的面向终端的计算机通信网的应用2.以分组交换为基础的基于交换的计算机通信网以分组交换为基础的基于交换的计算机通信网o问题的提出问题的提出（1）20世纪世纪80年代冷战期间，美国为抵御以前苏联为首的华约年代冷战期间，美国为抵御以前苏联为首的华约组织的核攻击，计划建立一个专用于计算机之间通讯的网络，组织的核攻击，计划建立一个专用于计算机之间通讯的网络，利用该网络快速、可靠的传递命令，以期进行反击利用该网络快速、可靠的传递命令，以期进行反击（2）该网络要求具有
11、如下特点）该网络要求具有如下特点 .与传统的电信网不同，用于计算机之间的通信与传统的电信网不同，用于计算机之间的通信 .能够连接不同类型的计算机能够连接不同类型的计算机 .所有的网络节点都同样重要所有的网络节点都同样重要 .必须有冗余的路由必须有冗余的路由 .网络结构尽可能简单，能非常可靠的传送数据网络结构尽可能简单，能非常可靠的传送数据（3）很显然，以电路交换为基础的面向终端的计算机网络不符合）很显然，以电路交换为基础的面向终端的计算机网络不符合要求要求（4）于是，产生了以分组交换为基础的基于交换的计算机通信网）于是，产生了以分组交换为基础的基于交换的计算机通信网分组交换的基本思想分组交换的
12、基本思想o 将较长的报文划分成等长的分组将较长的报文划分成等长的分组o 分组交换采用存储转发的技术分组交换采用存储转发的技术o 在每个分组中添加标记在每个分组中添加标记o 每个分组可独立传送每个分组可独立传送o 可采用面向连接和面向非连接进行传输可采用面向连接和面向非连接进行传输为什么要将较长的报文划分成等长的分组为什么要将较长的报文划分成等长的分组o 将要发送的信息整体看成报文将要发送的信息整体看成报文o 为保证信息准确的传送，提高可靠性，信息的接收为保证信息准确的传送，提高可靠性，信息的接收方，对收到的信息进行校验，如果出错，通知发送方，对收到的信息进行校验，如果出错，通知发送方重发方重发
13、o 困境：报文成功发送了困境：报文成功发送了99%，仅在最后的，仅在最后的1%出出现了错误，也必须重发，极大浪费现了错误，也必须重发，极大浪费o 解决方案：将报文划分成等长的分组（解决方案：将报文划分成等长的分组（packet）又称包，将包作为发送单位，即使出错，仅重发出又称包，将包作为发送单位，即使出错，仅重发出错的包，提高性能。另外，将报文划分成分组，也错的包，提高性能。另外，将报文划分成分组，也提高的线路的利用率，这一点，稍后讨论。提高的线路的利用率，这一点，稍后讨论。什么是存储转发什么是存储转发交换机交换机1 .在交换机的不同端口之间建立连接在交换机的不同端口之间建立连接2.利用连接发
14、送数据报文利用连接发送数据报文3.拆除连接拆除连接1 .将数据包通过交换机的一个端口输入到交换机的缓存中将数据包通过交换机的一个端口输入到交换机的缓存中2.交换机确定将数据包转发到哪个端口交换机确定将数据包转发到哪个端口3.将数据包直接转发到确定的端口将数据包直接转发到确定的端口为什么在每个分组中添加标记为什么在每个分组中添加标记o由于分组交换采用分组作为数据传输的单位由于分组交换采用分组作为数据传输的单位（1）各个分组独立传输）各个分组独立传输（2）每个分组需要携带源地址和目的地址以及序号）每个分组需要携带源地址和目的地址以及序号（3）源地址和目的地址以及其他控制信息既为标记，这些信息组）源
15、地址和目的地址以及其他控制信息既为标记，这些信息组成分组的头成分组的头交换机交换机一一交换机交换机二二交换机交换机三三交换机交换机四四主机主机A主机主机B报文报文(消息消息)分组分组1 分组分组2 分组分组3 分组分组4分组分组1分组分组2分组分组3分组分组4分组分组1分组分组3分组分组2分组分组4报文报文(消息消息)分组分组1 分组分组2 分组分组3 分组分组4为什么在每个分组中添加标记为什么在每个分组中添加标记o由于采用了存储转发由于采用了存储转发,获得的了较高的交换速率获得的了较高的交换速率o由于采用了存储转发的分组交换由于采用了存储转发的分组交换,因此可以动态分配链路的使用，因此可以动
16、态分配链路的使用，极大的提高了线路的利用率极大的提高了线路的利用率o分组交换网采用了路由选择协议支持自动寻找路由，保证传输分组交换网采用了路由选择协议支持自动寻找路由，保证传输的可靠性，这要求网络使用网状拓扑的可靠性，这要求网络使用网状拓扑首部首部数据数据首部首部数据数据首部首部数据数据首部首部数据数据报文报文分组交换的优点分组交换的优点o 动态分配链路的使用，逐段占用链路（高效）动态分配链路的使用，逐段占用链路（高效）o 每个节点都可以为每个分组独立的选择转发每个节点都可以为每个分组独立的选择转发路由（灵活）路由（灵活）o 以分组作为单位，可以不必预先建立连接以分组作为单位，可以不必预先建立连接（迅速）（迅速）o 采用路由选择协议，提高网络的可靠性（可采用路由选择协议，提高网络的可靠性（可靠）靠）分组交换示意图分组交换示意图报文交换示意图报文交换示意图1.2.2 因特网时代因特网时代o互联网的产生背景互联网的产生背景（1）Internet（因特网或国际互联网）在冷战初期初见端倪。（因特网或国际互联网）在冷战初期初见端倪。（2）建立的目的是保证美国本土防卫力量和海外防御武装的通信）建立
