第一章计算机网络概论
2018-05-08 19:02:15 0 举报AI智能生成
网络第一章
作者其他创作
大纲/内容
1.2计算机网络技术发展的三条主线
从ARPANET到Internet
从无线分组网到无线自组网、无线传感器网络
网络安全技术
宽带城域网与三网融合技术的发展
1.3计算机网络定义与分类
定义：计算机网络是以相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合
主要目的：实现计算机资源的共享
互联计算机自治
遵循共同网络协议
分类：主要根据覆盖范围进行分类
广域网(几十千米及以上)
特征：
公共数据网络
重点：宽带核心交换技术
城域网
特征：
完善的光纤传输网
核心业务：传统电信、有线电视与IP业务的融合
核心设备：高端路由器和多层交换机
扩大宽带接入的规模与服务质量
局域网（有限范围内的各种计算机、终端与外部设备互联成网）
个人区域网
1.4计算机网络的组成与结构
早期计算机网络的组成与结构
逻辑功能
资源子网
通信子网
ISP的层次结构
基本概念
Internet服务提供商
分为三层（最顶层、区域或国家级、第三层）
层次
第一层（国际或国家）
通过路由器组自己与其他第一层ISP连接，形成Internet的主干网
与大量的第二层的ISP和其他网络连接
覆盖世界区域
第二层（国家或区域）
仅与少数第一层ISP连接 仅与少数第一层ISP连接
第三层（地区和本地）
与一个或几个第二层的ISP连接
ISP网络连接点称为POP ISP网络连接点称为POP
Internet的网络结构
逻辑结构
大量的用户计算机与移动终端设备通过各种网络接入到本地ISP、企业网或校园网
ISP、企业网或校园网汇聚到作为地区主干网的宽带城域网
大型主干网由大量分布在不同地理位置、通过光纤连接的高端路由器构成，提供高带宽的传输服务
Internet核心交换不服与边缘部分的抽象方法
边缘部分
大量接入Internet的主机与用户设备（端系统\主机）
核心部分
大量由路由器互联的广域网、城域网、局域网
1.5计算机网络拓扑结构计算机网络拓扑结构
计算机网络拓扑（通信子网）的定义
通过网中节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构
分类与特点
星状拓扑
环状拓扑
总线型拓扑
树状拓扑
网状拓扑
1.6分组交换技术的基本概念
数据交换方式的分类
线路交换
存储转发交换
报文存储转发交换
分组交换
报文存储转发交换
分组交换
数据报交换
虚电路交换
线路交换的特点
过程
建立阶段
传输阶段
优点
通信实时性强
适用与交互式会话类通信
缺点
不适用与计算机之间突发性通信
不具备数据存储能力，不能平滑通信量
不具备差错控制能力，无法发现与纠正传输错误
分组交换的特点
存储转发交换的特点
报文与报文分组的比较
报文交换与分组交换的比较
数据报方式与虚电路方式
数据报方式
基本工作原理
特点
虚电路方式
基本工作原理
特点
分组交换与线路交换的比较
延时的基本概念
发送延时
传播延时
排队延时
处理延时
电路交换延时的分析
分组交换延时的分析
电路交换的延时与分组交换的延时的比较
面向连接服务与无连接服务
通信服务类型
面向连接服务
无连接服务
确认和重传机制
子主题
1.1计算机网络的形成与发展
1.1计算机网络的形成与发展
计算机网络发展阶段的划分
第一阶段：计算机网络的形成与发展
时间：20世纪50年代
数据通信技术日趋成熟，为计算机网络的形成奠定了基础
分组交换概念的提出为计算机网络的研究奠定了理论基础
第二阶段：互联网的形成与发展
时间：20世纪60年代
ARPANET的成功运行证明了分组交换理论的正确性
TCP/IP协议的广泛应用为更大规模的网络互联奠定了坚实的基础
EMail、FTP、Telnet、bbs等应用展现出网络技术广阔的应用前景
第三阶段：移动互联网的形成与发展
时间：20世纪70年代
OSI参考模型的研究对网络理论体系的形成与发展，以及在网络协议标准化研究方面起到了重要的推动作用
TCP/IP经受了市场和用户的检验，吸引了大量投资推动了Internet应用的发展，成为业界标准
第四阶段：物联网的形成与发展
Internet作为全球性的国际网与大型信息系统，在当今政治、经济、文化、科研、教育与社会生活方面发挥了愈来愈重要的作用
Internet大规模接入推动了接入技术的发展，促进了计算机网络、电信通信网与有线电视网的“三网融合”。
对等（peer-to-peer）网络技术的研究，使得“即时通信”等新的网络应用不断涌现，进一步丰富了人与人之间信息交互与共享的方式
Internet应用中数据采集与录入从人工扩展至自动方式拓宽了信息交互，促进了物联网技术的形成与发展
强烈的社会需求推动了网络安全技术的快速发展
形成与发展
ARPANET研究
背景：20世纪50年代，由于美国军方的需要开始了研究。
发展：20世纪60年代中期，提出可生存系统
网络拓扑结构设计思路
分布式网络的拓扑构型 是一种高度容错特性的网络拓扑结构
分组交换技术的基本设计思路
特征
网络中没有中心控制点，联网计算机独立地完成数据接收、转发的功能
发送数据的主机预先将待发送的数据装成多个短的、固定格式的分组
通过路由器采用存储转发的方法转发分组
每个路由器都可以独立地根据链路状态与分组的目的地址
三个重要概念
分组
路由选择
ARPANET的设计思想
通信子网
资源子网
ARPANET研究过程
ARPANET对推动网络技术发展的贡献
开展了对计算机网络定义与分类方法的研究
提出了资源子网与通信子网的二级结构概念
研究了分组交换协议与实现技术
研究了层次型网络体系结构的模型与协议体系
开展了TCP/IP与网络互联技术的研究
TCP/IP的研究与发展
20世纪90年代，1933年9月美国公布国家信息基础设施建设计划（NII）【信息高速公路】 20世纪90年代，1933年9月美国公布国家信息基础设施建设计划（NII）【信息高速公路】
1977年10月，提出传输控制协议（TCP）与互联网协议（IP）
TCP ：实现源主机与目的主机操作系统之间分布式进程通信的功能
IP：标识节点地址与实现路由选择功能
internet的高速发展
物联网技术的形成与发展
在Internet的基础上，通过射频标签、无线传感与光学传感等感知技术自动获取物理世界的各种信息。促进物理世界与信息世界的融合
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