《计算机网络导论》第一章共89页
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课程主要内容
1、概述计算机网络发展历史 2、网络传输介质及物理层设备 3、常见网络硬件 4、网络通信协议-物理层与传输层 5、Internet接入Internet服务 6、网络常用命令和网络检测 7、网络安全与网络管理概述 8、相关网络法律法规及案例分析 9、网络发展新技术
第一章 计算机网络概述
本章内容 1.1计算机网络产生与发展 1.2计算机网络定义与组成 1.3计算机网络体系结构 1.4计算机网络系统的分类 1.5计算机网络系统的组成
从体系结构来观察，计算机网络的发展可分为四个阶段 （三代网络）：
1. 以主机为中心的联机终端系统 “计算机－终端”系统
2. 以通信子网为中心的主机互连 “计算机－计算机”网络
3. 体系结构标准化网络 层次化结构，并对每层进行了精确定义
4. Internet时代 以TCP/IP协议簇为标准，广泛的互联
出现第一个电子 邮件应用程序
1975 节点数增加到100多个，正式运行
1975 节点数增加到100多个，正式运行
1983年分为ARPANET和MILNET
ARPANET 之父Larry Roberts
ARPANET与分组交换技术
ARPANET对推动网络技术发展的贡献
完成了对计算机网络定义与分类方法的研究 提出了资源子网、通信子网的网络结构概念 研究并实现了分组交换方法 完善了层次型网络体系结构的模型与协议体系 开始了TCP/IP模型、协议与网络互联技术的研究与应用
对分组交换理论做出重大贡献 Donald Davies
数据交换的发展
数据交换经历了
➢ 电路交换 ➢ 报文交换 ➢ 分组交换 ➢ 综合业务数字交换
分组交换子网结构原理示意图
ARPANET与分组交换技术
ARPANET的发展过程 推出Telnet应用
1969.12 4个节点的实验网络开始运行
1972 节点数增加到40个
1.以主机为中心的联机终端系统
特征：终端(Terminal)共享主机(Host)的软 硬件资源
单台主机：执行计算和通信任务
多台终端：执行用户交互（一般终端没
有处理能力只是一种计算机的输入、输
出设备 ）
T
(终端集中器/终端服务器)
连接方式：本地或远程
通信线路
T
HOST
T源自文库
T
TS
T
T
T
例子：飞机订票系统
3. 体系结构标准化网络
为什么需要标准化？
不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系 结构的标准化的原动力
而兼容性和互操作性的最终目的仍是资源共享
标准化的时机？
先制定标准再开发还是先开发再制定标准？ 各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方
面的研究日趋成熟是基础
网络体系结构标准化过程的演变
CCP
T
HOST
TT
CCP
HOST
T
TT
两层网络概念的出现
由CCP组成的传输网络——通信子网，提供信息传输服务 建立在通信子网基础上的主机集合——资源子网，提供计算资
源
T
T
TT
HOST
CCP
T
HOST
T
CCP 通信子网
CCP
T
T
HOST
T
两层网络的概念结构
H
在通信子网上可有 多个资源子网，共 享通信子网的服务
只说明了做什么（WHAT TO DO）而未规定怎样做（HOW TO DO） 太复杂，几乎没有与之完全符合的网络
事实上的标准：TCP/IP(因特网的骨干协议)
从体系结构上看，它是OSI参考模型的简化（4层）
1.1 计算机网络的产生和发展
早期的计算机应用模式——单机
大、中、小型机—庞大，昂贵，资源无法共享 分散的计算机构成了一个个的信息“孤岛”
计算机网络产生始于1950’s，产生的原因：
资源共享的需求（计算能力、外设、软件、数据） 大型项目的合作（进行工程项目协作） 人与人之间的信息沟通（数据通信）
与前苏联的军事竞赛需要一个“可生存系统”，专 门用于传输军事命令和控制信息。
电话交换网比较脆弱，不符合“可生存系统”的要 求，需要寻找一种有效的通信网络解决方案。
Paul Baran提出通信网络的分布式网络结构。
网络体系结构的奠基人
Paul Baran
分布式拓扑结构的网络具有如下特点：由于采用分
散控制，即使整个网络中的某个局部出现故障，也不 会影响全网的操作，因而具有很高的可靠性；
厂商标准：IBM-SNA，DEC-DNA等
缺点：适用范围：兼容性
技术垄断：竞争
标准不统一：用户利益
国际标准（ISO OSI/RM）
Open System Interconnection/Recommended Model(开放系统互联参考模 型，简称OSI参考模型)
OSI参考模型是一种概念上的网络模型，规定了网络体系结构的框架：7 个层次
C H
H
C
C
通信子网
H
H
资源子网
演变阶段2
通信子网规模逐渐扩大
私有→社会公用
公用数据通信网
T
T
PSTN公共交换电话网络 X.25
HOST
优点
T
降低用户系统建设成本
公用数据
T
提高通信线路利用率
通信网
兼容性好
T HOST
HOST T
TT
TT
ARPANET与分组交换技术
20世纪50年代初，出于美国军方的需要，研制 SAGE系统。
特征
多个终端联机系统互联，形成了多主机互联网络 网络结构从“主机－终端” 转变为“主机－主机”
T
T
HOST
T
通信线路
T
HOST
HOST
T
T
T
TTT
主机－主机网络的演变
演变阶段1
通信任务从主机中分离，由 通信控制处理机（CCP）完成
CCP：处理主机之间通信任务 的专用计算机
T
T
HOST
CCP
HOST(航空公司总部) Terminals(订票点) 通信线路(电话线路)
缺点
主机负荷重——数据处理＋通信 线路利用率低 集中控制方式，可靠性低
改进
终端集中器(近/远距) 前端处理机（Front-End Processor, FEP），将通信任务从主机中
分离出来
2.以通信子网为中心的主机互连
分布式拓扑结构的网络
ARPANET与分组交换技术
ARPANET的基本设计思想—分组交换子网
分组交换由Donald Davies和保罗·巴兰在 1960年代早期发明,是他们最重要的创新。
分组交换技术也称包交换，是将用户传 送的数据划分成一定的长度，每个部分叫做 一个分组，通过传输分组的方式传输信息的 一种技术。
1、概述计算机网络发展历史 2、网络传输介质及物理层设备 3、常见网络硬件 4、网络通信协议-物理层与传输层 5、Internet接入Internet服务 6、网络常用命令和网络检测 7、网络安全与网络管理概述 8、相关网络法律法规及案例分析 9、网络发展新技术
第一章 计算机网络概述
本章内容 1.1计算机网络产生与发展 1.2计算机网络定义与组成 1.3计算机网络体系结构 1.4计算机网络系统的分类 1.5计算机网络系统的组成
从体系结构来观察，计算机网络的发展可分为四个阶段 （三代网络）：
1. 以主机为中心的联机终端系统 “计算机－终端”系统
2. 以通信子网为中心的主机互连 “计算机－计算机”网络
3. 体系结构标准化网络 层次化结构，并对每层进行了精确定义
4. Internet时代 以TCP/IP协议簇为标准，广泛的互联
出现第一个电子 邮件应用程序
1975 节点数增加到100多个，正式运行
1975 节点数增加到100多个，正式运行
1983年分为ARPANET和MILNET
ARPANET 之父Larry Roberts
ARPANET与分组交换技术
ARPANET对推动网络技术发展的贡献
完成了对计算机网络定义与分类方法的研究 提出了资源子网、通信子网的网络结构概念 研究并实现了分组交换方法 完善了层次型网络体系结构的模型与协议体系 开始了TCP/IP模型、协议与网络互联技术的研究与应用
对分组交换理论做出重大贡献 Donald Davies
数据交换的发展
数据交换经历了
➢ 电路交换 ➢ 报文交换 ➢ 分组交换 ➢ 综合业务数字交换
分组交换子网结构原理示意图
ARPANET与分组交换技术
ARPANET的发展过程 推出Telnet应用
1969.12 4个节点的实验网络开始运行
1972 节点数增加到40个
1.以主机为中心的联机终端系统
特征：终端(Terminal)共享主机(Host)的软 硬件资源
单台主机：执行计算和通信任务
多台终端：执行用户交互（一般终端没
有处理能力只是一种计算机的输入、输
出设备 ）
T
(终端集中器/终端服务器)
连接方式：本地或远程
通信线路
T
HOST
T源自文库
T
TS
T
T
T
例子：飞机订票系统
3. 体系结构标准化网络
为什么需要标准化？
不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系 结构的标准化的原动力
而兼容性和互操作性的最终目的仍是资源共享
标准化的时机？
先制定标准再开发还是先开发再制定标准？ 各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方
面的研究日趋成熟是基础
网络体系结构标准化过程的演变
CCP
T
HOST
TT
CCP
HOST
T
TT
两层网络概念的出现
由CCP组成的传输网络——通信子网，提供信息传输服务 建立在通信子网基础上的主机集合——资源子网，提供计算资
源
T
T
TT
HOST
CCP
T
HOST
T
CCP 通信子网
CCP
T
T
HOST
T
两层网络的概念结构
H
在通信子网上可有 多个资源子网，共 享通信子网的服务
只说明了做什么（WHAT TO DO）而未规定怎样做（HOW TO DO） 太复杂，几乎没有与之完全符合的网络
事实上的标准：TCP/IP(因特网的骨干协议)
从体系结构上看，它是OSI参考模型的简化（4层）
1.1 计算机网络的产生和发展
早期的计算机应用模式——单机
大、中、小型机—庞大，昂贵，资源无法共享 分散的计算机构成了一个个的信息“孤岛”
计算机网络产生始于1950’s，产生的原因：
资源共享的需求（计算能力、外设、软件、数据） 大型项目的合作（进行工程项目协作） 人与人之间的信息沟通（数据通信）
与前苏联的军事竞赛需要一个“可生存系统”，专 门用于传输军事命令和控制信息。
电话交换网比较脆弱，不符合“可生存系统”的要 求，需要寻找一种有效的通信网络解决方案。
Paul Baran提出通信网络的分布式网络结构。
网络体系结构的奠基人
Paul Baran
分布式拓扑结构的网络具有如下特点：由于采用分
散控制，即使整个网络中的某个局部出现故障，也不 会影响全网的操作，因而具有很高的可靠性；
厂商标准：IBM-SNA，DEC-DNA等
缺点：适用范围：兼容性
技术垄断：竞争
标准不统一：用户利益
国际标准（ISO OSI/RM）
Open System Interconnection/Recommended Model(开放系统互联参考模 型，简称OSI参考模型)
OSI参考模型是一种概念上的网络模型，规定了网络体系结构的框架：7 个层次
C H
H
C
C
通信子网
H
H
资源子网
演变阶段2
通信子网规模逐渐扩大
私有→社会公用
公用数据通信网
T
T
PSTN公共交换电话网络 X.25
HOST
优点
T
降低用户系统建设成本
公用数据
T
提高通信线路利用率
通信网
兼容性好
T HOST
HOST T
TT
TT
ARPANET与分组交换技术
20世纪50年代初，出于美国军方的需要，研制 SAGE系统。
特征
多个终端联机系统互联，形成了多主机互联网络 网络结构从“主机－终端” 转变为“主机－主机”
T
T
HOST
T
通信线路
T
HOST
HOST
T
T
T
TTT
主机－主机网络的演变
演变阶段1
通信任务从主机中分离，由 通信控制处理机（CCP）完成
CCP：处理主机之间通信任务 的专用计算机
T
T
HOST
CCP
HOST(航空公司总部) Terminals(订票点) 通信线路(电话线路)
缺点
主机负荷重——数据处理＋通信 线路利用率低 集中控制方式，可靠性低
改进
终端集中器(近/远距) 前端处理机（Front-End Processor, FEP），将通信任务从主机中
分离出来
2.以通信子网为中心的主机互连
分布式拓扑结构的网络
ARPANET与分组交换技术
ARPANET的基本设计思想—分组交换子网
分组交换由Donald Davies和保罗·巴兰在 1960年代早期发明,是他们最重要的创新。
分组交换技术也称包交换，是将用户传 送的数据划分成一定的长度，每个部分叫做 一个分组，通过传输分组的方式传输信息的 一种技术。