重点　难点 计算机网络的含义 计算机网络的组成与结构 计算机网络的分类

1.1 计算机网络的形成与发展 1.2 计算机网络的含义 1.3 计算机网络的组成与结构 1.4 计算机网络的分类 1.5 计算机网络的应用  第一讲 计算机网络概论 1.1 计算机网络的形成与发展 1.2 计算机网络的含义 1.3 计算机网络的组成与结构 1.4 计算机网络的分类 1.5 计算机网络的应用 1.6 计算机网络的应用带来的社会问题

1.1 计算机网络的形成与发展 通信与计算机的结合 1946年第一台数字电子计算机刚问世的几年里，计算机和通信并没有什么联系。 1954年人们开始使用一种叫做收发器(transceiver)的终端，将穿孔卡片上的数据从电话线发送到远地地计算机，后来用户可在远地的电传打字机上键入自己的程序，而计算机算出来的结果又可从计算机传送到远地的电传打字机上打印出来，这样计算机与通信的结合就这样开始了。

从体系结构来观察，网络的发展可分为四 个时代： ◆联机终端系统 ◆以通信子网为中心 ◆采用标准化的层次体系结构 ◆高速的综合业务网络 计算机网络的形成与发展 ■单机 大、中、小型机——庞大，昂贵 缺点——资源无法共享 ■网络 始于50’s，近20年发展迅速。发展的动力： ——资源共享的需求 ——大型项目的合作 ——人与人之间的沟通 从体系结构来观察，网络的发展可分为四 个时代： ◆联机终端系统 ◆以通信子网为中心 ◆采用标准化的层次体系结构 ◆高速的综合业务网络

一.以主机为中心的联机终端网络系统 ■ 20世纪60’s以前…… ■特征——共享主机资源 单台主机——计算、通信 多台终端——用户交互 计算机网络的形成与发展 一.以主机为中心的联机终端网络系统 ■ 20世纪60’s以前…… ■特征——共享主机资源 单台主机——计算、通信 多台终端——用户交互 本地、远程连接 ■结构

美国的飞机订票系统SABRE-1 此结构的网络至今仍在使用 主机负荷重，数据处理＋通信 线路利用率低 多点通信，近距 终端集中器，近/远距 ■例子 美国的飞机订票系统SABRE-1 1 HOST 2000 Terminal 通信线路（电话线路） 此结构的网络至今仍在使用 ■缺点 主机负荷重，数据处理＋通信 线路利用率低 ■改进 多点通信，近距 终端集中器，近/远距 前端处理机——通信任务分离 计算机网络的形成与发展

二. 主机－主机网络 ■ 20世纪60’s –20世纪70’s ■特征 单主机终端网络的互联，形成多主机为中心的网络 计算机网络的形成与发展 二. 主机－主机网络 ■ 20世纪60’s –20世纪70’s ■特征 单主机终端网络的互联，形成多主机为中心的网络 网络结构从“主机－终端” 转变为“主机－主机” ■结构 HOST T 通信线路

主机－主机网络的演变 ■演变阶段1 通信任务从主机中分离 CCP-通信控制处理机 专门处理主机之间的通信任务 CCP HOST T

■两层网络概念的出现 由CCP组成的传输网络——通信子网，为资源子网提供信息传输服务

主机的集合——资源子网，提供各种网络资源，建立在通信子网基础上（可多系统并存） T T H T T C C C T 通信子网 T H H T 资源子网 T T

■演变阶段2 通信子网规模扩大，私有→社会公用 公用数据通信网 优点 PSTN X.25 降低用户系统建设成本 通信线路利用率高 兼容性好 HOST T

■例子 因特网的前身——ARPANET ■第二代计算机网络的不足之处 网络普及程度低 标准不统一 网络体系结构的研究不成熟 美国军方建立的实验性网络 最初4个节点→70’s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 分层次的网络协议 ■第二代计算机网络的不足之处 网络普及程度低 标准不统一 网络体系结构的研究不成熟

三.体系结构标准化网络 ■ 20世纪70’s-至今 ■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 计算机网络的形成与发展 三.体系结构标准化网络 ■ 20世纪70’s-至今 ■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 ■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其基础 ■标准化过程的两个阶段 厂商标准：IBM-SNA,DEC-DNA 缺点：适用范围：兼容性？ 技术垄断：竞争？ 标准不统一：用户利益？ 标准制定问题 标准化任务只能由不偏向于任何厂商的非盈利中立组织来制定 例外——“事实上的标准”，如TCP/IP

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 其标准保证了不同网络设备之间的兼容性和互操作性 规定了网络体系结构的框架 只说明了做什麼（WHAT TO DO）而未规定怎样做（HOW TO DO） 现在的计算机网络均是在OSI/RM的框架下运作的 PC导致了局域网的出现 局域网的标准：IEEE802 IEEE802也符合OSI/RM标准 开始就建立在标准化的基础上

1.2 计算机网络的含义 ■计算机网络的定义 以相互共享资源方式连接起来，且各自具有独立功能的计算机系统的集合 利用各种通信手段，把地理分散的计算机互联起来，互相通信且共享资源的系统 归纳：自主计算机的互连集合 自主：不是主从关系 主控－从属 主机－终端（终端网络） 互连：以任何通信方式 铜线、光纤 红外、激光、微波、卫星 如果一台计算机可以强制地启动，停止或控制另一台计算机，这些计算机就不是自主的。一台主控机和多台从属机的系统不能成为网络。同样，一台带有远程打印机和终端的大型机也不是网络。

■类似系统 终端分时系统 多机系统 分布式系统 ■计算机网络与终端分时系统 从设备在系统中的地位进行比较

分时系统 计算机网络 主机以分时方式为终端服务 终端完全依赖于主机 主机与终端是支配与被支配的关系，数据处理－用户交互 资源高度集中，由许多用户共享 终端之间无联系 计算机网络 每台计算机地位平等，互相共享 每台计算机都能独立工作 资源分布

■计算机网络与多机系统 从耦合度和用途方面进行比较 多机系统 设备之间耦合度紧 设备分布近 传输速度极快 主要用途为科学计算 计算机网络 网络设备之间耦合度松 设备分布相对较远 传输速度快 主要用途为资源共享

■计算机网络与分布式系统 从协调性和用途两方面进行比较 分布式系统 在分布式OS统一调度下，各计算机协调工作，共同完成一项任务。如并行计算 用户面对的是一台逻辑上的计算机，组成分布式系统的各计算机怎样协同工作，对用户透明 用途主要是科学计算和数据处理 计算机网络 非协调性的 各计算机对用户非透明，用户必须指定资源的位置 用途主要是资源共享 在分布式系统中，多台自主计算机的存在对用户是透明的，或者说不可见的，不可觉察的，用户可以输入一条命令运行某个程序，分布式系统便会运行它，操作系统会选择合适的处理器，寻找所有的输入文件，然后传送给该处理器，并把结果放到合适的地方。 换言之，分布式系统的用户觉察不到多个处理器的存在，用户所面对的是一个虚拟的单处理器，为处理器分配任务，为磁盘分配文件，把文件从存储的地方传送到需要的地方，以及其他所有的系统的功能都必须自动完成的。 而在网络中，用户必须明确地指定在哪一台机器上登录，明确地远程递交任务，明确地指定文件传输地源地址和目的地，并且要管理整个网络，在分布式系统中，不需要指定，系统自己完成。 这么看来分布式系统是建立在网络上软件系统，它具有高度地整体性和透明性。因此网络和分布式系统地区别更多地取决于软件（尤其是操作系统），而不是硬件。 但是二者之间也有许多共同之处，如都需要文件地传送，区别在于是谁发起传送，用户还是系统。

1.3 计算机网络的组成与结构 ■网络硬件（三部分） 端节点：计算机等 转接节点：交换机 集中器 路由器 通信处理机等 转接节点：交换机 集中器 路由器 通信处理机等 通信链路：电缆 光缆 无线（卫星、微波、红外） ■网络软件 网络协议（软件） 一系列规则和约定的规范性描述，它控制了网络中的设备之间如何进行信息交换 网络操作系统 网络中软硬件设备的控制程序 网络管理及网络应用软件 对网络资源进行管理维护的软件

1.4 计算机网络的分类 按距离 局域网(LAN,Local Area Network) 范围：小，＜20KM 传输技术：基带，10-1000Mbps，延迟低，出错率低（10-11） 拓扑结构：总线，环 城域网(MAN,Metropolitan Area Network) 范围：中等，＜100KM 传输技术：宽带/基带 拓扑结构：总线 广域网(WAN,Wide Area Network) 范围：大，＞100KM 传输技术：宽带，延迟大，出错率高 拓扑结构：不规则，点到点

按拓扑结构(图) 星形 树形 Star 总线 Bus 有一个中心节点，其它节点与其构成点到点连接 中心节点可以是智能设备，也可以是非智能设备 一个根结点、多个中间分支节点和叶子节点构成 可看成是多个星形的组合 总线 所有节点挂接到一条总线上 广播发送 需要有介质访问控制规程以防止冲突 A A B C Star A B C C Bus

环形 不规则 全连接 Ring 所有节点连接成一个闭合的环 结点之间为点到点连接 点到点部分连接 多用于广域网 点到点全连接 D 环形 所有节点连接成一个闭合的环 结点之间为点到点连接 不规则 点到点部分连接 多用于广域网 全连接 点到点全连接 随节点数的增长，建造成本急剧增长，所以只适用于节点数很少的广域网中 A T C B Ring

按各站点地位 按介质访问控制方式 按NOS或协议(非正式) 对等(Peer to Peer)网 基于服务器的网络 以太网（Ethernet） 令牌网（Token Ring） 按NOS或协议(非正式) Novell网络 Windows NT网络 TCP/IP网络

1.5 计算机网络的应用 ◆文件和打印服务 ◆通信服务 ◆邮件服务 ◆Internet服务 ◆管理服务 网络提供的功能通常都称为服务，我们日常感触最多是mail服务，文件服务等等。

文件服务是指使用文件服务器提供数据文件、应用（文字处理程序或电子表格）和磁盘空间共享的功能 ◆文件和打印服务 文件服务是指使用文件服务器提供数据文件、应用（文字处理程序或电子表格）和磁盘空间共享的功能 在一个中心位置存放共享的数据比把文件拷贝到磁盘上，然后通过磁盘传送文件更容易和快捷，而且更容易实现数据备份，而不需依靠单个用户分别做备份，而且减少购买文件的拷贝数，减少维护。共享打印机等网络设备，也可以节约资金。

◆通信服务 借助于网络通信服务，远程用户可以连接到网络（通过电话线和modem） 也称为“访问”服务，安全重要性突出 商业公司和其他组织通常使用通信服务为远离局域网的员工提供局域网访问能力，（当建立广域网连接办公室太昂贵时）。 除此之外，这些组织和商业公司还可以使用通信服务来使其他组织的员工（比如软件或硬件提供商）帮助分析和解决问题。

◆邮件服务 最常见的网络服务 邮件服务可以保证网络上的用户间电子邮件的保存和传送 用户借助于电子邮件可以实现组织内外的快捷方便的通信 可连接到Internet，也可以隔离在组织内 功能的不断扩展

◆ Internet服务 服务包括广泛的网络功能：WWW、FTP、DNS、ISP和安全（Firewall）等等 使得人们冲破了LAN的束缚，促进了信息的交流

◆管理服务 集中管理网络 可能包括以下方面： 流量的监测和控制 负载平衡 硬件诊断和失效报警 资产管理 许可证跟踪 安全审计 地址管理 数据备份和数据恢复 当网络规模小时，问题比较容易解决，比方说地址冲突，也许两台冲突的机器离得很近，地址很容易就修改过来。 然而，随着网络变得越来越庞大和复杂，网络会变得很难管理。为了跟踪大型网络运行情况，就必须使用特殊的网络服务，网络服务可集中来管理网络

1.6 计算机网络的应用带来的社会问题 目前，网络安全已不再是军方和政府要害部门的一种特殊需求。 实际上，所有的网络应用环境包括银行、电子交易、政府（无密级的）、公共电信载体和互联/专用网络都有网络安全的需求。 网络社会的 道德与法律问题 信息泄漏 完整性破坏 拒绝服务 非法使用 窃听 业务流分析 电磁/射频截获 人员疏漏 媒体清理 假冒 旁路控制 授权侵犯 物理侵犯 渗入 特洛伊木马 陷门 业务欺骗 植入 窃取 截获/修改 否认 重放 资源耗尽

■本讲复习小结 ◆计算机网络的形成与发展 ◆计算机网络的含义 ◆计算机网络的组成与结构 ◆计算机网络的分类 ◆计算机网络的应用 ◆计算机网络的应用带来的社会问题

■思考与练习题 1. 什么是计算机网络？计算机网络的要素。 2. 试述计算机网络发展阶段和重大技术？ 3. 从系统的功能的角度考察，计算机网络由哪两个子网组成？他们各自的功能是什么？