1第1章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)電子教案1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代的作用1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念和功能 1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第1章 概 述1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代的作用我們已經(jīng)進(jìn)入了21世紀(jì)。21世紀(jì)的一些重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化，它是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時(shí)代。知識(shí)經(jīng)濟(jì)中的兩個(gè)重要特點(diǎn)就是信息化和全球化。這里所說(shuō)的網(wǎng)絡(luò)是指電信網(wǎng)絡(luò)(主要的業(yè)務(wù)是電話，但也有其他業(yè)務(wù)，如傳真、數(shù)據(jù)等)、有線電視網(wǎng)絡(luò)(即單向電視節(jié)目的傳送網(wǎng)絡(luò)，但現(xiàn)已開(kāi)始逐漸向雙向傳輸網(wǎng)絡(luò)改造)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。這三種網(wǎng)絡(luò)通常簡(jiǎn)稱為“三網(wǎng)”。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，以因特

2、網(wǎng)(Internet)為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展速度十分迅猛，已從最初的教育科研網(wǎng)絡(luò)逐步發(fā)展成為商業(yè)網(wǎng)絡(luò)，并已成為僅次于全球電話網(wǎng)的世界第二大網(wǎng)絡(luò)。 信息化社會(huì)的基礎(chǔ)上是計(jì)算機(jī)和互連計(jì)算機(jī)的信息網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)人類進(jìn)入二十一世紀(jì)的信息化時(shí)代，作為計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，信息網(wǎng)絡(luò)已成為十分重要的基礎(chǔ)設(shè)施。在未來(lái)信息化社會(huì)里，人們必須學(xué)會(huì)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用計(jì)算機(jī)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流，獲得信息。 由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中一門專門學(xué)科，涉及知識(shí)范圍很廣，下面就對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)涉及到的有關(guān)知識(shí)加以介紹。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要性信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用正在改變著人們的工作方式和生活方式，不斷

3、引起世界范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，促進(jìn)全球信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在各國(guó)的經(jīng)濟(jì)、文化、科研、軍事、政治、教育和社會(huì)生活等各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。20世紀(jì)最關(guān)鍵的技術(shù)是信息技術(shù)。 信息技術(shù)涉及到信息的收集、存儲(chǔ)、處理、傳輸與利用。信息技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面： 一、計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展及其廣泛應(yīng)用。 二、通信技術(shù)的高度發(fā)展，世界范圍內(nèi)的電話通信系統(tǒng)、光纖與無(wú)線電通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)的建立與廣泛應(yīng)用。 三、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相互滲透、密切結(jié)合的產(chǎn)物計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，尤其是因特網(wǎng)的廣泛應(yīng)用與全球信息高速公路建設(shè)熱潮的興起。1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展1.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的

4、形成 1969第一個(gè)數(shù)據(jù)包交換計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)ARPANET ，從最初的4個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)展為橫跨全世界的因特網(wǎng)（Internet）。1.2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展分為四個(gè)階段: 第一代 以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二代 以通信子網(wǎng)為中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第三代 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化第四代 因特網(wǎng)時(shí)代 第一代 以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源集中在一臺(tái)主機(jī)上，遠(yuǎn)程終端共享主機(jī)資源通信裝置通信裝置通信裝置終端主機(jī)前置機(jī) 以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)公用電話網(wǎng)主機(jī)和終端構(gòu)成了用戶資源子網(wǎng)。用戶可以共享資源子網(wǎng)豐富的硬件和軟件資源 第二代 以通信子網(wǎng)為中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以通信子網(wǎng)為中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信子網(wǎng)資

5、源子網(wǎng)資源子網(wǎng)終端終端終端終端終端終端主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī) 1984年，國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）正式頒布了OSI參考模型。（OSI 開(kāi)放系統(tǒng)互連基本參考模型）以O(shè)SI參考模型為參照，制定了一系列的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，形成了一個(gè)龐大的OSI基本標(biāo)準(zhǔn)體制。 OSI參考模型確保了各廠商生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品之間的互聯(lián)。 第三代 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化第四代 因特網(wǎng)時(shí)代美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)NSF認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)科學(xué)研究的重要性，因此從1985年起，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)就圍繞其六個(gè)大型計(jì)算機(jī)中心建設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。1986年，NSF建立了國(guó)家科學(xué)基金網(wǎng)NSFNET。NSFNET后來(lái)接管了ARPANET，并將

6、網(wǎng)絡(luò)改名為Internet，即因特網(wǎng)。1992年因特網(wǎng)上的主機(jī)超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)。1993年因特網(wǎng)主干網(wǎng)的速率提高到45 Mbit/s (T3速率)。到1996年速率為155 Mbit/s的主干網(wǎng)vBNS (very high-speed Backbone Service)建成。1998年又開(kāi)始建造更快的主干網(wǎng)Abilene，數(shù)據(jù)率最高達(dá)2.5 Gbit/s。1999年MCI和Worldcom公司開(kāi)始將美國(guó)的因特網(wǎng)主干網(wǎng)速率提高到2.5 Gbit/s。到1999年底，因特網(wǎng)上注冊(cè)的主機(jī)已超過(guò)1000萬(wàn)臺(tái)。表1-2是因特網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)數(shù)、主機(jī)數(shù)、用戶數(shù)和管理機(jī)構(gòu)數(shù)的簡(jiǎn)單概括COME00。1.2.3 關(guān)于

7、因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作1992年，因特網(wǎng)不再歸美國(guó)政府管轄，因此成立了一個(gè)國(guó)際性組織叫做因特網(wǎng)協(xié)會(huì)ISOC (Internet Society)，以便對(duì)因特網(wǎng)進(jìn)行全面管理以及在世界范圍內(nèi)促進(jìn)其發(fā)展和使用。ISOC下面有一個(gè)技術(shù)組織叫做因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究委員會(huì)IAB (Internet Architecture Board)，負(fù)責(zé)管理因特網(wǎng)有關(guān)協(xié)議的開(kāi)發(fā)。IAB下面又設(shè)有兩個(gè)工程部。 因特網(wǎng)工程部IETF (Internet Engineering Task Force)因特網(wǎng)研究部IRTF (Internet Research Task Force)從一個(gè)普通文檔上升到因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)過(guò)四個(gè)階段。（1）因特網(wǎng)草案(Internet Draft)。（2）建議標(biāo)準(zhǔn)(Proposed Standard)。（3）草案標(biāo)準(zhǔn)(Draft Standard)。（4）因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(Internet Standard)。1.2.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)的發(fā)展1989年11月，我國(guó)第一個(gè)公用分組交換網(wǎng)CNPAC建成運(yùn)行，在此基礎(chǔ)上，1993年9月建成新的中國(guó)公用分組交換網(wǎng)。在20世紀(jì)80年代后期