第一章计算机网络概述模板

1、 Computer & Communication 第一章第一章 计算机网络概述计算机网络概述掌握：计算机网络的概念和组成掌握：计算机网络的概念和组成了解：计算机网络的形成与发展了解：计算机网络的形成与发展理解：计算机网络的拓扑构型理解：计算机网络的拓扑构型掌握：计算机网络的分类方法掌握：计算机网络的分类方法了解：计算机网络的功能和应用了解：计算机网络的功能和应用教学目的：教学时间：7272课时课时教学内容：计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念计算机网络的组成计算机网络的组成资源共享技术资源共享技术计算机网络的硬件与软件系统计算机网络的硬件与软件系统计算机网络的发展简史计算机网络的

2、发展简史多用户、网络和分布式计算机系统多用户、网络和分布式计算机系统1.1 计算机网络的定义计算机网络技术是由计算机技术与通信技术计算机网络技术是由计算机技术与通信技术相互结合而形成的，它的产生与发展适应了社会对相互结合而形成的，它的产生与发展适应了社会对资源共享和信息传递日益增长的要求，对人类社会资源共享和信息传递日益增长的要求，对人类社会的进步做出了巨大的贡献。随着近年来的进步做出了巨大的贡献。随着近年来internetinternet在在全球范围的迅速普及，计算机网络的应用已遍及政全球范围的迅速普及，计算机网络的应用已遍及政治、经济、军事、科技、生活等领域。治、经济、军事、科技、生活等领

3、域。R最简单的计算机网络最简单的计算机网络两台和两台以上的计算机由一条电缆相连接，就两台和两台以上的计算机由一条电缆相连接，就形成了最基本的计算机网络。形成了最基本的计算机网络。计算机网络的定义：计算机网络是使用通信线路和网络设备，计算机网络是使用通信线路和网络设备，将分布在不同地理位置上的具有独立和自主功能将分布在不同地理位置上的具有独立和自主功能的计算机系统相互连接起来，按照网络协议进行的计算机系统相互连接起来，按照网络协议进行数据通信，以实现信息交换和资源共享的信息系数据通信，以实现信息交换和资源共享的信息系统。统。通信线路通信线路网络设备网络设备计算机系统计算机系统信息交换和资源共享信

4、息交换和资源共享关键词： (1)自主 计算机网络中包含两台以上的地理位置不同具有计算机网络中包含两台以上的地理位置不同具有“自主自主”功能的计算机。功能的计算机。所谓所谓“自主自主”的含义，是指这的含义，是指这些计算机不依赖于网络也能独立工作。些计算机不依赖于网络也能独立工作。通常，将具有通常，将具有“自主自主”功能的计算机称为主机功能的计算机称为主机(Host)(Host)，在网络中也称，在网络中也称为结点为结点(Node)(Node)。网络中的结点不仅仅是计算机，还可以。网络中的结点不仅仅是计算机，还可以是其他通信设备，如是其他通信设备，如HUBHUB、路由器等。、路由器等。 (2)传输介

5、质 网络中各结点之间的连接需要有一条通道，即，网络中各结点之间的连接需要有一条通道，即，由传输介质实现物理互联。这条物理通道可以是双绞由传输介质实现物理互联。这条物理通道可以是双绞线、同轴电缆或光纤等线、同轴电缆或光纤等“有线有线”传输介质；也可以是传输介质；也可以是激光、微波或卫星等激光、微波或卫星等“无线无线”传输介质。传输介质。(3)协议 网络中各结点之间互相通信或交换信息，需要有网络中各结点之间互相通信或交换信息，需要有某些约定和规则，这些约定和某些约定和规则，这些约定和规则的集合就是协议规则的集合就是协议，其，其功能是实现各结点的逻辑互联。例如，功能是实现各结点的逻辑互联。例如，In

6、ternetInternet上使用上使用的通信协议是的通信协议是TCP/IPTCP/IP协议簇。协议簇。(4)目的 计算机网络是计算机网络是以实现数据通信和网络资源（包括以实现数据通信和网络资源（包括硬件资源和软件资源）共享为目的硬件资源和软件资源）共享为目的。要实现这一目的，。要实现这一目的，网络中需配备功能完善的网络软件，包括网络通信协议网络中需配备功能完善的网络软件，包括网络通信协议（如，（如，TCP/IPTCP/IP、IPX/SPXIPX/SPX）和网络操作系统（如，）和网络操作系统（如，NetwareNetware、Windows XPWindows XP、LinuxLinux）。）

7、。计算机网络是计算机技术和通信技术相结合计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物，这主要体现在两个方面：一方面，通信技的产物，这主要体现在两个方面：一方面，通信技术为计算机之间的数据传递和交换提供了必要的手术为计算机之间的数据传递和交换提供了必要的手段；另一方面，计算机技术的发展渗透到通信技术段；另一方面，计算机技术的发展渗透到通信技术中，又提高了通信网络的各种性能。中，又提高了通信网络的各种性能。 学科领域：计算机网络由一台主机计算机网络由一台主机HOSTHOST和若干台终端计算机和若干台终端计算机T T组成组成用网络通信线缆连接到每一台计算机的网卡用网络通信线缆连接到每一台计算机的网卡

8、在物理上将这些计算机连接称为计算机网络的物理连接在物理上将这些计算机连接称为计算机网络的物理连接在服务器上安装和运行网络操作系统在服务器上安装和运行网络操作系统在终端计算机上运行工作站驱动程序在终端计算机上运行工作站驱动程序 1.1.2 计算机网络的基本模型终结器终结器网络操作系统网络操作系统工作站驱动程序工作站驱动程序网卡驱动程序网卡驱动程序主机主机终端终端终端终端网卡网卡终结器终结器网卡是网络接口卡网卡是网络接口卡NICNIC（Network Interface CardNetwork Interface Card）的简称，又称网络适配器。在局域网中用于将用户计算机的简称，又称网络适配器。

9、在局域网中用于将用户计算机与网络相连的接口设备，大多数局域网采用以太与网络相连的接口设备，大多数局域网采用以太（EthernetEthernet）网卡，但也可以采用网卡，但也可以采用NE2000NE2000网卡、网卡、PCMCIAPCMCIA卡、卡、D-LinkD-Link网卡。网卡。 1. 网卡读入由其它网络设备（路由器、交换机、集线器或其它读入由其它网络设备（路由器、交换机、集线器或其它NICNIC）传输过来的数据包（一般是帧的形式），经过拆包，传输过来的数据包（一般是帧的形式），经过拆包，将其变成客户机或服务器可以识别的数据，通过主板上的将其变成客户机或服务器可以识别的数据，通过主板上的

10、总线将数据传输到所需总线将数据传输到所需PCPC设备中（设备中（CPUCPU、内存或硬盘）；内存或硬盘）；将将PCPC设备发送的数据，打包后输送至其它网络设备中。设备发送的数据，打包后输送至其它网络设备中。网卡的基本功能网络的心脏和灵魂，向连接在网络上的计算机提供网络的心脏和灵魂，向连接在网络上的计算机提供服务，在计算机操作系统的支持下工作。网络操作系统运服务，在计算机操作系统的支持下工作。网络操作系统运行在称为服务器的计算机上，网络主机上必须安装网络操行在称为服务器的计算机上，网络主机上必须安装网络操作系统网络才能正常运行。作系统网络才能正常运行。 3. 网络操作系统基本功能基本功能资源共享

11、管理资源共享管理信息传输与信息交流管理信息传输与信息交流管理网络管理与安全管理网络管理与安全管理分布式处理分布式处理负载均衡负载均衡 网络系统的类型完全是由网络操作系统所决定。即网络系统的类型完全是由网络操作系统所决定。即在在同一种网络拓扑环境同一种网络拓扑环境下，主机上安装不同的网络操作下，主机上安装不同的网络操作系统，就得到不同类型的计算机网络。系统，就得到不同类型的计算机网络。常用的网络操作系统常用的网络操作系统NOSNOS有有Novell NetWareNovell NetWare、Windows NTWindows NT、UNIXUNIX、3COM3COM、-LINK-LINK和和L

12、INUXLINUX等。等。 4. 网络操作系统决定网络的类型 1.1.3 1.1.3 计算机网络的设计目标计算机网络的设计目标 (1)(1)实现资源共享和信息交流。实现资源共享和信息交流。 (2)(2)提高系统的可靠性。提高系统的可靠性。 (3)(3)提高工作效率。提高工作效率。 (4)(4)节省投资。节省投资。 (5)(5)数据信息集中。数据信息集中。 (6)(6)系统负载的均衡与协作。系统负载的均衡与协作。1.1.4 1.1.4 计算机网络的基本功能和用途计算机网络的基本功能和用途数据通信数据通信资源共享资源共享分布处理分布处理2. 2. 计算机网络的基本用途计算机网络的基本用途(1) (

13、1) 信息共享与办公自动化信息共享与办公自动化 (10) (10) 文件传输文件传输(2) (2) 电子邮件电子邮件 (11) (11) 网上教学与远程教育网上教学与远程教育(3) (3) 电子公告与广告电子公告与广告 (12) (12) 万维网冲浪万维网冲浪WWWWWW(4) IP(4) IP电话电话 (13) (13) 超并行计算机系统超并行计算机系统 (5) (5) 在线新闻在线新闻 (14) (14) 网格计算机系统网格计算机系统(6) (6) 在线游戏在线游戏(7) (7) 网上交友与实时聊天网上交友与实时聊天(8) (8) 电子商务及商业应用电子商务及商业应用(9) (9) 虚拟时

14、空虚拟时空1.1.5 1.1.5 计算机网络的特点计算机网络的特点（1 1）数据通信能力强。）数据通信能力强。（2 2）连网的计算机是相对独立的，它们各自相互联系又）连网的计算机是相对独立的，它们各自相互联系又 相互独立。相互独立。（3 3）建网周期短、见效快。）建网周期短、见效快。（4 4）成本低、效益高。）成本低、效益高。（5 5）对一般用户来说，需掌握的技术不高。）对一般用户来说，需掌握的技术不高。（6 6）易于分布处理。）易于分布处理。（7 7）系统灵活性、适应性强。）系统灵活性、适应性强。1.1.6 计算机网络的分类1. 1. 按网络操作系统来分类按网络操作系统来分类有有NOVELL

15、NOVELL网、网、NTNT网、网、UNIXUNIX网以及网以及InternetInternet网等等。网等等。局域网（LAN） 城域网（MAN） 广域网（WAN） Internet连接设备普通电话线高速率专用线路卫星、微波和光缆2. 2. 按网络覆盖范围分按网络覆盖范围分类类按网络的地理覆盖范围分类1. 局域网局域网是在局部范围内构建的网络，其覆盖范局域网是在局部范围内构建的网络，其覆盖范围一般在几公里以内，通常不超过围一般在几公里以内，通常不超过10公里，属于一个公里，属于一个部门或单位组建的小范围网络。局域网组建方便、使部门或单位组建的小范围网络。局域网组建方便、使用灵活，是目前计算机网

16、络技术发展中最活跃的一个用灵活，是目前计算机网络技术发展中最活跃的一个分支。分支。局域网覆盖的地理范围有限，通常不涉及远程局域网覆盖的地理范围有限，通常不涉及远程通信问题，因而易于组建，同时也便于维护和扩展。通信问题，因而易于组建，同时也便于维护和扩展。此外，局域网还具有高数据传输速率、低误码率的高此外，局域网还具有高数据传输速率、低误码率的高质量数据传输能力。质量数据传输能力。LAN (Local Area Network)2. 城域网城域网的规模介于局域网与广域网之间，其城域网的规模介于局域网与广域网之间，其范围可覆盖一个城市或地区，一般为几公里至几十范围可覆盖一个城市或地区，一般为几公里

17、至几十公里。城域网技术的特点之一是使用具有容错能力公里。城域网技术的特点之一是使用具有容错能力的双环结构，并具有动态分配带宽的能力，支持同的双环结构，并具有动态分配带宽的能力，支持同步和异步数据传输，并可以使用光纤作为传输介质。步和异步数据传输，并可以使用光纤作为传输介质。MAN (Metropolitan Area Network)3. 广域网又称远程网，作用范围通常为几十到几千公又称远程网，作用范围通常为几十到几千公里。里。CHINAPAC，CHINADDN，CHINAGBN，CERNET以及覆盖全球的以及覆盖全球的Internet均是广域网。均是广域网。WAN (Wide Area Ne

18、twork)接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。其长度一般为几百米到几公里。由于骨干网设备。其长度一般为几百米到几公里。由于骨干网一般采用光纤结构，传输速度快，因此，接入网便一般采用光纤结构，传输速度快，因此，接入网便成为了整个网络系统的瓶颈。接入网的接入方式包成为了整个网络系统的瓶颈。接入网的接入方式包括铜线（普通电话线）接入、光纤接入、光纤同轴括铜线（普通电话线）接入、光纤接入、光纤同轴电缆（有线电视电缆）混合接入、无线接入和以太电缆（有线电视电缆）混合接入、无线接入和以太网接入等几种方式。网接入等几种方式。AN (Access Network

19、)4、接入网广域网、城域网、接入网以及局域网的关系城域网城域网接入网接入网接入网接入网接入网接入网广域网局域网局域网校园网企业网3.按网络的管理方式分类 1. 客户机/服务器网络（Client/Server）在客户机在客户机/服务器网络中（以下简称服务器网络中（以下简称C/S结构），结构），有一台或多台高性能的计算机专门为其它计算机提供有一台或多台高性能的计算机专门为其它计算机提供服务，这类计算机称之为服务器；而其它与之相连的服务，这类计算机称之为服务器；而其它与之相连的用户计算机通过向服务器发出请求可获得相关服务，用户计算机通过向服务器发出请求可获得相关服务，这类计算机称之为客户机。这类计算

20、机称之为客户机。C/S结构是最常用的一种网络类型。结构是最常用的一种网络类型。C/S结构的网络性能在很大程度上取决于服务器的性能和结构的网络性能在很大程度上取决于服务器的性能和客户机的数量。客户机的数量。2. 对等网络对等网是最简单的网络，网络中不需要专门的对等网是最简单的网络，网络中不需要专门的服务器，接入网络的每台计算机没有工作站和服务器服务器，接入网络的每台计算机没有工作站和服务器之分，都是平等的，既可以使用其它计算机上的资源，之分，都是平等的，既可以使用其它计算机上的资源，也可以为其它计算机提供共享资源。比较适合于部门也可以为其它计算机提供共享资源。比较适合于部门内部协同工作的小型网络

21、。内部协同工作的小型网络。对等网络组建简单，不需要专门的服务器，各对等网络组建简单，不需要专门的服务器，各用户分散管理自己机器的资源，因而网络维护容易；用户分散管理自己机器的资源，因而网络维护容易；但较难实现数据的集中管理与监控，整个系统的安全但较难实现数据的集中管理与监控，整个系统的安全性也较低。性也较低。4.按通信通信介质分类有线网络无线网络工程相对简单，造价低工程相对简单，造价低传输速率高传输速率高传输距离远传输距离远受干扰程度低受干扰程度低部署灵活，建设效率高部署灵活，建设效率高节约建设投资节约建设投资安全性好安全性好5.按对数据的组织方式分类这种网络的处理和控制功能都高度集中在一这种

22、网络的处理和控制功能都高度集中在一个或少数几个结点上，所有的信息流都必须经个或少数几个结点上，所有的信息流都必须经过这些结点之一。因此，这些结点是网络的处过这些结点之一。因此，这些结点是网络的处理和控制中心，其余的大多数结点则只有较少理和控制中心，其余的大多数结点则只有较少的处理和控制功能。的处理和控制功能。1. 集中式计算机网络2. 分布式计算机网络在这种网络中，不存在一个处理和控制中心，在这种网络中，不存在一个处理和控制中心，网络中任一结点都至少和另外两个结点相连接，网络中任一结点都至少和另外两个结点相连接，信息从一个结点到达另一结点时，可能有多条路信息从一个结点到达另一结点时，可能有多条

23、路径。径。6.按网络的使用范围分类1. 公用网（Public Network）2. 专用网（Private Network）公用网一般是由国家邮电或电信部门建设的公用网一般是由国家邮电或电信部门建设的通信网络。按规定缴纳相关租用费用的部门和个人通信网络。按规定缴纳相关租用费用的部门和个人均可以使用公用网。均可以使用公用网。专用网是指单位自建的、满足本单位业务需专用网是指单位自建的、满足本单位业务需求的网络。专用网不向本单位以外的人提供服务。求的网络。专用网不向本单位以外的人提供服务。7.按通信传输方式分类所有主机共享一条信道，某主机发出的数据，所有主机共享一条信道，某主机发出的数据，其他主机都

24、能收到。其他主机都能收到。2点到点传播型网1广播型网网络中的每两台主机、两台结点交换机之间网络中的每两台主机、两台结点交换机之间或主机与结点交换机之间都存在一条物理信道。或主机与结点交换机之间都存在一条物理信道。两台以上具有两台以上具有“自主自主”功能功能的计算机的计算机 网络软件网络软件传输介质传输介质 计算机计算机网络网络以实现数据通信、以实现数据通信、共享资源为目的共享资源为目的内容回顾：内容回顾：1.2 计算机网络的形成与发展1946年世界上第一台电子数字计算机年世界上第一台电子数字计算机ENIAC诞生诞生时，计算机技术与通信技术并没有直接的联系；时，计算机技术与通信技术并没有直接的联

25、系；20 世纪世纪 50-60 年代美苏冷战时期的产物。年代美苏冷战时期的产物。20世纪世纪50年代初，由于美国军方的需要，美国半自年代初，由于美国军方的需要，美国半自动地面防空系统（动地面防空系统（SAGE）的研究开始了计算机技）的研究开始了计算机技术与通信技术相结合的尝试；术与通信技术相结合的尝试；60 年代初，美国国防部领导的远景研究规划局年代初，美国国防部领导的远景研究规划局ARPA (Advanced Research Project Agency) 提出要提出要研制一种生存性研制一种生存性(survivability)很强的网络。很强的网络。随着计算机应用的发展，出现多台计算机互连

26、的需随着计算机应用的发展，出现多台计算机互连的需求，网络用户希望通过网络实现计算机资源共享的求，网络用户希望通过网络实现计算机资源共享的目的；目的；典型的研究成果是典型的研究成果是ARPA网。网。计算机网络发展的四个阶段一、以一、以单台计算机单台计算机为中心的远程联机系统，构成为中心的远程联机系统，构成面面向终端向终端的计算机网络；的计算机网络；二、二、多个主机互连多个主机互连，各主机相互独立，无主从关系的，各主机相互独立，无主从关系的计算机网络；计算机网络；三、具有三、具有统一统一的网络体系结构，遵循国际的网络体系结构，遵循国际标准化标准化协协议的计算机网络；议的计算机网络；四、网络互联与高

27、速网络。四、网络互联与高速网络。1. 面向终端的计算机通信网络第一代计算机网络实际上是以单台计算机为中心的第一代计算机网络实际上是以单台计算机为中心的远程联机系统。这样的系统除了一台中心计算机外，其余远程联机系统。这样的系统除了一台中心计算机外，其余的终端都不具备自主处理功能，在系统中主要是终端和中的终端都不具备自主处理功能，在系统中主要是终端和中心计算机间的通信。虽然历史上也曾称它为计算机网络，心计算机间的通信。虽然历史上也曾称它为计算机网络，但为了更明确地与后来出现的多台计算机互连的计算机网但为了更明确地与后来出现的多台计算机互连的计算机网络相区分，现在也称为络相区分，现在也称为面向终端的

28、计算机网络面向终端的计算机网络。SABRE-1 60年代初美国航空订票系统 线路控制器计算机MMMM终端终端line controller电话线并行信号与串行信号之间的转换并行信号与串行信号之间的转换计算机内部计算机内部并行传输并行传输电话线电话线串行传输串行传输两个主要缺点 (1) (1) 主机既要负责数据处理，又要管理与终端的主机既要负责数据处理，又要管理与终端的通信，因此主机的负担很重。通信，因此主机的负担很重。 (2) (2) 由于一个终端单独使用一根通信线路，造成通由于一个终端单独使用一根通信线路，造成通信线路利用率低。此外，每增加一个终端，线路控信线路利用率低。此外，每增加一个终端

29、，线路控制器的软硬件都需要做出很大的改动。制器的软硬件都需要做出很大的改动。 前置处理机计算机MMMM终端终端电话线前置机multiline controller主机只负担数据处理工作，而通信工作则交给通信处主机只负担数据处理工作，而通信工作则交给通信处理机完成。理机完成。集中器计计算算机机M MM M终端终端终端终端Line ControllerLine Controller电话线电话线前前置置机机集集中中器器接入通信处理机并引入集中器接入通信处理机并引入集中器2.多个自主功能的主机互联的计算机网络 典型代表ARPA网 这一阶段计算机网络的主要特点是：资源的多向共这一阶段计算机网络的主要特点

30、是：资源的多向共享、分散控制、分组交换、采用专门的通信控制处理机、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，这些特点往往被认为是现代计算机网分层的网络协议，这些特点往往被认为是现代计算机网络的典型特征。但这个时期的网络产品彼此之间是相互络的典型特征。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。独立的，没有统一标准。 ARPANETARPANET斯坦福研究所(SRI)加州大学圣大巴巴拉分校(UCSB)加州大学洛杉矶分校(UCLA)犹他大学(University Utah)智能终端时代独立的数据处理能力分组交换技术（包交换）现代计算机网络的基础3. 遵循国际标准

31、化协议的计算机网络 计算机网络发展的第三阶段是加速体系结构与协计算机网络发展的第三阶段是加速体系结构与协议国际标准化的研究与应用。议国际标准化的研究与应用。 国际标准化组织国际标准化组织ISO（International Organization for Standardization ）计算机与信息处理标准化技术委员会计算机与信息处理标准化技术委员会 网络体系结构的国际标准化网络体系结构的国际标准化 标准：既成事实的标准既成事实的标准合法的标准合法的标准电信界 标准组织：国际电信联盟（国际电信联盟（ITU）国际标准界国际标准化组织（国际标准化组织（ISO）电器和电子工程师协会（电器和电子工程

32、师协会（IEEE）因特网标准界Internet协会协会19841984年年ISOISO颁布：颁布： “开放系统互连基本参考模型”的国际标准 简称简称OSI/RM （Open System Interconnection Basic Reference Model） OSI七层模型七层模型 应用层会话层传输层网络层物理层数据链路层表示层OSI七层模型七层模型 4、网络互连与高速网络从从2020世纪世纪8080年代末开始，计算机网络技术进入新的年代末开始，计算机网络技术进入新的发展阶段，其特点是：互联、高速和智能化。发展阶段，其特点是：互联、高速和智能化。 (1) (1) 发展了以发展了以Inte

33、rnetInternet为代表的互联网为代表的互联网(2) (2) 发展高速网络发展高速网络 19931993，美国，美国，“国家信息基础设施国家信息基础设施”行动计划行动计划 (NII-National Information Infrastructure) (NII-National Information Infrastructure) 信息高速公路计划信息高速公路计划 互联网互联网2 2Internet2Internet2Next Generation InternetNext Generation Internet下一代下一代互联网互联网1.2.6 计算机网络的发展趋势开放、集成、高

34、性能和智能化开放、集成、高性能和智能化开放是指开放的体系结构、开放的接口标准开放是指开放的体系结构、开放的接口标准集成表现在各种服务和多媒体应用的高度集成集成表现在各种服务和多媒体应用的高度集成高性能表现在网络应当提供高速的传输、高效的高性能表现在网络应当提供高速的传输、高效的协议处理和高品质的网络服务协议处理和高品质的网络服务InternetInternet的增长的增长 Internet上的主机数:Aug. 1981 213Oct. 1984 1,024Dec. 1987 28,174 Oct. 1990 313,000 Oct. 1993 2,056,000Apr. 1995 5,706,

35、000Jul. 1997 19,540,000Jul. 2000 93,047,785Internet Internet 发展规模和趋势发展规模和趋势 InternetInternet的发展速度的发展速度 是历史上发展最快的一种技术是历史上发展最快的一种技术 以商业化后达到以商业化后达到 5000 5000 万用户为例万用户为例 电视用了电视用了1313年，收音机用了年，收音机用了3838年，电话更长年，电话更长 Internet Internet 从商业化后达到从商业化后达到 5000 5000 万用户用了万用户用了4 4 年时间年时间 Internet Internet 正在以超过摩尔定理

36、的速度发展正在以超过摩尔定理的速度发展网络时代的三大基本定律摩尔定律摩尔定律:CPU性能性能18个个月翻番月翻番,10年年100倍。倍。所有电子系统所有电子系统（包括电子通（包括电子通信系统，计算信系统，计算机）都适用机）都适用光纤定律光纤定律：超摩尔定律超摩尔定律，骨干网带宽骨干网带宽9个个月翻番，月翻番，10年年10000倍倍。带带宽需求呈超高宽需求呈超高速增长的趋势速增长的趋势迈特卡尔夫定迈特卡尔夫定律律:联网定律联网定律，网络价值随用户网络价值随用户数平方成正比。数平方成正比。未联网设备增加未联网设备增加N倍，效率增加倍，效率增加N倍。倍。联网设备联网设备增加增加N倍，效率倍，效率增加

37、增加N2倍倍Data/Voice/Video Data/Voice/Video 三网融合三网融合Internet命题：如果网络中有命题：如果网络中有N台主机，需要进行两两之台主机，需要进行两两之间相互通讯，如果使用网线直接连接的方式，至间相互通讯，如果使用网线直接连接的方式，至少需要搭建多少条通讯线路？少需要搭建多少条通讯线路？1.4 计算机网络的组成如果有5台主机：通讯线路数量通讯线路数量 = = 2n2 - n因特网的组成因特网的组成 从因特网的工作方式上看，可以划分为以下两大从因特网的工作方式上看，可以划分为以下两大块：块： 边缘部分边缘部分 由所有连接在因特网上的主机组成。由所有连接在

38、因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。送数据、音频或视频）和资源共享。 核心部分核心部分 由大量网络和连接这些网络的路由由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。供连通性和交换）。因特网的核心部分因特网的边缘部分主机网络路由器按照功能不同，可以将网络中的计算机分成两个类：按照功能不同，可以将网络中的计算机分成两个类：负责信息处理和共享资源管理的计算机负责信息处理和共享资源管理的计算机（H）负责信息传递和通信控制的计算

39、机负责信息传递和通信控制的计算机（C） 信息资源子网 数据通信子网HHHHHHCCCCCCC通信子网资源子网H 主机主机通讯控制机通讯控制机CRRR 1.4.2 1.4.2 网络结点网络结点 网络结点又称为网络单元，它是网络系统中的各种数据网络结点又称为网络单元，它是网络系统中的各种数据处理设备、数据通信控制设备和数据终端设备。网络结点分处理设备、数据通信控制设备和数据终端设备。网络结点分为两大类，转结点和访问结点。为两大类，转结点和访问结点。 转结点：转结点：转结点是支持网络连接性能的结点。通过通信转结点是支持网络连接性能的结点。通过通信线路来转结和传递信息。如集中器、网桥、网关、交换机、线

40、路来转结和传递信息。如集中器、网桥、网关、交换机、路由器、终端控制器等。路由器、终端控制器等。 访问结点：访问结点：访问结点是信息交换的源结点和目标结点，访问结点是信息交换的源结点和目标结点，起信源和信宿的作用。如主计算机、终端计算机等。起信源和信宿的作用。如主计算机、终端计算机等。 换句话说，除了访问结点之外的结点都是转结点。换句话说，除了访问结点之外的结点都是转结点。计算机资源子网：负责向网络提供数据处理和向用户提供网负责向网络提供数据处理和向用户提供网络资源及服务。它由拥有资源的主机系统、终端络资源及服务。它由拥有资源的主机系统、终端控制器、通讯子网的接口、软件资源和数据资源控制器、通讯

41、子网的接口、软件资源和数据资源组成。组成。计算机通信子网：通信子网主要负责信息的交换和数据的通信子网主要负责信息的交换和数据的传输，主要由通信控制处理机、通信线路等设传输，主要由通信控制处理机、通信线路等设备组成。它的交换设备主要是备组成。它的交换设备主要是路由器和交换机路由器和交换机。网络协议：在计算机网络中，要做到有条不紊地交在计算机网络中，要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些约定好的规则。这些换数据，就必须遵守一些约定好的规则。这些规则明确规定了所交换数据的格式以及有关同规则明确规定了所交换数据的格式以及有关同步的问题。这些为数据交换而建立的规则、标步的问题。这些为数据交换而建立的规

42、则、标准或约定即称为网络协议。准或约定即称为网络协议。1.5 1.5 计算机网络的硬件与软件系计算机网络的硬件与软件系统统通信控制及交换设备传输设备介质中继与放大接口设备接口设备介质接收设备通信控制及交换设备网络硬件 1. 主机(Host)传统定义中的主机是指网络系统的中心计算机（主计传统定义中的主机是指网络系统的中心计算机（主计算机），可以是大型机、中型机、小型机、工作站或者微算机），可以是大型机、中型机、小型机、工作站或者微型机。这里所说的工作站型机。这里所说的工作站(Workstation)(Workstation)是一种高档的微型是一种高档的微型计算机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的计算机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，并且具有较强的信息处理功能和内存储器和外部存储器，并且具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能。高性能的图形、图像处理功能。2. 终端(Termin