认识计算机网络

逻辑拓扑示例
子任务4： 计算机网络的功能
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1、数据通信 2、资源共享 3、提高计算机系统的可靠性和可用性 4、实现分布式的信息处理
知识拓展（一）：三网融合
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“三网融合”中的三网是指： 以因特网为代表的数字通信网 以电话网为代表的传统电信
以有线电视为代表的广播电视网。
按地理范围分 城域网（MAN, Metropolitan Area Network）： 一般分布在一个城区内，是介于LAN与WAN之 间的一种高速网络，城域网的设计目标就是满足 覆盖范围内的多个大型LAN的互联需求 。
按地理覆盖范围分 广域网（WAN, Wide Area Network）：覆盖 范围更广，几十千米到几千千米甚至更远，通常 跨越许多地区、国家甚至大洲，形成国际性的远 程网络，最显著的应用就是Internet.
（3）按拓扑结构划分 按拓扑(topology)结构分为：Bus（总线型）、 Star（星型）、Ring（环型）、Mesh（网状） 等。 总线型： 优点：结构简单 走线量小 成本较低 扩充灵活 缺点：速度较低 无法应用交换技术 无法采用分层结构
按拓扑结构划分 星型：
优点： 结构简单 容易管理 容易扩展 缺点： 中心结点故 障会引起网络瘫痪
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三网融合框架
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三网融合：从口号到实施
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2010.8.16 《长株潭城市群面向三网融合的广 电网络总体技术方案》经论证通过，拉开了三网 融合工作启动的序幕，正式进入工程实施阶段。 到2012年，湖南省将构建能够全面承载三网融 合业务的下一代宽带网络基础设施，推动广播电 视、新媒体、通信业与其他现代服务业融合发展。
按地理覆盖范围 个域网（PAN，Personal Area Network）：一般 指家庭内部或个人随身携带的网络。其中以无线 个域网(WPAN)应用较为广泛。WPAN是在个人周 围空间形成的无线网络，现通常指覆盖范围在10 米半径以内的短距离无线网络。用于WPAN的通 信技术有蓝牙、红外、HomeRF等。
三网融合的含义
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三网融合的含义： 狭义讲：是电信网、有线电视网与计算 机网的融合与趋同； 广义讲：是电信、媒体与信息技术等三 种业务的融合。 从服务商角度看，是指不同网络平台倾 向于承载实质相似的业务； 从终端用户看，是指消费者用户装置 （如电话、电视与个人电脑）的趋同。
三网融合的前后对比
点到点型（Point-to-Point） 在点对点式网络中，每条物理线路连接 一对计算机。假如两台计算机之间没有直 接连接的线路，那么它们之间的分组传输 就要通过中间节点的接收、存储与转发， 直至目的节点。 对应拓扑：星型、环型、树型与网状型拓扑
（2）按地理覆盖范围 微微网（Piconet）：微微网是通过蓝牙技术以特定 方式连接起来的一种微型网络。在微微网中，所有 设备的级别相同，权限相同。蓝牙采用自组式组网 方式（Ad-hoc），微微网由主设备（Master）单元 （发起链接的设备）和从设备（Slave）单元构成， 有一个主设备单元和最多7个从设备单元。
计算机网络技术专业
任务1.2 认识计算机网络
主要内容
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课程介绍
本次课程的重点、难点
计算机网络的发展历程与分类
计算机网络的拓扑结构与功能
作业
பைடு நூலகம்
二、任务1：认识计算机网络（一）
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1、教学目标
（1）能描述计算机网络的基本组件与组成部分 （2）了解新型网络的组成部分与功能 （3）了解网络的发展趋势 2、重点与难点 重点：（1）网络的典型特征 （2）网络发展趋势 难点：三网融合、物联网
培育10家重点研发中心和100家重点创新型企业 实现城市光纤到楼到户，农村光纤到村 3G移动通信覆盖长株潭所有县城、乡镇，各种形式的 宽带接入用户达到200万户 手机电视用户达到200万户 交互电视用户达到150万户 IPTV用户达到50万户
计算机网络的组成部分
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计算机网络包含众多组件，从硬件和软件两个方面 来描述包括： 硬件：（1）主机 （2）共享的外围设备 （3）网络设备 （4）网络介质 软件：（1）网络操作系统 （2）网络协议 （3）网络应用软件
计算机网络的组成部分
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从实现的功能部分来划分，包括： （1）通信子网：负责数据通信 （2）资源子网：负责面向应用的数据处理 （3）通信协议：通信双方遵守的规则和约定
网络
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始于50’s，近20年发展迅速。发展的动力： 资源共享的需求 大型项目的合作 人与人之间的沟通
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的开发始了计算机技术与通 信技术相结合的尝试。 SAGE系统需要将远程雷达与其他测量设施连接起来 ，使得观测到的防空信息通过总长度达2，410， 000KM的通信线路与一台IBM计算机连接，实现分布 的防空信息能够集中处理与控制。
分组交换：也称包交换网络，其原理是将数据分成较短 的固定长度的数据块，在每个数据块中加上目的地址、源 地址等辅助信息组成分组（包），按存储转发方式传输。
（5）按采用的协议分类
每层的协议都不同，因此按协议的分类 应指明协议的区分方式。 按网络层的关键协议分类：IP网、IPX网 无线网络分为：Wi-Fi网络、蓝牙网络等。
按拓扑结构划分 环形：弹性分组换RPR
优点： 传输带宽的有效复用 环保护 (50ms)自愈功能 拓扑的自动发现 接入控制与公平算法 高QoS机制保证数据业务 传输的性能质量 缺点：缺少对单个业务与 用户的保护粒度； 缺少端到端的性能监视
按拓扑结构划分
网状拓扑结构 优点： 可靠性高 网络节点资源共享容易 可改善线路的信息流量分配 可选择最佳路径，传输延迟小 缺点： 实现费用较高 结构复杂 不易管理与维护
（6）按使用的传输介质分类
按传输介质分为：有线网络、无线网络 有线网络分为：双绞线网络 同轴电缆网络 光纤网络 FDDI 、SDH 光纤同轴混合网络 HFC 无线网络分为：无线电 微波 红外
（7）按与用户的关联程度分类
按用户与网络的关联程度可以将计算机网络分为
骨干网
驻地网 接入网
子任务3：计算机网络的拓扑结构
（1）物理拓扑 物理拓扑用于描绘展示网络设备的物理 布局、线缆连接方式。可以把网络的物理 拓扑结构想象成从外部观察物理网络所看 到的网络布局。要理解物理拓扑结构，可 以完全忽略数据的流动方式，而将注意力 集中于组成网络的线缆介质、网络设备和 节点的外形。
物理拓扑图示例
（2）逻辑拓扑
物理拓扑结构并不能真正说明整个问题。 每个网络还具有其逻辑拓扑结构，它描述 数据在网络中的实际流动方式。网络的物 理和逻辑拓扑结构有可能相同，但经常不 同。要理解逻辑拓扑结构，需要与网络中 流动的数据融为一体。假设你是数据，并 循着数据流动的路径走。你所走的路径就 是网络的逻辑拓扑结构。
网状拓扑结构一般用于Internet骨干网上，使用路由算法 来计算发送数据的最佳路径。
网络拓扑结构的演进
总线型
星型/环形
树形
网状
云 Cloud
（4）按交换技术分类 按交换技术可将网络分为：
线路交换（或电路交换）：在源节点和目的节点之间建立 一条专用的通路用于数据传送。包括建立连接、传输数据、 断开连接三个阶段。 报文交换：将用户数据加上源地址、目的地址、长度、校 验码等辅助信息封装成报文，发送给下个节点。下个节点 收到后先暂存报文，待输出线路空闲时再转发给下个节点， 重复这一过程直到到达目的节点。每个报文可单独选择到 达目的节点的路径。这类网络也称为存储-转发网络。
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面向终端的远程联机系统（以单个计算机 为中心） 这一阶段研究的典型代表有： 美国飞机定票系统SABER， 美国半自动防空系统SAGE， 美国通用电气公司的信息服务网(GE Information Services Network)。
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随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互连的需求。 这种需求主要来自军事、科学研究、地区与国家经济信息分析 决策、大型企业经营管理。他们希望将分布在不同地点的计算 机通过通信线路互联成为主计算机——计算机网络。 这一阶段研究的典型代表： 美国国防部高级研究计划局的ARPANET（通常称为ARPA 网）。 这一阶段研究的典型代表： 加州大学的NEWHALL环网 美国XEROR公司的ETHERNET网 英国剑桥大学的CAMBRIDGE RING环网。
按地理范围分 局域网（LAN, Local Area Network）： 分布在几十米到几千米范围内，光纤技术出现后， LAN的覆盖范围已经大大增加，部分技术已在城域 网中采用。局域网技术发展迅速，是计算机网络领 域中最活跃的领域之一。
IEEE P802.ba 40Gb/s IEEE802.3ba和100Gb/s 以太网技术标准于 2010.6.17已经正式获 审通过。 聚合40GB\100GB、TB以太网
计算机网络的发展与演化
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21世纪20年代
物联网IOT： 高级阶段
21世纪10年代
三网融合: 提升阶段
20世纪90年代
INTERNET: 发展普及阶段
20世纪80年代
NSFNET：基础阶段
20世纪70年代
TCP/IP：初级阶段
20世纪60年代
ARPANET: 起源阶段
子任务2、计算机网络的分类 （1）按传输技术分为：广播型、点到点型 广播型（Broadcast ） 广播式网络中的广播是指网络中所有连 网计算机都共享一个公共通信信道，当一 台计算机利用共享通信信道发送报文分组 时，所有其它计算机都会将会接收并处理 这个分组。 对应拓扑：总线型、树型、环型、无线通 信与卫星通信型