第01章-網(wǎng)絡(luò)概論

第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論本章學(xué)習(xí)要求：了解：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展掌握：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義掌握：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)型掌握：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類了解：典型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)了解：公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的發(fā)展了解：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域了解：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

（學(xué)習(xí)要求：了解）1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段的劃分（1）

第一階段：20世紀(jì)50年代數(shù)據(jù)通信技術(shù)的研究與發(fā)展這一階段的特點(diǎn)與標(biāo)志性成果主要表現(xiàn)在：

—數(shù)據(jù)通信的研究與技術(shù)的日趨成熟，為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成奠定了技術(shù)基礎(chǔ)；

—分組交換概念的提出為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的研究奠定了理論基礎(chǔ)。1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段的劃分（2）

第二階段：20世紀(jì)60年代

ARPANET與分組交換技術(shù)的研

究與發(fā)展這個(gè)階段的特點(diǎn)與標(biāo)志性成果主要表現(xiàn)在：

—

ARPANET的成功運(yùn)行證明分組交換理論的正確性；

—

TCP/IP協(xié)議的廣泛應(yīng)用為更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

—DNS、E-mail、FTP、TELNET、BBS等應(yīng)用展現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的廣闊前景。1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段的劃分（3）

第三階段：20世紀(jì)70年代網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的研究

廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)與公用分組交換網(wǎng)

的研究與應(yīng)用這個(gè)階段的特點(diǎn)與標(biāo)志性成果主要表現(xiàn)在：

—

OSI參考模型的研究對(duì)網(wǎng)絡(luò)理論體系的形成與發(fā)展，以及在推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化方面起到了重要的推動(dòng)作用；

—

TCP/IP協(xié)議經(jīng)受了市場(chǎng)和用戶的檢驗(yàn)，吸引了大量的投資，推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展，成為業(yè)界事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段的劃分（4）

第四階段：20世紀(jì)90年代Internet技術(shù)的廣泛應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)的研究與發(fā)展寬帶城域網(wǎng)與接入網(wǎng)技術(shù)的研究與發(fā)展網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)的研究與發(fā)展

這個(gè)階段的特點(diǎn)與標(biāo)志性成果主要表現(xiàn)在：

—互聯(lián)網(wǎng)作為全球性的網(wǎng)際網(wǎng)與信息系統(tǒng)，在當(dāng)今政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科研、教育與社會(huì)生活等方面發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用；

—計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)“三網(wǎng)融合”促進(jìn)了寬帶城域網(wǎng)概念、技術(shù)的演變。

—無(wú)線局域網(wǎng)與無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)日益成熟，已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用階段，無(wú)線自組網(wǎng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究與應(yīng)用受到了高度重視；

—對(duì)等（P2P）網(wǎng)絡(luò)的研究使新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，成為現(xiàn)代信息服務(wù)業(yè)新的產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)；

—隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的快速增長(zhǎng)，新的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題不斷出現(xiàn)，促使網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的研究與應(yīng)用進(jìn)入高速發(fā)展階段。881.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成

1946年世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC誕生時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)并沒有直接的聯(lián)系；20世紀(jì)50年代初，由于美國(guó)軍方的需要，美國(guó)半自動(dòng)地面防空系統(tǒng)（SAGE）的研究開始了計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的嘗試；隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展，出現(xiàn)多臺(tái)計(jì)算機(jī)互連的需求，網(wǎng)絡(luò)用戶希望通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源共享的目的；典型的研究成果是ARPA（美國(guó)遠(yuǎn)景規(guī)劃局）網(wǎng)。

ARPANET的主要貢獻(xiàn)開展了對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義與分類方法的研究。提出了資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)的二級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概念。研究了分組交換的協(xié)議與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。研究了層次型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的模型與協(xié)議體系。開展了TCP/IP協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)的研究。1010ARPANET的成功使

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念發(fā)生根本變化早期的面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以單個(gè)主機(jī)為中心的星形網(wǎng)各終端通過(guò)通信線路共享昂貴的中心主機(jī)的硬件和軟件資源。

分組交換網(wǎng)則是以網(wǎng)絡(luò)為中心，主機(jī)處在網(wǎng)絡(luò)的外圍。用戶通過(guò)分組交換網(wǎng)可共享連接在網(wǎng)絡(luò)上的許多硬件和各種豐富的軟件資源。

課件制作人：謝希仁從主機(jī)為中心到以網(wǎng)絡(luò)為中心主機(jī)終端以主機(jī)為中心以分組交換網(wǎng)為中心主機(jī)分組交換網(wǎng)課件制作人：謝希仁1.1.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的研究（1）一些大的計(jì)算機(jī)公司提出了各種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；例如：—IBM公司的SNA（SystemNetworkArchitecture）—DEC公司的DNA（DigitalNetworkArchitecture）—UNIVAC公司的DCA（DistributedComputerArchitecture）等1.1.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的研究（2）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）成立專門委員會(huì)研究網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題；ISO正式制訂開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI），并制訂了一系列的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；—只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方的、也遵循這同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行通信—在市場(chǎng)化方面OSI卻失敗了：

實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，運(yùn)行效率低，制定周期長(zhǎng)，層次劃分不合理，功能重復(fù)1.1.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的研究（3）在1969年ARPANET的實(shí)驗(yàn)性階段，研究人員就開始了TCP/IP協(xié)議雛形的研究；非國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP現(xiàn)在獲得了最廣泛的應(yīng)用。TCP/IP常被稱為事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議的成功促進(jìn)了Internet的發(fā)展，Internet的發(fā)展又進(jìn)一步擴(kuò)大了TCP/IP協(xié)議的影響。。1.1.4

Internet的應(yīng)用與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展Internet覆蓋了商業(yè)、金融、政府、醫(yī)療、科研、教育、信息服務(wù)、休閑娛樂等眾多領(lǐng)域。1993年9月，美國(guó)公布國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施NII建設(shè)計(jì)劃，NII被形象地稱為信息高速公路。1995年2月全球信息基礎(chǔ)設(shè)施委員會(huì)GIIC成立，推動(dòng)與協(xié)調(diào)各國(guó)信息技術(shù)與信息服務(wù)的發(fā)展與應(yīng)用?；赪eb的電子商務(wù)、電子政務(wù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育，以及基于對(duì)等結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用使得互聯(lián)網(wǎng)以超常規(guī)的速度發(fā)展。16161.1.5寬帶網(wǎng)絡(luò)與全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展（1）

很多國(guó)家的政府與企業(yè)投入巨額資金，把寬帶網(wǎng)絡(luò)作為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)來(lái)發(fā)展；

寬帶網(wǎng)絡(luò)在基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品、信息服務(wù)等多個(gè)層面上提供了巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，為新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運(yùn)營(yíng)商提供了發(fā)展的空間，從而也帶動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整；1.1.5寬帶網(wǎng)絡(luò)與全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展（2）寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的兩個(gè)關(guān)鍵是寬帶骨干網(wǎng)技術(shù)和寬帶接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展；—寬帶骨干網(wǎng)（核心網(wǎng)）：高速傳輸網(wǎng)絡(luò)，高速交換設(shè)備—寬帶接入網(wǎng)（目前）：數(shù)字用戶環(huán)路、光纖同軸電纜混合、光纖接入、無(wú)線、局域網(wǎng)接入全光網(wǎng)會(huì)給未來(lái)通信網(wǎng)的寬帶、容量帶來(lái)更大地發(fā)展空間。—光結(jié)點(diǎn)取代電結(jié)點(diǎn)，并用光纖互連1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

（學(xué)習(xí)要求：熟練掌握）1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義的基本內(nèi)容計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源共享觀點(diǎn)的定義：

以能夠相互共享資源的方式互連起來(lái)的自治計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本特征：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建立的目的是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源的共享。互連的計(jì)算機(jī)是分布在不同地理位置的多臺(tái)獨(dú)立的“自治計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。

—自治：沒有明確的主從關(guān)系聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)之間的通信必須遵循共同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。21211.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中“存在著一個(gè)能為用戶自動(dòng)管理資源的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，由它調(diào)用完成用戶任務(wù)所需要的資源，而整個(gè)網(wǎng)絡(luò)像一個(gè)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣對(duì)用戶是透明的。”

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為分布式系統(tǒng)的研究提供了技術(shù)基礎(chǔ)（物理結(jié)構(gòu)），而分布式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的高級(jí)階段（高層軟件）。—基于志愿者計(jì)算的分布式系統(tǒng)的應(yīng)用（高能物理、分子生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、天體物理學(xué)、氣象學(xué)等等）

1.2.3現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)早期計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)主機(jī)、終端、各種軟件與信息資源；提供各種網(wǎng)絡(luò)資源與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)CCP、網(wǎng)線、其他通信設(shè)備；完成數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務(wù)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化隨著微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，大量的微型計(jì)算機(jī)是通過(guò)局域網(wǎng)連入廣域網(wǎng)，而局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)、廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互連是通過(guò)路由器實(shí)現(xiàn)的；在Internet中，用戶計(jì)算機(jī)需要通過(guò)校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)或ISP（InternerServiceProvider）聯(lián)入地區(qū)主干網(wǎng)，地區(qū)主干網(wǎng)通過(guò)國(guó)家主干網(wǎng)聯(lián)入國(guó)家間的高速主干網(wǎng)，這樣就形成一種由路由器互聯(lián)的大型、層次結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

Internet結(jié)構(gòu)示意圖

1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)型

（學(xué)習(xí)要求：熟練掌握）1.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x拓?fù)鋵W(xué)是幾何學(xué)的一個(gè)分支，是從圖論演變而來(lái)。拓?fù)鋵W(xué)首先把實(shí)體抽象成與其大小、形狀無(wú)關(guān)的點(diǎn)，將連接實(shí)體的線路抽象成線，進(jìn)而研究了點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫峭ㄟ^(guò)網(wǎng)中結(jié)點(diǎn)與通信線路之間的幾何關(guān)系表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映出網(wǎng)絡(luò)中各實(shí)體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲饕侵竿ㄐ抛泳W(wǎng)的拓?fù)錁?gòu)型;拓?fù)湓O(shè)計(jì)要求：網(wǎng)絡(luò)性能好、系統(tǒng)可靠性高與通信費(fèi)用低。1.3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆诸悾?）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞椒ǎ焊鶕?jù)通信子網(wǎng)中通信信道類型分類；通信信道類型：廣播信道與點(diǎn)-點(diǎn)線路；—廣播信道，一對(duì)多的廣播通信方式，一個(gè)公共的通信信道被多個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)共享；—點(diǎn)-點(diǎn)信道，一對(duì)一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式；廣播信道通信子網(wǎng)的基本拓?fù)錁?gòu)型：總線型、樹型、環(huán)型、無(wú)線通信與衛(wèi)星通信型（第4章局域網(wǎng)）點(diǎn)-點(diǎn)線路的通信子網(wǎng)基本拓?fù)錁?gòu)型：星型、環(huán)型、樹型、網(wǎng)狀型1.3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆诸悾?）星型拓?fù)湓谛切瓮負(fù)浣Y(jié)構(gòu)中，結(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)-點(diǎn)通信線路與中心結(jié)點(diǎn)連接；中心結(jié)點(diǎn)控制全網(wǎng)的通信，任何兩結(jié)點(diǎn)之間的通信都要通過(guò)中心結(jié)點(diǎn)；星形拓?fù)錁?gòu)型的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，便于管理。缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)的中心結(jié)點(diǎn)是全網(wǎng)性能與可靠性的瓶頸。30星型拓?fù)?0環(huán)型拓?fù)湓诃h(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，結(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)-點(diǎn)通信線路連接成閉合環(huán)路；環(huán)中數(shù)據(jù)將沿一個(gè)方向逐站傳送；環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳輸延時(shí)確定；但是環(huán)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)與連接結(jié)點(diǎn)之間的通信線路都會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)可靠性的瓶頸；環(huán)網(wǎng)需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的環(huán)維護(hù)協(xié)議。31環(huán)型拓?fù)?1樹型拓?fù)錁湫瓮負(fù)浣Y(jié)構(gòu)中結(jié)點(diǎn)按層次進(jìn)行連接，信息交換主要在上、下結(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，相鄰及同層結(jié)點(diǎn)之間通常不進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，或數(shù)據(jù)交換量比較?。粯湫瓮?fù)淇梢钥闯尚切瓮負(fù)涞臄U(kuò)展；樹形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)適用于匯集信息的應(yīng)用要求。32樹型拓?fù)?2網(wǎng)狀拓?fù)湓诰W(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，結(jié)點(diǎn)之間的連接是任意的，沒有規(guī)律；網(wǎng)狀拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)可靠性高；網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，必須采用路由選擇算法、流量控制與擁塞控制方法；廣域網(wǎng)一般都采用網(wǎng)狀拓?fù)洹?3網(wǎng)狀拓?fù)?31.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

（學(xué)習(xí)要求：熟練掌握）1.4.1根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進(jìn)行分類通信信道的類型有兩類：廣播通信信道點(diǎn)-點(diǎn)通信信道相應(yīng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也可以分為兩類：廣播式網(wǎng)絡(luò)（BroadcastNetworks）點(diǎn)-點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)（Point-to-PointNetworks）

廣播式網(wǎng)絡(luò)（BroadcastNetworks）所有聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)共享一個(gè)公共通信信道；一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送報(bào)文分組時(shí)，其他計(jì)算機(jī)都會(huì)接受到這個(gè)分組；分組地址與本地地址相同，接受；不同，丟棄；三類地址：?jiǎn)喂?jié)點(diǎn)、多節(jié)點(diǎn)、廣播地址。

點(diǎn)-點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)（Point-to-PointNetworks）一條線路一對(duì)計(jì)算機(jī)；中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)；多條路由，路由選擇分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑；分組儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)與路由選擇機(jī)制是點(diǎn)-點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)與廣播式網(wǎng)絡(luò)的重要區(qū)別之一。

1.4.2根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍進(jìn)行分類按覆蓋的地理范圍分類，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為三類：局域網(wǎng)（LAN，LocalAreaNetwork）城域網(wǎng)（MAN，MetropolitanAreaNetwork）廣域網(wǎng)（WAN，WideAreaNetwork）局域網(wǎng)（LAN）的基本特征局域網(wǎng)用于將有限范圍內(nèi)（例如一個(gè)實(shí)驗(yàn)室、一幢大樓、一個(gè)校園）的各種計(jì)算機(jī)、終端與外部設(shè)備互聯(lián)成網(wǎng)；局域網(wǎng)可以分為共享介質(zhì)局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)；局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最活躍的領(lǐng)域之一。3939城域網(wǎng)（MAN）的基本特征城域網(wǎng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是要滿足幾十公里范圍內(nèi)的大量企業(yè)、機(jī)關(guān)、公司的多個(gè)局域網(wǎng)互聯(lián)的需求，以實(shí)現(xiàn)大量用戶之間的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖形與視頻等多種信息的傳輸。寬帶城域網(wǎng)的概念逐漸取代傳統(tǒng)意義上的城域網(wǎng)。寬帶城域網(wǎng)已經(jīng)成為目前研究、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。4040廣域網(wǎng)（WAN）的基本特征廣域網(wǎng)覆蓋的地理范圍從幾十公里到幾千公里；廣域網(wǎng)可以是覆蓋一個(gè)國(guó)家、地區(qū)，或橫跨幾個(gè)洲；廣域網(wǎng)將分布在不同地區(qū)的寬帶城域網(wǎng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)起來(lái)，提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息資源共享。41411.5典型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

（學(xué)習(xí)要求：了解）分組交換的產(chǎn)生三種交換技術(shù)：—電路交換：“建立連接通信釋放連接”

傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)效率低，可靠性低；—報(bào)文交換：“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”時(shí)延長(zhǎng)；—分組交換：“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”高效，靈活，迅速，可靠。電路交換舉例A和B通話經(jīng)過(guò)四個(gè)交換機(jī)通話在A到B的連接上進(jìn)行((((交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA課件制作人：謝希仁電路交換舉例C和D通話只經(jīng)過(guò)一個(gè)本地交換機(jī)通話在C到D的連接上進(jìn)行((((交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA課件制作人：謝希仁分組交換網(wǎng)的示意圖H1A互聯(lián)網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1向H5

發(fā)送分組H2向H6

發(fā)送分組注意分組路徑的變化！路由器主機(jī)課件制作人：謝希仁分組交換的優(yōu)點(diǎn)高效

動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬，對(duì)通信鏈路是逐段占用。

靈活

以分組為傳送單位和查找路由。迅速

不必先建立連接就能向其他主機(jī)發(fā)送分組。可靠

保證可靠性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；分布式的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)有很好的生存性。

課件制作人：謝希仁三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)文報(bào)文報(bào)文ABCDABCDABCD報(bào)文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報(bào)文P2P1連接釋放數(shù)據(jù)傳送的特點(diǎn)比特流直達(dá)終點(diǎn)報(bào)文報(bào)文報(bào)文分組分組分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)課件制作人：謝希仁因特網(wǎng)發(fā)展的三個(gè)階段第一階段是從單個(gè)網(wǎng)絡(luò)ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過(guò)程；第二階段的特點(diǎn)是建成了三級(jí)結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)；第三階段的特點(diǎn)是逐漸形成了多層次ISP（InternetServiceProvider因特網(wǎng)服務(wù)提供者）結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)(Internet)。

1.5.1ARPANET1969年11月，實(shí)驗(yàn)性的ARPANET開通；1975年，ARPANET已經(jīng)連入了100多臺(tái)主機(jī)，并且結(jié)束了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)階段，移交美國(guó)國(guó)防部國(guó)防通信局正式運(yùn)行；1983年1月，ARPANET向TCP/IP的轉(zhuǎn)換結(jié)束；80年代中期，ARPANET成為Internet的主干網(wǎng)；1990年，ARPANET退役。ARPANET對(duì)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展起了重要的影響。

1.5.2NSFNET1984年，NSF決定組建NSFNET；NSFNET采取的是一種層次型結(jié)構(gòu)，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)與校園網(wǎng)；1990年，NSFNET主干網(wǎng)的傳輸速率為44.746Mbps；1995年4月1日，NSF和MCI合作創(chuàng)建了NvBS（veryhigh-speedbackboneservice）；vBNS主干網(wǎng)運(yùn)行的速率范圍是從622Mbps（OC12）到4.8Gbps（OC48）。

比特（bit）—數(shù)據(jù)量的單位，一個(gè)“二進(jìn)制數(shù)字”，1bit=二進(jìn)制數(shù)字中的一個(gè)“1”或“0”，bps=b/s。k(千)=103,M(兆)=106,G(吉)=109，T(太)=10121.5.3Internet80年代中期人們開始認(rèn)識(shí)到Internet的重要作用；90年代是Internet歷史上發(fā)展的最快的時(shí)期；Internet應(yīng)用主要有E-mail、WWW、Telnet、FTP與Usenet等，隨著Internet規(guī)模和用戶的不斷增長(zhǎng)，Internet上的應(yīng)用領(lǐng)域也進(jìn)一步得到開拓；從用戶的角度來(lái)看，Internet是一個(gè)全球范圍的信息資源網(wǎng)；從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)角度看，Internet是一個(gè)由路由器互聯(lián)起來(lái)的大型網(wǎng)際網(wǎng)。1.5.4Internet2由于Internet的商業(yè)化與業(yè)務(wù)量增多，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)整體性能降低；1996年10月，一些大學(xué)申請(qǐng)建立Internet2，為其成員組織服務(wù)，初始運(yùn)行速率可達(dá)10Gbps；Internet2可以用于多媒體虛擬圖書館、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教學(xué)、視頻會(huì)議、視頻點(diǎn)播、天氣預(yù)報(bào)等領(lǐng)域；Internet2在網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)行的是IPv4，同時(shí)也支持IPv6業(yè)務(wù)，希望形成下一代Internet的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)。

1.6公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的發(fā)展

（學(xué)習(xí)要求：了解）1.6.1X.25網(wǎng)X.25網(wǎng)是一種典型的公用分組交換網(wǎng)，它是CCITT為廣域網(wǎng)制定的一個(gè)公用分組交換網(wǎng)；制定X.25標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)是傳輸速率低、誤碼率高的通信線路，為了克服通信線路數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量較差的缺點(diǎn)，X.25標(biāo)準(zhǔn)采用了復(fù)雜的差錯(cuò)控制、流量控制與擁塞控制機(jī)制，協(xié)議復(fù)雜，工作效率不高；X.25網(wǎng)的傳輸速率一般為64Kbps；X.25標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)大型機(jī)與終端連網(wǎng)。1.6.2幀中繼幀中繼主要考慮如何減少數(shù)據(jù)幀在通信子網(wǎng)中的開銷，沒有采用流量控制與差錯(cuò)控制機(jī)制，通信子網(wǎng)中的差錯(cuò)控制由主機(jī)的高層來(lái)保證；數(shù)據(jù)幀通過(guò)幀中繼網(wǎng)的處理時(shí)間可以比通過(guò)X.25網(wǎng)降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，而吞吐量要比X.25網(wǎng)絡(luò)提高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上；目前幀中繼網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率一般為1.5Mbps；幀中繼網(wǎng)主要用于局域網(wǎng)之間的互連。

1.6.3綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)CCITT提出將語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等業(yè)務(wù)綜合在ISDN一個(gè)網(wǎng)絡(luò)之中；B-ISDN的目標(biāo)是將語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)圖像傳輸，以及N-ISDN提供的所有服務(wù)綜合在一個(gè)通信網(wǎng)中，覆蓋從低傳輸速率、非實(shí)時(shí)傳輸要求，到高傳輸速率、實(shí)時(shí)突發(fā)性等各類傳輸要求；B-ISDN采用異步傳輸模式ATM技術(shù)。從傳統(tǒng)的電信網(wǎng)

向ISDN的發(fā)展

1.6.4異