信息网络理论基础第1章
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第1章 网络基础知识.ppt
计算机网络是指分布在不同地理位置上的具有独立功能的多个计算机系统，通过 通信设备和通信线路相互连接起来，在网络软件的管理下实现数据传输和资源共 享的系统。它综合应用了几乎所有的现代信息处理技术、计算机技术、通信技术 的研究成果，把分散在广泛领域中的许多信息处理系统连接在一起，组成一个规 模更大、功能更强、可靠性更高的信息综合处理系统。
无线接入点
制作：李永明
无线接入点的英文名为Wireless Network Access Point，简称无线AP，其功能类似于 有线网络中的集线器，外形如图所示。
制作：李永明
IP地址与子网掩码
本小节具体介绍IP地址与子网掩码的结构和 意义，以便读者在组建局域网时对于IP地址 与子网掩码的相关设置能做到心中有数
有一条道路，故简化了路径选择的控制。 环路上各节点都是自举控制，故控制软件简单。 由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点，当环
中节点过多时，势必影响信息传输速率，使网络的 响应时间延长。 环路是封闭的，不便于扩充。 可靠性低，一个节点故障，将会造成全网瘫痪。 维护难，对分支节点故障定位较难。
无线பைடு நூலகம்网设备
无线网卡 无线接入点
制作：李永明
制作：李永明
用于组建无线局域网的硬件设备主要有无线 网卡和无线接入点(无线AP)。下面分别 介绍。
无线网卡
制作：李永明
无线网卡是无线局域网中最基本的硬件设备，它在 无线局域网中扮演着有线网络中网卡的角色，是用 户计算机进行网络连接必不可少的设备。无线网卡 主要有四种类型，即迅驰笔记本电脑内建的无线网 卡，笔记本使用的PCMCIA无线网卡、台式机使用 的PCI无线网卡和笔记本电脑与台式电脑都可以使 用的USB无线网卡，目前大部分中、高档笔记本电 脑本身就自带无线网卡，无需再添加外部无线网卡。
无线接入点
制作：李永明
无线接入点的英文名为Wireless Network Access Point，简称无线AP，其功能类似于 有线网络中的集线器，外形如图所示。
制作：李永明
IP地址与子网掩码
本小节具体介绍IP地址与子网掩码的结构和 意义，以便读者在组建局域网时对于IP地址 与子网掩码的相关设置能做到心中有数
有一条道路，故简化了路径选择的控制。 环路上各节点都是自举控制，故控制软件简单。 由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点，当环
中节点过多时，势必影响信息传输速率，使网络的 响应时间延长。 环路是封闭的，不便于扩充。 可靠性低，一个节点故障，将会造成全网瘫痪。 维护难，对分支节点故障定位较难。
无线பைடு நூலகம்网设备
无线网卡 无线接入点
制作：李永明
制作：李永明
用于组建无线局域网的硬件设备主要有无线 网卡和无线接入点(无线AP)。下面分别 介绍。
无线网卡
制作：李永明
无线网卡是无线局域网中最基本的硬件设备，它在 无线局域网中扮演着有线网络中网卡的角色，是用 户计算机进行网络连接必不可少的设备。无线网卡 主要有四种类型，即迅驰笔记本电脑内建的无线网 卡，笔记本使用的PCMCIA无线网卡、台式机使用 的PCI无线网卡和笔记本电脑与台式电脑都可以使 用的USB无线网卡，目前大部分中、高档笔记本电 脑本身就自带无线网卡，无需再添加外部无线网卡。
课件第1章网络基础知识
计算网络结构
通信子网： 由通信控制处理机、通信线 路和其他网络通信设备组成
资源子网： 由主机系统、终端、终端控 制器、连网外设、各种软件 资源与信息资源组成。
主机
路由器
资源子网 通信子网
服务器
精品在线开放课程 计算机网络基础
计算机网络的发展
N
网络基础
计算机网络的发展
计算机网络的 发展历程
1.面向单 机的网络 互连模式
2 ．星型拓扑结构
星型拓扑结构
星型拓扑中有一个中心节点，其它各节点通过点对点线路与中心节点相连，形 成辐射型结构，在物理形状上就像是星星
中心节点
星形拓扑
优点：结构简单，组网容易，控制相对简单，维护起来比较容易 受故障影响的设备少，能够较好地处理通信介质故障
缺点：集中控制，中心节点负载过重，可靠性低，通信线路利用率低。
按用途和采用技术分类
按覆盖范围分各类特点？
1 ．局域网（LAN）
“
“
局域网（Local Area Network，LAN），是指在一个较小的范围（例如一栋大楼、一 所学校）内的计算机、终端和外部设备通过高速通信线路相连接形成的计算机网络
办公室内局域网
交换机
交换机
路由器
交换机
一栋楼内局域网 ……
……
北京市网络 ……
上海市网络 ……
路由器 路由器
通信网络
路由器 路由器
接入广域网需要申请
…… 广州市网络
…… 西安市网络
理解局域网和广域网
• 局域网 一般企业自己购买设备，将物理位置较近的办公区的 计算机使用网络设备连接起来，一般覆盖范围是几千米以内。 局域网使用的网络设备有集线器或交换机，带宽为10M、 100M、1000M、1000M等几个标准，而使用无线连接的局 域网带宽标准为54M等。
计算机网络安全原理第1章 绪论
网络空间安全
网络空间（Cyberspace）
网络空间安全
网络空间（Cyberspace）
网络空间安全
网络空间（Cyberspace）
网络空间安全
网络空间安全（Cyberspace Security）
网络空间安全
网络空间安全（Cyberspace Security）
方滨兴：在信息通信技术的硬件、代码、数据、应用4个 层面，围绕着信息的获取、传输、处理、利用4个核心功 能，针对网络空间的设施、数据、用户、操作4个核心要 素来采取安全措施，以确保网络空间的机密性、可鉴别 性、可用性、可控性4个核心安全属性得到保障，让信息 通信技术系统能够提供安全、可信、可靠、可控的服务 ，面对网络空间攻防对抗的态势，通过信息、软件、系 统、服务方面的确保手段、事先预防、事前发现、事中 响应、事后恢复的应用措施，以及国家网络空间主权的 行使，既要应对信息通信技术系统及其所受到的攻击， 也要应对信息通信技术相关活动的衍生出政治安全、经 济安全、文化安全、社会安全与国防安全的问题
计算机网络的脆弱性
问题七：互联网的级联特性
互联网是一个由路由器将众多小的网络级联而成的大网 络。当网络中的一条通讯线路发生变化时，附近的路由 器会通过“边界网关协议(BGP)”向其邻近的路由器发出 通知。这些路由器接着又向其他邻近路由器发出通知， 最后将新路径的情况发布到整个互联网。也就是说，一 个路由器消息可以逐级影响到网络中的其它路由器，形 成“蝴蝶效应”。“网络数字大炮”
生存性）
系
机
统
密
以保护信息 属性空间 为主的属性
性
机密性：保证信息在产生、传 输、处理和存储的各个环节中
为 主
可控性：系统对拥有者来说 是可掌控的，管理者能够分
信息网络理论基础1
OSI协议的体系结构
第四层：运输层（transport layer）
运输层可以看成是用户和网络之间的“联络员”。它利 用低三层所提供的网络服务向高层提供可靠的端到端 的透明数据传送。它根据发端和终端的地址定义一个 跨过多个网络的逻辑连接（而不是第三层所处理的物 理连接），并完成端到端（而不是第二层所处理的一 段数据链路）的差错纠正和流量控制功能。它使得两 个终端系统之间传送的数据单元无差错，无丢失或重 复，无次序颠倒。
OSI协议的体系结构
当高层需要高的吞吐量时，运输层可以产生 多个网络连接。当产生和维护一个网络连接 很贵时，运输层可以将多个运输层的连接复 接到一个网络连接中。当用户终端系统运行 多个Session时，运输层需要建立多个连 接，并正确区分不同连接中不同Session的 消息。
OSI协议的体系结构
通信网络理论基础
盛敏
Information Science Institute, Xidian University Msheng@
/msheng/
协议体系及分层的概念
什么是通信协议？
在计算机网络中，为了使计算机或终端之间 能够正确地传递信息，必须有一整套关于信 息传输顺序、信息格式和信息内容等的约 定，这一整套约定称为通信协议
OSI协议的体系结构
第一层：物理层（physical layer）
在由物理通信信道连接的任一对节点之间，提供 一个传送比特流（比特序列）的虚拟比特管道。 在发端它将从高层接收的比特流变成适合于物理 信道传输的信号，在收端再将该信号恢复成所传 输的比特流。物理信道包括：双绞线、同轴电 缆、光缆、无线电信道等。
通信协议
分层的概念
通信网络的协议可按照分层的概念来设计。 分层概念的基础是“模块”的概念。例如：在 计算机系统中，一个模块就是一个过程或一 台设备，它完成一个给定的功能；若干个模 块组成一个完整的系统功能。模块提供的功 能通常称之为“服务”。
北邮-田宝玉-信息论基础-第一章
仙农在1948年指出 ：
“ 通信的基本问题是在一点精确地或近似地恢复 另一点所选择的消息。通常，这些消息是有含义 的，即它对于某系统指的是某些物理的或概念的 实体。这些通信的语义方面与通信问题无关，而
重要的方面是实际消息是从一个可能消息集合中
选择出的一条消息。”
可见，仙农在研究信息理论时，排除了语义 信息与语用信息的因素，先从语法信息入手，解 决当时最重要的通信工程一类的信息传递问题。 同时他还把信源看成具有输出的随机过程，所研 究的事物运动状态和变化方式的外在形式遵循某 种概率分布。因此仙农信息论或经典信息论所研 究的信息是语法信息中的概率信息。
信 息 论 即 仙 农 (Claude Edwood Shannon, 1916—2001 ) 信 息 论 ， 也 称 经 典信息论，是研究通信系统极限性能的理 论。从信息论产生到现在几十年来，随着 人们对信息的认识不断深化，对信息论的 研究日益广泛和深入，信息论的基本思想 和方法已经渗透到许多学科，在人类社会 已经进入信息时代的今天，信息理论在自 然科学和社会科学研究领域还会发挥更大 的作用。
第一层：通信符号如何精确传输？（技术问题） 第二层：传输的符号如何精确携带所需要的含义？ （语义问题） 第三层：所接收的含义如何以所需要的方式有效地 影响行为？（效用问题）
• Weaver认为仙农的工作属于第一层，但他又证明 仙农的工作是交叉的，对第二、三层也有意义。
• 信息是认识主体（人、生物、机器） 所感受的和 所表达的事物运动的状态和运动状态变化的方式。
可见，信息收集组是根据所得到的消 息提取出语法信息，信息处理组是根据所 得到的语法信息提取出语义信息，而信息 分析组是根据所得到的语义信息提取出语 用信息。 可以看到，研究语义信息要以语法信 息为基础，研究语用信息要以语义信息和 语法信息为基础。三者之间，语法信息是 最简单、最基本的层次，语用信息则是最 复杂、最实用的层次。
信息论基础理论与应用第三版(傅祖芸) 第1章 绪论
国内外已有不下百余种流行的说法， 它们都是从不同的侧面和不同的层次来揭示信息的 本质的。
1928年，哈特莱(R．V．L Hartley) 在《信息传输》一文中提出：发信者所发出的信
息，就是他在通信符号表中选择符号的具体方式， 主张用所选择的自由度来度量信息。 局限性： ➢ 只考虑选择符号的方式，不涉及到信息的价值和具 体内容。 ➢ 没有考虑各种可能选择方法的统计特性。
信源编码器的主要指标
是它的编码效率。一般来说，效率越高，编译码 器的代价也将越大。
信源译码器
把信道译码器的输出变换成信宿所需的消息形式，
相当于信源编码器的逆过程。
19
信道编码器与译码器
信道编码 主要作用是提高信息传送的可靠性。
信道编码器的作用 在信源编码器输出的代码组上有目的地增加一些监督 码元,使之具有检错或纠错的能力。
an p(an )
样本空间 概率测度
先验概率p(xi)：
选择符号xi作为消息的概率。 11
例：气象预报
甲 X 晴 阴 大雨 小雨
p(x)
1/ 2,1/
4,
1/ 8,
1/8
乙
Y p(y)
晴 阴 1/4,1/4,
大雨 小雨
1/4, 1/4
“甲地晴”比“乙地晴”的不确定性小。
某一事物状态出现的概率越小，其不确定性越大。 某一事物状态出现的概率接近于1,即预料中肯定会 出现的事件，那它的不确定性就接近于零。
信道编码的主要方法 增大码率或频带,即增大所需的信道容量。这恰与信源 编码相反。
7
信息的表达层次
狭义而言，通信中对信息的表达分三个层次：信号、 消息、信息。 信号：信息的物理表达，是一个物理量，是一个载 荷信息的实体，可测量、可描述、可传输、可存储、 可显示。 消息 (或符号) ：信息的数学表达，承载了信息， 它是具体物理信号的数学抽象。如语言、文字、语音、 图像等。 信息：更高层次的哲学抽象，是信号与消息的承载 的对象，描述事物运动状态或存在方式的不确定性。
1928年，哈特莱(R．V．L Hartley) 在《信息传输》一文中提出：发信者所发出的信
息，就是他在通信符号表中选择符号的具体方式， 主张用所选择的自由度来度量信息。 局限性： ➢ 只考虑选择符号的方式，不涉及到信息的价值和具 体内容。 ➢ 没有考虑各种可能选择方法的统计特性。
信源编码器的主要指标
是它的编码效率。一般来说，效率越高，编译码 器的代价也将越大。
信源译码器
把信道译码器的输出变换成信宿所需的消息形式，
相当于信源编码器的逆过程。
19
信道编码器与译码器
信道编码 主要作用是提高信息传送的可靠性。
信道编码器的作用 在信源编码器输出的代码组上有目的地增加一些监督 码元,使之具有检错或纠错的能力。
an p(an )
样本空间 概率测度
先验概率p(xi)：
选择符号xi作为消息的概率。 11
例：气象预报
甲 X 晴 阴 大雨 小雨
p(x)
1/ 2,1/
4,
1/ 8,
1/8
乙
Y p(y)
晴 阴 1/4,1/4,
大雨 小雨
1/4, 1/4
“甲地晴”比“乙地晴”的不确定性小。
某一事物状态出现的概率越小，其不确定性越大。 某一事物状态出现的概率接近于1,即预料中肯定会 出现的事件，那它的不确定性就接近于零。
信道编码的主要方法 增大码率或频带,即增大所需的信道容量。这恰与信源 编码相反。
7
信息的表达层次
狭义而言，通信中对信息的表达分三个层次：信号、 消息、信息。 信号：信息的物理表达，是一个物理量，是一个载 荷信息的实体，可测量、可描述、可传输、可存储、 可显示。 消息 (或符号) ：信息的数学表达，承载了信息， 它是具体物理信号的数学抽象。如语言、文字、语音、 图像等。 信息：更高层次的哲学抽象，是信号与消息的承载 的对象，描述事物运动状态或存在方式的不确定性。
《Internet技术与应用》第一章 Internet基础
在OSI参考模型标准的制定过程中，采用的方法是分层体系结构方 法，其分层的原则有：
根据不同层次的抽象分层； 每层应当实现一个定义明确的功能； 每层功能的选择应该有助于制定网络协议的国际标准； 各层边界的选择应尽量减少跨过接口的通信量； 层数应足够多，以避免不同的功能混杂在同一层中，但也不能太多， 否则体系结构会过于庞大。
随着TCP/IP协议的标准化，ARPAnet的规模不断扩大。不仅在美国国 内，世界上的很多其它国家也将本地的计算机和网络接入ARPAnet，并 采用相同的TCP/IP协议。
2020/10/23
1.2.4 Internet在中国的发展
Internet在我国的发展经历了两个阶段：
第一阶段是1987年～1994年，这一阶段实际上只是国内少数高等院 校、研究机构与国外大学和科研机构合作，通过X.25线路实现和 Internet电子邮件系统的互联，还谈不上真正的Internet。
为Internet的一份子。
2020/10/23
返回本章首页
1.5 Internet 的协议结构
1.5.1 ISO/OSI参考模型
1984年，国际标准化组织（ISO）发表了著名的ISO/IEC 7498标 准，定义了网络互连的7层框架，这就是开放系统互连参考模型， 即ISO/OSI RM，如图1-2所示。
2020/10/23
2020/10/23
（1）网络接口层（Host to Network Layer）
事实上，TCP/IP参考模型并没有真正定义这一部分，只是指出在 这一层上必须具有物理层和数据链路层的功能。
包含了多种网络层协议，如以太网协议（Ethernet）、令牌环网协 议（Token Ring）、分组交换网协议（X.25）等。
根据不同层次的抽象分层； 每层应当实现一个定义明确的功能； 每层功能的选择应该有助于制定网络协议的国际标准； 各层边界的选择应尽量减少跨过接口的通信量； 层数应足够多，以避免不同的功能混杂在同一层中，但也不能太多， 否则体系结构会过于庞大。
随着TCP/IP协议的标准化，ARPAnet的规模不断扩大。不仅在美国国 内，世界上的很多其它国家也将本地的计算机和网络接入ARPAnet，并 采用相同的TCP/IP协议。
2020/10/23
1.2.4 Internet在中国的发展
Internet在我国的发展经历了两个阶段：
第一阶段是1987年～1994年，这一阶段实际上只是国内少数高等院 校、研究机构与国外大学和科研机构合作，通过X.25线路实现和 Internet电子邮件系统的互联，还谈不上真正的Internet。
为Internet的一份子。
2020/10/23
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1.5 Internet 的协议结构
1.5.1 ISO/OSI参考模型
1984年，国际标准化组织（ISO）发表了著名的ISO/IEC 7498标 准，定义了网络互连的7层框架，这就是开放系统互连参考模型， 即ISO/OSI RM，如图1-2所示。
2020/10/23
2020/10/23
（1）网络接口层（Host to Network Layer）
事实上，TCP/IP参考模型并没有真正定义这一部分，只是指出在 这一层上必须具有物理层和数据链路层的功能。
包含了多种网络层协议，如以太网协议（Ethernet）、令牌环网协 议（Token Ring）、分组交换网协议（X.25）等。
网络基础知识培训讲义范文
第一章IP基本原理第一节什么是INTERNET？Internet概述Internet网又称国际互连网，它是目前世界上最大的信息网络，通过INTERNET网，我们可以和世界上大多数国家进行交流，检索各种信息资料。
我国已连通INTERNET网，并向全社会开放。
INTERNET网是由美国军用计算机网络发展起来的，1968年美国国防部研究局主持研制用于支持军用研究的计算机实验网络（ARPANET）。
该网络的设计思想是：要求网络能够经受住故障而维持正常工作。
为此，ARPA使用了国际互连协议IP和传输控制协议TCP实现网络互连，1969年ARPANET投入运行，标志着计算机网络的发展进入了一个崭新的纪元。
INTERNET 的发展先后经历了三个阶段：1、1969~1984年，为军用实验阶段。
2、1984~1992年，学术应用阶段。
3、1992~1995年，向商业应用过度阶段。
1995年以后，INTERNET网进入商用阶段。
I NTERNET网是一个“网络的网络”它是以TCP/IP协议把各个国家、各个部门、各种机构的内部网络连接起来的数据通信网，从信息资源的观点看，INTERNET网是一个集各个部门、各个领域内各种信息资源为一体的信息资源网。
它提供的价值远远超出了任何一个单独网络。
INTERNET实质是物理网络和信息资源相结合而形成的一个庞大的信息网络实体。
具有以下特点：1.TCP/IP协议是INTERNET网的基础和核心。
INTERNET网中，依靠该协议实现各种网络的互连。
2.用户在使用INTERNET网时，并不需要了解网络底层的物理结构，这种透明性使得用户在使用时十分方便。
3.由于INTERNET网也“互连”了公用电话网，因此，对一般用户，只要具备一部电话机、一台微机和一台调制解调器，就可以接入INTERNET网。
4.没有对INTERNET网上的通信进行统一管理的机构，INTERNET网上的许多服务和功能都是由用户来开发、经营和管理的。
网络基础知识介绍(ppt 39页)PPT学习课件
并且两个节点间都可能会有多条单独的链路。这种传播方 式主要应用于广域网中。
广播网络的三种类型
计算机的分类
台式机 PC机或工作站，一般由个人使用。台式机上常用
操作系统包括Windows、Linux以及Macintosh。
小型机和服务器 小型机和服务器是介于台式机和大型机之间的各种
计算机系统。
大型机 也称作超级计算机，能够管理大型企业网，存储大
2.2.1 OSI参考模型概述
第7层 第6层
第5层 第4层 第3层 第2层 第1层
应用层 表示层
会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
Application Presentation
Session Transport Network Data Link Physical
物理层
物理层的所有协议就是人为规定了不同类传输设备、 传输媒介如何将数字信号从一端传到另一端，而不管传 送的是什么数据。
1.3 标准网络模型提出 基于网络层地址进行不同网络系统间的路由选择
传输层可以提供两种服务：面向链接的服务和无链接服务。
(长距离、低速率、高成本) 增加网络层提供的服务质量。
网络层主要完成以下任务：
1.4
相关国际机构简介
为位于不同物理节点上的应用程序间建立连接，以实现可靠的数据传输。
网络中的计算机或设备通过单独的链路进行数据传输，并且两个节点间都可能会有多条单独的链路。
城域网 (Metropolitan Area Network, MAN)
主要设备有路由器和三层交换机。
小型机和服务器是介于台式/TIA－电子/电信工业协会（RS232，568）
定义：计算机网络是指由通信线路互相连接的许多独立自主工作的计算机构成的资源共享集合体。
广播网络的三种类型
计算机的分类
台式机 PC机或工作站，一般由个人使用。台式机上常用
操作系统包括Windows、Linux以及Macintosh。
小型机和服务器 小型机和服务器是介于台式机和大型机之间的各种
计算机系统。
大型机 也称作超级计算机，能够管理大型企业网，存储大
2.2.1 OSI参考模型概述
第7层 第6层
第5层 第4层 第3层 第2层 第1层
应用层 表示层
会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
Application Presentation
Session Transport Network Data Link Physical
物理层
物理层的所有协议就是人为规定了不同类传输设备、 传输媒介如何将数字信号从一端传到另一端，而不管传 送的是什么数据。
1.3 标准网络模型提出 基于网络层地址进行不同网络系统间的路由选择
传输层可以提供两种服务：面向链接的服务和无链接服务。
(长距离、低速率、高成本) 增加网络层提供的服务质量。
网络层主要完成以下任务：
1.4
相关国际机构简介
为位于不同物理节点上的应用程序间建立连接，以实现可靠的数据传输。
网络中的计算机或设备通过单独的链路进行数据传输，并且两个节点间都可能会有多条单独的链路。
城域网 (Metropolitan Area Network, MAN)
主要设备有路由器和三层交换机。
小型机和服务器是介于台式/TIA－电子/电信工业协会（RS232，568）
定义：计算机网络是指由通信线路互相连接的许多独立自主工作的计算机构成的资源共享集合体。
网络理论基础第一章
显然：u2(t)u1(tT) 所以 u 1 (t T ),i1 (t T ) 不是容许偶
所以该元件为时变一端口元件
若 L(t)Lcotnatsn
设 u1(t),i1(t) 为其任意容允许偶,T为任一实常数
令 i2(t)i1(tT) 则有： 1L1i(t)
i1(t),i2(t)i1(t T )
2 i2
1
i1
in n
对图示（n＋1）端元件（网络）， 从（n+1）端子引出n条接线，使k与
in1
k 端子分别构成端口，称为共地n端
口元件（网络）。
i1 i2
i n
约定一般端口电压与电流采用关联 1 2
n
参考方向，分别表示为：
uu1 ,u2 ,un T
2n个电压、电流变量，n个方程
, 是任意两个实常数，如果 u 1 u 2 ,i1 i2
也是该网络的容许偶，则称该n端口网络是线性的，否则称为
非线性的。（端口型） 线性和非线性可表述为：齐次性和可加性
•齐次性：如果 u1 ,i1 为容许偶 u1, i1也为容许偶。 •可加性：如果 u1 ,i1 u2 ,i2 为容许偶 u 1 u 2,i1 i2
+
R
_ us (t)
R 设： i3(t)i1(t)i2(t)则有
u3(t)R3(ti)us(t)R1(ti)R2(it)us(t) [R1(ti)us(t) ][R2(it)us(t) ](1)us(t)
u1(t)u2(t)
所以 u 1 ( t ) u 2 ( t ) ,i 1 ( t ) i 2 ( t ) 不是容许偶。
第一章 网络理论基础
重点：
《计算机网络技术基础》课件第一章
1.2 计算机网络的定义与功能
17
2
资源共享
所谓资源共享就是共享网络上的硬件资源、软件资源和信息资源。 1）硬件资源
计算机的许多硬件设备是十分昂贵的，例如可以进行复杂运算的巨型计算机，海量存 储器，高速激光打印机，大型绘图仪和一些特殊的外设等。这些硬件设备不可能为每个用 户所独自拥有。因此，共享硬件资源就是让连接在网络上的用户可以共享使用网络上各种 不同类型的硬件设备。 共享硬件资源的好处是显而易见的。网上一个低性能的计算机，可以通过网络使用不 同类型的设备，既解决了部分资源贫乏的问题，同时也有效地利用了现有的资源，充分提 高了资源利用率。
5
第一代计算机
第二代计算机
第三代计算机
第四代计算机
网络
网络
网络
网络
面向终端的计 算机网络
以通信子网 为 中心的网络
标准化网络
以下一代 Internet 为 中心的新一代网络
1.1 计算机网络的产生与发展
6
1
第一代计算机网络——面向终端的计算机网络
第一代计算机网络也称面向 终端的计算机网络，是以单机 为中心的通信系统。这样的系 统中除了一台中心计算机（主 机），其余终端均不具备自主 处理功能。面向终端的计算机 网络在结构上有三种形式。
了解计算机网络的发展历史。
掌握计算机网络的定义和功能。
掌握计算机网络的组成与拓扑结构。
学 习 目 标
熟悉计算机网络的分类和应用。
了解计算机网络发展的新技术。
1.1 计算机网络的产生与发展
计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。纵观计算机网络的发展历史可以发 现，计算机网络和其他事物的发展一样，也经历了从简单到复杂，从低级到高级的过程。在 这一过程中，计算机技术与通信技术紧密结合，相互促进，共同发展，最终产生了计算机网 络。 从1946年世界上第一台计算机ENIAC的诞生到现在网络的全面普及，计算机网络的 发展大体可以分为以下4个阶段。
信息网络知识点整理
时延：报文或分组从一个网络的一端传到另一端所需的时间时延=传输时延+传播时延+处理时延传输时延=数据块长度/信道带宽传播时延=信道长度/传播速率处理时延：数据在交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间协议：数据交换必须遵守的事先约好的规则协议分层：将庞大而复杂的问题转化为若干较小的局部问题OSI协议：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话、表示、应用协议是水平的，协议是控制对等实体之间通信的规则服务是垂直的，服务是由下层向，上层通过层间接口提供的数据通信技术多路复用 4种频分复用：划分总带宽时分复用：不同时段传输不同信号波分复用：一根光纤中传输不同波长的光信号码分复用：用一组包含互相正交码字的码组携带多路信号发送数据为比特1，则发送自己的码片序列S协议物理层：将比特从一个节点传送到下一个节点计算机1最下面的物理层把比特流传送大物理媒介电信号在物理媒介中传播计算机2物理层接收到比特流，上交给数据链路层噪声信道传输速率：C=W*log2(1+SNR)例题比特同步同步传输以数据块为单位，数据块之间时间间隔固定任务：分帧：将接受自网络层的分组划分为便于管理的数据单元，称为帧物理寻址：给帧加上首部，定义发送方和接收方访问控制：决定控制权所属流量控制：防止数据淹没接收方差错控制：加入检测和重传机制，增加尾部最小码距d0：某种编码中各码组码距的最小值循环冗余校验CRC计算等待时间为r*争用期交换式以太网集线器：用于共享以太网，用专用电线将计算机连接在一起的设备例题划分子网编址：网络号+子网号+主机号需配合32位子网掩码将地址掩码与IP地址逐位相与，得到子网的网络地址（全1 才为选定子网掩码将创建多少个子网：2^x个，x为借用的主机位数路由聚合：最长前缀匹配，首部长度4，区分服务8，总长度16距离：也称跳数IPV4向IPV6过度：逐步演进套接字地地址：UDP通过二元组来标识接收方和发送方，称为套接字TCP连接管理：使运输连接的建立和释放都能正常进行连接建立——连接请求，B发送确认，A发送确认1.A的TCP发出请求报文段，同步位SYN=1，选择初始序号seq=x2.B的TCP接收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认，确认报文中SNY=1，ACK=1，确认号ack=x+1，并选择初始序号seq=y数据传送连接释放有限状态机万维网：分布式超媒体体统。
计算机网络基础教程第1章计算机网络概述ppt课件
1.1.1 计算机网络的形成与发展
以太网
路由器
路由器
通信子网
路由器
路由器
以太网
以太网
路由器
路由器
以太网
图 1-3 现代计算机网络逻辑结构示意图
11
病原体侵 入机体 ，消弱 机体防 御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
1.1.2 计算机网络的定义
Modem
利用调制解调器的结构示意图
主机
6
病原体侵 入机体 ，消弱 机体防 御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
1.1.1 计算机网络的形成与发展
⑶ 集线器结构：把终端发来的信息收集起来，并把用户的作 业信息存人集中器中,然后再用高速线路将数据信息传给前端处 理机，最后提交给主机。
1.1.3 计算机网络的主要功能
3、分布处理 把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在
一台大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的复杂性， 而且还可以大大提高工作效率和降低成本。
4、集中管理 对地理位置分散的组织和部门,可通过计算机网络来实现集 中管理,如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军 事指挥系统等。
目前，全球以Internet为核心的高速计算机互联网络已经 形成，Internet已经成人类最重要的、最大的知识宝库。网 络互联和高速计算机网络就成为第四代计算机网络。
10
病原体侵 入机体 ，消弱 机体防 御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
信息网络理论基础第1章
接入链路有多种形式, 如 Modem(调制解调器)链路、 xDSL链路、ISDN链路、无线链路(移动通信和卫星通信链路)、 局域网链路等。
第1章 信息网络概论
Modem链路是利用传统PSTN的电话线路, 在用户侧和网络 侧分别添加Modem设备来实现数据传输的, 其传输速率可以为 300 b/s到56 kb/s。
径。正是由于路由器的存在, 我们可以将任一用户(用户A)的 分组, 通过一个最优的路由(用户A→路由器E3→路由器C1→ 路由器C3→ATM网络→路由器E4→用户G)转发给任一目的用户
(用户G)。
第1章 信息网络概论
1.1.1 数据传输链路
数据传输链路分为两大类: 一类是用户到网络节点(路由 器或交换机)之间的链路(简称为接入链路), 另一类是网络节 点(路由器或交换机)到网络节点(路由器或交换机)之间的链 路(简称为网络链路)。
第1章 信息网络概论
SDH(Synchronous Digital Hierachy, 同步数字系列)是 在 美 国 贝 尔 实 验 室 提 出 的 SONET(Synchronous Optical Network, 光同步数字网)的基础上制定的技术标准, 它具有 一套标准化的结构等级STM-N(N=1,4,16,64)。它们的码速率 分别为:STM-1(155.520 Mb/s), STM-4(622.080 Mb/s), STM16(2 488.320 Mb/s)，STM-64(9 953.280 Mb/s)。
基本的选择路由的方式:一种是虚电路方式, 另一种是数据报
方式。 在虚电路方式中,在一个会话过程开始时,确定S→D的
一条逻辑通路(即实际分组传输时才占用物理链路,无分组传输 时不占用物理链路。此时物理链路可用于其他用户分组的传 输)。会话过程中所有的分组都沿此逻辑通道进行。例如图1
第1章 信息网络概论
Modem链路是利用传统PSTN的电话线路, 在用户侧和网络 侧分别添加Modem设备来实现数据传输的, 其传输速率可以为 300 b/s到56 kb/s。
径。正是由于路由器的存在, 我们可以将任一用户(用户A)的 分组, 通过一个最优的路由(用户A→路由器E3→路由器C1→ 路由器C3→ATM网络→路由器E4→用户G)转发给任一目的用户
(用户G)。
第1章 信息网络概论
1.1.1 数据传输链路
数据传输链路分为两大类: 一类是用户到网络节点(路由 器或交换机)之间的链路(简称为接入链路), 另一类是网络节 点(路由器或交换机)到网络节点(路由器或交换机)之间的链 路(简称为网络链路)。
第1章 信息网络概论
SDH(Synchronous Digital Hierachy, 同步数字系列)是 在 美 国 贝 尔 实 验 室 提 出 的 SONET(Synchronous Optical Network, 光同步数字网)的基础上制定的技术标准, 它具有 一套标准化的结构等级STM-N(N=1,4,16,64)。它们的码速率 分别为:STM-1(155.520 Mb/s), STM-4(622.080 Mb/s), STM16(2 488.320 Mb/s)，STM-64(9 953.280 Mb/s)。
基本的选择路由的方式:一种是虚电路方式, 另一种是数据报
方式。 在虚电路方式中,在一个会话过程开始时,确定S→D的
一条逻辑通路(即实际分组传输时才占用物理链路,无分组传输 时不占用物理链路。此时物理链路可用于其他用户分组的传 输)。会话过程中所有的分组都沿此逻辑通道进行。例如图1
《计算机网络基础》 第1章 计算机网络基础知识课件
语义：需要发出何种控制信息，以及完成的动作 与做出的响应。包括用于协调同步和差错处理的 控制信息;
how to do）。
定时：对事件实现顺序的详细说明。包括速度匹 配和排序等。
when to do）。
58
《计算机网络技术》-韩毅刚
OSI参考模型
数据流 应用层 应用层协议 数据流 应用层 表示层协议
《计算机网络技术》-韩毅刚
45
网状拓扑特点
优点：
系统可靠性高 扩展容易
缺点：
结构复杂、控制复杂、网络协议复杂 建设成本高
实例
广域网
《计算机网络技术》-韩毅刚
46
混合型拓扑
端接器
端接器
《计算机网络技术》-韩毅刚
47
混合型拓扑特点
优点
取长补短 故障诊断和隔离方便 易于扩展 安装方便
多个主机通过通信线路互联
Mainframe host
ARPANET
1969年12月，第一个计算机网络 Internet前身
《计算机网络技术》-韩毅刚
10
计算机网络的第三阶段
互联互通阶段
20世纪70年代末至90年代 统一的网络体系结构 ISO的OSI（开放系统互连）体系结构 TCP/IP体系结构
23
城域网
MAN（ Metropolitan Area Networks） 介于LAN与WAN之间
城市范围
私有或公有网络 高速率 大范围
《计算机网络技术》-韩毅刚
24
城域网技术举例
传统
FDDI DQDB
目前
以太网 MSTP RPR
《计算机网络技术》-韩毅刚
信息网络理论基础2
22
1.2.1 数据传输链路
用户到网络 的接口 网络间的 接口 用户到网络 的接口
用户
节点
网络
节点
用户
用户到网络节点（路由器或交换机）之间的链路---接入链路 网络节点到网络节点（路由器或交互机）之间的链路---网络 链路
23
1.2.1 数据传输链路
接入链路
Modem xDSL ISDN 无线链路 局域网链路
33
1.2.1 数据传输网络
虚电路方式
34
1.2.1 数据传输网络
数据报方式
35
分组交换网的三个基本过程
分段和重装的过程。
在发端需将一条消息分成规定长度的分组，在收端需要 将分组重新装配，恢复原始的消息。
36
分组交换网的三个基本过程
通信网络基础
盛敏
Information Science Institute, Xidian University msheng@ /msheng/
参考书
信息网络理论基础 － 李建东， 西安电子科技大学 Data Networks － Second Edition, Dimitri Bertsekas Computer Networks－Third Edition， Andrew S.
18
1.2 通信网络的基本构成
当前实用的覆盖全国乃至全球的通信网中，通常由多种不同类型 的网络互连互通而构成。它包括的网络（通常称为子网）有： ATM（Asynchronous Transfer Mode，异步转移模式）网络、X.25 分组数据网、PSTN（Public Switched Telephone Network，公用电 话交换网）/ISDN（Integrated Service Digital Network,综合业务数字 网）、移动通信网/卫星通信网、FDDI（Fiber Distributed Data Interface，光纤分布式数据接口）环网、局域网及高速骨干核心网 等。整个网络通过以WDM（Wavelength Division Multiplexing，波 分复用）链路作为核心路由器的高速通道，形成高速信息传输平 台，将上述各子网互连互通，可形成一个无缝覆盖的网络。
1.2.1 数据传输链路
用户到网络 的接口 网络间的 接口 用户到网络 的接口
用户
节点
网络
节点
用户
用户到网络节点（路由器或交换机）之间的链路---接入链路 网络节点到网络节点（路由器或交互机）之间的链路---网络 链路
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1.2.1 数据传输链路
接入链路
Modem xDSL ISDN 无线链路 局域网链路
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1.2.1 数据传输网络
虚电路方式
34
1.2.1 数据传输网络
数据报方式
35
分组交换网的三个基本过程
分段和重装的过程。
在发端需将一条消息分成规定长度的分组，在收端需要 将分组重新装配，恢复原始的消息。
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分组交换网的三个基本过程
通信网络基础
盛敏
Information Science Institute, Xidian University msheng@ /msheng/
参考书
信息网络理论基础 － 李建东， 西安电子科技大学 Data Networks － Second Edition, Dimitri Bertsekas Computer Networks－Third Edition， Andrew S.
18
1.2 通信网络的基本构成
当前实用的覆盖全国乃至全球的通信网中，通常由多种不同类型 的网络互连互通而构成。它包括的网络（通常称为子网）有： ATM（Asynchronous Transfer Mode，异步转移模式）网络、X.25 分组数据网、PSTN（Public Switched Telephone Network，公用电 话交换网）/ISDN（Integrated Service Digital Network,综合业务数字 网）、移动通信网/卫星通信网、FDDI（Fiber Distributed Data Interface，光纤分布式数据接口）环网、局域网及高速骨干核心网 等。整个网络通过以WDM（Wavelength Division Multiplexing，波 分复用）链路作为核心路由器的高速通道，形成高速信息传输平 台，将上述各子网互连互通，可形成一个无缝覆盖的网络。
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第1章 信息网络概论
用户 A
局域网A
高 速 骨干 网
用户 B
FDDI环 网
用户 C
卫星
用户 D
移动 基站
路由器 SDH E3
服 务 器 S1
WDM
移 动 通 信 网 SDH 路由器
卫 星 通信 网
C2
服 务 器 S2
SDH
路由器 E1
P STN ISD N
WDM
路由器 C1
WDM
SDH
服 务 器 S3
第1章 信息网络概论
ISDN链路也是利用传统的电话线路实现数据传输, 它提 供两个基本的信道: B信道(64 kb/s)和D信道(16 kb/s或64 kb/s)。 供用户使用的基本接口速率为2B+D(144 kb/s), 一 次群速率接口为23B+D(1 544 kb/s)或30B+D(2 048 kb/s)。
WDM
路由器 C3
SDH
ATM网 络
路由器 E4
X.25 分组网 帧中继
用户 F
路由器 E2
用户 G
以太网
用户 E
图 1-1 信息网络示意图
局域网B
第1章 信息网络概论
路由器是网络互连的核心设备, 它负责分组(分组是由若 干数据比特组成的可进行独立传输的数据块, 其长度为几十 个字节到几千个字节)的转发和为各个分组选择适当的传输路
接入链路有多种形式, 如 Modem(调制解调器)链路、 xDSL链路、ISDN链路、无线链路(移动通信和卫星通信链路)、 局域网链路等。
Байду номын сангаас
第1章 信息网络概论
Modem链路是利用传统PSTN的电话线路, 在用户侧和网络 侧分别添加Modem设备来实现数据传输的, 其传输速率可以为 300 b/s到56 kb/s。
径。正是由于路由器的存在, 我们可以将任一用户(用户A)的 分组, 通过一个最优的路由(用户A→路由器E3→路由器C1→ 路由器C3→ATM网络→路由器E4→用户G)转发给任一目的用户
(用户G)。
第1章 信息网络概论
1.1.1 数据传输链路
数据传输链路分为两大类: 一类是用户到网络节点(路由 器或交换机)之间的链路(简称为接入链路), 另一类是网络节 点(路由器或交换机)到网络节点(路由器或交换机)之间的链 路(简称为网络链路)。
第1章 信息网络概论
第1章 信息网络概论
1.1 信息网络的基本构成 1.2 协议体系及分层的概念 1.3 信息网络的基本理论问题 习题
第1章 信息网络概论
1.1 信息网络的基本构成
一个信息网络的示意图如图 1-1 所示。它包括的网络(通 常称为子网)有: ATM(Asynchronous Transfer Mode, 异步转 移 模 式 ) 网 络 、 X.25 分 组 数 据 网 、 PSTN (Public Switched Telephone Network, 公 用 电 话 交 换 网 )/ISDN(Integrated Service Digital Network, 综合业务数字网)、 移动通信网/ 卫星通信网、FDDI(Fiber Distributed Data Interface,光纤 分布式数据接口)环网、 局域网及高速骨干网等。该网络通过 以WDM(Wavelength Division Multiplexing, 波分复用)链路 作为核心路由器的高速通道, 形成高速信息传输平台, 将上述各 网络互连。
第1章 信息网络概论
局域网链路中最典型的是以太网, 链路在双绞线上可传输 的峰值数据速率为10 Mb/s、100 Mb/s。 这是在办公室环境下, 最常用的接入方式。
网络链路也有多种链路, 如: X 25链路、 帧中继、 SDH、 WDM等。
第1章 信息网络概论
在X25网络中根据使用的接口标准不同, 可以提供48 kb/s, 56 kb/s或64 kb/s的速率,采用分组交换, 以虚电路的形式向用 户 提 供 传 输 链 路 。 采 用 G.703 数 字 网 络 接 口 , 其 传 输 速 率 为 64 kb/s和2048 kb/s。X25网络在发展初期, 网络传输设施基本上是 采用了模拟电话线路, 这种线路非常容易受到噪声的干扰而产生 误码。为了确保传输无差错, X25在每个节点都要进行大量的差 错处理,以保证节点间可靠的传输, 这导致X 25网络具有较大的 时延和较低的吞吐量。随着光纤通信技术的飞速发展, 其光纤链 路差错率比早期的电话网低很多, 因此可以简化X.25的某些差错 控制过程。这就是帧中继(Frame Relay),它假定数据帧的传输基 本不会出错, 因此一旦从帧的头部知道帧的目的地址就立即开始 转发该帧。这样减少了每个节点的处理时间, 提高了吞吐量。帧 中继中常用的速率为64 kb/s、2.048 Mb/s。
xDSL链路是通过数字技术, 对PSTN端局(本地电话交换机) 到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线 DSL(Digital Subscriber Line)。 DSL的前缀x表示不同的传 输方案。例如: ADSL(Asymmetric DSL, 非对称数字用户线)的 上 行 速 率 为 640 kb/s ～ 1 Mb/s, 下 行 速 率 为 6 ～ 8 Mb/s; HDSL(High Speed DSL)上下行速率相同, 均为768 kb/s或1.5 Mb/s; VDSL(Very High Speed DSL)下行速率12.96 Mb/s、 25 Mb/s、 52 Mb/s, 上行速率为1.6～2.3 Mb/s。
第1章 信息网络概论
无线链路中最典型的链路就是数字蜂窝移动通信的链路, 根据使用的空中接口标准(如:GSM、IS－95, IMT－2000等)的 不同, 支持的数据传输速率为十几kb/s到2 Mb/s。对于卫星链 路,根据其星座结构(低轨道、 中轨道和静止轨道)和卫星数目 （几百颗(如Teledesic系统288颗),几十颗(如Iridium系统66 颗), 几颗或单颗(Spaceway)）的不同, 支持的数据传输速率 从几kb/s到几百kb/s。如果采用固定的无线接入技术(如LMDS 或近距离的无线接入技术, 如无线局域网)其速率可达几Mb/s 至几十Mb/s。