计算机网络概述

计算机网络技术倪玉兴主讲江南大学人文学院教育技术系计算机网络技术第1章计算机网络概述Ch1IntroductiontoComputerNetwork2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有2Ch1计算机网络概述第1章的主要内容计算机网络的形成与发展，计算机网络的基本概念，计算机联网的目的和基本功能，计算机网络的分类，计算机网络系统的组成结构，计算机网络的拓扑结构，因特网和我国计算机网络的发展，计算机网络的现状和发展趋势等。第1章的授课安排课堂讲授：6～8课时[课外10课时]第1章的重点和难点计算机网络的定义和功能计算机网络的系统结构与拓扑结构2023年12月8日3江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有Ch1计算机网络概述2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有4第一节计算机网络的形成与发展第二节计算机网络的概念第三节计算机网络的分类第四节计算机网络的组成结构第五节计算机网络技术标准化及其组织第六节因特网和我国计算机网络的发展第七节计算机网络的现状和发展趋势Ch1计算机网络概述第1节计算机网络的形成与发展Section1TheFormationandDevelopmentofComputerNetwork2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有5计算机网络诞生之前2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有6ENIACEDVACIBMS/360IBMS/370DECPDP小型机体积庞大价格昂贵高额的计算成本数据资源不能共享无法为更多的使用者提供服务计算机网络形成的原因及意义2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有7诱发因素主要需求因素1、军事需求——指挥系统等2、社会需求——数据共享等3、科研需求——信息交换等4、商业需求——快速高效安全5、个人需求——娱乐信息服务现实条件：计算机技术+通信技术

计算机网络技术现代意义：信息时代+知识经济时代

信息化+全球化

无处不在的通信网络发展潮流：单一信息网络的并行运行

综合信息网络[三网合一]国家战略地位：支柱产业、核心技术、信息资源保障计算机与通信是两个相互作用的领域物质条件：电子技术和半导体技术计算机网络解决的基本问题2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有8早期

20世纪70年代以前主机与多个终端之间的远程通信基于传统电话线路的电路交换技术中期

20世纪70-80年代主机与主机之间的远程通信分组交换技术和标准化解决方案现代

20世纪90年代以后网络与网络之间的互连互通互操作高速通信技术和各种网络互连技术主机-终端模式2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有9主机-终端模式2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有10特点（1）使用模拟电话线路，费用高、效率低。（2）将数据处理与数据通信分开，主机开销大。网络技术的萌芽2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有11前端处理机(FrontEndProcessor)不仅可以帮助主机实现多重线路的接入控制，还可帮助主机处理大部分的通信事务，使主机可以节省大量的处理时间和系统资源，更专心于数据处理业务。网络技术的雏形2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有12集中器(Concentrator)的使用有效地解决密集型终端接入主机的线路浪费现象，同时也可以实现一部分的通信控制功能。首现“信息孤岛现象”2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有13相对独立的

主机系统A“信息孤岛”A相对独立的

主机系统B“信息孤岛”B相对独立的

主机系统C“信息孤岛”C如何打破单个主机各自形成的“信息孤岛”限制，实现多个主机之间的直接通信和信息共享？采用通信线路和有关设备把主机系统连接起来，通过一定的通信软件实现主机间的直接通信和数据交换。主机之间的连接与通信形成了真正意义上的计算机网络。分组交换网络2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有14通信子网主机独立的计算机系统终端节点收发数据包通信控制处理机中间节点数据包存储与转发早期广域网形态的通信子网后期出现简单的局域网形态第一个真正意义上的分组交换网络是1969年11月开始服务美国军事领域的ARPANET！分组交换技术有效改进了电路交换存在的问题和缺陷，大大提高了线路利用率和通信效率。ARPANET2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有151969年11月开始运行的ARPANET仅有几个节点，分布在洛杉矶的加利福尼亚州大学洛杉矶分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学、犹他州大学四所大学的4台大型计算机。ARPANET主要是用于军事研究目的，它的主要指导思想：网络必须经受得住故障的考验而维持正常的工作，一旦发生战争，当网络的某一部分因遭受攻击而失去工作能力时，网络的其他部分应能维持正常的通信工作。ARPANET的演变2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有16ARPANET第一阶段的运行任务主要服务于美国军事系统，取得了成功，但主要目标还是进行科学试验。20世纪70年代中期，ARPANET试验进入第二阶段，目标是有效实现网络更大范围的互连和更高可靠性的运行，主要的改进是通信协议，由此产生了最杰出的成果TCP/IP协议，并在80年代完成全网部署和运行，极大地促进了网络技术的发展和应用。进入20世纪80年代中期，ARPANET分解为两个独立运行的网络，其一专门服务于美国军事领域，命名为MILNET，该网络历经技术更迭一直服务至今；其一主要服务于科研领域，仍然称为ARPANET。但随着更多的科研人员等提出对网络使用的需求，ARPANET不能完全满足需求了，因此80年代中期美国国家自然科学基金会NSF牵头，依托其掌握的全美重要的超级计算中心和通信资源建立了覆盖全美的NSFNET。到80年代末期NSFNET基本取代了ARPANET，成为美国最主要的公共服务网络，ARPANET正式谢幕推出历史舞台。随着NSFNET的用户越来越多功能越来越强大，有更多的商家发现了其中蕴含的商业价值。进入20世纪90年代，越来越多的商业公司接入到NSFNET的运营和服务中来，网络商业化的氛围加重。随着Web技术的成功，NSFNET越来越被普通民众了解和使用，由此逐渐演变成为今天的Internet，其服务范围很快从美国本土发展到全球各地。网络技术的多样化2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有17ARPANET及后来的NSFNET等网络的成功运行引发了更多的科研人员和技术人员以及商业公司等对网络技术关注，大量的人力、物力、财力被投入到网络技术的研发中，促使越来越多新型网络技术的诞生。网络技术的多样性主要体现在两个方面：网络硬件和网络软件。网络硬件方面早期主要以ARPANET等远程广域网络设备为主，20世纪70年代末发明了局域网技术，带来日益丰富的局域网联网设备及网络互连设备。网络软件方面最突出的是TCP/IP通信协议以及随着局域网技术发展的各种局域网通信协议和服务软件等，进入90年代以后网络操作系统成为重要网络软件技术。网络技术多样化促进了网络技术市场的繁荣，但背后隐藏的问题也日益凸显。再现“信息孤岛现象”2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有18网络系统A网络系统B网络系统C“信息孤岛”A“信息孤岛”B“信息孤岛”C如何打破单个网络各自形成的更大的“信息孤岛”限制，实现多个网络之间的互连和信息共享？！在一定的网络技术标准支持下，采取相关的技术和设备，实现不同层次的不同技术形态网络的互连，由此形成更大规模的互联网络(internet)。国际互联网(Internet)是基于TCP/IP技术实现的，全世界范围内的最大规模的互联网络，是在ARPANET的基础上逐渐发展演变而形成的。网络技术的标准化2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有19网络技术的标准化可在三个层次实现网络硬件层面的标准化设计与制造——促进不同厂家设备之间的互换互用互操作网络软件层面的标准化设计与运行——促进不同网络形态之间的互通互连互操作网络体系结构层面的标准化与应用——促进任何异构网络之间的互连互通互操作网络技术的标准化工作最早是在20世纪70年代中期由美国主要的网络产品公司提出，然后相关国家的标准组织和国际标准组织加入到标准的制定和推广应用的行列中，到20世纪90年代形成了相对完整且成熟的网络技术标准，大大改善了网络技术的生存空间和运用效果，由此促使计算机网络技术走上标准化、正规化的良性发展道路。计算机网络发展历程2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有2020世纪60年代至70年代中期20世纪50年代20世纪70年代中期至80年代20世纪90年代至现在萌芽雏形发展成熟主机-终端模式单机联机系统为主，作技术准备和理论层面的研究；计算机-计算机网络模式广域网技术为主，形成分组交换技术，以ARPANET网络为典型代表；标准化体系结构计算机网络模式发展各种广域网和局域网技术，形成多种网络体系结构推出具有重大历史意义的TCP/IP协议、以太网等技术；高速综合网络和网络互连模式以Internet的发展与推广应用为主，大力发展多种高速网络技术，网络安全技术显得更为重要，网络结构化布线与系统集成等技术投入使用。计算机网络技术发展小结网络发展历程中的重大事件1969年由DARPA资助研制的ARPANET网络投入运行；20世纪70年代网络体系结构标准的建立与竞争；20世纪70年代末局域网技术形成，80年代推广应用；1983年由DARPR组织开发的TCP/IP协议投入应用；1993年美国政府提出NII行动计划和1994年提出GII倡议，构建“数字化地球”设想；1994年中国政府提出建设三金（金桥、金卡、金关）工程，而后又陆续开展了多个领域的金字工程；1996年美国提出开发和建设Internet2（NGI）；20世纪末中国提出全民上网的目标……2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有21网络发展历程中的技术突破2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有22突破5高速数据交换和传输技术突破4网络管理和安全技术突破3网络核心软件技术突破2TCP/IP技术突破1分组交换技术突破…?发展计算机网络的支撑技术2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有23硬件技术软件技术有线通讯技术无线通讯技术微电子技术光电子技术Network计算机网络Electronics电子技术Communication通讯技术Computer计算机技术Ch1计算机网络概述第2节计算机网络的概念Section2TheConceptsofComputerNetwork2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有24计算机网络的定义2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有25

计算机网络是个发展中的概念和技术计算机网络的精确定义至今没有统一。不同的网络定义反映了人们对网络本质的不同理解，也体现了网络技术的发展水平与阶段。资源共享的观点：实质上是从计算机网络的基本功能来定义计算机网络，比较符合当前人们对计算机网络本质的认识，较常采用。用户透明的观点：实质上定义了分布式计算机系统；分布式系统和计算机网络系统是两个不同的概念，但二者有十分密切的关系。广义的观点：实质上定义了计算机网络中的通讯网络；主要应用在主机-终端系统中，目前已经不适用。计算机网络的定义一般地说，将分散的多台计算机、终端和外部设备用通信线路互联起来，彼此间实现互相通信，并且计算机的硬件、软件和数据资源大家都可以共同使用，实现资源共享的整个系统就叫做计算机网络。——摘自《计算机与信息科学十万个为什么》计算机网络(ComputerNetwork)就是指使用一定的通信线路，把地理位置上相对分散的、具有独立自治能力的计算机系统等连接起来，在一定通信协议的约束与控制下，实现数据交换的通信系统。——参考教材P5王群定义2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有26计算机网络的含义2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有27计算机网络就是指使用一定的通信线路，把地理位置上相对分散的、具有独立自治能力的计算机系统等连接起来，在一定通信协议的约束与控制下，实现数据交换的通信系统。含义一计算机网络是一个由计算机等通信设备组成的数据通信系统；含义二计算机网络是以实现计算机之间的数据交换为基本出发点的；含义三计算机网络是采用各种有形或无形的通信线路把相关的连网设备连接起来而形成的，没有线路就没有网络；含义四现代意义上的计算机网络要求各个联网的计算机在地理位置上相对分散，并且各个计算机具有独立自治能力；含义五在同一个计算机网络中的所有计算机等设备必须遵守共同的行为规范即通信协议才能进行有效的数据交换。计算机网络的技术三要素2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有28LOC：LineofCommunication通信线路DOC：DeviceofCommunication通信设备POC：ProtocolofCommunication通信协议“没有线结不成网”，有形的或无形的传输介质计算机设备、网络连接设备、布线设备等通信的规则，必须共同遵守，一般属于软件范畴计算机连网的本质目的计算机之间实现连网的根本目的实现计算机等设备之间的数据（信息）交换——Data(Information)Exchange——扩大计算机应用的迫切需求计算机之间实现数据交换的传统方式手工交换：采用各种类型的可移动存储介质实现手工交换的缺点：体现在交换的数据量、交换的效率、安全性、可靠性、时效性等诸方面计算机网络实现数据交换的优势何在？当前计算机网络实现数据交换面临的新问题2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有29计算机网络的基本功能2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有30资源共享——非实时性的数据交换在数据已处理好的基础上通过某种形式在计算机网络上交换从而实现资源的共享，针对不同的资源所需的数据量和数据类型的不同，该功能对网络性能的要求也各不相同。基本功能ComputerNetwork数据通信——实时性的数据交换在数据形成过程中实时进行交换从而实现各种具体的网络功能，如网络电话、网络广播、网络直播、网络课堂等，这些实时数据交换功能对计算机网络的性能要求一般比较高。透过底层的数据交换，基于计算机网络可以实现形式多样的网络功能和应用。根据通信双方所交换的数据类型的不同，可把计算机网络基本功能归结为两类。计算机网络资源共享形式2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有31Form1Form2Form3

初级形式：硬件资源共享SharingHardwareResources

中级形式：软件资源共享SharingSoftwareResources

高级形式：数据资源共享SharingDataResources计算机网络数据实时通信2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有32计算机网络的其他功能2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有33提高计算机系统的可靠性与可用性为负载均衡技术（协同处理）提供实现平台为分布式计算机系统提供可靠的运行环境为各种联机协作型应用程序提供执行环境为数据的分散处理和集中管理提供支撑环境Ch1计算机网络概述第3节计算机网络的分类Section3TheCategoriesofComputerNetwork2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有34计算机网络的基本分类2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有35WANMANLAN广域网WAN：WideAreaNetwork。广域网又称远程网，通常是指作用范围为几十到几千公里的网络。城域网MAN：MetropolitanAreaNetwork。通常是指作用范围在WAN与LAN之间，其运行方式与LAN相似，但距离可以到5至50千米的网络。局域网LAN：LocalAreaNetwork。在近距离内具有很高数据传输速率的物理网络，覆盖范围在几米到几千米之间。如：以太网、令牌总线网、令牌环网等。LAN、MAN、WAN三个术语在很多场合用来表示三种不同的网络技术形态。哪种网络形态最先出现？计算机网络的分类2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有36公用网为公众提供信息服务的网络系统如：因特网。只要符合网络拥有者的要求就能使用的网络。公用网是国家电信网的主体，在我国由电信部门等经营和建设，许多国家由政府和私营企业建设。专用网为一个或几个部门所拥有，它只为拥有者提供相关的网络服务。这种网一般不直接向拥有者以外的人提供服务。专用网通常是由组织和部门甚至个人根据实际需要投资建立。PublicNetworkPrivateNetwork计算机网络的分类按数据交换的方式分类：电路交换网络、分组交换网络、信元交换网络等按网络的拓扑结构分类：总线型网络、环型网络、星型网络、树型网络等按数据传输的机制和信道的使用方式分类：广播式通信网络、点对点式通信网络按网络操作系统的类型分类：Windows网络、UNIX网络、Netware网络、Macintosh网络、Linux网络等按网络所用通信协议分类：TCP/IP网络、IPX/SPX网络等2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有37Ch1计算机网络概述第4节计算机网络的组成结构Section4TheStructureofComputerNetwork2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有38计算机网络组成结构的两个层次2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有39计算机网络的系统结构用系统科学理论的方法研究计算机网络的基本构成方式和工作原理计算机网络的拓扑结构用几何学和拓扑学的方法研究计算机网络系统中节点之间的相互关系计算机网络系统观计算机网络是一个实现数据交换的通信系统，应该采用系统的观点从整体上把握和理解计算机网络的构成。任何系统都是由若干个子系统(组件/元素)组合而成。一个系统的运行依赖于子系统(组件/元素）间的组合方式和相互作用方式。研究一个系统就必须研究系统的构成方式。从不同的角度和层面来观察一个系统，可能会看到系统的不同组织结构，这更有利于深入透彻地了解这个系统的结构和运行方式。计算机网络系统也是如此。2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有40计算机网络系统技术构成要素2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有41SubSystem1通信线路LOC包含相关设备SubSystem2通信设备DOC包含相关设备SubSystem3包含相关软件通信协议POC网络就是计算机2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有42计算机网络系统硬件是软件的物质基础！软件是硬件工作的控制者！资源子网和通信子网2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有43通信子网CommunicationSubnet它主要负责全网的信息/数据处理，为网络用户提供网络服务和资源共享功能等。它主要包括网络中所有的主机、I/O设备、终端，各种网络协议、网络软件和数据库等。它负责全网的数据通信，为网络用户提供数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作。它包括通信线路（即传输介质）、网络连接设备（如网络接口设备、通信控制处理机、网桥、路由器、交换机、网关、卫星地面接收站等）、网络通信协议和通信控制软件等。介质协议计算机交换机资源终端路由器没有资源子网，通信子网就失去存在的意义。没有通信子网，资源子网中的资源就不能流通，也就不存在网络的概念。二者缺一不可相互作用。一次完整的数据交换过程必须由网络中的资源子网和通信子网共同作用紧密配合才能真正实现。对于有些网络很难分清楚资源子网和通信子网。资源子网ResourceSubnet资源子网和通信子网2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有44资源子网中的设备是网络的终结节点，通信子网中的设备是网络的中间节点。资源子网利用某种通信链路连接到相应的通信子网，通信子网和资源子网在通信协议的控制下协调工作。资源子网是网络资源的承载者、发送者、接收者和使用者；通信子网是网络资源的传输者、转发者、临时存储者。信息高速公路系统2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有45路车货驾驶员管理物理网络平台（硬件）网络应用系统（软件）网络数据（信息）网络用户（网民）网络管理系统计算机网络系统公路系统计算机网络拓扑结构拓扑（Topology）是几何学和图论中的基本概念，用于描述点、线、面之间的几何关系。计算机网络技术借用拓扑概念来描述网络系统中节点间的相互关系，从而确定节点在网络中的确切位置以及它与网络中其他节点之间的相对关系。网络中参与通讯过程的设备实体被抽象成节点，连接各个通讯设备的通讯链路被抽象成线条，节点用线条连接而成的几何图形就是网络的拓扑结构。拓扑结构是对网络具体连接形态的抽象，是用于对网络构成与特性分析的基本手段。2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有46先来看一个计算机网络拓扑结构图……计算机网络拓扑结构采用图形描述的形式给出网络中所有设备的连接形态以及各个设备之间的相互关系，甚至可以通过拓扑结构了解网络的基本工作方式和管理形式等信息。2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有47计算机网络拓扑结构的意义设计计算机网络总是从设计网络的拓扑结构开始。计算机网络的拓扑结构对该网络的特性起决定性的作用，如网络的性能、可靠性、安全性、通讯费用等。不同的计算机网络拓扑结构可能需要采用不同的通信线路、通信设备和通信协议来实现。不同拓扑结构的计算机网络通信机制各不相同，系统实现的复杂程度和系统维护的难度等方面也不同。计算机网络拓扑结构图相当于“建筑蓝图”，它既是对整个网络系统结构的把握，又是网络连接的具体实现指南。分析和掌握一个已有的计算机网络，尤其是复杂结构的大规模网络也必须从其拓扑结构着手。2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有48计算机网络的拓扑结构不同技术形态的计算机网络覆盖的范围和拥有的节点数量等不同，采用的通信技术、设备、线路和连接方式等也就不同，它们所采用的拓扑结构会存在一定的差异，由此导致各自所用的通信协议和通信软硬件等技术也不同。局域网LAN通常是分布在一个有限地理范围内的网络系统，所涉及的地理范围只有几公理，其专用性非常强，节点密度往往比较大，一般采用比较稳定和规范的拓扑结构。广域网WAN往往是由多个小型网络(如局域网)通过一定的技术、线路、连接方式互连而成的大型网络，可把一个局域网视作是广域网中的一个节点来研究广域网的拓扑结构。城域网MAN是介于局域网和广域网之间一种网络形态，会根据技术类型的不同采用不同的拓扑结构。2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有49局域网的基本拓扑结构2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有50环型结构Ring网络中所有节点都连接在一条首尾连接在一起的封闭的通信线路上。总线型结构Bus网络中所有的节点都连接在一条开放的通信线路上。星型结构Star网络中所有节点通过各自的通行线路连接到同一个中心节点设备上。Bus总线型Ring环型Star星型总线型拓扑结构2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有51优点：1、结构简单，组网成本较低。2、联网所需电缆较少，布线容易实现。缺点：1、扩展潜力有限，随着网络中节点数量的增加和通信数据量的递增，网络的性能急剧下降。2、网络中任何一个节点发生故障都可能导致整个网络的瘫痪，且寻找故障点比较困难。环型拓扑结构2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有52优点：1、结构简单，组网成本较低。2、网络中所有节点访问网络的机会均等。缺点：1、扩展潜力有限，网络节点的增加和减少都带来麻烦。2、网络中任一个节点发生故障都可导致整个网络瘫痪，且寻找故障点比较困难。星型拓扑结构2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有53优点：1、网络易于扩展和改变，增加和减少节点比较简单。2、网络中任何一个节点发生故障不会影响其他节点的正常工作。缺点：1、由于需要专门的中心节点设备且每个节点的连接都需要单独的连接线路，组网成本较高。2、中心节点设备发生故障会导致整个网络瘫痪。三种基本拓扑结构的比较2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有54类型优点缺点总线型结构简单，成本较低。所需的电缆较少，易于组网。具备一定的可靠性。扩展的潜力有限，随着网络的扩展和通信流量的增加，性能会下降。网络上任何部分的故障都会影响整个网络，且发生故障时不易判断故障点。星型网络上计算机通过hub进行集中管理。任何一台计算机发生故障都不会影响整个网络。网络易于扩展和改变。一旦hub出现故障，整个网络就将无法正常工作。环型网络上的计算机均有平等访问网络的机会，采用令牌传递方式时传递速度很快，当网络上的计算机数量较多时性能也不易受影响。与总线型网络类似，当网络上的任意一台计算机出现故障时都会影响整个网络，且不易判断故障点。网络不易扩展和修改。请在课程内容结束后再来全面比较三种拓扑结构的特点。两种复杂的局域网拓扑结构2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有55树型拓扑结构网状拓扑结构混合型局域网拓扑结构2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有56经典的城域网拓扑结构2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有57DQDB:DistributedQueueDualBus分布式队列双总线由IEEE

802.6协议标准定义传输介质及其工作原理曾经流行的城域网拓扑结构2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有58FDDI:FiberDistributedDataInterface光纤分布式数据接口由美国国家标准化组织(ANSI)定义传输介质及其基本工作原理广域网的拓扑结构2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有59广域网连接的三种形态两个远程节点之间的连接远程节点接入到一个网络两个远程网络之间的互连广域网拓扑结构设计的影响因素连接所采用的通信线路类型及其费用连接所采用的通信信号类型及其模式连接所采用的通信协议类型及其设备网络拓扑结构范例2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有60网络拓扑结构范例2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有61网络拓扑结构范例2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有62信道类型和拓扑结构信道Channel：数据（信号）传输的通道。信道的类型：根据信道的使用方式分类共享信道——广播式信道——多个节点共享使用某个节点发送数据时其他所有的节点接收数据——广播式的数据通信独占信道——点-点式信道——一对节点独占使用一个节点发送数据时另一个节点直接接收数据——点对点式的数据通信不同类型的信道适用不同的拓扑结构广播式信道：总线型、环型、树型、无线广播型等点-点信道：星型、环型、树型、网状型等2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有63共享信道的通信机制采用共享介质【共享信道】构建的计算机网络需要解决的基本问题：如何控制每个通信节点获得介质的使用权/访问权，而控制方式有两种不同的方式，即集中式控制和分散式控制，由此带来两种完全不同的通信网络。在共享介质网络中，当某个通信节点获取介质访问权后，就可以发起基于数据交换的通信过程，根据参与一次通信过程的节点数量不同，可分为三种不同的通信类型：单播通信Unicast：一个数据发送者，对应一个指定数据接收者组播通信Multicast：一个数据发送者，对应一组【多个】数据接收者（组的控制与管理）广播通信Broadcast：一个数据发送者，网络中所有节点都是数据接收者（此处的广播与上一页所说的广播不是一个概念！）2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有64计算机网络的拓扑结构根据网络中节点之间相互关系描述方式的不同，把计算机网络的拓扑结构分成两种类型。物理拓扑结构——把网络中节点间的物理连接形式直接抽象而成——描述节点（设备）间的物理关系——表面结构——网络组建和施工时采用逻辑拓扑结构——把网络中节点间的数据流向关系间接抽象而成——描述节点（设备）间的逻辑关系——本质结构——分析网络工作原理时采用有些计算机网络的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构是一致的，如早期的以同轴电缆为线路组建的以太网。——表里一致有些计算机网络的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构不一致，如以令牌机制工作的总线型网络。——表里不一2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有65Ch1计算机网络概述第5节计算机网络技术标准化及其组织Section5TheStandardsandOrganizationsofComputerNetwork2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有66计算机网络技术标准计算机网络技术的发展离不开标准的制定和应用标准不仅使不同的计算机之间可能实现通信，而且可以使符合标准的产品得到推广，从而扩大生产规模，降低生产和使用成本。现代社会任何技术和产品都需要标准化。拥有标准就拥有发言权。标准一般可以分为既成事实的标准和合法的标准两类既成事实的标准是那些没有正式计划，但却存在的标准，如IBMPC、UNIX等。合法的标准往往是由一些国际权威机构采纳/设计并公开发布的标准，如IEEE802.3、RS-232C等。国际权威机构一般分为两大类一类是根据国家政府间的协议而建立的机构。一类是自愿的、非协议组织或非赢利机构，多属于民间机构。2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有67网络技术相关的标准组织ISO：国际标准组织InternationalOrganizationforStandardizationITU：国际电信联盟InternationalTelecommunicationsUnion（CCITT

：ConsultativeCommitteeonInternationalTelegraphandTelephone国际电报与电话咨询委员会）ANSI：美国国家标准协会AmericanNationalStandardsInstituteIETF：Internet工程任务组InternetEngineeringTaskForceIEEE：国际电子电气工程师协会InstituteofElectricalandElectronicsEngineersEIA：美国电子工业协会ElectronicIndustriesAllianceW3C：万维网联盟WorldWideWebConsortium2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有68登录标准组织的官网2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有69当前常用的网络技术标准主要由ITU、IETF、IEEE和W3C制定，它们各自负责网络技术的一个或多个相关领域。Ch1计算机网络概述第6节因特网和我国计算机网络的发展Section6TheDevelopmentofInternetandNetworkinChina2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有70因特网概述什么是因特网（Internet）/国际互联网？因特网是特殊的大规模互连的网络遍布全球。因特网不属于任何国家、团体或个人。全人类的信息资源宝库和信息通信平台。因特网的发展历程ARPANETNSFNETInternetInternet

2因特网的主要技术要素和提供的主要服务有哪些？TCP/IP、Web、FTP、E-Mail、Telnet、Newsgroup等如何接入因特网？如何使用因特网？如何管理因特网？两个相关的术语：Intranet企业内部网/Extranet企业外联网强调两个术语的不同：Internet和internet除了专门组建和运营的Internet主干网之外还有什么呢？2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有71我国计算机网络发展历程我国计算机网络发展的历史回顾伴随着计算机技术的发展和应用普及而逐步领略和深刻体会计算机网络的战略意义和推广网络技术与服务的现实意义不知道→“拿来主义”全盘照搬引进→技术复制→自主研发→占领山头我国从1993年开始实施“金”字工程——国家意志和国家行为我国的四大公众网络1)CHINANET：中国公用信息网，始建于1995年2)CERNET：中国教育和科研计算机网络，始建于1994年3)CHINAGBN：中国金桥信息网，1996年正式对外服务4)CSTNET：中国科学技术网，始建于1994年，最早接入Internet我国实施三大工程促进计算机网络应用的推广与普及1)1998年：企业上网工程——电子商务2)1999年：政府上网工程——电子政务3)2000年：全民上网工程——信息素养除了国家政府层面搞的网络之外还有什么呢？2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有72四大公众网络2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有73CHINA

GBN*.*.*.cn*.中国科学技术网中国金桥信息网中国公用计算机互联网中国教育科研网CST

NETCHINA

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NET中国互联网络信息中心CNNIC除了四大公众网络之外，随着网络需求的不断扩大和技术的不断更新，我国又陆续建设了一系列大型的网络。在CERNET基础上我国成功建立并试运行基于IPv6技术的CERNET2CERNET的总体结构2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有74CERNET的拓扑结构2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有75CERNET华东（北）地区网2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有76CERNET2的拓扑结构2023年12月8日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有77“金”字工