计算机网络基础论文

篇一:计算机网络基础论文

石家庄铁道大学

《计算机网络基础》

——2012年春季全校通选课程考查报告

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全新的下一代互联网

摘要:互联网是人类社会重要的信息基础设施,对经济社会发展和国家安全具有战略意义。互联网的更新换代是一个渐进的过程,虽然对于下一代互联网还没有确切的定义。但是对于下一代互联网的特征全球已基本达成共识:更大、更快、更安全、更及时、更有效、更可管理、更方便。基于这些更新,更强大的功能,使的全新一代的互联网更加快捷,也更加方便。下一轮互联网竞争,对中国来讲是一个绝好的发展机会。

关键词:互联网,特征,功能,发展,挑战。

(来自:www.Zw2.cn 爱 作文 网:计算机网络基础论文)

一、下一代互联网的特征

1. 更大

IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写,其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF(互联网工程任务组,Internet Engineering Task Force)设计的用于替代现行版本IP协议(IPv4)的下一代IP协议。目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4),它的下一个版本就是IPv6。IPV6具有下一特征:

(1)IPV6地址长度为128位,地址空间增大了2的96次方倍;

(2)灵活的IP报文头部格式。使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPV4中可变长度的选项字段。IPV6中选项部分的出现方式也有所变化,使路由器可以简单路过选项而不做任何处理,加快了报文处理速度;

(3)IPV6简化了报文头部格式,字段只有8个,加快报文转发,提高了吞吐量;

(4)提高安全性。身份认证和隐私权是IPV6的关键特性;

(5)支持更多的服务类型;

(6)允许协议继续演变,增加新的功能,使之适应未来技术的发展。由于下一代互联网采用IPv6协议,使得下一代互联网具有非常巨大的地址空间,网络规模将更大,接入网络的终端种类和数量更多,网络应用更广泛。

2. 更快 下一代互联网的传输介质将全部使用光纤传输,传输速率可以达到100M字节/秒以上的端到端高性能通信。数据可同时通过不同波长的光来传输,总共将使用80种不同的波长。由于使用了光作为传输介质,它的传输速率将远远大于普通的电信号的传输速率,将是现有计算机网络传输速率的80倍,更好的为众多科研机构提供更强大的网络通道。凭借这种优越的传输性能,全新一代的互联网将会更加为人们所喜爱。

3. 更安全

据2011年中国互联网络信息中心此前发布的报告显示,今年上半年,遭遇过病毒或木马攻击的网民为2.17亿,占网民总数的44.7%;有过账号或密码被盗经历的网民达1.21亿;另有8%的网民最近半年内在网上遇到过消费欺诈。信息化发展越深入,经济社会对网络的应用性越强,保证网络安全就越重要。2011年12月23日,国务院召开的常务会议上也提出了加强网络与信息安全保障,强化网络地址及域名系统的规划和管理,全面提升下一代互联网安全性和可信性的决策。而下一代互联网可进行网络对象识别、身份认证和访问授权,具有数据加密和完整性,通过多层次的保护,大大提升了计算机网络的安全性,为用户提供一个可信任的网络。

3. 更及时

下一代互联网凭借其更强大的网络通道获得了更快的数据交换速度还有更强大科学技术完成单薄流媒体向多播流媒体的转变,信息交换更加及时。现有的单播流媒体服务器只能用于向少量客户提供流媒体服务,而下一代互联网将全面采用组播服务器向广大网络用户提供组播服务,进行服务质量控制,可开发大规模实时交互应用。

4. 更方便

在21世纪中,覆盖越来越广的无线数据信号网络大大方便了人们的生活,以微波通信和卫星通信为主的无线通信省去了光缆连接的繁琐性和冗杂性,使数据连接更加简单方便,无处不在的移动和无线通信应用使人们可以随时随地的享受新一代互联网带给人们的乐趣。

5. 更可管理

全新的硬件基础和先进的软件支持使下一代互联网的可控性、可管理性大大增强。基于以上特点,未来的互联网将更方便、更及时,真正的数字化生活即将来临。随时、随地,我们可以用任何一种方式高速上网,任何可能的东西都会成为网络化生活的一部分。凭借全新的技术支持,运营商可以大大的降低运营成本,方便的网络系统也降低了维护费用。有序的管理、有效的运营、及时的维护在保证新一代互联网稳定运行的同时,也在改善着人们的生活。

6. 更有效

下一代互联网是在一个统一的网络平台上以统一管理的方式提供多媒体业务,整合现有的市内固定电话、移动电话的基础上(统称FMC),增加多媒体数据服务及其他增值型服务。其中话音的交换将采用软交换技术,而平台的主要实现方式为IP技术,逐步实现统一通信其中voip将是下一代网络中的一个重点。这种新一代的网络组合方式加速了电信平台的全球化运营进程,将会获得更多的用户支持,也会获得更大的盈利空间。这种全新的盈利模式,可创造重大的社会效益和经济效益,为社会的发展和经济的进步提供更有效的动力。

二、我国的下一代互联网

中国下一代互联网示范工程(CNGI)项目是由国家发展和改革委员会主导,中国工程院、科技部、教育部、中科院等八部委联合于2003年酝酿并启动的。2002年,中国57位院士上书国务院,呼吁“建设中国第二代互联网的学术性高速主干网”。2003年8月,国务院正式批复由国家发改委、中国工程院、信息产业部、教育部等8部门联合启动“中国下一代互联网示范工程”。2004年12月底,初步建成CERNET2,它连接中国20个主要城市的25个核心节点,为数百所高校和科研单位提供下一代互联网的高速接入,并通过中国下一代互联网交换中心CNGI—6IX高速连接国外下一代互联网。在IPv4时代,中国在互联网领域的研究落后国外8-10年。IPv6的顺利实施,使中国在这一领域的研究与应用已与国际水平并驾齐驱,一些方面甚至领先国际水平。在未来的互联网里,所有的数据分组从哪里来,到哪里去,大家都是知道的。这样的话所有网络上的各种行为都是可控的,是可知的。这个对互联网的可信度大大提高

中国在2003年正式启动下一代互联网示范工程。在短短5年时间内,中国自主建设的下一代互联网已经有了近百万用户。建成了全球最大规模的下一代互联网,大规模网络为进行技术开发和应用开发奠定了一个很好的基础。“中国下一代互联网示范工程阶段总结和成果汇报大会”会议表明,中国下一代互联网研究与产业化获得重大突破:现已建成包括6个核心网络,22个城市59个节点以及北京和上海两个国际交换中心的网络,273个驻地网的IPv6示范网络。中国下一代互联网示范工程,已经开展了大规模的基于下一代互联网的应用研究,如视频监控、环境监测等,并服务于北京奥运,开通了基于IPv6的奥运官方网站。依托6大核心网,先后布置了与产业化相关的项目103项,参与企业多达数十家。

互联网是人类社会重要的信息基础设施,对经济社会发展和国家安全具有战略意义,与构建和谐社会、建设创新型国家和走新型工业化道路等重大战略的实施紧密相关,需从战略高度加以重视。为抓住机遇,推进中国信息产业发展和信息化建设,促进产业发展,必须加速发展中国的下一代互联网产业。专家表示,在成果面前,仍需要保持清醒的头脑,增强工作紧迫感,进一步加快CNGI项目向深度和广度发展,保证中国在下一代互联网产业发展及科研上的领先优势,继续抢占国际下一代互联网竞争的战略制高点。 工业和信息化部、科技部、教育部、中国科学院、中国工程院、国家自然科学基金会有关领导出席了CNGI阶段总结和成果汇报大会,各部门对CNGI下一阶段工作做了进一步部署。各部门表示,将继续大力支持下一代互联网技术研发和产业发展工作,力争实现新突破,取得新发展,为推动中国经济发展和建设和谐社会做出新的贡献。

下一轮互联网竞争,对中国来讲是一个绝好的发展机会。在下一代互联网的建设中,中国应利用自己的优势,把技术开发放在第一位,并尽快实现相关产品的产业化。

参考文献:《中国科技周刊》

计算机网络, 谢希仁,电子工业出版社 图书馆资源

计算机网络基础 严春

计算机网络 王凤英

计算机网络技术教程 李云峰

篇二:计算机网络基础论文

计算机网络基础论文

计算机网络学习总结

摘要:计算机网络是一个复杂的互连体,各个层次结构相互配合才能实现网络的功能。

一、计算机网络的产生于发展。

计算机网络的形成与发展大致经历了四个阶段:第一阶段,20世纪50年代,数据通信技术的研究与发展;第二阶段,分组交换网络APRANET的出现;第三阶段,20世纪70年代,网络体系结构与协议的标准化的研究,广域网、局域网与公用分组交换网的研究与应用;第四阶段,20世纪90年代,internet的广泛应用。

传统的通信采用电路交换技术,即两部电话机之间只要用一根电线相连就能实现通信,如果要将N部电话机两两相连,则至少需要N(N-1)/2跟电话线。两部电话机之间通信必须经历建立连接、通信、释放连接等三个过程。由于计算机数据具有突发性,势必导致电路利用率低,因此不适合用于计算机网络。之后就出现了分组交换技术,具体方法是将信息报文分段,在每段之前有地址控制信息的首部,从而构成分组,然后将各分组一次发送到接收端,在接收端去掉首部,还原出信息。各终端连接的中站设备——交换机采用存储转发的方法选择最佳路径发送到接收端。这样能使具有突发性的计算机数据得到分散,因而具有高效、灵活、迅速、可靠的优点,适用于计算机网络。

世界上第一台计算机互联系统APRANET产生于20世纪50年代,是美苏冷战的产物,它采用分组交换技术,是世界上第一个稳定的计算机网络,有计算机网络之父之称。

从资源共享的观点来说,计算机网络是以能实现资源共享的方式互联的自治计算机系统集合。可分为广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN和接入网等。

计算机网络间各计算机是平等的。两台计算机要进行通信,必须高度协调才行,而这种协调是相当复杂的。为了减少网络设计和实现的复杂性,人们提出了网络体系结构的概念用来指导网络的设计与实现。著名的国际标准化组织(ISO)提出了开放系统互联参考模型(OSI)。ISO将计算机网络分为七层,从最底层到最高层依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

由于分层过多,OSI系统在现实中未能得到推广应用。而非标准化的TCP\IP系统却得到了广泛应用,这种系统采用四层结构,依次是网络接入层、网络层、传输层和应用层。虽然OSI参考模型未能取得巨大成功,但它在计算机网络的发展过程中起了非常重要的指导作用。

二、物理层。

物理层与物理传输体直接相关,它定义了设备间的物理接口以及数字比特的传送规则。物理层的协议有RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN以及FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4和IEEE802.5等。这些协议主要规定了物理层的机械特性、电气特性、功能特性和规模特性等。

机械特性:物理层的机械特性主要说明了物理接口、连接器的尺寸,插针的数目、排列方式,插头与插座的尺寸,电缆的长度以及电缆所含导线的数目等。

电气特性:电气特性说明了数据交换信号以及有关电路的特性。这些特性主要包括最大数据传输率说明、表示信号状态的电压或电压或电流电平的识别,以及接收器和发送器电路特性说明,并给出了与互联电缆相关的规则等。

功能特性:接口特性对接口连线的功能给出确切的定义。从大的方面分,接口线可分为数据线、控制线、定时线和地线。有的接口可能需要两个信道,因而接口线又可分为主信道线和辅信道线。

规模特性:物理层接口的规模特性规定了使用接口线传输的操作过程。

计算机有很强的数据处理能力,然而传输数据的能力有限,在网络中利用现有的模拟信道进行远程数据通信或网络连接时,必须使用调制解调器。调制解调器是利用模拟信道进行数据传输必不可少的设备之一。在发送端,调制解调器将数字信号转变为模拟信号,然后在模拟信道进行发送;在接收端,调制解调器将模拟信号转变为模拟信号提供给计算机,从而完成了网络上的数据传输。

要实现分组交换,必须对传输的数据信息进行分组。要实现这个功能,需要使用网络适配器,又叫网络适配卡,简称网卡。网卡工作于物理层与数据链路层,每一块网卡都有一个唯一的硬件表示地址,即MAC地址。网卡在将数据分段过程中,将MAC地址到每一分祖上,以保证数据的准确传输。网络通信还离不开

传输媒体,这些传输媒体可以是导向传输媒体的双绞线、同轴电缆、光纤,也可以是非导向传输媒体的电磁波。

另外,要充分利用线路,还必须使用信道复用技术,有时分复用、频分复用、波分复用、码分复用等。

三、数据链路层:

数据链路层协议将网络层数据报在路径中的单个链路上从一个节点移动到另一个节点提供服务。链路层的一个重要特性是可在路径的不同链路中用不同的链路协议处理数据报。

数据链路层主要实现以下三方面功能:成帧,数据链路层以帧为单位发送、接收、校验和应答数据。所谓帧就是一定大小的收据快,几乎所有的链路层协议都将数据报传送到链路层之上,将网络层数据报封装在一个链路层帧中,一个帧由数据字段和头部字段组成。流量控制,在数据链路层中要处理一个重要设计问题:如何处理发送方比接收方传输能力强的问题。当发送方发送较快而接收方接受较慢,发送方不断发送数据,最终会将接收方淹没。因此,数据链路层必须采取某种措施来防止这种情况的发生,这个功能就是流量控制。差错检测,接收方接收到收据必须进行校验,如果发现差错,则必须重传,这就是差错检测。

数据链路层的一个重要功能是解决如何共享传输媒体的问题。传统的以太网的核心思想是在个工作站之间使用共享传输介质传输数据,其基本特征好是在MAC子层采用载波监听/碰撞检测协议,即CSMA/CD协议。它的基本思想是所有工作站在发送数据之前都要监听信道,确定是否有工作站在发送数据,而且在发送数据过程中,要不断进行冲突检测,如果信道空闲,站点立即发送数据,如果信道忙,则继续监听,直到空闲再发送数据。如果站点在发送收据过程中检测到冲突,立即停止发送数据,过一段时间再从新监听信道。

四、网络层:

在大型的计算机网络中,由于连接的计算机数量庞大,拓扑结构复杂,要想找到正确的主机十分困难。而网络层的任务就是定义统一的全局编址方案,在复杂的网络中寻找最短路径,保证网络即使在任务繁重,出现拥塞的时候也能够真

长进行工作,为上层服务。网络层的主要任务是实现主机到主机的通信,因此在网络中必须给每一台主机分配一个唯一的地址。在使用TCP/IP协议的网络中,这个地址就是IP地址。

IP地址是一种层次性的地址,由“网络标识”+“主机标识”组成。TCP/IP协议规定,每个IP地址必须唯一标示一台主机,每个IP地址由32位二进制数组成,包括网络号和主机号,分为四个八位组,每组之间用点号隔开。八位二进制数由0到255之间的十进制数标示,这种标示方法称为点分十进制。TCP/IP协议规定了五种地址类型,依次为A类、B类、C类、D类、E类。目前用到的地址主要为前三类。

A类IP地址第一字节最高位二进制是0,其余7标示网络号,其它三个字节是主机标识,每个网络可承载最大主机数是16777214台,一般分配给具有大量主机的网络使用;B类IP地址前两位二进制数是10,前两个字节用来标示网络,后两个字节用来标示主机地址;C类IP地址前三位二进制数十110,前三个字节用来标示网络,后一个字节用来标示主机,每个C类网络中最多可有254台主机,一般用于小型网络;D类IP地址是多播地址,不区分网络标标示和主机标示。E类IP地址是为今后网络应用而保留的。

为了充分利用IP资源,方便管理,可用子网掩码将网络划分为若干个子网,也可利用超网掩码将几个小网络构造成一个超网。

两台主机要进行通信,必须相互知道对方的IP地址及其下层的MAC地址。若一台主机只知道对方的IP地址而不知道对方的MAC地址,可利用ARP协议发送广播,从而查询出对方的MAC地址;相反,利用RARP协议可由MAC地址年初IP地址。

另外,在网络层其重要作用的还有路由器,路由器的路由表记录了与其相邻的主机及路由器的IP地址,路由器接收到数据后,通过相应的路由算法选择最佳路径将数据转发,从而使个计算机之间能够高速通信。

五、运输层:

运输层的目标是向用户提供有效、可靠、价格合理的服务,运输层的用户一