网络发展史（40学时）ppt课件

1,计算机通信与网络,主 讲：茹 媛 Email: 计算机学院,2,为什么学习本门课程？,计算机的四个发展方向 巨型化、微型化、智能化、网络化 对社会发展的影响 农业时代： 水利灌溉网络 工业时代： 电力交通网络 信息时代： 数据通信网络,21世纪一个重要特征是：数字化、网络化与信息化,3,本课程的性质,计算机通信与网络= 计算机技术 + 通信技术 隶属关系：计算机专业基础课程。 学时数：40学时（理论）+ 8学时（实验） 主要讲述：计算机网络的概念和基本原理 课程主线：TCP/IP参考模型,4,课程任务,本课程是关于计算机网络的基础课程。通过本课程的学习，要求掌握计算机网络的基础知识，熟悉数据通信的原理、计算机网络的组成与体系结构、TCP/IP模型，掌握局域网工作原理和流行局域网的应用，INTERNET及其应用。了解计算机网络管理和结构化布线的基本概念，并培养学生具备简单的组网与网管能力，从而为今后从事计算机网络的应用、设计与开发打下基础。,5,本课程的考核方法,学时安排：40 (讲授) + 8（实验） 课堂：听讲与理解、适当笔记 课后：认真读书、完成作业 总成绩考试成绩+平时成绩+实验成绩 平时：点名、实验、作业、读书报告,8,7）限速、红绿灯标识,8）公路维护、交警部门,9）公路巡警,另外：作为司机，应拥有交通地图手册,还有哪些交通（海、陆、空）方面的问题可以与网络相对应？,流量控制/拥塞控制。,网络管理。,网络安全。,网络拓扑。,救火车、救护车、警车等优先主动网络。,某条路线暂时戒严，使某个车辆通过资源预约RSVP,9,第1章 计算机网络概述,1.1 计算机网络的概念 1.2 计算机网络的形成与发展 1.3 计算机网络的拓扑结构 1.4 计算机网络的分类 1.5 计算机网络的组成与结构 1.6 制定连网标准的组织 1.7 计算机网络的主要性能指标 1.8 计算机网络的硬件组成,10,1.1 计算机网络的概念,计算机网络: 是指将地理位置不同且功能相对独立的多个计算机系统通过通信线路相互连在一起、遵循共同的网络协议、由专门的网络操作系统进行管理，以实现资源共享的系统。,相互连接的计算机之间不存在互为依赖的关系,网络中的计算机通常都处于不同的地理位置,11,1.1 计算机网络的概念,计算机网络的根本目的是实现资源共享。 自主计算机：功能独立的计算机系统（软、硬件）。能够自主地完成启动停止和对所属资源进行控制的计算机。 通信线路：通信介质、通信设备 网络操作系统：单机OS功能+网络通信协议+网络资源管理+网络服务 资源共享：共同使用网络中的硬件、软件，如程序、数据库、存储设备、打印机,12,计算机网络形成的要素,计算机：称主机或端系统，运行应用程序，是信息的源头和终点。 通信链路：提供端系统之间的连通性。端系统之间可以通过通信链路直接相连，也可以通过交换设备间接相连。 通信协议：通信双方必须共同遵守的约定和通信规则，协议实现通常由硬件和软件配合完成。 网络软件：包括网络操作系统和应用软件。,13,计算机网络的主要功能,资源共享 资源共享 资源共享是计算机网络的核心功能 信息传递和交换 数据通信是计算机网络的最基本的功能之一,14,大致可以划分为4个阶段: （1）面向终端的联机系统（20世纪50-60年代） （2）计算机通信网络（20世纪70年代） （3）开放式标准化网络（20世纪80年代） （4）计算机网络互联时期（20世纪90年代）,1.2 计算机网络的形成与发展,15,特点: 是“终端-计算机”通信,彼此之间有明显的主从关系（普遍认为这还不能算是计算机网络，只能称作联机系统）。,（1）面向终端的联机系统,16,（1）面向终端的联机系统,20世纪50-60年代 “终端 通信线路 计算机”称为远程联机系统，由此开始计算机技术和通信技术的结合,主机负担重（分时） 线路利用率低,17,缺点: 主机负担过重,既要承担数据处理任务又要承担通讯任务; 线路利用率低,特别是在终端远离中心计算机时尤为明显。 改进: 通过前端处理机使主机不用管理通信; 终端经过集中器走向主机。,（1）面向终端的联机系统,18,集中器:为了节省通信费用,可在远程终端较密集处加一个集中器。集中器的一端用多条低速线路与各终端相连,其另一端则用一条较高速率的线路与计算机相连。,增加前端处理机 集中器,集中器,前端处理机:也称为通信处理机,简称前端机。分工完成全部的通信任务,而让主机专门进行数据的处理。这样就大大地提高了主机进行数据处理的效率。,集中器,19,实例1：美国半自动地面防空系统SAGE,1951年美国麻省理工学院开始为美国空军设计半自动地面防空系统(SAGE)，1963年建成。SAGE系统设17个防区，每个防区的指挥中心装两台计算机，通过通信线路连接防区内各雷达站、机场、防空导弹和高炮阵地，形成联机计算机系统。系统能帮助指挥员决策，自动引导飞机和导弹拦截敌机。SAGE系统研制了前端处理机，制定了1600比特秒数据通信线路的规范，并研究出高可靠性路径选择方法。,20世纪50年代初，美国为了自身的安全，在美国本土北部和加拿大境内，建立了一个半自动地面防空系统，简称SAGE系统。 在赛其系统中，美国在加拿大边境带设立了警戒雷达。在北美防空司令部的信息处理中心有数台大型电子计算机。警戒雷达将天空中的飞机目标的方位，距离和高度等信息通过雷达录取设备自动录取下来，并转换成二进制的数字信号；然后通过数据通信设备将它传送到北美防空司令部的信息处理中心；大型计算机自动地接收这些信息，并经过加工处理计算出飞机的飞行航向、飞行速度和飞行的瞬时位置，还可以判别出是否入侵的敌机，并将这些信息迅速传到空军和高炮部队，使它们有足够的时间作战斗准备。 在赛其系统中，雷达录取设备采集到的飞机目标信息自动送到通信设备，赛其信息处理中心的大型计算机自动地将通信设备送来的信息接收下来。这种将计算机与通信设备结合使用在人类的历史上还有首次，因此也可以说是一种创新。没有计算机与通信技术相结合的尝试，也就不会有现在这样先进的计算机网络。 1951年美国麻省理工学院林肯实验室开始为美国空军设计半自动地面防空系统(SAGE)，1963年建成。SAGE系统设17个防区，每个防区的指挥中心装两台计算机，通过通信线路连接防区内各雷达站、机场、防空导弹和高炮阵地，形成联机计算机系统。系统能帮助指挥员决策，自动引导飞机和导弹拦截敌机。SAGE系统研制了前端处理机，制定了1600比特秒数据通信线路的规范，并研究出高可靠性路径选择方法。,21,实例2：SABREI,典型：美国联机飞机票预定系统SABREI,22,是“计算机-计算机”通信,没有主从关系；资源多向共享、分散控制、分组交换、采用专门的通信控制处理机、分层的网络协议。但这个时期的网络产品彼此之间是相互独立的，没有统一标准，体系结构差异较大,不利于互联,以通信为主要目的。 典型：美国的ARPANET,（2）计算机通信网络,23,20世纪70年代 分组交换技术 将应用与通信功能从逻辑上分离-通信子网/资源子网,主机,资源子网,通信子网,（2）计算机通信网络,24,网络逻辑划分：资源子网与通信子网,资源子网 提供用户访问网络和处理数据的能力。 包括加入网络的所有的计算机、终端外设及各种软件和数据资源 通信子网 提供网络的通信功能（数据的传输与转发） 包括通信处理机通信设备与通信线路,25,26,典型代表ARPAnet,早期的因特网 美国国防部高级计划研究署研制。 从四台主机到800多个网络、15万台计算机入网。 1981年分为民用ARPAnet和军用MILnet，二者仍有联系。 只同英国、挪威等少数国家有联系。,27,网络用于计算机之间的数据传送，而不是打电话。 网络能够连接不同类型的计算机，不局限于单一类型的计算机。 所有的网络结点都同等重要，因而大大提高网络的生存性。 计算机在进行通信时，必须有冗余的路由。 网络的结构应当尽可能地简单，同时还能够非常可靠地传送数据。,ARPAnet的基本要求,28,ARPAnet 的贡献,完成了对计算机网络定义、分类与子课题研究内容的描述； 提出了资源子网、通信子网的两级网络结构的概念； 研究了报文分组交换的数据交换方法； 采用了层次结构的网络体系结构模型与协议体系； 促进了TCP/IP协议的发展； 为Internet的形成与发展奠定了基础。,29,（3）开放式标准化网络,1980s OSI模型 TCP/IP技术 局域网技术,为什么标准化？ 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。,30,（3）开放式标准化网络,在协议的控制下,以实现资源共享为主要目的,借助于通信系统联结的多个计算机集合。这一阶段主要进行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的研究与应用。 1984年ISO正式颁布开放系统互连参考模型OSI。而从1983年TCP/IP被美国国防部正式规定为其网络的统一标准起，TCP/IP逐步发展成为事实上的国际标准。 特点:全网具有统一的体系结构,以资源共享为主要目的。,31,（4）计算机网络互联时期,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,32,网