计算机网络的介绍（1）

（一）计算机网络概述

能够相互共享资源的方式互联起来的自制计算机系统的集合

计算机资源：硬件，软件，数据

互联：通过网络设备相互连接

资质计算机：没有明确主从关系，既可以联机工作，也可以脱机工作

第一阶段（20世纪50年代）：

　　联机系统

　　　　1946年第一台计算机ENIAC诞生

　　　　通信技术已经成熟

　　　　但人们还没将独立发展分计算机与通信技术相结合

第二阶段（20世纪60年代）：

　　APPAgent与分组交换技术

第三阶段（20世纪70年代）：

　　各种网络技术发展，以及网络体系结构的国际标准化

第四阶段（20世纪90年代至今）：

　　因特网

第一阶段：

50年代初，美国半自动地面防空系统（SAGE）

60年代初，美国航空公司的航空订票系统（SABRE-1）

　　面向终端远程联机系统，这是一种计算机与数据通信相结合的产物

第二阶段：

1969年，美国国防部高级研究局的ARPAnet

ARPAnet与分组交换技术

计算机网络 = 通信子网 + 资源子网

　　1.资源子网：

资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务

由主计算机、终端、终端控制器、联网外设、各种软件资源组成

2.通信子网：

通信子网完成网络数据传输，转发等通信处理任务

由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成

电路（线路）交换方式

　　报文交换

优点：信道利用率高

缺点：网络延迟大，且要占用大量交换机内存和外存

分组交换的原理（一）

　　分组首部的重要性

每一个分组首部都含有地址、编号等控制信息。

分组交换网中的节点交换级根据收到的分组首部中的地址信息，把分组转发到下一个节点交换机。

这样的转发方式，最后就能达到最终目的地。

　　分组交换的原理（五）

　　　　最后，在接收端爸收到的数据恢复为原来的报文。

这我们假设分组在传输过程中没有出现差错，在转发是也没有被丢弃。

　　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　　一分组为传输单位和查找单位

迅速　　不必先建立连接就能向其他主机发送分组；充分使用链路的带宽

可靠　　完整的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性。

分组交换带来的问题

分组在各节点储存转发时需要排队，这就造成一定的延时。

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。

第三阶段：各种网络技术的发展，以及网络体系结构的国际化标准化

各种计算机网络技术、产品与应用纷纷出台，没有一个统一的规范在网络体系结构和协议上，势必限制计算机网络自身的发展和应用。

国际化标准组织（ISO）专门成立委员会从事网络体系结构和协议国际标准化的研究，并最终制定开放系统互联（OSI）参考模型。

而制定OSI过程中TCP/IP协议已经成熟并开始应用，因此赢得了大量的用户和投资。

开放系统互联参考模型OSI/RM

只要遵守OSI标准，一个系统就可以和世界上任何地方也遵守这同一标准的任何系统进行通信。

法律上（de jure）国际标准OSI 并没有得到市场的认可。

是非国际标准 TPC/IP 现在获得了最广泛的应用（TPC/IP常被称为事实上的（defacto）国际标准。）

第四阶段：Intermet 因特网

Internet是通过路由器将全世界不同国家、地区、部门和机构的不同类型的计算机网络互联在一起，形成一个世界范围的信息网络。

使用TCP/IP协议

Internet的发展：

第一阶段：从单个网络ARPANET向互联网

第一个分组交换网ARPANET最初只是一个单个的分组交换网。

ARPA研究多种网络互联的技术。

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

1983年~1984年，形成了因特网Internet.

第二阶段：建成了三级结构的因特网

1986年，NSF建立了国界科学基金网。

NSFNET它是一个三级计算机网络：

主干网

地区网

校园网

1990年ARPIP正式宣布关闭。

1991年美国政府将因特网的主干网转交给私人公司来经营，并开始接入因特网的单位收费。

1993年因特网主干网的速率提升到 45Mb/s（T3速率）。

今日的多级结构的互联网

大致可以将因特网分为以下五个接入级

网络接入点 NAP

国家主干网（主干 ISP）

地区 ISP

本地 ISP

校园网、企业网或PC机上网用户

第三阶段：形成多级结构的因特网

计算机网络的分类

1.按照网络地理范围分类

局域网 LAN

范围：几十米~几公里
传输范围：高速10M、100M或更高；误码率低；主要是广播
拓扑结构：简单、规范；常用主线、星型、环型等

城域网 MAN

范围：几公里~几十公里
传输技术：与LAN类似，相当于大型的LAN

广域网 WAN

范围：可跨越国家、大洲
传输技术：传输速率较低，主要为点到点传输
拓扑结构：复杂（星型、环形、树形、全连通型、交叉环形、不规则型）

互联网 Internet

全世界范围内的 LAN+MAN+WAN

2.按照使用者分类

公用网：一般是国家的邮电部门建造的网络。
专用网：为单位特殊业务需要而建设的网络。

3.按照网络拓扑结构分类

总线型
环形
星型
树形
网型

计算机拓扑结构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。

总线型：

　

　　特点：组网容易，扩容简单，数量有限、每一个节点损坏不会影响整个网络，一旦总线故障，整个网络瘫痪。

环形：

　　特点：易于实现，便于管理，扩充容易，打死你中心节点是整个网络的瓶颈。

　　树形：

　　网状：

　　

　　特点：系统可靠性高，但结构复杂，必须采用流量控制和路由选择。