重庆大学：《网络体系结构与协议》研究生课程教学资源（PPT课件讲稿）第3章 计算机网络及其体系结构

第3章计算机网絡及其体糸结构

第3章 计算机网络及其体系结构

目录 3.1计算机网络与互联网 3.2互联网体系结构及设计 3.3OSI参考模型 34TCPP体系结构 3.5OSI参考模型与TCPP体系结构的比较 36互联网发展现状及其存在的问题 37互联网体系结构研究进展

目录 3.1 计算机网络与互联网 3.2 互联网体系结构及设计 3.3 OSI参考模型 3.4 TCP/IP体系结构 3.5 OSI参考模型与TCP/IP体系结构的比较 3.6 互联网发展现状及其存在的问题 3.7 互联网体系结构研究进展

3.1计算机网络与互联网 3.1.1计算机网络定义 1、定义 ■计算机网络是把分散在不同地点且具有独立功能的多个计算 机系统通过通信设备和传输介质连接起来,在功能完善的网 络软件和协议的管理下,以实现网络中资源共享和数据传输 为目标的系统。 ■连接介质可以是电缆、双绞线、光纤、微波、载波或通信卫 星。连接是指处于不同地理位置的多台具有独立功能的计算 机系统通过通信设备和通信介质互连起来。 ■网络软件系统和硬件系统是计算机网络赖以存在的基础

3.1 计算机网络与互联网 3.1.1 计算机网络定义 1、定义 ◼ 计算机网络是把分散在不同地点且具有独立功能的多个计算 机系统通过通信设备和传输介质连接起来，在功能完善的网 络软件和协议的管理下，以实现网络中资源共享和数据传输 为目标的系统。 ◼ 连接介质可以是电缆、双绞线、光纤、微波、载波或通信卫 星。连接是指处于不同地理位置的多台具有独立功能的计算 机系统通过通信设备和通信介质互连起来。 ◼ 网络软件系统和硬件系统是计算机网络赖以存在的基础

上述定乂中涉及七个要点:计算机系统、通信设备、传输 介质、通信协议(软件)、资源共享、数据传输和不同地 点(拓扑结构) 计算机网络原理和技术围绕这七个方面展开,对计算机网 络的学习和研究需要涵盖这七个方面的内容以及涉及的关 键技术

◼ 上述定义中涉及七个要点：计算机系统、通信设备、传输 介质、通信协议（软件）、资源共享、数据传输和不同地 点（拓扑结构）。 ◼ 计算机网络原理和技术围绕这七个方面展开，对计算机网 络的学习和研究需要涵盖这七个方面的内容以及涉及的关 键技术

2、特征 ■计算机网络的基本特征:资源共享、互连的计算机是“自 治”的、连网的计算机必须遵循统一的网络协议。 ■自治计算机的含义是指网络中,每台计算机的地位是平等 的,没有谁受谁控制的问题

2、特征 ◼ 计算机网络的基本特征：资源共享、互连的计算机是“自 治”的、连网的计算机必须遵循统一的网络协议。 ◼ 自治计算机的含义是指网络中，每台计算机的地位是平等 的，没有谁受谁控制的问题

3、功能 计算机网络具有共享硬件、软件和数据资源的功能,具 有对共享数据资源集中处理及管理和维护的能力。计算机网络 向用户提供的最重要的功能有两个,即: ①连通性 连通性就是计算机网络使上网用户之间都可以交换信息, 好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样 ②共享 共享就是资源共享。可以是信息共享、软件共享,也可以 是硬件共享

3、功能 计算机网络具有共享硬件、软件和数据资源的功能，具 有对共享数据资源集中处理及管理和维护的能力。计算机网络 向用户提供的最重要的功能有两个，即： ① 连通性 连通性就是计算机网络使上网用户之间都可以交换信息， 好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。 ② 共享 共享就是资源共享。可以是信息共享、软件共享，也可以 是硬件共享

计算机网络的具体功能为: 通信功能:在计算机之间传递信息 资源共享功能:在网络中互通有无,分工协作。 ■提高可靠性和可用性功能:各计算机可以通过网络彼此 互为备份,提高了可靠性;网络可以平均分配计算机资 源,提高了可用性。 易于分布式计算功能:均衡的使用网络资源,实现分布 式运算

计算机网络的具体功能为： ◼ 通信功能：在计算机之间传递信息。 ◼ 资源共享功能：在网络中互通有无，分工协作。 ◼ 提高可靠性和可用性功能：各计算机可以通过网络彼此 互为备份，提高了可靠性；网络可以平均分配计算机资 源，提高了可用性。 ◼ 易于分布式计算功能：均衡的使用网络资源，实现分布 式运算

4、举例 在覆盖全国乃至全球的计算机网络中,通常由多种不同类 型的网络互连互通而构成。 个计算机网络的示意图如下图所示。它包括的网络(通 常称为子网)有:ATM( Asynchronous Transfer Mode,异步 转移模式)网络、帧中继网、PSTN( Public switched Telephone Network,公用电话交换网)/SDN( Integrated Service Digital Network,综合业务数字网)、移动通信网/卫 星通信网、FDDI( Fiber distributed Data Interface,光纤分布 式数据接口)环网、局域网及高速骨干网等。整个网络通过以 WDM( Wavelength Division Multiplexing,波分复用)链路作 为核心路由器的高速通道,形成高速信息传输平台,将上述各 子网络互连互通,可以形成一个无缝覆盖的网络

4、举例 在覆盖全国乃至全球的计算机网络中，通常由多种不同类 型的网络互连互通而构成。 一个计算机网络的示意图如下图所示。它包括的网络（通 常称为子网）有：ATM（Asynchronous Transfer Mode，异步 转移模式）网络、帧中继网、PSTN（Public Switched Telephone Network，公用电话交换网）/ISDN（Integrated Service Digital Network， 综合业务数字网）、移动通信网/卫 星通信网、FDDI（Fiber Distributed Data Interface，光纤分布 式数据接口）环网、局域网及高速骨干网等。整个网络通过以 WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）链路作 为核心路由器的高速通道，形成高速信息传输平台，将上述各 子网络互连互通，可以形成一个无缝覆盖的网络

计算机网络举例 早 、局域网A 马盘马 高速骨干网 SDH FDDI环网 路由器 WDM 服 通信 ATM网络 由 帧中继 务器S PSTN ISDN 0L以太网 局域网B E

计算机网络举例 路由器 C2 路由器 C3 路由器 C1 X.25分组网 帧中继 路由器 E 2 路由器 E 1 PSTN ISDN 移动通信网 卫星通信网 路由器 E 3 ATM网 络 路由器 E 4 高速骨干网 卫 星 用 户 C 用 户 D FDDI环 网 以太网 用 户 B 用 户 A 用 户 F 用 户 E 用 户 G 服务器S3 服务器S1 移 动 服务器S2 基 站 局域网B 局域网A SDH WDM WDM WDM WDM SDH SDH SDH SDH

■路由器是网络互连的核心设备,它负责分组(分组是由若干 数据比特组成的可进行独立传输的数据块,其长度为几十个 字节到几千个字节)的转发和为各个分组选择适当的传输路 径 ■正是由于路由器的存在,可将任一用户(用户A)的分组, 通过一个最优的路由(用户A→路由器E3→路由器C1→路由 器C3→ATM网络→路由器E4→用户G)转发给任一目的用户 (用户G)。 ■上述网络中,以分组作为载体来运载不同类型的业务。这些 业务可以是语音、图像、视频,也可以是电子邮件、Web业 务。为了向用户提供不同的服务,除通信网络本身以外,网 络中还拥有不同类型的服务器

◼ 路由器是网络互连的核心设备，它负责分组（分组是由若干 数据比特组成的可进行独立传输的数据块，其长度为几十个 字节到几千个字节）的转发和为各个分组选择适当的传输路 径。 ◼ 正是由于路由器的存在，可将任一用户（用户A）的分组， 通过一个最优的路由（用户A→路由器E3→路由器C1→路由 器C3→ATM网络→路由器E4→用户G）转发给任一目的用户 （用户G）。 ◼ 上述网络中，以分组作为载体来运载不同类型的业务。这些 业务可以是语音、图像、视频，也可以是电子邮件、Web业 务。为了向用户提供不同的服务，除通信网络本身以外，网 络中还拥有不同类型的服务器