计算机基础知识治疗XS

1第一章计算机网络回顾计算机网络的历史和新进展计算机网络体系结构2PartⅠ计算机网络技术的历史和新进展3关于计算机网络的三个命题高速计算机网络是信息社会的神经和血管体系结构：网络的骨架和神经协议：网络的心脏和血液4主要内容网络概述Internet的发展和成功经验计算机网络技术的历史回顾5什么是网络---从端系统的角度看网络提供的服务:信息传递-信鸽、烽火、信使、卡车、电报、电话、Internet…-类比运输服务：物体的传递•马、火车、卡车和飞机不同的网络以什么为区分-所提供的服务服务以什么为区分-延迟、带宽、丢失率、端节点数目、服务接口、可靠性,单播/多播，实时，消息/字节流6什么是网络---从网络核心的角度看电子、光子等作为传输介质链路：光纤、电缆和卫星交换节点：机械/电/光协议:TCP/IP,ATM,MPLS,SONET,Ethernet,PPP,X.25,FrameRelay,AppleTalk,IPX,SNA功能:路由，差错控制、拥塞控制、服务质量(QoS)应用：FTP、HTTP、Xwindows7网络类型空间距离-局域网(LAN):以太网、令牌环、FDDI-城域网(MAN):DQDB,SMDS-广域网(WAN):X.25,ATM,framerelay信息类型-数据网络vs.通信网络应用类型-专用网络：飞机订票网，银行网，信用卡网，电话网-通用网络：Internet8网络类型使用权-私有：企业网-公用：电话网、Internet协议的所有权-私有:SNA-开放:IP技术-地面vs.卫星-有线vs.无线协议-IP,AppleTalk,SNA9计算机网络发展历史计算机网络的形成-多终端系统1970年代的计算机网络-X.25分组交换网：各国的电信部门建设运行-各种专用的网络体系结构：SNA，DNA-Internet的前身ARPANET进行实验运行1980年代的计算机网络-标准化计算机网络体系结构：OSI-局域网络LAN技术空前发展-建成NSFNET，Internet初具规模10计算机网络发展历史1990年代的计算机网络-Internet空前发展-Web技术在Internet/Intranet得到广泛应用2000年代的计算机网络-IPv6网络快速发展-移动技术发展迅速-下一代互联网研究受到普遍重视11Internet发展历史1969年，ARPANET产生1970年代，作为研究项目，带宽56kbps，连接计算机不超过100台。1979年，TCP/IP成熟1980－83，APPANet和MILNET分开，ARPANET采用TCP/IP协议1983年，BSDUNIX内含TCP/IP1985－86，NSF开始建设NSFNET，作为骨干网连接6个超级计算机中心，带宽1.544Mbps，连接10,000台计算机12Internet发展历史1987－90，连接地区网络，NSI，ESNET，DARTnet，TWBNet，计算机数量超过10万台1990－92，NSFNET发展到45兆带宽，连接16个地区网络1994年，NSF骨干网解体，出现多个商用骨干网今天：Internet骨干网的速率达到2.5/10Gbps，连接150多个国家的上千万台计算机2004.1，全球主要学术网宣布开通IPv6服务13中国计算机网络的发展历史1970年代末开始1980年代-局域网-OSI网络体系结构-低速广域网（电话线）1990年代-局域网Novell,TCP/IP-X.25广域网及其应用-国民经济信息化高潮的到来，“金”字工程-互联网Internet在中国开始大规模发展2000-推动以IPv6为基础的下一代互联网14Internet在中国的发展1988年，中国第一个电子邮件发到Internet1990~1993，通过X.25与国际连网，Tunet1994年，中科院高能所，64K，日本1995年，CERNET,128K,Sprint；Chinanet,64K+64K,Sprint1996年，ChinaGBN,64K,Sprint1997.12，用户74万1998.12，用户达到200万2003.6，用户达到6800万2005.6，用户达到10300万15主要内容网络概述Internet的发展和成功经验计算机网络技术的历史回顾16Internet全球范围、通用、异构的公用计算机网络Internet协议-开放的标准:InternetEngineeringTaskForce(IETF)负责标准的制订维护和协调-是其他类型网络的技术基础•企业内部网（Intranet）由研究机构开发17Internet的增长Internet上的主机数:Aug.1981213Oct.19841,024Dec.198728,174Oct.1990313,000Oct.19932,056,000Apr.19955,706,000Jul.199719,540,000Jul.200093,047,7851101001000100001000001000000100000001000000001981年1985年1989年1993年1997年18最近的增长(1991-2000)19Internet发展规模和趋势Internet的发展速度-是历史上发展最快的一种技术-以商业化后达到5000万用户为例•电视用了13年，收音机用了38年，电话更长•Internet从商业化后达到5000万用户用了4年时间Internet正在以超过摩尔定理的速度发展20网络时代的三大基本定律摩尔定律:CPU性能18个月翻番,10年100倍。所有电子系统（包括电子通信系统，计算机）都适用光纤定律：超摩尔定律，骨干网带宽9个月翻番，10年10000倍。带宽需求呈超高速增长的趋势迈特卡尔夫定律:联网定律，网络价值随用户数平方成正比。未联网设备增加N倍，效率增加N倍。联网设备增加N倍，效率增加N2倍21网络带宽与CPU性能22光纤容量23高水平大容量光纤传输试验系统容量光纤长度特点研制单位3Tb/s40km用T-EDFANTT(160Gb/sX19CHOTDM/WDM)(DSF-0=1535nm)用DSF光纤(NZDSF)PD1-1-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1.02Tb/s1000km0.4b/s/Hz，用SMF光纤CNET(20Gb/sx51CHWDM)(SMF环测)101km放大器间距PD4-1-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1Tb/s342km用TrueWave光纤Lucent(40Gb/sx25CH)(TrueWave光纤)85km放大器间距PD7-1-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------750Gb/s2000km采用C波段和L波段Tyco(5.3Gb/sx50CH,10Gb/sx8CH)(纯Si光纤+NZDSF环测)纯Si光纤PD16-1-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------640Gb/s7200km0.33b/s/HzTyco(10Gb/sx64CH)(NZDSF环测)PD2-1-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------490Gb/s335.2KM采用拉曼放大+EDFA混合Lucent(10Gb/sx49CH)(ZDSF环测)0色散光纤(67km)+NZDSF(17km)PD8-1-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------340Gb/s6380km实线试验Alcatel(10Gb/sx34CHWDM)(NZDSF)50GHzSpacingPD18-1-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------80Gb/s172kmSolitonChalmer(10Gb/sx8CHOTDM)(DSF0=1547nm)已敷设的光纤PD6-124数据流量超过话音0199619971998199920002001200220406080100120140160180RelativeCapacity(%)VoiceDataSource:MCI(VintCerf)InternationaldatatrafficalreadyexceedsinternationalvoicefromAustraliaandScandinavia.25数据中绝大部分是IP数据200019981996AllOtherIPXTCP/IPTrafficRatiosSource:Gartner1997100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%26Internet上的信息趋于交互RelativeUserPopulationMultimediaDynamic(Red)andAudio/VideoContent(Purple)100%80%60%40%20%0%200019981996Source:TheYankeeGroup,199627应用促进网络发展SimpleVideo,MultimediaBrowsing,PCMVoiceIP,PCS,E-Mail,FileTransferPagingVideoConferencing,MPEG1NTSCVideoTelnet,VoIPISDN,FrameRelayATM/POST3/E3T1/E1NewModemWirelessWANOldModem.004.0192.0288.1281.53155Mb/sMinimumBandwidthforApplicationperUserVirtualReality,MedicalImaging28Data/Voice/Video三网融合Internet29高速信息网络的发展方向：通信与计算聚合通信和计算技术的聚合-改变了各自的原有特征高速信息网络体系结构的发展趋势-分层结构；分布控制