目录 第七章计算机网络. 7.1计算机网络起源及发展 7.11计算机网络的起源。 7.1.2计算机网络未来的发展趋势. 7.2计算机网络结构. 72.1计算机网络组成 72.2计算机网络中的基本概念 723计算机网络分类. 7.2.4计算机网络协议(OS参考模型与TCP/IP协议).23 7.3应用网络连接.32 73.1典型的家庭网络连接 32 73.2大学生宿舍网络连接 7.4计算机网络安 38 7.4.1网络安全威胁. ·38 7.4.2保障网络安全措施 .40
1 目录 第七章 计算机网络. 2 7.1 计算机网络起源及发展. 3 7.1.1 计算机网络的起源. 4 7.1.2 计算机网络未来的发展趋势. 8 7.2 计算机网络结构. 9 7.2.1 计算机网络组成. 9 7.2.2 计算机网络中的基本概念. 16 7.2.3 计算机网络分类. 19 7.2.4 计算机网络协议（OSI 参考模型与ＴＣＰ／ＩＰ协议）. 23 ７.3 应用网络连接. 32 ７.3.1 典型的家庭网络连接. 32 ７.3.2 大学生宿舍网络连接. 37 ７.4 计算机网络安全. 38 ７.4.1 网络安全威胁. 38 ７.4.2 保障网络安全措施. 40
第七章 计算机网络 21世纪被称为信息化时代、网络化时代、数字化时代。在校大学生是数字 化时代成长起来的原著民。手机已经变成了人们必不可少的生活工具，是每个人 的标配，俨然是人们手上长着的衍生物。工作中有微信工作群，生活中需要点外 卖解决饮食，学习上也要用到百度查资料和各种学习APP。手机之所以变得无 所不能是因为手机的随时在线。来自第44次中国互联网发展状况统计报告的数 据，截止到2019年6月中国网民规模达8.54亿，手机网民规模达8.47亿，网 民移动互联接入流量如图7_1所示。Ne Are Social和Hootsuite发布了2019 年数字报告，截至2019年1月31日全世界网民人数43.88亿。2019年上半 年，我国网民的每周平均上网时长为27.9小时，人们日常生活各类APP时间占 比如图72所示，互联网接入设备用网情况如图73所示。互联网+时代，任何 人可以在任何时间任何场所使用网络，网络无处不在，不可或缺。互联网络己经 渗透到我们学习、工作、生活、娱乐的方方面面。互联网络的发展势头更是红红 火火。100M以上宽带接入占比77.1%，光纤接入(FTTH/O,光纤入户、光纤 入办公室技术)用户规模达3.96亿，移动宽带用户使用4G(第四代移动通信技 术)网络访问互联网平均下载速度达到23.01 Mbit/s。.5G正展现出蓬勃生机。5G 的研发历程最早可追溯到2014年三星开始的移动传输网络研究，2017年 5GNSA标准冻结，标志5G概念真正完善。2018年12月工信部许可中国电信、 中国移动、中国联通在全国开展第五代移动通信系统试验，并在北京、上海等18 个城市进行试点：在硬件方面中国5G手机的研发同样走在了世界前列。2019年 巴塞罗那举行的MWC上，OPPO,一加等国产品牌展示出领先的5G技术成为 大会焦点，可以说在2019年，中国将引领世界5G的发展进程。 B.C
2 第七章 计算机网络 21 世纪被称为信息化时代、网络化时代、 数字化时代。在校大学生是数字 化时代成长起来的原著民。手机已经变成了人们必不可少的生活工具，是每个人 的标配，俨然是人们手上长着的衍生物。工作中有微信工作群，生活中需要点外 卖解决饮食，学习上也要用到百度查资料和各种学习 APP。手机之所以变得无 所不能是因为手机的随时在线。来自第 44 次中国互联网发展状况统计报告的数 据，截止到 2019 年 6 月中国网民规模达 8.54 亿，手机网民规模达 8.47 亿，网 民移动互联接入流量如图 7_1 所示。We Are Social 和 Hootsuite 发布了 2019 年数字报告，截至 2019 年 1 月 31 日全世界网民人数 43.88 亿。2019 年上半 年，我国网民的每周平均上网时长为 27.9 小时，人们日常生活各类 APP 时间占 比如图 7_2 所示，互联网接入设备用网情况如图 7_3 所示。互联网+时代，任何 人可以在任何时间任何场所使用网络，网络无处不在，不可或缺。互联网络已经 渗透到我们学习、工作、生活、娱乐的方方面面。互联网络的发展势头更是红红 火火。100M 以上宽带接入占比 77.1%，光纤接入（FTTH/O，光纤入户、光纤 入办公室技术）用户规模达 3.96 亿，移动宽带用户使用 4G（第四代移动通信技 术）网络访问互联网平均下载速度达到 23.01Mbit/s。5G 正展现出蓬勃生机。5G 的研发历程最早可追溯到 2014 年三星开始的移动传输网络研究，2017 年 5GNSA 标准冻结，标志 5G 概念真正完善。2018 年 12 月工信部许可中国电信、 中国移动、中国联通在全国开展第五代移动通信系统试验，并在北京、上海等 18 个城市进行试点；在硬件方面中国 5G 手机的研发同样走在了世界前列。2019 年 巴塞罗那举行的 MWC 上，OPPO，一加等国产品牌展示出领先的 5G 技术成为 大会焦点，可以说在 2019 年，中国将引领世界 5G 的发展进程
图71网民移动互联接入流量 图7-2日常生活各类APP时间占比 CNIC互我网路旦中e 互联树路接入设备使用情况 ■201812 2019.6 图7-3互联网接入设备用网情况 互联网就像一根魔术棒，当它与每一个传统行业相遇的时候就会带来革新性 的改变。当互联网遇到零售业就成就了电子商务，当互联网遇到金融就诞生了互 联网金融，当互联网遇到教育就催化了在线教育的发展。万物互联时代已经来临 到2020年，全球物联网连接设备将超过500亿个，会产生600泽字节的信息。 为此我们更要认清万物互联的本质，探究互联网的来源及未来走向。 7.1计算机网络起源及发展 计算机网络起源于美国。计算机网络是计算机技术与通信技术结合的产物。 寻找计算机网络的起源要追随到1960年，麻省理工学院(MD的心理学和人工 智能专家J.C.R.Licklider(约瑟夫·利克莱德)教授撰写了一篇原创性的论文《人 机共生》。论文提出“全球网络”这一划时代思想，按照他的想象，当全球范围 使用计算机工作和思想的人都互相连接起来的时候，世界将发生巨变。他也被认 为是全球互联网公认的开山领袖之一，被称为第一个知网人。他后来成为美国国 防部高级研究计划署的首批核心领导者。 预言信息时代到来的还有一位科学家，他是范内瓦布什如图，二战时期美 国最伟大的科学家和工程师之一。1945年发表论文《诚如所思》，被信息界公 认为是信息科学经典之作。论文中预言人类进入数字计算机和搜索引擎时代。因 其在信息技术领域多方面的贡献和超人远见，范内瓦布什获得了“信息时代的教 父”的美誉。信息论创始人香农是他的学生。 3
3 图 7-1 网民移动互联接入流量 图 7-2 日常生活各类 APP 时间占比 图 7-3 互联网接入设备用网情况 互联网就像一根魔术棒，当它与每一个传统行业相遇的时候就会带来革新性 的改变。当互联网遇到零售业就成就了电子商务，当互联网遇到金融就诞生了互 联网金融，当互联网遇到教育就催化了在线教育的发展。万物互联时代已经来临 到 2020 年，全球物联网连接设备将超过 500 亿个，会产生 600 泽字节的信息。 为此我们更要认清万物互联的本质，探究互联网的来源及未来走向。 7.1 计算机网络起源及发展 计算机网络起源于美国。计算机网络是计算机技术与通信技术结合的产物。 寻找计算机网络的起源要追随到 1960 年，麻省理工学院(MIT)的心理学和人工 智能专家 J.C.R.Licklider(约瑟夫·利克莱德)教授撰写了一篇原创性的论文《人 机共生》。论文提出“全球网络”这一划时代思想，按照他的想象，当全球范围 使用计算机工作和思想的人都互相连接起来的时候，世界将发生巨变。他也被认 为是全球互联网公认的开山领袖之一，被称为第一个知网人。他后来成为美国国 防部高级研究计划署的首批核心领导者。 预言信息时代到来的还有一位科学家，他是范内瓦.布什如图，二战时期美 国最伟大的科学家和工程师之一。1945 年发表论文《诚如所思》，被信息界公 认为是信息科学经典之作。论文中预言人类进入数字计算机和搜索引擎时代。因 其在信息技术领域多方面的贡献和超人远见，范内瓦·布什获得了“信息时代的教 父”的美誉。信息论创始人香农是他的学生
范内瓦·布十 图74范内瓦布什 7.1.1计算机网络的起源 1.单机联网(1946-1969) 20世纪50年代初，美国为了自身的安全，在美国本土北部和加拿大境内， 建立了一个半自动地面防空系统，简称SAGE系统，译成中文叫赛其系统。 在赛其系统中，美国在加拿大边境带设立了警戒雷达。在北美防空司令部的 信息处理中心有数台大型电子计算机。警戒雷达将天空中的飞机目标的方位、距 离和高度等信息通过雷达录取设备自动录取下来，并转换成二进制的数字信号： 然后通过数据通信设备将它传送到北美防空司令部的信息处理中心：大型计算机 自动地接收这些信息，并经过加工处理计算出飞机的飞行航向、飞行速度和飞行 的瞬时位置，还可以判别出是否入侵的敌机，并将这些信息迅速传到空军和高炮 部队，使它们有足够的时间作战斗准备，如图7-5所示。它也是计算机和通信系 统一次完美的融合。赛其系统是当时最早的一类单机联网系统。 图7.5单机系统
4 图 7-4 范内瓦.布什 7.1.1 计算机网络的起源 1. 单机联网（1946-1969） 20 世纪 50 年代初，美国为了自身的安全，在美国本土北部和加拿大境内， 建立了一个半自动地面防空系统，简称 SAGE 系统，译成中文叫赛其系统。 在赛其系统中，美国在加拿大边境带设立了警戒雷达。在北美防空司令部的 信息处理中心有数台大型电子计算机。警戒雷达将天空中的飞机目标的方位、距 离和高度等信息通过雷达录取设备自动录取下来，并转换成二进制的数字信号； 然后通过数据通信设备将它传送到北美防空司令部的信息处理中心；大型计算机 自动地接收这些信息，并经过加工处理计算出飞机的飞行航向、飞行速度和飞行 的瞬时位置，还可以判别出是否入侵的敌机，并将这些信息迅速传到空军和高炮 部队，使它们有足够的时间作战斗准备，如图 7-5 所示。它也是计算机和通信系 统一次完美的融合。赛其系统是当时最早的一类单机联网系统。 图 7- 5 单机系统
2.多机联网(1969 随后的二十几年随着计算机和通讯技术的发展，出现了多台计算机互联的需 求。军方的需求最迫切，1969年正值美苏冷战高峰，美国国防部高级研究计划 署(Advanced Research Project Agency)为他们的军事实验提出建立阿帕网， 1969年10月29日晚一群科学家聚集在加州大学洛杉矶分校雷纳德.克兰罗克 教授的实验室，他们从洛杉矶分校的电脑向远方的斯坦福实验室发送了包含五个 字母的命令“Login”,前两个字母正常到达，第三个字母没有收到。尽管如此， 属于阿帕网的第一次实验成功了，如图7-6所示。阿帕网建立的初衷要求网络灵 活、高效，特别是生存性要好，具有抗毁性。它采用了分组交换(Packet Switching 技术，如果有节点遭遇打击，传输结点在失效之后，独立寻址的那些分组数据包 在线路上寻找其他路径到达对方。 Login 图7-6ARPA网的初次互联 ARPANET成立时只有四个结点，1973年发展到40个结点，发展迅猛节 点数猛增如图7-7所示。1983年结点数达到100个以上，1984年超过1000 个结点。ARPANET通过有限、地面微波与卫星通信线路，覆盖了从美国到欧 洲的广阔地域。1984年，ARPANET分解为两个网络，一个仍为ARPANET 作为民用科研网，另一个成为军用计算机网络。1986年美国国家科学基金会成 立了美国国际科学基金网NSFNET,覆盖了全美主要的大学和研究所 NSFNET后来接管了ARPANET,并改名为因特网
5 2. 多机联网（1969） 随后的二十几年随着计算机和通讯技术的发展，出现了多台计算机互联的需 求。军方的需求最迫切，1969 年正值美苏冷战高峰，美国国防部高级研究计划 署（Advanced Research Project Agency）为他们的军事实验提出建立阿帕网。 1969 年 10 月 29 日晚一群科学家聚集在加州大学洛杉矶分校雷纳德.克兰罗克 教授的实验室，他们从洛杉矶分校的电脑向远方的斯坦福实验室发送了包含五个 字母的命令“Login”，前两个字母正常到达，第三个字母没有收到。尽管如此， 属于阿帕网的第一次实验成功了，如图 7-6 所示。阿帕网建立的初衷要求网络灵 活、高效，特别是生存性要好，具有抗毁性。它采用了分组交换（Packet Switching） 技术，如果有节点遭遇打击，传输结点在失效之后，独立寻址的那些分组数据包 在线路上寻找其他路径到达对方。 图 7-6 ARPA 网的初次互联 ARPANET 成立时只有四个结点，1973 年发展到 40 个结点，发展迅猛节 点数猛增如图 7-7 所示。1983 年结点数达到 100 个以上，1984 年超过 1000 个结点。ARPANET 通过有限、地面微波与卫星通信线路，覆盖了从美国到欧 洲的广阔地域。1984 年，ARPANET 分解为两个网络，一个仍为 ARPANET 作为民用科研网，另一个成为军用计算机网络。1986 年美国国家科学基金会成 立了美国国际科学基金网 NSFNET，覆盖了全美主要的大学和研究所， NSFNET 后来接管了 ARPANET，并改名为因特网