计算机网络与通信教案山西财经大学信息管理学院第1部分计算机网络的基本概念介绍计算机网络的发展历史、定义、主要功能、分类及应用，以及网络体系结构、各层协议的基本功能和ISO/OSI参考模型、TCP/IP参考模型。由第1、2章构成。第1章引言20世纪是信息时代。计算机是20世纪人类最伟大的发明之一，它的产生使人类从工业社会走向信息社会；在计算机技术高速发展和得到广泛应用的同时，通信技术也在飞速发展，如全球范围内的电话通信系统，光纤通信系统，无线与卫星通信系统；20世纪末，计算机技术与通信技术密切结合的产物——计算机网络得到了空前的发展，曾经独立发展的电信网、电视网和计算机网将融为一网，信息产业以最快的速度发展为全社会经济中最为强劲的部门。本章主要介绍计算机网络的发展历史、计算机网络的一般概念、国内外典型网络以及计算机网络的应用。1.1计算机网络的发展历史从五个阶段来说明：1.1.1面向终端的计算机通信网图1-1这种构型的缺点如下：1．主机负担重。主机需要同时承担数据处理和通信处理的任务。2．通信线路利用率低。每台终端与主机使用专用的通信线路进行通信，当终端不在工作时，专用线路闲置。改进的构型：图1-2面向终端的计算机通信网在60年代得到很大发展，其中最著名的是美国的半自动地面防空系统SAGE和美国飞机定票系统SABREI，美国通用电气公司的信息服务网（GEInformationServicesNetwork）是世界上最大的商用数据处理分时网络之一，覆盖范围从美国延伸到加拿大，欧洲，澳大利亚和日本。这一阶段的研究，对数据通信技术的发展起到重要推动作用，也为网络技术的发展奠定了基础。1.1.2分组交换网随着技术的发展，出现了多台计算机互连的需求，希望将分布在不同地点的计算机，通过通信线路互连成为“计算机——计算机”的网络。典型代表是美国国防部高级研究计划局（ARPA，AdvancedResearchProjectAgency）的ARPANET。该网络也叫“可生存系统”。这就要求这种网络在遭受核战争或自然灾害后仍能继续工作，而传统的通信线路与电话交换网无法实现这种要求，如早期的电话交换网中，一条中继线或一个交换机的损坏，就有可能导致电话通信的中断。设计一个计算机网络需要选择合适的通信系统。早期的通信系统中，最主要且应用最广泛的是电话交换系统。电话交换系统的本质是电路交换。利用电话交换线路来传送计算机或终端的数据会出现新的问题：1．用户应支付的通信线路费用是按用户占用线路的时间来计算的。2．电话交换中，用于建立通路的呼叫过程对计算机通信来说也太长。3．计算机与各种终端的传送速率不同。4．计算机通信要求能非常可靠并准确无误地传送每一个比特。基于以上原因，必须寻找出适合于计算机通信的新的交换技术。分组交换的概念最初在1964年提出，1969年12月，美国第一个使用分组交换技术的ARPANET投入运行，虽然当时只有四个节点，但对分组交换技术的研究起了重要作用。分组交换网要完成数据处理与数据通信两大功能，在结构上也可分成两部分：负责数据处理的计算机与终端（资源子网）；负责数据通信的通信控制处理机与通信线路（通信子网）。如图1-3所示。70年代中期，世界上便出现了由邮电部门或通信公司统一组建和管理的公用分组交换网，即公用数据网PDN，早期的PDN采用模拟通信的电话交换网，新型的PDN则采用数字传输技术和分组交换方法。典型的公用分组交换网有：美国的TELENET，加拿大的DATAPAC，法国的TRANSPAC，英国的PSS，日本的DDX等，我国于1989年11月建成CNPAC。PDN为计算机网络的发展提供了良好的外部通信条件，与公用电话交换网相似，它可以为更多的用户提供数据通信服务。以上讨论的是利用远程通信线路组建的广域网，随着计算机的广泛应用，局部地区计算机连网的需求日益强烈。70年代初期，一些大学、研究所为把实验室或校园内多台计算机互连，开始了局域网络的研究，1972年美国加州大学研制了Newhall网，1976年美国Xerox公司研究了总线拓扑的实验性Ethernet网，1974年英国剑桥大学研制了CambridgeRing网。这些研究成果对80年代局域网络技术的发展起了十分重要的作用。图1-31.1.3网络体系结构与协议标准化的研究随着网络技术的发展与广泛应用，一些大的计算机公司纷纷开展计算机网络的研究与产品开发工作，同时提出了各种网络体系结构与网络协议，如IBM公司的SNA，DEC公司的DNA与UNIVAC公司的DCA。第三阶段，网络体系结构与协议标准化的研究取得重大进展，国际标准化组织ISO制订和颁布了OSI模