第1章-计算机网络概论

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1、计算机网络第1章计算机网络概论本章学习要求：了解：计算机网络的形成与发展掌握：计算机网络的定义掌握：计算机网络的拓扑构型掌握：计算机网络的分类方法了解：典型的计算机网络了解：公共数据网的发展了解：计算机网络应用的主要领域了解：计算机网络应用带来的社会问题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第三阶段：20世纪70年代网络体系结构与协议标准化的研究广域网、局域网与公用分组交换网

2、的研究与应用第四阶段：20世纪90年代Internet技术的广泛应用网络计算技术的研究与发展宽带城域网与接入网技术的研究与发展网络与信息安全技术的研究与发展1.1.2计算机网络的形成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；随着计算机应用的发展，出现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；典型的研究成果是ARPA网。1

3、.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；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；ISO正式制订了开放系统互连参考模型，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。1.1.4Internet的应用与网络计算技术发展Internet的广泛应用促进了电子

4、商务、电子政务、远程教育、远程医疗、分布式计算与视频点播的发展；高速局网络技术发展迅速，FastEthernet、GigabitEthernet已开始进入实用阶段，速率为10Gbps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；网络计算技术已经成为重要的网络应用与研究领域。1.1.5宽带网络与全光网络技术的研究与发展很多国家的政府与企业投入巨额资金，把宽带网络作为战略产业来发展；宽带网络在基础设施、网络产品、信息服务等多个层面上提供了巨

5、大的市场机会，为新的网络服务运营商提供了发展的空间，从而也带动了网络产业的结构调整；宽带网络建设的两个关键是宽带骨干网技术和宽带接入网技术的发展；全光网会给未来通信网的宽带、容量带来更大地发展空间。1.2计算机网络的定义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议。1.2.2计算机网络与分布式计算机系

6、统的区别分布式计算机系统中“存在着一个能为用户自动管理资源的网络操作系统，由它调用完成用户任务所需要的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样对用户是透明的。”计算机网络为分布式系统的研究提供了技术基础，而分布式系统是计算机网络技术发展的高级阶段。1.2.3现代网络结构的特点早期计算机网络结构：从逻辑功能上可以分为资源子网和通信子网等两个部分。现代网络结构的变化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，而局域网与广域网、广域网与广域网的互连是通过路由器实现的；在Internet中，用户计算

7、机需要通过校园网、企业网或ISP联入地区主干网，地区主干网通过国家主干网联入国家间的高速主干网，这样就形成一种由路由器互联的大型、层次结构的互联网络。Internet结构示意图1.3计算机网络的拓扑构型1.3.1计算机网络拓扑的定义拓扑学是几何学的一个分支，是从图论演变而来。拓扑学首先把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究了点、线、面之间的关系;计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系;计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型

8、;拓扑设计对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。1.3.2计算机网络拓扑的分类网络拓扑方法：根据通信子网中通信信道类型分类；通信信道类型：广播信道与点-点线路；在采用广播信道通信子网中，一个公共的通信信道被多个网络结点共享；广播信道通信子网的基本拓扑构型：总线型树型环型无线通信与卫星通信型在采用点-点线路的通信子网中，每条物理线路连接一对结点；点-点线路的通信子网