网络基础课件NET01第1章计算机网络概论
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斯’ (1944年1月10日运行，长4．9米，宽1．8米，高 2．3米，重 约4吨 )。
• 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
– 将地理上分散的多个终端通过数据通信系统将数据传到1台IBM的 计算机上进行防空信息集中处理和控制。
• 用户可通过单一终端或接入方式使用文字、话音、数据、图像、 视频等各类信息服务，网络资源利用水平进一步提高。
• 国家广播电影电视总局和信息产业部2008年联合发布互联网视听 节目服务管理规定 ，2008年2月1日出台三网融合政策，加强宽 带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息网络资源的统筹规 划和管理，促进网络和信息资源共享。
– ISO正式制订了开放系统互连参考模型（OSI/RM），制订了一 系列的协议标准；
• 在1969年ARPAnet的实验性阶段，研究人员就开始了 TCP/IP协议雏形的研究；
– TCP/IP协议的成功促进了Internet的发展，Internet的发展又进 一步扩大了TCP/IP协议的影响。
• 20世纪80年代未90年代初
2
1.1 计算机网络的形成与发展
1.1.1 计算机网络发展阶段的划分
• 第一阶段：20世纪50年代
数据通信技术的研究与发展
• 第二阶段：20世纪60年代
ARPAnet与分组交换技术的研究与发展（里程碑）
• 第三阶段：20世纪70年代
广域网、局域网与分组交换技术的研究与应用 网络体系结构与协议标准化的研究 OSI/RM （ISO） ，TCP/IP（ ARPAnet）
统，能实现下列重要功能：
– （1）传输文件
– （2）收发电子邮件（E-mail，收发EMAIL有哪些方式？ ）
命令方式、客户端程序方式、基于WEB方式！ • 2)、资源共享
– 共享的资源包括：硬件、软件及数据（含信息）等资源。
– 共享资源：指的是网上用户能够部分或全部地使用计算机网络资源，
使计算机网络中的资源互通有无、分工协作，从而大大地提高硬件、 软件和数据资源的利用率。
第1章 计算机网络概论
1
本章学习要求：
• 了解：计算机网络的形成与发展过程 • 掌握：计算机网络的定义与分类方法 • 掌握：计算机网络的组成与结构的基本概念 • 掌握：计算机网络拓扑构型的定义、分类与特点 • 掌握：计算机网络的主要功能 • 掌握：分组交换技术的基本概念 • 了解：典型的计算机网络 • 了解：网络计算研究与应用的发展
• 四种网的关系
18
局域网技术特点
• 计算机通过高速线路相 连组成的网络。限定在 较小的区域内，如一个 实验室、一栋楼、一所 学校、一个单位等。
• 范围 – 几十M~几KM
• 带宽 – 10Mbps~10Gbps
• 网络设备组成特征 – 没有路由器
19
局域网的应用领域
• 个人计算机局域网 • 大型计算设备群的后端网络 • 存储区域网络 • 办公室与实验室的网络 • 企业与学校的主干网（不包含路由器）
• 第四阶段：20世纪90年代 (Internet技术的广泛应用)
宽带城域网与接入网技术的研究与发展为社会信息化提供技术基础 网络与信息安全技术的研究与发展为网络应用提供保障 网络计算技术的研究与发展成为网络应用与研究的热点
3
你能利用INTERNET网做什么？
• 1.浏览网页、查阅资料 • 2.收发电子邮件 • 3.视频 • 4.聊天 • 5.课程学习、远程教学、网络学校 • 6. 网上看电视( IPTV，如 PPSTREAM、PPMATE、PPLIVE、UUSEE等) • 7. 网上实时通信、打电话(VOIP，SKYPE、QQ、MSN等) • 8.网上购物(淘宝网等)、网上店铺 • 9.网上贸易 • 10.网上看报 • 11.网上炒股 • 12.网上书店（当当网等） • 13.网上通缉 • 14.网上论坛（BBS等） • 15.网上博客 、播客 • 16.网上办公、网上在线考试 • 等等……
20
广域网技术特点
• 广域网也称为远程网
• 网络计算技术已经成为重要的网络应用与研究领域。
– 移动网络计算、网络多媒体计算、网络并行计算、 – 网格计算、存贮区域网络等
7
基于Web技术的Internet应用的高速发展
• 搜索引擎应用
– 人肉搜索不一样
• P2P对等网络应用
– 成员计算机可充当客户与服务器两个不同的角色
• 博客 blog 应用 • 播客 podcast 应用 • 即时通信应用
议。
12
计算机网络定义1
• 具有独立功能的自治计算机系统利用通信 介质，通过约定协议技术互连形成计算机 集合。
• Internet网是网络的网络(网络互联)，Web 是分布式系统(Distributed System)。现代 网络技术涉及Internet及Web系统。
• 计算机网络技术是通信技术和计算机技术 结合，相互之渗透的结果。
• 宽带城域网使得传统的电信服务业务(ISDN、DDN)与 Internet应用的界限越来越模糊；
• 宽带城域网使得电信传输网、计算机网络与广播电视 网的界限越来越模糊。
• 新一代网络——全光网络（AON）最终将实现三网融合
– 宽带通信网、数字电视网、下一代互联网 – “三网融合”将为用户带来更丰富便捷的信息服务。
17
1、根据网络的覆盖范围进行划分
• 局域网
– 简称LAN，Local Area Network。
• 城域网
– 简称MAN，Metropolitan Area Network。
• 广域网
– 简称WAN，Wide Area Network。
• 接入网***
– 简称AN ，Access Network。
13
计算机网络定义2（建议）
• 将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计 算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连
接起来，并配置网络软件，以实现计算机资源共享
为目的的系统。 包含四要素:
– 独立计算机或设备：
• 微型计算机、大型计算机、巨型计算机、网络打印机、网络扫描 仪等。
– 通信线路及设备：
• 3)、进行数据信息的集中和综合处理
– 将分散在各地计算机中的数据资料集中或分级管理，并经综合处理
后形成各种报表，提供给管理者或决策者分析和参考，如自动订票
系统、数据的收集和处理系统(卫星云图的计算)等。
15
1.2.2 计算机网络主要功能（续）
• 4)、进行均衡负载和分布式处理
– 对于较大型的综合问题，通过一定的算法将任务分交给不同的计算 机，从而达到均衡网络资源，实现分布处理的目的。此外，利用网 络技术，能将多台计算机连成具有高性能的计算机系统，以并行的 方式共同来处理一个复杂的问题，这就是当今称之为协同式计算机 的一种网络计算模式。
– 以太网技术、综合布线PDS技术、网络操作系统成功应用、 FDDI作为高速与主干网迅速发展，使得网络应用规模不断膨胀6
1.1.4 Internet的应用与网络计算技术发展
• 1993年美国NII国家信息基础设施（俗称信息高速公路） 建设，带动全球信息化的发展。
– NII的迅速发展，促进了Internet的广泛应用，促进了电子商 务、电子政务、远程教育、远程医疗、分布式计算与多媒体 网络应用的发展；
16
1.2.3 计算机网络的分类
• 对网络进行分类,目的是对网络有个更好地区分 和理解,虽然对网络所提供的功能、服务没有什 么影响，但掌握网络的各种分类，可以更好地 理解网络的各种概念。网络的分法划分 – 2、根据网络数据传输技术进行划分 – 3、根据通信传输介质进行划分 – 4、根据网络的数据传输和系统的拥有者进行划分 – 5、根据企业管理下网络互联情况进行划分
• 双绞线、同轴电缆、光纤、通信卫星、微波、交换机、路由器。
– 网络软件：
• 网络协议、信息交换方式、网络操作系统 。
– 网络资源：
• 硬件、软件、数据（含信息）。
14
1.2.2 计算机网络主要功能
• 1)、数据通信
– 数据通信即数据传送，是计算机网络的最基本功能之一。从通信角 度看，计算机网络其实是一种计算机通信系统。作为计算机通信系
– xDSL铜线接入技术 – 光纤接入技术 – LAN接入技术 – 无线接入技术 – 有线电视(CATV)接入技术 – 电力载波接入 技术
9
宽带城域网概念的产生
• 当前城域网的概念泛指网络运营商在城市范围 内提供各种信息服务业务的所有网络；
• 它是以宽带光传输网为开放平台，以TCP/IP协 议为基础，与运营商的广域计算机网络、广播 电视网、传统电话交换网PSTN互连互通的本 地综合业务网络ISDN；
• 高速局域网网络技术发展迅速
– Fast Ethernet（FE）、Gigabit Ethernet（GE）、 10Gb/s的 Ethernet已开始进入实用阶段
– 速率为100Gb/s的Ethernet网正在研究之中；
• 基于光纤与IP技术的宽带城域网与宽带接入网技术已 经成为研究、应用与产业发展的热点问题之一；
• 为了满足语音、数据、图像、多媒体应用的需 求，现实意义上的城域网一定是能提供高传输 速率和保证服务质量的网络系统； —— 传统意义上的城域网扩展到宽带城域网
10
宽带城域网在网络概念与技术上引起的重大变化：
• 宽带城域网使得传统的局域网、城域网与广域网在技 术上的界限越来越模糊；
• 宽带城域网使得传统的电信传输网技术与计算机网络 技术的界限越来越模糊；
– 20世纪60年代初，美国航空公司建成航空订票系统SABRE-1（1台 计算机和2000多个订票终端，电话线连接）就是一种典型的计算 机和通信技术相结合的产物
• 随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互连的需求， 网络用户希望通过网络实现计算机资源共享的目的； 5
– 典型的研究成果是ARPAnet。
– iPodder 、iPhone、IP电话
• 网络电视应用
– IPTV：PPStream、PPMate、PPLive、UUSee
8
1.1.5 宽带网络与无线网络技术的研究与发展
• 20世纪80年代后期提出了城域网MAN的概念； • 城域网是以光纤为传输介质，能够提供高传输速率、支持综
合业务数据传输、覆盖跨度在50公里到100公里的城市范围， 实现高速宽带传输的数据通信网络； • 早期的城域网的首选技术光纤环网，产品是光纤分布式数据 接口FDDI。 • 目前常用的宽带接入技术(相对应MODEM窄带接入)
• 5）、提高了系统的可靠性和可用性
– 计算机系统可靠性的提高主要表现在计算机网络中每台计算机都可 以依赖计算机网络相互为后备机，一旦某台计算机出现故障，其它 的计算机可以马上承担起原先由该故障机所担负的任务，避免了系 统的瘫痪使得计算机的可靠性得到了大大的提高。
– 计算机可用性的提高是指当计算机网络中某一台计算机负载过重时， 计算机网络能够进行智能的判断，并将新的任务转交给计算机网络 中较空闲的计算机去完成，这样就能均衡每一台计算机的负载，提 高了每一台计算机的可用性。
11
1.2 计算机网络的定义、功能与分类
1.2.1 计算机网络定义的基本内容
资源共享观点的定义：以能够相互共享资源的方 式互连起来的自治计算机系统的集合。
• 网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享； • 互连的计算机是分布在不同地理位置的多台独立
的“自治计算机系统”； • 连网计算机在通信过程中必须遵循相同的网络协
4
1.1.2 计算机网络的形成
• 1946年(2月14日)世界上第一台电子数字计算机ENIAC*(宾 夕法尼亚大学官方文件名称 )诞生，（电子数字积分器与 计算器）自称：“第一台全电子数字计算机 ”,30 吨,170m2
– 计算机技术与通信技术并没有直接的联系； – “洛伦茨”加密机（德国） ； – 汤米·费劳尔斯博士 （英国），世界上第一台电子计算机‘科洛萨
1.1.3 网络体系结构与协议标准化的研究
• 一些大的计算机公司纷纷提出了各种网络体系结构与网 络协议，但互相不兼容；
– IBM公司的系统网络体系结构：SNA – DEC公司的数字网络体系结构：DNA – UNIVAC公司的分布式计算机体系结构：DCA
• 国际标准化组织（ISO）成立专门委员会研究网络体系 结构与网络协议国际标准化问题；
• 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
– 将地理上分散的多个终端通过数据通信系统将数据传到1台IBM的 计算机上进行防空信息集中处理和控制。
• 用户可通过单一终端或接入方式使用文字、话音、数据、图像、 视频等各类信息服务，网络资源利用水平进一步提高。
• 国家广播电影电视总局和信息产业部2008年联合发布互联网视听 节目服务管理规定 ，2008年2月1日出台三网融合政策，加强宽 带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息网络资源的统筹规 划和管理，促进网络和信息资源共享。
– ISO正式制订了开放系统互连参考模型（OSI/RM），制订了一 系列的协议标准；
• 在1969年ARPAnet的实验性阶段，研究人员就开始了 TCP/IP协议雏形的研究；
– TCP/IP协议的成功促进了Internet的发展，Internet的发展又进 一步扩大了TCP/IP协议的影响。
• 20世纪80年代未90年代初
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1.1 计算机网络的形成与发展
1.1.1 计算机网络发展阶段的划分
• 第一阶段：20世纪50年代
数据通信技术的研究与发展
• 第二阶段：20世纪60年代
ARPAnet与分组交换技术的研究与发展（里程碑）
• 第三阶段：20世纪70年代
广域网、局域网与分组交换技术的研究与应用 网络体系结构与协议标准化的研究 OSI/RM （ISO） ，TCP/IP（ ARPAnet）
统，能实现下列重要功能：
– （1）传输文件
– （2）收发电子邮件（E-mail，收发EMAIL有哪些方式？ ）
命令方式、客户端程序方式、基于WEB方式！ • 2)、资源共享
– 共享的资源包括：硬件、软件及数据（含信息）等资源。
– 共享资源：指的是网上用户能够部分或全部地使用计算机网络资源，
使计算机网络中的资源互通有无、分工协作，从而大大地提高硬件、 软件和数据资源的利用率。
第1章 计算机网络概论
1
本章学习要求：
• 了解：计算机网络的形成与发展过程 • 掌握：计算机网络的定义与分类方法 • 掌握：计算机网络的组成与结构的基本概念 • 掌握：计算机网络拓扑构型的定义、分类与特点 • 掌握：计算机网络的主要功能 • 掌握：分组交换技术的基本概念 • 了解：典型的计算机网络 • 了解：网络计算研究与应用的发展
• 四种网的关系
18
局域网技术特点
• 计算机通过高速线路相 连组成的网络。限定在 较小的区域内，如一个 实验室、一栋楼、一所 学校、一个单位等。
• 范围 – 几十M~几KM
• 带宽 – 10Mbps~10Gbps
• 网络设备组成特征 – 没有路由器
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局域网的应用领域
• 个人计算机局域网 • 大型计算设备群的后端网络 • 存储区域网络 • 办公室与实验室的网络 • 企业与学校的主干网（不包含路由器）
• 第四阶段：20世纪90年代 (Internet技术的广泛应用)
宽带城域网与接入网技术的研究与发展为社会信息化提供技术基础 网络与信息安全技术的研究与发展为网络应用提供保障 网络计算技术的研究与发展成为网络应用与研究的热点
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你能利用INTERNET网做什么？
• 1.浏览网页、查阅资料 • 2.收发电子邮件 • 3.视频 • 4.聊天 • 5.课程学习、远程教学、网络学校 • 6. 网上看电视( IPTV，如 PPSTREAM、PPMATE、PPLIVE、UUSEE等) • 7. 网上实时通信、打电话(VOIP，SKYPE、QQ、MSN等) • 8.网上购物(淘宝网等)、网上店铺 • 9.网上贸易 • 10.网上看报 • 11.网上炒股 • 12.网上书店（当当网等） • 13.网上通缉 • 14.网上论坛（BBS等） • 15.网上博客 、播客 • 16.网上办公、网上在线考试 • 等等……
20
广域网技术特点
• 广域网也称为远程网
• 网络计算技术已经成为重要的网络应用与研究领域。
– 移动网络计算、网络多媒体计算、网络并行计算、 – 网格计算、存贮区域网络等
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基于Web技术的Internet应用的高速发展
• 搜索引擎应用
– 人肉搜索不一样
• P2P对等网络应用
– 成员计算机可充当客户与服务器两个不同的角色
• 博客 blog 应用 • 播客 podcast 应用 • 即时通信应用
议。
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计算机网络定义1
• 具有独立功能的自治计算机系统利用通信 介质，通过约定协议技术互连形成计算机 集合。
• Internet网是网络的网络(网络互联)，Web 是分布式系统(Distributed System)。现代 网络技术涉及Internet及Web系统。
• 计算机网络技术是通信技术和计算机技术 结合，相互之渗透的结果。
• 宽带城域网使得传统的电信服务业务(ISDN、DDN)与 Internet应用的界限越来越模糊；
• 宽带城域网使得电信传输网、计算机网络与广播电视 网的界限越来越模糊。
• 新一代网络——全光网络（AON）最终将实现三网融合
– 宽带通信网、数字电视网、下一代互联网 – “三网融合”将为用户带来更丰富便捷的信息服务。
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1、根据网络的覆盖范围进行划分
• 局域网
– 简称LAN，Local Area Network。
• 城域网
– 简称MAN，Metropolitan Area Network。
• 广域网
– 简称WAN，Wide Area Network。
• 接入网***
– 简称AN ，Access Network。
13
计算机网络定义2（建议）
• 将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计 算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连
接起来，并配置网络软件，以实现计算机资源共享
为目的的系统。 包含四要素:
– 独立计算机或设备：
• 微型计算机、大型计算机、巨型计算机、网络打印机、网络扫描 仪等。
– 通信线路及设备：
• 3)、进行数据信息的集中和综合处理
– 将分散在各地计算机中的数据资料集中或分级管理，并经综合处理
后形成各种报表，提供给管理者或决策者分析和参考，如自动订票
系统、数据的收集和处理系统(卫星云图的计算)等。
15
1.2.2 计算机网络主要功能（续）
• 4)、进行均衡负载和分布式处理
– 对于较大型的综合问题，通过一定的算法将任务分交给不同的计算 机，从而达到均衡网络资源，实现分布处理的目的。此外，利用网 络技术，能将多台计算机连成具有高性能的计算机系统，以并行的 方式共同来处理一个复杂的问题，这就是当今称之为协同式计算机 的一种网络计算模式。
– 以太网技术、综合布线PDS技术、网络操作系统成功应用、 FDDI作为高速与主干网迅速发展，使得网络应用规模不断膨胀6
1.1.4 Internet的应用与网络计算技术发展
• 1993年美国NII国家信息基础设施（俗称信息高速公路） 建设，带动全球信息化的发展。
– NII的迅速发展，促进了Internet的广泛应用，促进了电子商 务、电子政务、远程教育、远程医疗、分布式计算与多媒体 网络应用的发展；
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1.2.3 计算机网络的分类
• 对网络进行分类,目的是对网络有个更好地区分 和理解,虽然对网络所提供的功能、服务没有什 么影响，但掌握网络的各种分类，可以更好地 理解网络的各种概念。网络的分法划分 – 2、根据网络数据传输技术进行划分 – 3、根据通信传输介质进行划分 – 4、根据网络的数据传输和系统的拥有者进行划分 – 5、根据企业管理下网络互联情况进行划分
• 双绞线、同轴电缆、光纤、通信卫星、微波、交换机、路由器。
– 网络软件：
• 网络协议、信息交换方式、网络操作系统 。
– 网络资源：
• 硬件、软件、数据（含信息）。
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1.2.2 计算机网络主要功能
• 1)、数据通信
– 数据通信即数据传送，是计算机网络的最基本功能之一。从通信角 度看，计算机网络其实是一种计算机通信系统。作为计算机通信系
– xDSL铜线接入技术 – 光纤接入技术 – LAN接入技术 – 无线接入技术 – 有线电视(CATV)接入技术 – 电力载波接入 技术
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宽带城域网概念的产生
• 当前城域网的概念泛指网络运营商在城市范围 内提供各种信息服务业务的所有网络；
• 它是以宽带光传输网为开放平台，以TCP/IP协 议为基础，与运营商的广域计算机网络、广播 电视网、传统电话交换网PSTN互连互通的本 地综合业务网络ISDN；
• 高速局域网网络技术发展迅速
– Fast Ethernet（FE）、Gigabit Ethernet（GE）、 10Gb/s的 Ethernet已开始进入实用阶段
– 速率为100Gb/s的Ethernet网正在研究之中；
• 基于光纤与IP技术的宽带城域网与宽带接入网技术已 经成为研究、应用与产业发展的热点问题之一；
• 为了满足语音、数据、图像、多媒体应用的需 求，现实意义上的城域网一定是能提供高传输 速率和保证服务质量的网络系统； —— 传统意义上的城域网扩展到宽带城域网
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宽带城域网在网络概念与技术上引起的重大变化：
• 宽带城域网使得传统的局域网、城域网与广域网在技 术上的界限越来越模糊；
• 宽带城域网使得传统的电信传输网技术与计算机网络 技术的界限越来越模糊；
– 20世纪60年代初，美国航空公司建成航空订票系统SABRE-1（1台 计算机和2000多个订票终端，电话线连接）就是一种典型的计算 机和通信技术相结合的产物
• 随着计算机应用的发展，出现了多台计算机互连的需求， 网络用户希望通过网络实现计算机资源共享的目的； 5
– 典型的研究成果是ARPAnet。
– iPodder 、iPhone、IP电话
• 网络电视应用
– IPTV：PPStream、PPMate、PPLive、UUSee
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1.1.5 宽带网络与无线网络技术的研究与发展
• 20世纪80年代后期提出了城域网MAN的概念； • 城域网是以光纤为传输介质，能够提供高传输速率、支持综
合业务数据传输、覆盖跨度在50公里到100公里的城市范围， 实现高速宽带传输的数据通信网络； • 早期的城域网的首选技术光纤环网，产品是光纤分布式数据 接口FDDI。 • 目前常用的宽带接入技术(相对应MODEM窄带接入)
• 5）、提高了系统的可靠性和可用性
– 计算机系统可靠性的提高主要表现在计算机网络中每台计算机都可 以依赖计算机网络相互为后备机，一旦某台计算机出现故障，其它 的计算机可以马上承担起原先由该故障机所担负的任务，避免了系 统的瘫痪使得计算机的可靠性得到了大大的提高。
– 计算机可用性的提高是指当计算机网络中某一台计算机负载过重时， 计算机网络能够进行智能的判断，并将新的任务转交给计算机网络 中较空闲的计算机去完成，这样就能均衡每一台计算机的负载，提 高了每一台计算机的可用性。
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1.2 计算机网络的定义、功能与分类
1.2.1 计算机网络定义的基本内容
资源共享观点的定义：以能够相互共享资源的方 式互连起来的自治计算机系统的集合。
• 网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享； • 互连的计算机是分布在不同地理位置的多台独立
的“自治计算机系统”； • 连网计算机在通信过程中必须遵循相同的网络协
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1.1.2 计算机网络的形成
• 1946年(2月14日)世界上第一台电子数字计算机ENIAC*(宾 夕法尼亚大学官方文件名称 )诞生，（电子数字积分器与 计算器）自称：“第一台全电子数字计算机 ”,30 吨,170m2
– 计算机技术与通信技术并没有直接的联系； – “洛伦茨”加密机（德国） ； – 汤米·费劳尔斯博士 （英国），世界上第一台电子计算机‘科洛萨
1.1.3 网络体系结构与协议标准化的研究
• 一些大的计算机公司纷纷提出了各种网络体系结构与网 络协议，但互相不兼容；
– IBM公司的系统网络体系结构：SNA – DEC公司的数字网络体系结构：DNA – UNIVAC公司的分布式计算机体系结构：DCA
• 国际标准化组织（ISO）成立专门委员会研究网络体系 结构与网络协议国际标准化问题；