《计算机网络》邓世昆著|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《计算机网络》

【作　者】邓世昆著

【丛书名】普通高等院校计算机科学与技术专业面向应用系列规划教材

【页 数】 301

【出版社】 北京：北京理工大学出版社 , 2018.01

【ISBN号】978-7-5682-3583-4

【价 格】48

【分 类】计算机网络

【参考文献】 邓世昆著. 计算机网络. 北京：北京理工大学出版社, 2018.01.

图书目录：

《计算机网络》内容提要：

本书采用大量的图例,通过简洁明快的语言,全面系统地介绍了数据通信的概念和计算机网络的原理及应用。主要内容包括计算机网络概论、网络数据通信基础、网络体系结构、局域网、网络设备等。

《计算机网络》内容试读

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第1章

计算机网络概论

1.1计算机网络概论

铁路、公路、海运等组成的交通运输网，把城市与乡镇连接在一起，传输人流和物流，构成了国家的经济命脉。类似地，计算机网络就是把分布在不同地点的多个独立的计算机系统连接起来，传输数据流，让用户实现网络通信，以及共享网络上的软硬件系统资源和数据信息资源。

1.1.1计算机网络的发展

计算机网络是计算机技术和通信技术结合的产物，计算机网络的发展历史与通信技术的发展紧密相关。计算机网络起源于20世纪50年代，经过60多年的发展历程，形成了今天能全球互连、支持多媒体信息传输、能实现高速传输的计算机网络。计算机网络的发展可以概括地分为五个阶段：

①面向终端的集中式联机网络系统

②多个计算机互连的分布式计算机网络。

③统一网络体系结构、遵循国际标准的计算机网络。

④光纤、宽带、高速的计算机网络，网络得到广泛应用的时代。

⑤IPv6、移动网络、云计算、物联网时代

1.面向终端的集中式联机网络系统

所谓的集中式联机网络系统，就是一台中央计算机连接大量分散在不同地理位置的终端网络系统。用户可以通过这些连接在不同地理位置的终端共享这台中央计算机资源。图1-1

给出了一个集中式联机系统的示意图。图1-1中H为中央计算机，T为终端。

历史上典型的联机网络系统是1951年美国麻省理工学院林肯实验室为美国空军设计的

称为SAGE的半自动化地面防空系统。该系统将17个防区的计算机通过通信线路连接起来，

形成联机计算机系统，自动引导飞机和对导弹进行拦截。这个系统最终于1963年建成，被

计算机网络

认为是计算机技术和通信技术结合的先驱。

H

T

图1-1

集中式联机网络系统的另一典型例子为20世纪60年代美国航空公司与BM公司成功研

制的飞机订票系统SABRE一1。这个系统由一台中央计算机与全美范围内的2O00个终端组

成，这些终端采用多点线路与中央计算机相连，完成全美的航空售票业务。

以上两个系统都有这样的共同特点，即除了一台中央计算机外，其余的终端设备都没有数据处理的能力，仅有数据输入、输出的能力。数据的处理是通过终端的输入功能将数据送到中央计算机，经中央计算机处理后送到终端输出。在集中式联机网铬系统中，随着连接的终端数目的增多，为了使承担数据处理能力的中央计算机负荷减轻，在通信线路和计算机之间设置了一个通信控制器，专门负责与终端之间的通信控制，于是出现了数据处理和通信控制的分工。由于这种分工使用专门的通信控制器实现通信控制，使中央计算机集中进行数据处理，能更好地发挥中央计算机的数据处理能力。另外，在终端较集中的地区，设置集中器和多路复用器，将通过低速线路传输的终端连至集中器或复用器，然后通过高速线路、调制解调器与远地中央计算机的前端机相连，构成如图1-2所示的远程联机系统，提高了通信线路的利用率，节约了远程通信线路的投资。

回

H

CCUM

M

回

图1-2

图1-2中H为计算机主机，CCU为通信控制处理机，M为调制解调器，T为终端。

集中式联机网络系统的思想主要是解决早期计算机主机价格高昂，不可能每个用户拥有

一台主机的问题。通过多个终端连接计算机，实现多个用户共享一台主机的目的。随着计算机价格逐渐下降，集中式联机网络系统已被通过通信线路将多个计算机互连的分布式网络(第二代计算机网络)所取代。

2.多个计算机互连的分布式计算机网络

l969年，美国国防部高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency,

DAPRA)建成了ARPA网，标志着计算机与计算机互连的分布式网络的兴起。

ARPA网最初的目标是借助现有的通信系统，使与通信系统连接的计算机系统之间能够

相互进行数据通信和资源共享。ARPA网当时只有4个节点，以电话线路作为通信主干网

络，两年后，建成15个节点，进入工作阶段。此后，ARPA网的规模不断扩大。到20世纪

70年代后期，网络超过60个，主机100多台，地理范围跨越了美洲大陆，连通了美国东部2

计算机网络概论第①章

和西部的许多大学和研究机构，并且通过通信卫星与夏威夷和欧洲等地区的计算机网络相互

连通。APA网是一个成功的系统，它在概念、结构和网络设计方面都为后继的计算机网络

的发展打下了基础。

ARPA网的主要特点：

①资源共享；

②分散控制；

③分组交换；

④专门的通信控制处理机MP:

⑤分层的网络协议。

这些特点往往被认为是现代计算机网络的一般特征。图1-3给出了一个ARPA网的示

意图。

IMPO

IMP

IMP

IMP

IMP

IMP

回

图1-3

ARPA网是由负责信息处理的计算机H、负责通信控制的接口信息处理机IMP及通信线

路构成的通信网组成的计算机网络，它也是今天的分布式网络的典型结构。

ARPA网采用了分组传输方式，在发送数据时，将一个大的数据块（文件）划分成若干小

的数据块，并对每一个小的数据块进行编号，每个小的数据块称为分组，每一个分组单独选择路由进行传输，到达接收方后，再根据各个分组的编号重新将分组组装成原来的大的数据块（文件）。分组传输能很好地利用网络链路资源，大大提高传输效率，此技术现在仍然在使用。

ARPA网的出现第一次提出了网络分层的概念，网络分层将完整的网络功能分解成若干

子功能，每个子功能由不同的层次来共同实现，同层间按照协议进行通信，层间的信息交互通过接口实现。网络分层思想使网络体系结构变得清晰，各层的设计与实现可以由独立的软件、硬件完成，并且便于厂家设计网络产品，成为今天网络体系结构的架构标准。

ARPA网自1969年投入运行以来，以它的可靠服务证明了ARPA网技术的优越性。在

ARPA网以后，又用同样的技术建立了一个军用网络MILNET,后来又扩展到欧洲，称为

MINET。MILNET和MINET都连到ARPA网上。这以后，开通了两个卫星网SATNET和

WIDDEBAND,也连到了ARPA网上，再加上许多大学和政府的局域网也陆续加入ARPA

网，形成了一个带数百万台主机和超过千万用户的ARPA网际网，形成了今天著名的Inter-net网的最早形态。

ARPA网的形成及它显示出的优越性，推动了计算机网络的迅猛发展。20世纪70年代

后期是广域网络大发展的时期，在这个时期，很多国家的政府部门、研究机构和公司都在发展各自的分组交换广域网。

随着人们对组网的技术、方法和理论的研究日趋成熟，为了促进网络产品的开发，各大

计算机网络

计算机公司纷纷制定自己的网络技术标准，相继推出了自己的计算机网络体系结构，BM公

司的SNA(System Network Architecture)和DEC公司的DNA(Digital Network Architecture)是两个著名的例子。

1994年，IBM公司首先推出了自己的网络体系结构SNA。SNA描述了网络部件的功能

以及通过网络传输信息和控制配置与运行的逻辑构造、格式和协议等。它主要用于集中式面

向终端的计算机网络。1976年，SNA将一台主机和它的终端设备连成树形网络，并进一步

扩展成带树形分支的多台主机的互连网络。1979年，SNA去掉上述限制，允许用户之间进

行通信，从而形成比较完善的分布式网络体系结构。

1975年，DEC公司宣布了自己的网络体系结构DNA。它诞生时就强调分布式而不是集

中式的网络体系结构。1978年，DEC公司推出自己的第二代网络体系结构，它能在实时、

分时和多任务操作系统上运行，并支持对远程资源的操作。1980年，DEC第三代网络体系

结构推出，它增强了分布式管理，并可进行路径选择和多点通信，网络的节点可达255个。

SNA和DNA这两个网络体系结构的推出，大大推动了网络的发展，以后凡是按SNA网

络体系结构组建的网络都称为SNA网，而凡是按DNA网络体系结构组建的网络都称为

DNA网。

3.统一网络体系结构、遵循国际标准的计算机网络

20世纪70年代后期，网络已经有了较大的发展，世界上已经有很多计算机网络在运行。由于它们大多都是自己研制的网络，这些网络技术标准只是在一个公司范围内有效，遵从自己公司指定的某种标准。这种没有统一的网络体系结构、各自为政的状况使得用一个公司的计算机网络产品很难和另一公司的计算机网络产品互连并进行通信。不能互连的原因是它们的网络体系结构、网络遵循的标准不一样。然而，要充分发挥计算机网络的作用，就应当使不同厂家的计算机网络产品组建的网络能够互连，并能进行通信。

要使不同厂家生产的计算机网络产品能够互连，能进行通信，就需要制定一个国际范围的网络标准，只要不同厂家生产的计算机网络产品都遵循这个国际范围的网络标准，就能够互连，进行通信。70年代后期，国际标准化组织意识到这个问题，开始着手制定网络的国际标准。

1977年，国际标准化组织(IS0)的SC16分技术委员会(TC97信息处理系统技术委员

会)开始着手制定国际范围的网络标准一“开放式系统互连参考模型”(Open System Interconnection/,Reference Model,OSL/RM)作为国际标准。

OSL/RM规定了网络的体系结构及互连的计算机之间的通信协议，遵从OSL/RM网络体

系结构及协议的网络通信产品都是所谓的开放系统。也就是说，只要是遵循OS/RM标准的

网络系统，就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这个标准的其他网络系统互连，并进行通信。这种统一的、标准化的产品市场给网络技术的发展带来了网络市场的繁荣，推动了互联网络的快速发展，开创了计算机网络的新纪元。

计算机网络发展历程中，还包括局域网(Local Area Network,LAN)的发展。20世纪80年代，微型计算机产品有了极大的发展，由微型机构成的局域网技术得到了相应的发展。

鉴于广域网出现的问题，局域网的发展一开始就注意标准化的问题，着手制定统一的局

域网标准。1980年2月，美国电气电子工程师协会提出的EEE802局域网标准出台，后来

计算机网络概论

被国际标准化组织采纳，作为LAN的国际标准，称为IS08802标准。

由于局域网厂商从一开始就按照标准化、互相兼容的方式生产局域网产品，这种标准化的结果使用户在建设自己的局域网时选择面更宽，设备更新更快，促进了局域网的快速发展。经过80年代后期的激烈竞争，局域网厂商大都进入专业化的成熟时期。

4.光纤、宽带、高速计算机网络，网络得到广泛应用的时代

20世纪90年代以来，计算机网络技术有了飞跃的发展。高速光纤和光器件的成熟，高速交换技术的出现，使传输速率不断提升，已经达到1Gb/s、10Gb/s的网络速率，40/100Gb/s的局域网标准已经形成并颁布。高性能、低价格计算机的推出，丰富的网络设备产品，都成为计算机网络大发展的催化剂，大大促进了计算机网络的发展。

信息时代的到来、信息高速公路的建立、互联网的迅速扩大，使得计算机网络应用更加广泛：管理信息系统、办公室自动化、高性能计算、网络媒体服务、网上购物等形成计算机网络应用的巨大市场。网络技术和计算机技术的大发展形成了“不进入网络的计算机，就不能称之为计算机：网络就是计算机”的新概念。

5.Pv6、移动互联网、云计算、物联网时代

进入21世纪，网络进入了Pv6、移动互联网、云计算、物联网时代。随着网络的日益

普及和业务的广泛开展，网络出现了P地址枯竭的问题。32位的地址表达、只有40亿个网

络地址的第一代Pv4网络发展至今已经使用了30多年，2011年，国际互联网名称和地址分配公司ICANN宣布Pv4网络地址的最后一批资源已经在全球分配完毕。这意味着Pv4网络地址已成为基于Pv4发展起来的互联网可持续发展的“瓶颈”，将使全球在互联网基础上拓展的移动互联网、云计算、物联网等新兴业务，由于没有网络地址可用而无法继续开拓新的业务。这个问题早在十几年前人们就注意到了，于是国际互联网工程任务组设计了128位地址表达，并且技术更加先进、成熟的Pv6网络。IPv6除了具有足够的地址空间外，还具有许多比Pv4更加强大的新功能。基于P6的互联网具备可持续发展的优势和成熟的技术，许多发达国家制定了明确的Pv6发展路线图。在政府层面，2010年6月前，美国政府机构网络已经切换到Pv6,并于2014年完成全国性的IPv6升级改造。2010年年底，欧盟的1/4企业、政府机构和家庭用户已经切换到IPv6。在应用商层面，日本NTT公司基于Pv6网络地址的Pv6网络已经全面应用。我国也在积极发展Pv6网络，现在已经建成了基于Pv6网

络地址的大规模下一代互联网示范网络，已经有多所高校、科研单位及企业建设了P6驻

地网，同时还积极参加国际上的Pv6网的各种研究项目。

随着宽带无线接入技术和移动终端技术的飞速发展，人们迫切希望能够随时随地甚至在移动过程中都能方便地从互联网获取信息和服务，移动互联网应运而生并迅猛发展。移动互联网是一种通过智能移动终端，采用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴业务，包含终端、软件和应用三个层面。终端层包括智能手机、平板电脑等；软件包括操作系统、中间件、数据库和安全软件等：应用包括休闲娱乐类、工具媒体类、商务财经类等不同应用与服务。移动互联网一推出就得到人们的热捧，需求越来越高，优势越来越凸显，促成了移动互联网技术的快速发展，目前，移动互联网在传输带宽和距离、抗干扰能力、安全性能方面已经接近有线网络，甚至在某些方面已经超过传统的有线网络，市场应用价值越来越高。移动

5

计算机网络

互联网络技术已经成为网络通信技术下一步的主要发展方向。

21世纪是云计算的时代。云计算是一种基于因特网的超级计算模式，在远程的数据中心，几万甚至几千万台电脑和服务器连接成一片，具有每秒超过10万亿次的运算能力，为用户提供网络服务。如此强大的运算能力几乎无所不能。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心，按各自的需求进行信息检索、数据存储和科学运算。

物联网是21世纪信息技术的重要组成部分。物联网是在互联网基础上延伸和扩展的网

络，通过射频识别(RFD)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按

约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

21世纪，网络速率、安全性、可靠性不断提升，Pv6拥有巨大的地址空间，全方位支持语音、数据、视频业务，物物相连的物联网络、无处不在的移动网络、高性能的智能终端，加上呈爆炸性增产的巨大网民数量和网络业务，正在开创21世纪网络新时代、新纪元。

1.1.2我国的计算机网络

我国的计算机网络发展可以追溯到1987年。1987年，北京大学钱天白教授通过意大利公用数据网设在北京的终端机发出我国第一封电子邮件，揭开了中国人使用Internet的序幕。

1988年，清华大学校园网通过邮电部的X.25实验网实现了与德国研究网DFN的互连，

并能通过德国的DFN访问Internet.。

1990年10月，中国正式注册了顶级域名CN;1993年，中国科学院计算机网络中心提

出我国的域名体系。

1989年，国家计委组织建立中关村地区的教育科研示范网络，在北京大学、清华大学和中科院三个单位间建立了高速互连网络，该项目于1992年完成，并于1994年通过美国的

Sprint公司以64Kb/s的速率实现了Internet的连接。到目前为止，中国教育科研计算机网已经成为覆盖全国、互连全国上千所高校和部分中小学的教育专业网络。

1990年开始，国内的北京市计算机应用研究所、中科院高能物理研究所、电子部华北计算所、电子部石家庄第54研究所等科研单位，先后将自己的网络与中国的公用数据网

X.25相连接。同时，利用欧洲国家的计算机作为网关，使得中国的CNPAC科技用户可以与

Internet用户进行E-mail通信，形成了最初的中国科技网。目前，中国科技网已建成连接中国科学院分布在全国各地45个城市共1000多家科研院所和高新技术企业的科技专业网络。

1993年3月12日，朱镕基副总理主持会议，提出和部署建设国家公用经济信息通信网(简称金桥工程)。1994年6月8日，金桥前期工程建设全面展开。1995年8月，金桥工程初步建成，在24省市开通联网（卫星网），并与国际网络实现互连。1996年9月6日，中国金桥信息网(ChinaGBN)连入美国的256KB专线正式开通。中国金桥信息网宣布开始提供Internet服务，主要提供专线集团用户的接入和个人用户的单点上网服务。

1994年，邮电部投资建设公用互联网ChinaNET。ChinaNET是向社会公众提供服务的网络，现由中国电信经营管理。ChinaNET于1995年5月正式向社会开放。它是中国第一个商业化的计算机互联网，是一个为中国的广大用户提供Internet的各类服务的商业网络。到目6

···试读结束···