计算机网络与因特网(1)PPT
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计算机网络教程课件第1章
计算机网络为分布式系统的研究提供了 技术基础，而分布式系统是计算机网络 技术发展的高级阶段。
17
2.网络的网络
理解网络、互联网（互连网）和因特网
网络：由若干结点（node）和连接这些结点的 链路（link）组成。
互联网：“网络的网络”（network of networks）。
因特网：世界上最大的互连网。
（1）分组交换的概念
电路交换的特点
数据交换前需建立起一条从发端到收端的物 理通路；
在数据交换的全部时间内用户始终占用端到 端的固定传输信道；
交换双方可实时进行数据交换而不会存在任 何延迟。
36
（1）分组交换的概念
电路交换存在的问题
计算机之间的数据交换往往具有突发性和间歇性特征， 而对电路交换而言，用户支付的费用则是按用户占用 线路的时间来收费的。
28
（1）客户服务器方式
客户(client)和服务器(server)都是指通信中 所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被 服务的关系。
客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。 客户软件的特点、服务器软件的特点。
29
（1）客户服务器方式
运行客户端程序的主机
A
客户
①发出请求 ②给予响应 因特网的核心
20世纪70年代：网络体系结构与协议标准化的研究
第四阶段：Internet的广泛应用
20世纪90年代
5
第一个阶段：以主机为中心
背景：
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；
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。
17
2.网络的网络
理解网络、互联网（互连网）和因特网
网络：由若干结点（node）和连接这些结点的 链路（link）组成。
互联网：“网络的网络”（network of networks）。
因特网：世界上最大的互连网。
（1）分组交换的概念
电路交换的特点
数据交换前需建立起一条从发端到收端的物 理通路；
在数据交换的全部时间内用户始终占用端到 端的固定传输信道；
交换双方可实时进行数据交换而不会存在任 何延迟。
36
（1）分组交换的概念
电路交换存在的问题
计算机之间的数据交换往往具有突发性和间歇性特征， 而对电路交换而言，用户支付的费用则是按用户占用 线路的时间来收费的。
28
（1）客户服务器方式
客户(client)和服务器(server)都是指通信中 所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被 服务的关系。
客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。 客户软件的特点、服务器软件的特点。
29
（1）客户服务器方式
运行客户端程序的主机
A
客户
①发出请求 ②给予响应 因特网的核心
20世纪70年代：网络体系结构与协议标准化的研究
第四阶段：Internet的广泛应用
20世纪90年代
5
第一个阶段：以主机为中心
背景：
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；
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。
第一章 计算机网络概述 课件(共19张PPT)
• 采用通信子网后，可使每台入网主机不用去处理数据通信，也不用具有许多远程数据通信功能， 而只需负责信息的发送和接收，这样就减少了主机的通信开销。另外，由于通信子网是按统一 软、硬件标准组建，可以面向各种类型的主机，方便了不同机型互连，减少了组建网络的工作 量。
• 通信子网有三种类型： • （1）结合型 • 对于大多数局域网，由于其传输距离 ，互连主机不多，所以并未采用
• 工作站：是网络中用户使用的计算机设备，又称客户机。
•
终端：终端不具备本地处理能力，不能直接连接到网络上，只能通过网络上的主机与网络相连 发挥作用。常见的终端有：显示终端、打印终端、图形终端等。
•
传输介质：传输介质的作用是在网络设备之间构成物理通路，以便实现信息的交换。最常见的 传输介质类型是同轴电缆、双绞线和光纤。
• 2. 通信链路
•
通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路。链路可用各种传输介质实现，如双绞线、同轴电 缆、光缆、卫星、微波等无线信道。
• 通信链路又分为物理链路和逻辑链路两类。物理链路是一条点到点的物理线路，中间没有任何交换节点。 在计算机网络钟，两个计算机之间的通路往往是由许多物理链路串结而成。逻辑链路是具备数据传输控制 能力，在逻辑上起作用的物理链路。在物理链路上加上用于数据传输控制的硬件和软件，就构成了逻辑链 路。只有在逻辑链路上才可以真正传输数据，而物理链路是逻辑链路形成的基础。
内容的 服务器；通过一定技巧使不同地域的用户看到放置在离他最近的服务器上的相同页面，这样来实现各服务器的负荷均衡，同时用户也省了不少冤枉路。
• 分布处理是把任务分散到网络中不同的计算机上并行处理，而不是集中在一台大型计算机上，使其具有解决复杂问题的能力，大大提高效率和降低成本。
计算机网络基础知识ppt课件
际互联网——Internet。
5．1．3主要功能：实现数据通讯和资源共享。
基本功能：数据通讯
主要特点：资源共享
最新版整理ppt
6
5．1．4 计算机网络的分类
1、按距离分： 广域网（WAN）几十～几千公里 局域网（ALN） 几米～几公里 城域网（MAN）（在WAN与LAN之间）
2、按通讯介质分： 有线网：（同轴电缆、双绞线、光纤） 无线网：（无线电波）
5．4．2 Internet的管理
1、Internet协会 Internet协会是Internet最有权威的机构，机构设在美 国。
2、中国Internet的管理 中国1994年进入Internet，1997年“中国互联网中心 （CNNIC）”成立于北京，并授权中国科学院计算 机中心运营和管理
最新版整理pLeabharlann t网桥（连接两个同类的网络，扩展网络中的用户数量） 路由器（网络与网络连接的桥梁，数据——源主机—— 多个路由器——目的主机） 网关（联机不同类型不同协议的网络）
最新版整理ppt
25
5．4．1 什么是Internet (因特网)
Internet是全球性的、最具影响力的、信息资源最丰富 的计算机互联网。
9
Modem的作用
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10
4、基带和宽带传输：
基带传输（BAB）：以原样的形式把信号送入线路。 宽带传输（BRB）：将计算机中的数据信号转换为 模拟信号来传输。
5、数据传输方式：
并行通信 串行通信
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11
5.2.2计算机网络的体系和网络协议
1、网络协议：通信过程中必须遵循约定。 2、网络体系：一般分为七层
16
5.3 计算机局域网
5．1．3主要功能：实现数据通讯和资源共享。
基本功能：数据通讯
主要特点：资源共享
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6
5．1．4 计算机网络的分类
1、按距离分： 广域网（WAN）几十～几千公里 局域网（ALN） 几米～几公里 城域网（MAN）（在WAN与LAN之间）
2、按通讯介质分： 有线网：（同轴电缆、双绞线、光纤） 无线网：（无线电波）
5．4．2 Internet的管理
1、Internet协会 Internet协会是Internet最有权威的机构，机构设在美 国。
2、中国Internet的管理 中国1994年进入Internet，1997年“中国互联网中心 （CNNIC）”成立于北京，并授权中国科学院计算 机中心运营和管理
最新版整理pLeabharlann t网桥（连接两个同类的网络，扩展网络中的用户数量） 路由器（网络与网络连接的桥梁，数据——源主机—— 多个路由器——目的主机） 网关（联机不同类型不同协议的网络）
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5．4．1 什么是Internet (因特网)
Internet是全球性的、最具影响力的、信息资源最丰富 的计算机互联网。
9
Modem的作用
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10
4、基带和宽带传输：
基带传输（BAB）：以原样的形式把信号送入线路。 宽带传输（BRB）：将计算机中的数据信号转换为 模拟信号来传输。
5、数据传输方式：
并行通信 串行通信
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5.2.2计算机网络的体系和网络协议
1、网络协议：通信过程中必须遵循约定。 2、网络体系：一般分为七层
16
5.3 计算机局域网
《认识计算机网络》PPT课件
计算机网络的分类
1 2
按地理范围分类
局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（ WAN）。
按传输介质分类
有线网络、无线网络。
3
按网络拓扑结构分类
星型网络、环型网络、总线型网络、树型网络、 网状网络。
02
CATALOGUE
计算机网络体系结构
OSI七层模型
01
02
03
物理层
负责传输比特流，提供机 械、电气、功能和规程等 特性的接口。
01
从10Base-T到100Base-T，再到千兆以太网和万兆以太网。
以太网的帧结构
02
包括前导码、帧起始定界符、目的地址、源地址、类型/长度字
段、数据字段、填充字段和帧校验序列等。
以太网的MAC层协议
03
采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议，实现网
络中的多点接入和数据传输。
无线局域网技术
无线局域网的标准
IEEE 802.11系列标准，包括802.11a、802.11b、 802.11g、802.11n、802.11ac等。
无线局域网的组成
包括无线网卡、无线接入点（AP）、无线路由器等设备。
无线局域网的通信原理
采用扩频通信技术，通过无线电波进行数据传输，实现移 动办公和无线接入Internet等功能。
网络管理的基本概念与工具
网络管理的基本概念
网络管理是指对计算机网络系统进行规划、设计、实施、监控和维护的过程，以确保网 络系统的正常运行和高效性能。网络管理涉及网络设备的配置、故障排查、性能优化和
安全防护等方面。
网络管理工具
网络管理工具是用于简化网络管理任务的软件或硬件设备，它们提供图形化界面和自动 化功能，帮助管理员更轻松地管理网络设备和服务。常见的网络管理工具包括网络管理
01 计算机网络 第一章 计算机网络概述 PPT课件
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表1-1
因特网的发展情况概况
网 络 数 主 机 数 用 户 数 管理机构数
1980
10
102
102
100
1990
103
105
106
101
2000
105
107
108
102
2005
106
108
109
103
Page 21
由于因特网存在着技术上和功能上的 不足，加上用户数量猛增，使得现有的因 特网不堪重负。 “下一代因特网计划”， 即“NGI计划” (Next Generation Internet Initiative)。
Page 13
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族作为 通信的规则，且其前身是美国的ARPANET。
Page 14
第二阶段的特点是建成了三级结构的 因特网。分为主干网、地区网和校园网 （或企业网）。
Page 24
1.2.3 关于因特网的标准化 工作
1992年，因特网不再归美国政府管辖， 因此成立了一个国际性组织叫做因特网协 会ISOC (Internet Society)，以便对因特 网进行全面管理以及在世界范围内促进其 发展和使用。
Page 25
ISOC下面有一个技术组织叫做因特网 体 系 结 构 研 究 委 员 会 IAB (Internet Architecture Board)，负责管理因特网有 关协议的开发。IAB下面又设有两个工程部。
（1）因特网草案(Internet Draft)。 （2）建议标准(Proposed Standard)。 （3）草案标准(Draft Standard)。 （4）因特网标准(Internet Standard)。
表1-1
因特网的发展情况概况
网 络 数 主 机 数 用 户 数 管理机构数
1980
10
102
102
100
1990
103
105
106
101
2000
105
107
108
102
2005
106
108
109
103
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由于因特网存在着技术上和功能上的 不足，加上用户数量猛增，使得现有的因 特网不堪重负。 “下一代因特网计划”， 即“NGI计划” (Next Generation Internet Initiative)。
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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族作为 通信的规则，且其前身是美国的ARPANET。
Page 14
第二阶段的特点是建成了三级结构的 因特网。分为主干网、地区网和校园网 （或企业网）。
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1.2.3 关于因特网的标准化 工作
1992年，因特网不再归美国政府管辖， 因此成立了一个国际性组织叫做因特网协 会ISOC (Internet Society)，以便对因特 网进行全面管理以及在世界范围内促进其 发展和使用。
Page 25
ISOC下面有一个技术组织叫做因特网 体 系 结 构 研 究 委 员 会 IAB (Internet Architecture Board)，负责管理因特网有 关协议的开发。IAB下面又设有两个工程部。
（1）因特网草案(Internet Draft)。 （2）建议标准(Proposed Standard)。 （3）草案标准(Draft Standard)。 （4）因特网标准(Internet Standard)。
计算机网络ppt课件
线路的利用率较低 建立连接时间长，因连接建立时冲突概率高
25
网络核心：分组交换
每个端到端数据流划分为分组
用户A、B的分组共享网络资 源
每个分组使用全部链路带宽 使用所需的资源
带宽划分为“片” 专用分配 资源预留
资源争夺：
用户资源要求总量超过可 用的量
拥塞：分组队列，等待链 路使用
服务器
电缆头端 电缆分布网络(简化的)
家庭
43
电缆网络体系结构：概述
FDM:
C
O
VV V V V V
N
I I I I I I D DT
D D D D D D A AR
E E E E E E T TO
21
网络核心：电路交换
网络资源(如带宽) 划 分为“片”
按片分配给用户
如果未被使用则资源 片空闲(非共享)
将链路带宽划分为 “片”的方法
频率分割
时间分割
22
电路交换: FDM和TDM
FDM
例子: 4 个用户
频率
TDM
时间
频率
时间
23
例子
从主机A到主机B经一个电路交换网络发送一 个640,000 比特的文件需要多长时间？
分组交换允许更多的用户使用网络!
1 Mbps链路
每个用户:
当“活跃”时100 kbps 时间的10% 活跃
电路交换:
N 用户
10用户
分组交换
有35个用户，概率 > 10 活 跃小于.0004
1 Mbps 链路
29
分组交换对比电路交换
电路交换
在数据传输前，必须建立端到端的连接 一旦某个节点故障，必须重新建立连接 连接建立后，数据的传输没有额外的延时 数据中不必包含地址域，仅需较短的虚电
25
网络核心：分组交换
每个端到端数据流划分为分组
用户A、B的分组共享网络资 源
每个分组使用全部链路带宽 使用所需的资源
带宽划分为“片” 专用分配 资源预留
资源争夺：
用户资源要求总量超过可 用的量
拥塞：分组队列，等待链 路使用
服务器
电缆头端 电缆分布网络(简化的)
家庭
43
电缆网络体系结构：概述
FDM:
C
O
VV V V V V
N
I I I I I I D DT
D D D D D D A AR
E E E E E E T TO
21
网络核心：电路交换
网络资源(如带宽) 划 分为“片”
按片分配给用户
如果未被使用则资源 片空闲(非共享)
将链路带宽划分为 “片”的方法
频率分割
时间分割
22
电路交换: FDM和TDM
FDM
例子: 4 个用户
频率
TDM
时间
频率
时间
23
例子
从主机A到主机B经一个电路交换网络发送一 个640,000 比特的文件需要多长时间？
分组交换允许更多的用户使用网络!
1 Mbps链路
每个用户:
当“活跃”时100 kbps 时间的10% 活跃
电路交换:
N 用户
10用户
分组交换
有35个用户，概率 > 10 活 跃小于.0004
1 Mbps 链路
29
分组交换对比电路交换
电路交换
在数据传输前，必须建立端到端的连接 一旦某个节点故障，必须重新建立连接 连接建立后，数据的传输没有额外的延时 数据中不必包含地址域，仅需较短的虚电
计算机网络基础PPT(23张)
TCP/IP的体系结构
• TCP/IP的工作过程
客户机/服务器模型
• 网络应用程序一般是以客户机/服务器模型
（Client/Server，C/S）工作。客户机和服务 器是指一次通信中的两个应用程序。
主动发起联系的一方称为客户机程序，它为用户提供 向网络请求服务的接口；
网络体系结构与OSI参考模型
• OSI参考模型
网络体系结构与OSI参考模型
• OSI参考模型传输数据的基本过程
两主机间使用OSI参考模型交换数据的基本过程
网络体系结构与OSI参考模型
• OSI参考模型传输数据的基本过程
经过中间节点数据传递的过程
TCP/IP的体系结构
• 因特网的概念
通过网络互连技术将现有的异构网络互连起来构成的 一个统一的一致性网络
网络体系结构与OSI参考模型
• 分层的体系结构
网络体系结构与OSI参考模型
• 每个实体通常定义两种不同的接口：一个是为同
一计算机上使用它的通信服务的其他上层实体定 义的服务接口，简称服务；另一个是为另一台计 算机上对等实体定义的对等接口，即协议。
• 计算机网络的各层及其协议的集合就构成了网络
的体系结构，即计算机网络及其构成所完成的精 确定义。
• 因特网的产生
从1969年ARPAnet诞生到20世纪80年代中期，是从 单个网络ARPAnet向互联网发展的阶段。
NSFnet的形成与发展，形成了“网中网”——各个 子网分别负责自己的架设和运作费用，而这些子网又 通过NSFnet互连起来，进而进入了以三级结构为特 征的因特网第二阶段。
随着因特网商业化服务提供商的出现，形成了多层次 ISP（Internet Service Provider）结构的因特网， 即因特网发展的第三阶段。
计算机网络因特网技术ppt课件
LCP）：建立、配置、测试和拆除数据链路。 ➢ 网络控制协议（Network Control Protocol，
NCP）：用于Leabharlann 持不同的网络层协议。97-3 互联层协议
在网络层，因特网可以被看作一组互相连接的 子网或自治系统（Autonomous System，AS）。在 因特网中，实现这些子网或AS互连的就是互联层协 议。与大多数旧的网络层协议不同，IP协议就是为 了实现网络互连而设计的。IP协议是TCP/IP协议族 的核心，它提供一种不可靠的、无连接的IP报文服 务，传输层上的数据信息和互联层上的控制信息都 以IP报文的形式传输，它提供一种从源端到目的端 传输IP报文的最佳尝试方法，而不管这些机器是否 在同一网络中，或者传输是否还要经过其他网络。
SLIP帧中没有协议类型域，因此它只能支持IP协议。
SLIP帧中没有校验字段，因此链路层上无法检测出传输错误，必须 由上层实体进行差错处理，或选用具有纠错能力的MODEM来解决传输 误码问题。
8
7-2-2 PPP协议
➢ 串行通信线路上的组帧方式 ➢ 链路控制协议（Link Control Protocol，
10
7-3-1 IP地址
在因特网中的每个主机或路由器端口都必须有一个唯一的IP地址来标 识，IP地址是一个32比特的二进制数，IP地址的编址方法共经历了三个阶 段：分类IP地址、子网和超网。
3
7-1-1 因特网的发展历程
➢ Internet起源于冷战时期美国军方的一项研究计划。Internet的 前身是隶属于美国国防部的高级研究计划局（Advanced Research Projects Agency，ARPA）从1968年开始研制的计算机实验网络 ARPANet。
NCP）：用于Leabharlann 持不同的网络层协议。97-3 互联层协议
在网络层，因特网可以被看作一组互相连接的 子网或自治系统（Autonomous System，AS）。在 因特网中，实现这些子网或AS互连的就是互联层协 议。与大多数旧的网络层协议不同，IP协议就是为 了实现网络互连而设计的。IP协议是TCP/IP协议族 的核心，它提供一种不可靠的、无连接的IP报文服 务，传输层上的数据信息和互联层上的控制信息都 以IP报文的形式传输，它提供一种从源端到目的端 传输IP报文的最佳尝试方法，而不管这些机器是否 在同一网络中，或者传输是否还要经过其他网络。
SLIP帧中没有协议类型域，因此它只能支持IP协议。
SLIP帧中没有校验字段，因此链路层上无法检测出传输错误，必须 由上层实体进行差错处理，或选用具有纠错能力的MODEM来解决传输 误码问题。
8
7-2-2 PPP协议
➢ 串行通信线路上的组帧方式 ➢ 链路控制协议（Link Control Protocol，
10
7-3-1 IP地址
在因特网中的每个主机或路由器端口都必须有一个唯一的IP地址来标 识，IP地址是一个32比特的二进制数，IP地址的编址方法共经历了三个阶 段：分类IP地址、子网和超网。
3
7-1-1 因特网的发展历程
➢ Internet起源于冷战时期美国军方的一项研究计划。Internet的 前身是隶属于美国国防部的高级研究计划局（Advanced Research Projects Agency，ARPA）从1968年开始研制的计算机实验网络 ARPANet。
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2021/1/27
第一章 计算机网络和因特网
更深入的研究计算机网络
——从网络边缘开始
第一章 计算机网络和因特网
1.2 网络边缘
网络结构深入研究
网络边缘:
应用程序和主机
网络核心:
目标：在各个不同的小网 络之间转发数据
路由器 网络的网络
接入网：通信链路
2021/1/27
第一章 计算机网络和因特网
1. 建立连接 2. 交换数据 3. 释放连接
@#￥%……&
物理通路 资源独占 几乎不产生延迟
2021/1/27
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第一代计算机网络——电路交换网络
连接建立成功之后，独占资源。
优：没有延迟 劣：资源利用率低 如何解决这个问题呢？
2021年1月27日
15
第一章 计算机网络和因特网
1.1 什么是因特网
视角1——因特网的构成
硬件方面
连接在因特网上的数以百万计的互
连计算机设备: 主机 = 端系统 转发数据的分组交换机: 转发分组
(数据块)
链路层交换机 路由器
连接因特网上各种设备的通信链路
光纤，铜缆，无线电，人造卫星
传输速率 = 带宽
2021/1/27
分组交换机 移动通信设备 本地ISP
1.2 网络边缘
网络边缘的构成
端系统（主机）
运行应用程序，如：IE、Foxmail等
2021/1/27
第一章 计算机网络和因特网
1.2 网络边缘
网络应用的通信模型
客户/服务器模型（C/S）
客户：使用服务者 服务器：提供服务者
Request
Response Request Response
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
针对电路交换技术的问题， 分组交换技术应运而生！
它如何解决电路交换技术的问题呢？
2021年1月27日
19
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第二代计算机网络——分组交换网络
解决问题
连 预约资源 接
建立物理通路
数据错误 寻址问题
分组交换核心——存储转发
什么是协议
人类之间交流协议
汉语 英语 法语 ……
计算机之间交流的协议
语义 语法 同步
2021/1/27
第一章 计算机网络和因特网
1.1 什么是因特网
视角2——因特网能够提供的服务
为应用程序提供的通信服务
可靠的面向连接服务
因特先行网握能手，提建供立连什接 么样的服务呢？ 确认和重传确保可靠数据传送 流控制确保发送方不会过快的发送过量的分组而淹没接 收方 拥塞控制试图防止因特网进入迟滞状态 不可靠的无连接服务
首部 数 据
分组 2
首部 数 据
分组 3
首部 数 据
收到的数据
2021/1/27
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第二代计算机网络——分组交换网络
分组交换的工作流程
工作站 服务器
区域ISP
公司网络
第一章 计算机网络和因特网
1.1 什么是因特网 视角1——因特网的构成
软件方面
在因特网上运行的网络应用程序 协议：控制报文的发送接收的一组规范
例如：TCP, IP, HTTP, FTP, PPP
什么是协议呢？
2021/1/27
第一章 计算机网络和因特网
1.1 什么是因特网
怎样构建提供这样功能 的网络核心呢？
2021年1月27日
12
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
两种不同的方法构建网络核心
电路交换技术
分组交换技术
2021年1月27日
13
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第一代计算机网络——电路交换网络
打电话过程
数据交换过程
1. 拨号，等待接通 2. 通话 3. 挂机
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第二代计算机网络——分组交换网络
分组交换的工作流程
(2) 每一个数据段前面添加上首部构成分组
报文
分数组 1 据
数据
数据
首部
分组 2
首部
分组 3
2021/1/27
首部
请注意：现在左边是“前面”
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第二代计算机网络——分组交换网络
1.3 网络核心
电路交换中的资源复用（1）
时分复用（TDM）
4 对用户
频率
时间
2021/1/27
第一章 计算ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ网络和因特网
1.3 网络核心
电路交换中的资源复用（2）
频分复用（FDM）
4 对用户
频率
时间
2021年1月27日
17
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第一代计算机网络——电路交换网络
存在的问题
计算机之间的数据交换往往具有突发性和间歇性特 征。而对电路交换而言，连接管理、资源独占消耗 太多资源。
不够灵活。只要在通话双方建立的通路中的任何一 点出了故障，就必须重新拨号建立新的连接，这对 紧急和重要通信是很不利的。
结论：电路交换技术不适合于计算机间的数据交换。
2021/1/27
Request Response
对等模型（P2P）
所有的主机同时承担服务 器和客户机的双重身份
2021年1月27日
Request
Response Request
Response
Request
Response
11
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
基本功能——将数据从一个端系统传递到 另外一个端系统。
计算机网络
第1章 计算机网络和因特网
第一章 计算机网络和因特网
目录
什么是因特网 网络边缘 网络核心 接入网和物理媒体 ISP和因特网主干 分组交换网络中的时延和分组丢失 协议层次和它们的服务模型 计算机网络和因特网的历史
2021/1/27
第一章 计算机网络和因特网
什么是因特网？
第一章 计算机网络和因特网
分组交换的工作流程
(3) 分组交换网以“分组”作为数据传输单元，依次发送。
分组 1
首部 数 据
分组 2
首部 数 据
分组 3
首部 数 据
2021/1/27
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第二代计算机网络——分组交换网络
分组交换的工作流程
(4) 接收端收到分组后剥去首部还原成报文
分组 1
2021年1月27日
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第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第二代计算机网络——分组交换网络
分组交换的工作流程
(1) 在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长 度的数据段
报文 11010数0据01101010101数10据1010111000数10据0110
报文较长不便于传输
2021/1/27
第一章 计算机网络和因特网
更深入的研究计算机网络
——从网络边缘开始
第一章 计算机网络和因特网
1.2 网络边缘
网络结构深入研究
网络边缘:
应用程序和主机
网络核心:
目标：在各个不同的小网 络之间转发数据
路由器 网络的网络
接入网：通信链路
2021/1/27
第一章 计算机网络和因特网
1. 建立连接 2. 交换数据 3. 释放连接
@#￥%……&
物理通路 资源独占 几乎不产生延迟
2021/1/27
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第一代计算机网络——电路交换网络
连接建立成功之后，独占资源。
优：没有延迟 劣：资源利用率低 如何解决这个问题呢？
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第一章 计算机网络和因特网
1.1 什么是因特网
视角1——因特网的构成
硬件方面
连接在因特网上的数以百万计的互
连计算机设备: 主机 = 端系统 转发数据的分组交换机: 转发分组
(数据块)
链路层交换机 路由器
连接因特网上各种设备的通信链路
光纤，铜缆，无线电，人造卫星
传输速率 = 带宽
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分组交换机 移动通信设备 本地ISP
1.2 网络边缘
网络边缘的构成
端系统（主机）
运行应用程序，如：IE、Foxmail等
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第一章 计算机网络和因特网
1.2 网络边缘
网络应用的通信模型
客户/服务器模型（C/S）
客户：使用服务者 服务器：提供服务者
Request
Response Request Response
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
针对电路交换技术的问题， 分组交换技术应运而生！
它如何解决电路交换技术的问题呢？
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第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第二代计算机网络——分组交换网络
解决问题
连 预约资源 接
建立物理通路
数据错误 寻址问题
分组交换核心——存储转发
什么是协议
人类之间交流协议
汉语 英语 法语 ……
计算机之间交流的协议
语义 语法 同步
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第一章 计算机网络和因特网
1.1 什么是因特网
视角2——因特网能够提供的服务
为应用程序提供的通信服务
可靠的面向连接服务
因特先行网握能手，提建供立连什接 么样的服务呢？ 确认和重传确保可靠数据传送 流控制确保发送方不会过快的发送过量的分组而淹没接 收方 拥塞控制试图防止因特网进入迟滞状态 不可靠的无连接服务
首部 数 据
分组 2
首部 数 据
分组 3
首部 数 据
收到的数据
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第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第二代计算机网络——分组交换网络
分组交换的工作流程
工作站 服务器
区域ISP
公司网络
第一章 计算机网络和因特网
1.1 什么是因特网 视角1——因特网的构成
软件方面
在因特网上运行的网络应用程序 协议：控制报文的发送接收的一组规范
例如：TCP, IP, HTTP, FTP, PPP
什么是协议呢？
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第一章 计算机网络和因特网
1.1 什么是因特网
怎样构建提供这样功能 的网络核心呢？
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第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
两种不同的方法构建网络核心
电路交换技术
分组交换技术
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第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第一代计算机网络——电路交换网络
打电话过程
数据交换过程
1. 拨号，等待接通 2. 通话 3. 挂机
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第二代计算机网络——分组交换网络
分组交换的工作流程
(2) 每一个数据段前面添加上首部构成分组
报文
分数组 1 据
数据
数据
首部
分组 2
首部
分组 3
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首部
请注意：现在左边是“前面”
第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第二代计算机网络——分组交换网络
1.3 网络核心
电路交换中的资源复用（1）
时分复用（TDM）
4 对用户
频率
时间
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第一章 计算ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ网络和因特网
1.3 网络核心
电路交换中的资源复用（2）
频分复用（FDM）
4 对用户
频率
时间
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第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第一代计算机网络——电路交换网络
存在的问题
计算机之间的数据交换往往具有突发性和间歇性特 征。而对电路交换而言，连接管理、资源独占消耗 太多资源。
不够灵活。只要在通话双方建立的通路中的任何一 点出了故障，就必须重新拨号建立新的连接，这对 紧急和重要通信是很不利的。
结论：电路交换技术不适合于计算机间的数据交换。
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对等模型（P2P）
所有的主机同时承担服务 器和客户机的双重身份
2021年1月27日
Request
Response Request
Response
Request
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1.3 网络核心
基本功能——将数据从一个端系统传递到 另外一个端系统。
计算机网络
第1章 计算机网络和因特网
第一章 计算机网络和因特网
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什么是因特网 网络边缘 网络核心 接入网和物理媒体 ISP和因特网主干 分组交换网络中的时延和分组丢失 协议层次和它们的服务模型 计算机网络和因特网的历史
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第一章 计算机网络和因特网
什么是因特网？
第一章 计算机网络和因特网
分组交换的工作流程
(3) 分组交换网以“分组”作为数据传输单元，依次发送。
分组 1
首部 数 据
分组 2
首部 数 据
分组 3
首部 数 据
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第一章 计算机网络和因特网
1.3 网络核心
第二代计算机网络——分组交换网络
分组交换的工作流程
(4) 接收端收到分组后剥去首部还原成报文
分组 1
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1.3 网络核心
第二代计算机网络——分组交换网络
分组交换的工作流程
(1) 在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长 度的数据段
报文 11010数0据01101010101数10据1010111000数10据0110
报文较长不便于传输
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