计算机网络课件：第1章：计算机网络概论.pdf

大法理2大手University O第1章计算机网络概论卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴 工业经济向知识经济转变：而知识经济的特点就是数 字化、信息化，全球化。因此网络成为重要基础。从20世纪90年代开始，Internet飞速发展，可说 是有计算机以来的又一个里程碑。速度之快，影响之 大，前丽耒看。1993年美国发表“国家信息基础结构Nil(_National I nformation I nfrastructure)行动 计划”，也就是人们所说的信息高速公路。1994年美国又提出建立“全球信息基础结构 GII(Global II),要将各国的NII互连起来。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手University OHy O TtFhnolvgy本章知识点:计算机网络的形成与发展计算机网络基本概念典型的网络网络计算基本概念移动网络计算多媒体网络网络并行计算存储区域网络卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴1.1计算机网络的形成与发展 第一阶段：20世纪50年代数据通信技术的研究与发展 第二阶段：20世纪60年代ARPAnet与分组交换技术的研究与发展 第三阶段：20世纪70年代网络体系结构与协议标准化的研究广域网、局域网与分组交换技术的研究与应用 第四阶段：20世纪90年代I nternet技术的广泛应用网络计算技术的研究与发展宽带城域网与接入网技术的研究与发展网络与信息安全技术的研究与发展、卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大冬j University O TtFchnolQgy第1阶段:20世纪50年代1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC诞生时，计算机技术 与通信技术并没有直接的联系；20世纪50年代初，由于美国军方的需要，美国半自动地面防空系 统(SAGE)的研究开始了计算机技术与通信技术相结合的尝试；(远程通信)计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，通信技术和 计算机技术既相互渗透又密切结合。一方面，通信技术为多个计算机之间的信息传递、交换和资源共 享等提供了必要的手段，促进了计算机网络发展；另一方面，计算机技术应用到通信领域，提高了通信系统的性能,像通信向数字化、多媒体等方向发展，进行了一场真正革命性 的变革。光纤技术、三网合一、多种接入技术等。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手University O以单机为中心的远程联机系统卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴第2阶段：20世纪60年代 从简单到复杂，早期是为了解决远程计算信息的收集和处理而 形成联机系统，发展到以资源共享为目的而互连起来的计算机 群。1962年开始，美国国防部高级研究规划局ARPA（Advanced Research Project Agency）和英国的国家物理实验室NPL都对 新型计算机通信网进行研究。1965年，英国的D.Davis提出计算机互连的概念，并提出了报 文分组（Packet）的描述，即为128字节的数据块。1969年，美国的ARPANET（当时仅4个节点（位于加州大学洛杉 矶分校、斯坦福研究所、加州大学圣大巴比分校和Utah大学）,从此计算机网络的发展就进入了一个崭新的纪元。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴 1962年,MIT教授利克莱德(J.C.R.Licklider),发表一篇论文,提出星云网络(Galactic Network)的概念。利克莱德的 构想，显然受到威纳讨论人脑/机器互动，以及一个系统内组织 结构关系的控制学所影响。他的笔记，也是最早记载有关网际网络构想的书面文件中，利 克莱德提出将全球计算机连结，以便可以从任一节点获取资料 的观念。现代的网络精神，可以说是从这篇文章开始萌芽的。在同一年，利克莱德成为ARPA(美国国防部高级研究计划局)的 领导人。为实现这个把全世界计算机联结起来的构想，利克莱 德不但在自己的任期内身体力行，也不断向后继者，如劳伦斯 罗伯特(Lawrence G.Roberts)等人鼓吹网络概念的重要性。等到劳伦斯罗伯特成为ARPA的主持人之后，终于在1969年诞生 了 ARPANET(阿帕网络)。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴IMP：接口报文处理机1969 年的 APPANET 4个结点）DECFIGURE 6.2 Drawing of 4 Node Network(Courtesy of Alex McKenzie)卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手University O1971年的APPANET 40个结点）MAP 4 September 1971卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴1980年的APPANET(100多个结点)ARPANET GEOGRAPHIC MAP,OCTOBER 1980(NOTE:THIS MAP DOES NOT SHOW ARPAS EXPERIMENTAL SATELLITE CONNECTIONS)NAMES SHOWN ARE IMP NAMES,NOT(NECESSARILY)HOST NAMES卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴多台主机互联的通信系统计算机网络以资源共享为目的,通信手段复杂。51卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴第3阶段：20世纪70年代 一些大的计算机公司（IBM、DEC、UNIVAC等）纷纷提出了各 种网络体系结构与网络协议；国际标准化组织（ISO）成立专门委员会（SC16）研究网络 体系结构与网络协议国际标准化问题；ISO正式制订了开放系统互连（0SI）参考模型，制订了一系 列的协议标准；（庞大的基本协议集，评价褒贬不一）在1969年ARPANET的实验性阶段，研究人员就开始了TCP/IP 协议雏形的研究；80年前后，ARPANET所看主机都转向 TCP/IP 协议。TCP/IP协议的成功促进了 Internet的发展，Internet的发展 又进一步扩大了 TCP/IP协议的影响。（TCP/IP协议与体系结 构成为业内公认的标准）广域网的作用是扩大资源共享的范围；局域网的作用是增强了资源共享的深度。卷哀 信息藐X考都科考易技木等潴大法理2大冬j University O TtFchnolQgy国际标准化的计算机网络卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴第4阶段：20世纪90年代 Internet的广泛应用促进了电子商务、电子政务、远程教育、远程医 疗、分布式计算与多媒体网络应用的发展；特别是Web的出现，使得Internet应用进入高速发展。（Email、搜索 引擎、P2P、播客、博客、即时通、网络电视等应用）高速局域网络技术发展迅速，目前，Fast Ethernet、Gigabit Ethernet、1 OGbps的Ethernet已开始进入实用阶段，速率为lOOGbps 的Ethernet网正在研究之中；基于光纤与IP技术的宽带城域网与宽带接入网技术已经成为研究、应 用与产业发展的热点问题之一；为社会信息化提供了技术支持；网络计算技术已经成为重要的网络应用与研究领域。（包括移动计算 网络、网络多媒体计算、网络并行计算、网格计算等）卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大冬j University O TtFchnolQgy以下一代互联网为中心的新一代网络Host3 计算机网络有网络I 操作系统。宽带城域网：20世纪80年代后期提出了城域网MAN的概念;城域网是以光纤为传输介质，能够提供高传输速率、支持综合业务数据传输、覆盖跨度在50公里到100公里 的城市范围，实现高速宽带传输的数据通信网络；早期的城域网的首选技术光纤环网，产品是光纤分布 式数据接口 FDD I。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴宽带城域网概念的产生 当前城域网的概念泛指网络运营商在城市范围内 提供各种信息服务业务的所有网络；它是以宽带光传输网为开放平台，以TCP/IP协议 为基础，与运营商的广域计算机网络、广播电视 网、传统电话交换网PSTN互连互通的本地综合业 务网络；为了满足语音、数据、图像、多媒体应用的需求,现实意义上的城域网一定是能提供高传输速率 和保证服务质量的网络系统；传统意义上的城域网扩展到宽带城域网卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴宽带城域网在网络概念与技术上引起的重大变化：宽带城域网使得传统的局域网、城域网与广域网在 技术上的界限越来越模糊；宽带城域网使得传统的电信传输网技术与计算机网 络技术的界限越来越模糊；宽带城域网使得传统的电信服务业务与Internet应 用的界限越来越模糊；宽带城域网使得电信传输网、计算机网络与广播电 视网的界限越来越模糊。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大冬j University O TtFchnolQgy1.2计算机网络的定义与分类1.2J计算机网络定义的基本内容资源共享观点的定义：以能够相互共享资源的方式互 联起来的自治计算机系统的集合。网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享；互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自 治计算机系统；联网计算机在通信过程中必须遵循相同的网络协议。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴“互连”与“互联”的区分这两个名词的英文均为interconnection意思基 1本一样，但用的地方不同.互连是一种物理连接,指一个计算机系统中的两 个部件的通信。多指一种电气或机械连接，例如：系统互连；开放系统互连等.互联是指联合、联盟的意思,多用在网络方面.-例如I互联网。在现代汉语辞典修订本（中国社会科学院语言研究所辞典编辑室编,商务印书馆1996年出版）第782页上有：“【连接j冠作联接已在785页上有：“【联接】同连接 这表明“连接”和“联接”是一样的意思。在全国自然科学名词审定委员会公布的计算机科学技术名词一书 MINGCI94中,Connect ion确定译为连接。Interconnect ion确定译为 互连。In ternetworking确定译为网际互连。到了 1997年7月18日“全国科学技术名词审定委员会推荐名（一）”公布了。其中的第一个名词就是“互联网”，它对应的英文名为：internet,?internetwork,interconnection network0 在现有名一栏中有互联网、“互连网，“网际网”和“网间网 在注释栏中着这样几个字：“又称 互连网 不过请注意，把所有的“互连”统统改为“互联”则是错误的。卷F各信息 具可吞计算机科考易技木等潴大法理2大冬University O对计算机网络定义的理解:利用通信线路和网络设备，将位于不同地理位置的且具 有独立功能的计算机连接起来，在网络软件的支持下，实现计算机的分布与协同工作，进行信息交换和软、硬 件资源共享。计算机网络的三个要件:号口一号mn Ms-Ms计算机通信线路府网2各设备卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴计算机网络的主要功能:数据通信资源共享分布处理卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴1.2.2计算机网络的分类计算机网络的分类方法主要的是以下两种:根据网络所使用的传输技术分类根据网络的覆盖范围与规模分类卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴1.按网络传输技术进行分类通信信道的类型有两类:广播通信信道(多个结点共享一个通信信道)点对点通信信道(一条通信线路只能连接一对结点)相应的计算机网络也可以分为两类:广播式 网 络(broadcast networks)点对点式网络(point-to-point networks)卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴2.按网络的覆盖范围进行分类按覆盖的地理范围进行分类，计算机网络可以分 为以下三类：局域网(local area network,LAN)城域网(metropolitan area network,MAN)广域网(wide area network,WAN)卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手University O局域网的技术特点 覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设 备连网的需求；提供高数据传输速率(10Mb/s-10Gb/s)彳氐 误码率的高质量数据传输环境；一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展；从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共享介质 式局域网与交换式局域网两类；从传输介质类型的角 度，局域网可分为有线局域网和无线局域网。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴局域网的应用领域 个人计算机局域网 大型计算设备群的后端网络 存储区域网络 办公室与实验室的网络 企业与学校的主干网LAN是松散耦合型的系统；网中 各计算机间由通信信道相连；一台计算机可以把其它计算机看 成是某个输入/输出设备，从而 在计算机系统间实现信息传输用 这种方法来共享网内资源。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手University O城域网的技术特点城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网 络；城域网设计的目标是要满足几十公里范围内的大 量企业、机关、公司的多个局域网互连的需求；实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等 多种信息的传输功能；城域网在技术上与局域网相似。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴城域网卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴广域网的技术特点广域网也称为远程网;覆盖的地理范围从几十公里到几千公里;覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络;通信子网主要使用分组交换技术；它将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达 到资源共享的目的。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手University O1.3计算机网络的组成与结构 计算机网络要完成数据通信与数据处理两大基本 功能；口早期计算机网络主要是广域网，它从逻辑功能上 分为资源子网和通信子网两个部分；资源子网一负责数据处理的主计算机与终端 通信子网一负责数据通信处理的通信控制处理机 与通信线路卷F各信息 具可吞计算机科考易技木等潴卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴1.3J资源子网的概念资源子网的组成主机 终端 终端控制器外设 软件资源信息资源主机（host）大型机、中型机、小型机、工作站或微机终端（terminal）用户访问网络的界面；终端可以是简单的输入、输出终端，也可以是带有微处理机的 智能终端；终端可以通过主机连入网内，也可以通过通信控制处理机连人 向内O卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手University O1.3.2 通信子网的概念口早期的ARPA net中，承担通信控制处理机功 能的设备是接口报文处理机（IMP）,也就是 现在广泛使用的路由器；IMP将主机和终端连入网内；IMP完成分组接收、校验、存储、转发功能；卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手University O1.3.3 现代网络结构的变化随着微型计算机的广泛应用，大量的微型计算 机是通过局域网连入广域网，而局域网与广域 网、广域网与广域网的互连是通过路由器实现 的；在Internet中，用户计算机需要通过校园网、企业网或ISP联入地区主干网，地区主干网通 过国家主干网联入国家间的高速主干网，这样 就形最一种由路由器互联的壬型、层次结构的 网际网的Internet网络结我。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴I internet网络结构示意 图无线接入电话交换网接入卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴用户通过BP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也分成为不同的层咨”卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴本地ISP-本地ISP本地 ISP、本地ISP第三层第二层第一层一本地ISP；本地ISP；本地侬本地ISP，第二层IS0/本地ISP/y/本地ISP二层本地ISP/木地ISP公司B校园日大公司F、第二层is大公司大公司”ISP)二层 isDNAP：网络接入点本地ISPA主机A-本地ISP 第二层ISP-NAP 一 第一层ISP NAP 一 第二层ISP 一 本地ISP 主机B卷电8信息导电气名耶计算机科考易技木等潴1.4计算机网络的拓扑构型1.4J计算机网络拓扑的定义 拓扑学是几何学的一个分支，是从图论演变而来。拓扑学首先把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连 接实体的线路抽象成线，进而研究了点、线、面之间的关 系；计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关 系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系；计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型；拓扑设计对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影_ NV卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴1.4.2计算机网络拓扑的分类1.网络拓扑一按通信子网中通信信道类型分类 通信信道类型：广播信道点点线路 广播信道的特点：一个公共的通信信道被多个网络结点共享;广播信道的通信子网的基本拓扑构型:总线型 无线型卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴广播信道的通信子网的拓扑构型示意图._HL_T .敢结刑点-点线路的通信子网基本拓扑构型点点线路的特点：每条物理线路连接一对结点点点线路的通信子网的基本拓扑构型:星型环型树型网状型卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴点对点线路通信子网的拓扑构型示意图卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴1.5分组交换技术的基本概念广域网中的数据交换技术线路交换(circuit exchanging)存储转发(store-and-forward exchanging)交换存储转发交换技术寺艮文(message exchanging)报文分组交换(packet exchanging)/数据报/虚电路卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴线路交换方式 线路交换是面向连接的服务；两台计算机通过通信子网进行数据交换之前，首先要在 通信子网中建立一个实际的物理线路连接；线路交换在数据传输过程中要经过建立连接、数据传输 与释放连接的三个阶段；线路交换方式的优点是：通信实时性强，适用于交互式 会话类通信；线路交换方式的缺点是：对突发性通信不适应，系统效 率低，系统不具有存储数据的能力，不能平滑交通量。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴 大法理工大亨 线路交换过程示意图University Of Tglm.l.g,?线路建立数据传输线路释放卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴NZQ大法理2大冬线路交换举例口 A和B通话经过四个交换机通话在A到B的连接上进行卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大冬j University O TtFchnolQgy线路交换举例 C和D通话只经过一个本地交换机通话在C到D的连接上进行卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴两部电话机互相连接起来只需要用一对电线。5部电话机两 两相连，需 10对电线。N部电话机两 两相连，需 N(N 1)/2 对电线。当电话机的数 量增多时，就 要使用交换机 来完成全网的 交换任务。蜜 苗卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴存储转发交换方式存储转发交换方式与线路交换方式的主要区别:口发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按 照一定格式组成一个数据单元（报文或报文分 组）进入通信子网；通信子网中的结点是通信控制处理机，它负责 完成数据单元的接收、差错校验、存储、路选 和转发功能。卷电5信息易电大号鄙 计算机科名易技本等忱大法理2大手University O存储转发方式的优点 由于通信子网中的通信控制处理机可以存储分组，多 个分组可以共享通信信道，线路利用率高；通信子网中通信控制处理机具有路选功能，可以动态 选择报文分组通过通信子网的最佳路径；可以平滑通信量，提高系统效率；分组在通过通信子网中的每个通信控制处理机时，均 要进行差错检查与纠错处理，因此可以减少传输错误,提高系统可靠性；通过通信控制处理机可以对不同通信速率的线路进行 转换，也可以对不同的数据代码格式进行变换。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴报文与寺艮文分组 数据通过通信子网传输时可以有报文(message)与报文分组(packet)两种方式；报文传输：不管发送数据的长度是多少，都把它当作 一个逻辑单元发送；报文分组传输：限制一次传输数据的最大长度，如果 传输数据超过规定的最大长度，发送结点就将它分成 多个报文分组发送。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大冬j University O TtFchnolQgy报文交换线路利用率高。由于许多报文可以分时共享两个节 点之间的通道，所以对于同样的通信量来说，对线 路的传输能力要求较低。在线路交换网络上，当通信量变得很大很大时，就 不能接受新的呼叫。而在报文交换网络上，通信量 大时仍然可以接收报文，不过传送延迟会增加。报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地，而电路交换网络很难做到这一点。报文交换网络可以进行速度和代码的转换。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手报文分组交换（亦称包交换）在分组交换网络中，交换单元是大小可变的数据块，被称为分组。分组的最大允许长度是由网络确定的。更长的单元传输将被分解为多个分组。这些分组将通过网络节点到节点地传送。在每个节点，分组将被暂时储存，然后按照头中的信 息规定的路线发送。通常把采用分组交换（包交换）方式的计算机网络称为 分组交换网。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大冬j University O TtFchnolQgy报文和报文分组 结 构数据报文:报文分组:由于分组长度较短，在传输出错时，检错容易并且 重发花费的时间较少；限定分组最大数据长度，有利于提高存储转发结点 的存储空间利用率与传输效率；公用数据网采用的是分组交换技术。卷哀 信息藐X考都科考易技木等潴分组交换的主要特点在发送端，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 不便于传输卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大冬UitivwrwHy 6 Toslmol。”添加首部构成分组每一个数据段前面添加上首部构成分组。-报文-数据 然且数据数据首部首部分组2 _分组3_ _入_首部请注意：现在左边是前面”卷哀 信息藐X考都科考易技木等潴大法理2大冬分组交换的传输单元分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左 边）。名且1首部数据分组2_首部数据分组3J_卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手University OSi-分组2-入_ _-ii-分组3_X_首部首部收到的数据卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手最后还原成原来的报文最后，在接收端把收到的数据恢复成为原 来的报文。-报文-I 110100011010101011010101110001001101001(T|这里我们假定分组在传输过程中没有出现 差错，在转发时也没有被丢弃。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴左段&堡三种交换的比较线路交换报文交换分组交换大法理2大手分组交换的优点 高效：动态分配传输带宽，对通信链路是逐段 占用。灵活：以分组为传送单位和查找路由。迅速：不必先建立连接就能向其他主机发送分 组。可靠：保证可靠性的网络协议；分布式的路由 选择协议使网络有很好的生存性。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大学University O分组交换带来的问题分组在各结点存储转发时需要排队，这就会 造成一定的时延。分组必须携带的首部（里面有必不可少的控 制信息）也造成了一定的开销。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手University O数据报方式 数据报是分组存储转发的一种形式;在数据报方式中，分组传送之间不需要预先在源主机 与目的主机之间建立“线路连接”；源主机所发送的每一个分组都可以独立地选择一条传 输路径；每个分组在通信子网中可能是通过不同的传输路径到 达目的主机。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大学j University O TtFchnolQgy数据报方式的工作原理示意图主机AACK卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴网络随时接收主机发送的分组（即数据报）网络为每个分组独立地选择路由。I向 咦 发送分组 路径可能变化/x_4组交换网大法理2大手University O数据报工作方式的特点 同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信 子网；同一报文的不同分组到达目的结点时可能出现乱序、重复与丢失现象；每一个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地 址；数据报方式报文传输延迟较大，适用于突发性通信，不适用于长报文、会话式通信。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴虚电路方式虚电路方式试图将数据报方式与线路交换方式结合起 来，充分发挥两种方法的优点，以达到最佳的数据交 换效果；数据报方式在分组发送之前，发送方与接收方之间不 需要预先建立连接。虚电路方式在分组发送之前，需 要在发送方和接收方建立一条逻辑连接的虚电路；虚电路方式与线路交换方式相同，整个通信过程分为 以下三个阶段：虚电路建立、数据传输与虚电路释放阶段。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴虚电路方式 原理示意图结点E 结点F结点B 结点G不虚电路建立*数据传输-I-虚电路拆除卷电8信息导电大名都计算机新等易技木等潴在虚电潞方式中,为进行数据传输，源和目的节点问必须为分组的传输预先建立一条逻辑 通路。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴虚电路的特点 在每次分组发送之前，必须在发送方与接收方之间建立 一条逻辑连接。这是因为不需要真正去建立一条物理链 路，连接发送方与接收方的物理链路已经存在；一次通信的所有分组都通过这条虚电路顺序传送，因此 报文分组不必带目的地址、源地址等辅助信息。分组到 达目的结点时不会出现丢失、重复与乱序的现象；分组通过虚电路上的每个结点时，结点只需要做差错检 吸h而不需要做路径选择；通信子网中每个结点可以和任何结点建立多条虚电路连_ NM卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手University O虚电路方式与线路交换方式的不同之处 虚电路是在传输分组时建立起的逻辑连接，称为“虚电路是因为这种电路不是专用的。每个结点到 其它结点间可能有无数条虚电路存在；一个结点可以同时与多个结点之间具有虚电路；每条虚电路支持特定的两个结点之间的数据传输。由于虚电路方式具有分组交换与线路交换两种方式 的优点，因此在计算机网络中得到了广泛的应用。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴1.6典型计算机网络 ARPANET NSFNET Internet Internet2卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴161 ARPAnet1969年11月，实验性的ARPAnet开通;1975年，ARPAnet已经连入了 100多台主机，并Internet 且结束了网络实验阶段，移交美国国防部国防通 信局正式运行；1983年1月，ARPAnet向TCP/IP的转换90年代初结束；8 0年代中期,ARPAnet成 为Internet的主干网；1990年,ARPAnet退役。60年代末80年代人Mi I net主要协议:TCP/I卷电8信息导电大名都 计算机科考易枝木於BPAnet162 NSFnet 1984年NSF(美国国家科学基金会)决定组建NSFnet;NSFnet采取的是一种层次型结构，分为主干网、地区网 与校园向；1989年NSFnet主干网的传输速率为1.544Mb/s;(T1载波 速率)1990年美国高级网络和服务公司接管NSFNET,1991年年 底，在全美提供T3速率(44.746Mb/s)主干网连通。1995年4月1日，NSF和MCI合作创建了高性能骨干网服务 NvBS(very high-speed backbone service);vBNS主干网运行的速率范围是从622Mb/s(0C12)到4.8Gb/s(0C48)o 一/口卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴1.6.3 Internet 8 0年代中期人们开始认识到I n t e r n e t的重要作用；90年代是Internet历史上发展的最快的时期；Internet应用 主要有E-mail、WWW.Telnet、FTP与 Usenet等，随着In ternet规模和用户的不断增长，In ternet上的应用领域也进一步得到开就；从用户的角度来看，Internet是一个全球范围的信 息资源网；从网络结构角度看，Internet是一个由路由器互联 起来的大型网际网。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴164 Internet2 由于Internet的商业化，业务量增多，导致网络性能降 低；1996年10月，一些大学申请建立Internet2,为其成员组 织服务，初始运行速率可达10Gb/s;Internet2可以用于多媒体虚拟图书馆、远程医疗、远程 教学、视频会议、视频点播VOD、天气预报等领域；Internet2在网络层运行的是IPv4,同时也支持IPv6业务,希望形成下一代Internet的技术与标准；人们希望利用更加先进的网络服务技术，开展全球通信、数字地球、环境检测预报、能源与地球资源的利用研 究，以及紧急事务的快速反应系统的研究与应用。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴中国教育和科研计算机网 下一代IPv6主干网CERNET2下一代互联网沈阳兰州上海成者南.星欧洲GEANT 45155M亚太APAN 45155M美国 Internet 2 45155M国内耳他1 10G用户接A网用户接入网用户接入网用户接入网邦州用户接入网用户接入网用户接A网长沙杭州lOGbps2.5Gbps用户接入网厦门广州GigaPOP一代互联交换中心用户接入网用户接A网用户接入网用户接入网用户接A网用户接入网西安重庆北京武汉天津济南用户接入网长春哈尔滨大连用户接入网合肥用户接入网卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴从ARPAnet到Internet2的发展过程卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大手University O1.7网络计算研究与应用的发展 移动计算网络的研究与应用 网络多媒体计算的研究与应用 网络并行计算的研究与应用 存储区域网络的研究与应用卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大冬j University O TtFchnolQgy171网络计算的基本概念“北篡”这个词在不同的时代有不同的内涵;20世纪初，图灵设计的第一个理论计算机模型和第一 台电子计算机ENIAC问世，从那时以来，人类开始进入T计算就计算后思 需求和计算机能力迅速交替上升，而每一次计算能力的 董天进步却会对科学和人类生治带来重大的影府；电子邮件、Web服务、电子商务与IP电话己给我们的生 活带来了很多变化，但是这仅仅是一个开始；网络带宽迅速地增长，软件越来越丰富，网络用户数 与日剧增，人们的生活、学习和工作将离不开网络，21世纪人类将进入的网络计算时代；卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴 网络时代的“让宴”已经有了更为广泛的含义；网络将被看作是最强有力的超级计算环境，它包含了 丰富的计算、数据、存储、传输等各类资源，用户可 以在任何地方登录，处理以前不能完成的问题；人们可以在不同的地点，很多人共同完成大型的科学 计算和工程设计；学生可以在网上听世界任何一家其它大学知名教授的 讲座，查阅全球的数字图书馆的图书、文献；电话、电视机、收音机、空调和家庭安全装置等各种 信息家电都可以联入网络，可以用户在异地和移动过 程中控制和管理。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴网络计算技术包括：移动计算机网络 网络多媒体计算 网络并行计算 网格计算 存储区域网络 网络分布式对象计算正成为网络的研究与应用的热点。7卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴1.7.2 移动计算网络的研究与应用 移动计算网络是当前网络领域中一个重要的研究课 题；移动计算是将计算机网络和移动通信技术结合起来,为用户提供移动的计算环境和新的计算模式，其 作用是在任何时间都能够及时、准确地将有用信息 提供给在任何地理位置的用户；移动计算技术可以使用户在汽车、飞机或火车里随时随地办公，从事远程事务处理、现场数据采集、股市行情分析、战场指挥、异地实时控制等。卷哀 信息藐X考都科考易技木等潴无线网络的研究与发展 无线城域网与IEEE802.16标准 无线局域网与IEEE802.11标准 蓝牙技术与IEEE802.15标准 无线自组网Ad hoc与无线传感器网络WSN.无线网格网WMN卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴Ad hoc网络的基本结构卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴大法理2大冬j University O NSFnet 的发展过 程，TCP/IP协议为Internet的推广奠定了 基础，WWW对Internet的广泛应用提供了重 要的工具；卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴计算机网络的广泛应用已经对经济、文化、教育、科学的发展与人类生活质量的提高产 生了重要影响，同时也不可避免地带来一些 新的社会、道德、政治与法律问题；当前网络研究与应用的重点和热点是网络计 算（移动计算网络、网络多媒体计算、网络 并行计算与存储区域网络）的研究与应用。卷电8信息导电大名都计算机科考易技木等潴