清华大学计算机网络PPT课件
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第3章_计算机网络(清华)
（1）网络传输介质
①双绞线（Twisted Pair） ②同轴电缆（Coaxial Cable） ③光纤（Fiber Optical） ④地面微波通信 ⑤卫星微波通信
26/60 August 13, 2013
计算机网络
（2）工作站与服务器
（3）网络互联设备
网卡（Network Card）,中继器（Repeater）,集 线器（Hub）,网桥（Bridge）,交换机（Switch） , 路由器（Router） , ⑥网关（Gateway）, ⑦调制 解调器（Modem）
15/60 August 13, 2013
计算机网络
3．数据编码技术 （1）模拟数据编码方法PCM 电话通信信道是典型的模拟通信信道，它是目前世界上覆盖面最广、 应用最普遍的一类通信信道。无论网络与通信技术如何发展，电话仍 然是一种基本的通信手段。传统的电话通信信道是为传输语音信号设 计的，只适用于传输音频范围为300～3400Hz的模拟信号，无法直接 传输计算机的数字信号。为了使在模拟语音通信的电话交换网中传送 的模拟信号在计算机中能够进行编辑、处理，必须将模拟信号转换成 数字信号。模拟数据转换成数字信号方法：先采样，然后进行量化， 最后进行编码。 最常用的方法是脉冲编码调制（PCM, pulse code modulation）
8/60 August 13, 2013
计算机网络
3.1.3 计算机网络的拓扑结构
拓扑结构是指将不同设备根据不同的工作方式进行连接 的结构。不同计算机网络系统的拓扑结构是不同的，而 且不同的拓扑结构的网络其功能、可靠性、组网的难易 及资金成本等方面也不相同。下面以局域网和广域网的 网络拓扑结构为例介绍各种拓扑结构。
14/60 August 13, 2013
清华大学计算机网络PPT课件
3
课程指导思想和定位
课程指导思想
计算机网络已经成为重要基础设施 国内外高校均把该课程作为计算机系主干课程 承上启下
课程定位
了解计算机网络的基本概念 掌握网络各层协议的基本工作原理及互联网络的特点和具体实现有基本印象 为后续计算机网络及应用的专题学习和研究打下基础
采用先进的网络教学手段
使用电子教案，重分利用网络学堂，发布教学信息， 进行师生讨论
开展课堂讨论和交流，激发学生的学习热情
10
先进的实验装置：NetRiver 2000
科研促进教学
网络实验的特点
协议种类繁多，原理与细节缠绕 实验难度大，学生只能在应用层做协议开发实验
自主研制计算机网络实验系统NetRiver 2000
11
清华大学的相关网络课程
扩大课程教学的广度
信息学院各系的计算机网络课程 面向全校的计算机网络课程
加深课程教学的深度
本课生后续网络课程 研究生网络专题课程
12
课程建设规划
进一步完善课程体系
2006年，增设了《计算机网络专题训练》课程 需要统筹安排两门课的教学内容，特别是实验安排，
7
教学内容的特点
实践性
坚持理论知识和实践技能并重，坚持课堂讲授和课后 训练结合
提供多层次的辅导和充分的自主实践环节，独立完成 实验
改革考试方式，强调实践环节
把科研成果应用到教学实践
基于“IPv6核心路由器”项目，研制完成了支持多层 协议开发、调试和自动测试的计算机网络实验系统
下一代互联网方面的研究成果已应用到网络课教学中， 增强了下一代网络体系结构和IPv6协议的课程内容
课程指导思想和定位
课程指导思想
计算机网络已经成为重要基础设施 国内外高校均把该课程作为计算机系主干课程 承上启下
课程定位
了解计算机网络的基本概念 掌握网络各层协议的基本工作原理及互联网络的特点和具体实现有基本印象 为后续计算机网络及应用的专题学习和研究打下基础
采用先进的网络教学手段
使用电子教案，重分利用网络学堂，发布教学信息， 进行师生讨论
开展课堂讨论和交流，激发学生的学习热情
10
先进的实验装置：NetRiver 2000
科研促进教学
网络实验的特点
协议种类繁多，原理与细节缠绕 实验难度大，学生只能在应用层做协议开发实验
自主研制计算机网络实验系统NetRiver 2000
11
清华大学的相关网络课程
扩大课程教学的广度
信息学院各系的计算机网络课程 面向全校的计算机网络课程
加深课程教学的深度
本课生后续网络课程 研究生网络专题课程
12
课程建设规划
进一步完善课程体系
2006年，增设了《计算机网络专题训练》课程 需要统筹安排两门课的教学内容，特别是实验安排，
7
教学内容的特点
实践性
坚持理论知识和实践技能并重，坚持课堂讲授和课后 训练结合
提供多层次的辅导和充分的自主实践环节，独立完成 实验
改革考试方式，强调实践环节
把科研成果应用到教学实践
基于“IPv6核心路由器”项目，研制完成了支持多层 协议开发、调试和自动测试的计算机网络实验系统
下一代互联网方面的研究成果已应用到网络课教学中， 增强了下一代网络体系结构和IPv6协议的课程内容
计算机网络基础知识ppt课件
6
1、面向终端的计算机网络
面向终端的计算机网络
7
2、计算机通讯网络
20世纪60年代，许多机构拥 有了自己独立的计算机。为了 能够使多台计算机互相共享资 源和交换信息，人们把若干台 本来相互独立的计算机通过通 信线路连接起来，这就形成了 第二代计算机网络。这个阶段 ，计算机网络的代表就是美国 国防部高级研究计划局的
25
1.4 计算机网络工作模式
服务器
客户机/服务器
网 络
网络
客户机
客户机/服务器模式示意图
服务器：控制、管理、资源调度、提供 服务和共享资源等。
客户机：用于使用和处理共享资源和服 务
客户机/服务器
对等网模式示意图 每一台计算机都提供资源和服务，同
时使用网络上的资源和服务。
每一台计算机在功能上是对等的，没 有主从之分，每一台计算机既是服务 器又是客户机。
主要包括：中继器、集线器、调制解调器、网桥、交换机、路由器、网 关等设备。
传输介质（通信线路）
传输介质是传输数据信号的物理通道，它将网络中各种设备连接起来，
计算机网络采用了多种通信线路，如双绞线、同轴电缆、光纤、无线通 信信道、微波与卫星通信信道等。
20
网络协议软件 实现网络协议功能，比如TCP/IP、IPX/SPX等。
使用交换机时，是真正的星型拓 扑结构。
中央 设备
计算机
33
第一章 计算机网络的基础知识
1 计算机网络的产生发展 2 计算机网络的概念 3 计算机网络的分类 4 计算机网络的工作模式 5 计算机网络的拓扑结构 6 网络传输介质 7 网络体积结构与网络协议
8 数据通信基础
34
1.6 网络传输介质
基本概念
1、面向终端的计算机网络
面向终端的计算机网络
7
2、计算机通讯网络
20世纪60年代，许多机构拥 有了自己独立的计算机。为了 能够使多台计算机互相共享资 源和交换信息，人们把若干台 本来相互独立的计算机通过通 信线路连接起来，这就形成了 第二代计算机网络。这个阶段 ，计算机网络的代表就是美国 国防部高级研究计划局的
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1.4 计算机网络工作模式
服务器
客户机/服务器
网 络
网络
客户机
客户机/服务器模式示意图
服务器：控制、管理、资源调度、提供 服务和共享资源等。
客户机：用于使用和处理共享资源和服 务
客户机/服务器
对等网模式示意图 每一台计算机都提供资源和服务，同
时使用网络上的资源和服务。
每一台计算机在功能上是对等的，没 有主从之分，每一台计算机既是服务 器又是客户机。
主要包括：中继器、集线器、调制解调器、网桥、交换机、路由器、网 关等设备。
传输介质（通信线路）
传输介质是传输数据信号的物理通道，它将网络中各种设备连接起来，
计算机网络采用了多种通信线路，如双绞线、同轴电缆、光纤、无线通 信信道、微波与卫星通信信道等。
20
网络协议软件 实现网络协议功能，比如TCP/IP、IPX/SPX等。
使用交换机时，是真正的星型拓 扑结构。
中央 设备
计算机
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第一章 计算机网络的基础知识
1 计算机网络的产生发展 2 计算机网络的概念 3 计算机网络的分类 4 计算机网络的工作模式 5 计算机网络的拓扑结构 6 网络传输介质 7 网络体积结构与网络协议
8 数据通信基础
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1.6 网络传输介质
基本概念
计算机网络(第5版) 清华大学出版社 Andrew 编著.ppt
包层 （低折射率的媒体）
谢谢你的观赏
2019-6-26 13
光纤的工作原理
低折射率 高折射率 (包层) (纤芯)
光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射
谢谢你的观赏
2019-6-26 14
输入脉冲
多模光纤与单模光纤
多模光纤
输出脉冲
输入脉冲
谢谢你的观赏
单模光纤
P79定义
输出脉冲
2019-6-26 15
正交(orthogonal)。
谢谢你的观赏
2019-6-26 31
码片序列的正交关系
• 令向量 S 表示站 S 的码片向量，令 T 表示其他任何站的码 片向量。
• 两个不同站的码片序列正交，就是向量 S 和T 的规一化内积 (inner product)都是 0：
举例
S T
1 m
m i1
双绞线
卫星
光纤
同轴电缆
地面微波
海事 调幅 无线电 无线电
调频 移动 无线电 无线电
电视
波段
LF
谢谢你的观赏
MF HF VHF UHF SHF EHF THF
2019-6-26 16
2.3.1 电磁频谱(续)
• 用户喜欢光纤的原因(香农定理分析） • 三种扩频技术： 1、跳频扩频：每秒几百次速率变频
计算机网络（第 5 版）
清华大学出版社 Andrew 编著
谢谢你的观赏
信息技术学院 主讲：吴晓刚 副教授 2015年9月·北校区
2019-6-26 1
第 2 章 物理层
谢谢你的观赏
2019-6-26 2
第 2 章 物理层
2.1 数据通信的基础知识 2.2 物理层下面的传输媒体 2.3 无线传输 2.4 通信卫星 2.5 数字调制与多路复用 2.6 公共电话交换网络 2.7 移动电话系统 2.8 有线电视 2.9 本章总结
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2019-6-26 13
光纤的工作原理
低折射率 高折射率 (包层) (纤芯)
光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射
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2019-6-26 14
输入脉冲
多模光纤与单模光纤
多模光纤
输出脉冲
输入脉冲
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单模光纤
P79定义
输出脉冲
2019-6-26 15
正交(orthogonal)。
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2019-6-26 31
码片序列的正交关系
• 令向量 S 表示站 S 的码片向量，令 T 表示其他任何站的码 片向量。
• 两个不同站的码片序列正交，就是向量 S 和T 的规一化内积 (inner product)都是 0：
举例
S T
1 m
m i1
双绞线
卫星
光纤
同轴电缆
地面微波
海事 调幅 无线电 无线电
调频 移动 无线电 无线电
电视
波段
LF
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MF HF VHF UHF SHF EHF THF
2019-6-26 16
2.3.1 电磁频谱(续)
• 用户喜欢光纤的原因(香农定理分析） • 三种扩频技术： 1、跳频扩频：每秒几百次速率变频
计算机网络（第 5 版）
清华大学出版社 Andrew 编著
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信息技术学院 主讲：吴晓刚 副教授 2015年9月·北校区
2019-6-26 1
第 2 章 物理层
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2019-6-26 2
第 2 章 物理层
2.1 数据通信的基础知识 2.2 物理层下面的传输媒体 2.3 无线传输 2.4 通信卫星 2.5 数字调制与多路复用 2.6 公共电话交换网络 2.7 移动电话系统 2.8 有线电视 2.9 本章总结
计算机网络 清华大学出版社chapter5
The connection-oriented and connectionless services provided by the network layer.
School of Electrical and Information Engineering
实验二安排
11月8号（周六）上午（1-3节）：10班 11月8号（周六）下午（5-7节）：11班 11月9号（周日）上午（1-3节） ：其他班
School of Electrical and Information Engineering
Computer Communication Networks
5.2 Routing Algorithms
The Optimality Principle Shortest Path Routing Flooding Distance Vector Routing Link State Routing Hierarchical Routing Broadcast Routing Multicast Routing Routing in Ad Hoc Networks
Chapter 5 The Network Layer
Chen Yu-feng 陈宇峰 Hubei University of Automotive Technology Email：cyfhbqy@
The Network Layer
The data link layer moves frames from one end of a wire to the other. The network layer is the layer that deals with end-to-end transmission, i.e., getting packets from the source to the destination.
School of Electrical and Information Engineering
实验二安排
11月8号（周六）上午（1-3节）：10班 11月8号（周六）下午（5-7节）：11班 11月9号（周日）上午（1-3节） ：其他班
School of Electrical and Information Engineering
Computer Communication Networks
5.2 Routing Algorithms
The Optimality Principle Shortest Path Routing Flooding Distance Vector Routing Link State Routing Hierarchical Routing Broadcast Routing Multicast Routing Routing in Ad Hoc Networks
Chapter 5 The Network Layer
Chen Yu-feng 陈宇峰 Hubei University of Automotive Technology Email：cyfhbqy@
The Network Layer
The data link layer moves frames from one end of a wire to the other. The network layer is the layer that deals with end-to-end transmission, i.e., getting packets from the source to the destination.
计算机网络技术全套ppt课件
传输层协议
主要包括TCP和UDP两种 协议，分别提供面向连接 和无连接的数据传输服务 。
传输层端口
用于标识不同的应用程序 进程，实现多路复用和分 用功能。
TCP协议详解
TCP协议的特点
面向连接、可靠传输、基于字节流、支持全 双工通信等。
TCP的数据传输
采用滑动窗口机制进行流量控制和拥塞控制 ，确保数据的可靠传输。
计算机网络的功能与应用
功能
计算机网络具有数据通信、资源共享、分布式处理、负载均衡等功能，可以大 大提高计算机的效率和便利性。
应用
计算机网络已经渗透到社会的各个领域，如电子商务、在线教育、远程医疗、 智能制造等，为人们的生活和工作带来了极大的便利。
02
网络体系结构
OSI参考模型
物理层
负责传输比特流，提供为建立、 维护和拆除物理链路所需要的机 械的、电气的、功能的和规程的
NAT（Network Address Translation，网络地址转换） 技术是一种解决IPv4地址短缺 问题的技术，通过将私有IP地 址转换为公网IP地址，实现内 网主机访问外网资源。
06
传输层技术
传输层的基本概念
传输层的作用
为运行在不同主机上的应 用程序提供逻辑通信功能 ，实现端到端的数据传输 服务。
03
物理层技术
物理层的基本概念
01
02
03
物理层的定义
物理层是计算机网络体系 结构中的最底层，负责传 输比特流。
物理层的功能
提供物理连接、传输比特 流、提供数据链路层的数 据传输服务。
物理层的协议
EIA/TIA-232、EIA/TIA499、V.35、RJ-45等。
数据通信基础知识
清华大学出社第二章 计算机基础知识[可修改版ppt]
![清华大学出社第二章 计算机基础知识[可修改版ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/34af35c57cd184254a353586.png)
内存中存放的是当前正在运行的程序和数据 硬盘中存放的是大量的没有使用的程序和数据 硬盘容量大，速度慢、可长期保存数据、价格低 内存容量小，速度快、数据易失、价格高 与CPU直接打交道的是内存
外部设备
输入设备 把数据和程序转换成计算机中用以表示二进制
的电信号，输入到计算机的内存中 键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等
数据 10000000
内存与外存
内存（主存） 随机存储器（RAM）：可读出或写入数据，掉电 后数据无法保存
内存中存放的是正在执行的程序和正在使用的数据
程序运行时，若从内存中取出的是数据，则送运算 器计算，若取出的是指令，则送控制器翻译，并执 行该指令
内存与外存
外存:存放的是大量的没有使用的程序和数据 内存与硬盘的区别
1KB＝210Ｂ＝1024Ｂ 1MB＝210KB＝1024KB＝220Ｂ 1GB＝210MB＝1024MB＝230B 1TB＝1024GB＝240Ｂ
字(Word)：字由若干字节构成(一般为字节的整数倍)， 如16位、32位、64位等。
内存储器的访问过程
存储器的访问过程：向[0001]单元写数据
地址0001 控制:写
通常把软件系统分为系统软件和应用软件。
系统软件
系统软件 管理、控制和维护计算机软、硬件系统的软件 为计算机系统与用户之间提供良好界面 支持应用软件的开发和运行 主要包括：操作系统、语言处理系统、数据库
管理系统、各类服务程序
系统软件的分类
操作系统 统管计算机的所有资源，如处理器、存储器、输入 /输出设备等硬件设施 管理其他系统软件和应用软件 确保整个计算机系统有效地运转，并为用户提供良 好的使用环境 DOS、WINDOWS、UNIX
输出设备 把运算处理结果按照人们所要求的形式输出 显示器、打印机、绘图仪等
外部设备
输入设备 把数据和程序转换成计算机中用以表示二进制
的电信号，输入到计算机的内存中 键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等
数据 10000000
内存与外存
内存（主存） 随机存储器（RAM）：可读出或写入数据，掉电 后数据无法保存
内存中存放的是正在执行的程序和正在使用的数据
程序运行时，若从内存中取出的是数据，则送运算 器计算，若取出的是指令，则送控制器翻译，并执 行该指令
内存与外存
外存:存放的是大量的没有使用的程序和数据 内存与硬盘的区别
1KB＝210Ｂ＝1024Ｂ 1MB＝210KB＝1024KB＝220Ｂ 1GB＝210MB＝1024MB＝230B 1TB＝1024GB＝240Ｂ
字(Word)：字由若干字节构成(一般为字节的整数倍)， 如16位、32位、64位等。
内存储器的访问过程
存储器的访问过程：向[0001]单元写数据
地址0001 控制:写
通常把软件系统分为系统软件和应用软件。
系统软件
系统软件 管理、控制和维护计算机软、硬件系统的软件 为计算机系统与用户之间提供良好界面 支持应用软件的开发和运行 主要包括：操作系统、语言处理系统、数据库
管理系统、各类服务程序
系统软件的分类
操作系统 统管计算机的所有资源，如处理器、存储器、输入 /输出设备等硬件设施 管理其他系统软件和应用软件 确保整个计算机系统有效地运转，并为用户提供良 好的使用环境 DOS、WINDOWS、UNIX
输出设备 把运算处理结果按照人们所要求的形式输出 显示器、打印机、绘图仪等
清华大学计算机网络ch5
界。
海明码
码位从左边开始编号； 位号为2的幂的位是校验位，其余是信息位； 每个校验位使得包括自己在内的一些位的奇偶值为偶数（或奇数
）。
5.2 错误检测和纠正（4）
为看清数据位k对哪些校验位有影响，将k写成2的幂的和。 例：11 = 1 + 2 + 8
海明码工作过程
每个码字到来前，接收方计数器清零； 接收方检查每个校验位k (k = 1, 2, 4 …)的奇偶值是否正确； 若第 k 位奇偶值不对，计数器加 k； 所有校验位检查完后，若计数器值为0，则码字有效；若计数器
接收端有一个接收窗口，大小固定，但不一定与发送窗口相同。 接收窗口的上界表示允许接收的序号最大的帧，下界表示希望 接收的帧；
接收窗口表示允许接收的信息帧，落在窗口外的帧均被丢弃。序 号等于下界的帧被正确接收，并产生一个响应帧，上界、下界 都加1。接收窗口大小不变。
Fig. 3-12
5.4 滑动窗口协议（2）
5.2.1 纠错码 码字（codeword）：一个帧包括m个数据位，r个校验 位，n = m + r，则此n比特单元称为n位码字。 海明距离（Hamming distance）：两个码字之间不同的 比特位数目。
5.2 错误检测和纠正（2）
例：
0000000000 与
0000011111
的海明距离为5
物理层编码违例法
只适用于物理层编码有冗余的网络 802 LAN：Manchester encoding or Differential Manchester encoding 用high-low pair/low-high pair表示1/0，high-high/lowlow不表示数据，可以用来做定界符。
海明码
码位从左边开始编号； 位号为2的幂的位是校验位，其余是信息位； 每个校验位使得包括自己在内的一些位的奇偶值为偶数（或奇数
）。
5.2 错误检测和纠正（4）
为看清数据位k对哪些校验位有影响，将k写成2的幂的和。 例：11 = 1 + 2 + 8
海明码工作过程
每个码字到来前，接收方计数器清零； 接收方检查每个校验位k (k = 1, 2, 4 …)的奇偶值是否正确； 若第 k 位奇偶值不对，计数器加 k； 所有校验位检查完后，若计数器值为0，则码字有效；若计数器
接收端有一个接收窗口，大小固定，但不一定与发送窗口相同。 接收窗口的上界表示允许接收的序号最大的帧，下界表示希望 接收的帧；
接收窗口表示允许接收的信息帧，落在窗口外的帧均被丢弃。序 号等于下界的帧被正确接收，并产生一个响应帧，上界、下界 都加1。接收窗口大小不变。
Fig. 3-12
5.4 滑动窗口协议（2）
5.2.1 纠错码 码字（codeword）：一个帧包括m个数据位，r个校验 位，n = m + r，则此n比特单元称为n位码字。 海明距离（Hamming distance）：两个码字之间不同的 比特位数目。
5.2 错误检测和纠正（2）
例：
0000000000 与
0000011111
的海明距离为5
物理层编码违例法
只适用于物理层编码有冗余的网络 802 LAN：Manchester encoding or Differential Manchester encoding 用high-low pair/low-high pair表示1/0，high-high/lowlow不表示数据，可以用来做定界符。
清华大学计算机网络课件(第一章)
1个节点包含了1个宿主机和1个IMP
IMP：由小型计算机和这些计算机的传输线路组成的它们就构成了一个通信子网
IMP是在第二代计算机通信网络中出现的称为接口报文处理机（imtetface message processor）它的用途是
当某个主机上的用户要访问远地另一个主机时，主机首先将住处送至本地直接与其相连的IMP通过通信线路沿着适当的路径经若干IMP中途转接后，最终传送至远地的目标IMP并送与其直接相连的目标主机。
IMP和它们之间互联的通信线路一起负责完成主机之间的通信工作，构成了通信子网（communication）。
通过通售子网互联的主机负责运行用户应用程序，向网络用户提供可供共享的软硬件资源，它们就组成了资源子网（resource subnet）。
ARPA网采用的就是这种两级子网的结构。
中间有存储和转发的过程
下层对上层是透明的，即上层不用去关心下层是如何实现的
TCP/IP模型出现要早于OSI模型的
同轴电缆造价贵，接头多，出现问题的几率也比较大。
计算机网络基础ppt课件
帧中继
概述
帧中继是一种基于X.25协议的广域网技术，提供 了一种高效的、面向连接的数据传输服务。
工作原理
帧中继采用分组交换技术，将数据分割成一定长 度的帧进行传输，能够根据需要动态分配带宽。
特点
传输效率高、带宽利用率高，适用于突发性数据 传输和多媒体应用。
05
网络互联技术
路由器
01
路由器是连接不同网络 的设备，能够根据IP地 址进行数据包的转发。
网关可以对数据包进行协议 转换，将数据包转换为适合 目标网络的格式。
网关通常用于广域网和局域 网的连接，实现不同网络之 间的通信。
网关还可以提供防火墙、流 量控制等功能，保护网络的 安全和稳定性。
网桥
网桥是用于连接两个相同类型网络的设备，能够实现两 个网络之间的数据交换。
网桥还可以用于分割广播域，避免广播风暴的产生。
04
广域网技术
公用电话交换网
概述
公用电话交换网（PSTN）是一种利用公共电话系统来传输数据的 网络，是最早的广域网技术之一。
工作原理
PSTN通过模拟信号传输语音信息，但在数据通信中，需要经过调 制解调器将数字信号转换为模拟信号，或反之。
特点
成本低、覆盖范围广，但传输速度慢，不适合大数据量传输。
数字数据网
防火墙类型
根据部署位置和功能，防火墙可分为包过滤防火墙、代理服务器防 火墙和有状态检测防火墙等类型。
防火墙部署
防火墙通常部署在网络的入口处，用于保护内部网络免受外部攻击。
数据加密技术
数据加密定义
数据加密是通过特定的算法将明 文数据转换为密文数据，以保护 数据的机密性和完整性。
数据加密类型
数据加密可分为对称加密和公钥 加密两种类型。对称加密使用相 同的密钥进行加密和解密，公钥 加密使用不同的密钥进行加密和 解密。
计算机网络和因特网-清华大学程朋-第十讲
R 1
NET2：192.52.7.0
NET6：222.222.222.0 NET3：137.103.0.0 NET4：200.15.22.0 NET5：130.200.0.0
R 2
R 3
计算机网络
网络
R1 6 1 2 3 4 5 R2 3 4 6 1 2 5 R3 4 5 3 6 1 2
第四章：网络层
多个网段互连中端点工作情况无区别，关键是 路由器的路由功能，通常路由器有一个路由表， 表中记录了网络、网络距离、下一步发到哪里 * * * * 距离为 0 表示目标网络直接接 R，ARP 端点 距离非 0 表示目标网络不直接接 R，ARP下一R 若目标网络不在表中，送本 R 的默认路由 若无默认路由，发 ICMP “目的地址不可到达” 消息给源端点 * 路由表可通过手工配置或动态获取，动态获取通 常是通过路由协议来完成，TCP/IP 协议中一般采用 RIP（路由信息协议）使路由器彼此交换数据，RIP 协议每 30 秒各路由器就广播一次 RIP 更新信息， 这在大的网络上将影响网络性能，而且它规定距离 小于 15 跳，目前又出现了更高效的 OSPF（开放的 最短路经优先）协议，效率高，距离可达 65535 * 世界范围的大网络中，路由器要包容所有网络， 路由表将非常庞大，变通办法是将许多网络捆绑在 一起放入默认路由中，交上一级处理
ARP 应答：
一般为了使广播减到最少，开始 ARP一次，然后记录IP - MAC 对应关系 以后发送时不再发送 ARP 包 接收端点收到IP包后，比较是否自己的IP或广播IP，是则接收，不是则丢弃 路由器收到IP包后，比较是否自己的IP或广播IP，是则接收，不是则路由 * 多个网段互连
NET1：128.10.0.0
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
计算机网络技术基础ppt课件标准版
物理层
物理层上所传数据的单位是比特。物理层的任务就是透明地传送比特流。
03
物理层技术
物理层的基本概念
物理层的定义
物理层是计算机网络体系结构中 的最低层，负责建立、管理和释 放物理连接，提供透明的比特流
传输服务。
物理层的功能
实现计算机之间的物理连接，为数 据链路层提供可靠的传输媒EIA/TIA-499、 V.35、RJ-45等。
运输层
运输层的任务就是负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传 输服务。应用进程利用该服务传送应用层报文。
03
网络层
网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时，
网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。
五层协议体系结构
数据链路层
两台主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的，这就需要使用专门的链路层的协议。在两个相邻节 点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧，在两个相邻节点间的链路上传送帧。
可靠传输机制
为了保证数据的可靠传输，数据链路层采用了确认和重传机制。当接收方收到发送方发 送的数据后，会向发送方发送确认信息；如果发送方在一段时间内未收到确认信息，则
会重传数据。
数据链路层设备
网卡（Network Interface Card，NIC）：网卡是计算 机与局域网相互连接的接口 ，它负责将计算机内部的数 字信号转换为适合在信道上 传输的信号。
CIDR表示法是一种无类别域间路由的表示法，用于表示子网掩码和IP地址的对应关系， 格式为IP地址/子网掩码长度。
IPv6地址及配置
1 2 3
IPv6地址
IPv6地址是128位的二进制数，采用冒号十六进 制表示法，用于解决IPv4地址耗尽的问题。
物理层上所传数据的单位是比特。物理层的任务就是透明地传送比特流。
03
物理层技术
物理层的基本概念
物理层的定义
物理层是计算机网络体系结构中 的最低层，负责建立、管理和释 放物理连接，提供透明的比特流
传输服务。
物理层的功能
实现计算机之间的物理连接，为数 据链路层提供可靠的传输媒EIA/TIA-499、 V.35、RJ-45等。
运输层
运输层的任务就是负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传 输服务。应用进程利用该服务传送应用层报文。
03
网络层
网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时，
网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。
五层协议体系结构
数据链路层
两台主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的，这就需要使用专门的链路层的协议。在两个相邻节 点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧，在两个相邻节点间的链路上传送帧。
可靠传输机制
为了保证数据的可靠传输，数据链路层采用了确认和重传机制。当接收方收到发送方发 送的数据后，会向发送方发送确认信息；如果发送方在一段时间内未收到确认信息，则
会重传数据。
数据链路层设备
网卡（Network Interface Card，NIC）：网卡是计算 机与局域网相互连接的接口 ，它负责将计算机内部的数 字信号转换为适合在信道上 传输的信号。
CIDR表示法是一种无类别域间路由的表示法，用于表示子网掩码和IP地址的对应关系， 格式为IP地址/子网掩码长度。
IPv6地址及配置
1 2 3
IPv6地址
IPv6地址是128位的二进制数，采用冒号十六进 制表示法，用于解决IPv4地址耗尽的问题。
PPT第二版-第四章-计算机网络基础教程(第2版)-吴辰文-清华大学出版社
r 。重传应退后的时间就是倍的争用期。上面的参k 数 按
下面的公式计算： k Min[重传次数，10]
（3）当重传达16次仍不能成功时（这表明同时打算发送数据 的站太多，以致连续发生冲突），则丢弃该帧，并向高层 报告。
4.2.2 以太网的性能
这里一个站在发送帧时出现了冲突，经过一个争用期后，可能又出 现了冲突。这样经过若干个争用期后，一个站发送成功了。假定发 送帧的时间为，它等于帧长（bit）除以发送速率（10Mbps）。
B
4.2.1 CSMA/CD协议
截断二进制指数退避算法让发生冲突的站在停止发送数据 后，不是等待信道变为空闲就立即发送数据，而是推迟一 个随机的时间，这样做是为了重传时再发生冲突的概率很 小。具体的退避算法如下： （1）确定基本退避时间，就是它的争用期 2 ，以太网把争
用期定为51.2 μs 。
（2）从离散的整数集合 0,1,,(2k 1)中随机取出一个数，记为
IEEE的注册管理机构RA（Registration Authority）是局域 网全球地址的法定管理机构，它负责分配地址字段6个字节中 的前3个字节（即高24位）。
t=0 A
1 km
t A 检测到发生碰撞
碰撞
t = 2 t= 0
A 检测到 信道空闲 A 发送数据
A
B 检测到发生碰撞
A
t = 2 A 检测到 发生碰撞
A
STOP A
STOP
B B 发送数据
t= t=
单程端到端
传播时延记为
B
t=
B
B 检测到信道空闲 发送数据
t=/2 B 发生碰撞
t=
B
B 检测到发生碰撞 停止发送
IEEE 802 参考模型
下面的公式计算： k Min[重传次数，10]
（3）当重传达16次仍不能成功时（这表明同时打算发送数据 的站太多，以致连续发生冲突），则丢弃该帧，并向高层 报告。
4.2.2 以太网的性能
这里一个站在发送帧时出现了冲突，经过一个争用期后，可能又出 现了冲突。这样经过若干个争用期后，一个站发送成功了。假定发 送帧的时间为，它等于帧长（bit）除以发送速率（10Mbps）。
B
4.2.1 CSMA/CD协议
截断二进制指数退避算法让发生冲突的站在停止发送数据 后，不是等待信道变为空闲就立即发送数据，而是推迟一 个随机的时间，这样做是为了重传时再发生冲突的概率很 小。具体的退避算法如下： （1）确定基本退避时间，就是它的争用期 2 ，以太网把争
用期定为51.2 μs 。
（2）从离散的整数集合 0,1,,(2k 1)中随机取出一个数，记为
IEEE的注册管理机构RA（Registration Authority）是局域 网全球地址的法定管理机构，它负责分配地址字段6个字节中 的前3个字节（即高24位）。
t=0 A
1 km
t A 检测到发生碰撞
碰撞
t = 2 t= 0
A 检测到 信道空闲 A 发送数据
A
B 检测到发生碰撞
A
t = 2 A 检测到 发生碰撞
A
STOP A
STOP
B B 发送数据
t= t=
单程端到端
传播时延记为
B
t=
B
B 检测到信道空闲 发送数据
t=/2 B 发生碰撞
t=
B
B 检测到发生碰撞 停止发送
IEEE 802 参考模型
计算机网络基础教程ppt课件
典型广域网技术介绍
电路交换技术
分组交换技术
通过建立和释放物理电路连接来实现数据传 输，包括时分多路复用（TDM）和频分多路 复用（FDM）等方式。
将待传输数据分割成若干个分组，每个分组 独立选择传输路径，实现动态分配传输带宽， 包括数据报和虚电路两种方式。
ATM技术
帧中继技术
基于信元的交换和传输技术，支持多种业务 类型，具有高速、低延迟、面向连接等特点。
为用户提供各种网络服务，如电 子邮件、文件传输等。
传输层 会话层 表示层 应用层
提供端到端的可靠传输服务，确 保数据的完整性和顺序性。
负责数据的格式转换和加密解密 等工作，确保不同系统之间的数 据能够正确传输。
TCP/IP四层模型
网络接口层
对应OSI的物理层和数据链路层， 负责数据的传输和接收。
传输层
以太网应用
广泛应用于局域网建设，支持多种传输 介质（如双绞线、光纤等）和多种速率 （如10Mbps、100Mbps、1Gbps 等）。
无线局域网技术与应用
无线局域网技术
基于IEEE 802.11标准，通过无线方式构建局域网，实现移动设备的无线接入。
无线局域网应用
广泛应用于家庭、办公室、公共场所等场景，提供无线互联网接入服务。同时，也 支持多种安全加密技术，保障数据传输安全。
对应OSI的传输层，提供可靠的 传输服务，确保数据的完整性和 顺序性。主要协议有TCP和UDP。
01 02 03 04
网络层
对应OSI的网络层，负责数据包 的路由和转发。
应用层
对应OSI的会话层、表示层和应 用层，为用户提供各种网络服务， 如HTTP、FTP、DNS等。
常见网络协议及功能
计算机网络技术基础ppt课件
动态路由配置
运行动态路由协议（如OSPF、EIGRP、BGP等），自动学习和更新路由表。适用于复杂 网络和大规模网络。
VPN技术原理及应用
• VPN（Virtual Private Network）技术原理：通过在公共网络上建立加 密隧道，实现远程用户或分支机构与内部网络资源的安全访问。VPN技 术采用隧道技术、加密技术和身份认证技术等手段，确保数据传输的安 全性和私密性。
异构性
连接不同类型的网络和设备，需要解决不同网络之间的兼容性问题。
路由器工作原理及配置方法
路由器工作原理
路由器是网络层设备，根据网络层地址（IP地址）进行路由选择和数据转发。路由器通过 维护路由表来实现路由选择，根据路由表中的信息将数据报文转发到目标网络。
静态路由配置
手动配置路由表，指定目标网络和下一跳地址或出口接口。适用于简单网络和特定场景。
THANKS
感谢观看
通信基本概念
通信的定义
通过某种媒体进行的信息传递和交流。
通信系统的组成
信源、信宿、信道、编码器、解码器、调制器、解调器等。
通信方式
单工、半双工和全双工。
模拟信号与数字信号
01 02
模拟信号
连续变化的物理量表示的信息，其信号的幅度，或频率，或相位随时间 作连续变化，或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在 任意瞬间呈现为任意数值的信号。
防火墙
用于保护网络安全， 防止非法访问和攻击 。
网关
用于连接不同协议的 网络，实现协议转换 和数据传输。
04
局域网技术
局域网概述及特点
01
局域网定义：在有限地理范围内，通过高速通信线路将各 种计算机设备互连起来，实现数据传输和资源共享的计算 机网络。
运行动态路由协议（如OSPF、EIGRP、BGP等），自动学习和更新路由表。适用于复杂 网络和大规模网络。
VPN技术原理及应用
• VPN（Virtual Private Network）技术原理：通过在公共网络上建立加 密隧道，实现远程用户或分支机构与内部网络资源的安全访问。VPN技 术采用隧道技术、加密技术和身份认证技术等手段，确保数据传输的安 全性和私密性。
异构性
连接不同类型的网络和设备，需要解决不同网络之间的兼容性问题。
路由器工作原理及配置方法
路由器工作原理
路由器是网络层设备，根据网络层地址（IP地址）进行路由选择和数据转发。路由器通过 维护路由表来实现路由选择，根据路由表中的信息将数据报文转发到目标网络。
静态路由配置
手动配置路由表，指定目标网络和下一跳地址或出口接口。适用于简单网络和特定场景。
THANKS
感谢观看
通信基本概念
通信的定义
通过某种媒体进行的信息传递和交流。
通信系统的组成
信源、信宿、信道、编码器、解码器、调制器、解调器等。
通信方式
单工、半双工和全双工。
模拟信号与数字信号
01 02
模拟信号
连续变化的物理量表示的信息，其信号的幅度，或频率，或相位随时间 作连续变化，或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在 任意瞬间呈现为任意数值的信号。
防火墙
用于保护网络安全， 防止非法访问和攻击 。
网关
用于连接不同协议的 网络，实现协议转换 和数据传输。
04
局域网技术
局域网概述及特点
01
局域网定义：在有限地理范围内，通过高速通信线路将各 种计算机设备互连起来，实现数据传输和资源共享的计算 机网络。
计算机网络答案(吴功宜版-清华大学出版社)2PPT课件
4.广域网采用的数据交换技术主要有几种类型？它们各有什么特点？
（1）线路交换：具有通信实时性强的优点，适用于交互式会话类通信。
（2）存储转发交换：可以共享通信信道，线路的利用率高，可以
.
4
平滑通信量，提高系统效率，减少传输错误，提高系统可靠性。
5. 网络多媒体传输有哪几个主要的基本特性？请说明传输连续的音频、视 频流所需求的通信带宽。
4．如何理解OSI参考模型中的“OSI环境”的概念？
“OSI环境”即OSI参考模型所描述的范围，包括联网计算机系统中的 应用层到物理层的7层与通信子网，连接结点的物理传输介质不包括在内。
5．请描述在OSI参考模型中数据传输的基本过程
1）应用进程A的数据传送到应用层时，加上应用层控制报头，组织成
应用层的服务数据单元，然后传输到表示层
2）表示层接收后，加上本层控制报头，组织成表示层的服务数据单
.
8
元，然后传输到会话层。依此类推，数据传输到传输层 3）传输层接收后，加上本层的控制报头，构成了报文，然后传输到网
络层 4）网络层接收后，加上本层的控制报头，构成了分组，然后传输到数
据链路层 5）数据链路层接收后，加上本层的控制信息，构成了帧，然后传输到
特性： 高传输带宽要求；不同类型的数据对传输的要求不同；连续性和 实时性要求；低时延要求、同步要求；多方参与通信。
所需带宽为184Mbps。
6. 你是如何理解”网络计算“概念？请举出移动计算网络、多媒体网络、 网络并行计算，网格计算，存储区域网络，与网络分布式计算等几个方面 的应用实例。
网络计算：网络计算环境包含丰富的计算，数据，存储，传输等各类
相同点： 1）两者对实现服务的协议的复杂性. 与传输的可靠性有很大的影响 9
相关主题
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13
体会与思考
注重原理，注重实践
搞懂计算机网络的基本原理，才能明辨不断涌现的“新技 术” NGI vs NGN, IPv6 vs IPv9…
实践是检验真理的标准 理解协议的最有效办法是实现协议
“计算机网络原理”课程教学伴随着清华大学计算 机网络研究的发展而不断前进
第一代清华大学校园网，X.25交换机 CERNET，大规模网管系统 BW12000系列高性能IPv4/v6路由器 CNGI-CERNET2/6IX
11
清华大学的相关网络课程
扩大课程教学的广度
信息学院各系的计算机网络课程 面向全校的计算机网络课程
加深课程教学的深度
本课生后续网络课程 研究生网络专题课程
12
课程建设规划
进一步完善课程体系
2006年，增设了《计算机网络专题训练》课程 需要统筹安排两门课的教学内容，特别是实验安排，
讲授与实验相结合
强调实验的重要性，掌握重要协议的基本实现技术 注重教学与科研结合，利用科研优势，提高教学水平
9
教学方式和课程特色
不断灌输互联网的技术文化
IETF
鼓励和引导探索式学习方式和团队精神
布置前沿问题，鼓励学生调研，探索解决方案，激发 学习热情
组成3－5人小组，团结协作，课堂报告，锻炼表达
14
体会与思考
坚持高水平的科研工作
教师队伍长期从事计算机网络科研工作，取得明显成果 研制完成的“IPv6核心路由器”项目获得通信学会和计
算机学会的一等奖和国家科技进步二等奖 研制完成的CNGI-CERNET2/6IX项目，获得教育部高
校科技进步一等奖和国家科技进步二等奖
师者，传道受业解惑也。
采用先进的网络教学手段
使用电子教案，重分利用网络学堂，发布教学信息， 进行师生讨论
开展课堂讨论和交流，激发学生的学习热情
10
先进的实验装置：NetRiver 2000
科研促进教学
网络实验的特点
协议种类繁多，原理与细节缠绕 实验难度大，学生只能在应用层做协议开发实验
自主研制计算机网络实验系统NetRiver 2000
教师，不但要向学生传授科学知识和科学方法，更要培 养学生的科学思想和科学精神
15
谢谢！
16
5
参考教材
6
教学内容的特点
基础性
讲授计算机网络基本概念、体系结构和基本协议原理 掌握目前互联网的工作原理和基本协议 是计算机专业学生系统学习计算机网络的第一门课程，
是必修的专业基础课
前沿性
不断结合计算机网络技术发展，更新教学内容 注重对下一代互联网体系结构和IPv6协议研究的介绍 强化对网络核心的路由和交换问题的介绍 删除逐渐被淘汰的技术，如X.25，ATM，令牌总线等
计算机网络原理课 的教学体会与思考
吴建平 计算机科学与技术系，清华大学
2008.5.25
1
主要内容
课程概况 课程指导思想和定位 主要教学内容、参考教材 教学内容的特点 教学方式和课程特色 先进的教学装置 课程建设规划 体会与思考
2
课程概况
课程主要内容
介绍计算机网络的概念、原理、协议和体系结构 通过实验，掌握计算机网络的基本实现技术
4
主要教学内容和学时分配
第一章
引言
3
第二章
计算机网络的体系结构
6
第三章
数据通信的基本原理
3
第四章
物理层接口及其协议
3
第五章
数据链路控制及其协议
9
第六章
局域网技术
6
第七章
网络互联和访问控制
6
第八章
运输层的可靠传输
3
第九章
计算机网络应用
6
第十章
计算机网络新技术
3
共计
（包括课外16学时） 48＋16＝64
7
教学内容的特点
实践性
坚持理论知识和实践技能并重，坚持课堂讲授和课后 训练结合
提供多层次的辅导和充分的自主实践环节，独立完成 实验
改革考试方式，强调实践环节
把科研成果应用到教学实践
基于“IPv6核心路由器”项目，研制完成了支持多层 协议开发、调试和自动测试的计算机网络实验系统
பைடு நூலகம்做到连续性和层次性
教学内容与时俱进
计算机网络技术发展迅速，在保证基本结构、基本原 理相对稳定的前提下，在教学内容中适度增加对新技 术介绍
教材建设
已经完成《计算机网络原理》初稿 《计算机网络原理实验教程》，机械工业出版社出版
完善教学课件和教学网站建设 完善计算机网络实验系统
下一代互联网方面的研究成果已应用到网络课教学中， 增强了下一代网络体系结构和IPv6协议的课程内容
8
教学方式和课程特色
基础理论与前沿研究相结合
讲解基础理论知识，推荐经典论文阅读 结合前沿研究，调整教学内容 安排前沿技术讲座和下一代互联网网络中心参观
协议原理与实现细节相结合
从面上介绍协议的基本构成和基本工作原理 选取典型协议，要求学生编程实现，掌握协议细节
1985年开设 1985－1997，计算机系本科选修课程，48学时 1998至今，计算机系本科必修课程，64学时
2006年，增加了辅助课程 “计算机网络专题训 练”（计算机系本科必修课程），16学时
是计算机系的专业基础课程，必修课程和主干课 程，面向计算机专业高年级本科生
选课人数170－200人
利用IPv6核心路由器方面的科研成果自主研制成功 提供多层协议功能和自动测试，大大提高了实验水平
应用效果良好
2006年秋季学期，为计算机系180多名学生提供实验 2007年1月，校园网dragonlab实验室使用一台NetRiver
2000提供网上远程实验服务 （http://203.91.120.151/test/index.php）
3
课程指导思想和定位
课程指导思想
计算机网络已经成为重要基础设施 国内外高校均把该课程作为计算机系主干课程 承上启下
课程定位
了解计算机网络的基本概念 掌握网络各层协议的基本工作原理及其技术 学会计算机网络的基本设计方法 对典型计算机互联网络的特点和具体实现有基本印象 为后续计算机网络及应用的专题学习和研究打下基础
体会与思考
注重原理，注重实践
搞懂计算机网络的基本原理，才能明辨不断涌现的“新技 术” NGI vs NGN, IPv6 vs IPv9…
实践是检验真理的标准 理解协议的最有效办法是实现协议
“计算机网络原理”课程教学伴随着清华大学计算 机网络研究的发展而不断前进
第一代清华大学校园网，X.25交换机 CERNET，大规模网管系统 BW12000系列高性能IPv4/v6路由器 CNGI-CERNET2/6IX
11
清华大学的相关网络课程
扩大课程教学的广度
信息学院各系的计算机网络课程 面向全校的计算机网络课程
加深课程教学的深度
本课生后续网络课程 研究生网络专题课程
12
课程建设规划
进一步完善课程体系
2006年，增设了《计算机网络专题训练》课程 需要统筹安排两门课的教学内容，特别是实验安排，
讲授与实验相结合
强调实验的重要性，掌握重要协议的基本实现技术 注重教学与科研结合，利用科研优势，提高教学水平
9
教学方式和课程特色
不断灌输互联网的技术文化
IETF
鼓励和引导探索式学习方式和团队精神
布置前沿问题，鼓励学生调研，探索解决方案，激发 学习热情
组成3－5人小组，团结协作，课堂报告，锻炼表达
14
体会与思考
坚持高水平的科研工作
教师队伍长期从事计算机网络科研工作，取得明显成果 研制完成的“IPv6核心路由器”项目获得通信学会和计
算机学会的一等奖和国家科技进步二等奖 研制完成的CNGI-CERNET2/6IX项目，获得教育部高
校科技进步一等奖和国家科技进步二等奖
师者，传道受业解惑也。
采用先进的网络教学手段
使用电子教案，重分利用网络学堂，发布教学信息， 进行师生讨论
开展课堂讨论和交流，激发学生的学习热情
10
先进的实验装置：NetRiver 2000
科研促进教学
网络实验的特点
协议种类繁多，原理与细节缠绕 实验难度大，学生只能在应用层做协议开发实验
自主研制计算机网络实验系统NetRiver 2000
教师，不但要向学生传授科学知识和科学方法，更要培 养学生的科学思想和科学精神
15
谢谢！
16
5
参考教材
6
教学内容的特点
基础性
讲授计算机网络基本概念、体系结构和基本协议原理 掌握目前互联网的工作原理和基本协议 是计算机专业学生系统学习计算机网络的第一门课程，
是必修的专业基础课
前沿性
不断结合计算机网络技术发展，更新教学内容 注重对下一代互联网体系结构和IPv6协议研究的介绍 强化对网络核心的路由和交换问题的介绍 删除逐渐被淘汰的技术，如X.25，ATM，令牌总线等
计算机网络原理课 的教学体会与思考
吴建平 计算机科学与技术系，清华大学
2008.5.25
1
主要内容
课程概况 课程指导思想和定位 主要教学内容、参考教材 教学内容的特点 教学方式和课程特色 先进的教学装置 课程建设规划 体会与思考
2
课程概况
课程主要内容
介绍计算机网络的概念、原理、协议和体系结构 通过实验，掌握计算机网络的基本实现技术
4
主要教学内容和学时分配
第一章
引言
3
第二章
计算机网络的体系结构
6
第三章
数据通信的基本原理
3
第四章
物理层接口及其协议
3
第五章
数据链路控制及其协议
9
第六章
局域网技术
6
第七章
网络互联和访问控制
6
第八章
运输层的可靠传输
3
第九章
计算机网络应用
6
第十章
计算机网络新技术
3
共计
（包括课外16学时） 48＋16＝64
7
教学内容的特点
实践性
坚持理论知识和实践技能并重，坚持课堂讲授和课后 训练结合
提供多层次的辅导和充分的自主实践环节，独立完成 实验
改革考试方式，强调实践环节
把科研成果应用到教学实践
基于“IPv6核心路由器”项目，研制完成了支持多层 协议开发、调试和自动测试的计算机网络实验系统
பைடு நூலகம்做到连续性和层次性
教学内容与时俱进
计算机网络技术发展迅速，在保证基本结构、基本原 理相对稳定的前提下，在教学内容中适度增加对新技 术介绍
教材建设
已经完成《计算机网络原理》初稿 《计算机网络原理实验教程》，机械工业出版社出版
完善教学课件和教学网站建设 完善计算机网络实验系统
下一代互联网方面的研究成果已应用到网络课教学中， 增强了下一代网络体系结构和IPv6协议的课程内容
8
教学方式和课程特色
基础理论与前沿研究相结合
讲解基础理论知识，推荐经典论文阅读 结合前沿研究，调整教学内容 安排前沿技术讲座和下一代互联网网络中心参观
协议原理与实现细节相结合
从面上介绍协议的基本构成和基本工作原理 选取典型协议，要求学生编程实现，掌握协议细节
1985年开设 1985－1997，计算机系本科选修课程，48学时 1998至今，计算机系本科必修课程，64学时
2006年，增加了辅助课程 “计算机网络专题训 练”（计算机系本科必修课程），16学时
是计算机系的专业基础课程，必修课程和主干课 程，面向计算机专业高年级本科生
选课人数170－200人
利用IPv6核心路由器方面的科研成果自主研制成功 提供多层协议功能和自动测试，大大提高了实验水平
应用效果良好
2006年秋季学期，为计算机系180多名学生提供实验 2007年1月，校园网dragonlab实验室使用一台NetRiver
2000提供网上远程实验服务 （http://203.91.120.151/test/index.php）
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课程指导思想和定位
课程指导思想
计算机网络已经成为重要基础设施 国内外高校均把该课程作为计算机系主干课程 承上启下
课程定位
了解计算机网络的基本概念 掌握网络各层协议的基本工作原理及其技术 学会计算机网络的基本设计方法 对典型计算机互联网络的特点和具体实现有基本印象 为后续计算机网络及应用的专题学习和研究打下基础