計算機網絡與通信第一章計算機網絡綜述主講：韓杰幾個問題1、什么是計算機網絡？2、為什么要學計算機網絡？3、如何學習計算機網絡？4、這門課包括哪些內容？5、如何學好這門課？6、如何考核？這門課包括哪些內容？ 本課程重點討論計算機網絡的基本框架結構，并對其基本組成進行介紹。我們離不開計算機網絡計算機網絡與日常生活計算機網絡與現代社會計算機網絡與學習計算機網絡與當前科技計算機網絡旅游團導游：韓杰團員：計算機專業同學地點：浙江大學遠程教育學院內容：計算機網絡的基本框架及其基本組成網上交互：hjjw00@教學目的與要求：通過本章學習，對計算機網絡及計算機網絡與通信技術的基本構成有一個基本了解掌握什么是計算機網絡計算機網絡的功能與應用計算機網絡與通信技術的基本框架學習方法： 在學習本章時，要自始至終貫穿“什么是計算機網絡——計算機網絡具有哪些功能——我們可以利用計算機網絡做什么——如何才能成功地構造和應用計算機網絡”這一主線，去思考、去學習。作業：（第三周交）1-1，1-4，1-6什么是計算機網絡計算機網絡的演變與發展的四個階段：第一個階段是面向終端的計算機網絡；第二個階段是計算機——計算機的簡單網絡；第三個階段是開放式標準化的、易于普及和應用的網絡；第四個階段是計算機網絡的高速化發展階段。第一代，面向終端的計算機網絡。1946年，世界上第一臺電子數字計算機ENIAC在美國誕生時。開始時，一臺計算機只能供一個用戶使用。后來，為了使計算機這個昂貴的資源得到更多的有效使用，將計算機技術和通信技術相結合，使地理上分散的多個終端與主機遠程聯接。第一代計算機網絡系統的特點：在面向終端的計算機網絡系統中，主要存在的是終端和中心計算機間的通信，不存在各計算機間的資源共享或信息交流。隨著所連遠程終端個數的增多，中心計算機要承擔的與各遠程終端間通信的任務也必然加重，使得中心計算機實際工作效率下降。第一代計算機網絡的改進方法：數據處理和通信的分工。在中心計算機前面增設一個前端處理機FEP，來完成通信工作，中心計算機專門進行數據計算和數據處理，提高計算機的工作效率。在終端比較集中的地點設置終端控制器TC。它首先通過低速線路將附近各終端連接起來，再通過高速通信線與遠程中心計算機的前端機相連，提高了遠程線路的利用率，降低了通信費用。第二代，計算機——計算機網絡第二代計算機網絡和第一代計算機網絡的顯著區別在于：第二代計算機網絡的多臺主計算機都具有自主處理能力，它們之間不存在主從關系。第二代的典型代表：ARPA網60年代后期美國國防部高級研究計劃局ARPA提供經費給美國許多大學和公司，以促進多臺主計算機互連網絡的研究，由此產生了實驗性的四節點ARPA網。ARPA網后來擴展到連接數百萬臺計算機，地理范圍跨越了半個地球。ARPA網中提出的一些概念和術語至今仍被引用。ARPA網ARPA網中互連的運行用戶應用程序的主計算機稱為主機（Host）。但主機之間并不是通過直接的通信線路，而是通過稱為接口報文處理機IMP的裝置轉接后互連的。轉接方式：類似于郵政信件的傳送方式，稱為存儲轉發。存儲轉發當某臺主機上的用戶要訪問網絡上遠地另一臺主機時，主機首先將信息送至本地直接與其相連的IMP，通過通信線路沿著適當的路徑IMP轉接，并送入與其直接相連的目標主機。轉接機制：IMP將送來的信息接收并存儲起來，在該IMP和下一個IMP之間的通信線路有空時，將信息傳送至下一個IMP。存儲轉發的優點：采用存儲轉發方式的優點在于：遠程通信中，由于通信線路是個較昂貴的資源。通信線路不為某對通信節點所獨占，因而大大提高了通信線路的有效利用率。概念和術語（1）通信子網：計算機網絡中，IMP和它們之間互連的通信線路一起負責完成主機之間的數據通信任務，稱為通信子網。資源子網：通過通信子網互連的主機負責運行用戶應用程序，向網絡用戶提供可供共享的軟硬件資源，它們組成了資源子網。分組：計算機網絡中，存儲轉發的信息基本單位叫做分組。概念和術語（2）分組交換網：以存儲轉發方式傳輸分組的通信子網則又被稱作為分組交換網。分組交換節點：計算機網絡中，互連的運行用戶應用程序的主計算機稱為主機（Host），但主機之間并不是通過直接的通信線路，而是通過稱為接口報文處理機IMP，IMP是ARPA網中使用的術語，在其他網絡或文獻中也稱為分組交換節點或節點機。概念和術語（3）協議：兩臺計算機通信時對傳送信息內容的理解、信息表示形式以及各種情況下的應答信號都必須遵循一個共同的約定，稱為協議。網絡的體系結構：在計算機網絡中將協議按功能分成了若干層次。如何分層，以及各層中具體采用的協議的總和，稱為網絡的體系結構。第二代計算機網絡最主要的缺點：第二代計算機網絡大都由研究單位、大學、應用部門或計算機公司各自研制的，沒有統一的網絡體系結構。若要實現更大范圍內的信息交換與共享，要把不同的第二代計算機網絡互連起來是十分困難甚至是不可行的。因而，計算機網絡必然要向更新的一代，即開放式標準化的網絡發展。第三代，開放式標準化具有統一的網絡體系結構、遵循國際標準化的協議。標準化將使得不同的計算機能方便地互連在一起。標準化還將帶來大規模生產、產品VLSI化和成本降低。開放式標準化國際標準化組織ISO經過若干年卓有成效的工作，制定并在1984年正式頒布了一個稱為開放系統互連基本參考模型。開放系統互連基本參考模型OSI模型分為七個層次，有時也被稱為OSI七層模型。雖然開放式標準化網絡內部的結構、采用的信道及設備不盡相同，但它們向外部用戶提供的界面是相同的，互連的界面也是相同的，因而也易于互連與互通。第三代，高速化發展1．計算機網絡向高速化、寬帶化發展。2．計算機網絡向多媒體方向發展。3．未來通信和網絡的目標是實現5W的個人通信 即任何人（whoever）在任何時間（whenever）、任何地方（wherever）都可以和任何一個其他人（whomever）通過網絡進行通信，以傳送任何信息（whatever）。計算機網絡的定義計算機網絡是計算機技術、通信技術和網絡技術相互滲透、相互促進的產物。它是由通過通信手段將若干個各自具有自主功能的計算機相互連接在一起以進行信息交換、資源共享或協同工作的的通信設施和計算機組成的復合系統。計算機網絡的要素：若干個各自具有自主功能的計算機；通過通信手段相互連接；計算機相互連接在一起的目的是進行信息交換、資源共享或協同工作。計算機網絡的功能信息交換：如電子郵件(E-mail)、新聞發布資源共享：硬件，如具有高速處理能力的計算機、打印機、繪圖儀及大容量的外部存儲器等。軟件或數據，以避免軟件的重復購買和數據的重復存儲，更有利于數據、信息資源的集中管理和共享。協同工作：計算機網絡中的各個主機，在計算機網絡操作系統的合理調度和管理下，協同工作，完成靠單個計算機無法完成的大型復雜任務。計算機網絡的應用（1）工廠企業可利用計算機網絡來實現生產過程的實時監測、過程控制、企業管理和輔助決策；交通運輸可利用計算機網絡來實現道路、交通的實時監測、運行管理和車輛調度；郵電通信可利用計算機網絡提供世界范圍內的快速而廉價的電子郵件、傳真和IP電話服務，并利用計算機網絡來實現通信設備的實時監控、電信網絡管理和用戶管理；計算機網絡的應用（2）教育科研部門可利用計算機網絡來實現情報檢索、計算機輔助教育和計算機輔助設計、科技協助及遠程教育；政府機構可利用計算機網絡來實現普查、統計、政府決策/文件發布及社區服務等；國防系統可利用計算機網絡對信息/數據進行快速而準確的分析和預測，并利用計算機網絡來實現戰爭或軍事演習備的實時監控、跟蹤和協同指揮；計算機網絡的應用（3）商業服務系統可利用計算機網絡來實現制造商、商店、銀行和顧客間的自動電子銷售轉帳服務或廣泛意義下的電子商務，并利用計算機網絡來實現物流管理和控制。網絡通信技術概述計算機網絡是計算機技術、通信技術和網絡技術相互滲透、相互促進的產物。它是由通過通信手段將若干個各自具有自主功能的計算機相互連接在一起以進行信息交換、資源共享或協同工作而組成的復合系統。計算機網絡通信技術是計算機技術、通信技術密切結合而形成的技術領域。網絡構成“大腦”：我們可以把運行在網絡上的協議、網絡操作系統和網絡管理軟件“血液”：網絡上傳輸的數據“血管”：傳輸介質數據通信技術“血液”怎樣在“血管”中傳輸數據通信技術內容簡介信息在計算機和計算機網絡中的表達、編碼和組織，奇偶校驗碼、恒比碼、群計數、海明碼和循環冗余檢驗碼（CRC碼）等幾種最為常用的糾錯編碼方法和糾錯碼；在數據傳輸，并行傳輸與串行傳輸、數據傳輸的同步及通信方式；傳輸介質；常用的三種交換技術：電路交換、報文交換和分組交換（又稱為包交換）。計算機網絡的體系結構拓撲結構，既計算機網絡中各節點的互連方法和方式，給出三種標準的拓撲結構及其變種；計算機網絡層次結構模型ISO，對計算機網絡的協議分層和標準化開放式的進行分層介紹，并學習實現各層功能的關鍵技術；Internet協議參考模型.網絡設備根據標準化開放式的計算機網絡層次結構模型ISO的七個層次對網絡設備進行歸納和分類。分別介紹網絡適配器、網絡收發器與網絡轉換設備、中繼器、路由器、交換機、網橋與網關等常用的重要網絡設備的工作原理、產品特性、使用方法及選擇原則。網絡軟件網絡操作系統是網絡和網絡用戶之間的接口，它除了支持一般操作系統的功能外，還要根據相應的計算機網絡的體系結構實現各層協議軟件，用以支持數據傳輸功能、各種網絡服務和網絡管理功能。網絡管理是通過計劃、監測、分析、設置來控制計算機網絡，并使網絡正常有效運行的活動過程。網絡軟件網絡操作系統：學習UNIX、NETWare

和WindouwsNT這三個目前最流行的、應用最廣泛的網絡操作系統的基本組成、相關技術和操作應用。網絡管理系統：學習網絡管理系統的五個管理功能域及網絡管理流程與工具。Internet建立在TCP/IP標準協議文件傳輸、電子郵件、遠程上機、以及電子公告和新聞發布等學習Internet的通信協議與關鍵技術、Internet提供的服務及其應用。內部網、外部網與虛擬專用網Intranet：通過

Internet取代公司廣域網的作用，使公司在遠地的用戶通過Internet鏈路合法訪問存儲在總公司服務器中有分級限制的公司信息。Extranet：提升Internet的功能，使一家公司的職員被賦予特權，可以訪問另一家公司的信息庫。VPN：網絡