《计算机通信网》课程介绍

课程介绍计算机通信网

ComputerNetworks关于教师余敬东工作单位：通信抗干扰技术国家级重点实验室Tel：61830328Email：yujd@Office：主楼B3-402唐伟工作单位：通信抗干扰技术国家级重点实验室Tel：61831380Email：gauchyler@Office：主楼B3-501B答疑方式：下课后、Email、电话课程信息授课信息学分：4时间地点：周二

3-4节，A312；周五

1-2节，A312周学时：4课程时间：1~17周考试：闭卷考试成绩组成期末考试：60~65分平时成绩：40~35分作业＋课堂考勤:20~15分实验考勤＋实验报告：15分期中考试：5分课程信息授课方式课堂讲授+课堂作业互动：课堂问题分析（首尾）、邮件、电话实验课外阅读教材和参考资料作业+在线课程动手实验和验证希望主动性，对课程提出你们的想法、建议和意见不希望迟到、早退干扰课堂抄袭？课程信息教材：《计算机网络》A.STanenbaum(第五版)http:///course/comnetworks参考书：ComputerNetworking:ATop-DownApproachFeaturingtheInternet,JamesKurose,KeithRoss,AddisonWesley,2005计算机网络系统方法，LarryL.Peterson等著，叶新铭等译，机械工业出版社计算机网络（第五版）,谢希仁编著，电子工业出版社DAVIDJ.WETHERALLAndrewS.Tanenbaum所著《计算机网络》，共五个版本。每版对应计算机网络的不同发展和使用阶段第一版：1980，学术探讨阶段第二版：1988，大学和大公司应用第三版：1996，日常应用（互联网Internet）第四版：2003，组网技术发生了根本性的变化。九十年代中期，存在多种形式的LANs、WANs及其协议栈；目前，Ethernet（以太网）是唯一广泛使用的有线局域网，所有广域网事实上是基于Internet.，大量过去的网络已经消失；无线网络快速发展，无线局域网802.11、无线城域网802.16、蓝牙Bluetooth、3G蜂窝网等。第五版：2011，与前一版差别不大，介绍了RFID、WSN、CDN（P2P）、4G等新出现的一些网络。计算机网络的原则不变，而技术、实例在变。课程信息课程特点本课程是网络系列课程中的一门基础性和综合性课程范畴：以计算机为信源和信宿进行通信的领域，用计算机对通信进行控制的领域。紧密相关课程：《局域网与城域网》、《TCP/IP协议原理》、《接入网》、《交换原理》、《网络系统工程》……相关课程：《图论》、《排队论》、《通信原理》、《高级语言程序设计》、《软件技术基础》

……，《人工智能-机器学习》“形而上学”，介于科学与艺术课程目的揭示计算机网络的工作机理计算机网络用什么样的模型来描述？计算机间如何通过网络实现通信的？网络设备是什么？作用是什么？网络拓扑结构是什么形状？通信信道是什么？传递的是什么？信息交换有什么样的规则？掌握计算机网络的基本原理、基础理论、基本技术研究、探索计算机网络新理论和新技术的基础当前的网络还有很多不尽人意的地方今天的各位是推动网络技术发展的潜在生力军课程期望掌握网络的基本原理，跟踪网络发展方向网络如何工作，网络今后的发展成为网络技术的专家(Professional)至少对公众而言网络的管理者(Administrator)规划设计、组网建设、运行维护网络的开拓者(Researcher)探索新思路、新领域、新技术网络的制造者(Developer)设计、研发学习时注意“面”和“点”的结合（广度与深度）面：综述性网络体系模型、结构等各类网络的共性问题与解决方法将相关课程的知识有机地结合起来……点：重要概念与技术例如协议体系结构链路层协议路由技术互联技术传送层协议……课程期望课程期望学习方法只听容易忘、见过才能记得住、做过就能理解带着“为什么”而不是“如何”的想法来学习掌握网络是如何工作的努力理解网络为什么是如此工作的提升自己的技能思维方法分析问题的能力解决问题的能力软件编程能力预备知识计算机技术网络的设备都是由计算机构成信息处理数据表示、存储、传输软件技术通信处理、信息处理依靠软件功能实现通信技术数据载体(信号)数据通道(信道)数据收发(接口)网络电话网络视频文件传递电子邮件信息浏览搜索通信软件硬件信息处理软件通信软件硬件预备知识：计算机技术计算机系统结构CPU（x86系列、ARM系列、Alpha系列、Power

PC系系列、51系列）内/外存、总线、接口计算机工作原理驱动软件、操作系统、功能软件硬件、软件、操作系统硬件平台是躯体操作系统是血肉功能软件是灵魂CPU内存接口接口接口接口接口接口操作系统功能软件通信信道游戏机网络设备网络主机游戏软件网络软件上网软件预备知识：计算机技术操作系统：软件工作的基本环境独立、并发多任务进程、线程间通信顺序、事件驱动典型操作系统WindowsLinuxUnixVxWorks(嵌入式、网络设备)uC-OS(开放源码的小OS)…硬件数据收发任务数据分发任务文件处理信息显示动画显示操作系统计算机系统预备知识：信息处理技术数据表示：任何数据表示都与当前的上下文有关例如有四字节：表示为：十六进制：为CDF8C2E7单字节整数：带符号：-51,-8,-62,-25,无符号205,248,194,231双字节整数：带符号：-1843，-6206,无符号52728,49895四字节整数：带符号：-839335191无符号3455632103ASCII：四个非法字符(ASCII只定义在1~127)Unicode字符(简体中文字符集)：“网络”任何数据，只有确定了它的表达形式才有实际意义11001101111110001100001011100111Byte0Byte1Byte2Byte3预备知识：信息处理技术数据存储数据按字节顺序编号0123456789101112131415structEtherFrame{BYTEDA[6];BYTESA[6];U16Type；

BYTEData[1500]；}；`061214以数据结构角度看字节顺序Send(EtherFrame)Byte0Byte1Byte2Byten数据传输按字节存储位置顺序传输预备知识：软件技术数据结构：数据描述结构、数组、指针、链表软件开发环境VisualC++(windows)gcc(Linux)ANSICpFDASATypeData指针结构链表数组1np(null)预备知识：软件技术算法流程：功能描述算法、流程图、软件代码structEtherFrame{BYTEDA[6];BYTESA[6];U16Type；

BYTEData[1500]；}；算法：接收到一个数据帧，若目的地址与本身地址相符，则接受该帧，否则丢弃该帧软件代码：OnRecv(EtherFrame*pFm){if(AddrCmp(pFmDA,MyA)==0)Accept(pFm);elseDestroy(pFm);}接收FF.DA？接受F丢弃F返回接收流程图=自己目的地址源地址类型数据6字节6字节双字节整数N字节传输内容数据结构预备知识：通信技术模拟信号与数字信号数字逻辑与数字电路编码与调制数字通信原理预备知识：通信技术数字传输信道编码01011010并/串信道解码串/并5AH11110000Data=Bytesbits=b(i)信道signal=s(t)010110105AHbits=b(i)Data=Bytess(t)=V0ifbit=0V1ifbit=1V1V0调制01011010并/串解调串/并5AHData=Bytesbits=b(i)信道signal=s(t)010110105AHbits=b(i)Data=Bytess(t)=Acos(w(b)t)W(b)=W0ifbit=0W1ifbit=101011010频带传输基带传输引言计算机+通信=计算机网络最简单的计算机网络两台独立工作的计算机通信信道按一定的规则交换信息一般性的计算机网络通信信道计算机计算机网络设备通信线路(信道)计算机计算机通信网22引言因特网(Internet)互联网许许多多的“网络”也叫“子网”互相连接起来的网络在网上的每次信息传输都可能穿过了若干网络引言网络的三个层面应用（WWW,EmailGames,chats）网络(Network)传输(有线、无线、卫星通信系统，Ethernet)应用很热闹，但对网络知道不多网络为应用提供无所不在的通信传输是构成网络的基础保障信息社会的基础设施网络应用不仅仅是计算机间传递信息传输WWW，Email，文件传递、信息查询、…广告、商务、银行业务、…游戏、电影等休闲娱乐一些颇具新意的应用语音/视频聊天、网络电话VoIP等通信网络电台、网络电视等广播BT、skype、emule、QQ、微信GoogleEarth(前所未有的全球视点)……云计算、大数据……物联网从网络上，你可以看到世界的许多方面，今后还将会出现更多的新东西引言引言网络技术目前的Internet承担了主要的网络功能职责IP(IPv41981)网络从80年代支撑到现在，IP网络还能支撑多久？有人说：今后仍将是IP网络的天下不过：下一代IP(IPv6)还未全面展开，就已经感到现有IP网络无法满足应用的需求了下一代网络到底应该是如何的呢？满足人们越来越多的需求适应计算机越来越快的处理能力越来越安全可靠智能化（SDN、CRN）、虚拟化…机器学习：https:///learn/machine-learning我们需要重新审视和整理网络的技术发展方向引言通信(传输)技术近年来，通信技术的发展步伐越来越快固定电话、移动电话有线通信、无线通信、光纤通信、卫星通信、…主流通信速率90年代：几十kbps~几Mbps现在：上百Mbps~几十Gbps不断提升的通信能力推动网络技术发展促进网络应用普及与革新通信技术仍在高速发展硬件技术、软件技术、信号处理技术高速发展网络的强大需求促进引言下一代网络(NGN:NextGenerationNetwork)仍处于研究与探索中电话平台平台金融平台yy平台电视平台商务平台xx平台娱乐平台通信与网络密不可分业务性系统平台使应用更方便应用更多样化和灵活NGI:NextGenerationInternetGENI：全球网络创新环境FIND：未来互联网网络设计课程纲要概述Overview(Ch-1)NetworkconceptandarchitectureKeyitems:layering,protocol,service传输技术Transmission(Ch2,Ch3)Transmissionmedium(Ch2)Datalinkcontrol(Ch3)MAC(MediaAccessControl)(Ch4)Mediumaccesscontrol,CSMA/CDLANtechnology:Ethernet,WLAN,LANBridge网络层协议与服务Networkprotocolandservice(