c01概述[dhcp].ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,计算机网络,Computer Networks,南京邮电大学计算机学院,计算机通信教研室,第一章 概述,内容纲要,计算机网络的发展,计算机网络的基本概念,计算机通信与网络发展前景,内容纲要,计算机网络的发展,计算机网络的基本概念,计算机通信与网络发展前景,计算机网络的发展,计算机网络是,计算机技术,和,通信技术,相互结合的产物，是信息化社会的主要基础设施。,计算机网络的作用是利用快速的,信息传送,，实现广泛的,资源共享,。,计算机网络在信息时代的作用,计算机网络的发展,计算机网络的发展中计算机技术和通信技术是相互制约，又相互促进发展的。,计算机技术的发展以及计算机技术在通信系统中的应用，使得高速通信成为可能。高速通信的实现，又进一步促进计算机硬件、软件技术的发展。,计算机网络的发展过程,计算机网络的发展,1,、面向终端的计算机联机系统,2,、计算机系统互联成网,3,、计算机通信与网络体系结构的标准化,4,、网络互联和高速网络,计算机网络的发展阶段,计算机网络的发展,早期计算机主机数量少，价格昂贵，工作运行条件要求高，维护困难，只有少数研究单位和大学拥有计算机系统。,主机控制整个系统的全部运行功能和通信过程，终端仅提供输入输出的功能，完全作为主机的从属设备。,用户只能近距离使用计算机终端。,1,、,面向终端的计算机联机系统,计算机网络的发展,面向终端的计算机通信网,集中式处理,主,从模式,多个终端与主机直接通信,有限的数据传输速率,1,、,面向终端的计算机联机系统,面向终端的计算机联机系统特点,计算机网络的发展,系统的可靠性和性能取决于主机的可靠性和性能，便于维护、管理。数据的一致性好。,主机通信开销较大，通信线路利用率低，对主机系统依赖性较大。,终端数量少，且与主机距离近；,计算机使用者大量时间用于交通。,1,、,面向终端的计算机联机系统,面向终端的计算机联机系统特点,计算机网络的发展,1,、,面向终端的计算机联机系统,通信处理机,主机,(b),多点链路,(c),复用方式,(d),集中方式,(e),拨号方式,(a),点,-,点链路,终端设备,T,计算机网络的发展,60,年代初，美国国防部领导的远景研究规划局,ARPA,(Advanced Research Project Agency),提出要研制一种生存性,(survivability),很强的网络。,传统的电路交换,(circuit switching),的电信网有一个缺点：正在通信的电路中有一个交换机或有一条链路被炸毁，则整个通信电路就要中断。,2,、计算机系统互联成网,分组交换的产生,计算机网络的发展,2,、计算机系统互联成网,分组交换的产生,到伦敦,哈佛,Harvard,去夏威夷,SRI,UCLA,SDAC,计算机网络的发展,网络用于计算机之间的数据传送，而不是为了打电话。,网络能够连接不同类型的计算机，不局限于单一类型的计算机。,计算机在进行通信时，必须有冗余的路由。,网络的结构应当尽可能地简单，同时还能够非常可靠地传送数据。,2,、计算机系统互联成网,分组交换网络的基本要求,计算机网络的发展,早期的面向终端的计算机网络是以单个主机为中心的星形网,各终端通过通信线路共享昂贵的中心主机的硬件和软件资源。,分组交换网则是以网络为中心，主机都处在网络的外围。,用户通过分组交换网可共享连接在网络上的许多硬件和各种丰富的软件资源。,2,、计算机系统互联成网,面向终端计算机系统与分组交换网的区别,计算机网络的发展,2,、计算机系统互联成网,主机,终端,以主机为中心,以分组交换网为中心,主机,分组交换网,面向终端计算机系统与分组交换网的区别,计算机网络的发展,独立工作的计算机系统,允许异种机入网,资源共享,分散,/,分布控制,分组交换,专用的通信控制处理机（可靠性高）,分层的网络协议,2,、计算机系统互联成网,分组交换网特点,计算机网络的发展,因特网的基础结构大体上经历了三个阶段的演进。,但这三个阶段在时间划分上并非截然分开而是,有部分重叠,的，这是因为网络的演进是逐渐的而不是突然的。,2,、计算机系统互联成网,因特网的发展,计算机网络的发展,第一个分组交换网,ARPANET,最初只是一个单个的分组交换网。,1983,年,TCP/IP,协议成为标准协议。,同年，,ARPANET,分解成两个网络：,ARPANET,进行实验研究用的科研网,MILNET,军用计算机网络,19831984,年，形成了因特网,Internet,。,1990,年,ARPANET,正式宣布关闭。,2,、计算机系统互联成网,因特网发展的第一阶段,计算机网络的发展,1986,年，,NSF,建立了国家科学基金网。,NSFNET,。,它是一个三级计算机网络：,主干网,地区网,校园网,2,、计算机系统互联成网,因特网发展的第二阶段,计算机网络的发展,2,、计算机系统互联成网,因特网发展的第二阶段,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,校园网,国家主干网,地区网,地区网,地区网,路由器,计算机网络的发展,从,1993,年开始，由美国政府资助的,NSFNET,逐渐被若干个商用的,ISP,网络所代替。,1994,年开始创建了,4,个网络接入点,NAP(Network Access Point),，,分别由,4,个电信公司经营。,从,1994,年到现在，因特网逐渐演变成多级结构网络。,2,、计算机系统互联成网,因特网发展的第三阶段,计算机网络的发展,2,、计算机系统互联成网,因特网发展的第三阶段,大公司,地区,ISP,网络接入点,NAP,（,对等点）,公司,校园网,主干服务,提供者,校园网,校园网,校园网,校园网,本地,ISP,地区,ISP,地区,ISP,地区,ISP,本地,ISP,本地,ISP,大公司,大公司,网络接入点,NAP,（,对等点）,计算机网络的发展,开放系统,异种独立工作的计算机系统入网互联,网络资源,/,用户资源共享,层次结构和通信协议,接口标准化,3,、计算机通信与网络体系结构的标准化,网络体系结构标准化,计算机网络的发展,3,、计算机通信与网络体系结构的标准化,IBM,公司,(1974)SNA,DEC,公司,DNA,Univac,公司,DCA,Burroughs,公司,BNA,计算机制造厂商网络体系结构标准化,计算机网络的发展,3,、计算机通信与网络体系结构的标准化,ISO,TC97,SC16,1977年,计算机与信息处理标准化委员会,开放系统互联分技术委员会,1984,年,ISO7498,ISO/OSI-RM,国际标准,国际网络体系结构标准化,计算机网络的发展,3,、计算机通信与网络体系结构的标准化,因特网的标准化工作,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,RG,WG,RG,领域,领域,因特网体系结构,研究委员会,IAB,WG,WG,WG,计算机网络的发展,3,、计算机通信与网络体系结构的标准化,RFC(Request For Comments),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,RFC,6,种,RFC,计算机网络的发展,1,、低速数据网,用户电报网，铁道部的计算机网络,2,、邮电部的公用分组交换网,CNPAC,三个交换机，八个分组接入设备,3,、邮电部的公用分组交换网,CHINAPAC,国家骨干网，省级，地区网络,4,、,CHINANET,，共,9,个公用计算机网络,3,、计算机通信与网络体系结构的标准化,计算机网络在我国的发展,计算机网络的发展,3,、计算机通信与网络体系结构的标准化,计算机网络的发展,3,、计算机通信与网络体系结构的标准化,内容纲要,计算机网络的发展,计算机网络的基本概念,计算机通信与网络发展前景,计算机网络的基本概念,1,、计算机网络的定义,2,、计算机网络的组成,3,、计算机网络的分类,计算机网络的基本概念,最简单的定义：,计算机网络是,一些互相连接的、自治的计算机的集合。,因特网,(Internet),是“网络的网络”。,计算机网络的定义包含了三个主要的含义：,计算机网络是指,自主,计算机的互联集合；,互联必须遵循约定的通信协议；,计算机网络可以实现数据交互通信、资源共享、信息交换、协同工作等功能。,1,、计算机,网络,的定义,计算机网络的基本概念,以资源共享为主要目的的计算机网络从逻辑上可分成两大部分：,通信子网,网络信息的传输和交换,资源子网,负责信息的处理,2,、计算机网络的组成,计算机网络的基本概念,2,、计算机网络的组成,通信子网,资源子网,终端,(Terminal),主机,（,Host,）,通信控制处理机,（,CCP,）,计算机网络的基本概念,3,、计算机网络的分类,按通信介质划分,有线网、无线网,按通信传播方式划分,点到点、广播、多播,按通信速率划分,300bps-1.544Mbps-45Mbps-1000Mbps,按网络使用者划分,公用网、专用网,按网络的作用范围划分,LAN、MAN、WAN、AN,计算机网络的基本概念,3,、计算机网络的分类,按,网络控制方式划分,集中式、分布式,按,网络环境划分,部门网、企业网、校园网,按,网络拓扑结构划分,星形结构,层次结构或树形结构,总线形结构,环形结构,按,网络交换功能划分,电路交换、报文交换、分组交换、混合交换,计算机网络的基本概念,3,、计算机网络的分类,星型拓扑,环状,环型拓扑,总线型拓扑,按照拓扑结构分类,计算机网络的基本概念,3,、计算机网络的分类,网状,拓扑,树型拓扑,按照拓扑结构分类,计算机网络的基本概念,3,、计算机网络的分类,按照网络交换方式分类,电路交换,在这里，“,交换,”,(switching),的含义是：,转接,把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。,从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式,动态地分配,传输线路的资源。,计算机网络的基本概念,3,、计算机网络的分类,按照网络交换方式分类,电路交换,A,和,B,通话经过四个交换机,通话在,A,到,B,的连接上进行,(,(,(,(,交换机,交换机,交换机,交换机,用户线,用户线,中继线,中继线,B,D,C,A,计算机网络的基本概念,3,、计算机网络的分类,按照网络交换方式分类,分组交换,在发送端，先把较长的报文,划分成较短的、固定长度的数据段,。,报文,1101000110101010110101011100010011010010,假定这个报文较长,不便于传输,计算机网络的基本概念,3,、计算机网络的分类,按照网络交换方式分类,分组交换,每一个数据段前面添加上,首部,构成分组。,数 据,数 据,数 据,报文,首部,首部,首部,分组,1,分组,2,分组,3,计算机网络的基本概念,3,、计算机网络的分类,按照网络交换方式分类,分组交换,分组交换网以“,分组,”作为数据传输单元。,依次,把各分组发送到接收端。,数 据,首部,分组,1,数 据,首部,分组,2,数 据,首部,分组,3,内容纲要,计算机网络的发展,计算机网络的基本概念,计算机通信与网络发展前景,计算机通信与网络发展前景,世界已进入,21,世纪，迎接我们的是势不可挡的,IT,潮流。在技术和知识的竞争中，网络占据了最重要的地位，谁掌握了网络，占有了网络，谁将赢得主动，将掌握自己的命运。,计算机通信与网络发展前景,1,、一个目标,2,、两种支撑,3,、三网融合,4,、四大热点,计算机通信与网络发展前景,微电子技术,光通信技术,目标：,NII,（,GII,）,多媒体,宽带网,移动,通信,信息,安全,有线电视网,电信网,计算机网络,多媒体业务：,话音、音乐、数据文本、图片、图象（静止、活动）等。,任何人,任何时间,任何地点,任何方式,任何可选业务,计算机通信与网络发展前景,建立一个完整、统一、先进的国家公用信息基础网络；,建立真正能够支撑信息化发展的技术、生产体系；,加快发展信息服务业，大力开发信息应用，发挥信息产业的催化和倍增效用。,1,、一个目标,信息产业建设的重点任务,信息服务,信息技术,计算机通信与网络发展前景,微电子技术,光,(,通信,),技术,2,、两种支撑,计算机通信与网络发展前景,20,世纪,70,年代，,Intel,公司创始人戈登,摩尔提出了摩尔（,Moore,）,定律。,微电子芯片的计算功能每,18,个月就会提高一倍。,2,、两种支撑,微电子技术,计算机通信与网络发展前景,2,、两种支撑,微电子技术,1965,1,1995,10,6,2001,元件数,年,集成电路器件数的物理极限为,1000,亿个,2,10,7,?,纳米,技术,计算机通信与网络发展前景,20,世纪,90,年代初，以太网发明者,Metcalfe,提出了曼卡夫定律。,曼卡夫定律的表达式为：,网络价值,N(N-1)/2,，,其中,N,为用户数。,每年网络频宽增长需求为,3,倍。,预测网络性能的增长与连到网上,PC,的能力的平方有关。,2,、两种支撑,微电子技术,计算机通信与网络发展前景,1999,年，世界电信展暨世界电信论坛会议副主席约翰,罗斯 在论坛上提出了互联网的“新摩尔定律”,光纤定律,(Optical Law),。,Internet,频宽每,9,个月会增加一倍的容量，但成本同时降低一半。,2,、两种支撑,光,(,通信,),技术,计算机通信与网络发展前景,第一代光纤传输使用,0.8,微米波长的激光器，,传输率达：,280,Mbit/s,。,第二代光纤传输使用,1.3,微米波长的激光器和单模光纤，,传输率达：,560,Mbit/s,。,第三代光纤传输使用单频,1.5,微米波长的激光器和单模光纤。,第四代光纤传输使用光放大器，,数据传输率达：,10 20,Gbit/s,。,2,、两种支撑,光,(,通信,),技术,计算机通信与网络发展前景,3,、三网融合,通信技术,计算机技术,信息内容,计算机硬件、计算机软件以及数据库服务等,电话、数据、电视、卫星及无线通信等,教育、医疗、娱乐、出版和信息提供者等,计算机通信与网络发展前景,信息时代的新经济是计算机、通信和信息服务三种关键经济成分的融合。,3,、三网融合,有线电视网,电信网,计算机网络,市场驱动,计算机通信与网络发展前景,3,、三网融合,电信网,有线电视网,计算机网,双向,宽带,多媒体,具有传输语言、数,据和视频信息的功能,网络传输技术上,提供业务上,计算机通信与网络发展前景,4,、四大热点,多媒体,宽带网,移动通信,信息安全,静止：数据、文本、图片；,动态（基于时间）：视频、动画 、电影、虚拟现实（,VR,）。,多媒体应用：,VOD,、,交互视频、,CSCW,、,远程教学、远程医疗等,计算机通信与网络发展前景,4,、四大热点,多媒体,宽带网,移动通信,信息安全,发展宽带网、解决频宽瓶颈问题，提供传送宽带业务，业务驱动将是宽带网的建设之本。,宽带网的综合管理。,IP,电信网以及软交换技术为基础的下一代网络。,计算机通信与网络发展前景,4,、四大热点,多媒体,宽带网,移动通信,信息安全,通用个人化通信（,UPT,）,是新世纪一种引人瞩目的先进通信方式,个人化通信是指任何人可在任何时间与任何地点的人（或机器）以任何方式进行任何可选业务的通信。,计算机通信与网络发展前景,4,、四大热点,多媒体,宽带网,移动通信,信息安全,因特网上网络与信息安全受到严重的威胁，不安全因素表现为：病毒和黑客攻击。,根本原因是因特网的无序性造成的安全性问题。,See You Next Time!,南京邮电大学,2007,年,03,月,