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SLIDE1SchoolofManagementTianjinUniversity《计算机网络基础与应用》天津大学管理学院信息管理与信息系统系郁雪EmailTo:yuki@tju.edu.cnSLIDE2SchoolofManagementTianjinUniver

sity关于这门课教材–谢希仁，《计算机网络》（第5版），电子工业出版社2008.1主要参考书–思科网络技术学院教程（第一学期）第三版人民邮电出版社–A.S.Tanenbaum,“ComputerNetworks”(4thEditio

n),Prentice-Hall,Inc.,2005SLIDE3SchoolofManagementTianjinUniversity关于这门课课程特点–大量计算机网络通信基本概念–网络互联的理论知识–抽象的协议概念考核方法–平时成绩(出勤，小论文)20%–期末笔试考试80%SLIDE4S

choolofManagementTianjinUniversity关于这门课学习方法保持出勤率完成阅读作业(教材,相关资料)GOOGLE最杰出的搜索引擎http://www.google.comhttp://en.wikilib.com/wiki/main_page维基百科百度（BAI

DU）国内最好的搜索引擎http://www.baidu.com天网搜索教育网最好的搜索引擎http://e.pku.edu.cnSLIDE5SchoolofManagementTianjinUniversity互动学习•登录课程主页–http://202.113

.13.67/colleges/yuxue–经常发布关于课程信息,笔记,公告等–注意更新!•任何疑问–PlsEmailme:yuki@tju.edu.cnSLIDE6SchoolofManagementTianjinU

niversity课程大纲•课程概貌Chap1计算机网络概述–计算机网络的概念、发展史–计算机网络的划分–网络体系结构（网络模型）★Chap2数据通信基础–数字通信的基本概念–数据通信模型–数据传输方式SLIDE7SchoolofManage

mentTianjinUniversity课程大纲Chap3物理层与数据链路层–物理层的传输介质★–数据链路的基本功能–基本的数据链路层协议Chap4局域网技术–以太网基础★–以太网工作原理★–以太网交换技术★SLIDE8Schoolo

fManagementTianjinUniversity课程大纲Chap5网络层–网络层的设计功能–路由选择算法★–因特网上的网络层（TCP/IP协议集）★–IP寻址★Chap6传输层–传输层设计的主要功能–因特网上的传输协议

（TCP与UDP）★SLIDE9SchoolofManagementTianjinUniversity课程大纲Chap7应用层–应用层介绍–DNS域名系统–HTTP、FTP、SMTP、Telnet–WWW服务–WebserviceSLIDE1

0SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述•计算机网络与信息时代–20世纪出现了计算机，计算机与通信技术的结合并且大发展，出现了计算机网络，出现了Internet；它是20世纪最伟大的科技成就之一。–21世纪将是信息时代。信息的收集、生产、存储、传递、检

索和使用都离不开计算机网络；因此，许多国家斥巨资建立“信息高速公路”和发展信息业，并把它作为基本国策。–网络改变了人们的工作方式与生活方式。SLIDE11SchoolofManagementTianjinUniversitySLID

E12SchoolofManagementTianjinUniversity•几个概念–网络（network）：由若干结点（node）和连接这些节点的链路（link）组成。–网络中的结点可以是计算机、集线器、交换机、路由器等组成。–网络和

网络可以通过路由器连起来，构成一个覆盖范围更大的网络，即互联网。–因特网是世界上最大的互连网络，通常用“一朵云”表示。SLIDE13SchoolofManagementTianjinUniversity•Internet和internet的区别SLIDE14SchoolofManage

mentTianjinUniversity计算机网络概述•计算机网络发展的历史（一）互联网的起源1962年，美国国防部为了保证本土防卫力量和海外防御武装在受到前苏联核打击后仍具有生存和反击能力，提出一种分散的指挥系统，各个指挥点之间能够保持互联。196

9年，美国国防部高级研究计划署资助了一个叫ARPANET网络项目，把若干位于洛杉矶附近的大学的计算机主机连接起来，采用分组交换技术，交换机和通信线缆。这是最早的互联网雏形。SLIDE15SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述–从电路交换技术到分

组交换技术•电路交换典型代表是电话交换机•“交换”（switching）就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源•线路／电路交换技术将待传信息作为一个整体在线路上传送，中继结点为之转接一条专用线路前传•“建立连接”→“通话”→“释放连接”SLIDE16

SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述–发送数据前必须在一对用户设备间建立一条传送数据的物理通路。–在数据传输过程中该通路被独占（资源利用率低）MMSLIDE17S

choolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述分组／报文交换技术将被传信息划分成若干分组／报文作为独立的单元在线路上传输，在网络设备内存储转发。新技术具有对通信线路利用率高、出错后纠错效率高等优点，很

快引起计算机与通信界的注意。存储转发是该技术的核心：报文（message）划分为若干更小的数据段分组（pachet）=首部（header）+数据段分组又可称为“包”SLIDE18SchoolofManagem

entTianjinUniversity计算机网络概述特点：•数据被分割成数据块（报文/分组），以之为基础按序在节点内存储转发。•数据块由报文头/分组头（用于识别目的地和控制转发）和用户数据组成。P0P1P2P

3Pn…可为多对用户复用SLIDE19SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述（二）TCP/IP协议的产生背景：20世纪70年代网络技术的大发展，出现了数以百计的体系结构各异的网络，难以互联互通。国际标准化组织ISO（

InternationalStandardsOrganization）成立了相应的工作组，着手研究网络的体系结构问题，于1980年形成了一个七层的开放式系统互联参考模型（OSI／RM），并在OSI／RM的

框架之内进一步对各层的功能、所提供的服务以及提供有关服务所需的协议进行了定义，完成了有关文本的编制。但由于多方面原因，最终制定的协议并未在实践中获得实际应用推广。SLIDE20SchoolofManagementT

ianjinUniversity计算机网络概述（二）TCP/IP协议的产生（cont）美国人VintonCerf提出在每个网络内部各自使用自己的通信协议，当与其他网络通信时使用TCP/IP协议，这个想法最终导致了互联网的诞生，并且确认了TCP/IP协议的重要地位。TCP/IP协议也采纳了互联

分层模型，OSI参考模型由于多方面原因，最终制定的协议并未在实践中获得实际应用推广；相反TCP/IP模型成为了事实上的工业标准，并最终被互联网所采用。SLIDE21SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述（三）WWW，

浏览器的出现，B/S应用背景：上一世纪九十年代年初，Internet的用户仍主要是学术界、政府和工业界的研究人员，网上主要提供4种服务：电子邮件（E-mail）、消息论坛（News）、远程登录（RemoteLogin）和

文件传输（FileTransfer）。事件：1989年出现的WWW（WorldWideWeb）和1993年出现的图形界面浏览器Mosaic，由于其操作简便，能查询到图文声并茂的多媒体信息，这就彻底改变了Internet的应用范围、使用模式和用户群,由此而形成了所谓的浏览器／服务器（B／

S）工作模式。SLIDE22SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述•什么是计算机网络？–定义：计算机网络是利用通信线路(连网设备)将地理上分散的、具有独立功能的许多计算机系统连接起来，按照某种协议进行数据通信，以实现资

源共享的信息系统。–主要概念是：•自主计算机•互连•资源共享SLIDE23SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述计算机间互连的方式有SLIDE24SchoolofMa

nagementTianjinUniversity校园网通用结构SLIDE25SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述资源共享SLIDE26SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述共享打印

SLIDE27SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述网络打印SLIDE28SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述信息共享SLIDE29SchoolofMa

nagementTianjinUniversity计算机网络概述SLIDE30SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述•认识计算机网络–数以万计的设备（主机和终端设备）运行网络应用–通信线缆（fib

er,copper,radio,satellite）–路由器（转发数据报文）SLIDE31SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述•计算机网络种类的划分1.按网络覆盖范围划分局域网（LAN-LocalAreaNetwork)园区网(CAN-Camp

usAreaNetwork)城域网(MAN-MetropolitanAreaNetwork)广域网/远程网(WAN-WideAreaNetwork/Long-haulNetwork)SLIDE32SchoolofManagementTian

jinUniversity计算机网络概述名称覆盖范围备注局域网LAN数公里早期界定在1～2km范围内，它通常覆盖单个企、事业单位的一栋或数栋大楼，采用中继器（Repeater）、桥接器（Bridge）或用光纤介质后可达数km甚至更远。早期的局域网典型的单段网络吞吐率为10Mbps和100Mb

ps，现代局域网单段网络吞吐率已达到1Gbps；为适应多媒体传输的需要，则可能利用桥接或交换技术实现多个局网段组成的网络，总吞吐率可达数10Gbps甚至数Tbps园区网CAN10公里园区网最早以大学校园为对象，可以看作是局域网的延伸

。它的本地网以局域网技术为主，早期的园区网在内部局网间互联常采用广域网的远程通信技术，局网技术的发展使现代园区网内局网间互联也采用高速的局网交换技术。园区网通常不是孤立的本地网而需要借用广域网技术实现对外互联1.按网络覆盖范围划分（cont）SLIDE33Scho

olofManagementTianjinUniversity计算机网络概述1.按网络覆盖范围划分（cont）城域网MAN数十公里城域网以城市为对象，通常在数10km范围，它是界于局域网与广域网之间的一种网络，采用的技术既可能有局域网技术也可能有广域网技术。随着信息高速公路建设高潮的

到来，以城市为中心的地区信息高速公路（又称信息港），即高速城域网，必须为地区性多媒体信息传输提供高速本地信息传输与交换平台，总网吞吐率可高达数个甚至数10Tbps。城域网既是城市的本地网络平台，又是城市对外的信息高速出入口。从这种意义上讲，它是国家信息基础设

施（NII）在城市的网络结点广域网WAN数十公里以上广域网（远程网），以电信远程通信技术为基础，过去广域网单线速率较低，数Mbps已算高速，现代网络应用需求已经对远程通信提出更高的要求，相应的通信技术也已经达到单线数十上百Gbps的传输速率。可以预见，部分局域网技术将来有可能延伸至

远程通信环境（如以光纤为介质的以太网技术通过光中继手段传输距离已经超过100km）SLIDE34SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述2.以TCP/IP协议集（栈）为基础，按信息交流对象划分网络–In

ternet（互联网、网际网或英特网）：是以TCP／IP为基础的全球唯一的国际互联网络的总称，或某电信部门提供的国家、地区的公用数据网络。如中国英特网Chinanet。–Intranet（内联网）：以TCP/I

P协议集为基础的企、事业专用网，在内外部间通过防火墙（Firewall）实施隔离，通过代理服务器（ProxyServer）、加密等措施保证内部信息的通信与访问安全。从这种意义上讲，Intranet是Internet技术在专用网络中的一种应

用。–Extranet(内联外延网）：为增加企业与合作伙伴、提供商、客户和咨询者的业务交往而将Intranet的互联范围扩大到内部以外的伙伴。SLIDE35SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述3.按公用与专

用划分–公用网（PublicNetworks）:由电信部门或从事专业电信运营业务的公司提供的面向公众服务的网络，如中国电信提供的以X.25协议为基础的分组交换网Chinapac、数字数据网ChinaDDN、中国英特网Chinanet，以及非电信部门提供的以卫星通信为基础的“金桥

网”。–专用网（PrivateNetworks）:政府、行业、企业事业单位和学术社团为本行业、本企业和本事业单位服务而建立的网络。专用网的实例很多，其中有代表性的包括教育科研网CERNET、中科院网CASNE

T、中国经济信息网CEINET以及各级政府部门的网络等等。SLIDE36SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述其他分类法1.按传送应用数据性质分类：数据通信网、多媒体网或综合业务数字网（ISDN，即IntegratedServiceDig

italNetwork）；2.按所采用的主要网络技术分类：–X.25为基础的网络–ATM（ATM–AsynchronousTransferMode,异步传输模式）网络–帧中继（FrameRelay）网络–卫星通信网络

–有线/无线网–固定/移动网SLIDE37SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述•网络的拓扑结构–网络拓扑结构是指一个网络中各个节点之间互连的几何构形，即指各个节点之间互相连接方式。–基本的网络拓扑结构有星形、环

形、总线形等三种。任何一种网络系统都规定了它们各自的网络拓扑结构。–通过网络之间的相互连接，可以将不同拓扑结构的网络组合起来，组成一个集多种结构为一体的互连网络。SLIDE38SchoolofManagementTianjinUnive

rsity计算机网络概述•网络的拓扑结构（cont.）–星形拓扑结构中，节点将分成端点和中间节点两种，每个端点必须通过点到点链路连接到中间节点上，任何两个端节点之间都要通过中间节点实现数据交换和通信。–在节点通信时，网络必须采用适当的访问控制策略和方法来解决节点之

间的有序通信问题。SLIDE39SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述–分布式访问控制策略的星形网络中，中间节点主要是网络交换设备，采用存储-转发机制为网络节点提供传输路径和转发服务。

另外，中间节点还可以根据需要将一个节点发来的数据同时转发给其它所有的节点，从而实现“广播式”传输。SLIDE40SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述•网络的拓扑结构（cont.）•环形拓扑结构中，各个节点通过收发器连入

网络，收发器之间通过点到点链路连接成一个闭合的环形网络。发送节点所发送的数据帧沿着环路单向传递，每经过一个节点，该节点要判断这个数据帧是否发送给本节点的，如果是发送给本节点的，则要将数据帧拷贝下来。然后再将数据帧传递到下游节点。当数据帧

历遍各个节点后，由发送节点将数据帧从环路上取下。这样，通过数据帧历遍各个节点可以实现“广播式”传输。SLIDE41SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述–在环形网络中，常用的访问控制方法是基于令牌(Tok

en)的访问控制，它是一种分布式访问控制技术，由令牌及其传递规则来控制各个节点的介质访问，并且将令牌控制机制分布在每个节点上，各个节点将根据令牌传递协议控制节点对网络的访问。SLIDE42SchoolofMan

agementTianjinUniversity计算机网络概述•网络的拓扑结构（cont.）–总线形拓扑结构中，网络中的所有节点都直接连接到同一条传输介质上，这条传输介质称为总线。各个节点将依据一定的访问规则分时地使用总线来传输数据，发送节点

发送的数据帧沿着总线向两端传播，总线上的各个节点都能接收到这个数据帧，并判断是否发送给本节点的，如果是发送给本节点的，则将该数据帧保留下来，否则将丢弃该数据帧。–总线形网络的“广播式”传输是依赖于数据信号沿着总线向

两端传播的基本特性实现的。SLIDE43SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述–总线形网络中所有的节点共享一条总线，一次只允许一个节点发送数据，其它节点只能处于接收状态。为了使各个节点能够有序而合理地使用总线传输数据，必须采用一

种适当的访问控制策略来控制各个节点对总线的访问。SLIDE44SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述•网络的拓扑结构（cont.）–任何一种网络系统都规定了其网络连接的拓扑结构，并

通过相应的访问控制方法来控制各个节点有序地使用介质来传送数据。对于数据的接收，通常采用“地址匹配”规则。当节点接收到一个数据帧后，要比较数据帧的目的地址是否与本节点地址相匹配。如果地址匹配，则将数据帧保留下来；否则，将该数据帧丢弃。–网络拓扑结构对一个网络系

统的覆盖范围、连接能力、可靠性及可扩充性等网络性能产生直接的影响，也关系到一个网络系统的价格。SLIDE45SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述•计算机网络的性能–性能主要指标1.速率：指的是连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数

据的速率，叫做比特率（bitrate）。速率的单位是b/s或bps，Kb/s,Mb/s,Gb/s。2.带宽（bandwidth）：用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，网络带宽表示在单位时间内从某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。SLIDE46Sch

oolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述–性能的主要指标（cont）3.吞吐量（throughput）：表示在单位时间内通过某个网络（信道、接口）的数据量；吞吐量受网络带宽或额定速率的限制，例如对于100Mb/s的以太网，典型的吞吐量

也就只有70Mb/s。4.时延（delay）：指数据（分组）从网络的一端传送到另一端所需的时间，也称作延迟或迟延。总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延SLIDE47SchoolofManagementTianjinUniversity计算机网络概述–

性能的主要指标（cont）5.时延带宽积：时延带宽积=传播时延×带宽6.往返时间RTT：表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时间。7.利用率：信道或网络利用率过高会产生非常大的时延。