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第一课 网络的产生、发展、 分类、工作模式及其应用

第一课 网络的产生、发展、 分类、工作模式及其应用. 引入. 现在网络已经不仅仅是一个时髦的名词。事实上它已经成为人们生活不可缺少的一部分，就象空气和水一样 。. 学习目标. 学习完本课程，您应该能够：. 什么是计算机网络？ 计算机网络是如何发展而来的？ 计算机网络有哪些分类？ 计算机网络能做什么？为什么要学计算机网络？. 课程内容. 计算机网络定义和发展 计算机网络的分类 计算机网络的应用 案例讲解计算机网络的应用. 学习重、难点分析. 重点： 网络的定义 网络的发展 网络的应用 难点： 网络的分类. 计算机网络的定义. 网络概念：

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第一课 网络的产生、发展、 分类、工作模式及其应用

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Presentation Transcript

  1. 第一课 网络的产生、发展、分类、工作模式及其应用

  2. 引入 现在网络已经不仅仅是一个时髦的名词。事实上它已经成为人们生活不可缺少的一部分，就象空气和水一样。

  3. 学习目标 学习完本课程，您应该能够： • 什么是计算机网络？ • 计算机网络是如何发展而来的？ • 计算机网络有哪些分类？ • 计算机网络能做什么？为什么要学计算机网络？

  4. 课程内容 计算机网络定义和发展 计算机网络的分类 计算机网络的应用 案例讲解计算机网络的应用

  5. 学习重、难点分析 • 重点： • 网络的定义 • 网络的发展 • 网络的应用 • 难点： • 网络的分类

  6. 计算机网络的定义 • 网络概念： 用通信线路和通信设备将分布在不同地点的多台自治计算机系统互相连接起来，按照共同的网络协议,共享硬件,软件和数据资源的系统。 • 四个要素： 1、通信线路和通信设备 2、有独立功能的计算机 3、网络软件支持 4、实现数据通信与资源共享

  7. 网络传输信息示意图

  8. 20世纪60年代早期 • 面向终端的计算机网络：主机是网络的中心和控制者，终端（键盘和显示器）分布在各处并与主机相连，用户通过本地的终端使用远程的主机 • 只提供终端和主机之间的通信，子网之间无法通信 发展与分类 计算机网络的发展 远程终端联机阶段 计算机网络阶段（局域网） 计算机网络互联阶段（广域网、Internet） 信息高速公路阶段（高速，多业务，大数据量） • 20世纪60年代中期 • 多个主机互联，实现计算机和计算机之间的通信。 • 包括：通信子网、用户资源子网 • 终端用户可以访问本地主机和通信子网上所有主机的软硬件资源。 • 20世纪70年代:ARPANET • 20世纪70年代:ARPANET • 1977年 国际标准化组织(ISO)制订：开放体系互联基本参考模型（OSI） • TCP/IP协议的诞生：RFC • 宽带综合业务数字网：信息高速公路 • ATM技术、ISDN、千兆以太网 • 交互性：网上电视点播、电视会议、可视电话、网上购物、网上银行、网络图书馆等 • 高速、可视化

  9. 第一代计算机网络 终端 中央主机 终端 终端 前置处理机 中央主机 集中器 终端 以单个计算机为中心的远程连机系统，构成面向终端的计算机网络。(60年代以前)。 50年代 计算机-终端 多机系统

  10. 计算机网络发展 第一代：远程终端连接 • 20世纪60年代早期 • 面向终端的计算机网络：主机是网络的中心和控制者，终端（键盘和显示器）分布在各处并与主机相连，用户通过本地的终端使用远程的主机 • 只提供终端和主机之间的通信，子网之间无法通信

  11. 第二代计算机网络 多个主计算机通过通信线路互连的计算机网络。（60年代中期）。 代表：1969年开始运行的美国国防部高级研究计划署的ARPANET

  12. 计算机网络发展 第二代：计算机网络阶段（局域网） • 20世纪60年代中期 • 多个主机互联，实现计算机和计算机之间的通信。 • 包括：通信子网、用户资源子网 • 终端用户可以访问本地主机和通信子网上所有主机的软硬件资源。 • 电路交换和分组交换

  13. 计算机网络的组成 计算机网络在逻辑上可以分为两个子网：资源子网和通信子网 实现资源共享功能的硬件及其软件的集合称为资源子网 实现网络通信功能的硬件及其软件的集合称为网络的通信子网

  14. 第三代计算机网络 应用层 应用层 表示层 表示层 会话层 会话层 运输层 运输层 网络层 网络层 数据链路层 数据链路层 物理层 物理层 具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络。(70年代末)。

  15. 第三代计算机网络 应用层 应该做什么 表示层 数据表示、加密等特殊处理 会话层 对方是谁 运输层 对方在什么地方 网络层 走哪条路可以到达对方 数据链路层 数据采用什么样的方式传输 物理层 计算机之间使用什么连接

  16. 第三代计算机网络 70年代中期 局域网 80年代局域网迅速发展 90年代网络互连，Internet崛起

  17. 计算机网络发展 第三代：计算机网络互联阶段（广域网、Internet） • 1977年 国际标准化组织(ISO)制订：开放体系互联基本参考模型（OSI/RM），实现不同厂家生产的计算机之间实现互连 • TCP/IP协议的诞生

  18. 第四代计算机网络 网络综合化与高速网络。（90年代）。

  19. 计算机网络发展 第四代：信息高速公路（高速，多业务，大数据量） • 宽带综合业务数字网：信息高速公路 • ATM技术、ISDN、千兆以太网 • 交互性：网上电视点播、电视会议、可视电话、网上购物、网上银行、网络图书馆等 • 高速、可视化

  20. 具体的网络

  21. 计算机网络的发展历史 • 1969年，美国国防部高级研究计划管理局（ ARPA - - Advanced Research Projects Agency ）开始建立一个命名为ARPAnet的网络， 把美国的几个军事及研究用电脑主机联接起来。当初，ARPAnet只联结4台主机，从军事要求上是置于美国国防部高级机密的保护之下，从技术上它还不具备向外推广的条件。 • 1983年，ARPA和美国国防部通信局研制成功了用于异构网络的TCP/IP协议，美国加利福尼亚伯克莱分校把该协议作为其BSD UNIX的一部分，使得该协议得以在社会上流行起来，从而诞生了真正的Internet。 • 1986年，美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）利用ARPAnet发展出来的TCP/IP 的通讯协议，在5 个科研教育服务超级电脑中心的基础上建立了NSFnet广域网。

  22. 计算机网络的发展历史 • 在90年代以前，Internet的使用一直仅限于研究与学术领域。商业性机构进入Internet一直受到这样或那样的法规或传统问题的困扰。事实上，象美国国家科学基金会等曾经出资建造Internet的政府机构对Internet上的商业活动并不感兴趣。1991年，美国的三家公司分别经营着自己的CERFnet、PSInet及Alternet 网络， 可以在一定程度上向客户提供Internet联网服务。他们组成了“商用Internet协会”（CIEA），宣布用户可以把它们的Internet子网用于任何的商业用途 。 • Internet普及化Internet目前已经联系着超过160个国家和地区、4万多个子网、500多万台电脑主机，直接的用户超过4000万，成为世界上信息资源最丰富的电脑公共网络。Internet被认为是未来全球信息高速公路的雏形。

  23. 网络的发展过程

  24. 网络的分类 • 按覆盖范围分： • 局域网LAN（作用范围一般为几米到几十公里） • 城域网MAN（界于WAN与LAN之间） • 广域网WAN（作用范围一般为几十到几千公里）

  25. 按网络的覆盖范围分类 局域网 局域网（LAN）的覆盖范围从几米到几千米，数据传输速率一般在10M以上。

  26. 按网络的覆盖范围分类 城域网 城域网（MAN）的覆盖范围从几千米到几十千米。

  27. 广域网 按网络的覆盖范围分类 广域网（WAN）的覆盖范围可以是几十千米，也可以延伸到星际。数据传输速率为几Kbps到几Gbps。

  28. 按拓扑结构分类 • 总线型 • 环型 • 星型 • 网状

  29. 按拓扑结构分类 • 总线型

  30. 按拓扑结构分类 • 环型

  31. 按拓扑结构分类 • 星型

  32. 按交换方式分: • 按信息的交换方式来分： • 电路交换 • 报文交换 • 报文分组交换。

  33. 交换技术 1 电路交换 C B 传输 传输 传输 D A 1.交换2.发送 呼叫信号 1.交换2.发送 呼叫信号 发送呼叫信号 1.作出反应 2.发送回应 信号

  34. 交换技术 1 电路交换 特点: 1.有通话的建立过程 2.通话建立以后源与目的间有一条专用的通路存在

  35. 交换技术 2 报文交换 B C 传输 传输 传输 等待-发送 D A 等待-发送 发送报文

  36. 西安 发送队列 接收 转发 信息 目标 成都 报文交换 • 不需要在两个站点之间建立一条专用通路系统带宽 • 报文交换优点 • 线路效率较高 • 不需要同时使用发送器和接收器 • 可以把一个报文发送到多个目的地 • 能够建立报文的优先权 • 报文交换网可以进行速度和代码的转换

  37. 传输延迟 A B C D 交换技术 2 报文交换 特点:1.无呼叫建立 和专用通路 2.存储-转发 式的发送技术

  38. 交换技术 3 分组交换

  39. 11 10 9 8 7 6 20 19 18 17 16 15 1 14 2 3 13 4 12 5 分组交换

  40. 交换技术 3 分组交换 特点:1.无呼叫建立和专用通路 2.存储-转发式的发送技术 3.将数据分成有大小限制 的分组后发送

  41. 交换技术 三种交换技术对比：（A.电路交换，B.报文交换，C.分组交换） 对线路的利用率 A.存在呼叫建立；专有线路上不传送数据时浪费资源 B.没有呼叫建立；只有发送数据时才占用线路 C.除了B的特点外，在接收分组时可以发送下一个分组

  42. 交换技术 三种交换技术对比: A:固定的传输速率、会有呼叫阻塞 B,C:能进行速率转换、虽会降速但不会阻塞 可以使用优先级 A:实时性强 B,C:存在时延和额外开销

  43. 分类 电路交换 报文交换 分组交换 原理 当你或你的计算机发出一个电话呼叫时，电话系统中的交换设备在你的电话与接收者的电话之间找出一条实际的“铜线”（包括光纤和无线）通路。这种技术叫做电路交换。电话交换分电路建立、通话、拆除电路这样几个过程。 信息以报文为单位，在交换装置控制下先存入缓冲存储器中并进行一些必要的处理，当指定的输出线空闲时，再将数据转发出去。 分组交换与报文交换类似，并不在发送方和接收方之间提前建立实际的铜线连接，而是采用存储转发的方式。只是这里交换的单位为报文分组，即是将长的报文分成若干个报文组。报文分组要进行编号，但并不一定按顺序抵达。

  44. Networking Enables: Information Sharing Centralized Administration and Support Hardware and Software Sharing 计算机网络的模式 1．对等网络模式 在对等网络模式中，相连的机器之间彼此处于同等地位，没有主从之分故又称为对等网络（Peer to Peer network）。它们能够相互共享资源，每台计算机都能以同样方式作用于对方。

  45. Client-Server 2．客户机／服务器网络 客户机／服务器网络是一种基于服务器的网络，与对等网络相比，基于服务器的网络提供了更好的运行性能并且可靠性也有所提高。在基于服务器的网络中，不必将工作站计算机的硬盘与他人共享。实际上，如果想与某个人共享一份文件，就必须先将文件拷贝到服务器的硬盘上（或者一开始就在服务器上生成该文件），这样别人才能访问这份文件。共享数据全部都集中存放在服务器上。客户机／服务器的一个典型应用就是数据库的应用。

  46. 单机架构 读取数据 处理数据 保存数据 保存数据 处理数据 读取数据

  47. 客户机/服务器架构

  48. 网络相对于独立计算机的优势 相对于单独的个人计算机而言，所有的网络都可以提供更多的优势。最重要一点是，网络允许多个用户共享设备和数据。共享意味着节约开销。这里的设备和数据通称为网络资源。 网络出现之前，数据共享处理方式(胶底运动鞋网方式，S n e a k e r n e t） 同时，网络也允许对硬件和软件进行集中管理。例如保险公司通过网络管理其全球范围的保险业务。

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