第一章计算机网络技术的历史和新进展.ppt
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1、第一章 计算机网络技术的 历史和新进展,计算机网络向用户提供的 最重要的功能,连通性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。 共享即资源共享。可以是信息共享、软件共享,也可以是硬件共享。,关于计算机网络的三个命题,高速计算机网络是信息社会的神经和血管 体系结构:网络的骨架和神经 协议:网络的心脏和血液,主要内容,网络概述 Internet的发展和成功经验 计算机网络技术的历史回顾,什么是网络 - 从端系统的角度看,网络提供的服务: 信息传递 信鸽、烽火、信使 、卡车、电报、电话、Internet 类比运输服务:物体的传递 马、火车、卡车和飞机 不同的
2、网络以什么为区分 所提供的服务 服务以什么为区分 延迟、带宽、丢失率、端节点数目、服务接口、可靠性, 单播/多播,实时,消息/字节流,什么是网络 - 从网络核心的角度看,电子、光子等作为传输介质 链路:光纤、电缆和卫星 交换节点:机械/电/光 协议: TCP/IP, ATM, MPLS, SONET, Ethernet, PPP, X.25, FrameRelay, AppleTalk, IPX, SNA 功能: 路由,差错控制、拥塞控制、服务质量(QoS) 应用:FTP、HTTP、X windows,网络类型,空间距离 局域网 (LAN): 以太网、令牌环、FDDI 城域网 (MAN): D
3、QDB, SMDS 广域网 (WAN): X.25, ATM, frame relay 信息类型 数据网络 vs. 通信网络 应用类型 专用网络:飞机订票网,银行网,信用卡网,电话网 通用网络:Internet,网络类型,使用权 私有:企业网 公用:电话网、Internet 协议的所有权 私有: SNA 开放: IP 技术 地面 vs. 卫星 有线 vs. 无线 协议 IP, AppleTalk, SNA,计算机网络发展历史,计算机网络的形成 多终端系统 1970年代的计算机网络 X.25 分组交换网:各国的电信部门建设运行 各种专用的网络体系结构:SNA,DNA Internet 的前身AR
4、PANET进行实验运行 1980年代的计算机网络 标准化计算机网络体系结构:OSI 局域网络 LAN 技术空前发展 建成NSFNET,Internet 初具规模,计算机网络发展历史,1990年代的计算机网络 Internet空前发展 Web技术在Internet/Intranet 得到广泛应用 2000年代的计算机网络 IPv6网络快速发展 移动技术发展迅速 下一代互联网研究受到普遍重视,Internet发展历史,1969年,ARPANET产生 1970年代,作为研究项目,带宽56kbps,连接计算机不超过100台。 1979年,TCP/IP成熟 198083,APPANet和MILNET分开
5、, ARPANET采用TCP/IP协议 1983年,BSD UNIX内含TCP/IP 198586,NSF开始建设NSFNET,作为骨干网连接6个超级计算机中心,带宽1.544Mbps,连接10,000台计算机,Internet发展历史,198790,连接地区网络,NSI,ESNET,DARTnet,TWBNet,计算机数量超过10万台 199092,NSFNET发展到45兆带宽,连接16个地区网络 1994年,NSF骨干网解体,出现多个商用骨干网 今天:Internet骨干网的速率达到2.5/10Gbps,连接150多个国家的上千万台计算机 2004.1,全球主要学术网宣布开通IPv6服务,
6、中国计算机网络的发展历史,1970年代末开始 1980年代 局域网 OSI网络体系结构 低速广域网(电话线) 1990年代 局域网 Novell, TCP/IP X.25广域网及其应用 国民经济信息化高潮的到来,“金”字工程 互联网Internet在中国开始大规模发展 2000 推动以IPv6为基础的下一代互联网,Internet在中国的发展,1988年,中国第一个电子邮件发到Internet 1990 1993,通过 X.25与国际连网,Tunet 1994年,中科院高能所,64K,日本 1995年,CERNET, 128K, Sprint;Chinanet, 64K + 64K, Spri
7、nt 1996年,ChinaGBN,64K, Sprint 1997.12,用户74万 1998.12,用户达到200万 2003.6,用户达到6800万 2005.6,用户达到10300万,Internet在中国的发展(2009),2009年底,中国网民人数达到3.84亿,比1997年增长了618倍,年均增长3,195万人,互联网普及率达到28.9%,超过世界平均水平。 中国境内网站达323万个,比1997年增长了2,152倍。 中国拥有IPv4地址约2.3亿个,已成为世界第二大IPv4地址拥有国。 中国使用宽带上网的网民达到3.46亿人,使用手机上网的网民达到2.33亿人。,2011年中国
8、手机用户概况,2011.5用户总数已达9亿 2010年3.03亿用户使用手机上网,较2009年增加了2.3亿。 2010年新增3G用户数3.47亿,2011年第1季度新增3G用户数1.35亿 2010年购买智能手机6200万部,预计2011年购买智能手机9500万部,主要内容,网络概述 Internet的发展和成功经验 计算机网络技术的历史回顾,Internet,全球范围、通用、异构的公用计算机网络 Internet协议 开放的标准: Internet Engineering Task Force (IETF) 负责标准的制订维护和协调 是其他类型网络的技术基础 企业内部网(Intranet)
9、 由研究机构开发,Internet的增长,Internet上的主机数: Aug. 1981 213 Oct. 1984 1,024 Dec. 1987 28,174 Oct. 1990 313,000 Oct. 1993 2,056,000 Apr. 1995 5,706,000 Jul. 1997 19,540,000 Jul. 2000 93,047,785,最近的增长 (1991-2000),Internet 发展规模和趋势,Internet的发展速度 是历史上发展最快的一种技术 以商业化后达到 5000 万用户为例 电视用了13年,收音机用了38年,电话更长 Internet 从商业化
10、后达到 5000 万用户用了4 年时间 Internet 正在以超过摩尔定理的速度发展,网络时代的三大基本定律,摩尔定律: CPU性能18个月翻番,10年100倍。 所有电子系统(包括电子通信系统,计算机)都适用,光纤定律: 超摩尔定律,骨干网带宽9个月翻番,10年10000倍。带宽需求呈超高速增长的趋势,迈特卡尔夫定律:联网定律, 网络价值随用户数平方成正比。未联网设备增加N倍,效率增加N倍。联网设备增加N倍,效率增加N2倍,网络带宽与CPU性能,光纤容量,高水平大容量光纤传输试验系统,数据流量超过话音,0,Relative Capacity (%),Voice,Data,Source: M
11、CI (Vint Cerf),International data traffic already exceeds international voice from Australia and Scandinavia.,数据中绝大部分是IP数据,2000,1998,1996,All Other,IPX,TCP/IP,Traffic Ratios,Source: Gartner 1997,100%,90%,80%,70%,60%,50%,40%,30%,20%,10%,0%,Internet上的信息趋于交互,Relative User Population,8%,17%,39%,27%,7%,2
12、%,13%,18%,23%,23%,16%,7%,14%,17%,12%,15%,28%,14%,To Transactional Pages (Red) and Audio/Video Content (Purple),100%,80%,60%,40%,20%,0%,2000,1998,1996,Source: The Yankee Group, 1996,应用促进网络发展,Simple Video, Multimedia,Browsing, PCM Voice,IP, PCS, E-Mail, File Transfer,Paging,Video Conferencing, MPEG1 N
13、TSC Video,Telnet, VoIP,ISDN, Frame Relay,ATM/POS,T3/E3,T1/E1,New Modem,Wireless WAN,Old Modem,.004,.0192,.0288,.128,1.5,3,155,Mb/s,Minimum Bandwidth for Application per User,Virtual Reality, Medical Imaging,Data/Voice/Video 三网融合,高速信息网络的发展方向: 通信与计算聚合,通信和计算技术的聚合 改变了各自的原有特征 高速信息网络体系结构的发展趋势 分层结构;分布控制、管理
14、和安全机制 分层结构 应用(Application) 服务(Service) 基础设施(Infrastructure),下一代互联网的技术体系结构(1),下一代互联网的技术体系结构(2),协议层次扁平化,ATM,SDH/SONET,IP,Optical,B-ISDN,IP over ATM,IP over SDH/SONET,IP over Optical,Long-Term Winners,IP,ATM,Optical,IP,SDH/SONET,Optical,IP,Optical,Multiplexing, Protection, and Management at Every Layer
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