主要内容
计算机网络概论
二 网间互联协议（TCP/IP）
以太网与快速以太网
交换以太网
千兆以太网
万兆以太网
虚拟网及其在校园网中的应用
无线局域网
四 广域网技术
五 网络设备
计算机网络概论
计算机网络概论
计算机网络定义
计算机网络是把地理上分散、多台具有独立功能的计算机，用通信线路和通信设备连接起来，以实现资源共享的系统。
连接对象：计算机、数据终端等
连接介质：通信线路、通信设备
控制机构：网络协议、网络软件
从用户的角度看，计算机网络是一个透明的数据传输机构
计算机网络概论
2.计算机网络基本组成
1）硬件系统
计算机、数据终端
通信链路－由传输介质和通信设备组成
网络设备
2）协议和软件
协议-通信双方在通信过程中，必须共同 遵守的约定和规则
计算机网络概论
网络软件－在网络环境下使用和运行或者控制和管理网络工作的计算机软件。
网络系统软件
网络操作系统（NOS-Network Operating System）
网络协议软件
网络应用软件
计算机网络概论
3.计算机网络的逻辑结构
资源子网-提供访问网络和数据处理以及管理和分配共享资源的能力
通信子网-提供网络的通信功能
4. 计算机网络的拓扑结构
网络拓朴结构是计算机网络节点和通信链路所组成的几何形状
1) 总线型
总线型结构采用一条单根的通信线路作为公共的传输通道(总线），所有的节点都通过相应的接口直接连接到总线上，并通过总线进行数据传输。
广播式传输技术、基带传输、串行传输
结构简单灵活、易于扩展
共享能力强
网络响应速度快，负荷重时则性能迅速下降
2）环型
环型结构是各个网络节点通过环接口连在一条首尾相接的闭合环型通信线路中。
单环结构(ToKen Ring)
双环结构(FDDI)
结构简单
信息流在网络中沿环单向传递
延迟固定
可靠性差、可扩充性差
节点增加时，使网络响应时间变长，加大时延
3) 星型
每个节点都有一条单独的链路与中心节点相连，信息的传输是通过中心节点的存储转发技术实现的
陈慧琳刘建浩结构简单，便于管理和维护
易实现结构化布线
易扩充，易升级
中心节点负担重，易成为信息传输的瓶颈
和单点故障点
4)树型结构
树型结构是从总线型和星型结构演变来的，网上各结点按一定的层次连接起来，形状像一棵倒置的树
对根节点的依赖性大，易出现单点故障
易于扩展
电缆成本高
5) 网状
网状结构是指将各网络节点与通信线路互连成不规则的形状，每个节点至少与其它两个结点相连，或者说每个节点至少有两条链路与其他节点连接
有冗余链路，可靠性高
可选择最佳路径，减少时延
改善流量分配，提高网络性能
路经选择比较复杂
结构复杂，不易管理和维护
线路成本高
适用于大型广域网
OSI参考模型
吴建平
清华大学计算机科学与技术系
2002年12月20日
主要内容
计算机互联网络技术的历史
计算机互联网络的成功经验
计算机互联网络技术的现在
下一代互联网络技术研究的特点
国际下一代互联网络研究计划
中国下一代互联网络研究进展
计算机信息网络发展历史的回顾
七十年代的计算机信息网络
X.25 分组交换网：各国的电信部门建设运行
各种专用的网络体系结构：SNA，DNA
Internet 的前身ARPANET进行实验运行
八十年代的计算机信息网络
标准化计算机网络体系结构：OSI
局部网络 LAN 技术空前发展
建成NSFNET，Internet 初具规模
九十年代的计算机信息网络
Internet空前发展
Web技术在Internet/Intranet 得到广泛应用
计算机互联网络技术的历史
1960年代，首次提出用于数据传输分组交换理论
1969，美国ARPA和英国NPL首次建成分组交换计算机网络
1970年代，各种网络技术和试验网络不断产生
1982，TCP/IP协议体系结构逐步成熟
1986，美国NSF建立世界上第一个Internet主干网：NSFNET
1990，Internet开始接入商业用户
1992，发明Web技术，使Internet使用空前增长
电脑没声音怎么回事1990年代，Internet开始大规模商业化
Internet 的主要技术特点
分层的分布式结构
无连接的分组交换技术
网络互连协议IP（IP over everything）
路由器加专线技术
可扩展的路由技术
端到端的网络连接技术
层次结构的域名、网络管理技术
葛天开发通用的应用技术
Internet 的发展现状
Internet目前的发展规模
连接计算机 2亿多台
Internet用户已超过 5亿人
Internet 的发展速度
是历史上发展最快的一种信息网络技术
以商业化后达到 5000 万用户为例
电视用了13 年，收音机用了38 年，电话100 年
Internet 从商业化达到 5000 万用户用了4 年时间
Internet 正在以超过摩尔定理的速度发展
Internet 技术的现状
广域网络技术
通信线路：光纤、DWDM、SDH、卫星
交换技术：高性能路由器技术，ATM交换技术
局域网络技术
Ethernet、Switch Ethernet、Fast Switch Ethernet
G Ethernet，10G Ethernet
Wireless、Cable TV、ADSL
主要的网络应用技术
Web技术、信息组织和发现技术、网络计算技术
CSCW、InternetPhone、VideoConferencing、VOD
电子商务技术
Internet 的成功经验
有远见的政府不断支持：1996-
有风险的企业参与和投入：
NSF：MCI、IBM
vBNS：MCI
Abilene: Qwest，CISCO
联合协作的开放式研究：IETF/RFC
教育和科研的示范网络为起点
具有实验物理学的研究特点
ARPAnet、NSF、ANS、vBNS、Abilene
简单实用的技术路线：TCP/IP
光纤容量
网络带宽与CPU性能
计算机互联网络发展中的若干问题
计算机互联网络与传统电信网络的一些技术分歧
已经共认TCP/IP是未来网络的核心协议，但认识不同
无连接通信－有连接通信
“路由器＋专线”组网－为用户提供网络服务
IP/专线（SDH、光波）－IP/ATM
路由器/光波－路由器/光网
NGI－NGN
计算机互联网络相关的技术层出不，需要识别
日本最近总结计算机互联网络接入技术的教训
近几年已经投入2000多亿美元，基本以失败告终
五种技术使他们受到影响：Cable Modem；ADSL；光纤入户；综合布线；蓝牙技术
计算机互联网络的发展趋势
美国主导着Internet的发展，已经把对网络技术的研究开发演变成为市场竞争的武器。
美国已从Internet中获得重大的经济利益和社会利益，已从很大程度上控制了各国的信息基础设施
玫瑰花种植美国对Internet的成功已经进行了认真的总结
未来互连网络及其系统的发展趋势
更大、更快、更安全、更及时、更方便
继续投资研究新一代信息网络的理论和技术，新的研究成果不断出现。
美国政府“下一代Internet”研究计划 NGI，依托 vBNS
美国100多所大学的 Internet 2 研究计划，依托 Abilene
加拿大政府的全光Internet计划 CA*NET3
下一代互联网现状与发展趋势（1）
国外下一代互联网研究计划
北美下一代互联网研究组织及其计划
NGI/vBNS ，LSN ，Internet2/Abilene ，CA*NET3/4
欧洲共同体下一代互联网研究计划：DANTE/GÉANT
亚太地区下一代互联网络组织及其计划：APAN
全球下一代互联网络计划: GTRN
下一代互联网现状与发展趋势（2）
国外产业界发展下一代互联网的情况
已开发出IPv6网络设备
Cisco, Juniper, Nokia, Fujitsu, Hitachi, NEC
小规模商业IPv6试验网：Sprint,MCI，NTT
下一代网络软件：Microsoft, IBM，SUN
支持下一代互联网研究：赞助网络设备和光纤线路
Cisco, Juniper，Nortel，Qwest
国外下一代互联网发展存在的问题
美国互联网产业正从互联网中获利，对发展下一代互联网犹豫不决
仍然延用传统互联网的研究模式，不重视可持续发展
国际下一代互联网络研究的新进展
美国NGI和Internet2研究计划非常活跃
每年2－一千克等于几斤?3次的会议，进行学术交流
注意国际合作伙伴的研究动向
Internet的IETF组织正在推动下一代互联网络技术研究及其标准RFC的制定
国际互联网络域名和地址管理组织ICANN也在推动下一代互联网络的地址和域名分配工作
承德景点各国下一代互联网络的研究工作全面展开
亚太地区下一代互联网络组织APAN积极活动
IPv6的研究工作引起人们的广泛注意
开始建立IPv6试验网，开发基于IPv6的网络应用
商业化的IPv6的路由器开始问市
下一代互联网的定义和主要特征
目前还没有统一的严格定义,下一代互联网将是一个渐进的发展过程
目前已取得共识的主要特征
更大：IPv6的地址空间，网络的规模更大，接入网络的终端种类和数量更多，网络应用更广泛
更快：100Mbps以上的端到端高性能通信，
更安全可信：对象识别，身份认证和访问授权，数据加密和完整性,可信任的网络
更及时：组播服务，服务质量（QoS），大规模实时交互应用
更方便：基于移动和无线通信的丰富应用
更可管理：有序的管理、有效的运营、及时的维护；
更有效：有盈利模型，获得重大社会效益和经济效益
Internet2网络基础设施
主干网工作速率达2.4千兆比特/秒 （OC48光纤线路）
GigaPoPs（千兆级交换节点）为连接的地区提供高性能汇聚接入点
校园网为终端用户提供100兆（1兆＝1000K）速率的接入速率
接入速率对比：拨号上网 -- 56K，ADSL -- 512k，
宽带 < 10兆
Internet2 网络体系结构
Network Architecture
Internet2 Backbone Networks
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