第01章计算机网络

高等学校21世纪教材

计算机网络

就程

电子教案

人民邮电出版社退出

同守字校21世纪教材

教前引导

向守孑牙父21世纪教材

课程性质及任务

课程性质：计算机应用技术专业（本科）的一门必修专

业课程

本课程的主要任务：.

对计算机网络从整体上有一个较清晰的了解。

对当前计算机网络的主要种类和常用网络协议有较清

晰的概念。

初步掌握以TCP/IP协议族为主的网络协议结构。

对当前计算机网络的各项应用有所了解。

对当前计算机网络的新技术新发展有所了解。

-

-

人民触电眦磕

同寺宇校21世纪教材

先修课程

数据结构

模拟与数字电路

数字信号处理’

计算机组成原理

操作系统原理

程序设计（C、C++）

一

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二

后

1人民触电眦凝

同寺宇校21世纪教材

参考书

《计算机网络》第四版，AndrewS,清华大学出版社

《TCP/IP详解卷1：协议》，机械工业出版社

《数据与计算机通信》第六版，WilliamStallings,电

子工业出版社

《用TCP/IP进行网际互联》，DouglasE.Comer,电子

工业出版社

一

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二

后

1

人民部电snim

同寺宇校21世纪教材

课程主要内容

数据通信基础

局域网与广域网

TCP/IP联网协议

网络应用

网络管理与网络安全

一

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二

后

1人民触电眦凝

同寺宇校21世纪教材

课程目标

掌握计算机网络的基本概念、基本理论和基本方

法；

通过学习和习题练习，具备一定的分析问题和解

决问题的能力。

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后

人民部电snim

向守字校21世纪教材

本课程特点

专业性较强

理论性较强

专业术语多

「不

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N.一

人民邮电毗破

向守孑牙父21世纪教材

对大家的要求

三个重要环节

课前预习

课上认真听讲

课后认真复习消化、认真独立完成作业

经常进行阶段复习一

在记忆的基础上熟悉众多的专业词汇以及其英文缩写

人民邮电毗破

同寺宇校21世纪教材

其它约定

不得迟到、早退、缺课

上课时请关闭手机

作业不得用纸片或信纸之类，必须使用作业本

迟交的作业及纸片做的作业恕不修改

发现抄袭作业的，双方全部以0分计

:一

:

后

人民部电snim

向守孑牙父21世纪教材

第1章概述

L1计算机网络在信息时代的作用

1.2因特网概述

1.3因特网的组成

L4计算机网络在我国的发展

L5计算机网络的分类

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总L6计算机网络的主要性能指标

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壮

二

一

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周守宇仪21世纪秋和

1.1计算机网络在信息时代的作用

我们已经进入了21世纪。21世纪的一些重要特征

就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核

心的信息时代。

知识经济中的两个重要特点就是信息化和全球化。

人民邮电毗破

尚寺字校21世纪教材

这里所说的网络是指电信网络（主要业务是电话，

但也有其他业务，如传真、数据等）、有线电视网络

（即单向电视节目的传送网络，但现已开始逐渐向双向

传输网络改造）和计算机网络。这三种网络通常简称为

“三网”。

进入20世纪90年代以来，以因特网（Internet）为代

表的计算机网络的发展速度十分迅猛，已从最初的教

育科研网络逐步发展成为商业网络，并已成为仅次于

全球电话网的世界第二大网络。

一?

、?计算机网络的功能主要有两个：连接和共享。

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二

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二人民触电眦磕

向守字校21世纪教材

1.2因特网概述

1.2.1计算机网络的产生

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而嗔京茶可人民邮电毗破

同寺宇校21世纪教材

最初的通信方式

“烽火连三月，家书抵万金”

同寺宇校21世纪教材

光电报

科学技术的发展很多都是伴随着军事应用而发展起来的

（如：航天、核技术、网络等等）

就网络技术而言，远有18世纪末出现于法国的光电报，

近有Internet的前身ARPANET,均是由军事应用带动

发展起来的。

时间:18世纪末

地点：欧洲，法国

发明人：ClaudeChappe

二

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二人民部电snim

向守孑牙父21世纪教材

98个位置（编码）组合代表各种字母、数字、符号等

人民邮电毗破

向守孑牙父21世纪教材

电报

19世纪早期

美国人摩尔斯

技术基础：电磁学

人民邮电毗破同质〉

同守孑彳父21世纪我和

电报

电报系统的组成：

发射机

接收机

编码图：点、划

密码本

传输线路

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向守孑牙父21世纪教材

电话

19世纪中期

美国人贝尔

技术基础：电报（利用电报系统传输声音）

人民邮电毗破

同寺宇校21世纪教材

电话

与电报系统的本质区别：线路上始终带电，可传输语音

信号

发送机、接收机（电话机，扩音）

交换机：从人工交换到自动交换

传输线路：铜丝代替铁丝

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人民部电snim

向守子仅21世纪教材

通信信号、介质发展过程

声、光—电、磁一光、无线电

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同寺宇校21世纪教材

计算机网络的产生

计算机网络源于计算机技术与通信技术相结合

1946年第一台电子计算机诞生

20世纪50年代，计算机与通信技术相结合，产生了计算

机网络

计算机网络的发展大致经历了三个阶段

一

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二人民部电snim

向寺子仪21世纪教材

计算机网络的发展过程

1五十年代到六十年代

1单处理机联机系统

2终端集中器

2七十年代的计算机网络

1计算机到计算机网络

2ARPANET

3八十年代的计算机网络

1标准化，OSI体系结构，ISO、CCITT、IEEE

2局域网技术

4九十年代的计算机网络

1Internet

2新一代高速计算机网络技术

人民此电曲电.斫

同寺宇校21世纪教材

以单计算机为中心的联机系统

第一代网络

背景：20世纪60年代中期以前，主计算机昂贵，通信线

路和通信设备相对便宜

联机终端网络能够共享主机资源、

进行信息的采集及综合处理（如图）

实例：SAGE、SABRE-1

特点：

在这种系统中，一端是没有处理能力的终端设备，而

另一端是一台大中型计算机，它可以同时处理多个

远方终端来的命令

远地的多个终端和本地的大中型计算机之间通过数据

通信设备可以直接通信

人民施也俎悔同那

而寺子牙父21世纪农科

以单计算机为中心的联机系统

缺点：

主机负荷较重

通信线路利用率低

可靠性低

改进：

多点通信线路

终端集中器和前端处理机

二

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二

人民部电snim

向守孑牙父21世纪教材

HOSTHOST

1,主机既承担数据处理，又承担通信工作

2.通信从主机分离出来，由通信控制处理机CCP来处

理通信

特点：

“商络中通信的双方是计算机到计算机

计算机理组的功能悬以共字资源为主，、而不是像第一

号代计算机网络那样是以数据通信为主

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.f实例：ARPANET>NPL等

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同寺宇校21世纪教材

网络体系结构的标准化

第三代网络

背景：各大计算机公司纷纷制定自己的网络技术标准，

最终促成国际标准的制定

遵循网络体系结构标准建成的网络，依据标准化水平可

分为两个阶段：

各计算机制造厂商网络结构标准化

IBM/SNA.DEC/DNA.Univac/DCA<

国际网络体系结构标准化

ISO/OSI（开放系统互联参考模型）

二IEEE802系列

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二人民部电snim

向守孑牙父21世纪教材

因特网(Internet)

因特网的前身：ARPANET

世界范围的互联网

TCP/IP协议是因特网上的标准

主要应用

万维网(WWW)

电子邮件

文件传输

远程登录

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七人民部电snim

同寺宇校21世纪教材

1.2因特网概述

1.2.2网络的网络

起源于美国的因特网现已发展成为世界上最大的

国际性计算机互联网。这使得20世纪90年代成为公认

的因特网时代，或称为网络时代。

‘进一步我们可以认为因特网是一个网络的网络。

我们有这样的概念：计算机网络把许多计算机连接在

■一

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•三

二一起，而因特网则把许多计算机网络连接在一起。

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二

二

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-人民郎电眦凝

同寺宇校21世纪教材

1.2.3因特网时代

美国国家科学基金会NSF认识到计算机网络对科

学研究的重要性，因此从1985年起，美国国家科学基

金会就围绕其六个大型计算机中心建设计算机网络。

这就是因特网的始祖：ARPANETo1986年，NSF建

立了国家科学基金网NSFNET。NSFNET后来接管了

ARPANET,并将网络改名为Internet,即因特网。

人民鼬snim

同寺宇校21世纪教材

因特网的基础结构大体上经历了三个阶段的演进：

第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。

第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网，即主干网、

地区网和校园网（或企业网）。

第三阶段的特点是逐渐形成了多级ISP结构的因特网，ISP

即因特网服务提供商。

人民鼬snim

向守宇仅21世纪秋和

以小写字母i开始的internet（互联网或互连网）是

一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的

虚拟网络。

以大写字母I开始的Internet（因特网）则是一个专

用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络

相互连接而成的特定计算机网络，它采用TCP/IP协议

族，且其前身是美国的ARPANET。

B

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人民邮电毗破

同寺宇校21世纪教材

1992年因特网上的王机超过100万台。1993年因特

网主干网的速率提高到45Mbit/s(T3速率)。到1996年

速率为155Mbit/s的主干网vBNS(veryhigh-speed

BackboneService)建成。1998年又开始建造更快的主

干网Abilene,数据率最高达2.5Gbit/s。1999年MCI和

WorldCom公司开始将美国的因特网主干网速率提高到

2.5Gbit/so到1999年底，因特网上注册的主机已超过

1000万台。

表1-1是因特网上的网络数、主机数、用户数和管

理机构数的简单概括[COME06]o

人民鼬snim

向守孑牙父21世纪教材

表1-1因特网的发展情况概况

网络数主机数用户数管理机构数

19801010210210°

1990103105106101

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2000105107108101

200510610s109103

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人民触电眦凝

同寺宇校21世纪教材

万维网WWW被广泛应用在因特网上，大大方便了广

大非网络专业人员对网络的使用，成为因特网的这种

指数级增长的主要驱动力。

同时美国已经提出研制和建造新一代因特网的设

想——“下一代因特网计划”，即“NGI计划”。

二

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二

后1人民触电眦凝

同寺宇校21世纪教材

1.2.3因特网的标准化工作

1992年，因特网不再归美国政府管辖，因此成立

了一个国际性组织叫做因特网协会ISOC(Internet

Society),以便对因特网进行全面管理以及在世界范围

内促进其发展和使用。ISOC下面有一个技术组织叫做

因特网体系结构研究委员会IAB(InternetArchitecture

Board),负责管理因特网有关协议的开发。IAB下面

又设有两个工程部。

•因特网工程部IETF(InternetEngineeringTask

Force)

,因特网研究部IRTF(InternetResearchTask

Force)

•

•

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二人民郎电眦凝

同守字校21世纪教材

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国将网协会ISOC

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因将网体系结梅

研究委员会IAB

因将网薪究部IRTF___国衿网工程品IETF

因特网研究推导小缎因特网工程精导小组

IRSGIESG

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述

图1・7因特网的管理机构

人民的

同寺宇校21世纪教材

所有的因特网标准都以RFC的形式在因特网上发布。

从一个普通文档上升到因特网的正式标准要经过四个

阶段。

(1)因特网草案(InternetDraft)。

(2)建议标准(ProposedStandard)。

(3)草案标准(DraftStandard)。

(4)因特网标准(InternetStandard)。

二

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-人民郎电眦凝

向守孑牙父21世纪教材

还有三种RFC,即历史的、实验的和提供信息的。

图1-8所示的是各种RFC之间的关系。

人民邮电毗破

同守字校21世纪教材

建议标准

草案标准

因恃网林准

，fd

.......................

图1名各种RFC之间的关系

人民邮电却瓶

同寺宇校21世纪教材

其它国际标准化组织

ISO：国际标准化组织制定了OSI

ITU：国际电信联盟之前曾用名CCITT

ITU-T：电信标准化部制定了x.25

ITU-R：无线通信部

ITU-D：开发部

IEEE：电气电子工程师协会制定了IEEE802

ANSI：美国国家标准协会制定了ASCII编码

EIA：（美国）电子工业协会制定了RS-232

二

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二

二

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二人民触电眦凝

同寺宇校21世纪教材

1.3因特网的组成

因特网可以看成边缘部分和核心部分两大块，也

就是我们通常所说的资源子网和通信子网。

处在因特网边缘的就是连接在因特网上的所有主

机，有时也把它们称作为端系统。

在实际使用过程中我们经常会说到主机A的某个进

程和主机B的某个进程进行通信。这种在TCP/IP的进

程之间的通信经常使用客户-服务器方式。

人民鼬snim

同寺宇校21世纪教材

客户-服务器方式

客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及

的两个应用进程。简单一点说，客户就是给对方发出

请求并等待对方回应的实体，而服务器就是等待对方

请求并对该请求作出回应的实体。

这里的主要特征就是：客户是服务请求方，服务

器是服务提供方。客户和服务器的角色并不是一成不

变的。

一

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二

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二人民郎电岷凝

同寺宇校21世纪教材

客户程序和服务器程序通常还具有以下一些主要

特点。

1.客户程序

(1)在进行通信时临时成为客户，但它也可在本

地进行其他的计算。

(2)被用户调用，在用户的计算机上运行，在打

算通信时主动向远地服务器发起通信。

’(3)可与多个服务器进行通信。

(4)不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。

二

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-人民郎电眦凝

同寺宇校21世纪教材

2.服务器程序

(1)是一种专门用来提供某种服务的程序，可同

时处理多个远地客户的请求。

(2)在共享计算机上运行。当系统启动时即自动

调用，且不断地运行着。

(3)被动地等待并接受来自多个客户的通信请求。

(4)一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。

客户与服务器的通信关系一旦建立，通信就可是

双向的，客户和服务器都可发送和接收信息。大多数

的应用进程都是使用TCP/IP协议进行通信。

人民鼬snim

同寺宇校21世纪教材

功能较强的计算机可同时运行多个服务器进程（如

下图中的计算机3）。

由于运行服务器进程的机器往往有许多特殊的要

求（不同于普通的PC机），因此经常将主要运行服务器

进程的机器（硬件）不严格地称为服务器。

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人民鼬snim

计轮机1计邕机3计良机2

-.......

应用层应用层应用层

HK

运输层运输层运输层

网络层网络层网络层

数幄链路层款据链路层毅喻路层

物理层物理层物理层

图2-9一台计篁机中的多个服务器可被多个计篁机的客户访问

人民府］电卸斑

同寺宇校21世纪教材

对等模式

在网络中并没有专门的功能和性能卓越的服务器

为大家提供服务，对于网络中每台主机来说地位都是

平等的。也称为P2P文件共享。

以前，它主要适用于小型网络中，软件和硬件的

配置都相对简单。但现在，随着计算机硬件性能的提

高，对等工作方式越来越多的应用到了大型网络环境

中。

二

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二

二

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二人民触电眦凝

向守字校21世纪教材

浏览器和服务器结构

浏览器和服务器结构即B/S(Browsei7Server)结构。它是随着

Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化和改进。在这种结构

下，用户工作界面通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑

在前端(Browser)实现，但是主要事务逻辑在服务器端(Server)实

现，形成所谓三层3・tier结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷,

减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本

(TCO)o

以目前的技术看，局域网建立B/S结构的网络应用，并通过

Internet/Intranet模式下数据库应用,相对易于把握、成本也是较

低的。它是一次性到位的开发，能实现不同的人员，从不同的地

点，以不同的接入方式(比如LAN.WAN.Internet/Intranet等)访

问和操作共同的数据库;它能有效地保护数据平台和管理访问权限,

服务器数据库也很安全。特别是在JAVA这样的跨平台语言出现

之后，B/S架构管理软件更是方便、快捷、高效。

人民M电:

同寺宇校21世纪教材

C/S和B/S之比较

C/S和B/S是当今世界开发模式技术架构的两大主

流技术。C/S是美国Borland公司最早研发,B/S是美

国微软公司研发。目前，这两项技术已被世界各国所

掌握，国内公司以C/S和B/S技术开发出产品也很多。

这两种技术都有自己一定的市场份额和客户群，各家

企业都说自己的管理软件架构技术功能强大、先进、

方便，都能举出各自的客户群体，都有一大群文人墨

客为自己摇旗呐喊，可谓仁者见仁，智者见智。

:一

:

一

七人民触电眦凝

向守字校21世纪教材

C/S架构软件的优势与劣势

(1)、应用服务器运行数据负荷较轻。

最简单的C/S体系结构的数据库应用由两部分组成，

即客户应用程序和数据库服务器程序。二者可分别称

为前台程序与后台程序。运行数据库服务器程序的机

器，也称为应用服务器。一旦服务器程序被启动，就

随时等待响应客户程序发来的请求;客户应用程序运行

在用户自己的电脑上，对应于数据库服务器，可称为

客户电脑，当需要对数据库中的数据进行任何操作时，

客户程序就自动地寻找服务器程序，并向其发出请求，

v服务器程序根据预定的规则作出应答，送回结果，应

fr用服务器运行数据负荷较轻。

亳<...

工

士

写人民邮也献斑q于

向守字杈21世纪敖村

C/S架构软件的优势与劣势

（2）、数据的储存管理功能较为透明。

在数据库应用中，数据的储存管理功能，是由服

务器程序和客户应用程序分别独立进行的，前台应用

可以违反的规则，并且通常把那些不同的（不管是已知

还是未知的）运行数据，在服务器程序中不集中实现，

例如访问者的权限，编号可以重复、必须有客户才能

建立定单这样的规则。所有这些，对于工作在前台程

序上的最终用户，是“透明”的，他们无须过问（通常

也无法干涉）背后的过程，就可以完成自己的一切工作。

在客户服务器架构的应用中，前台程序不是非常“瘦

小”，麻烦的事情都交给了服务器和网络。在C/S体系

的下，数据库不能真正成为公共、专业化的仓库，它

受到独立的专门管理。

人民峰也时斑R前

同寺宇校21世纪教材

C/S架构软件的优势与劣势

(3)、C/S架构的劣势是高昂的维护成本且投资大。

首先，采用C/S架构，要选择适当的数据库平台来

实现数据库数据的真正“统一”，使分布于两地的数

据同步完全交由数据库系统去管理，但逻辑上两地的

操作者要直接访问同一个数据库才能有效实现，有这

样一些问题，如果需要建立“实时”的数据同步，就

必须在两地间建立实时的通讯连接，保持两地的数据

库服务器在线运行，网络管理工作人员既要对服务器

维护管理，又要对客户端维护和管理，这需要高昂的

投资和复杂的技术支持，维护成本很高，维护任务量

nI大°

-、人民M电眦觥

同寺宇校21世纪教材

C/S架构软件的优势与劣势

(3)、C/S架构的劣势是高昂的维护成本且投资大。

其次，传统的C/S结构的软件需要针对不同的操作

系统系统开发不同版本的软件，由于产品的更新换代

十分快，代价高和低效率已经不适应工作需要。在

JAVA这样的跨平台语言出现之后，B/S架构更是猛烈

冲击C/S,并对其形成威胁和挑战。

:一

:

后

人民部电snim

同寺宇校21世纪教材

B/S架构软件的优势与劣势

(1)、维护和升级方式简单。

目前，软件系统的改进和升级越来越频繁，B/S架构的产品

明显体现着更为方便的特性。对大单位来说，系统管理人员如果

需要在几百上千部电脑之间来回奔跑，效率和工作量可想而知，

但B/S架构的软件只需要管理服务器，所有的客户端只是浏览器，

根本不需要做任何维护。无论用户的规模有多大，有多少分支机

构都不会增加维护升级的工作量，所有的操作只需要针对服务器

进行;如果是异地，只需要把服务器连接专网即可,实现远程维

护、升级和共享。所以客户机越来越“瘦”，而服务器越来越

“胖”是将来信息化发展的主流方向。今后，软件升级和维护会

越来越容易，而使用起来会越来越简单，这对用户人力、物力、

时间、费用的节省是显而易见的。因此，维护和升级革命的方式

nI是“瘦”客户机，“胖”服务器。

-、

向守字校21世纪教材

B/S架构软件的优势与劣势

(2)、成本降低，选择更多。

大家都知道windows在桌面电脑上几乎一统天下，浏览器成

为了标准配置，但在服务器操作系统上windows并不是处于绝对

的统治地位。现在的趋势是凡使用B/S架构的应用管理软件，只

需安装在Linux服务器上即可,而且安全性高。所以服务器操作

系统的选择是很多的，不管选用那种操作系统都可以让大部分人

使用windows作为桌面操作系统电脑不受影响，这就使得最流行

的免费Linux操作系统快速发展起来，Linux除了操作系统是免费

的以外，连数据库也是免费的，这种选择非常盛行。

比如说很多人每天上“新浪”网，只要安装了浏览器就可以

了，并不需要了解“新浪”的服务器用的是什么操作系统，而事

实上大部分网站确实没有使用windows操作系统，但用户的电脑

本身安装的大部分是windows操作系统。

-

人民膜啦岫斑q前

同寺宇校21世纪教材

B/S架构软件的优势与劣势

(3)、应用服务器运行数据负荷较重。

由于B/S架构管理软件只安装在服务器端(Server)

上，网络管理人员只需要管理服务器就行了，用户界

面主要事务逻辑在服务器(Server)端完全通过WWW浏

览器实现，极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现，

所有的客户端只有浏览器，网络管理人员只需要做硬

件维护。但是，应用服务器运行数据负荷较重，一旦

发生服务器“崩溃”等问题，后果不堪设想。因此，

许多单位都备有数据库存储服务器，以防万一。

不

人民部电snim

向寺宇仪21世纪袱何

1.3.2因特网的核心部分

因特网的核心部分向边缘部分的主机提供通信连

接的服务，它主要依靠路由器完成。路由器的具体任

务是转发收到的分组，但从通信的角度来看，路由器

主要来实现分组交换。

人民邮电毗破

同寺宇校21世纪教材

数据交换技术

数据交换技术:交换技术是采用交换机或结点机

等交换系统，通过路由选择技术在想进行通信的双方

之间建立物理的/逻辑的连接，形成一条通信电路，实

现通信双方的信息传输和交换的一种技术。主要有三

种类型的通信方式，分别为：电路交换、报文交换和

■一

•<■­二

•三分组交换。

二

二•

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二

二

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-人民郎电眦凝

同寺宇校21世纪教材

电路交换

电路交换(CircuitSwitching),也被称为面向连接的

交换。电路交换时通过网络中的节点在发送端和接收端之

间建立一条专用的通信线路。

典型应用就是电话呼叫，通信双方利用中间交换设备

建立一条物理路径。这条物理路径可以复用。一百多年来,

电话交换机虽然经过多次更新换代，但交换的方式一直都

是电路交换。

不

人民部电snim

同守字校21世纪教材

同寺宇校21世纪教材

当电话机的数量增多时，就要使用很多彼此连接

起来的交换机来完成全网的交换任务。用这样的方法,

就构成了覆盖全世界的电信网。

电路交换一般要经历以下三个步骤：

⑴建立连接线路

⑵数据传送

⑶连接线路拆除

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人民鼬snim

同寺宇校21世纪教材

这种必须经过“建立连接一通信一释放连接"三

个步骤的连网方式称为面向连接的(connection-

oriented)。这里我们要指出，电路交换必定是面向连

接的，但面向连接的却不一定是电路交换，因为分组

交换也可以使用面向连接的方式(如广域网的X.25网络

和ATM网络)。

人民鼬snim

向守孑牙父21世纪教材

图1-8为电路交换的示意图。在通话的全部时间内,

通话的两个用户始终占用端到端的固定传输带宽。

当使用电路交换来传送计算机数据时，其线路的

传输效率往往很低。

人民邮电毗破

同寺宇校21世纪教材

电路交换的优点是可充分保证通信容量，

一旦建立一条线路，没有任何活动能减少线路

的容量。电路交换的延时也较小。

电路交换的缺点是线路资源耗费较大，线

路的资源耗费是固定的，与通信量的大小无关。

当使用电路交换来传送计算机数据时，其线路

的传输效率往往很低。另外电路交换要建立一

条连接，这个线路的建立时间较长。

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人民鼬snim

同寺宇校21世纪教材

报文交换

报文交换事先没有物理路径，它传输的数

据单位为报文。在传输过程中，数据由发送方

发送，由中间转换中心暂存。外文交换时如果

报文较长，那么要去暂存也要关。

在报文交换中，报文被每个节点暂时存储。

在电路交换中，节点象一个交换设备一样，只

负责转发数据。例如，你的电话通话不会被中

诃节点所在储。因为报文交换会导致传输延迟,

所以这种连接方式并不适用于电话网索。

人民鼬snim

同寺宇校21世纪教材

在电路父换中，两节点间的所有信息父换都

使用同一条路径。而在报文交换中，不同的报

文可能经过不同的路由。由于路由的选择因时

而异，同时不同的报文可以分时共享同一公共

线路，这样，网络的利用率就提高了。

电路交换在发送数据时，要求收发双方共同

参与。而报文交换则不需要，报文被发送到目

的地，然后存储起来等待取用。

人民鼬snim

同寺宇校21世纪教材

分组交换

第三种连接方式是分组交换(Packet

Switching),也被称为面向无连接的交换。

分组交换网络相对报文交换需要将较大的

报文分成较小的数据段，并依次发出。

与报文交换类似，这样可能存在以下

情况：发送端发送的数据段经过一定

的路径到达接收端，但选择的网络路

一

二?径有可能出现前后不一致。

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二

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1人民郎电眦凝

向守孑牙父21世纪教材

在数据报的方法中，每个分组都可以被单独地处理。

如果此时需传输大数据文件，那么该文件将

被分成几片，即分成几个分组。每个分组都

被独立地传输。但每个分组内都会有一个

“片偏移”标志位，用来区别该数据文件各

个分组的前后顺序。通过“片偏移”标志位,

使不同的分组到达目的端后，目的端可以对

其进行重组。

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人民邮电岷谦

同寺宇校21世纪教材

分组交换采用存储转发技术。通常我们将欲发送

的整块数据称为一个报文(message)。在每一个数据段

前面，加上一些必要的控制信息组成的首部(header)后,

就构成了一个分组(packet)。分组又称为“包”，而分

组的首部也可称为“包头”。分组交换的特征是基于

标记(label-based)。不先建立连接而随时可发送数据的

连网方式，称为无连接的(connectionless)。分组的概

念如下图所示。

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人民鼬snim

同守字校21世纪教材

同寺宇校21世纪教材

主机和路由器都是计算机，但他们的作用很不一

样。主机的用途是为用户进行信息处理，并且可以和

其他主机通过网络交换信息。路由器的用途是用来转

发分组的，即进行分组交换的。

分组交换网由若干个结点交换机(nodeswitch)和连

接这些交换机的链路组成，如下图(a)所示。图(b)和图

(a)的表示方法是一样的，但强调了结点交换机具有多

个端口的概念。

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人民鼬snim

同守字校21世纪教材

⑥分组交换网和主机(b)具有两蛆端口的结点交换机

图1-4分蛆交换网示意图

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同寺宇校21世纪教材

结点交换机处理分组的过程是：将收到的分组先

放入缓存，再查找转发表（转发表中写有到何目的地址

应从何端口转发的信息），然后由交换机构从缓存中将

该分组取出，传递给适当的端口转发出去。

分组交换网的主要优点可归纳如表1・2所示。

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人民鼬snim

同寺宇校21世纪教材

表1-2分组交换的优点

优点所采用的手段

在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对

高效

通信链路是逐段占用

每个结点均有智能，为每一个分组独立地选

灵活

择转发路由

以分组作为传送单位，可以不先建立连接就

迅速

能向其他主机发送分组；网络使用高速链路

完善的网络协议；分布式多路由的分组交换

可靠

网，使网络有很好的生存性

人民鼬snim

同寺宇校21世纪教材

分组交换也带来一些新的问题。例如，分组在各

结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。

当网络通信量过大时，这种时延可能会很大。此外，

各分组必须携带的控制信息也造成了一定的开销

(overhead)。

,下面描述了电路交换、报文交换和分组交换的主

要特点。

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七人民触电眦凝

同寺宇校21世纪教材

三种交换方式各自的特点：

电路交换：整个报文的比特流连续的从源点直达终点，

好像在一个管道中传送。

报文交换：整个报文先传送到相邻结点，全部存储下

来后查找转发表，转发到下一个结点。

分组交换：单个分组传送到相邻结点，全部存储下来

后查找转发表，转发到下一个结点。

人民鼬snim

一同守字校21世纪教材

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(a)电路交换

⑹报文交换⑹分蛆交换，P.表示4个分组

S1-5三种交换方式的比较

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同寺宇校21世纪教材

下图(a)所示的是早期的面向终端的计算机网络，

它是以单个主机为中心的星形网，各终端通过通信线

路共享昂贵的中心主机的硬件和软件资源。而分组交

换网是以网络为中心，主机和终端都处在网络的外围,

如图(b)所示。用户通过分组交换网可共享连接在网络

上的许多硬件和各种丰富的软件资源。

人民邮电岷谦

同守字校21世纪教材

而寺子校21世纪我和

1.4计算机网络在我国的发展

1989年11月，我国第一个公用分组父换网CNPAC

建成运行，在此基础上，1993年9月建成新的中国公用

分组交换网。

在20世纪80年代后期，公安、银行、军队以及其

他一些部门也相继建立了各自的专用计算机广域网。

自20世纪90年代起，我国陆续建造了基于因特网

技术的、可以和因特网互连的9个全国范围的公用计算

机网络。

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向守孑牙父21世纪教材

表1・3是中国互联网络信息中心公布的我国

最近几年来因特网的发展情况。

人民邮电毗破

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表1-3我国因特网的发展情况

上网计算机数上网用户数国际线路总容量

统计时间，WWW站点数

（万）（万）（Mbit/s）

1997.10.3129.962150025.408

1998.12.3174.72105300143.256

1999.12.3135089015153351

2000.12.31--8922250,2654052799

2001.06.30100226502427393257

2003.01.30208359103716009380

2005.01.304160,940066890074429

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我国计算机网络的发展历史

七十年代末开始

八十年代：

1局域网

2OSI网络体系结构

3低速广域网（电话线）

九十年代：

1局域网Novell,TCP/IP

2X.25广域网及其应用

人民燃电毗蹄回危

同寺宇校21世纪教材

我国计算机网络的发展历史

1990〜1993通过X.25与国际连网

1994中科院高能所，64K,日本

NCFC,64K,Sprint

1995化工大学，64K,日本

Chinanet,64K+64K,Sprint

CERNET,128K,Sprint

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二

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同寺宇校21世纪教材

中国上网第一人:钱天白

1979年初中国兵器工业计算所的前身五机部计算

站成立，钱天白开始了生命和事业中的重大转折。他

在这里一呆就是十九年，直到去世。这十九年是钱天

白一生中最重要的时光，也是钱天白的事业走向辉煌

的十九年。

可以说，在钱天白之前的中国互联网事业完全是

一片空白。加入计算站后，钱天白很快带领一班人马,

建成了我国第一个在Internet中正式注册并投入正常运

行的CANET网络中心；而后他又代表中国首次登记了

顶级域名CN,从此中国有了自己的域名，中国的网络

•

•有了自己的标志。

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•<，人民郎电眦凝

同寺宇校21世纪教材

中国上网第一人:钱天白

钱天白先生对Internet在我国的起步和发展作出了

卓越贡麻。

1987年9月14日21时07分，北京市计算机应用技术

研究所的钱天