《计算机导论》网络通信.pptx

《计算机导论——计算思维和应用技术》7.1.1 网络基本类型7.1.2 网络通信协议7.1.3 网络体系结构7.1.4 分组交换技术7.1.5 网络路由技术[增强版] 计算机7.1.1 网络基本类型保罗·巴兰（Paul Baran）1964年的论文说明了互联网的基本结构形式阿帕网四校互联阿帕网设计草图1、互联网的发展1960年代，美国国防部高级研究计划局（ARPA）制定网络计划；最初ARPANET（阿帕网）由4台计算机互连：利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）；加利福尼亚大学（UCSB）；斯坦福大学研究学院（SRI）；犹他州大学（UoUtah）。7.1.1 网络基本类型首次阿帕网连接实验的工作日志阿帕网早期工作人员互联网的诞生：1969年10月29日，在克兰罗克（L.Kleinrock）教授指导下，阿帕网UCLA节点与SRI节点连通，计划传输“LOGIN”字符，但第一次实验只传输了“LO”两个字符就宕机了。这是第一次用分组交换技术实现远程通信，标志着互联网的正式诞生。7.1.1 网络基本类型联合国宽带数字发展委员会报告：2013年全球互联网用户为28亿左右；每增加10%的宽带接入，可带来1.38%的GDP增长。2013年全球互联网数据流量为：56EB（1EB=10亿GB）；全球有1万亿台设备接入互联网。互联网受欢迎的原因：使用成本低，信息价值高。7.1.1 网络基本类型全球互联网主干连接如图所示。7.1.1 网络基本类型【案例】互联网体系的演进。7.1.1 网络基本类型2、网络的定义计算机网络是利用通信设备和传输介质，将分布在不同地理位置上的具有独立功能的计算机相互连接，在网络协议控制下进行信息交流，实现资源共享和协同工作。网络构成：网络设备：服务器、交换机、路由器等传输介质：光纤、电话线、微波等计算机互连：主机互连、协议互连、应用互连等网络协议：TCP/IP、ITU-T、IEEE等网络功能：信息交流：网站、即时通信、电子邮件等资源共享：信息共享、存储共享、设备共享等协同工作：信息平台、商务平台、物联网、云计算等7.1.1 网络基本类型3、网络主要类型IEEE（国际电子电气工程师协会）按地理范围分为：局域网、城域网、广域网。（1）局域网（LAN）局域网特征：在一幢或相邻几幢建筑物之间；结构复杂程度最低的计算机网络；应用最广泛的网络。局域网不一定是小型网络。如，大学校园网、智能小区网等。7.1.1 网络基本类型【案例】水库大坝控制系统局域网。7.1.1 网络基本类型（2）城域网（MAN）城域网特征：覆盖区域为数百平方千米的城市内。城域网由许多大型局域网组成。城域网为个人、企业提供网络接入。城域网结构：网络结构较为复杂；采用点对点、环形、树形等混合结构。7.1.1 网络基本类型【案例】大庆城域网案例。7.1.1 网络基本类型【案例】浙江大学城域互联网。7.1.1 网络基本类型（3）广域网（WAN）广域网特征：覆盖范围在数千平方公里以上；一般为多个城域网的互连；如，ChinaNet（中国公用计算机网）；如，世界各国之间网络的互连。采用光纤进行信号传输；主干线路数据传输速率非常高；网络结构较为复杂。7.1.1 网络基本类型【案例】中国教育网CERNET2主干结构。7.1.1 网络基本类型【案例】GEANT2欧亚互联网主干结构。7.1.1 网络基本类型【案例】2011年，美国首个100G光路由以太网投入运营。《计算机导论——计算思维和应用技术》7.1.1 网络基本类型7.1.2 网络通信协议7.1.3 网络体系结构7.1.4 分组交换技术7.1.5 网络路由技术 计算机7.1.2 网络通信协议1、通信过程中存在的问题和解决方法人们开会的通信过程：在哪里开会（目标地址）；如何进入会议室（路由）；会议什么时候开始（通信确认）；主讲者通过声音（传输介质）表达意见（传送信息）；主讲者必须关注与会人员的反应（监听）；其他人必须关注主讲者发言（同步）；主讲者会受到会议室外的干扰（环境噪声）；会议室内其他人员说话的干扰（信道干扰）；与会者同时说话，会谁也听不清（信号冲突）；主讲人保持恒定语速（通信速率）等。7.1.2 网络通信协议计算机通信需要解决的问题：本机与哪台主机通信（本机地址与目标地址）？通过那条路径将信息传送到对方（路由）？对方开机了吗（通信确认）？信号采用什么传输介质（双绞线或光纤）？通信双方如何在时钟上保持一致（同步）？怎样判断和消除信号干扰（检错与纠错）？信号冲突时如何处理（通信协议）？如何提高数据传输效率（复用技术）？人类通信与计算机通信的比较：共同点：遵循通信规则；不同点：人类可以灵活改变通信规则，计算机通信不能随意改变规则； 人类能智能地对通信方式和内容进行判断， 计算机以高速