网络课件第1章 我们身边的网络

1.1计算机网络是什么1.2计算机网络的发展史1.2.1第一代计算机网络1.2.2第二代计算机网络1.2.3第三代计算机网络1.2.4第四代计算机网络1.2.5下一代计算机网络1.3我国互联网发展及现状

1.3.1我国互联网的发展1.3.2我国互联网的现状1.4互联网的新时代1.4.1虚拟现实网络1.4.2泛在物联网络1.4.3大数据网络1.4.4人工神经网络第1章我们身边的网络1.1计算机网络是什么计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。 关于计算机网络的最简单定义是：一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。1.2计算机网络的发展史

1.2.1第一代计算机网络20世纪50年代中后期，许多系统都将地理上分散的多个终端通过通信线路连接到一台中心计算机上，出现了第一代计算机网络。它是以单个计算机为中心的远程联机系统。当时的计算机网络定义为“以传输信息为目的而连接起来，以实现远程信息处理或进一步达到资源共享的计算机系统”，这样的计算机系统具备了通信的雏形。1.2.2第二代计算机网络第二代网络以多个主机通过通信线路互联，为用户提供服务，兴起与20世纪60年代后期。这种网络中主机之间不是直接用线路相连，而是由接口报文处理机（IMP）转接后互联。IMP和它们之际互联的通信线路一起负责主机间的通信任务，构成通信子网。通信子网互联的主机负责运行程序，提供资源共享，组成了资源子网。1.2.3第三代计算机网络OSI/RM标志着第三代计算机网络的诞生。此时的计算机网络在共同遵循OSI标准的基础上，形成了一个具有统一网络体系结构，并遵循国际标准的开放式和标准化的网络。OSI/RM参考模型把网络划分为七个层次，并规定，计算机之间只能在对应层之间进行通信，大大简化了网络通信原理，是公认的新一代计算机网络体系结构的基础，为普及局域网奠定了基础。1.2.4第四代计算机网络20世纪80年代末，局域网技术发展成熟，出现了光纤及高速网络技术，整个网络就像一个对用户透明的、大的计算机系统，发展以Internet为代表的因特网，这就是直到现在的第四代计算机网络时期。此时计算机网络定义为“将多个具有独立工作能力的计算机系统通过通信设备和线路由功能完善的网络软件实现资源共享和数据通信的系统”。事实上，对于计算机网络也从未有过一个标准的定义。1.2.5下一代计算机网络目前互联网的体系结构设计思路促进了互联网的发展，同时也带来了与生俱来的弱点。人们在一边欣赏互联网的辉煌，一边在思考新的问题：如何克服当前互联网体系结构的局限，促进互联网更大的发展。新一代互联网体系结构研究的技术路线基本上可以分为两种：改良式与革命式。1.3我国互联网发展及现状

1.3.1我国互联网的发展

我国的互联网发展大事记如下：1988年，中国科学院高能物理研究所采用X.25协议使该单位的成为西欧中心DECnet的延伸，实现了计算机国际远程连网以及与欧洲和北美地区的电子邮件通信。1989年11月，中关村地区教育与科研示范网络（简称NCFC）正式启动，由中国科学院主持，联合北京大学、清华大学共同实施。1992年12月底，清华大学校园网（TUNET）建成并投入使用，是中国第一个采用TCP/IP体系结构的校园网。1993年3月2日，中国科学院高能物理研究所接入美国斯坦福线性加速器中心（SLAC）的64K专线正式开通。这条专线是中国部分连入Internet的第一根专线。2012年1月，由我国主导制定、大唐电信集团提出的TD-LTE被国际电信联盟确定为第四代移动通信国际标准之一。

2018年12月，工业和信息化部向中国电信、中国移动、中国联通发放了5G系统中低频段试验频率使用许可，进一步推动我国5G产业链的成熟与发展。

到上个世纪末，国内形成了四大主流网络体系，即：中科院的科学技术网CSTNET，国家教育部的教育和科研网CERNET，原邮电部的CHINANET和原电子部的金桥网CHINAGBN。Internet在中国的发展历程可以大略地划分为三个阶段：

第一阶段为1987-1993年，也是研究试验阶段。在此期间中国一些科研部门和高等院校开始研究Internet技术，并开展了科研课题和科技合作工作，但这个阶段的网络应用仅限于小范围内的电子邮件服务。第二阶段为1994年至1996年，同样是起步阶段。1994年4月，中关村地区教育与科研示范网络工程进入Internet，从此中国被国际上正式承认为有Internet的国家。之后，Chinanet、CERnet、CSTnet、Chinagbnet等多个Internet络项目在全国范围相继启动，Internet开始进入公众生活，并在中国得到了迅速的发展。至1996年底，中国Internet用户数已达20万，利用Internet开展的业务与应用逐步增多。第三阶段从1997年至今，是Internet在我国快速最为快速的阶段。国内Internet用户数97年以后基本保持每半年翻一番的增长速度。

目前国内形成了面向教育、科技、经贸等领域九大骨干网络。有600多家网络接入服务提供商（ISP），其中跨省经营的有140家。其中非营利单位有四家：中国科技网、中国教育和科研计算机网、中国国际经济贸易互联网和中国长城互联网。这十大互联网络单位都拥有独立的国际出口。1.3.2我国互联网的现状1.4互联网的新时代下一代互联网四大发展方向包括：虚拟现实网络、泛在物联网络、大数据网络、人工神经网络。1.4.1虚拟现实网络虚拟现实是利用以现代高速电子计算机为核心的信息处理设备、相应的软件系统和微电子传感技术模拟或创造出来的、与现实的真实世界相同、相似或不相似的仿真图景。虚拟现实有两大类，一类是对真实世界的模拟，如数字化地球，数字化城市或社区、虚拟故宫；另一类是虚构的，如网上新闻主持人安娜诺娃（Ananowa），以及名目繁多的三维立体动画游戏。虚拟现实所利用的不只是人的视觉，它把计算机处理出来的数据转化成视觉、听觉和触觉信号，再以适当方式直接输送到人的相应的感受器官，使人感受到计算机“需要”或“希望”他感受到的情景。1.4.2泛在物联网络

物联网拥有万亿美元级的市场潜力。相比互联网，物联网连接的是现实物理世界，其规模将会比互联网更大。构建网络无所不在的信息社会已成为全球趋势，软件服务与应用将是重点。物联网将信息化进行到底。物联网将信息化贯穿到生产以及生活的各个方面，其大规模应用将有效促进工业化和信息化“两化融合”，成为经济转型期产业升级、技术进步、经济发展的重要推动力。1.4.3大数据网络

大数据（BigData）又称为巨量资料，指需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。“大数据”概念最早由维克托·迈尔·舍恩伯格和肯尼斯·库克耶在编写《大数据时代》中提出，指不用随机分析法（抽样调查）的捷径，而是采用所有数据进行分析处理。大数据有4V特点，即Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、Value（价值）。1.4.4人工神经网络

人工神经网络（ArtificialNeuralNetwork，即ANN），是20世纪80年代以来人工智能领域兴起的研究热点。它从信息处理角度对人脑神经元网络进行抽象，建立某种简单模型，按不同的连接方式组成不同的网络。在工程与学术界也常直接简称为神经网络或类神经网络。神经网络是一种运算模型，由大量的节点（或称神经元）之间相互联接构成。每个节点代表一种特定的输出函数，称为激励函数（activationfunction）。每两个节点间的连接都代表一个对于通过该连接信号的加权值，称之为权重，这相当于人工神经网络的记忆。网络的输出则依网络的连接方式，权重值和激励函数的不同而不同。而网络自身通常都是对自然界某种算法或者函数的逼近，也可能是对一种逻辑策略的表达。

人工神经网络的特点和优越性，主要表现在三个方面：第一，具有自学习功能。例如实现图像识别时，只在先把许多不同的图像样板和对应的应识别的结果输入人工神经网络，网络就会通过自学习功能，慢慢学会识别类似的图像