计算机网络(周猛)第一章

课程安排和成绩评定
课程安排：40学时授课，12学时实验 成绩评定：
期末考试70% 平时作业10% 实验成绩20%
第一章 Internet概述
1.1 计算机网络在信息时代的作用 1.2 因特网概述 1.3 Internet发展历史 1.4 Internet管理机构 1.5 Internet协议与标准 1.6 Internet应用现状与发展趋势 1.7 因特网的组成 1.8 计算机网络的分类 1.9 计算机网络的性能指标
4 Internet时代
➢ 20世纪80’s ～ 至今 ➢ 世界性信息网络 ➢ 事实标准：TCP/IP
TCP/IP协议集由一组以TCP和IP为代表的协议组成，采用五 层结构。不但可以满足不同服务的网络传输要求，还可以将 不同类型的主机和网络互联，原则上任何计算机只要遵守 TCP/IP协议，都能按一定的规则接入Internet。
终端
终端 终端
终端 主 机
终端
2 计算机—计算机网络
➢ 20世纪60’s中期 ～ 20世纪70’s中期 ➢ 特征
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”
➢ 结构
T
T HOST
T
通信线路
T HOST
HOST
T
T
T
TTT
➢ 例子：因特网的前身——ARPANET 美国军方(国防部高级计划研究署DARPA)建立的 实验性网络 最初4个节点→70’s后期的60多个节点 地域跨越美洲、欧洲 具有现代网络的许多特征，例如 分组交换 分层次的网络协议
进入 20 世纪 90 年代以后，以因特网 为代表的计算机网络得到了飞速的发展。
已从最初的教育科研网络逐步发展成为 商业网络。
已成为仅次于全球电话网的世界第二大 网络。
因特网的意义
因特网是自印刷术以来人类通信方面最 大的变革。
现在人们的生活、工作、学习和交往都 已离不开因特网。
计算机网络向用户提供的 最重要的功能
网络与因特网
网络把许多计算机连接在一起。 因特网则把许多网络连接在一起。
网络 结点 链路
互联网（网络的网络）
(a)
(b)
主机 因特网
什么是Internet?
从网络通信角度看，Internet是一个以TCP、 IP网络协议链接各个国家、各个部门、各个机 构的脚手架网络的数据通信网
从信息资源的角度看，Internet是一个集 各个部门、各个领域的各种信息资源为一 体，供网上用户共享的信息资源网
2001年底，CNNIC第一次发布《中国互联网络带宽调查报 告》。截至2001年9月30日，中国国际出口带宽达到5724M。
2006年1月，CNNIC第十七次统计报告：中国共有上网计算 机总数4950万台，用户数11100万，CN下注册的域名 1096924个，WWW站点约694200个，国际出口带宽136,106M.
因特网的发展情况概况
1980 1990 2000 2005
网络数 10 103 105 106
主机数 102 105 107 108
用户数 102 106 108 109
管理机构数 100 101 102 103
三、中国Internet的发展史
1989年9月，国家计委向世界银行贷款建设中 关村地区教育与科研示范网络（NCFC，The National Computing and Networking Facility of China）
1996年9月，中国金桥网（ChinaGBN)正式开通。
1997年，Chinanet与CSTNet、Cernet、ChinaGBN 互连互通。
1997年底，中国互联网络信息中心(CNNIC)发布了第一次 《中国互联网络发展状况统计报告》：截止到1997年10月 31日，中国共有上网计算机29.9万台，上网用户数62万， CN下注册的域名4066个，WWW站点约1500个，国际出口带 宽25.408M。
（1）地址支持组织（ASO），负责IP地址系统的管理 （2）域名支持组织（DNSO），负责互联网上的域名系统
（DNS）的管理 （3）协议支持组织（PSO），负责涉及Internet协议的
唯一参数配置。
3、IP地址管理机构
ARIN（American Registry for Internet Numbers）美国号码注册中心
多层次 ISP 结构的因特网
第三阶段的特点是逐渐形成了多层次 ISP 结构的因特网。
出现了因特网服务提供者 ISP (Internet Service Provider)。
用户通过 ISP 上网
用户
因特网 服务提供者
ISP1
因特网
ISP2
根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同，ISP 也分成为不同的层次。
1.4 Internet的管理机构
1、Internet的管理机构
Internet工作委员会 （Internet Activities Board,IAB）
IRSG研究指导组 （Internet Research Steering
Group）
IESG指导组 （Internet Engineering
第八章 UDP协议 第九章 TCP协议 第十章 远程登录 第十一章 电子邮件 第十二章 HTTP协议 第十三章 网络文件 第十四章 SNMP网络管理体系结构
第十五章 IPv6 第十六章 常见操作系统TCP、IP协议实现 第十七章 标准TCP/IP编程接口-Socket 第十八掌 客户-服务器模型 第十九章 套接口选项 第二十章 UDP服务器编程 第二十一章 TCP服务器编程 第二十二章 Internet编程示例
Steering Group）
IRTF研究任务小组 （Internet Research Task Force）
IETF工程任务小组 （Internet Engineering Task Force）
2、Internet域名与地址管理机构（ICANN）
是为承担域名系统管理、IP地址分配、协议参数配置以 及主服务器系统管理等职能而设立的非营利机构。
第二层 ISP
大公司Βιβλιοθήκη 本地 ISP本地 ISP
本地 ISP
公司
本地 ISP
A 校园网 校园网
B 校园网 校园网
主机A → 本地 ISP → 第二层 ISP → NAP → 第一层 ISP → NAP → 第二层 ISP → 本地 ISP → 主机B
NAP（network access points）
NSP(national service providers)
连通性——计算机网络使上网用户之间 都可以交换信息，好像这些用户的计算 机都可以彼此直接连通一样。
共享——即资源共享。可以是信息共享、 软件共享，也可以是硬件共享。
1.2 因特网概述
网络的网络
起源于美国的因特网现已发展成为世界 上最大的国际性计算机互联网
网络(network)由若干结点(node)和连接 这些结点的链路(link)组成。
PBX
TEL
FAX
1.3 Internet发展历史
一 计算机网络的产生与发展 1.以单计算机为中心的多终端联机系统 ➢ 20世纪60’s中期以前。。。 ➢ 特征 —— 共享主机资源
单台主机 —— 计算、通信 多台终端 —— 用户交互 本地、远程连接
➢ 结构 ➢ 缺点 主机负荷重，
数据处理 + 通信 线路利用率低 可靠性低
➢ 第二代计算机网络的不足之处 网络普及程度低 标准不统一 网络体系结构的研究不成熟
3 体系结构标准化网络
➢ 20世纪70’s ～ 至今 ➢ 不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体
系结构的标准化的原动力 ➢ 各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等
方面的研究日趋成熟是其基础
➢ 标准化过程的两个阶段
万维网 WWW 的问世
因特网已经成为世界上规模最大和增长 速率最快的计算机网络，没有人能够准 确说出因特网究竟有多大。
因特网的迅猛发展始于 20 世纪 90 年 代。由欧洲原子核研究组织 CERN 开发 的万维网 WWW (World Wide Web)被广泛 使用在因特网上，大大方便了广大非网 络专业人员对网络的使用，成为因特网 的这种指数级增长的主要驱动力。
1992年NCFC工程全部完成。（后改名中国科技 网CSTNet）
1994年5月，NCFC代表中国正式加入Internet， 向InterNIC注册CN域名。
1994年9月，中国公用计算机互联网（Chinanet） 建设正式启动，96年1月正式开通。
1994年10月，中国教育科研网（Cernet)开始启 动。
各计算机制造厂商网络体系结构标准化： IBM-SNA,DEC-DNA
缺点
适用范围：兼容性差 技术垄断：非公平竞争 标准不统一：用户利益
标准制定问题
标准化任务只能由不偏向于任何厂商的非盈利中 立组织来制定
国际网络体系结构标准化：ISO-OSI/RM Open System Interconnection/ Recommended Model （开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型） OSI参考模型是一种概念上的网络模型 其标准保证了不同网络设备之间的兼容性和互操作性 规定了网络体系结构的框架 只说明了做什麼（WHAT TO DO）而未规定怎样做（HOW TO DO） 现在的计算机网络均是在OSI/RM的框架下运作的
RIPE（Reseaux IP Europeens）欧洲IP地址注 册中心
APNIC（Asia Pacific Network Information） 亚太地区网络信息中心
1.1 计算机网络在信息时代的作用
21 世纪的一些重要特征就是数字化、网络化 和信息化，它是一个以网络为核心的信息时 代。
网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经 济的重要基础。
网络是指“三网”，即电信网络、有线电视 网络和计算机网络。
发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。
因特网(Internet)的发展
互联网是“网络的网络”(network of networks)。
连接在因特网上的计算机都称为主机 (host)。
请注意名词“结点”
“结点”的英文名词是 node。 虽然 node 有时也可译为“节点”，但
这是指像天线上的驻波的节点，这种节 点很像竹竿上的“节”。 在网络中的 node 的标准译名是“结点” 而不是“节点”。 但数据结构的树(tree)中的 node 应当 译为“节点”。
二、因特网发展的三个阶段
第一阶段是从单个网络ARPANET向互联 网发展的过程。
第二阶段的特点是建成了三级结构的因 特网。
第三阶段的特点是逐渐形成了多层次 ISP结构的因特网。
Internet 和 internet 的区别
以小写字母 i 开始的 internet（互联 网或互连网）是一个通用名词，它泛指 由多个计算机网络互连而成的网络。
计算机网络 Computer Network
周猛 讲师 生物医学软件工程教研室
参考书目：
Textbook:
《TCP/IP协议及网络编程技术》 罗军舟等 清华大学出版社 2004
References:
《计算机网络》谢希仁，电子工业出版社， 2003
课程章节
第一章 Internet概述 第二章 TCP/IP协议族体系结构 第三章 IP协议 第四章 ARP和RARP 第五章 ICMP协议 第六章 路由协议 第七章 广播与多播
本地 ISP
本地 ISP 第二层 ISP
本地 ISP 大公司
第三层 第二层 第一层
本地 ISP
大公司
本地 ISP 本地 ISP
本地 ISP
第一层 ISP
第一层ISP 第二层ISP
本地 ISP
第二层ISP NAP 本地 ISP
第一一一级层级IIISSSPPP
NAP 第二层ISP
本地 ISP
第二层 ISP
以大写字母I开始的的 Internet（因特 网）则是一个专用名词，它指当前全球 最大的、开放的、由众多网络相互连接 而成的特定计算机网络，它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则，且其前身是美 国的 ARPANET。
三级结构的因特网
第二阶段的特点是建成了三级结构的因 特网。
三级计算机网络，分为主干网、地区网 和校园网（或企业网）。