吴功宜_物联网工程导论_第5章：网络.

广域网
城域网
局域网
个人区域网
计算机网络组成与结构 接入技术的基本概念*
ADSL接入
HFC接入
光纤接入
无线接入
电力线接入
互联网与物联网的区别与联系
从网络端系统接入的角度看 互联网与物联网的区别与联系
从网络数据采集与传输的角度看 互联网与物联网的区别与联系
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5.1 计算机网络的发展史 5.1.1 计算机网络发展的四个阶段 • 第一阶段：20世纪50年代，数据通信技术与网
• 强烈的社会需求推动了网络安全技术快速发展
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5.1.2 计算机网络发展的三条主线
主线1
ARPANET - TCP/IP - Internet 广域网/城域网/局域网 网络体系结构与网络协议
主线2
无线分组网- 无线自组网 - 无线传感器网络
主线3
网络安全
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• 为网络数据交换制定的通信规则、约定与标准 被称为“网络协议”
• TCP/IP协议是互联网的核心协议
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• 早期ARPANET的协议结构
主机
主机-主机协议
主机
通信子网
源IMP-目的IMP协议
IMP
IMP
IMP
IMP
IMP
IMP-IMP协议
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ARPANET设计思想
• 通信子网结构与分组交换原理示意图
分组
IMP（路由器） 通信子网
源主机
B
C
发送
进程
A
E
D
目的主机
接收 进程
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• ARPANET最早四个节点的结构
SDS 940
IBM360/75
#3 UCSB
wk.baidu.com
#2 SRI
• 互联网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，P2P）网络技术的研究， 使得即时通信、网络视频、网络音乐、网络游 戏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
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5.2 互联网的形成与发展 5.2.1 ARPANET研究
• 集中式和非集中式 拓扑构型
• 分布式网络的拓扑构型
(a) 集中式
(b) 非集中式
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分组交换技术的基本设计思路
• 网络中没有一个中心控制节点，联网计算机独立地完 成数据接收、转发、接收的功能
• 发送数据的主机预先将待发送的数据封装成多个短的、 有固定格式的分组
络理论基础研究
• 第二阶段：20世纪60年代，ARPANET与分组 交换技术
• 第三阶段：20世纪70年代中期，网络体系结构 与网络协议的标准化
• 第四阶段：20世纪90年代，互联网、高速网络、 无线网络、移动互联网与网络安全技术发展
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计算机网络技术的主要特点：
• 互联网作为全球性的网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 生活等方面发挥了越来越重要的作用
• 无线局域网与无线城域网技术日益成熟，并已 进入应用阶段，无线自组网、无线传感器网络 的研究与应用受到了高度重视
• 互联网应用中数据采集与录入从人工方式逐步 扩展到自动方式，通过射频标签RFID、各种 类型的传感器与传感器网络（Sense Network）， 以及光学视频感知与摄录设备，能够方便、自 动地采集各种物品、环境信息，拓宽了人与人、 人与物、物与物之间更为广泛的信息交互，促 进了物联网技术的形成与发展
• 传统的互联网应用主要有E-mail、TELNET、 FTP、BBS与 Web
• 互联网的全球性与开放性，使人们愿意在互联 网上发布和获取信息，浏览器、搜索引擎、 IPTV、IP电话等
MILNET运行
1990年 NSFNET 成为主干网
ARPANET退役
1991年 NSFNET退役
1993年
Internet进入 快速发展阶段
1996年 Internet2
军事目的
研究目的
商业目的
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5.2.4 互联网的形成
• 互联网是一个全球范围的信息资源网，接入互 联网的主机可以是信息服务的提供者，也可以 是信息服务的使用者
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《物联网工程导论》
吴功宜 吴英 编著
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第5章 计算机网络与 互联网技术的发展
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第 5 章 知 识 点 结 构
计算机网络的基本概念
计算机网络发展的四个阶段
计算机网络发展的三条主线
互联网形成与发展 计算机网络的定义 计算机网络的分类
议体系 • 开展了TCP/IP协议与网络互联技术研究
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5.2.2 TCP/IP协议研究与发展
网络协议的基本概念
• 计算机网络中连接的计算机之间要做到有条不 紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的 通信规则
• 协议是一组控制数据交互过程的通信规则，这 些规则明确地规定所交换数据的语义、格式和 时序
#1 UCLA
SDS SIGMA7
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#4 UTAH
DEC PDP-10
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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
• 如何发送主机与接收主机之间没有直接连接的通信线 路，那么分组就需要通过中间节点“存储转发”，这 种中间转发节点就是目前广泛使用的路由器
• 每个路由器可以根据链路状态与分组的源地址、目的 地址，通过路由选择算法为每个分组选择合适的传输 路径
• 当目的主机接收到属于一个报文的所有分组之后，再 将分组中多个短的数据字段组合起来，还原成发送主 机发送的报文
5.2.3 NSFNET对互联网发展的影响 • 从ARPANET到Internet的发展过程
1957年 设立DARPA
1969年
启动ARPANET 1969年
UNIX发布
1980年 TCP/IP标准化
1983年
ARPANET与 MILNET分离
1986年 启动NSFNET
ARPANET与 NSFNET互联