计算机网络与通信(第1章)
计算机网络教程课件第1章
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。
计算机网络第一章部分习题答案
第一章部分习题答案1-03试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
但是线路利用率低，通信效率低，不同类型终端用户之间不能进行通信。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
但是以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
但是一个分组通过一个分组交换网结点时会产生时延，而在电路交换网中则不存在这种时延。
1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x（bit）。
从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b(b/s)。
在电路交换时电路的建立时间为s(s)。
在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。
问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链路共有几个结点。
）答：电路交换时延：kd+x/b+s, 分组交换时延：kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b) 其中(k-1)*(p/b)表示K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟，当s>(k-1)*(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当x>>p,相反。
1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。
通信的两端共经过k段链路。
链路的数据率为b(b/s)，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。
若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？（提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。
计算机网络与通信(第2版)课后习题参考答案
解答：
以传递邮件为例。首先，E-mail数据通过本地计算机（信息源）发送给Modem（变换器），完成数字信号到模拟信号的转换，然后通过电话线（信道）传送到目的地的Modem
（反变换器），完成模拟信号到数字信号的转换，然后送给目的地计算机（受信者），从而完成整个数据的传输。
#include <stdio.h>
#include <graphics.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
/*函数：初始化图形显示模式。*/
void InitPaint(void)
{
int gdriver = DETECT, gmode, errorcode;
（3）报文交换采用"存储-转发"方式进行传送，无需事先建立线路，事后更无需拆除。它的优点是：线路利用率高、故障的影响小、可以实现多目的报文；缺点是：延迟时间长且不定、对中间节点的要求高、通信不可靠、失序等，不适合计算机网络。
（4）分组交换中数据以短分组的形式传输，分组长度一般为1000字节。如果发送端有更长的报文需要发送，那么这个报文被分割成一个分组序列，每个分组由控制信息和用户数据两部分组成。分组交换适用于计算机网络，在实际应用中有两种类型：虚电路方式和数据报方式。分组交换的优点是：高效、灵活、迅速、可靠、经济，但存在如下的缺点：有一定的延迟时间、额外的开销会影响传输效率、实现技术复杂等。
目前光纤的最大传输速率可达10Gbps的数量级。
2.3 无线电通信频率范围是多少？无线电广播频谱和微波频谱各是多少？
解答：
无线电通信频率范围为3KHz～300GHz，无线电广播频谱为30 MHz～1 GHz，微波频谱为2～40 GHz。
计算机网络第1章 基础知识(答案)
一、选择题1、计算机网络最基本的功能是下列哪一个？A．降低成本B．打印文件C．资源共享D．文件调用2、信息高速公路是指下列什么？A．装备有通讯设备的高速公路B．电子邮政系统C．快速专用通道D．国家信息基础设施3、下面哪一个不是分组交换的优点？A．高效B．灵活C．开销小D．快速4、校园网按照作用范围分属于哪一种网络？A．局域网B．广域网C．城域网D．个人区域网5、局域网的英文缩写为下列哪一个？A．LAN B．WAN C．ISDN D．MAN6、广域网的英文缩写为什么？A．LAN B．WAN C．ISDN D．MAN7、计算机网络中广域网和局域网的分类是以什么来划分的？A．信息交换方式B．网络使用者C．网络连接距离D．传输控制方法8、从分类角度上看，下面哪一种网络与其它三个不同？A．局域网B．城域网C．广域网D．校园网9、下列哪一个不是按照作用范围划分的网络?A．局域网B．城域网C．专用网D．广域网10、计算机网络的逻辑组成是由下列哪一组组成？A．局域网、城域网和广域网B．计算机、网线和通信设备C．通信子网和资源子网D．客户机和服务器11、表征数据传输可靠性的指标是下列什么？A．误码率B．频带利用率C．传输速D．信道容量12、关于客户/服务器通信方式的错误说法是下列哪一个？A．描述的是通信进程间的服务和被服务的关系B．客户是服务的请求方C．服务器是服务的提供方D．通信进程间的身份对等13、客户/服务器机制的英文名称是下列哪一个？A．Client/Server B．Guest/ServerC．Guest/Administrator D．Slave/Master14、Intranet是什么?A．Internet发展的一个阶段B．企业内部网络C．Internet发展的一种新的技术D．企业外部网络15、关于TCP/IP协议集，下列说法不正确的是下列哪一项？A．由美国国防部高级研究计划局DARPA开发的B．该协议的体系结构分为5个层次C．TCP 和UDP位于传输层D．IP 协议是一个面向无连接的协议16、关于实体、协议、服务和服务访问点的正确说法是下列哪一个？A．实体指的是硬件设备B．协议是控制上下层之间通信的规则C．服务的方向是由下而上的D．服务访问点是对等实体间的接口17、在系统中，上下层之间通过接口进行通信，用下列什么来定义接口？A．服务原语B．服务访问点C．服务数据单元D．协议数据单元18、计算机网络体系结构可以定义为？A．一种计算机网络的实现B．执行计算机数据处理的软件模块C．建立和使用通信硬件和软件的一套规则和规范D．由ISO 制定的一个标准19、下面不属于网络拓扑结构的是下列哪一个结构？A．环形结构B．总线结构C．层次结构D．网状结构20、下面不属于局域网拓扑结构的是什么结构？A．环形结构B．总线结构C．树形结构D．网状结构21、关于实体、协议、服务和服务访问点的正确说法是下列哪一个？A．实体指的是硬件设备B．协议是控制上下层之间通信的规则C．服务的方向是由下而上的D．服务访问点是对等实体间的接口22、在系统中，上下层之间通过接口进行通信，用下列什么来定义接口？A．服务原语B．服务访问点C．服务数据单元D．协议数据单元23、计算机网络体系结构可以定义为？A．一种计算机网络的实现B．执行计算机数据处理的软件模块C．建立和使用通信硬件和软件的一套规则和规范D．由ISO 制定的一个标准24、关于TCP/IP协议集，下列说法不正确的是下列哪一项？A．由美国国防部高级研究计划局DARPA开发的B．该协议的体系结构分为5个层次C．TCP 和UDP位于传输层D．IP 协议是一个面向无连接的协议25、协议的关键要素不包括下列哪一项？A．语言B．语法C．语义D．同步26、下列设备不属于资源子网的是哪一个？A．打印机B．集线器C．路由器D．局域网交换机27、在ISO/OSI参考模型中，数据的压缩、加密等功能由哪层完成（）。
计算机网络 第一章概述复习题(答案)
第一章概述习题集一、选择题1．随着微型计算机的广泛应用，大量的微型计算机是通过局域网连入广域网，而局域网域广域网的互连是通过 _______ 实现的。
A. 通信子网B. 路由器C. 城域网D. 电话交换网2．网络是分布在不同地理位置的多个独立的 _______ 的集合。
A. 局域网系统B. 多协议路由器C. 操作系统D. 自治计算机3. 计算机网络是计算机技术和________技术的产物；A．通信技术 B.电子技术 C.工业技术4.计算机网络拓扑是通过网中节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，它反映出网络中各实体间的 _______ 。
A. 结构关系B. 主从关系C. 接口关系D. 层次关系5．建设宽带网络的两个关键技术是骨干网技术和 _______ 。
A. Internet技术B. 接入网技术C. 局域网技术D. 分组交换技术1.B2.D3.A4.A5.B二、选择1．在OSI参考模型中，在网络层之上的是 _______ 。
A. 物理层B. 应用层C. 数据链路层D. 传输层2．在OSI参考模型，数据链路层的数据服务单元是 _______ 。
A. 帧B. 报文C. 分组D. 比特序列3．在TCP/IP参考模型中，与OSI参考模型的网络层对应的是 _______ 。
A. 主机-网络层B. 互联网络层C. 传输层D. 应用层4．在TCP/IP协议中，UDP协议是一种 _______ 协议。
A. 主机-网络层B. 互联网络层C. 传输层D. 应用层1.D2.A3.B4.C三、简答题1.1 什么是计算机网络？计算机网络与分布式系统有什么区别和联系？答：计算机网络凡是地理上分散的多台独立自主的计算机遵循约定的通信协议,通过软硬件设备互连,以实现交互通信,资源共享,信息交换,协同工作以及在线处理等功能的系统.计算机网络与分布式系统的区别主要表现在：分布式操作系统与网络操作系统的设计思想是不同的，因此它们的结构、工作方式与功能也是不同的。
第一章计算机网络基础
1. 数据通信 2. 计算机系统的资源共享 3. 进行数据信息的集中和综合处理 4. 能均衡负载，相互协作 5. 提高了系统的可靠性和可用性 6. 进行分布式处理
统速率不用匹配，适于数据通信。 缺点：时延较大，“分组”（或“打包”）的过程比较
复杂，丢包服务质量无保证。
三、计算机网络的产生与发展
1)多用户分时系统，微机
哑终端 虚拟机
主机
T
T
T
T
终端－计算机网络模型
虚实概念
If it's there and you can see it It's REAL If it's there and you can't see it It's
二、计算机网络基本原理
平时常接触的网络
计算机网（局域网，因特网）
计算机和通信技术结合的产物 共享资源
公共交换电话网（Public Switched Telephone Network，PSTN）
有线电视网 电网
电路交换
最早的交换方式，源自电话系统。 建立电路交换的过程：（以打电话为例） 建立链路（象拨打电话并接通，通信的两端接通，便拥有一条实
是一种可以在网络环境中以客户和服务器模式工作的 多功能操作系统。
支持域管理，提供对网络资源管理的一整套解决方案
Unix操作系统
Unix
催生了计算机辅助制造，制造控制系统，实验室模拟和因特网 起源于上个世纪70年代贝尔实验室， 71年用C代码重写 众多版本（没有当今网络，各不相同） 加州大学伯克利分校计算机系统研究小组（CSRG）使用Unix对操作
《数据通信与计算机网络》电子教案第1章 计算机网络基础
网络和现代通信技术基础——计算机网络的概述
18
1.5
计算机网络的拓扑结构
计算机网络的拓扑结构 ： •是指计算机网络的硬件系统的连接形式即网络的硬件 布局，通常用不同的拓扑来描述对物理设备进行布线 的不同方案。 最常用的网络拓扑有： •总线型 •环型 •星形 •网状 •混合
网络和现代通信技术基础——计算机网络的概述
2.
自主计算机其实就是指具有独立功能的计算机。如果一台计算 机脱离了网络或其它计算机就不能工作，则不是自主的。
网络和现代通信技术基础——计算机网络的概述
11
1.2 计算机网络的分类
分类标准：
分类标准 物理范围 网络名称 局域网、城域网、广域网
管理方法
网络操作系统 网络协议
基于客户机/服务器的网络、对等网
19
1.5
计算机网络的拓扑结构
工作站
工作站
服务器
集线器
打印机 工作站 工作站
总线型
星形
工作站 工作站 服务器
工作站
打印机
环型
工作站信技术基础——计算机网络的概述
1.6
计算机网络体系结构简介
1.6.1 协议和体系结构的概念 协议原为外交辞令，据说是为了在国与国之间进行 顺利交流而规定的约束事项(规则)。 我们平时进行交流时都要遵循一定的规则: •在法庭，双方必须按照一定的次序轮流发言； •开车时，转弯必须打出信号来通知周围的车辆； •驾驶飞机时，飞行员遵照一种制定得非常详细的标 准来和其他飞机通信，以维护空中的交通；
Windows网络、Netware网络、UNIX网络 NETBEUI网络、IPX/SPX网络、 TCP/IP网络等
拓扑
体系结构
计算机网络第一章习题及答案
第一章计算机网络的基本概念一、选择题1、完成路径选择功能是在OSI模型的（）。
A.物理层B.数据链路层C.网络层D.运输层2、在TCP/IP协议簇的层次中，保证端-端的可靠性是在哪层上完成的？（）A.网络接口层B.互连层C.传输层D.应用层3、在TCP/IP体系结构中，与OSI参考模型的网络层对应的是（）。
A.网络接口层B.互联层C.传输层D.应用层4、在OSI七层结构模型中，处于数据链路层与传输层之间的是（）。
A.物理层B.网络层C.会话层D.表示层5、计算机网络中可以共享的资源包括（）。
A.硬件、软件、数据B.主机、外设、软件C.硬件、程序、数据D.主机、程序、数据6、网络协议组成部分为（）。
A.数据格式、编码、信号电平B.数据格式、控制信息、速度匹配C.语法、语义、定时关系D.编码、控制信息、定时关系二、填空题1、按照覆盖的地理范围，计算机网络可以分为________、________和________。
2、Internet采用_______协议实现网络互连。
3、ISO/OSI中OSI的含义是________。
4、计算机网络是利用通信线路将具有独立功能的计算机连接起来,使其能够和________ 和________。
5、TCP/IP协议从上向下分为________、________、________和________4层。
6、为了实现对等通信，当数据需要通过网络从一个节点传送到到另一个节点前，必须在数据的头部（和尾部）加入____________，这种增加数据头部（和尾部）的过程叫做____________或____________。
7、计算机网络层次结构划分应按照________和________的原则。
8、ISO/OSI参考模型将网络分为从低到高的________、________、________、________、________、________和________七层。
9、建立计算机网络的目的是___________和____________。
计算机网络第五版课后习题答案第一章(1)
第一章概述（P33）1、计算机网络向用户可以提供哪些服务？答：（1）连通性，使上网用户之间都可以交换信息，好像这些用户的计算机彼此直接连通一样。
（2）资源共享，包括软件、硬件、数据资源的共享。
2、简述分组交换的要点答：（1）采用存储--转发技术，信道可以为多对会话动态复用，比电路交换资源利用率高。
（2）限制通过网络的数据分组的大小，如果发送报文超出限制，则发送方将报文分割成一个个小分组，每个分组以存储--转发方式独立传输。
当所有分组到达接收方后，接收方将它们重新拼接成报文。
（3）传输特点：延迟较小，且相对稳定，适合计算机应用。
3、试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。
当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。
在整个通信过程中双方一直占用该电路。
它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。
但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。
电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。
（2）报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。
当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储—转发”方式在网内传输数据。
报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。
但它的缺点也是显而易见的。
以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。
报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。
（3）分组交换分组交换实质上是在“存储—转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
《计算机网络》第1章：计算机网络体系结构
《计算机⽹络》第1章：计算机⽹络体系结构第1章计算机⽹络体系结构1.1计算机⽹络概述计算机⽹络是⼀个将分散的、具有独⽴功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。
计算机⽹络是互连的、⾃洽的计算机系统的集合。
⼀个完整的计算机⽹络主要由硬件、软件、协议三⼤成分组成，缺⼀不可。
硬件由主机（端系统）、通信链路（双绞线、光纤）、交换设备（路由器、交换机）、通信处理机（⽹卡）等组成。
计算机⽹络由通信⼦⽹和资源⼦⽹组成。
计算机⽹络的功能：数据通信、资源共享、分布式处理、提⾼可靠性、负载均衡计算机⽹络的分类按分布范围分：⼴域⽹（WAN）、城域⽹（MAN）、局域⽹（LAN）、个⼈区域⽹（PAN）。
按交换技术分：电路交换⽹络、分组交换⽹络、报⽂交换⽹络。
按拓扑结构分：星形⽹络、总线型⽹络、环形⽹络、⽹状形⽹络按传播技术分：⼴播式⽹络、点对点⽹络按使⽤者分：公⽤⽹、专⽤⽹按传输介质分：有线⽹、⽆线⽹RFC（Request For Comments）上升为因特⽹正式标准需经过以下四个阶段：因特⽹草案、建议标准（这个阶段开始成为RFC⽂档）、草案标准、因特⽹标准。
计算机⽹络的性能指标：带宽：⽹络的通信线路所能传送数据的能⼒，单位是『⽐特每秒（b/s）』时延：指数据（⼀个报⽂或分组）从⽹络（或链路）的⼀段传送到另⼀端所需要的总的时间。
n 发送时延：节点将分组的所有⽐特推向（传输）链路所需的时间。
也称传输时延。
发送时延=分组长度/信道宽度n 传播时延：电磁波在信道中传播⼀定的距离需要花费的时间。
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速度n 处理时延：数据在交换节点为存储转发⽽进⾏的⼀些必要的处理所花费的时间。
n 排队时延：等待输⼊队列和输出队列处理所需时间。
总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延 //排队时延和处理时延⼀般忽略不计⾼速链路提⾼的仅是数据发送速率⽽不是⽐特在链路上的传播速度。
《数据通信与计算机网络(第三版)》(1-3章)课件
2.2.2模拟数据的数字传输
模拟信号数字化过程主要包括三个步骤：抽样、量化、编码，如图212所示。
图2-12模拟信号的数字传输
2.2 数据编码与数据传输
【例2-3】一路电话信号的频带为300～3400Hz，则抽样频率应该 是什么样的范围？
解：由题意得fH=3400Hz，因为电话信号属于低通信号，故用低通 抽样定理满足要求，即fS≥2fH= 2×3400=6800Hz，所以按照6800Hz的 抽样频率对300～3400Hz的电话信号抽样，则可以不失真地还原成原来 的话音信号。
2．数据通信系统模型 数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计 算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。从计 算机网络的角度看，数据通信系统是把数据源计算机所产生的数据迅 速、可靠、准确地传输到数据宿（目的）计算机或专用外设。
图2-2数据通信系统模型
2.1.2数据通信方式
1．按照数字信号排列顺序分类 数据在信道上传输有两种基本的通信方式一种是串行通信， 另一种是并行通信，如图2-3所示。
图2-3串行、并行通信方式
2.1.2数据通信方式
2．按照消息传递的方向与时间的关系分类
发端
发端
收端 发端
（a）全双工通信 数据
收端 发端
收端 发端
（b）半双工通信 数据
（c）单工通信
收端 收端
图2-4 全双工、半双工、单工通信方式
2.1.3数据通信系统的主要技术指标
1．数据传输速率
(1)波特率RB也称调制速率，以波形每秒的振荡数来衡量。如
果数据不压缩，波特率等于每秒钟传输的数据位数，如果数据进行 了压缩，那么每秒钟传输的数据位数通常大于调制速率。在信息传 输通道中，携带数据信息的信号单元叫码元，单位时间内通过信道 传输的码元数目称为码元传输速率，简称波特率。单位是“波特 ”(Baud)，记为B。波特率与码元长度有关：
计算机网络第一章
前先将较长的报文划分为一个个更小的等长数 据段; 在每一个数据段前面，加上由一些必要的控制 信息组成的首部(header)后，构成一个分组 (packet)，是计算机网络中的数据传输单元。
分组又称为“包”，而分组的首部也可称为“包 头”。
首部包含有源、目的地址等控制信息，是分组
数 据
11010011101 • • • • • • • • 00101001110
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基于存储转发的分组交换示意图
H2 结点交换机 B 主机 H1 E H6 H4
D
注意分组路径的变化！
H2 向 H6 发送分组 H1 向 H5 发送分组
A
H5
C
分组交换网
网络核心 运行 客户 程序 服务器 运行 服务器 程序
客户 A 向服务器 B 发出请求服务， 而服务器 B 向客户 A 提供服务。
21
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1.3.1 因特网的边缘部分(续2)
对等连接方式(peer-to-peer，P2P)
两个主机在通信时并不区分服务请求方或服务
大公司 网络接入点 NAP （对等点） 地区 ISP 本地 ISP 校园网 大公司 地区 ISP 网络接入点 NAP （对等点） 地区 ISP 公司 地区 ISP
主干服务 提供者
大公司
本地 ISP
校园网
本地 ISP 校园网 校园网
校园网
14
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本地 ISP 本地 ISP 第二层ISP 本地 ISP 本地 ISP 第二层ISP 本地 ISP 第二层ISP NAP 大公司 第一层 ISP
33
计算机网络第一章概述
04
CATALOGUE
计算机网络体系结构
网络协议与层次结构
网络协议
为进行网络中的数据交换而建立的规 则、标准或约定。网络协议由语法、 语义和同步三个要素组成。
层次结构
将计算机网络体系结构的通信协议划 分为多个层次，每个层次实现一部分 相对独立的功能，各层之间相互配合 ，完成数据交换的全过程。
OSI七层模型
每台计算机都连接到网络中，但 信息传输是点对点进行的，即一 台计算机发出的信息只被指定的 另一台计算机接收。
按拓扑结构分类
星型拓扑
总线型拓扑
所有计算机都连接到一个中心节点上，中 心节点控制全网的通信，任何两台计算机 之间的通信都要通过中心节点。
所有计算机都连接在一条公共传输线路上 ，信息在这条线路上传输，且能被所有计 算机接收。
中继器
中继器的作用
中继器是网络物理层的一种连接设备，对网络上的信号进行放大和整形，以扩展网络的传输距离。
中继器的特点
中继器只工作在物理层，对高层协议完全透明；中继器只能连接两个相同网络的网段，不能连接不同 网络的网段。
集线器
集线器的功能
集线器是一种特殊的中继器，作为网络传输介质的中央节点，克服了介质单一通道的缺 陷。
计算机网络第一章 概述
目录
• 计算机网络基本概念 • 计算机网络的分类 • 计算机网络的发展历程 • 计算机网络体系结构 • 计算机网络硬件设备 • 计算机网络软件设备
01
CATALOGUE
计算机网络基本概念
计算机网络的定义
计算机网络是由多台地理上分散的、 具有独立功能的计算机通过通信设备 和线路连接起来，在相应软件支持下 实现数据通信和资源共享的系统。
计算机网络的功能
计算机网络第1章习题答案
计算机网络第1章习题答案计算机网络第1章习题答案第1章习题答案一、填空题：1. 。
2.3. TCP／IP4. OSI参考模型共分7、会话层、表示层和应用层。
5. 按照OSI参考模型，网络中每一个结点都有相同的层次，不同结点的对等层使6. 能覆盖一个国家地区或一个洲的计算机网络称为___广域网____，同一建筑或覆盖几公里内范围的计算机网络称为____局域网_____。
7. 在TCP/IP议，它不能提供可靠的数据传输。
8. 计算机网络中，分层和协议的集合称为计算机网络体系结构。
其中，实际应用最广泛的是_____TCP/IP_____，由它组成了Internet的一整套协议。
在20世纪50技术的互相结合，为计算机网络的产生奠定了理论基础。
9.___、城域网_、，其中，Internet。
10. 的诞生是计算机网络发展历史上的一个里程碑事件，为Internet 的形成奠定了理论技术基础。
11. Internet互相联接而形成的全球性互联网。
12. 在通信技术中，通信信道的类型有两类：。
在点对点式个结点共享一个通信信道，一个结点广播信息，其他结点必须接收信息。
13. 在数据传输系统中，传输介质是发送者和接收者之间的物理路径，可以分为14. 利用各种通信手段，把地理上分散的计算机有机地连接在一起，达到相互通信二、选择题1. 最早的计算机网络是（）A.InternetB.IntranetC.局域网D.ARPANET2. 广域网中广泛采用的拓扑结构是（）A．树状B.网状C.星状D.环状3. 在一座大楼内组建的一个计算机网络系统，属于（）。
A. WANB. LANC. MAND. PAN4.（）层是距离传输介质最近的层A.物理B.数据链路C.网络D.传输5. 当数据包从低层向高层传送时，报文首部会（）A.加入B.减去C.重安排D.修改6. 当数据包从高层向低层传送时，报文首部会（）A.加入B.减去C.重安排D.修改7.（）层将比特转化为电信号A.物理层B.数据链路C.传输D.表示8. 关于OSI模型，正确的是（）A.七个层次功能独立，互不关联B.扩充某个层次的功能或协议，会影响整个体系结构C.服务是垂直的，协议是水平的D.物理层不但能传输比特流，还能进行流量控制9.（）层的主要目的是把分组送到目的地A.运输层B.网络层C.会话层D.物理层10. TCP／IP体系中IP协议实现的是（）的功能A.运输层B.网络层C.会话层D.物理层11. TCP/IP体系中，无连接的运输层协议是（）A.IPB.TCPC.UDPD.HTTP12. 计算机网络中可共享的资源包括（）A.硬件、软件、数据和通信信道B.主机、外设和通信信道C．硬件、软件和数据 D.主机、外设、数据和通信信道13. 网络层传输的是（）A.分组B.比特C.帧D.信元14. 下面那一项可以描述网络拓扑结构？（）A.仅仅是网络的物理设计B.仅仅是网络的逻辑设计C. 仅仅是对网络形式上的设计D.网络的物理设计和逻辑设计15. 下列不属于数据链路层功能的是（）A.帧同步B.电路管理C.差错控制D.流量控制16. 人们将网络层次结构模型和各层协议定义为网络的（）A.拓扑结构B.开放系统互联模型C.体系结构D.协议集17. 关于网络体系结构，以下哪种描述是错误的? （）A.物理层完成比特流的传输B.数据链路层用于保证端到端数据的正确传输C.网络层为分组通过通信子网选择适合的传输路径D.应用层处于参考模型的最高层18. 实现数据压缩与OSI模型中（）层密切相关A.表示层B.数据链路层C.物理层D.运输层19. 在TCP／IP体系结构中，TCP和IP所提供的服务层次分别为（）A.应用层和运输层B.运输层和网络层C.网络层和链路层D.链路层和物理层20. 网络中管理计算机通信的规则称为（）。
计算机网络第一章概述复习题(答案)
第一章概述习题集一、选择题1．随着微型计算机的广泛应用，大量的微型计算机是通过局域网连入广域网，而局域网域广域网的互连是通过 _______ 实现的。
A. 通信子网B. 路由器C. 城域网D. 电话交换网2．网络是分布在不同地理位置的多个独立的 _______ 的集合。
A. 局域网系统B. 多协议路由器C. 操作系统D. 自治计算机3. 计算机网络是计算机技术和________技术的产物；A．通信技术 B.电子技术 C.工业技术4.计算机网络拓扑是通过网中节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，它反映出网络中各实体间的 _______ 。
A. 结构关系B. 主从关系C. 接口关系D. 层次关系5．建设宽带网络的两个关键技术是骨干网技术和 _______ 。
A. Internet技术B. 接入网技术C. 局域网技术D. 分组交换技术1.B2.D3.A4.A5.B二、选择1．在OSI参考模型中，在网络层之上的是 _______ 。
A. 物理层B. 应用层C. 数据链路层D. 传输层2．在OSI参考模型，数据链路层的数据服务单元是 _______ 。
A. 帧B. 报文C. 分组D. 比特序列3．在TCP/IP参考模型中，与OSI参考模型的网络层对应的是 _______ 。
A. 主机-网络层B. 互联网络层C. 传输层D. 应用层4．在TCP/IP协议中，UDP协议是一种 _______ 协议。
A. 主机-网络层B. 互联网络层C. 传输层D. 应用层1.D2.A3.B4.C三、简答题1.1 什么是计算机网络？计算机网络与分布式系统有什么区别和联系？答：计算机网络凡是地理上分散的多台独立自主的计算机遵循约定的通信协议,通过软硬件设备互连,以实现交互通信,资源共享,信息交换,协同工作以及在线处理等功能的系统.计算机网络与分布式系统的区别主要表现在：分布式操作系统与网络操作系统的设计思想是不同的，因此它们的结构、工作方式与功能也是不同的。
计算机网络1章习题及参考答案
第1章计算机网络技术概论1．一个系统的协议结构有N层，应用程序产生M字节长的报文，网络软件在每层都加上H字节长的报头。
请问网络带宽中有多大比率用于报头信息的传输？答案：总共有N层，每层加H字节，在每个报文上附加的头字节的总数等于HN，因此头消耗的有关空间所占的网络带宽的比率为HN /（HN + M）。
2．以20km/h的速度骑自行车为你送来3盘各7GB容量的磁带，在什么样的距离范围内，其数据传输速率比155Mb／s的线路高？答案：骑自行车的那个人可以运载21GB，即168Gb。
每20km/h的速度等于0.0056 km/s，跑x km 花费的时间是x/0.0056 ＝180xs，所产生的运载数据的速率等于[ 168／（180x）] Gb／s，即[933／x ] Mb／s,设933／x＞155，得到x＜933／155 = 6 km。
因此在6 km的距离范围内，骑自行车的那个人的数据传输速率比155Mb／s的ATM线路高。
3．有5个路由器要连成一个点到点结构的子网。
在每一对路由器之间可以设置一条高速线路，或者是一条中速线路，或者是一条低速线路，也可以不设置任何线路。
若产生和考察每一种拓扑计算机需用100ms的时间，那么产生和考察所有可能的拓扑需用多长的计算机时间？答案：设这5个路由器分别叫做A、B、C、D和E。
存在10条可能的线路：AB、AC、AD、AE、BC、BD、BE、CD、CE和DE。
它们中的每一条都有4种可能性，即3种速率以及没有线路；因此总的拓扑数等于410 = 1 048 576。
因为每种拓扑花100ms的时间，所以总共需用的时间等于104857．6s，即约为29h。
4．举出为网络协议建立国际标准的两个优点和两个缺点。
答案：一个优点是使用国际标准网络协议的人能与其他任何也使用国际标准网络协议的人交流。
另一个优点是广泛使用标准将导致规模经济，比如生产大规模集成电路芯片。
一个缺点是为了在不同的利益集团间达成一致所需要的妥协经常导致不能令人满意的标准。
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1.1.1 什么是计算机网络
(2) 软件(Software) 通信协议:(CSMA/CD, TCP/IP, UDP, PPP, ATM). 应用软件: (WWW, Email, FTP). 计算机网络提供各种各样的应用服务: (1) 共享资源访问:网络访问,远程登录 网络访问, (2) 远程用户通信: IT三大预言:
因特网标准化机构
因特网协会(Internet Society, ISOC). 因特网体系结构委员会(Internet Architecture Board, IAB). 因特网工程部(Internet Engineering Task Force, IETF). 因特网研究部(Internet Research Task Force, IRTF).
计算机技术: 计算机技术
世界上第一台电子 数字计算机ENIAC 1946年诞生 于美国宾西法尼亚大学.这是公认的世界上第一台计 算机. 电子数字计程器和计算机,占地170m2 1971年第一块集成电路处理器诞生 摩尔定律:1964年预言芯片能力18个月提高一 摩尔定律 倍,加个降低一半.
1.1.1 什么是计算机网络
1.2.3 计算机网络体系结构的形成
计算机网络的层次结构及各层协议的集合统称计算 机网络的体系结构(Architecture). 只有具有同样体系结构的计算机网络才能无缝地互 连. 开放系统互连参考模型(Open System Interconnection /Reference Model, OSI/RM), TCP/IP体系结构,事实上的标准.
1.1.2 计算机网络的分类
局域网(LAN)
一般地理范围在10km以内. 主要特点:
数据传输速率高,一般为10~100Mbit/s. 数据传输可靠,误码率低,通常为10-12~10-7. 大多数LAN采用总线(Bus),环形(Ring)及星形(Star)拓扑,结构简单. 一般为广播网络(Broadcast Network). 通常是由单一组织所拥有和使用.
1.1.2 计算机网络的分类
互联网和Internet
若干个网络由称为路由器(Router)的网络设备连接在一起 便成了互联网,是网络的集合,是网络的网络. Internet是使用TCP/IP协议族的,覆盖全球范围的,开放 的互联网. TCP/IP技术的核心是实现网络的互联(Internetworking), 其关键的思想是在底层网络与高层应用程序和用户之间加 入中间层次,屏蔽底层细节,向用户提供通用一致的网络 服务. Internet拓扑结构是松散分层的,不受某个权威部门的控 制,在商业利益驱动下扩展演进. Internet 各个层次的网络干线由不同级别的Internet服务 提供商(Internet Service Provider, ISP)来建立经营并向社 会提供网络服务.
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计算机网络与通信
张曾科 编著 吴秋峰 主审
机械工业出版社
第1章 概 述
1.1 计算机网络及其分类 1.2 计算机网络的发展 1.3 计算机网络的标准化工作
1.1 计算机网络及其分类
1.1.1 什么是计算机网络
计算机网络是计算机技术 通信技术 计算机技术和通信技术 计算机技术 通信技术相结合的产物
存储转发的计算机网络 存储转发 IMP
1.2.2 分组交换网的产生
存储转发(Store And Forward). 分组交换或包交换,分组交换网. 通信子网(Communication Subnet) 资源子网(Re-source Subnet) 公共数据网(Public Data Network-, PDN).
1.2.6 计算机网络在我国的发展
1989年11月,第一个分组交换网CNPAC建成. 1993年中国公用分组交换网,CHINAPAC. 1994年,正是接入Internet. 目前我国有9大互联网. 我国国民经济和社会信息化的三大工程:政府上网工程,企 业上网工程和家庭上网工程. 中国下一代互联网示范工程(China Next Generation Internet, CNGI). CNGI第一个实验网络NSFCNET于1999年建设,2001年验收. 2001年CERNET(CERNET2).
1.1.2 计算机网络的分类
互联网 Internet网络结构
1.2 计算机网络的发展
1.2.1 早期的计算机网络
20世纪50年代中期
美国地面防空系统(SAGE)
将远距离的雷达和其他检测装置的信号通过通信线路送入一台IBM计算机系 统,连接了1000多台终端,被认为最早的计算机网络. 通信线路主要是电话线
1964美国航空公司的飞机票预订系统(SABER)
由一台中心计算机连接了全美范围的2000多个终端组成,被认为世界上第一 个商用的计算机网络.
功能有别于现在的计算机网络(功能和交换方式)
以单台计算机为中心的远程联机系统.
1.2.2 分组交换网的产生
20世纪60年代
多台具有自主处理能力的计算机通过通信线路连接起来, 使用分组交换方式进行通信. ARPANET,IMP(Interface Message Processor)接口报文 处理机.
1.2.4 局域网的产生与发展
20世纪70年代产生: 1972年美国加州大学研制了Newhall loop网; 1974年英国剑桥大学计算机实验室建立了剑桥环 (Cambridge ring). 1975年Xerox公司Palo Alto研究中心研制了第一个总线结构 的实验性的以太网(Ethernet); ( 80年代,PC-LAN,多种LAN纷纷出现 90年代后,以太网成为LAN的主流网络,保持了支配性的市 场地位. IEEE对LAN的发展做出了卓越的贡献.
WAN(网形拓扑,交换式网络)的网络结构
1.1.2 计算机网络的分类
城域网(MAN)
一般在10~100km的区域. IEEE 802.6分布式队列双总(Distributed Queue Dual Bus, DQDB). LAN和WAN都广泛应用到MAN领域中:千兆和万兆以太 网,ATM,同步数字系列/同步光纤网SDH/SONET,波分 多路复用WDM技术. 弹性分组环(Resilient Packet Ring, RPR).
1.3 计算机网络的标准化工作
1.3.1 标准化组织
国际标准化领域相关组织
国际标准化组织(International Standards Organization, ISO). 电气电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE).
电子邮件,IP电话和网络文件传输 电子邮件,IP电话和网络文件传输 电子政务,电子商务, 电子政务,电子商务,远程教育
(3) 网上事务处理:
1.1.2 计算机网络的分类
计算机网络的分类可以从不同的角度和特征进行划分: 根据网络覆盖的地域范围(跨越的距离:局域网,城域网,广 域网) 根据网络的拓扑结构(总线型,星型,树形...) 根据使用的网络的通信协议(TCP/IP, ATM, X.25, FDDI) 根据数据的交换方式(电路交换,分组交换,帧中继...) 根据网络使用单位的性质(企业,校园..) 根据网络的应用性质(远程教育,税务,工业控制..) 根据网络的传输媒体 (光纤,卫星,电缆..)
20世纪50年代,通过电话线路吧远程终端与中心计算机相连 随后计算机网络得到了迅猛的发展.
1.1.1 什么是计算机网络
荷兰阿姆斯特丹Vrije大学计算机科学系教授,皇家艺术与科 学院院士Andrew S. Tanenbaum:计算机网络是自治的计算 计算机网络是自治的计算 机互连起来的集合(An Interconnected Collection of 机互连起来的集合 Autonomous Computers). 计算机网络有硬件和软件两部分组成: (1) 硬件(Hardware) 计算机,即所谓的主机(Host)或端系统(End Systems, ES). 通信设备,即中间系统(Intermediate Systems, IS,路由器, 交换机等). 接口设备(网卡,MODEM). 传输媒体或称传输介质(Medium,双绞线,光纤,无线).
计算机网络是计算机技术 信技术: 通信技术
1838年摩尔斯发明了有线电报 1876贝尔发明了电话 1896年马可尼发明了无线电报 1896 1927年AT&T启动了跨越大洋的电话业务 1966年首次使用光纤传输电话信号
计算机技术与通信技术的结合: 计算机技术与通信技术的结合
国际电信联盟(International Telecommunication Union, ITU).下属的电信标准化部门ITU-T,前身为国际电报电 话咨询委员会(CCITT),其标准称为"建议",政府可以 按自己的意愿决定是否采用.
1.3.2 RFC文档
标准化进程中(Standards Track). 最好的当前实践(Best Current Practice). 非标准的(Non-Standards).
1.3.1 标准化组织
因特网编号管理局(Internet Assigned Numbers Authority, IANA),Internet名字和号码分配公司(ICANN). RFC 编辑部(RFC Editor),RFC (Request For Comments, 请求评注)文档.
电信界标准化组织
1.2.5 Internet时代
20世纪90年代,计算机网络进入了Internet时代. 1996年美国NGI (Next-Generation Internet)计划. 1998年美国100多所大学成立UCAID,从事Internet2研究计 划. 全光网(All Optical Network, AON) (All Abilene主干 光互联网论坛(Optical Internetworking Forum, OIF).