《计算机通信网 》第1章 概述

12011SPLENG计算机通信网ComputerNetworks本教案参考资料：《计算机网络》Tanenbaum第3、4版《计算机网络》谢希仁第4版毛玉明，马立香，段景山老师课件22011SPLENG第1章概述1.1身边的计算机网络1.2计算机网络概要1.3计算机网络体系结构1.4OSI互连参考模型1.5典型的计算机网络32011LENG1.1身边的计算机网络你经常在使用网络网络浏览收发Email下载/上传文件网络游戏………..WebServerMailServerFileServerNetwork想象一下，没有网络生活将会变得怎样？42011LENG1.1身边的计算机网络想象没网络的情景可以照常的生活，但却相对闭塞信息可以传递，却很有限计算机是一个个信息的“孤岛”我们难以想象在全球范围内搜索感兴趣的信息一个重要事件在几个小时内传遍全球银行卡在各处ATM机上取钞票成千上万的人在同一个场景中玩游戏……网络带给我们很多新东西52011LENG1.1身边的计算机网络在享受网络服务时，想过下列问题吗？当mail发到mailserver时计算机里究竟做了哪些操作？Mail是怎样离开计算机发送出去的？Mail经过了网络中哪些设备？这些设备作了那些操作？Mail怎么刚好到达mailserver，而不到达别的地方？Mailserver又如何处理？Mail会丢失吗？可能的原因？……..这正是计算机网络课程要讨论的问题62011LENG1.2计算机网络概述1.2.1什么是计算机网络？1.2.2计算机网络的演进与发展1.2.3计算机网络连接结构1.2.4计算机网络的分类1.2.5计算机网络的应用1.2.6计算机网络研究的问题72011LENG1.2.1什么是计算机网络？一种简洁的定义：一些自治计算机的互联集合计算机：收发和处理数字信号的设备一种广义概念：如PC、便携机等自治：非主从，对等，有独立操作系统互联/互连：计算机之间能相互通信物理上通过介质或通信系统连接逻辑上通过协议互通主从关系键盘：输入终端、打印机:输出主机主机RS232、UTP等主机典型通信：超级终端文件传送对等关系★82011LENG计算机网络的概念易混淆的概念：分布式系统多台独立、可相互通信的计算机，构造成一个统一的整体(系统)，系统功能分布在多台计算机上分布式操作系统每台计算机只实现操作系统的一部分功能，所有计算机的功能合在一起，才构成完整的操作系统(万维网)：分布式文档系统计算机网络和分布式系统的界限将越来越模糊网络通信平台92011LENG计算机网络的概念相互通信的计算机主要功能：信息资源处理、共享形成遍布网络中的信息资源：资源子网计算机称为：主机(Host)留意教材中所说的：“Internet或万维网都不是计算机网”Internet是对已有的网络通信平台的功能扩充万维网属于资源子网的中的一部分102011LENG计算机网络的概念网络通信平台由网络设备、通信信道构成的多种网状拓扑结构，为计算机间提供通信服务计算机网络中的通信子网网络设备被称为：节点(Node)本课程绝大部分内容是通信子网部分112011LENG计算机网络的组成主机、通信设备（节点）、通信线路组成网络所有主机和终端组成资源子网，完成应用功能所有通信设备和线路组成通信子网，完成通信功能（为主机通信提供路由、数据存储与转发）通信子网（中继系统）资源子网主机（Host）也称端系统通信节点（Node）也称中继节点通信线/链路（Line/Link）★122011LENG基本概念通信线line物理介质：如电话线、同轴电缆信道channel数据传输的通道一条line上可能包括一个或多个channel如：一对电话线上可包括话音通道：300-3400HzADSL通道：25kHz-1104kHz链路link两个点之间的通道Line一条line上包括多个通道ChannelLinkchannel★132011LENG1.2.2计算机网络的演进与发展多用户联机系统单台计算机（主机）为多个用户（终端）同时提供服务通信线路：RS232远程联机系统计算机系统通过调制解调器连接远程终端通信：PSTN+Modem特点：主从通信以主机为核心以终端为输入输出设备联机系统不是计算机网络主机终端RS232PSTN主机终端ModemModem面向终端的联机系统142011LENG1.2.2计算机网络的演进与发展20世纪60-70年代：主机通过介质相连铜线、同轴缆、无线传输主机直接参与通信同时承担事务处理通信网络规模很小第一阶段：主机参与通信的网络主机主机主机终端152011LENG1.2.2计算机网络的演进与发展20世纪80-90年代初期事务处理与通信分开事务处理主机出现专门的通信主机事务主机通过通信主机互连通信主机实现信息转发事务主机不一定要直接相连可以有更多的主机通信网络规模得到扩大第二阶段：主机功能分割的网络通信主机事务处理主机162011LENG1.2.2计算机网络的演进与发展20世纪80-90年代中期互联需求催生了标准化的进程不同的网络大量出现不同网络具有独立的运行模式如何互联？网络互联需要标准化的通信协议开放接口第三阶段：标准化的网络172011LENG1.2.2计算机网络的演进与发展20世纪90年代中后期至今各种需求（业务、带宽）不断增长各种技术不断发展计算机技术：PC、特定计算机通信技术：宽带、高速、光通信、无线通信网络技术：通信协议、路由协议、互联技术、组网技术等第四阶段：Internet膨胀时代182011LENG1.2.3网络连接结构网络的通信连接有多种形态点到点连接(有线、无线)多点连接(有线、无线)借助传输系统的连接网络节点(Node)192011LENG网络连接结构点到点连接Wiredorwirelessconnectionbetweentwodevices(hostorNode)P2Pconnection，同轴电缆，光纤、微波、卫星等点到点可实现长距离的连接WAN中以点到点连接为主点到点通信速率T1/T3：1.54Mbps/44.74MbpsOC-3~OC-192：155Mbps~10GbpsWDM:n*OCxP2PconnectionsWAN202011LENG网络连接结构多点连接有线的多点连接用一根电缆将多台设备连接起来，一台设备发送的数据，其它的设备都能够收到（信道是广播性的）总线形,环形局限于短距离(几公里范围内)无线的多点连接无线信道的广播特性，实现与多台设备的通信电缆总线形Ethernet(10Mbps,100Mbps)环形总线形TokenRing(4Mbps,16Mbps)到有线网络WLAN11Mbps,54Mbps212011LENG网络连接结构ProvideP2PlinkviatransmissionsystemsPSTN(Modem,56Kbps)SDH/SONET(155Mbps~10Gbps)MobileTelephoneNetwork(16kbps)CATV(10Mbps)Satellite(64Kbps~54Mbps)公用电话交换网(PSTN)SDHAA’BB’e.g.A-A’:155MbpsB-B’:622MbpsPointtoPoint222011LENG信息区分Datanetworkvstelecommunicationnetwork应用区分专用网：银行网、航空定票网、生产线控制网通用网：Internet权属专用网公用网技术陆地网与卫星网有线网与无线网1.2.4计算机网络的分类232011LENG计算机网络的分类--物理尺度类型个域网（PAN，PersonalAreaNetwork）围绕在个人周围，通信范围10米左右主要形式为无线：蓝牙、红外、超宽带局域网（LAN，LocalAreaNetwork）房间、建筑物内、建筑物间主要形式为有线(以太网)、无线(WLAN)城域网（MAN，MetropolitanAreaNetwork)覆盖城市范围主要形式为：电缆、其它市内通信设施广域网（WAN，WideAreaNetwork）大区域范围主要形式为：多个长距离点到点信道形成的拓扑结构242011LENG1.2.4计算机网络的分类广域网：WideAreaNetwork主机之间相距很远（跨城市、甚至跨国家）需要支持长距离通信的通信系统采用点到点的信道广域网的种类很多x.25、SDH/SONET、帧中继、ATM、微波等不同的广域网采用不同的协议通信子网中的节点完成：路由、数据存贮与转发通信子网WAN结构★252011LENG1.2.4计算机网络的分类局域网LocalAreaNetwork早期的局域网小范围（几公里）广播信道规则、简单拓扑典型的LANEthernet、Token-Ring专门机构制定标准IEEE802委员会:pp.63★262011LENG早期LAN的拓扑HUB星形结构HUB树形结构总线结构环形结构同时只能一个主机发送多个主机同时发送会冲突竞争发送数据传输无方向性一个主机发送、其他主机都收到同时只能一个主机发送得到令牌发送、无冲突数据传送具有方向性一个主机发送、其他主机都收到星/树结构为逻辑总线结构具有总线网络的特点★272011LENG现今LAN的拓扑现今的LAN主要是Ethernet交换机互联形成点到点信道、Mesh结构通信子网（主机之间的通信由交换机转发）一般交换机具有了广域接口LAN与WAN的范围越来越模糊交换机通信子网★282011LENG1.2.4计算机网络的分类无线网络：WirelessNetwork通常分为有中心结构和无中心结构两种对等(AdHoc)结构：主机之间处于平等的位置，相互直接通信有中心(基站式)的结构：主机之间的通信必须由中心点转发对等结构中心点有中心的结构★292011LENG接入网如何接入到网络上去？住宅接入企业网(园区网)接入移动接入关心的内容接入的速率(bitpersecond)独享还是共享接入302011LENG接入网住宅接入ADSL：asymmetricdigitalsubscriberline住宅到网络（上行）：可达1Mbps网络到住宅（下行）：可达8MbpsLAN接入：Ethernet，100Mbps与其它住宅用户共享到ISP的通信能力拨号接入56KmodemISDN接入128kbpsHFC：光纤/同轴电缆混合CATV信道，上行10Mbps，下行1MbpsISP312011LENG接入网企业网(园区网)接入企业网络内部：LAN接入到ISPLAN：100M、1000M专线接入(FR，DDN，光纤）园区网ISP322011LENG接入网移动接入共享无线信道接入WirelessLANsIEEE802.11b，11MbpsIEEE802.11g，54MbpsWideareawirelessaccesswirelessaccesstoISProuterviacellularnetworkAPAccessPointISPnetwrok332011LENG1.2.4计算机网络的分类不同计算机网络的共同特性不同的网络具有不同的通信模式和协议同一个网络具有相同的协议主机之间可以直接通过介质连接也可以通过通信子网连接能够相互通信★342011LENGInternet是什么网络？是一种网际网或叫互联的网络是一种逻辑网络由IP协议将各种计算机网络互联起来路由器+计算机网络★★广域网局域网城域网Internet是一个广域网、城域网和局域网的互联网络352011LENGInternet网络结构National/inter