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u

n

6

U

.CS

X網(wǎng)絡(luò)計算模式的演變與最新進(jìn)展

于炯

yujiong@

2010年7月13日

%

A

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u

n

6

U

.CS1、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時代的作用

X

2、Internet的發(fā)展趨勢

3、計算模式的發(fā)展趨勢

4、網(wǎng)絡(luò)計算的基本概念

里5、網(wǎng)絡(luò)計算的四種形式

不

?k計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)左信息時代的作用

lA

s-

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-

u

n

6

U

E

-

C?21世紀(jì)的一些重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信

X

息化，它是一個以網(wǎng)絡(luò)為核心的信息時代。

■網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)已成為信息社會的命脈利發(fā)展知識經(jīng)濟(jì)的重

要基礎(chǔ)。

■網(wǎng)絡(luò)是指“三網(wǎng)”，即電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和

J計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

?發(fā)展最快的并起到核心作用的是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

%

1

A

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u

n

6

U?現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不僅僅是一個時髦的名詞。

.CS

X事實上它已經(jīng)成為人們生活不可缺少的-

部分，就象空氣和水一樣。

里

不

■

A

l

w

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>

u

n

6

U人類知識的發(fā)展，使社會正向信息社會

.CS

X邁進(jìn)。計算機(jī)的發(fā)明使信息資源的利用

更加有效，而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的誕生和發(fā)展

，使人們可以突破時間和空間的局限，

便捷地獲取各種各樣的有用的和及時的

信息。

里

七

1

?InformationTechnology

A

l

w

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>

u

n

6

U現(xiàn)代計算技術(shù)、通信技術(shù)和微電子技術(shù)

.CS

X

的迅速發(fā)展，相互滲透和結(jié)合，形成了

信息技術(shù)的革命。

?IT已不是產(chǎn)業(yè)，已滲透到人的生活的方

方面面。

里

不

■

A

l

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n

6

U

.CS

X通信事業(yè)的發(fā)展，極大的推動了工業(yè)革命。

?通信和計算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，又極大地推動了

人類從工業(yè)社會向信息社會的過渡。

1

?c&c

A

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6

U

.CS

X?ComputerNetwork

=Communication+Computer

」

%

1

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n

6

U以計算機(jī)為主要媒體的信息革命取得迅速

.CS?

X

發(fā)展，是由于在不同技術(shù)領(lǐng)域同時發(fā)生三

種革命性巨變的結(jié)果：

里

不

A

l

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u

n

6

U

.CS第一是數(shù)字化,完全以重新安排I和0這兩

X

個數(shù)字組合為基礎(chǔ)的一個新的經(jīng)濟(jì)時代

正在開始，幾乎每一件東西,文字、數(shù)據(jù)

、影像、聲音等都可以轉(zhuǎn)換成這些計算

機(jī)代碼的組合；

里

不

2

s一

-

8

>

u

n

6

U

.CS

第二是全球電話通訊主干網(wǎng)開始使用光纖，

一束發(fā)絲般的光導(dǎo)纖維就可以同時進(jìn)行數(shù)百

X萬次電話交談或數(shù)百次視頻交換；

-

耳

方

1

A

l

w

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>

u

n

6

U

.CS?第三個是個人計算機(jī)能力的不斷提升與

X

成本的大幅度下降。

」

1

A

l

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>

u

n

6

U

.CS

X最終的結(jié)果是，以以上三大技術(shù)為基礎(chǔ),

并涵蓋這三種變革的網(wǎng)絡(luò)社會一Internet

的形成。

里

不

＞現(xiàn)在的口號

A

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6

U

.CS

XNetworkiscomputer

J

1

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6

U

.CS

X”網(wǎng)絡(luò)就是計算機(jī)”的命題是美國SUN公司

于80年代提出的。由于當(dāng)時電腦和網(wǎng)絡(luò)普及

化的程度不高，許多人對此感到難以理解。

到今天，這個命題的涵義已經(jīng)變得非常清楚:

」只有與網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)，計算機(jī)才能成為真正意義

上的計算機(jī)。

1

〉計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的最重要的功能

A

l

w

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>

u

n

6

U

.CS連通性——計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使上網(wǎng)用戶之間都

X

可以交換信息，好像這些用戶的計算機(jī)都

可以彼此直接連通一樣。

?共享—即資源共享。可以是信息共享、

軟件共享，也可以是硬件共享。

里

不

■

A

l

w

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>

u

n

6

U?一個設(shè)計優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)才更能體現(xiàn)出資源共享

.CS

X的功能；微機(jī)所聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)越大，它的用處

才越多，力量才越強(qiáng)。上網(wǎng)后，你不是在使

用自己個人的計算機(jī)，而是在使用一臺能量

無限、資源豐富的龐大計算機(jī)。網(wǎng)絡(luò)已當(dāng)仁

」不讓地成為計算的主體，計算機(jī)“個人英雄

%主義”的時代已一去不復(fù)返了。

1

A

l

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>

u

n

6

U

.CS

X網(wǎng)絡(luò)改變生活

計算偽造宋末

里

七

1

，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信發(fā)展的對比

A

l

w

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>

u

n1946年誕生第一

6

U?1835年Morse發(fā)

.CS臺電子計算機(jī)

X明

?50年代美國建立了

―電報半自動地面防空系

?1876年Bell發(fā)明統(tǒng)

J――電話

——SAGE

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛

1形

A

l

w

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>

u

n?計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,歷史不長，發(fā)展神

6

U速。

.CS

X

」

1

2

-s一

>8

u

n

6

U

.CS

不管你今天是不是網(wǎng)絡(luò)用戶，明天你肯定

會被連接到網(wǎng)上。

X?“人類進(jìn)入21世紀(jì),網(wǎng)絡(luò)將無所不在。”

3coM董事長EricBenhamou先生所描述

一的未來理想的網(wǎng)絡(luò)世界令人憧景。

等

方

1

卜信息高速公路

A

l

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>

u

n

6

U

.CS?克林頓總統(tǒng)上臺以來，美國政府迅速將戰(zhàn)略

X

重點：

星球大戰(zhàn)------信息技術(shù)

」首先加強(qiáng)國家信息基礎(chǔ)建設(shè)(NH——

%NationalInformationInfrastructure)

1

>1-SH的要點

A

l

w

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>

u

n

6

U

.CS

X鋪設(shè)覆蓋美國的光纖網(wǎng)絡(luò)。

?用光纖網(wǎng)絡(luò)連接所有的通信系統(tǒng)、計算

機(jī)數(shù)據(jù)庫、電信消費設(shè)施。

?讓光纖網(wǎng)絡(luò)能傳輸視頻、聲頻、數(shù)字、

圖象等多種媒體。

里

不

｝人類賴以生存的三大重要濟(jì)源

A

.*i

-s

a>

物

u質(zhì)

n

6

U

.CS

源

X能

自

信

」8

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u

n

6高速公路------

U

.CS

X加快了物資的流動

?電網(wǎng)連網(wǎng)------

加快了能源的流動

?計算機(jī)網(wǎng)（信息高速公路）“

里

七加快了信息的流動

1

卜對工作方式和生活方式的影響

A

.*iC「???

s游

廣

全

家

電

新

面

網(wǎng)

網(wǎng)

遠(yuǎn)

-沒

a>

告

戲

u聞

庭

子

球

上

上

對

程

n有

6

影

商

聊

購

教

面

性

U圍

.CS

院

天

務(wù)

物

育

的

的

X墻

交

的

大

流

學(xué)

圖

校

書

館

里

不

■

A

l

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u

n截至2010年5月1日，中國網(wǎng)民人數(shù)達(dá)4?04億；互聯(lián)

6

U

.CS網(wǎng)普及率達(dá)28.9%,超過世界平均水平，使用手機(jī)

X

上網(wǎng)的網(wǎng)民達(dá)2.33億人。

?我國網(wǎng)民上網(wǎng)方式已從最初撥號上網(wǎng)為主，發(fā)展到

以寬帶和手機(jī)上網(wǎng)為主。我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與普及水

」平居發(fā)展中國家前列。我國網(wǎng)站達(dá)323萬個，使用

寬帶上網(wǎng)的網(wǎng)民達(dá)3.46億人，使用手機(jī)上網(wǎng)網(wǎng)民達(dá)

%

2?33億人。

1

A

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u

n

6?截至2009年，我國共完成互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資

U

.CS

X4.3萬億元，建成光纜網(wǎng)絡(luò)線路總長度達(dá)8267萬公

里。目前，我國99J%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和92%的行政村接通

了互聯(lián)網(wǎng)，95?6%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)接通了寬帶。3G網(wǎng)絡(luò)已基

本覆蓋全國。互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的完善大大促進(jìn)了互

」聯(lián)網(wǎng)的普及和應(yīng)用。

%

1

用構(gòu)國

過到利結(jié)我

超加，業(yè)為

速增合

%產(chǎn)成

增1融統(tǒng)經(jīng)

均足斷傳已

年不不了網(wǎng)

業(yè)由濟(jì)動聯(lián)。

產(chǎn)重經(jīng)帶互業(yè)

息比體，，產(chǎn)

信的實業(yè)變性

國值與產(chǎn)轉(zhuǎn)略

中總網(wǎng)統(tǒng)的戰(zhàn)

，產(chǎn)聯(lián)傳式型

年升方新

6生互

1內(nèi)國提長的

去國我和增濟(jì)

過占；造濟(jì)經(jīng)

,

，%右改經(jīng)碳

計6左網(wǎng)和低

.%

統(tǒng)60聯(lián)整展

據(jù)21互調(diào)發(fā)

?

Al-s』e>-un6UE-CX」1

?網(wǎng)絡(luò)時代的三大基本定律

A

l

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u

n

6

U摩爾定律:邁特卡爾夫定

.CS

XCPU性能18個月律：聯(lián)網(wǎng)定律，

一一?

翻番，10年100一網(wǎng)絡(luò)價值隨用戶

倍。數(shù)平方成正比。

未聯(lián)網(wǎng)設(shè)備增加

N倍，效率增加N

（包括電子通倍。聯(lián)網(wǎng)設(shè)備增

信系統(tǒng)，計算加N倍，效率增

機(jī)）都適用加N2倍

＞網(wǎng)絡(luò)帶寬與CPU性能

A

l

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u

n

6

U

.CS

X

里

w

A

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>

u

n

6

U

.CS1、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時代的作用

X

2、Internet的發(fā)展趨勢

3、計算模式的發(fā)展趨勢

4、網(wǎng)絡(luò)計算的基本概念

里5、網(wǎng)絡(luò)計算的四種形式

不

卜因特網(wǎng)(Internet)的發(fā)展

A

l

w

e』

>

u

n

6

U進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，以因特網(wǎng)為代

.CS

X表的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展。

-已從最初的教育科研網(wǎng)絡(luò)逐步發(fā)展成為商

業(yè)網(wǎng)絡(luò)。

-已成為僅次于全球電話網(wǎng)的世界第二大網(wǎng)

絡(luò)。

里

不

卜因特網(wǎng)的意義

A

l

w

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>

u

n

6

U

.CS

X因特網(wǎng)是自印刷術(shù)以來人類通信方面最大

的變革。

?現(xiàn)在人們的生活、工作、學(xué)習(xí)和交往都已

離不開因特網(wǎng)。

里

七

1

，網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)

A

l

w

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>

u

n

6

U

.CS?網(wǎng)絡(luò)把許多計算機(jī)連接在一起。

X

?因特網(wǎng)則把許多網(wǎng)絡(luò)連接在一起。

」

%

1

互聯(lián)網(wǎng)（網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)）

%⑻(b)

?因特網(wǎng)發(fā)展的三個階段

A

l

w

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>

u

n

6

U

.CS第一階段是從單個網(wǎng)絡(luò)ARPANET向互聯(lián)網(wǎng)

X

發(fā)展的過程。

1983年TCP/IP協(xié)議成為ARPANET上的

標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

人們把1983年作為因特網(wǎng)的誕生時間。

里

不

卜三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)

A

l

w

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>

u

n

6

U

.CS第二階段的特點是建成了三級結(jié)構(gòu)的因

X

特網(wǎng)。

?三級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)

和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。

里

不

■

＞多層次1SP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)

A

l

w

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>

u

n

6

U

.CS第三階段的特點是逐漸形成了多層次

X

ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。

?出現(xiàn)了因特網(wǎng)服務(wù)提供者ISP

(InternetServiceProvider)。

里

w

〉用戶通過1SP上網(wǎng)

A

l用尸

w因特網(wǎng)

e』

>

u

n服務(wù)提供者

6

U

.CS

X因特網(wǎng)

MSB

ISP

」2

%根據(jù)提供服務(wù)的覆蓋面積大小以及所擁有的

1IP地址數(shù)目的不同，ISP也分成為不同的層次。

A

l

w

e』第三層

>本地IS

u

n，/本地

6IS"2第二層

U地ISB'、、、

----—,一_

.CS第一

X/本地ISD，/大公司）'、本地IS

一層is

:'本地ISB

一層IS

層ISF專二層is

大公司】

IS

本地IS

本地IS

公司

A1B

校園

校園校園校園

主機(jī)A-本地ISP一第二層ISP一NAP一第一層ISP-NAP一第二層ISP-本地ISP-主機(jī)

卜因特網(wǎng)的核心部分

lA

s-

e』

>

-

u

n

6

U

E

-網(wǎng)絡(luò)核心部分是因特網(wǎng)中最復(fù)雜的部分。

C

X

?網(wǎng)絡(luò)中的核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主

機(jī)提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主

機(jī)都能夠向其他主機(jī)通信(即傳送或接收各

種形式的數(shù)據(jù))。

」?在網(wǎng)絡(luò)核心部分起特殊作用的是路由器

%(router)o

I

＞路由器的重要任務(wù)

A

l

w

e』

>

u

n

6

U

.CS路由器是實現(xiàn)分組交換(packet

X

switching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收

到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功

里

不

?也路交換的主要特點

A

l

w

e』

>

u

n

6

U

.CS

X?兩部電話機(jī)只需要用一對電線就能夠互相連

接起來。

」

%

1

卜更多的曲話機(jī)互相連通

A

l

w

e』

>

u5部電話機(jī)兩兩相連，需10對電線。

n

6

U

.CS

X

N部電話機(jī)兩兩相連，需MN-1)/2對電線。

?當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量很大時，這種連接方法需要的電線

對的數(shù)量與電話機(jī)數(shù)的平方成正比。

卜使用交換機(jī)

A

l

w

e』

>

u

n

6■當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量增多時，就要使用交換機(jī)

U

.CS

X來完成全網(wǎng)的交換任務(wù)。

」

%

1

了交換”的含義

6

U

B

-

C

X

?在這里，“交換”(switching)的含義就是轉(zhuǎn)

接——把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線，

使它們連通起來。

?從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按

照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。

%

1

，曲路交換的特點

A

l

w

e』

>

u

n

6

U

.CS

X■電路交換必定是面向連接的。

?電路交換的三個階段：

I-建立連接

-通信

-釋放連接

1

卜也路交換率例

A

l

w

e』

>?A和B通話經(jīng)過四個交換機(jī)

u

n

6

U■通話在到的連接上進(jìn)行

.CSAB

X

B

用戶線

曲路交換舉例

lA

s_

a」

>

-和通話只經(jīng)過一個本地交換機(jī)

uCD

n

6

U

B

-

C通話在C到D的連接上進(jìn)行

X

?分組交換的主要特點

2

s一

-

8

>在發(fā)送端，先把較長的報文劃分成較短的

u

n

6

U、固定長度的數(shù)據(jù)段。

.CS

-------------------報文------------------

1101000110101010110101011100010011010010

X

假定這個報文較長

-不便于傳輸

耳

方

卜添加首部構(gòu)成分組

A

l

w

e』

>

u

n

6

U每一個數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。

.CS

X-------------------報文------------------

兼且1據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)

首部

分組2

;______

「

首部

分組3

_________;_____

里

首部

不

請注意：現(xiàn)在左邊是‘前面”

＞分組交換的傳輸單元

A

l

w

e』

>

u分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。

n

6

U?依次把各分組發(fā)送到接收端（假定接收端在

.CS

X左邊）。

里

w

卜分組首部的重要性

A

l

w

e』

>

u

n

6

U

.CS

X?每一個分組的首部都含有地址等控制信息。

?分組交換網(wǎng)中的結(jié)點交換機(jī)根據(jù)收到的分組

的首部中的地址信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個

結(jié)點交換機(jī)。

」?用這樣的存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，最后分組就能到達(dá)

最終目的地。

%

1

〉收到分組后剝?nèi)ナ《?/p>

A

l

w

e』

>

u?接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報文

n

6

U

.CS

X筆且1

里

不I攵到的數(shù)據(jù)

上最后還原成原來的報文

A

l

w

e』

>

u■最后，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為

n

6

U原來的報文。

.CS

X

-------------------報文------------------

1101000110101010110101011100010011010010

這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出

里

七現(xiàn)差錯，在轉(zhuǎn)發(fā)時也沒有被丟棄。

，因特網(wǎng)的核心i部分

A

l

w

e』

>

u

n

6?因特網(wǎng)的核心部分是由許多網(wǎng)絡(luò)和把它們互連起來

U

.CS

X的路由器組成，而主機(jī)處在因特網(wǎng)的邊緣部分。

?在因特網(wǎng)核心部分的路由器之間一般都用高速鏈路

相連接，而在網(wǎng)絡(luò)邊緣的主機(jī)接入到核心部分則通

常以相對較低速率的鏈路相連接。

?主機(jī)的用途是為用戶進(jìn)行信息處理的，并且可以和

其他主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)交換信息。路由器的用途則是用

來轉(zhuǎn)發(fā)分組的，即進(jìn)行分組交換的。

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網(wǎng)絡(luò)核心部分

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