1 互联网与移动通信发展培训互联网与移动通信发展互联网与移动通信发展网络基础与移动通信2 互联网与移动通信发展培训主要内容主要内容网络基础结构与概念 网络基本原理和TCP/IP基本概念网络的技术发展与演进移动通信技术发展 3 互联网与移动通信发展培训什么是计算机网络 将一系列具有独立功能的自主计算机以及其他外部设备，用通信媒体将一系列具有独立功能的自主计算机以及其他外部设备，用通信媒体相互连接起来，以实现相互通信、资源共享为目的的多机系统就是计相互连接起来，以实现相互通信、资源共享为目的的多机系统就是计算机网络。算机网络。 自主计算机：指能够自主地完成启动停止和对所属资源进行控制的自主计算机：指能够自主地完成启动停止和对所属资源进行控制的计算机。计算机。 通信媒体：通信媒体：指通信设备和通信线路。指通信设备和通信线路。 相互通信：相互通信：用户之间按照某种规则约定进行信息交换。用户之间按照某种规则约定进行信息交换。 资源共享：资源共享：共同使用网络中的软、硬件资源。共同使用网络中的软、硬件资源。主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机打印机打印机打印机打印机主机主机主机主机4 互联网与移动通信发展培训计算机网络形成的要素 至少具有两台以上的自主计算机，且这些计算机之间有通信和共享的需求； 各个计算机之间要使用某种通信手段相互连接； 要制定一套各方认可的通信规则。5 互联网与移动通信发展培训 计算机网络的发展四个阶段：四个阶段：以单计算机为中心的联机系统以单计算机为中心的联机系统计算机计算机计算机网络计算机网络体系结构标准化网络体系结构标准化网络InternetInternet的的应用与高速网络技术的发展应用与高速网络技术的发展6 互联网与移动通信发展培训阶段1：以单计算机为中心的远程联机系统(50(50年代中期年代中期6060年代初年代初, ,通信技术与计算机技术通信技术与计算机技术结合结合) )HostHostFEPMMMMTTTC低速低速高速高速FEP：Front End Process前端处理机，减轻主机通信负担前端处理机，减轻主机通信负担C：集中器，带多个终端：集中器，带多个终端M：调制解调器：调制解调器T: 终端终端7 互联网与移动通信发展培训阶段2：分组交互网(60年代后期70年代中期) 将多台具有自主处理能力的计算机用通信线路连接起将多台具有自主处理能力的计算机用通信线路连接起来的计算机网络系统，计算机网络系统之间的通信使来的计算机网络系统，计算机网络系统之间的通信使用用分组交换方式分组交换方式分组交换方式分组交换方式IMP：接口报文处理机（节点机），提供主机间的通信服务，存储转发方式工作：接口报文处理机（节点机），提供主机间的通信服务，存储转发方式工作通信子网：通信子网：IMP与它们之间的连线，负责通信任务，公用网与它们之间的连线，负责通信任务，公用网资源子网：主机及所有连接终端，负责应用，私用网资源子网：主机及所有连接终端，负责应用，私用网通信子网和资源子网可分别建设通信子网和资源子网可分别建设IMPIMPIMPIMPIMPHHHH通信子网 X.25资源子网8 互联网与移动通信发展培训19691969年，美国国防部高级研究计划局年，美国国防部高级研究计划局ARPAARPA为为支持国防研究项目建造了支持国防研究项目建造了ARPAnetARPAnet -加利福尼亚大学洛衫机分校加利福尼亚大学洛衫机分校(UCLA) -加利福尼亚大学圣芭芭拉分校加利福尼亚大学圣芭芭拉分校(UCSB) -犹它大学犹它大学(Utah) -SRI国际机构国际机构 9 互联网与移动通信发展培训阶段2：分组交互网(60年代后期70年代中期)ARPANETARPANET中存储转发的基本信息单位称为分组或中存储转发的基本信息单位称为分组或包包以存储转发方式传输分组的传输机制称为分组交以存储转发方式传输分组的传输机制称为分组交换或包交换换或包交换以分组交换的方式进行通信的子网称为分组交换以分组交换的方式进行通信的子网称为分组交换网网接口报文处理机接口报文处理机IMPIMP在分组交换网中称为分组交换在分组交换网中称为分组交换节点节点10 互联网与移动通信发展培训ARPA主要贡献完成了对计算机网络定义、分类的研究。完成了对计算机网络定义、分类的研究。提出了资源子网、通信子网的网络结构概念。提出了资源子网、通信子网的网络结构概念。研究了分组交换方法。研究了分组交换方法。采用了层次结构的网络体系结构模型与协议采用了层次结构的网络体系结构模型与协议体系。体系。11 互联网与移动通信发展培训 阶段阶段3 3：体系结构标准化网络（：体系结构标准化网络（7070年代末年代末9090年代）年代）主机间通信时对信息的理解、表示形式、应答等需遵守主机间通信时对信息的理解、表示形式、应答等需遵守共同的约定，即协议，计算机网络的协议分若干层次，共同的约定，即协议，计算机网络的协议分若干层次，各层协议的总和称体系结构各层协议的总和称体系结构第二代计算机网络的缺点是没有统一的体系结构，各网第二代计算机网络的缺点是没有统一的体系结构，各网自行研制，互连困难（自行研制，互连困难（SNASNA、DNADNA等）等）7070年代末，国际标准化组织（年代末，国际标准化组织（ISOISO）开始制定标准，）开始制定标准，19841984年颁布了年颁布了OSIOSI开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型OSI/RMOSI/RM，网络，网络发展进入第三代发展进入第三代7070年代末，年代末，TCP/IPTCP/IP出现，并成为事实上的标准，成为出现，并成为事实上的标准，成为INTERNETINTERNET的基础。的基础。12 互联网与移动通信发展培训阶段4：Internet的应用与高速网络技术的发展九十年代：以商业应用为主九十年代：以商业应用为主InternetInternet空前发展：电子邮件、信息查询、空前发展：电子邮件、信息查询、新闻组、文件传输、语音与图像通信服务新闻组、文件传输、语音与图像通信服务WebWeb技术在技术在Internet/Intranet Internet/Intranet 得到广泛应用得到广泛应用下一代下一代InternetInternetINTRANET INTRANET 内联网（内部网）内联网（内部网）13 互联网与移动通信发展培训网络拓扑的概念 通常，我们将通常，我们将通信子网中的通信处理机和通信子网中的通信处理机和其他通信设备称为节点，通信线路称为链路，其他通信设备称为节点，通信线路称为链路，而将节点和链路连接而成的几何图形称为该网而将节点和链路连接而成的几何图形称为该网络的拓扑结构络的拓扑结构。因此，计算机网络的拓扑结构。因此，计算机网络的拓扑结构是指它的通信子网的拓扑构型。它反映出通信是指它的通信子网的拓扑构型。它反映出通信网络中各实体之间的结构关系。网络中各实体之间的结构关系。节点用节点用链路用链路用14 互联网与移动通信发展培训计算机网络的分类 按网络拓扑结构划分总线型总线型环型环型星型星型混合型混合型树型（星型级联）树型（星型级联）网状（星型网状（星型+ +环型）环型）15 互联网与移动通信发展培训 总线型总线型n环型环型n星型星型16 互联网与移动通信发展培训 按网络覆盖范围划分按网络覆盖范围划分计算机网络分：局域网、城域网、广域网计算机网络分：局域网、城域网、广域网 机间距离机间距离 范围范围 分类分类 0.1M0.1M电路板电路板 计算机计算机 1M1M计算机系统计算机系统计算机计算机 10M10M房间房间LANLAN（local area networklocal area network） 100M100M楼楼LANLAN 1KM 1KM园区园区 MAN(metropolitan area network)MAN(metropolitan area network) 10KM 10KM城市城市MANMAN 100KM 100KM国家国家WAN(wide area network)WAN(wide area network) 1000KM 1000KM州州WANWAN 10000KM 10000KM全球全球WANWAN17 互联网与移动通信发展培训按网络体系结构划分TCP/IPTCP/IPISO/OSIISO/OSISPX/IPXSPX/IPXSNASNADECnetDECnetX.25X.25、FRFR（帧中继）、（帧中继）、ATMATM200019981996All OtherIPXTCP/IP100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%18 互联网与移动通信发展培训局域网局域网局域网局域网LAN(Local Area Network)LAN(Local Area Network) 覆盖范围小，传输介质较为单一；覆盖范围小，传输介质较为单一；覆盖范围小，传输介质较为单一；覆盖范围小，传输介质较为单一； 高数据率，低误码率；高数据率，低误码率；高数据率，低误码率；高数据率，低误码率； 属于一个单位或部门。属于一个单位或部门。属于一个单位或部门。属于一个单位或部门。广域网广域网广域网广域网WAN (Wide Area Network ) WAN (Wide Area Network ) 。 覆盖范围广，传输介质多样化；覆盖范围广，传输介质多样化；覆盖范围广，传输介质多样化；覆盖范围广，传输介质多样化； 低数据率，高误码率；低数据率，高误码率；低数据率，高误码率；低数据率，高误码率； 由政府部门委托或批准某些单位组建或经营管理。由政府部门委托或批准某些单位组建或经营管理。由政府部门委托或批准某些单位组建或经营管理。由政府部门委托或批准某些单位组建或经营管理。城域网城域网城域网城域网MAN (Metropolitan Area Network )MAN (Metropolitan Area Network )19 互联网与移动通信发展培训网网络的基本硬件的基本硬件组成成构建网络需要哪些最基本的元素？网络终端网络终端网络终端网络终端( (服务器服务器服务器服务器/ /客户端客户端客户端客户端) )网络互联设备网络互联设备网络互联设备网络互联设备传输介质传输介质传输介质传输介质其它设备其它设备其它设备其它设备20 互联网与移动通信发展培训常常见网网络的互的互连设备网卡网卡(网络适配器)调制解调器(modem,猫)将模拟信号转换为数字信号或是数字信号转换为模拟信号的功能交换机(switch)计算机与网络的接口将一个数据单元发送到下一目的地21 互联网与移动通信发展培训传输介质 传输介质是计算机网络传输介质是计算机网络传输介质是计算机网络传输介质是计算机网络中连接各个节点之间的中连接各个节点之间的中连接各个节点之间的中连接各个节点之间的物理通路。物理通路。物理通路。物理通路。 计算机网络中常用的传计算机网络中常用的传计算机网络中常用的传计算机网络中常用的传输介质分为：输介质分为：输介质分为：输介质分为：1 1、有线传输介质、有线传输介质、有线传输介质、有线传输介质 双绞线双绞线双绞线双绞线 同轴电缆同轴电缆同轴电缆同轴电缆 光纤光纤光纤光纤2 2、无线传输介质、无线传输介质、无线传输介质、无线传输介质 激光、红外线激光、红外线激光、红外线激光、红外线 微波和卫星线路微波和卫星线路微波和卫星线路微波和卫星线路22 互联网与移动通信发展培训其它传输介质 无线传输（无线传输（Wireless TransmissionWireless Transmission） 电磁频谱电磁频谱 无线电传输无线电传输 微波传输微波传输 红外线和毫米波红外线和毫米波 光波传输光波传输 电话系统电话系统 目前，电话系统的基本构成：目前，电话系统的基本构成： 局部回路（双绞线，模拟信号传输）局部回路（双绞线，模拟信号传输） 中继（光纤或微波，数字信号传输）中继（光纤或微波，数字信号传输） 交换局交换局23 互联网与移动通信发展培训OSI 七七层模型模型24 互联网与移动通信发展培训OSI 七七层模型模型vs TCP/IP 四四层模型模型25 互联网与移动通信发展培训数据封装数据封装数据是怎么传输的呢？数据是怎么传输的呢？26 互联网与移动通信发展培训入网四要素入网四要素 IPIP地址地址 子网掩码子网掩码 网关地址网关地址 域名服务器域名服务器27 互联网与移动通信发展培训IP地址（地址（IP Address）InternetInternet的的IPIP地址是指地址是指IPIP网络层通用的一种地址，网络层通用的一种地址，整个整个InternetInternet采用全局通用的采用全局通用的IPIP地址格式，在地址格式，在InternetInternet网上的每个主机由一个唯一的网上的每个主机由一个唯一的IPIP地址来地址来标识。标识。IPv4:IPv4:一个一个IPIP地址由地址由4 4个字节组成，个字节组成，3232位长位长为了便于表示为了便于表示, ,使用点分十进制表示法使用点分十进制表示法（dotted decimal notationdotted decimal notation）例如：例如：IPIP地址地址11 0000000111 00000001表示为表示为219.219.62.1219.219.62.128 互联网与移动通信发展培训 每个每个IPIP地址由网络号和主机号组成，其中网络号长度地址由网络号和主机号组成，其中网络号长度决定了网络的规模，主机号长度决定了一个网内的可决定了网络的规模，主机号长度决定了一个网内的可以连网的主机数量。互联网按网络的规模大小，将以连网的主机数量。互联网按网络的规模大小，将IPIP地址分为地址分为A A、B B、C C三大类。三大类。D D类地址，用于与网上多台类地址，用于与网上多台主机同时进行通信的地址；主机同时进行通信的地址；E E类地址，现在保留，以备类地址，现在保留，以备将来使用。将来使用。网络掩码网络掩码 ( (用来确定网络号用来确定网络号) )例如：例如：IPIP地址地址11 00000001(219.219.62.1)11 00000001(219.219.62.1)11111111 11111111 11111111 00000000(255.255.255.0)11111111 11111111 11111111 00000000(255.255.255.0)29 互联网与移动通信发展培训表表2.1 各各类IP地址范地址范围类类 型型 范范 围围 A A0.0.0.0 127.255.255.255 0.0.0.0 127.255.255.255 B B128.0.0.0191.255.255.255 128.0.0.0191.255.255.255 C C192.0.0.0223.255.255.255 192.0.0.0223.255.255.255 D D224.0.0.0239.255.255.255 224.0.0.0239.255.255.255 E E240.0.0.0247.255.255.255 240.0.0.0247.255.255.255 特殊保留网段： 10.0.0.0/8 192.168.0.0/16 172.16.0.0/16 127.0.0.0/8B类类A类类18162432网络号网络号网络号网络号机器号机器号机器号机器号C类类机器号机器号网络号网络号01101 030 互联网与移动通信发展培训域名域名由于IP地址是数字型的，使用起来并不方便，于是人们又发明了另一套字符型的地址方案域名。 域名服务器： 负责域名到负责域名到IPIP的转换的转换 将本地不能解析的域名转发其他域名服务将本地不能解析的域名转发其他域名服务器器31 互联网与移动通信发展培训域名解析域名解析过程程.com .net .org.cnCNNICINTERNICeducomnetpkutsinghuacumtseucslibwwwftpwww32 互联网与移动通信发展培训为什么使用什么使用IPv6?IPv4所面临的问题IPv4IPv4的地址严重匮乏的地址严重匮乏路由表急剧膨胀路由表急剧膨胀网络安全网络安全暂时的解决方法NAT NAT （网络地址转换）（网络地址转换）CIDR (CIDR (域间无类路由选择域间无类路由选择) )33 互联网与移动通信发展培训通信技通信技术的的发展展IPv6无线34 互联网与移动通信发展培训IPv6主要特性主要特性 一，一，IPv6IPv6具有更大的地址空间具有更大的地址空间具有更大的地址空间具有更大的地址空间。IPv4IPv4中规定中规定IPIP地址长度为地址长度为3232，即有，即有232-1232-1（符号（符号 表示升幂，下同）个地址；而表示升幂，下同）个地址；而IPv6IPv6中中IPIP地址的长度为地址的长度为128128，即有，即有2128-12128-1个地址。个地址。 二，二，IPv6IPv6使用更小的路由表使用更小的路由表使用更小的路由表使用更小的路由表。IPv6IPv6的地址分配一开始就遵循聚类的地址分配一开始就遵循聚类（AggregationAggregation）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（EntryEntry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。了路由器转发数据包的速度。 三，三，IPv6IPv6增加了增强的组播（增加了增强的组播（增加了增强的组播（增加了增强的组播（MulticastMulticast）支持以及对流的支持）支持以及对流的支持）支持以及对流的支持）支持以及对流的支持（Flow ControlFlow Control），这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量（为服务质量（QoSQoS，Quality of ServiceQuality of Service）控制提供了良好的网络平台。）控制提供了良好的网络平台。 四，四，IPv6IPv6加入了对自动配置（加入了对自动配置（加入了对自动配置（加入了对自动配置（Auto ConfigurationAuto Configuration）的支持）的支持）的支持）的支持。这是对。这是对DHCPDHCP协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。便和快捷。 五，五，IPv6IPv6具有更高的安全性具有更高的安全性具有更高的安全性具有更高的安全性。在使用。在使用IPv6IPv6网络中用户可以对网络层的网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对数据进行加密并对IPIP报文进行校验，极大的增强了网络的安全性。报文进行校验，极大的增强了网络的安全性。 六六六六 IPv6 IPv6 移动性移动性移动性移动性 ：设备必须能够在：设备必须能够在 IPv6 Internet IPv6 Internet 上随意更改位置但上随意更改位置但仍维持现有连接仍维持现有连接 35 互联网与移动通信发展培训IPv6无线家庭网络36 互联网与移动通信发展培训IPv6应用用-网网络家家电37 互联网与移动通信发展培训IPv6应用用-网网络家家电