計算機網絡與通信通信技術教研室參考書目《計算機網絡與通信》張曾科編著，機械工業出版社《計算機網絡》（第4版），謝希仁編著，電子工業出版社《計算機及網絡技術與應用》，劉冰主編，機械工業出版社，2008年3月第一版第1章概述1.1計算機網絡及其分類1.2計算機網絡的發展1.3計算機網絡的標準化工作1.1計算機網絡及其分類1.1.1什么是計算機網絡計算機網絡是計算機技術和通信技術相結合的產物世界上第一臺電子數字計算機ENIAC摩爾定律通信技術的發展：1838年莫爾斯發明電報，1876年電話，1896年馬可尼無線電報，1927年AT&T夸大西洋電話，1972年商用光纖通信系統；通信與計算機技術的結合1.1.1什么是計算機網絡荷蘭阿姆斯特丹Vrije大學計算機科學系教授、皇家藝術與科學院院士AndrewS.Tanenbaum：計算機網絡是自治的計算機互連起來的集合(AnInterconnectedCollectionofAutonomousComputers)。計算機網絡有硬件和軟件兩部分組成：

(1)硬件(Hardware)計算機，即所謂的主機(Host)或端系統(EndSystems,ES)。通信設備，即中間系統(IntermediateSystems,IS)。接口設備。傳輸媒體或稱傳輸介質(Medium)。1.1.1什么是計算機網絡 (2)軟件(Software)通信協議。應用軟件。計算機網絡提供各種各樣的應用服務：

(1)共享資源訪問

(2)遠程用戶通信

(3)網上事務處理1.1.2計算機網絡的分類計算機網絡的分類可以從不同的角度和特征進行劃分:根據網絡覆蓋的地域范圍（跨越的距離）根據網絡的拓撲結構根據使用的網絡的通信協議根據數據的交換方式根據網絡使用單位的性質根據網絡的應用性質1.1.2計算機網絡的分類局域網（LAN）一般地理范圍在10km以內。主要特點：數據傳輸速率高，一般為10~100Mbit/s。數據傳輸可靠，誤碼率低，通常為10-12~10-7。大多數LAN采用總線(Bus)、環形(Ring)及星形(Star)拓撲，結構簡單。一般為廣播網絡(BroadcastNetwork)。通常是由單一組織所擁有和使用。LAN有以太網(Ethernet)、令牌環網(TokenRingNetwork)、令牌總線網(TokenBusNetwork)和無線局域網(WirelessLAN,WLAN)等。1.1.2計算機網絡的分類廣域網(WAN)覆蓋地域可達100km以上。WAN一般由主機和通信子網組成。WAN網絡拓撲結構一般比LAN復雜，多為網形(Mesh)、樹形(Tree)或它們的混合。WAN大多是交換式網絡(SwitchedNetwork)。WAN常常采用信道復用技術。典型的WAN有ARPANET和X.25分組交換網,幀中繼(FrameRelay,FR)，異步傳輸模式(AsynchronousTransferMode,ATM)。WAN(網形拓撲、交換式網絡)的網絡結構1.1.2計算機網絡的分類城域網(MAN)一般在10~100km的區域。IEEE802.6分布式隊列雙總(DistributedQueueDualBus,DQDB)。LAN和WAN都廣泛應用到MAN領域中：千兆和萬兆以太網，ATM，同步數字系列/同步光纖網SDH/SONET，波分多路復用WDM技術。彈性分組環(ResilientPacketRing,RPR)。1.1.2計算機網絡的分類互聯網和Internet若干個網絡由稱為路由器(Router)的網絡設備連接在一起便成了互聯網，是網絡的集合，是網絡的網絡。Internet是使用TCP/IP協議族的、覆蓋全球范圍的、開放的互聯網。TCP/IP技術的核心是實現網絡的互聯(Internetworking)，其關鍵的思想是在底層網絡與高層應用程序和用戶之間加入中間層次，屏蔽底層細節，向用戶提供通用一致的網絡服務。Internet拓撲結構是松散分層的，不受某個權威部門的控制，在商業利益驅動下擴展演進。Internet各個層次的網絡干線由不同級別的Internet服務提供商(InternetServiceProvider,ISP)來建立經營并向社會提供網絡服務。1.1.2計算機網絡的分類Internet網絡結構互聯網1.2計算機網絡的發展是20世紀60年代美蘇冷戰時期的產物。60年代初，美國國防部領導的遠景研究規劃局ARPA(AdvancedResearchProjectAgency)提出要研制一種生存性(survivability)很強的網絡。傳統的電路交換(circuitswitching)的電信網有一個缺點：正在通信的電路中有一個交換機或有一條鏈路被炸毀，則整個通信電路就要中斷。如要改用其他迂回電路，必須重新撥號建立連接。這將要延誤一些時間。1.2.1早期的計算機網絡20世紀50年代中期美國地面防空系統(SAGE)。美國航空公司的飛機票預訂系統(SABER)。以單臺計算機為中心的遠程聯機系統。1.2.2分組交換網的產生20世紀60年代多臺具有自主處理能力的計算機通過通信線路連接起來，使用分組交換方式進行通信。ARPANET，IMP(InterfaceMessageProcessor)接口報文處理機。存儲轉發的計算機網絡IMP1.2.2分組交換網的產生存儲轉發(StoreAndForward)。分組交換或包交換，分組交換網。通信子網(CommunicationSubnet)資源子網(Re-sourceSubnet)公共數據網(PublicDataNetwork-,PDN)。1.2.3計算機網絡體系結構的形成計算機網絡的層次結構及各層協議的集合統稱計算機網絡的體系結構(Architecture)。只有具有同樣體系結構的計算機網絡才能無縫地互連。開放系統互連參考模型(OpenSystemInterconnection/ReferenceModel,OSI/RM)，TCP/IP體系結構，事實上的標準。1.2.4局域網的產生與發展20世紀70年代產生：1972年美國加州大學研制了Newhallloop網；1974年英國劍橋大學計算機實驗室建立了劍橋環（Cambridgering）。1975年Xerox公司PaloAlto研究中心研制了第一個總線結構的實驗性的以太網（Ethernet）；80年代，PC-LAN，多種LAN紛紛出現90年代后，以太網成為LAN的主流網絡，保持了支配性的市場地位。IEEE對LAN的發展做出了卓越的貢獻。1.2.5Internet時代20世紀90年代，計算機網絡進入了Internet時代。1996年美國NGI(Next-GenerationInternet)計劃。1998年美國100多所大學成立UCAID，從事Internet2研究計劃。全光網(AllOpticalNetwork,AON)

光互聯網論壇(Optical Internetworking Forum,OIF)。Abilene主干21世紀的一些重要特征就是數字化、網絡化和信息化，它是一個以網絡為核心的信息時代。網絡現已成為信息社會的命脈和發展知識經濟的重要基礎。網絡是指“三網”，即電信網絡、有線電視網絡和計算機網絡。發展最快的并起到核心作用的是計算機網絡1.2.6計算機網絡在我國的發展1989年11月，第一個分組交換網CNPAC建成。1993年中國公用分組交換網，CHINAPAC。1994年，正是接入Internet。目前我國有9大互聯網。我國國民經濟和社會信息化的三大工程：政府上網工程、企業上網工程和家庭上網工程。中國下一代互聯網示范工程(ChinaNextGenerationInternet,CNGI)。CNGI第一個實驗網絡NSFCNET于1999年建設，2001年驗收。2001年CERNET(CERNET2)。因特網發展的第一階段第一個分組交換網

ARPANET

最初只是一個單個的分組交換網。ARPA

研究多種網絡互連的技術。1983年TCP/IP協議成為標準協議。同年，ARPANET分解成兩個網絡：ARPANET——進行實驗研究用的科研網MILNET——軍用計算機網絡1983~1984年，形成了因特網

Internet。1990年

ARPANET

正式宣布關閉。因特網發展的第二階段1986年，NSF建立了國家科學基金網。NSFNET。它是一個三級計算機網絡：

主干網地區網校園網1991

年，美國政府決定將因特網的主干網轉交給私人公司來經營，并開始對接入因特網的單位收費。1993年因特網主干網的速率提高到45Mb/s（T3速率）。

三級結構的因特網各網絡之間需要使用路由器來連接。有時在結構圖中可不畫出路由器。校園網校園網校園網校園網校園網校園網國家主干網地區網地區網地區網路由器三級結構的因特網主機到主機的通信可能要經過多種網絡。校園網校園網校園網校園網校園網校園網國家主干網地區網地區網地區網因特網發展的第三階段從1993年開始，由美國政府資助的NSFNET逐漸被若干個商用的ISP網絡所代替。

1994年開始創建了4個網絡接入點NAP(NetworkAccessPoint)，分別由4個電信公司經營。NAP就是用來交換因特網上流量的結點。在NAP中安裝有性能很好的交換設施。到本世紀初，美國的NAP的數量已達到十幾個。從1994年到現在，因特網逐漸演變成多級結構網絡。

多級結構的因特網大公司地區ISP網絡接入點NAP（對等點）公司校園網主干服務提供者校園網校園網校園網校園網本地ISP地區ISP地區ISP地區ISP本地ISP本地ISP大公司大公司網絡接入點NAP（對等點）主機到主機的通信可能經過多種

ISP。1.3計算機網絡的標準化工作1.3.1標準化組織國際標準化領域相關組織國際標準化組織(InternationalStandardsOrganization,ISO)。電氣電子工程師協會(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,IEEE)。因特網標準化機構因特網協會(InternetSociety,ISOC)。因特網體系結構委員會(InternetArchitectureBoard,IAB)。因特網工程部(InternetEngineeringTaskForce,IETF)。因特網研究部(InternetResearchTaskForce,IRTF)。1.3.1標準化組織因特網編號管理局(InternetAssignedNumbersAuthority,IANA)，Internet名字和號碼分配公司(ICANN)。RFC編輯部(RFCEditor)，RFC(RequestForComments,請求評注)文檔。電信界標準化組織國際電信聯盟(InternationalTelecommunicationUnion,ITU)。下屬的電信標準化部門ITU-T，前身為國際電報電話咨詢委員會(CCITT)，其標準稱為“建議”，政府可以按自己的意愿決定是否采用。1.3.2RFC文檔標準化進程中(StandardsTrack)。最好的當前實踐(BestCurrentPractice)。非標準的(Non-Standards)。關于因特網的標準化工作因特網協會ISOC因特網研究指導小組IRSG因特網研究部IRTF因特網工程部IETF因特網工程指導小組IESG…RGWG……RG…領域領域因特網體系結構研究委員會IABWGWGWG各種RFC之間的關系因特網草案建議標準草案標準因特網標準歷史的RFC實驗的RFC提供信息的RFC6種RFC1.4計算機網絡的主要性能指標“帶寬”(bandwidth)本來是指信號具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。現在“帶寬”是數字信道所能傳送的“最高數據率”的同義語，單位是“比特每秒”，或b/s(bit/s)。更常用的帶寬單位是千比每秒，即k