计算机网络原理第1章37105

1、atlanticq网络技术是多学科交叉的产物，网络技术是多学科交叉的产物，也是一门基础性课程也是一门基础性课程计算机网络是计算机技术与通信技术相互计算机网络是计算机技术与通信技术相互渗透、密切结合而形成的一门跨学科的科渗透、密切结合而形成的一门跨学科的科学；学；计算机网络已经成为软件编程的基本环境；计算机网络已经成为软件编程的基本环境；计算机网络教学已经成为计算机专业学生计算机网络教学已经成为计算机专业学生学习的一门基础性的核心课程。学习的一门基础性的核心课程。课程目的和内容课程目的和内容 对计算机网络从整体上有一个较清晰的深入了解。对计算机网络从整体上有一个较清晰的深入了解。 掌握计算机网络

2、的体系结构和网络协议的概念。掌握计算机网络的体系结构和网络协议的概念。 以以tcp/iptcp/ip协议族为线索，对当前计算机网络的协议族为线索，对当前计算机网络的主要种类和常用的网络协议有较清晰的概念。主要种类和常用的网络协议有较清晰的概念。 局域网的概念以及局域网的设计和组建。局域网的概念以及局域网的设计和组建。 计算机网络和数据通信基础知识。计算机网络和数据通信基础知识。 掌握计算机网络互连技术。掌握计算机网络互连技术。教材说明教材说明计算机网络计算机网络特点：特点： 自顶向下讲述方式自顶向下讲述方式 使用使用ethereal网络数据包分析软件网络数据包分析软件分析数分析数据包内容以及进

3、行课后实践据包内容以及进行课后实践学时分配学时分配权威参考书权威参考书 计算机网络：自顶向计算机网络：自顶向下方法与下方法与internet 特色特色 机械工业出版社机械工业出版社 作者：作者：james f.kurose 第三版第三版权威参考书权威参考书 计算机网络（第计算机网络（第4版）版） 清华大学出版社清华大学出版社 作者作者: andrew s.tanenbaum 译者：潘爱民译者：潘爱民 权威参考书权威参考书计算机网络计算机网络 第第4版版 谢希仁谢希仁 电子工业出版社电子工业出版社 本科硕士适用本科硕士适用 详细、权威、全面详细、权威、全面课程要求 上课 随堂作业 课堂提问 严禁

4、使用笔记本 实验 4次实验室实验（包括三级项目） 分组实验，56人/组，固定不变，每组一个组长负责 提交电子版三级项目报告 考试 教考分离 平时：三级项目：期末 30 ： 20： 50 补考没有平时成绩和实验成绩计算机网络-第1章 绪论目录 计算机网路的概念 计算机网络的功能与应用 计算机网络的产生和发展 计算机网络的组成和结构 计算机网络的核心技术分组交换 计算机网络的主要性能指标 计算机网络的分类 计算机网络的拓扑结构 网络标准化atlanticqatlanticq计算机网络的概念 计算机网络是指自主计算机的互连集合 自主是指每个计算机都是自治独立的，一台计算机的运行不依赖另外一台计算机

5、互连是指计算机之间能够通信，交换数据 计算机网络是网络硬件和网络协议的统一体 atlanticqatlanticq计算机网络的功能与应用（1）数据通信文件传输、文件传输、ip电话、电话、email、视频会议、信息、视频会议、信息发布、交互式娱乐、音乐发布、交互式娱乐、音乐（2）资源共享软件、硬件、数据（数据库）软件、硬件、数据（数据库）（3）信息服务利用可替代的资源，提供连续的高可靠服务利用可替代的资源，提供连续的高可靠服务（4）分布式计算atlanticqatlanticq计算机网络的产生和发展20世纪50至60年代-计算机网络产生 第一个计算机网络：arpanetatlanticqatla

6、nticq计算机网络的产生和发展20世纪70至80年代-因特网和局域网发展时期 局域网技术的出现 arpanet和nsfnet的发展 网络体系结构的形成和网络互连技术的发展 atlanticqatlanticq计算机网络的产生和发展20世纪90年代-因特网大发展时期 www 美国：信息高速公路 欧共体：欧洲信息空间（eis）计划 新加坡 ：智能岛 中国：1994年4月正式通过64kb/s的专线接入因特网 三金工程atlanticqatlanticq计算机网络的产生和发展21世纪-网络和信息化的社会 三网融合 下一代互联网技术：ipv6，ngi， cernet2 物联网atlanticqatla

7、nticq计算机网络的组成和结构 atlanticqatlanticq计算机网络的组成和结构isp层次结构atlanticqatlanticq计算机网络的核心技术分组交换 电路交换 atlanticqatlanticq计算机网络的核心技术分组交换电路交换特点 面向连接的特性。 通信资源的独占性。电路交换不适合计算机网络通信 突发性通信 灵活性atlanticqatlanticq计算机网络的核心技术分组交换报文交换 atlanticqatlanticq计算机网络的核心技术分组交换 报文交换优点 报文交换不需要事先建立连接，可以直接发送数据，比较灵活。 每个报文分段占用线路，报文交换机也不用为报文

8、预留资源，资源利用率比较高。 报文交换的缺点： 时延要比电路交换大。 要完整地接收传来的整个报文，因此要求交换机有较大缓冲区。 报文长度没有限制，对于大的报文，延时和缓存占用会更大 atlanticqatlanticq计算机网络的核心技术分组交换分组交换atlanticqatlanticq计算机网络的核心技术分组交换分组交换特点 分组分段地占用通信链路 ，通信资源利用率高 每个分组独立传输，灵活性好，网络适应能力强 分组交换技术适合计算机网络atlanticqatlanticq报文在发送端，先把较长的报文在发送端，先把较长的报文划分成较短划分成较短的、固定长度的数据段的、固定长度的数据段。 1

9、101000110101010110101011100010011010010假定这个报文较长不便于传输数 据数 据数 据报文每一个数据段前面添加上每一个数据段前面添加上首部首部构成分组。构成分组。首部首部首部分组 1分组 2分组 3请注意：现在左边是“前面”分组交换网以分组交换网以“分组分组”作为数据传输单作为数据传输单元。元。依次依次把各分组发送到接收端（假定接收把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。端在左边）。数 据首部分组 1数 据首部分组 2数 据首部分组 3每一个每一个分组的首部都含有分组的首部都含有地址地址等控制信等控制信息。息。分组交换网中的分组交换机根据收到的分组交换网中

10、的分组交换机根据收到的分组的首部中的分组的首部中的地址信息地址信息，把分组，把分组转发转发到下一个分组交换机。到下一个分组交换机。用这样的用这样的存储转发存储转发方式，最后分组就能方式，最后分组就能到达到达最终目的地最终目的地。分组交换的原理（四）分组交换的原理（四）接收端收到分组后剥去首部还原成报文。接收端收到分组后剥去首部还原成报文。数 据首部分组 1数 据首部分组 2数 据首部分组 3收到的数据数 据数 据数 据最后，在接收端把收到的数据最后，在接收端把收到的数据恢复成为恢复成为原来的报文原来的报文。这里我们假定分组在传输过程中没有出这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没

11、有被丢弃。现差错，在转发时也没有被丢弃。报文1101000110101010110101011100010011010010分组交换网的示意图分组交换网的示意图h1a分组交换网bdech5h6h4h2h3h1 向 h5 发送分组h2 向 h6 发送分组注意分组路径的变化！结点交换机主机h1a分组交换网bdech5h6h4h2h3h1 向 h5 发送分组结点交换机主机在结点交换机 a 暂存查找转发表找到转发的端口在结点交换机 c 暂存查找转发表找到转发的端口在结点交换机 e 暂存查找转发表找到转发的端口最后到达目的主机 h5数 据数 据数 据f 在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块f 每个块

12、增加带有控制信息的首部构成分组（包）f 依次把各分组发送到接收端f 接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文数 据分组报文发送端首部分组数 据首部分组首部数 据发送发送发送在前发送接收端数 据首部数 据首部数 据首部分组交换技术的核心：存储转发机制分组交换技术的核心：存储转发机制 分组交换机内设一定的缓存区，将新来的分组分组交换机内设一定的缓存区，将新来的分组暂存下来，排成一个队列，按照先后顺序依次暂存下来，排成一个队列，按照先后顺序依次转发转发 存储转发机制简单、高效，非常适合计算机网存储转发机制简单、高效，非常适合计算机网络通信的要求。络通信的要求。但会带来排队时延和处理时延，但会带来排队

13、时延和处理时延，当缓存占满后，还会出现丢弃分组的现象。当缓存占满后，还会出现丢弃分组的现象。 计算机网络的核心技术分组交换分组交换技术在具体的实现上，分为两大类：数据报和虚电路 atlanticqatlanticq计算机网络的核心技术分组交换数据报方式atlanticqatlanticq计算机网络的核心技术分组交换虚电路方式atlanticqatlanticq提供数据报服务的特点 h1h5h2h4h3acdbh6e分组交换网h1 向 h5 发送分组h2 向 h6 发送分组路径可能变化网络随时接受主机发送的分组（即数据报）网络为每个分组独立地选择路由。 分组交换技术分组交换技术 虚电路虚电路 发

14、送数据前要建立双方逻辑上的连接，确定发送方到发送数据前要建立双方逻辑上的连接，确定发送方到接收方的一条路，称为虚电路。用虚电路号表示接收方的一条路，称为虚电路。用虚电路号表示 所有的数据都要走这条固定的路所有的数据都要走这条固定的路 数据传输完毕后拆除虚电路数据传输完毕后拆除虚电路 所有的分组都走同一条路到达接收方，能够保证分组所有的分组都走同一条路到达接收方，能够保证分组顺序到达顺序到达 虚电路号来标识路径，虚电路号要比完整的地址小得虚电路号来标识路径，虚电路号要比完整的地址小得多，因此开销较小多，因此开销较小 出现故障，虚电路要重建，网络适应能力上不如数据出现故障，虚电路要重建，网络适应能

15、力上不如数据报报 提供虚电路服务的特点 h1h5h2h4h3acdbh6e分组交换网h1 要和 h5 通信主机 h1 先向主机 h5 发出一个特定格式的控制信息分组，要求进行通信，同时寻找一条合适路由。若主机 h5 同意通信就发回响应，然后双方就建立了虚电路。 虚电路h1 向 h5 发送的所有分组都沿此虚电路传送。计算机网络的主要性能指标带宽 带宽原本是通信领域的概念，是指某个信号所具有的频带宽度，单位为赫兹（hz） 计算机网络中借用了带宽的概念，用带宽表示数据的发送速率，单位为比特每秒（b/s），意思是一秒钟能够发送的比特数，因此带宽又被称为比特率 atlanticqatlanticq计算机网络的主要性能指标时延 时延是指一个分组从一台主机经过分组交换网络到达目的主机所需的时间 四种时延atlanticqatlanticq计算机网络的分类 从使用的传输技术分类 广播式网络 点对点的网络 根据网络规模分类 局域网 城域网 广域网 根据网络的所有者分类 公用网 私有网 atlanticqatlanticq计算机网络的拓扑结构 星型拓扑 atla