(讲稿)计算机网络概述.ppt

网络技术概述 计算机网络在信息时代中的作用 计算机网络的发展过程 计算机网络的分类 计算机网络的体系结构 应用层的客户-服务器方式 1.1 计算机网络在信息时代的作用 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。 网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。 网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。 发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。 因特网(Internet)的发展 进入 20 世纪 90 年代以后，以因特网为代表的计算机网络得到了飞速的发展。 已从最初的教育科研网络逐步发展成为商业网络。 已成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。 因特网的意义 因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革。 现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不开因特网。 1.2 计算机网络的发展过程 1.2.1 分组交换的产生 是 20 世纪 60 年代美苏冷战时期的产物。 60 年代初，美国国防部领导的远景研究规划局ARPA (Advanced Research Project Agency) 提出要研制一种存续性(survivability)很强的网络。 传统的电路交换(circuit switching)的电信网有一个缺点：正在通信的电路中只要有一个交换机或一条链路被炸毁，整个通信电路就会中断。 如要改用其他迂回电路，必须重新拨号建立连接。这将要延误一些时间。 计算机网络的基本特点 网络用于计算机之间的数据传送，而不是为了打电话。 网络能够连接不同类型的计算机，不局限于单一类型的计算机。 所有的网络结点都同等重要，因而大大提高网络的存续性。 计算机在进行通信时，必须有冗余的路由。 网络的结构应当尽可能地简单，同时还能够非常可靠地传送数据。 回顾一下电路交换的特点 两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。 更多的电话机互相连通 5 部电话机两两相连，需 10 对电线。 N 部电话机两两相连，需 N(N – 1)/2对电线。 当电话机的数量很大时，这种连接方法需要的电线对的数量与电话机数的平方成正比。 使用交换机 当电话机的数量增多时，就要使用交换机来完成全网的交换任务。 “交换”的含义 在这里，“交换”(switching)的含义是： 转接——把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。 从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。 电路交换的特点 电路交换必定是面向连接的。 电路交换的三个阶段： 建立连接 通信 释放连接 电路交换举例 A 和 B 通话经过四个交换机 通话在 A 到 B 的连接上进行 电路交换举例 C 和 D 通话只经过一个本地交换机 通话在 C 到 D 的连接上进行 电路交换传送计算机数据效率低 计算机数据具有突发性。 这导致通信线路的利用率很低。 分组交换的原理（一） 在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。 分组交换的原理（二） 每一个数据段前面添加上首部构成分组。 分组交换的原理（三） 分组交换网以“分组”作为数据传输单元。 依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。 分组首部的重要性 每一个分组的首部都含有地址等控制信息。 分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。 用这样的存储转发方式，分组就能传送到最终目的地。 分组交换的原理（四） 接收端收到分组后剥去首部还原成报文。 分组交换的原理（五） 最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。 这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃。 分组交换网的示意图 注意分组的存储转发过程 注意结点交换机有多个端口 结点交换机 在结点交换机中的输入和输出端口之间没有直接连线。 结点交换机处理分组的过程是： 把收到的分组先放入缓存（暂时存储）； 查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发； 把分组送到适当的端口转发出去。 主机和结点交换机的作用不同 主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组。 结点交换机对分组进行存储转发，最后把分组交付给目的主机。 分组交换的优点 高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 灵活 以分组为传送单位和查找路由。 迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组；充分使用链路的带宽。 可靠 完善的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性。 分组交换带来的问题 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。 分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。 存储转发原理并非完全新的概念 在 20 世纪 4