计算机通信与实验1

1、第一章 计算机网络的基本概念,2,计算机网络的基本概念,1.1 计算机网络的形成和发展过程 1.2 计算机网络的定义和功能 1.3 计算机网络的分类 1.4 计算机网络的应用 1.5 网络实例 1. 6 网络标准化组织简介,3,1.1 计算机网络的形成和发展过程,计算机网络的形成和发展过程 面向终端的联机系统（20世纪60年代） 分组交换数据网（PSDN）（20世纪70年代） 局域网和网络互连（20世纪80年代） 网络计算和国际互连网（20世纪90年代）,4,面向终端的联机系统,SAGE（美国的半自动地面防空系统）。 SABREI是美国的另一个专用实时系统。 美国通用电器公司的信息服务网络（G

2、E Information Services）是60年代出现的面向终端分布的最大的分时商用数据处理网络。 Tym Share 公司的TYMNET是美国另一个很复杂的商用分时计算机网络。它于1970年开始提供服务。,5,分组交换数据网（PSDN）,研究性试验网络：如英国国家物理实验室NPL的分组交换网；IBM沃森研究中心、卡内基梅隆大学和普林斯顿大学合作开发的TSS网；加里福尼亚大学欧文分校研制的DCS网等。 特定目的自行研制和使用的网：如加里福尼亚大学劳伦斯原子能研究所的DCTOPUS网，法国信息与自动化研究所的CYCLADES网等。 用户联营的网络：如国际气象监测网WWWN（World We

3、ather Watch Network ）；欧洲情报网EIN（European Information Network ）。 公用分组网：如美国TELENET；加拿大的DATAPAC；欧共体的EURONET。 商用公司推出的增值网：如美国Tym Share公司的TYMNET；通用电器公司的GE信息服务网。 许多大计算机公司推出其网络体系结构和相应的网络产品，如IBM公司的SNA（System Network Architecture ）；DEC公司的DNA（Digital Network Architecture ）等。,6,局域网和网络互连（20世纪80年代）,进入80年代，随着办公自动化O

4、A，管理信息系统MIS，工厂自动化CAD/CAM系统等各种应用需求的扩大，LAN获得蓬勃发展。LAN典型的技术特征是：高传输速率（0.1100Mbps），较短的距离（0.125Km），低误码率（1010）。典型的LAN产品如较早的总线网Ethernet，继之有3COM网；IBM的令牌环型网（Token Ring）；光纤局域网FDDI等。随着光纤技术的发展，近来又出现一种所谓的宽带城域网MAN（Metropolitan Area Network），它具有LAN的特性，却可分布在更广的范围（上百公里）和运行在更高的速率（30Mbps1Gbps以上）。 80年代中，以ISO/OSI七层模型为参照，I

5、SO和国际电报电话咨询委员会CCITT为各个层次制定了一系列协议标准，组成了一个庞大的基本标准集，并同时为OSI的应用和产品的最终实现制定功能标准或轮廓标准ISP（International Standardized profile）,7,网络计算和国际互连网,进入90年代后，计算机网络的发展更加迅速。在技术上，向光纤化、宽带化、综合化的等高性能方向发展；在应用上，向分布计算、支持协同工作方向发展。 高性能网络是指由高速通信链路和交换机构成的网络，它专门用来支持各种各样的用户应用。这种网络是可扩展的，它能够适应不断增长的用户需求，并且不会以降低网络性能为代价。随着应用类型越来越复杂，用户对网络

6、服务的要求也不断深化。同时由于网络规模的日益扩大，这种需求也随之增大。,8,1.2 计算机网络的定义和功能,计算机网络的概念 计算机网络的组成,9,计算机网络的概念,计算机网络是采用通信技术将分散的但具有独立处理功能的多个计算机系统互相连接，按照网络协议进行数据通信，实现共享资源（网络中的硬件、软件、数据库、信息等）的计算机系统的集合。,10,计算机网络的特征,首先，计算机是一互连的计算机系统的群体。这些计算机系统在地理上是分布的，可能在一个房间内，在一个单位里的楼群里，一个或几个城市里，甚至在全国乃至全球范围。 其次，这些计算机系统是自治的，即每台计算机是可以独立工作的，它们是在网络协议控制

7、下协同工作的。网络协议（protocol）是指为进行网络数据交换而建立的规则、约定或标准。 第三，系统互连要通过通信设施（网）来实现。通信设施一般都有通信线路、相关的传输、交换设备等组成。 第四，系统通过通信设施执行信息交换，资源共享，互操作和协作处理，实现各种应用要求。,11,计算机网络提供的一些功能或服务,数据通信：终端与计算机、计算机与计算机之间能够进行通信，相互传送数据，从而方便地进行信息收集、处理、交换。 资源共享：用户可以共享计算机网络范围内的系统硬件、软件、数据、信息等各种资源。 网络计算：提供分布处理和均衡计算机负荷的功能，降低软件设计复杂性，提高系统效率。 集中控制：通过计算

8、机网络可对地理上分布的系统进行集中控制，对网络资源进行集中的分配和管理。,12,计算机网络的组成,计算机网络由通信子网和资源子网两个部分组成。 通信子网包含传输介质、通信设备等。它承担着全网的数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作。传输介质可以是双绞线、同轴电缆及光纤，也可以是公用通信线路，如：电话线、微波等。通信设备是指通信处理机、交换设备和调制/解调设备，以及用于卫星通信的地面站、微波站等。 资源子网由用户设备（终端/工作站、主机/服务器、外部设备等）及网络软件（网络操作系统、网络协议软件、用户程序）等软硬件组成。,13,1.3 计算机网络的分类,一个计算机网络可以从地域范围、信号传播方

9、式、拓扑结构、信息传输交换方式或协议、网络组建属性或用途等不同角度加以分类。 按地域范围分类 按信号传播载体方式分类 按拓扑结构分类 按信息传输交换方式分类 按网络组建属性分类 其他分类,14,计算机网络的分类,按地域范围分类 从计算机系统之间互连距离和网络分布地域范围角度来看，有局域网LAN、城域网MAN、广域网WAN等。,15,计算机网络的分类,按信号传播载体方式分类 信号可以沿导体传播，也可以通过自由空间进行传播。因此按信号传播方式来分，有有线网络、无线网络之分。,16,计算机网络的分类,按拓扑结构分类 网络拓扑结构是从网络拓扑的观点来讨论和设计网络的特性。也就是讨论网络中的通信节点和通

10、信线路或信道的连接所构成的各种网络几何构形，用以反映出网络各组成成分之间的结构关系，从而反映了整个网络的整体结构外貌。实际上，这里考虑得更多的是通信子网的拓扑结构问题。一般地讲，通信子网可以设计成两种通信（信道）类型：点对点通信（Point-to-Point）和广播通信（Broadcast ）。,17,计算机网络的分类,根据信息在网内传输交换方式，可分为：,18,计算机网络的分类,按网络组建属性分类 一个计算机网络，根据其组建、经营和用户，特别是它的数据传输和交换系统的拥有性，可以分为公用网、专用网、家庭网络等。,19,计算机网络的分类,其他分类 网络的分类方式还有很多，如：根据网络所采用的协

11、议，有TCP/IP网、ATM网等；根据网络所用的通信介质可分为光纤网、无线网；根据网络在整个系统中起的作用可分为核心层网络、汇聚层网络、接入层网络等。值得一提的是，这种从网络的不同角度所进行的分类存在着交叉性，如：IP网可以是局域网，也可以是广域网；局域网与广域网目前在技术上的差异也愈来愈小。,20,1.4 计算机网络的应用,邮件服务 文件和打印服务 远程访问 视频会议 远程监控 计算机支持的协同工作（CSCW）,21,计算机网络的应用,邮件服务 邮件服务可以保证网络上的用户间电子邮件的保存和传送。用户借助于电子邮件可以实现组织内外的快捷方便的通信。常见的邮件服务软件有Microsoft公司的

12、Exchange Server，Novell公司的Netware GroupWise，以及Lotus公司的cc：Mail等。对于用户来说，邮件服务是网络最常见的功能。,22,计算机网络的应用,文件和打印服务 文件服务是指使用文件服务器提供数据文件、应用程序和磁盘空间的共享。文件服务是网络的基本应用，也是网络其它高级应用的应用基础。把数据或应用程序集中存放在文件服务器上，通过网络传送文件或运行应用程序，不仅方便快捷，而且也容易管理。 打印服务是指共享网络上的打印机。高质量的打印机价格很贵，但这种打印机可以同时为整个部门提供打印服务，因而使用网络打印服务则不必为每个员工购买一台桌面打印机。只使用一

13、台打印机，维护和管理工作也会更少。,23,计算机网络的应用,远程访问 商业公司和其他组织通常使用通信服务为远离局域网的员工提供局域网远程访问能力，比如在家工作的员工，在旅途中的员工等。除此之外，这些组织和商业公司还可能让其他组织的员工（比如软件或硬件供应商）通过远程访问帮助分析和解决网络问题。,24,计算机网络的应用,视频会议 由于网络和多媒体技术的发展，视频会议服务逐渐成为网络的一项通用功能。如：微软的Net meeting软件已集成在网络操作系统中，可使身处不同地点的网络用户在网上进行交流，看到或听到对方，还可以利用所谓的“白板”功能进行讨论，召开虚拟会议。视频会议可被用于远程教学、远程医

14、疗咨询，以及大量的其他高级应用。,25,计算机网络的应用,远程监控 通过计算机网络可以对地理上分布的系统进行远程监控。你可以在办公室里监控生产线的运行；银行经理可以监控不同营业网点的重要位置；电力系统的负责人可以监控无人值守变电所，并对突发事件进行迅速反应。,26,计算机网络的应用,计算机支持的协同工作（CSCW） 基于视频会议系统的虚拟会议、远程教学、远程医疗咨询属于CSCW的范畴。CSCW的典型应用还有异地协同设计、群体决策等。,27,1.5 网络实例,用于小办公室的最简单的对等网 一个典型的基于服务器的局域网 通过公用电话网进行远程访问的网络 校园网络的例子 广域网的例子,28,用于小办

15、公室的最简单的对等网,网络实例,29,一个典型的基于服务器的局域网,网络实例,30,通过公用电话网进行远程访问的网络,网络实例,31,校园网络的例子,网络实例,32,广域网的例子,网络实例,33,1.6 网络标准化组织简介,国际标准化组织ISO 美国国家标准协会ANSI 电子工业联盟EIA 电气与电子工程师学会IEEE 国际电信同盟ITU 国际电话电报咨询委员会CCITT,34,网络标准化组织简介,国际标准化组织ISO ISO（International Standard Organization）是世界上最大的国际标准化组织，成立于1947年，总部设在瑞士的日内瓦。ISO的目标是制定国际技术

16、标准以促进全球信息交换和无障碍贸易。ISO的权威性不仅限于信息处理和通信工业，它还适用于纺织品业、包装业、货物分发、能源生产和利用、造船业，以及银行业务和金融服务等。关于螺纹、银行信用卡，甚至货币名称的通用协议都是ISO的工作产物。事实上，在ISO的大约12 000个标准中，仅有大约500个应用于计算机相关的产品和服务中。你可以通过ISO的网站http:/ www.iso.ch获得有关ISO的更多信息。,35,网络标准化组织简介,美国国家标准协会ANSI ANSI（美国国家标准协会）是由1000多名来自工业界和政府的代表组成的组织，主要负责制定电子工业的标准，但它也制定其他行业的标准，如化学和

17、核工程、健康和安全以及建筑行业的标准等。ANSI也是美国政府指定的ISO投票成员。ANSI标准的一个例子即是ANSI T1.240-1998，“电信操作、管理、维护、供应操作系统和网络部件之间接口的通用网络系统信息模型”。你可通过ANSI网站（）获得有关ANSI的更多信息，甚至可以在线购买ANSI的标准文档。,36,网络标准化组织简介,电子工业联盟EIA EIA（电子工业联盟）是一个商业组织，其代表来自全美各电子制造公司。1924年EIA作为RMA（无线电生产厂商协会）产生，时至今日，它已涉及到电视机、半导体、计算机以及网络设备。该组织不仅为自己的成员设定标准，还帮助制

18、定ANSI标准，并进行院外游说促使建立更有利于计算机和电子工业发展的立法。EIA包括几个下属组织：电信工业协会（TIA）、用户电子生产商协会（CEMA）、电子部件的组装与设备供应协会（ECA）、联合电子设备工程委员会（JEDEC）等。除了促使立法及制定标准，每个特定组根据自身的研究领域，还负责承办会议、展览及研讨会。从网站，你可获得有关EIA的更多的信息。,37,网络标准化组织简介,电气与电子工程师学会IEEE IEEE（电气与电子工程师学会），是一个由工程专业人士组成的国际社团，其目的在于促进电气工程和计算机科学领域的发展和教育。IEEE有专门的标准委员会，为电子和计算机工业制定自己的标准，并对其他标准化组织（如ANSI）的工作提供帮助。1980年2月，IEEE成立了局域网标准委员会，已经制定了IEEE 802.1IEEE 802.9各项标准。有关IEEE更多的内容可浏览它的网站：,38,网络标准化组织简介,国际电信同盟ITU ITU（国际电信同盟）是联合国特有