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计算机网络原理一.自我介绍82年，毕业于西安电子科技大学，信息论专业。97年之前，在企业进行产品开发，曾开发的产品：卫星地面接收站矿井提升机安全监测监控系统I型、II型、III型。数控机床控制系统智能超声料位仪B型超声波诊断仪97年后，调入学校，所教的课程：单片机原理与应用、计算机网络、通信原理。计算机网络是许多相关专业的专业课，如：计算机应用专业电子信息科学与技术专业计算机科学与技术专业计算机网络专业它是这些专业知识体系的重要组成部分，属于你们的专业课或专业方向课。计算机网络是当今社会的信息和知识传播的高速公路，是知识经济的大动脉，是人们获取信息和知识的重要途经，网络已经溶入了我们的生活，也改变了我们的生活方式、学习方式、工作方式、通信方式和娱乐方式。二.学习本课程的意义和目的课程的目标:学习计算机网络的基本原理与基本知识，学习局域网技术、以太网技术，因特网的知识和应用等。通过本课程的学习，使大家掌握计算机网络的基本原理，具有从事计算机网络的组建、管理、维护、运营等工作的基本能力。三.教学要求:1.了解：计算机网络的发展和应用情况。2.理解：计算机网络的体系结构、各层网络协议、网络拓扑结构。3.掌握：计算机网络的组成、局域网原理与技术、以太网原理与技术、互联网原理与技术、各种网络应用原理。计算机网络是计算机技术与通信技术的密切结合的产物，理论性和实践性都很强。网络体系结构与网络协议抽象难懂，学习与理解有一定的难度.大家必须足够重视，加倍努力,才能完成我们的学习任务.四.本课程的特点五.教学方法在课堂教学中，要求大家主动成为教学的主体，充分调动学习的积极性和主动性，变被动学习为主动学习。老师是学习的组织者、指导者，无法代替你学习、掌握计算机网络知识。尽量避免满堂灌。多给学生提问、思考与消化所学内容的时间。书上浅显易懂的内容要以自学为主。重点和难点通过老师讲解、讨论、提问方式来解决。六.课堂纪律:不迟到、不早退:凡迟到者要自觉将自己的班级和名字写到黑板上,曝光1小时.不旷课:有事要有书面请假,别人代言不算。旷课的代价比较大。上课时不讨论与教学内容无关的内容：不交头接耳，不得影响别人听课.不看与教学内容无关的书籍、小说、杂志等。不玩手机：必须关机！不听MP3或MP4不吃东西教材内容的取舍第1章概述第2章物理层第3章数据链路层（简介第9章和广域网）第4章网络层（简介第10章）第5章运输层第6章应用层（第7、8章不讲）第1章概述1.1计算机网络在信息时代中的作用1.2因特网概述1.2.1网络的网络1.2.2因特网发展的三个阶段1.2.3因特网的标准化工作1.2.4计算机网络在我国的发展1.3因特网的组成1.3.1因特网的边缘部分1.3.2因特网的核心部分第1章概述（续）1.4计算机网络在我国的发展1.5计算机网络的类别1.5.1计算机网络的定义1.5.2几种不同类别的网络1.6计算机网络的性能1.6.1计算机网络的性能指标1.6.2计算机网络的非性能特征第1章概述（续）1.7计算机网络的体系结构1.7.1计算机网络体系结构的形成1.7.2协议与划分层次1.7.3具有五层协议的体系结构1.7.4实体、协议、服务和服务访问点1.7.5TCP/IP的体系结构1.1计算机网络在信息时代的作用21世纪是信息化时代。主要特征是数字化、网络化、信息化。数字化：就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。目的是利用计算机来处理各类信息。网络化：是指各种通讯工具和传播媒介通过计算机联结成统一的网络。其目的是实现资源共享，网络贸易。信息化：就是在经济、科技和社会各个领域，广泛应用现代信息技术，有效开发利用信息资源，建设先进的信息基础设施，发展信息技术和产业，加速现代化进程，使信息产业在国民经济中的比重逐步上升的过程。在上面所讨论的“三化”中，也就是在当今的信息化社会中，网络是相当重要的。网络是信息的高速公路，是各种信息传播的主要途经，是社会信息化的基础设施，还是知识经济的大动脉。人们心中的网络，实际是因特网，它是计算机网络的网络。实际上，存在着三种网络：电信的电话网、有线电视网和计算机网络。计算机网络是发展最快的、也是最重要的网络。网络正在改变着我们的方方面面：网络改变了我们的工作方式：网上办公，通过网络下达任务、计划及文件，网上批阅、传阅文件，提交完成的报告、报表、统计表，浏览、查询考试成绩、录取信息等，网上报名，网上考试，网上录取。网络改变了我们的学习方式：网上可搜集到各种资料、知识、技术，网上教学，远程教学等，我们每天得到的许多信息、知识多数来自网络。如考驾照时，可在网上找到模拟试题。网络改变了我们的通信方式：ICQ、QQ、飞信、MSN、语音聊天、视频聊天、网络电话、网络视频会议、电子邮件等等。网络改变了我们的娱乐方式：大量的网络游戏、象棋、扑克、麻将，音乐，电影，视频，电视等等。网络改变了我们的商品交易方式：电子商务，网上购物，网上商店。现在人们已经离不开计算机网络，试想一下，假如某一天计算机网络都罢工了，那会出现什么情况？网络罢工时：不能买到车票、银行取不到钱、股票不能交易、不能交纳各种费用、不能网上检索资料、不能网上购物、不能网上聊天、不能发送电子邮件、不能打网络电话、不能进行网上游戏、电子商务、电子政务、网上办公等都不能进行；还有更严重的：无法进行军事调度与指挥，比如：以拉克的美军小分队将成为瞎子。飞机、军舰、远洋货轮将不能定位和指挥。无法进行国际通信等等。进入20世纪90年代以后，以因特网为代表的计算机网络得到了飞速的发展。已从最初的教育科研网变成了商业网络。它是仅次于电话网的世界第二大网络。可以毫不夸张的说：因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革。计算机网络向用户提供的最重要的功能是什么？实际上，网络仅能提供两个方面的服务：连通性与资源共享。连通性——计算机网络使上网用户的计算机连接起来，并可以交换信息、实现数据通信。资源共享——指信息共享、软件共享、硬件共享。1.2因特网概述计算机网络是上世纪60年代美苏冷战时期的产物。美国认为，要取得战争的胜利，必须研制一种生存性很强的网络。即要能保证计算机网络中个别设备或线路被炸坏时，使军事指挥不会中断。60年代初，美国国防部高级研究规划局ARPA(AdvancedResearchProjectAgency)提出要了建设网络的计划，并建设了ARPANET。这世界上最早的计算机网络。因特网的开始于70年代，由美国的ARPANET网发展而来。当时只能用于军队、教育和科研机构。80年代以后，才变成商业网络。1.2.1因特网是网络的网络因特网是世界上最大的国际性计算机互联网网络与因特网的区别：网络把许多计算机连接在一起，因此，它是计算机的网络。因特网则把世界上许许多多网络连接在一起，因此，因特网是网络的网络。连接在因特网上的计算机都称为主机(host)。(a)(b)网络互联网（网络的网络）结点链路一朵云代表一个网络路由器主机因特网1.2.2因特网发展的三个阶段第一阶段：是从单个网络ARPANET向互联网发展的阶段。美国国防部1969年建成的ARPANET，是一个单独的分组交换网，不是互联网。70年代中期，单一的ARPANET已经不能满足他们通信的需要，开始研究多种网络互联技术，这就导致了互联网的出现。1983年TCP/IP协议研制成功，并成为ARPANET上的标准协议。使得所有使用TCP/IP协议的计算机都能利用互联网进行通信。所以，人们把1983年作为因特网的诞生时间。1990年，ARPANET正式宣布关闭，完成了其使命。Internet和Internet的区别请大家注意internet这个词：以小写字母i开始的internet是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络，即互联网或互连网。以大写字母I开始的的Internet则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，即因特网。第二阶段的特点是网络规模更大，建成了三级结构的因特网。1985年起，美国国家科学基金会围绕六个大型计算机中心建设计算机网络NSF网络，并成为因特网的主要组成部分，它覆盖了全美主要的大学和研究所，它是一个三级计算机网络，可分为：主干网地区网校园网（或企业网）。1991年，随着网络用户的增多，网络容量明显不足，美国政府就将因特网交给私人公司经营，于是，网络速度提高了，网络商业化了，广告也出现了。因特网发展的第二阶段第三阶段的特点是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。1993年开始，美国国家科学基金会的NSF网络逐步被若干个商用因特网主干网替代，政府不再负责网络运营。出现了因特网服务提供者ISP(InternetServiceProvider)。ISP申请到了一些IP地址，同时拥有通信线路及网络连接设备，可以有偿地为用户提供网络接入服务。实际上，因特网不是由某个单位拥有，而是由许许多多、大大小小的ISP共同拥有的。因特网发展的第三阶段用户因特网ISP1ISP2因特网服务提供者用户通过ISP上网根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的IP地址数目的不同，ISP也分成为不同的层次。一级ISP一级ISP第一层ISP大公司本地ISP大公司大公司公司本地ISP本地ISP校园网校园网校园网校园网第二层ISP第二层ISPNAPNAPAB主机A→本地ISP→第二层ISP→NAP→第一层ISP→NAP→第二层ISP→本地ISP→主机B第一层ISP第二层ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第一层ISP第一层第二层第三层本地ISP第二层ISP本地ISP本地ISP本地ISP本地ISP第二层ISP本地ISP本地ISP第二层ISP每一层，都由ISP提供网络接入服务。1.2.3关于因特网的标准化工作任何一个产品或一个技术都要有标准，标准化工作直接影响技术的应用与发展。在1992年以前，因特网的标准化工作是由美国政府负责的。1992年以后，成立了一个国际性组织－因特网协会。他们对因特网的技术工作进行全面管理并促进其发展。因特网协会组织结构因特网协会ISOC因特网研究指导小组IRSG因特网研究部IRTF因特网工程部IETF因特网工程指导小组IESG…RGWG……RG…领域领域因特网体系结构研究委员会IABWGWGWG成立于1992年工作组（论谈）负责协议、标准的研究与开发负责协议、标准的实施RFC文档因特网的相关文件叫做RFC文档。所有的因特网标准都是以RFC的形式在因特网上发表。RFC（RequestForComments）意思就是“请求评论”。因特网协会的某个研究小组提出一个标准草案以后，要经过大家的评头论足、反复修改之后才能成为RFC标准。所有的RFC文档都可以从因特网上免费下载。制订因特网的正式标准要经过以下的四个阶段因特网草案(InternetDraft)——在这个阶段还不是RFC文档。建议标准(ProposedStandard)——从这个阶段开始就成为RFC文档。草案标准(DraftStandard)因特网标准(InternetStandard)各种RFC之间的关系因特网草案建议标准草案标准因特网标准历史的RFC实验的RFC提供信息的RFC6种RFC1.3因特网的组成从因特网的工作方式上看，可以划分为以下的两大块：(1)边缘部分（资源子网）由所有连接在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（传送数据、音频或视频）和资源共享。(2)核心部分（通信子网）由大量主干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因特网的边缘部分与核心部分资源子网通信子