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计算机网络 西安交通大学 计算机教学实验中心 第1章 引论 本章内容 计算机网络的产生和发展 计算机网络的概念 计算机网络系统的组成 计算机网络的分类 1.1 计算机网络的产生和发展 早期的计算机应用模式——单机 大、中、小型机——庞大，昂贵，资源无法共享 分散的计算机构成了一个个的信息“孤岛” 计算机网络产生始于20世纪50年代，产生的原因： 资源共享的需求（计算能力、外设、软件、数据） 大型项目的合作（进行工程项目协作） 人与人之间的信息沟通（数据通信） 从体系结构来观察，计算机网络的发展可分为三个阶段（三代网络）： 1. 以主机为中心的联机终端系统 “计算机－终端”系统 2. 以通信子网为中心的主机互联 分组交换网络 3. 体系结构标准化网络 层次化结构，并对每层进行了精确定义 1.以主机为中心的联机终端系统 特征：终端(Terminal)共享主机(Host)的软硬件资源 单台主机：执行计算和通信任务 多台终端：执行用户交互 (终端集中器/终端服务器) 连接方式：本地或远程 例子：飞机订票系统 HOST(航空公司总部) Terminals(订票点) 通信线路(电话线路) 缺点 主机负荷重——数据处理＋通信 线路利用率低 集中控制方式，可靠性低 改进 终端集中器(近/远距) 前端处理机（Front-End Processor, FEP），将通信任务从主机中分离出来 2.以通信子网为中心的主机互联 特征 多个终端主机系统互联，形成了多主机互联网络 网络结构从“主机－终端” 转变为“主机－主机” 主机－主机网络的演变 演变阶段1 通信任务从主机中分离，由通信控制处理机（CCP）完成 CCP：处理主机之间完成通信任务的专用计算机 两层网络概念的出现 由CCP组成的传输网络——通信子网，提供信息传输服务 建立在通信子网基础上的主机集合——资源子网，提供计算资源 两层网络的概念结构 演变阶段2 通信子网规模逐渐扩大 私有→社会公用 公用数据通信网 PSTN X.25 优点 降低用户系统建设成本 提高通信线路利用率 兼容性好 例子 因特网的前身——ARPANET 美苏冷战时期由美国军方建立的实验性网络 最初4个节点→20世纪70年代的60多个节点 地域跨越美洲、欧洲 具有现代网络的许多特征，例如： 分组交换 分层次的网络体系 较为完善的通信协议 3. 体系结构标准化网络 为什么需要标准化？ 不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构的标准化的原动力 而兼容性和互操作性的最终目的仍是资源共享 标准化的时机？ 先制定标准再开发，还是先开发再制定标准？ 各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方面的研究日趋成熟是基础 网络体系结构标准化过程的演变 厂商标准：IBM-SNA，DEC-DNA等 缺点：适用范围：兼容性？ 技术垄断：竞争？ 标准不统一：用户利益？ 国际标准（ISO OSI/RM） Open System Interconnection/Recommended Model(开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型) OSI参考模型是一种概念上的网络模型，规定了网络体系结构的框架：7个层次 只说明了做什么（What to do），而未规定怎样做（How to do） 太复杂，几乎没有与之完全符合的网络 事实上的标准：TCP/IP(因特网的骨干协议) 从体系结构上看，它是OSI参考模型的简化（4层） 4.局域网 始于20世纪70年代 以太网是LAN的主流网络 5.因特网时代 Internet NGI Intranet Internet 因特网的出现标志着网络时代的到来 因特网是全球性的网络 丰富的信息和便利的使用是其规模迅速增长的主要驱动力 截止到2000年, Internet的规模为 网络数达到105数量级, 主机数达到107数量级, 用户数达到108数量级，主干速率大于2.5Gb/s NGI 各国NGI的情况 美国政府资助的“下一代因特网计划”目标是 主干网的速率比现在的因特网高1000倍 端到端的速率要达到100Mb/s~10Gb/s 我国的第一个“CNGI”是NSFCNET 我国的“下一代教育科研网”——CERNET2 NGI的核心技术 WDM 全光网络 Intranet Intranet 将因特网的构造技术应用于企业的内部网络。 特点 为满足某个企业／事业单位自身的需要而建立 基于因特网的技术和工具，采用TCP／IP协议 广泛采用WWW的技术 和因特网连接 连接底层的控制网络，管理、优化、监控企业的生产过程 Extranet 将内联网的范围延伸扩大，扩大到企业的外部，形成企业外部网络。 VPN 构建内联网和外联网 6.“三网”融合 “三网”融合就是指原先