信息网络技术原理第一、二章

1、计算机网络技术原理信息化社会（信息化与全球化）计算机网络必不可少。Internet(英特网) 蕴藏着丰富的信息资源，Internet为现代国民经济、科学技术和社会生活中极其有效的工具。课程目的：使学生掌握计算机网络的基本概念和基本原理。由于计算机网络是一个复杂的系统，其中存在许多技术，为了克服这种复杂性，我们将集中精力于基本概念和基本原理，而避开许多技术细节。掌握的技能：会初步组网、会建立网站 第一章 计算机网络概述计算机网络的产生和发展计算机网络及其功能计算机网络分类计算机网络组成计算机网络模型和体系结构计算机网络的产生与发展其发展经历了四个阶段：(1)以单个计算机为中心的远程连机系统，构成

2、面向终端的计算机网络。(60年代以前) (2)多个主计算机通过通信线路互连的计算机网络。（60年代中期）(3)具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络。(70年代末)(4)网络互联与高速网络。（90年代） 发展第一阶段：远程信息处理系统为方便输入/输出，最先出现了计算机与终端的互联，如收发器、电传打字机等计算机与终端之间为数字信号，而电话线传输模拟信号，于是出现MODEM(猫)，再考虑到接口问题，出现了线路控制器。为了使用多终端，出现了多重线路控制器为了解决主机负担问题，出现前端处理机为了节省通信费用，出现了集中器发展第二阶段：计算机互联网络1964年提出了存储转发(store

3、and forward)的概念。网络中传送的信息被划分成分组(packet) ，称为分组交换网于1969年12月在美国国防部高级研究规划局(DARPA)的资助下建立了世界上第一个远程分组交换的ARPANET，标志着我们目前计算机网络的兴起。也是Internet的前身。该网由通信子网和资源子网组成 第三阶段：计算机网络体系结构形成随着ARPANET的建立，各个国家甚至大公司都建立了自己的网络，这些网络体系结构各不相同。如日本DECNet等。这些网络其体系结构都不相同，协议也不一致。不同体系结构的产品难以实现互连；为网络的互联、互通带来困难。80年代开始，人们着手寻找统一网络结构和协议的途径。国际

4、标准化组织 ISO下属的计算机信息处理标准化技术委员会TC97为研究网络的标准化成立了一个分委员会。1984年正式颁布了“开放系统互连基本参考模型” 。这里的“开放系统”是指对当时各个封闭的网络系统而言，它可以和任何其它遵守模型的系统通信。模型分为7个层次，故又称为OSI7层模型。第四阶段：网络互连与高速网络1990年ARPANET正式宣布关闭，而NSFNET主干网经过不断扩充，最终形成世界范围的Internet。进入90年代后网络向开放、高速、高性能方向发展，可以传送数据、语音和图像等多媒体信息，安全性也更好。1993年美国政府提出“NII行动计划” 即“国家信息基础设施”，一般称为“信息高

5、速公路”，更在全球掀起网络建设的高潮。各类高速网不断出现。90年代后期，美国已着手研究第二代的Internet，建立了实验性网，预计21世纪初期新一代的Internet将走向实用。 计算机网络在国内发展我国在80年代初期已经有一部分高校和企业建立局域网，引入了国外的局域网产品。1989年我国第一个公用分组交换网CNPAC正式运行，1993年该网扩充成层次结构的全国网CHINAPAC。1993年我国又开始启动“金”字工程，(金桥、金卡、金关)，即“三金”工程，使我国网络发展进入了一个新的时期目前我国有四大互联网络：中国公用计算机互联网(CHINANET)电信网（163,169等）中国科技网(CS

6、NET)中国教育和科研计算机网(CERNET)中国国家公用经济信息网(CHINAGBNET)。还有中国联通网正在建设中。计算机网络及其功能计算机网络的定义： 用通信介质将多台计算机连接起来形成的计算机系统，它是计算机技术与通信技术相结合的产物计算机网络的功能：通信：传送数据（FTP、E-Mail、OICQ、IP电话、WWW）资源共享（硬件、软件、信息）提高计算机系统的可靠性（互为后备）计算机网络的分类网络拓扑分：星形、树型、总线型、无约束型按作用范围分：微微网、个人局域网(PAN)、局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)按使用权限分：公用网、专用网按介质分：有线网、无线网按交换功

7、能分：电路交换网、报文交换网、分组交换网以及混合交换网按速率分：高速网、中速网、低速网按通信传播方式分：广播式、点到点计算机网络拓扑结构把向工作站、服务器等网络单元抽象成为“点”，把网络中的电缆等通信媒体抽象为“线”，从而抽象出了网络系统的具体结构，即为逻辑结构。网络拓扑结构有：(1) 总线形：许多计算机共享同一个总线，最常见的以太网(Ethernet)就是总线形。(2) 环形：计算机通过介质连接成环形，局域网中的令牌环即是此类型。(3) 星形：由中心节点转发的网络结构，现在的交换式网络即属此类型。(4) 树型：分级结构，又称为分级的集中式网络。(5) 网状形（不规则形）：计算机之间无规则地连

8、接，一般广域网属于不规则形 拓扑结构示意图计算机网络的组成传输介质（有线、无线）计算机（服务器/工作站）协议：网卡与操作系统协议语法、语义、定时、功能网卡和操作系统网络连接设备中继器、集线器HUB网络互连设备接入设备（Modem、Cable Modem）网络用户（帐号、用户组、网络管理员）传输介质双绞线(3、5类) 1G 300m 抗干扰较差 易装 价低 细同轴电缆 100M 2.5km 抗干扰好 中 较低粗同轴电缆 300M 100km 抗干扰好 中 较低光纤 300G 100km 抗干扰极好 难 较高微波 0.3300G 50km 抗干扰差 易 中卫星 500M 无限 抗干扰差 易 较高R

9、G-8电缆收发器（MAU）、收发器TapAUI电缆，AUI电缆两端分别有DB-15连接头，一个插到网卡，另一端连接收发器；1.10Base5:粗同轴电缆细缆：RG-58NIC网络接口卡BNC-T连接头2. 10Base2:细同轴电缆UTP电缆 RJ45接口连接网卡和HUB3.10Base-T:双绞线以太网网络互联设备中继器（物理层）网桥（数据链路层）：销减负荷以太网集线器HUB （物理层与数据链路层） ：多口中继，有的也具备网桥功能交换机（数据链路层） ：多口网桥调制解调器路由器（网络层）网关：用于连接不同类型的网络接入设备接入网（PSTN、DDN、ISDN、ADSL）设备ModemISDN

10、NTADSL ModemCable Modem网络模型和体系结构两级模型通信子网和资源子网四层模型ISO/OSI参考模型TCP/IP体系结构IEEE802标准 逻辑上划分为通信子网和资源子网两部分。NCCPSEPSEPSEPSE集中器网关主机MUX终端终端两级模型通信子网和资源子网ISO(International Standardization Organization): 国际标准化组织 OSI(Open System Interconnection): 开放系统互连 1)参考模型2)分层原则3)数据单元ISO的OSI七层参考模型 是实现系统通信媒体的物理接口,是在物理媒体上之上的为上一层

11、提供一个传输原始比特流的物理连接。数据以Bit或Byte为单位传输 提供服务 提供一个透明的位流传送。 主要功能 提供物理连接，完成位流传 传输通路的建立，维持和释放。 提供各种服务元素 对传输通路进行监督， 提供故障状态报告 规定机械，电气，功能和过程特性 物理层数据链路层，完成对位流的传送和控制，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。数据以帧（Frame）为单位传输 提供服务 链路层的连接和释放 数据链路服务数据单位的透明传送 数据单位和服务质量的控制 主要功能 帧同步、链路管理、差错控制、流量控制网络层，在网络结点间提供路由选择和数据交换等操作,为传输层提供整个网络范围内两个终端用户

12、之间数据传输的通路。数据以分组或包（Packet）为单位传输，作用：发送上一层（传输层）送来的分组主要功能 路径选择、流量控制 传输层，解决的是计算机程序到计算机程序之间的通信问题，即所谓的“端”到“端”的通信。传输层对信息流具有调节作用，提供可靠性传输，确保数据到达无误。传输的数据单元为报文主要功能：将传输层的传输地址映射到网络层的网络地址对话层，提供一种有效的方法，以组织并协调两个表示实体间的对话并管理它们间的数据交换。即负责在应用进程间建立，组织和同步其对话，检查和恢复与语义及上下有关的传送差错 表示层，信息表示方法的转换，为信息传递提供表示方法。 提供服务 符集代码转换数据格式化 应用

13、层，为用户提供一个OSI的工作环境，为网络用户之间的通信提供专用的程序。 如：WWW服务、电子邮件、OICQ聊天、FTP等 OSI模型与TCP/IP模型比较TCP/IP参考模型(Internet四层模型)IEEE802模型局域网体系结构应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层逻辑链路层LLC介质访问控制MAC物理层局域网参考模型局域网参考模型与OSI/RM的比较IEEE802模型局域网协议结构高 层数据链路层物理层OSI/RMIEEE802 RMIEEE802系列标准802.1：局域网概述、体系结构和网络互连，以及网络管理和性能测量；802.2:逻辑链路控制,即高层与任意一种MAC层的接口;802.3:CSMA/CD,定义了CSMA/CD总线网的介质访