作者：陈军强主要内容：
一、通信、网络的地位
二、计算机及其网络的形成和发展
三、计算机网络功能、结构和分类
四、网络 协议体系－－ OSI/RM模型
五、局域网
六、网络互联通信技术
七,TCP/IP协议
八、网络安全和网络管理
九、通信、网络发展趋势
十、实例信息处理信息传输信息采集一、
通信网络的地位二、计算机及网络发展历程
1、计算机发展历程及趋势
2、网络发展历程第一代电子管计算机（ 1946－ 1956）
第二代晶体管计算机（ 1957－ 1963）
第三代集成电路计算机（ 1964－ 1979）
第四代大规模集成电路计算机 (1980－今 )
第五代人工智能（生物）计算机（？）
1、计算机发展历程计算机系统的分类大型机小型机工作站微型机（ XT… P4)
超级计算机计算机的发展趋势
微型化、巨型化
网络化
多媒体
第五代计算机
2、计算机网络的形成和发展计算机网络是 计算机技术 和 通信技术 高度发展并相结合的产物，出现于二十世纪 60年代的初期，发展极快。一个国家是否具有全国性的大型计算机网络，
已经成为衡量该国家科学技术的重要标志。
计算机网络经历了从简单到复杂、
从低级到高级的发展过程。可概括为三个阶段：
远程用户终端 通讯设备 计算机主机计算机系统具有通信功能的单机系统具有通信功能的多机系统终端
T
T
T
集中器前置处理机计算机主机计算机系统低速线路计算机 — 计算机网络主机主机主机主机主机
T
T
通信子网资源子网通信设备高速线路低速线路三、网络的功能、结构和分类
1、网络的基本功能
2、网络的结构和组成
3、网络的分类计算机 实质上是帮助人们进行 信息处理 的智能工具 。输入计算机的是信息，计算机输出的还是信息 。
计算机网络是在计算机技术与通信技术高度发展并结合的背景下，为解决实践需要应运而生的。开发每个网络系统都有极强的应用目的。每个不同的计算机网络是为不同目的，解决不同需求而设计的。因此，各个具体网络系统的功能也不尽相同。但网络的主要功能是相近的：
1、网络的基本功能计算机网络系统的基本功能
1、数据快速传送和集中处理
2、资源共享
3、提高可用性和可靠性
4、易于分布处理数据快速传送和集中处理是计算机网络的最基本功能。
资源共享包括共享软件、硬件和数据资源，是计算机网络最有吸引力的功能。
一方面可均衡各台计算机的负载，大大提高每台计算机的可用性；
另一方面，通过网络各台计算机彼此互为后备机，
避免因故障导致系统瘫痪的情况，提高了系统的可靠性。
对大型综合性问题可将任务分交给几台计算机，实观分布处理的目的。因而使得它在经济、军事、生产管理和科学技术等部门发挥了重要作用，在事务处理和过程控制中扮演了越来越重要的角色。
2、网络的结构与组成计算机网络是由主计算机、
终端、网络节点、通信链路等网络单元组成。从逻辑功能上看，
一个网络可分成两个子网：资源子网和通信子网。
主机主机主机主机主机
T
T
通信子网资源子网通信设备高速线路低速线路
资源子网资源子网一般由计算机系统、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源和数据资源等组成。资源子网负责全网的数据处理和向网络用户提供网络资源及网络服务等。
这里将主要介绍资源子网中的主体设备：计算机系统和终端。
资源子网
主计算机在计算机网络中，主计算机 (host)负责数据处理和网络控制，它与其他模块中的主机联网以后，构成网络的主要资源。网络服务器、普通 PC机均属主机算机（ host).
资源子网
终端,终端是网络中用量最大，分布最广的设备，直接面对用户，是用户进行网络操作、
实现人 -机对话的工具。
按照终端设备组成分类简易终端：键盘打字之类终端；
复合终端：由多台输入输出设备组成，但对终端的控制仍由控制电路实现；
智能终端：终端控制器为可编程控制器，通常为微机。
通信子网通信子网由网络节点、通信链路及信号变换器等组成，负责数据在网络中的传输与通信控制。
a,网络节点,负责信息的发送和接受，信息的转发等功能，通常网络节点本身就是一台计算机。
b,通信链路,通信链路是两个节点之间的一条通信通道，常被称为信道。
c,信号转换器,信号变换器提供数字信号和模拟信号之间的变换，如 调制解调器。
3、网络的分类用于计算机网络进行分类的标准很多。如按拓扑结构分类 (星型、环形、网状）、按网络协议分类、按信道访问方式分类及按数据传输方式分类等（有线网络、无线网络）。下面是按照一种能反映网络技术本质的特征的分类标准，即按计算机网络分布的距离来分类。
计算机网络局域网 (LAN) 广域网 (WAN) 城域网 (MAN) 互联网 (Internet)
局域网的分布范围一般在几公里以内，最大不超过 10公里，属于一个地区或一个单位组建的网络
。它是在小型计算机和微型计算机大量推广使用之后才逐渐发展起来的。
广域网一般跨城市、地区甚至国家。此类网络出于军事、国防和科学研究的需要，发展较早。
目前，许多全国性的计算机网络就属于这类网络，例如中国邮电部的
ChianNet网、
Chinapac网和 ChinaDDN等。
城域网是介于局域网与广域网之间的一种大范围的高速网络。城域网的设计目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司和社会服务部门的计算机连网需求，实现大量用户、多种信息传输的综合信息网络 。
互联网其实不是一种具体的物理网络技术，它是将不同的物理网络技术按某种协议统一起来的一种高层技术。
广域网与广域网、
广域网与局域网、
局域网与局域网之间的互连，形成了局部处理与远程处理、有限地域范围资源共享与广大地域范围资源共享相结合的互联网。目前世界上发展最快、
也是最热门的网络就是 Internet网网络分类 缩写 分布距离大约 处理机位于同一传输速率范围局域网
LAN
10m 房间
4Mbps~10
Gbps 建筑物100m
1km 校园城域网 MAN 10km 城市 50Kbps~10
0Mbps
广域网 WAN 100km 国家 9.6kbps~45
Mbps
互联网 1000km 洲或洲际 9.6kbps~45
Mbps
各类计算机网络的特征参数，如下表：
四,网络协议体系 — OSI/RM模型
1、协议的概念所谓网络协议，是计算机之间进行通信时，为保证数据有序地发送和接收，而预先约定的规则（标准或约定）。规则中明确规定了：
通信时数据的格式、传送时序及相应的控制信息与应答信号。
2、开放式系统互联参考模型
OSI/RM（ Open System Interconnect
/Reference Model)开放式系统互联参考模型，
是 由国际标准化组织（ ISO）制定的网络协议层次模型，又称为 ISO/OSI网络体系结构 。为实现不同网络的互连,OSI/RM
模型 把网络通信定义为 7个层次。
OSI/RM模型层次结构物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层由低层到高层提供物理链路，实现 比特流 的透明传输 。
为数据（帧）块发送提供必要的同步、
差错控制和流控制。数据传输的基本单位是 帧 。
为更高层次提供独立于数据传输和交换技术的系统连接，并负责建立、
维持和结束连接。传输的基本单位是 分组 。
为不同系统的会晤实体建立端 --端之间透明、可靠的数据传输，并提供端点间的错误校正和流控制。传输的基本单位是 报文提供应用进程在数据表示（语法）
差异上的独立性提供给用户对 OSI环境的访问和分布式信息服务。应用层以下各层均通过应用层向应用进程提供服务为应用程序间的通信提供控制结构，
包括建立、管理、终止连接（任务）
五、局域网
1、局域网特征
2,IEEE 802标准
3、介质访问控制方法
4、以太网 — 最 普及的局域网
5、网络设备简介
1、局域网特点
a、范围有限，用户个数有限，仅用于办公室、工厂、学校等内部网络。
b、高传输速率和低误码率。
c、传输介质较多，既可用通信线路（如电话线），又可用专门的线路（如同轴电缆，光纤，双绞线等）。
d、局域网侧重共享信息的处理，广域网侧重共享位置准确无误及传输的安全性。
决定局域网特征的主要技术：拓扑结构、
数据传输形式、介质访问控制方法。
2,IEEE 802标准
·IEEE 802.1A 概述和系统结构。
·IEEE 802.1B 网络管理和网际互联。
·IEEE 802.2 逻辑链路控制。
·IEEE 802.3 CSMA/CD总线访问控制方法物理层技术规范。
·IEEE 802.4 令牌总线访问控制方法及物理层技术规范。
·IEEE 802.5 令牌环网访问控制方法及物理层规范。
·IEEE 802.6 城域网访问控制方法及物理层技术规范。
·IEEE 802.7 宽带技术。
·IEEE 802.8 光纤技术。
·IEEE 802.9 综合业务数字网（ ISDN）技术。
·IEEE 802.10 局域网安全技术。
·IEEE 802.11 无线局域网。
3、介质访问控制方法三种常用的局域网的介质访问控制方法。
CSMA/CD（载波监听多路访问技术）
令牌环
令牌总线
4、以太网 — 最 普及的局域网采用 CSMA/CD载波监听多路访问技术标准以太网符合 IEEE 802.3协议规范。
网络使用效率高。
以太网有主要有以下几种：
粗缆以太网 10BASE-5；细缆以太网
10BASE-2；细／粗同轴电缆混合网络；
双绞线以太网 10BASE-T；快速以太网
100BASE-T及高速以太网。目前高速以太网数据传输率１０ Gb/s。
5、网络设备简介
网卡（ NIC)
网络集线器 (HUB)
以太网交换机
以太网网络互联设备
无线网络设备互联设备的作用
OSI层次 互联设备 作 用 寻址功 能物理层 中继器、集 线器 在电缆段间复制比特，放大 电信号，扩展网络长度。 无地址数据链路层网桥、交换机在 LAN之间对存储转发数据链路帧。 MAC地址网络层 路由器 在异型网络间存储转发分组。 网络地址传输层及以上 网关在第四层或第四层以上实现不同网络体系间互联接口。 ---
六、网络互联通信技术
1,网络互联的基本概念及方法
2、公共传输系统有线、无线
３、水利信息化通信技术
1、网络互联的基本概念及方法网间互联的复杂性取决于要互联的网的帧、分组、报文和协议的差异程度。
一般 LAN-LAN互联由于在传输层以下，大多采用中继器和桥。网桥工作在数据链路层，
透明网桥用于同种类型的 LAN的互联，改变封装的网桥有能力改变每种通信协议所规定的数据包的封装。交换式集线器工作在数据链路层，它除普通集线器的功能外，还能以高的数据速率实现不同类型的 LAN的互联。
而 LAN-WAN互联主要是扩大数据通信网的连通范围，由于协议差异很大，一般采用路由器，并且可以利用公共传输系统联网。
2、公共传输系统从用户角度看，公共传输系统主要提供：电路交换服务、分组交换服务、
租用线路或专线服务三种通信服务。
常见的公共传输系统如下,PSTN、
ISDN,N-ISDN,B-ISDN,X.25,F.R.、
SMDS,SDH,ATM。其中 X.25,F.R.、
SMDS,B-ISDN属于包交换网络。
a,公共电话交换网 PSTN
以模拟技术为基础的电路交换网络，因此两个站点经 PSTN通信时，中间必须经双方 Modem实现数 /模信号的转换。可作为备份线路考虑。
b,多兆位数据交换服务 SMDS
是基于城域网 MAN协议的包交换公共数据网络。它和 ATM一样都是同类高速包交换协议。
SMDS可以作为主干网，将企业网的多个 LAN互连在一起。
c,综合业务数字网 ISDN
特点是用户经由一个标准的用户网络接口可享用各种类型的网络服务。 ISDN将网络分为用户网络、
接入网络、核心网络。
ISDN交换系统以时分复用技术经过一个双向数字管道与用户互传比特流信息。数据传输速率为
64Kb/s。
d,DDN数字数据网一种利用数字信道提供数据信号传输的数据传输网，也是面向所有专线或专网用户的基础电信网。 DDN网的特点：传输速率高、质量好、距离远、多协议支持、安全可靠、费用低廉。 DDN提供的业务有专用电路、帧中继、压缩话音 /G3传真业务、虚拟专用网。带宽在 2M
以内。
DDN接入方式非常丰富，常用的有：二线模拟传输方式、二线（四线）频带调制解调器传输方式,2B+D数据终端单元（ DTU）传输方式等等。
e,X.25分组交换网
X.25是在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备 DTE和数据电路端接设备 DCE之间的接口，实现点对点的交互方式。在单个物理链路上可复用多条逻辑信道（即虚电路），使一个 DTE接口接入 X.25网后可与一个或多个远程 DTE同时互联，实现全双工的信息交换。
特点,网内个节点具有存储转发能力，能接入不同类型的用户设备、可靠性高、多路复用、流量控制和拥塞控制、点对点协议（不支持广播）、支持多种协议，
可与其他公用网互联。
X.25接入,a、在大规模、多协议网络中，采用路由器和网关同时连接 X.25和本地局域网。 b、在中小规模协议较少的网络中，采用一台 PC机做为路由器。 c、使用分组装拆设备 PDA。
DDN与 X.25的比较
DDN与 X.25的比较
DDN X.25
不具备交换功能。 分组交换网。
是一个全透明的数据网络本身有三层协议，只对系统高层协议透明。
提供点对点的非交换型的为用户独占的永久型虚电路。
用呼叫建立临时虚电路
f,帧中继的应用帧中继是在 X.25基础上，简化了差错控制、流量控制和路由选择功能，着眼于数据的快速传输以提高网络的吞吐量，而形成的一种新型的交换技术。因此帧中继为原 X.25用户提供性能更高或范围更广的业务，另外，帧中继也可基于 DDN网等平台上实现帧中继和 X.25的异同点帧中继和 X.25的异同点帧中继 X.25
着眼于数据的快速传输，最大程度地提高网络吞吐量。
强调网络内数据传输的可靠性只有物理层和数据链路层，省去了
X.25的分组层，把分组层的一些功能取消或削弱后合并在数据链路层。
分为物理层、数据链路层、分组层。
非确认性型的网络，只在源端点 DTE
和终端点 DTE之间进行确认和重发，
在网络接口及网内个节点间只检错，
有错就将其抛弃。
确认型的网络，在分组层对报文进行分组和重组以及节点间都有确认重发。
没有提供透明的、对每条虚电路都实行的流量控制机制。
在数据链路层和分组层都设置流量控制机制。
只支持永久虚电路 PVC。 既支持永久虚电路，也支持呼叫虚电路。
都是 peer-peer（对等层）式的点对点交换网络。在 DTE与 DCE间单一的物理链路上复用多条逻辑信道（即虚电路）。
g,城域宽带网利用城域宽带网 （主干 2,5G以上,
接入 1M以上的城域网） 的 ADSL,CableModem
和以太网接入技术，可方便地实现网络将的互联。
g、无线通信技术
GSM,GPRS,CDMA等无线通信技术发展迅速，
3G标准规定，移动终端以车速移动时，其数据传输速率为 144kbps，室外静止或步行时速率为 384kbps，而室内为 2Mbps。
对于一些专用的无线网络，其数据传输速率已可达 100Mbps。如微波扩频技术。
对于某些偏远地区，卫星通信技术也是一个选择。
3、专用传输系统水利信息化的信息采集系统，由于其信息点（如水文站）一般位于偏僻地带，没有公网资源可用，此时就需要建立专用通信网络。
建立信息采集专网可用技术包括：
超短波、微波、卫星或有线电缆。
七,TCP/IP协议
TCP/IP协议集是以 TCP（ Transmission
Control Protocol)传输控制协议和 IP
（ Interconnection Protocol)互连网协议为代表的协议集，它已被广泛地应用于解决计算机网络的互连问题，成为事实上的工业标准。
水利信息化工程，将采用 TCP/IP网络体系组建各自的 Intranet以及 Extranet，并与 Internet
互联实现电子政务的分层次服务。
1,TCP/IP体系结构物理层包含了所有的高层协议，如 FTP,TELNET,DNS,SMTP等。
负责在源主机和目的主机的应用程序之间提供端 -端的数据传输服务，主要有传输控制协议 TCP和用户数据报协议 UDP。
负责将数据报独立地从信息源送到信宿，主要解决路由选择、阻塞控制、网络互联等问题，主要有互联网协议 IP。
负责将 IP数据报封装成适合在物理网络上传输地帧格式并传输，
或将从物理网络接收到地帧解封，取出 IP数据报交给上层地网络互联层。
物理层：只要能传输 IP数据报，允许任何协议。
网络接口层网络互联层传输层应用层由低层到高层
2、网络互联层协议
IP协议,实现的是不可靠无连接的数据报服务，它是 TCP/IP协议族的核心，传输层上的数据信息和网络层上的控制信息都以 IP数据报的形式传输。
在 Ipv4中,IP地址由四个八位域（叫作 octets）组成。 Octets被点号分开代表在 0到 255范围内的十进制数字。用二进制格式时共有 32位组成，为了方便记忆，
用点号每八位一分割，称为点分十进制。
因为 TCP/IP网络是为大规模的互连网络设计的，
所以不能用全部的 32位来表示网络上主机的地址。用
IP地址的一部分来标识网络，剩下的部分标识其中的网络设备。 IP地址中用来标识设备所在网络的部分叫做网络 ID，标识网络设备的部分叫做主机 ID。这些 ID
包含在同一个 IP地址之中。
IP地址分类
Internet组织定义了 5种 IP地址类，以容纳不同大小的网络。
A类 地址用于主机数目非常多的网络。 A类地址的最高位为 0，接下来的 7位完成网络 ID，剩余的 24位二进制位代表主机 ID。 A类地址允许 126个网络，每个网络大约一千七百万台主机 ;第一个八位体是 1~126。 127是一个特殊的网络 ID，是用来检查,TCP／ IP协议工作状态。
B类 地址用于中型到大型的网络。 B类地址的最高位为 10，接下来的 14位完成网络 ID，剩余的 14位二进制位代表主机 ID。 B类地址允许 16384个网络，每个网络大约 65000台主机 ;第一个八位体是
128~191。
C类 地址用于小型本地网络。 C类地址的最高位为 110，接下来的 21
位完成网络 ID，剩余的 8位二进制位代表主机 ID。 C类地址允许大约二百万个网络，每个网络有 254台主机；第一个八位体是
192~223。
IP地址分类
D类 地址用于多重广播组。一个多重广播组可能包括 1
台或更多主机，或根本没有。 D类地址的最高位为 1110;
第一个八位体是 224~239。剩余的位设计客户机参加的特定组。在多重广播操作中没有网络或主机位，数据包将传送到网络中选定的主机子集中。只有注册了多重广播地址的主机才能接收到数据包。 Microsoft支持
D类地址，用于应用程序将多重广播数据发送到网络间的主机上，包括 WINS和 Microsoft NetShow。
E类 是一个通常不用的实验性地址：它保留作为以后使用。 E类地址的最高四位通常为 11110；第一个八位体是 240~247。 248~254 无规定。
3、子网和网段子网是一个逻辑概念，子网中的各主机的 NetID是相同的。网段是一个物理概念，是指在物理上独立的一段网络。子网与网段之间，
可以是多对多的关系。
子网掩码,将 IP地址的各位,NetID全改为
1,HostID全改为 0，则是子网掩码。与 IP地址进行,与,或,and”运算，用来分辩网络 ID和主机 ID。
标准子网掩码,A类,255.0.0.0 B类：
255.255.0.0 C类,255.255.255.0
４,Intranet和 Extranet
Intranet的中文名称为内联网,Extranet的中文名称为外联网。
Intranet是建立在企业内部的,因特网,,主要由公司级的 TCP/IP网络和 WWW系统构成，在 Intranet与
Internet之间通过防火墙之类的安全性设施，既隔离外部用户又保持与因特网的连通性。 Extranet是若干相关企业内部网为达到特定目的而实现互连的,因特网,。如广东省水利厅内联网与省内各地市水利局内联网，为实现水利信息共享、防汛指挥会商、水资源的统一与分级管理等目标，而采用 Internet 技术实现互联，即构成广东水利 Extranet。
Intranet,Extranet及 Internet 都是基于 WEB技术的网络，均采用 TCP/IP协议族。
八、网络安全与网络管理
１、网络安全常用安全机制：
防火墙身份验证：建立 CA系统数据加密访问控制
2、网络管理网络管理是指：对网络的运行和网络资源使用进行规划、设计、配置、监视、分析、组织和控制等必要的管理活动，以保障网络正常可靠运行。
网络管理可遵循某些国际标准，自行开发网络管理软件，或购买现成的网络管理软件，并建立相应的管理制度。
主要内容包括：配置管理、失效与故障管理以及安全管理等。
九、通信、网络发展趋势通信、网络的发展趋势可概括为：
一个目标两个支撑三个融合四个热点一个目标,
面向 21世纪计算机网络发展的总体目标就是要在各个国家、进而在全球建立完善的信息基础设施。信息基础设施将改变人们的生活、学习、工作、人际交往的方式，减轻人们的工作负担，提高人民的生活水平，推动社会的进步。
两个支撑,
在实施面向 21世纪计算机网络的总体目标时，有两个重要的支撑技术，即微电子技术 和 光技术 。
微电子技术的发展是信息产业发展的基础，也是驱动信息革命的基础。
驱动信息革命的另一个支撑技术是光电子技术。评价光纤传输发展的标准是传输的比特率和信号在需要再生前可传输的距离的乘积。
三个融合,
支持全球建立完善的信息基础设施的最重要的技术是 计算机、通信、信息内容 这三种技术的融合。 计算机 包括计算机硬件、计算机软件以及相应服务；
通信 包括电话、电视电缆、卫星以及无线通信等。
电信网、电视网、计算机网三网合一是信息技术发展的必然趋势。
四个热点,
(1)多媒体多媒体包括静态的和基于时间的媒体，前者是数据、文本和静态图像，后者是音频和视频信号。
多媒体的应用有视频点播、交互视频、包括视频的协同工作、文件共享、
白板、远程医疗和远程教学。
多媒体应用是促进技术和行业融合的强大市场驱动力。
四个热点,
（２）宽带网定义,一般是以目前拨号上网速率的上限
56Kbps为分界，将 56Kbps及其以下的接入称为,窄带,,之上的接入方式则归类于,宽带,。
要建立真正的宽频多媒体网络，达到信息高速公路的目标，需要高速的传输载体，即信息高速公路的物理结构，包括网络、软件、交换设备。信息高速公路的载体有两个技术特征：
一个是任何时间、任何地点都能提供全彩色、
全动态的视频信号，一般称为宽频容量；另一个方面要提供全交互的、双向的信息流通信。
四个热点,
(3)移动通信便携式智能终端 PCS（ Personal Communications
Service，包括 CDMA,GSM） 可以使用无线技术，在任可地方以各种速率与网络保持联络，用户利用
PCS进行个人通信，可以在任何地方接收到发给自己的呼叫。这些 PCS系统支持语音、数据和报文等各种业务。 PCS网络和无线技术将改进人们的移动通信水平，成为未来信息高速公路的重要组成部分。
第一代无线业务有两大类：一类是蜂窝
/PCS广域网，第二类是无线局域网四个热点,
(4)信息安全当前网络与信息的安全受到严重的威胁，
一方面是由于 Internet的开放性以及安全性不足，另一方面由于众多的攻击手段，诸如病毒、
陷门、隐通道、拒绝服务、侦听、欺骗、口令攻击、路由攻击、中继攻击等等难以防护。
为了保护信息系统的安全，需要完整的安全保障体系，具有保护功能、检测手段，以及攻击的反应和事故恢复能力。
十、实例谢谢大家！
一、通信、网络的地位
二、计算机及其网络的形成和发展
三、计算机网络功能、结构和分类
四、网络 协议体系－－ OSI/RM模型
五、局域网
六、网络互联通信技术
七,TCP/IP协议
八、网络安全和网络管理
九、通信、网络发展趋势
十、实例信息处理信息传输信息采集一、
通信网络的地位二、计算机及网络发展历程
1、计算机发展历程及趋势
2、网络发展历程第一代电子管计算机（ 1946－ 1956）
第二代晶体管计算机（ 1957－ 1963）
第三代集成电路计算机（ 1964－ 1979）
第四代大规模集成电路计算机 (1980－今 )
第五代人工智能（生物）计算机（？）
1、计算机发展历程计算机系统的分类大型机小型机工作站微型机（ XT… P4)
超级计算机计算机的发展趋势
微型化、巨型化
网络化
多媒体
第五代计算机
2、计算机网络的形成和发展计算机网络是 计算机技术 和 通信技术 高度发展并相结合的产物，出现于二十世纪 60年代的初期，发展极快。一个国家是否具有全国性的大型计算机网络，
已经成为衡量该国家科学技术的重要标志。
计算机网络经历了从简单到复杂、
从低级到高级的发展过程。可概括为三个阶段：
远程用户终端 通讯设备 计算机主机计算机系统具有通信功能的单机系统具有通信功能的多机系统终端
T
T
T
集中器前置处理机计算机主机计算机系统低速线路计算机 — 计算机网络主机主机主机主机主机
T
T
通信子网资源子网通信设备高速线路低速线路三、网络的功能、结构和分类
1、网络的基本功能
2、网络的结构和组成
3、网络的分类计算机 实质上是帮助人们进行 信息处理 的智能工具 。输入计算机的是信息，计算机输出的还是信息 。
计算机网络是在计算机技术与通信技术高度发展并结合的背景下，为解决实践需要应运而生的。开发每个网络系统都有极强的应用目的。每个不同的计算机网络是为不同目的，解决不同需求而设计的。因此，各个具体网络系统的功能也不尽相同。但网络的主要功能是相近的：
1、网络的基本功能计算机网络系统的基本功能
1、数据快速传送和集中处理
2、资源共享
3、提高可用性和可靠性
4、易于分布处理数据快速传送和集中处理是计算机网络的最基本功能。
资源共享包括共享软件、硬件和数据资源，是计算机网络最有吸引力的功能。
一方面可均衡各台计算机的负载，大大提高每台计算机的可用性；
另一方面，通过网络各台计算机彼此互为后备机，
避免因故障导致系统瘫痪的情况，提高了系统的可靠性。
对大型综合性问题可将任务分交给几台计算机，实观分布处理的目的。因而使得它在经济、军事、生产管理和科学技术等部门发挥了重要作用，在事务处理和过程控制中扮演了越来越重要的角色。
2、网络的结构与组成计算机网络是由主计算机、
终端、网络节点、通信链路等网络单元组成。从逻辑功能上看，
一个网络可分成两个子网：资源子网和通信子网。
主机主机主机主机主机
T
T
通信子网资源子网通信设备高速线路低速线路
资源子网资源子网一般由计算机系统、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源和数据资源等组成。资源子网负责全网的数据处理和向网络用户提供网络资源及网络服务等。
这里将主要介绍资源子网中的主体设备：计算机系统和终端。
资源子网
主计算机在计算机网络中，主计算机 (host)负责数据处理和网络控制，它与其他模块中的主机联网以后，构成网络的主要资源。网络服务器、普通 PC机均属主机算机（ host).
资源子网
终端,终端是网络中用量最大，分布最广的设备，直接面对用户，是用户进行网络操作、
实现人 -机对话的工具。
按照终端设备组成分类简易终端：键盘打字之类终端；
复合终端：由多台输入输出设备组成，但对终端的控制仍由控制电路实现；
智能终端：终端控制器为可编程控制器，通常为微机。
通信子网通信子网由网络节点、通信链路及信号变换器等组成，负责数据在网络中的传输与通信控制。
a,网络节点,负责信息的发送和接受，信息的转发等功能，通常网络节点本身就是一台计算机。
b,通信链路,通信链路是两个节点之间的一条通信通道，常被称为信道。
c,信号转换器,信号变换器提供数字信号和模拟信号之间的变换，如 调制解调器。
3、网络的分类用于计算机网络进行分类的标准很多。如按拓扑结构分类 (星型、环形、网状）、按网络协议分类、按信道访问方式分类及按数据传输方式分类等（有线网络、无线网络）。下面是按照一种能反映网络技术本质的特征的分类标准，即按计算机网络分布的距离来分类。
计算机网络局域网 (LAN) 广域网 (WAN) 城域网 (MAN) 互联网 (Internet)
局域网的分布范围一般在几公里以内，最大不超过 10公里，属于一个地区或一个单位组建的网络
。它是在小型计算机和微型计算机大量推广使用之后才逐渐发展起来的。
广域网一般跨城市、地区甚至国家。此类网络出于军事、国防和科学研究的需要，发展较早。
目前，许多全国性的计算机网络就属于这类网络，例如中国邮电部的
ChianNet网、
Chinapac网和 ChinaDDN等。
城域网是介于局域网与广域网之间的一种大范围的高速网络。城域网的设计目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司和社会服务部门的计算机连网需求，实现大量用户、多种信息传输的综合信息网络 。
互联网其实不是一种具体的物理网络技术，它是将不同的物理网络技术按某种协议统一起来的一种高层技术。
广域网与广域网、
广域网与局域网、
局域网与局域网之间的互连，形成了局部处理与远程处理、有限地域范围资源共享与广大地域范围资源共享相结合的互联网。目前世界上发展最快、
也是最热门的网络就是 Internet网网络分类 缩写 分布距离大约 处理机位于同一传输速率范围局域网
LAN
10m 房间
4Mbps~10
Gbps 建筑物100m
1km 校园城域网 MAN 10km 城市 50Kbps~10
0Mbps
广域网 WAN 100km 国家 9.6kbps~45
Mbps
互联网 1000km 洲或洲际 9.6kbps~45
Mbps
各类计算机网络的特征参数，如下表：
四,网络协议体系 — OSI/RM模型
1、协议的概念所谓网络协议，是计算机之间进行通信时，为保证数据有序地发送和接收，而预先约定的规则（标准或约定）。规则中明确规定了：
通信时数据的格式、传送时序及相应的控制信息与应答信号。
2、开放式系统互联参考模型
OSI/RM（ Open System Interconnect
/Reference Model)开放式系统互联参考模型，
是 由国际标准化组织（ ISO）制定的网络协议层次模型，又称为 ISO/OSI网络体系结构 。为实现不同网络的互连,OSI/RM
模型 把网络通信定义为 7个层次。
OSI/RM模型层次结构物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层由低层到高层提供物理链路，实现 比特流 的透明传输 。
为数据（帧）块发送提供必要的同步、
差错控制和流控制。数据传输的基本单位是 帧 。
为更高层次提供独立于数据传输和交换技术的系统连接，并负责建立、
维持和结束连接。传输的基本单位是 分组 。
为不同系统的会晤实体建立端 --端之间透明、可靠的数据传输，并提供端点间的错误校正和流控制。传输的基本单位是 报文提供应用进程在数据表示（语法）
差异上的独立性提供给用户对 OSI环境的访问和分布式信息服务。应用层以下各层均通过应用层向应用进程提供服务为应用程序间的通信提供控制结构，
包括建立、管理、终止连接（任务）
五、局域网
1、局域网特征
2,IEEE 802标准
3、介质访问控制方法
4、以太网 — 最 普及的局域网
5、网络设备简介
1、局域网特点
a、范围有限，用户个数有限，仅用于办公室、工厂、学校等内部网络。
b、高传输速率和低误码率。
c、传输介质较多，既可用通信线路（如电话线），又可用专门的线路（如同轴电缆，光纤，双绞线等）。
d、局域网侧重共享信息的处理，广域网侧重共享位置准确无误及传输的安全性。
决定局域网特征的主要技术：拓扑结构、
数据传输形式、介质访问控制方法。
2,IEEE 802标准
·IEEE 802.1A 概述和系统结构。
·IEEE 802.1B 网络管理和网际互联。
·IEEE 802.2 逻辑链路控制。
·IEEE 802.3 CSMA/CD总线访问控制方法物理层技术规范。
·IEEE 802.4 令牌总线访问控制方法及物理层技术规范。
·IEEE 802.5 令牌环网访问控制方法及物理层规范。
·IEEE 802.6 城域网访问控制方法及物理层技术规范。
·IEEE 802.7 宽带技术。
·IEEE 802.8 光纤技术。
·IEEE 802.9 综合业务数字网（ ISDN）技术。
·IEEE 802.10 局域网安全技术。
·IEEE 802.11 无线局域网。
3、介质访问控制方法三种常用的局域网的介质访问控制方法。
CSMA/CD（载波监听多路访问技术）
令牌环
令牌总线
4、以太网 — 最 普及的局域网采用 CSMA/CD载波监听多路访问技术标准以太网符合 IEEE 802.3协议规范。
网络使用效率高。
以太网有主要有以下几种：
粗缆以太网 10BASE-5；细缆以太网
10BASE-2；细／粗同轴电缆混合网络；
双绞线以太网 10BASE-T；快速以太网
100BASE-T及高速以太网。目前高速以太网数据传输率１０ Gb/s。
5、网络设备简介
网卡（ NIC)
网络集线器 (HUB)
以太网交换机
以太网网络互联设备
无线网络设备互联设备的作用
OSI层次 互联设备 作 用 寻址功 能物理层 中继器、集 线器 在电缆段间复制比特，放大 电信号，扩展网络长度。 无地址数据链路层网桥、交换机在 LAN之间对存储转发数据链路帧。 MAC地址网络层 路由器 在异型网络间存储转发分组。 网络地址传输层及以上 网关在第四层或第四层以上实现不同网络体系间互联接口。 ---
六、网络互联通信技术
1,网络互联的基本概念及方法
2、公共传输系统有线、无线
３、水利信息化通信技术
1、网络互联的基本概念及方法网间互联的复杂性取决于要互联的网的帧、分组、报文和协议的差异程度。
一般 LAN-LAN互联由于在传输层以下，大多采用中继器和桥。网桥工作在数据链路层，
透明网桥用于同种类型的 LAN的互联，改变封装的网桥有能力改变每种通信协议所规定的数据包的封装。交换式集线器工作在数据链路层，它除普通集线器的功能外，还能以高的数据速率实现不同类型的 LAN的互联。
而 LAN-WAN互联主要是扩大数据通信网的连通范围，由于协议差异很大，一般采用路由器，并且可以利用公共传输系统联网。
2、公共传输系统从用户角度看，公共传输系统主要提供：电路交换服务、分组交换服务、
租用线路或专线服务三种通信服务。
常见的公共传输系统如下,PSTN、
ISDN,N-ISDN,B-ISDN,X.25,F.R.、
SMDS,SDH,ATM。其中 X.25,F.R.、
SMDS,B-ISDN属于包交换网络。
a,公共电话交换网 PSTN
以模拟技术为基础的电路交换网络，因此两个站点经 PSTN通信时，中间必须经双方 Modem实现数 /模信号的转换。可作为备份线路考虑。
b,多兆位数据交换服务 SMDS
是基于城域网 MAN协议的包交换公共数据网络。它和 ATM一样都是同类高速包交换协议。
SMDS可以作为主干网，将企业网的多个 LAN互连在一起。
c,综合业务数字网 ISDN
特点是用户经由一个标准的用户网络接口可享用各种类型的网络服务。 ISDN将网络分为用户网络、
接入网络、核心网络。
ISDN交换系统以时分复用技术经过一个双向数字管道与用户互传比特流信息。数据传输速率为
64Kb/s。
d,DDN数字数据网一种利用数字信道提供数据信号传输的数据传输网，也是面向所有专线或专网用户的基础电信网。 DDN网的特点：传输速率高、质量好、距离远、多协议支持、安全可靠、费用低廉。 DDN提供的业务有专用电路、帧中继、压缩话音 /G3传真业务、虚拟专用网。带宽在 2M
以内。
DDN接入方式非常丰富，常用的有：二线模拟传输方式、二线（四线）频带调制解调器传输方式,2B+D数据终端单元（ DTU）传输方式等等。
e,X.25分组交换网
X.25是在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备 DTE和数据电路端接设备 DCE之间的接口，实现点对点的交互方式。在单个物理链路上可复用多条逻辑信道（即虚电路），使一个 DTE接口接入 X.25网后可与一个或多个远程 DTE同时互联，实现全双工的信息交换。
特点,网内个节点具有存储转发能力，能接入不同类型的用户设备、可靠性高、多路复用、流量控制和拥塞控制、点对点协议（不支持广播）、支持多种协议，
可与其他公用网互联。
X.25接入,a、在大规模、多协议网络中，采用路由器和网关同时连接 X.25和本地局域网。 b、在中小规模协议较少的网络中，采用一台 PC机做为路由器。 c、使用分组装拆设备 PDA。
DDN与 X.25的比较
DDN与 X.25的比较
DDN X.25
不具备交换功能。 分组交换网。
是一个全透明的数据网络本身有三层协议，只对系统高层协议透明。
提供点对点的非交换型的为用户独占的永久型虚电路。
用呼叫建立临时虚电路
f,帧中继的应用帧中继是在 X.25基础上，简化了差错控制、流量控制和路由选择功能，着眼于数据的快速传输以提高网络的吞吐量，而形成的一种新型的交换技术。因此帧中继为原 X.25用户提供性能更高或范围更广的业务，另外，帧中继也可基于 DDN网等平台上实现帧中继和 X.25的异同点帧中继和 X.25的异同点帧中继 X.25
着眼于数据的快速传输，最大程度地提高网络吞吐量。
强调网络内数据传输的可靠性只有物理层和数据链路层，省去了
X.25的分组层，把分组层的一些功能取消或削弱后合并在数据链路层。
分为物理层、数据链路层、分组层。
非确认性型的网络，只在源端点 DTE
和终端点 DTE之间进行确认和重发，
在网络接口及网内个节点间只检错，
有错就将其抛弃。
确认型的网络，在分组层对报文进行分组和重组以及节点间都有确认重发。
没有提供透明的、对每条虚电路都实行的流量控制机制。
在数据链路层和分组层都设置流量控制机制。
只支持永久虚电路 PVC。 既支持永久虚电路，也支持呼叫虚电路。
都是 peer-peer（对等层）式的点对点交换网络。在 DTE与 DCE间单一的物理链路上复用多条逻辑信道（即虚电路）。
g,城域宽带网利用城域宽带网 （主干 2,5G以上,
接入 1M以上的城域网） 的 ADSL,CableModem
和以太网接入技术，可方便地实现网络将的互联。
g、无线通信技术
GSM,GPRS,CDMA等无线通信技术发展迅速，
3G标准规定，移动终端以车速移动时，其数据传输速率为 144kbps，室外静止或步行时速率为 384kbps，而室内为 2Mbps。
对于一些专用的无线网络，其数据传输速率已可达 100Mbps。如微波扩频技术。
对于某些偏远地区，卫星通信技术也是一个选择。
3、专用传输系统水利信息化的信息采集系统，由于其信息点（如水文站）一般位于偏僻地带，没有公网资源可用，此时就需要建立专用通信网络。
建立信息采集专网可用技术包括：
超短波、微波、卫星或有线电缆。
七,TCP/IP协议
TCP/IP协议集是以 TCP（ Transmission
Control Protocol)传输控制协议和 IP
（ Interconnection Protocol)互连网协议为代表的协议集，它已被广泛地应用于解决计算机网络的互连问题，成为事实上的工业标准。
水利信息化工程，将采用 TCP/IP网络体系组建各自的 Intranet以及 Extranet，并与 Internet
互联实现电子政务的分层次服务。
1,TCP/IP体系结构物理层包含了所有的高层协议，如 FTP,TELNET,DNS,SMTP等。
负责在源主机和目的主机的应用程序之间提供端 -端的数据传输服务，主要有传输控制协议 TCP和用户数据报协议 UDP。
负责将数据报独立地从信息源送到信宿，主要解决路由选择、阻塞控制、网络互联等问题，主要有互联网协议 IP。
负责将 IP数据报封装成适合在物理网络上传输地帧格式并传输，
或将从物理网络接收到地帧解封，取出 IP数据报交给上层地网络互联层。
物理层：只要能传输 IP数据报，允许任何协议。
网络接口层网络互联层传输层应用层由低层到高层
2、网络互联层协议
IP协议,实现的是不可靠无连接的数据报服务，它是 TCP/IP协议族的核心，传输层上的数据信息和网络层上的控制信息都以 IP数据报的形式传输。
在 Ipv4中,IP地址由四个八位域（叫作 octets）组成。 Octets被点号分开代表在 0到 255范围内的十进制数字。用二进制格式时共有 32位组成，为了方便记忆，
用点号每八位一分割，称为点分十进制。
因为 TCP/IP网络是为大规模的互连网络设计的，
所以不能用全部的 32位来表示网络上主机的地址。用
IP地址的一部分来标识网络，剩下的部分标识其中的网络设备。 IP地址中用来标识设备所在网络的部分叫做网络 ID，标识网络设备的部分叫做主机 ID。这些 ID
包含在同一个 IP地址之中。
IP地址分类
Internet组织定义了 5种 IP地址类，以容纳不同大小的网络。
A类 地址用于主机数目非常多的网络。 A类地址的最高位为 0，接下来的 7位完成网络 ID，剩余的 24位二进制位代表主机 ID。 A类地址允许 126个网络，每个网络大约一千七百万台主机 ;第一个八位体是 1~126。 127是一个特殊的网络 ID，是用来检查,TCP／ IP协议工作状态。
B类 地址用于中型到大型的网络。 B类地址的最高位为 10，接下来的 14位完成网络 ID，剩余的 14位二进制位代表主机 ID。 B类地址允许 16384个网络，每个网络大约 65000台主机 ;第一个八位体是
128~191。
C类 地址用于小型本地网络。 C类地址的最高位为 110，接下来的 21
位完成网络 ID，剩余的 8位二进制位代表主机 ID。 C类地址允许大约二百万个网络，每个网络有 254台主机；第一个八位体是
192~223。
IP地址分类
D类 地址用于多重广播组。一个多重广播组可能包括 1
台或更多主机，或根本没有。 D类地址的最高位为 1110;
第一个八位体是 224~239。剩余的位设计客户机参加的特定组。在多重广播操作中没有网络或主机位，数据包将传送到网络中选定的主机子集中。只有注册了多重广播地址的主机才能接收到数据包。 Microsoft支持
D类地址，用于应用程序将多重广播数据发送到网络间的主机上，包括 WINS和 Microsoft NetShow。
E类 是一个通常不用的实验性地址：它保留作为以后使用。 E类地址的最高四位通常为 11110；第一个八位体是 240~247。 248~254 无规定。
3、子网和网段子网是一个逻辑概念，子网中的各主机的 NetID是相同的。网段是一个物理概念，是指在物理上独立的一段网络。子网与网段之间，
可以是多对多的关系。
子网掩码,将 IP地址的各位,NetID全改为
1,HostID全改为 0，则是子网掩码。与 IP地址进行,与,或,and”运算，用来分辩网络 ID和主机 ID。
标准子网掩码,A类,255.0.0.0 B类：
255.255.0.0 C类,255.255.255.0
４,Intranet和 Extranet
Intranet的中文名称为内联网,Extranet的中文名称为外联网。
Intranet是建立在企业内部的,因特网,,主要由公司级的 TCP/IP网络和 WWW系统构成，在 Intranet与
Internet之间通过防火墙之类的安全性设施，既隔离外部用户又保持与因特网的连通性。 Extranet是若干相关企业内部网为达到特定目的而实现互连的,因特网,。如广东省水利厅内联网与省内各地市水利局内联网，为实现水利信息共享、防汛指挥会商、水资源的统一与分级管理等目标，而采用 Internet 技术实现互联，即构成广东水利 Extranet。
Intranet,Extranet及 Internet 都是基于 WEB技术的网络，均采用 TCP/IP协议族。
八、网络安全与网络管理
１、网络安全常用安全机制：
防火墙身份验证：建立 CA系统数据加密访问控制
2、网络管理网络管理是指：对网络的运行和网络资源使用进行规划、设计、配置、监视、分析、组织和控制等必要的管理活动，以保障网络正常可靠运行。
网络管理可遵循某些国际标准，自行开发网络管理软件，或购买现成的网络管理软件，并建立相应的管理制度。
主要内容包括：配置管理、失效与故障管理以及安全管理等。
九、通信、网络发展趋势通信、网络的发展趋势可概括为：
一个目标两个支撑三个融合四个热点一个目标,
面向 21世纪计算机网络发展的总体目标就是要在各个国家、进而在全球建立完善的信息基础设施。信息基础设施将改变人们的生活、学习、工作、人际交往的方式，减轻人们的工作负担，提高人民的生活水平，推动社会的进步。
两个支撑,
在实施面向 21世纪计算机网络的总体目标时，有两个重要的支撑技术，即微电子技术 和 光技术 。
微电子技术的发展是信息产业发展的基础，也是驱动信息革命的基础。
驱动信息革命的另一个支撑技术是光电子技术。评价光纤传输发展的标准是传输的比特率和信号在需要再生前可传输的距离的乘积。
三个融合,
支持全球建立完善的信息基础设施的最重要的技术是 计算机、通信、信息内容 这三种技术的融合。 计算机 包括计算机硬件、计算机软件以及相应服务；
通信 包括电话、电视电缆、卫星以及无线通信等。
电信网、电视网、计算机网三网合一是信息技术发展的必然趋势。
四个热点,
(1)多媒体多媒体包括静态的和基于时间的媒体，前者是数据、文本和静态图像，后者是音频和视频信号。
多媒体的应用有视频点播、交互视频、包括视频的协同工作、文件共享、
白板、远程医疗和远程教学。
多媒体应用是促进技术和行业融合的强大市场驱动力。
四个热点,
（２）宽带网定义,一般是以目前拨号上网速率的上限
56Kbps为分界，将 56Kbps及其以下的接入称为,窄带,,之上的接入方式则归类于,宽带,。
要建立真正的宽频多媒体网络，达到信息高速公路的目标，需要高速的传输载体，即信息高速公路的物理结构，包括网络、软件、交换设备。信息高速公路的载体有两个技术特征：
一个是任何时间、任何地点都能提供全彩色、
全动态的视频信号，一般称为宽频容量；另一个方面要提供全交互的、双向的信息流通信。
四个热点,
(3)移动通信便携式智能终端 PCS（ Personal Communications
Service，包括 CDMA,GSM） 可以使用无线技术，在任可地方以各种速率与网络保持联络，用户利用
PCS进行个人通信，可以在任何地方接收到发给自己的呼叫。这些 PCS系统支持语音、数据和报文等各种业务。 PCS网络和无线技术将改进人们的移动通信水平，成为未来信息高速公路的重要组成部分。
第一代无线业务有两大类：一类是蜂窝
/PCS广域网，第二类是无线局域网四个热点,
(4)信息安全当前网络与信息的安全受到严重的威胁，
一方面是由于 Internet的开放性以及安全性不足，另一方面由于众多的攻击手段，诸如病毒、
陷门、隐通道、拒绝服务、侦听、欺骗、口令攻击、路由攻击、中继攻击等等难以防护。
为了保护信息系统的安全，需要完整的安全保障体系，具有保护功能、检测手段，以及攻击的反应和事故恢复能力。
十、实例谢谢大家！
