主講：朱曉靜2/4/2023計算機網絡成績評定平時成績（到課情況、書面作業、實驗）占40%，期末考試占60%。注：課堂提問表現好的適當加分經常缺課、無故遲到、早退、不認真聽講的酌情扣分。

聯系方式：E-mail：hehe428@163.comQQ:254318449電話算機網絡課程內容簡介

學習計算機網絡的基礎知識、基本原理和主流技術，包括計算機網絡的體系結構、組成及協議標準；學習局域網技術、網絡互連技術、網絡操作系統、網絡應用和網絡管理及安全技術等。訓練計算機網絡組網、網絡配置及網絡應用的能力。第1章計算機網絡概述本章內容提要引言：什么是計算機網絡計算機網絡的發展過程簡介計算機網絡的基本組成和功能計算機網絡的主要性能指標計算機網絡的分類Internettoday

骨干ISP骨干ISP骨干ISP地區ISP本地ISP地區ISP地區ISP1.1計算機網絡發展簡況計算機網絡是計算機技術和通信技術緊密結合的產物。因此，它的發展涉及到通信和計算機兩個領域。通信網絡為計算機之間的數據傳遞和交換提供了必要的手段。數字計算技術的發展滲透到通信技術中，提高了通信網絡的各種性能。計算機網絡的發展大致可分為四個階段：計算機應用的早期階段，沒有計算機網絡的概念，為了解決“數據的傳送”，開始了引入“電話通信”的技術，發展了遠程聯機系統。以后又有面向終端的計算機網絡、計算機－計算機網絡、網絡互連的過程，就是一個為了滿足應用需要，不斷地進行技術創新的過程。（1）第一階段：面向終端的計算機通信網（20世紀50年代）終端特點:

是“終端-計算機”通信,有明顯的主從關系。缺點:①主機負擔過重,既要承擔數據處理任務又要承擔通訊任務;

②線路利用率低,特別是在終端遠離中心計算機時尤為明顯。改進:①通過前端處理機使主機不用管理通信;

②終端經過集中器走向主機。前端處理機:分工完成全部的通信任務,而讓主機專門進行數據的處理。這樣就大大地提高了主機進行數據處理的效率。前端處理機計算機終端通過前端處理機使主機不用管理通信集中器:為了節省通信費用,可在遠程終端較密集處加一個集中器。匯集后再通過高速線路連接到前端處理機。集中器終端終端通過集中器走向主機（2）第二階段：以通信子網為中心的網絡階段(20世紀60年代)——多個計算機群或終端通過分組交換網連接起來，用于傳輸信息。以美國的ARPANET與分組交換技術為重要標志。特點:

是“計算機~計算機"通信,沒有主從關系；但體系結構差異較大,不利于互聯,以通信為主要目的。后面介紹（3）第三階段:開發式標準化網絡階段——在協議的控制下,以實現資源共享為主要目的,借助于通信系統聯結的多個計算機集合。特點:全網具有統一的體系結構,以資源共享為主要目的。資源管理方面體系結構方面第二階段由用戶來完成體系結構差異大，不利于網絡互連第三階段由操作系統來完成有了統一的ISO-OSI

模型（4）第四階段:高速智能化網絡階段(20世紀90年代）——計算機網絡向高速化、寬帶化(2G)、多媒體方向發展。未來的目標是實現5W(3G)的個人通信(任何人who在任何時候when任何地方where都可以和任何一個其他人whomever傳送任何信息whatever)。NGN和NGI特點：①開放性:一是應用環境的開放和對不同應用的適應；二是互聯環境的開放,便于與其他網絡和計算機的互聯。②綜合性:體現了系統中各要素間的更緊密結合。③智能化:是人工智能技術與網絡技術的結合。計算機網絡發展的趨勢：一個目標兩個支撐三個融合四個熱點。一個目標建立完善的信息基礎設施信息社會最重要的基礎設施信息產業是現代社會最重要的產業電子信息文化是人類文化發展第四個里程碑電子技術

光電子技術兩個支撐技術

微電子技術信息產業發展的基礎莫爾定理PC的處理能力新的微電子技術工藝光電子技術光纖傳輸性能光纖傳輸技術的發展第一代：0.8微米 280兆比特第二代：1.3微米 560兆比特第三代：1.5微米 第四代：光放大器 10-20千兆比特波分復用技術100Gbps 40種波長同時傳送100萬個話音和1500個電視信道三個融合計算機、通信、信息內容的融合電信、電視、計算機的三網合一融合的基礎是數字化三網合一的網絡體系結構三個融合100,00010,0001,000100101通信計算信息語言算盤文字印刷電視計算機計算機網電報電話四個熱點多媒體寬帶網移動通信信息安全1.2計算機網絡在我國的發展概況

三個階段第一階段：從l986~l994年，中科院帶頭；功能簡單：E-mail，聯機檢索;第二階段：從1994~1995年，教育科研網（CERNET）開通，64Kbps專線連接國際Internet;第三階段：1995年以后，開始進入高速發展階段，商業化應用。中國現狀(ISP)（1）中國公用計算機互聯網（CHINANET）（2）寬帶中國CHINA169網（3）中國科技網（CSTNET）（4）中國教育和科研計算機網（CERNET）（5）中國移動互聯網（CMNET）（6）中國聯通互聯網（UNINET）（7）中國鐵通互聯網（CRNET）（8）中國國際經濟貿易互聯網（CIETNET）（9）中國長城互聯網CGWNET（10）中國衛星集團互聯網CSNET等。Internettoday骨干ISP骨干ISP骨干ISP地區ISP本地ISP地區ISP地區ISP

2008年，電信運營商進行合并重組。五合三為：聯通C網和G網將進行分離，前者交付中國電信作為經營移動業務所用，后者則與中國網通合并繼續經營。中國移動將合并中國鐵通。2006~2007年我國Internet基礎資源數量增長情況2007年12月總量2006年12月總量年增長率IPv4地址（個）135,274,75298,015,74438.0%域名（個）11,931,2774,109,020190.4%其中：CN域名（個）9,001,9931,803,393399.2%網站（個）1,503,800843,00078.4%網頁（個）8,471,084,5664,472,577,93989.4%網頁字節（KB）198,348,224,198122,305,737,00062.2%國際出口帶寬（Mbps）368,927256,69643.7%

中國互聯網絡信息中心InternetSociety(ISOC)InternetArchitectureBoard(IAB)InternetEngineeringTaskForce(IETF)InternetResearchTaskForce(IRTF)InternetAssignedNumbersAuthority(IANA)InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers(ICANN)NetworkInformationCenter(NIC)Internet

的管理機構Internet的管理機構標準化組織國際標準化組織（ISO）電子電器工程師協會（IEEE）美國國家標準局（ANSI）電子工業協會（EIA/TIA）國際電信聯盟（ITU）因特網標準（InternetStandards）因特網標準（Internetstandard）是必須被遵守的正式規約。一個規約要成為因特網標準需要經過嚴格的過程。規約從因特網草案開始。因特網草案（Internetdraft）是正在加工的文檔（正在進行的工作），沒有被官方正式承認，其生存期為6個月。一旦被因特網管理機構推薦，該草案就可以作為RFC（RequestforComment）發布。RequirementlevelsofanRFC1.3計算機網絡概述1.3.1什么是計算機網絡1.3計算機網絡概述1.3.1什么是計算機網絡計算機網絡：通過通信設備和通信線路將不同地理位置、并具有獨立功能的多臺計算機系統連接起來，以實現信息的交換和資源共享的系統，稱之為計算機網絡1.3.2計算機網絡的功能及應用計算機網絡的功能主要體現在三個方面：信息交換。也叫做數據通信，這是計算機網絡最基本的功能，主要實現不同地理位置的計算機與終端或設備、計算機與計算機之間的數據傳輸。資源共享。所謂的資源是指構成系統的所有要素，包括軟、硬件資源，如：計算處理能力、大容量磁盤、高速打印機、繪圖儀、通信線路、數據庫、文件和其他計算機上的有關信息。分布式處理。一項復雜的任務可以劃分成許多部分，由網絡內各計算機分別協作、并行完成有關部分，使整個系統的性能大為增強。1.3.3計算機網絡的基本組成1.3.3計算機網絡的基本組成兩臺或兩臺以上的計算機通信設備和通訊介質連接起來支持網絡運行的協議支持網絡應用的軟件計算機通信設備/通信網絡計算機更多的計算機

1.3.4計算機網絡的主要性能指標1.速率比特（bit）是計算機中數據量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。速率即數據率(datarate)或比特率(bitrate)是計算機網絡中最重要的一個性能指標。速率的單位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s

等速率指的是連接在計算機網絡上的主機在數字信道上傳送數據的速率。速率往往是指額定速率或標稱速率。

1.3.4計算機網絡的主要性能指標2.帶寬帶寬對信號：指該信號的各種不同頻率成份所占據的頻率范圍。例如，電話信號標準帶寬3.1kHz(300~3400Hz).對通信線路：指允許通過的信號頻率范圍，也稱為通頻帶.對于數字信道，人們通常把帶寬和數據率（吞吐量）不加區別，混為同義。嚴格地說，兩者是有區別的，數據率是指數字信道傳送數字信號的速率，單位為：bit/s、bps、kbps、Mbps、Gbps對計算機網絡：帶寬通常用來表示網絡的通信線路所能傳送數據的能力.1.3.4計算機網絡的主要性能指標3.吞吐量

吞吐量(throughput)表示在單位時間內通過某個網絡（或信道、接口）的數據量。吞吐量更經常地用于對現實世界中的網絡的一種測量，以便知道實際上到底有多少數據量能夠通過網絡。吞吐量受網絡的帶寬或網絡的額定速率的限制。

4.時延——是指一個報文或分組從一個網絡（或一條鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間。由四部分組成：發送時延、傳播時延、處理時延、排隊時延。時延1.3.4計算機網絡的主要性能指標四種時延所產生的地方

1011001…發送器隊列在鏈路上產生傳播時延結點

B結點

A在發送器產生傳輸時延(即發送時延)在結點

A中產生處理時延和排隊時延數據從結點A向結點B發送數據鏈路

發送時延是發送數據時使數據塊從結點進入到傳輸媒體所需要的時間，也就是從數據塊的第一個比特開始發送算起，到最后一個比特發送完畢所需的時間。

傳播時延是信號（電磁波或光波）在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。例如，電磁波在自由空間的速度：3.0×105km/s，在銅線電纜中2.3×105km/s，在光纖中2.0×105km/s。處理時延是數據在交換結點為存儲轉發而進行一些必要的處理所花費的時間。排隊時延：結點緩存隊列中分組排隊所經歷的時延。排隊時延的長短往往取決于網絡中當時的通信量。容易產生的錯誤概念

對于高速網絡鏈路，我們提高的僅僅是數據的發送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。提高鏈路帶寬，減小了數據的發送時延。5.時延帶寬積和往返時延理解帶寬傳播時延鏈路就好像一個圓柱形管道往返時延：表示從發送端發送數據開始，到發送端收到接收端的確認信息，總共經歷的時延。練習

一、收發兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2×108m/s。試計算以下兩種情況的發送時延和傳播時延：

1、數據長度為107bit，數據發送速率為100kb/s。

2、數據長度為103bit，數據發送速率為1Gb/s。從以上計算結果可以得出什么結論？二、假設信號在媒體上的傳播速率為2.3×108m/s。媒體長度l分別為：⑴10cm(網絡接口卡)；⑵100cm(局域網)；⑶100km(城域網)；⑷5000km(廣域網)。試計算數據率為1Mb/s和10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數。參考答案一、⑴發送時延為100s，傳播時延為5ms；⑵發送時延為1us，傳播時延為5ms。結論：若數據長度大而發送速率低，則在總的時延中，發送時延往往大于傳播時延。反之，若數據長度短而發送速率高，則傳播時延就可能是總時延中的主要成分。二、媒體長度l傳播時延媒體中的比特率數據率=1Mb/s數據率=10Gb/s⑴0.1m4.35X10-10s4.35X10-44.35⑵100m4.35X10-7s0.4354.35X103⑶100km4.35X10-4s4.35X1024.35X106⑷5000km0.0217s2.17X1042.17X1081.4計算機網絡的分類最常用的分類方法:

按網絡的覆蓋范圍劃分

按傳輸介質劃分按網絡通信方式劃分按網絡通信速率或網絡帶寬劃分

按網絡應用范圍劃分按網絡拓撲結構劃分1.按網絡的覆蓋范圍劃分

局域網（LAN）城域網（MAN）廣域網（WAN）局域網局域網的技術特點覆蓋有限的地理范圍，它適用于公司、機關、校園、工廠等有限范圍內的計算機、終端與各類信息處理設備連網的需求；提供高數據傳輸速率（10Mb/s～10Gb/s）、低誤碼率的高質量數據傳輸環境；一般屬于一個單位所有，易于建立、維護與擴展；從介質訪問控制方法的角度，局域網可分為共享介質式局域網與交換式局域網兩類。局域