第一章計算機網絡概論

1、網絡技術基礎課程講義 （2001年8月） 引言·第一章 計算機網絡概論 第 18 頁 共 18頁網絡技術基礎課程講義莆田高等專科學校計算機教研室 2001年8月【教材】計算機網絡工程教程 黃叔武 楊一平 主編 清華大學出版社99年7月第1版 24.5元引 言一、課程特點（實用性、專業(yè)性、知識性均很強）本課程是計算機專業(yè)中實用性最強的技術課程之一。中國青年報2000年1月31日：去年，中國社會科學院進行了一次全國性的城市居民擇業(yè)調查，被調查者選擇的前十位職業(yè)依次是市長、政府部長、大學教授、電腦網絡工程師、法官、檢察官、律師、高科技企業(yè)工程師、黨政機關領導干部、自然科學家。其中選擇做官的

2、十居其五，而其余五種中電腦網絡工程師名列前茅。本課程也是計算機課程中自學難度最大的之一，尤其是對未入門者。本課程的學習必須理論知識與實際練習并重。無理論知識無法理解網絡設計、系統(tǒng)管理、故障分析、網絡互連（不知道為什么要這樣做）無實際練習無法掌握安裝、文件/目錄及用戶管理的具體方法（不知道怎樣做）二、學習目標與學習內容 學習目標：從一個網絡工程師的角度，了解現代計算機網絡的基本技術理論，掌握基本結構、互聯原理、組網技術、網絡設備、網絡管理與網站建設的基本技術（定位點：技術基礎），并為今后深入學習網絡技術打基礎 學習內容：·網絡技術基礎（預習教材第1、2、3章） ·局域網技術組

3、網與管理（預習教材第3、8章）·區(qū)域網技術設計、組網與綜合布線（預習教材第4、5、7章）·廣域網技術連接 （預習教材第六、七章）·Intranet網站 建立與管理 （預習教材第9章）·網絡安全與管理（預習教材第6章）【注】根據課程需要上機 學習特點：·教材內容偏理論，與講課內容會有較大不同，要求：聽課/筆記/預習/練習·術語（中英文）多，概念多，技術性強。上網下載教案：95 下文件夾“網絡技術基礎教案”三、考核方式 ·書面考核（應知）：基本知識/常用命令/ 權限分析/常用文件編寫/常用英文

4、術語·上機考核（應會）：網絡管理四、推薦參考書1、 中國計算機軟件專業(yè)技術水平考試指定用書計算機網絡（初、中、高級）2、 21世紀計算機網絡工程叢書（1） 網絡技術基礎3、 21世紀計算機網絡工程叢書（2） 網絡設計基礎4、 WINDOWS 2000 SERVER實用教程 景麗等編著 中國經濟出版社5、 千兆位以太網教程 （美）Jayant K.等著 段曉譯 清華大學出版社6、 CISCO系列叢書（影印版） 網絡設計與個案分析 清華大學出版社7、 網絡新技術系列叢書（影印版） 千兆以太網清華大學出版社8、 Microsoft Internet Information Server 4

5、.0使用大全 人民郵電出版社9、 數據通信吉比特以太網手冊 （美）史蒂芬·桑德斯 編 韓煜國 劉符譯 人民郵電出版社10、計算機與信息科學十萬個為什么叢書 （5） 計算機網絡與數據通信 清華大學出版社11、網絡升級與維護大全（美）Mark Minasi等著 聶義勇等譯 電子工業(yè)版社12、寬帶IP網絡技術及其應用實例 萬博通公司技術部 編 海洋出版社13、計算機網絡系統(tǒng)結構分析（第2版） 倪鵬云 著 國防工業(yè)出版社 2000年4月第2版第一章 計算機網絡概論【計劃課時】 8課時（教材第1章）1.1 計算機網絡概述1.1.1 什么是計算機網絡（Network）1所謂“計算機網絡”，通俗地

6、講，就是將地理位置不同的多個計算機系統(tǒng)通過通信設備和線路連接起來，以功能完善的網絡軟件實現網絡中資源共享和數據交換的系統(tǒng)。 教材P5 強調“在協(xié)議控制下”2網絡=資源子網+通信子網 P5 資源子網硬件資源（主機、終端、I/O設備等）、軟件資源、數據資源等，負責全網數據處理業(yè)務，向網絡用戶提供各種網絡資源和網絡服務 通信子網傳輸介質（電纜、光纖、無線電波等）、通信設備（交換機等），承擔全網的數據傳輸、轉接、加工和變換等通信處理工作 3、計算機網絡是計算機技術和數據通信技術緊密結合的產物1.1.2 網絡的作用教材P71、軟、硬件資源共享（硬盤打印機軟件包）成本上2、即時（動態(tài)）數據交換（股市行情軍

7、事生產管理訂票系統(tǒng)電子郵件）效率上 網絡橋梁 使世界變小1.1.3 計算機網絡的基本形式教材P71局域網（LAN, Local Area Network） ·近距（一般10km以內，通常在一個機構或一組建筑物中）·一般使用專門敷設的線路使用本地主機資源·主機/服務器為中心2廣域網（WAN, Wide Area Network） ·遠程（可達數千公里，可跨地區(qū)、國家，甚至全球聯網）·一般連接兩個或兩個以上局域網·一般通過接入租用的公共數據通信線路實現遠程連接·以路由器為技術基礎·WAN通信一般稱為“服務”（servi

8、ce），因為網絡提供商通常要對所提供的WAN服務向用戶收費 Internet（因特網）最著名的廣域網3介于局域網和廣域網之間的網絡（以下統(tǒng)稱“區(qū)域網”） 企業(yè)網（Intranet） 園區(qū)網（Campus networks） 城域網（MAN，Metropolitan Area Network）·服務基于Internet 技術：通常提供WWW、E-mail、FTP、BBS、虛擬網等服務或功能，良好安全性，可連接Internet ·組網基于LAN技術：主機/服務器為中心，交換機為主要通信設備，獨立的網絡資源和管理系統(tǒng)，專門敷設的線路·本身可由若干個LAN組成·

9、高帶寬本課程中，將這些網絡以下統(tǒng)稱“區(qū)域網”，而將單個部門或單個建筑物內的網絡稱為“局域網”。4遠程連接（Remote connections）將位于網絡分布范圍之外的部門辦公室和單個用戶連接到本地網或Internet上。·普通客戶一般通過Modem（調制解調器）和租用的公用電話線路實現遠程連接由于數字信號中的高頻諧波很多,在通過電話線之類所謂“模擬信道”傳輸時,衰減很嚴重,會失去數字信號的特征,所以就要在傳輸前先把數字信號轉換成模擬信號(“調制”)，反之，接收時要進行“解調”。 參見P13 數模 模數 通信線路（電話線等） PC Modem Modem PC 1.1.4 通信網與計

10、算機網絡通信網由用戶終端設備、交換設備和傳輸線路組成。交換設備間的傳輸線路稱為“中繼線”，用戶終端設備與交換設備間的傳輸線路稱為“用戶線”。常用通信網有電信網、廣播電視網和計算機專用網。典型的電信網有：公用電話網（PSTN）、分組交換網（X.25）、數字數據網（DDN）、綜合業(yè)務數字網（ISDN）典型的廣播電視網有：無線廣播電視網、衛(wèi)星電視廣播網、有線電視網典型的計算機專用網：局域網、區(qū)域網、廣域網實際上今天三網都已用于構筑計算機網絡。電信網和廣播電視網目前主要用于廣域網和區(qū)域網。未來的發(fā)展可能是“三網合一”。幾種常用通信網比較 參考書12P2表1.1通信網交換設備中繼線用戶線連接設備通信業(yè)務

11、電信網公用電話網（PSTN）程控交換機SDH或PDN雙絞銅線模擬電話機Modem+PC模擬電話, 中低速數據(256kbps)綜合業(yè)務數字網（ISDN）具有ISDN功能程控交換機SDH或PDN雙絞銅線ISDN數字電話ISDN適配器+PC數字電話, 數據綜合業(yè)務(642048 kbps)分組交換網（X.25）分組交換機DDN或PDN雙絞銅線分組型/非分組型終端中低速數據(64kbps)數字數據網（DDN）交叉連接設備SDH或PDN雙絞銅線路由器+LAN中高速數據(642048 kbps)幀中繼網（FRN）幀中繼交換機SDH或PDN雙絞銅線路由器+LAN中高速數據(642048 kbps)數字移動

12、網（GSM，CDMA）移動通信交換機SDH或PDN無線GSM手機CDMA手機低速數據(816 kbps)VSAT衛(wèi)星網VSAT交換中心空間無線衛(wèi)星轉發(fā)器VSAT小站中高速數據(64512 kbps)廣播電視網地面無線廣播電視網電視臺前端電臺前端空間無線無線或有線電視機收音機電視機收音機衛(wèi)星電視廣播網電視臺上行站空間無線衛(wèi)星轉發(fā)器衛(wèi)星電視接收站電視機有線電視網有線電視前端光纖光纖同軸混合電視機, Cable Modem+PC電視機高速數據(40Mbps)計算機網LANLAN交換機和集線器光纖5類UTP雙絞線PC高速數據(101000Mbps)MAN交換機FDDIDDNPDH光纖、雙絞線路由器中高

13、速數據(64kbps10Gbps)WAN交換機DDNPDH雙絞線、光纖路由器中高速數據(64kbps2.5Gbps)1.2 數據通信 參見教材第1.3節(jié) （P8）【數據通信】計算機與計算機或與終端之間經通信線路聯接起來而進行的信息交流與傳送的通信方式。 教材P11強調“專指信源和信宿中數據的形式是數字的”1.2.1 信道與數據通信系統(tǒng)模型 數據通信系統(tǒng)模型【信道】傳送通信信號的“道路”。 P8 信道與電路并不等同。一條通信電路往往包括一條發(fā)送信道和一條接收信道。 信道的主要技術指標： P9-P11 ·數據率（數據傳輸率，比特率）：每秒傳輸多少二進制代碼位數，單位：bps。 ·

14、;調制速率（波特率）：數字信號經調制后的傳輸速率（每秒傳送的碼元個數，即調制后模擬電信號每秒鐘的變化次數），單位：Baud。·信道容量：信道能夠傳送的最大數據率，當信道上傳送的數據率大于信道允許的數據率時，信道上根本就不能傳送信號（超出時會帶來各種失真）。·信道的傳輸速率：信號在單位時間內傳送的距離（電信號在電纜中的傳播速度約為光速的77%）·吞吐量：信道在單位時間內成功傳輸的總信息量，bps·出錯率（誤碼率）：計算機網絡中要求低于10-6，即平均每傳送1兆位，才錯1位。DTE（Data Terminal Equipment，數據終端設備） 如連網的微機

15、（信源或信宿）DCE（Data Circuit-terminal Equipment，數據電路端接設備） 如MODEM數據通信系統(tǒng)的基本構成1.2.2 基帶傳輸 P9傳輸信號占用了傳輸電纜所允許的整個頻段（至最高允許頻率），所以同一時間同一電纜中只能傳送一種信號（基帶信號均為數字脈沖信號，不經調制直接輸送）。基帶傳輸需要解決兩個問題： ·基帶數字信號的編碼 ·收發(fā)兩端之間的同步問題基帶傳輸常用編碼方法：曼徹斯特編碼/差分曼徹斯特編碼，后者技術復雜，但抗干擾性強 基帶傳輸在局域網上用得較多,信號頻率高,傳輸速度也大大快于頻帶傳輸(通常1050Mbps) 傳輸電纜：同軸電纜或雙

16、絞線等 1.2.3 頻帶傳輸 P9又稱“寬帶傳輸”。其傳輸信號時可通過“多路復用技術”在同一電纜中形成多個傳輸頻道，所以同一時間同一電纜可由不同頻道分別傳送數據、聲音、圖形、圖像等不同信號，且可遠程傳輸。頻帶傳輸的優(yōu)點是可在同一線路或信道上同時傳送幾路數據,使信道利用率提高。 傳輸電纜：同軸電纜、光纜等 第一次課到此1.2.4 通信方式 【并行】同時多個（一般為8及其倍數）數據位在兩臺設備間傳輸（適合不超過30米的短距傳輸）?！敬小扛鲾祿灰来卧趦膳_設備間傳輸【同步synchronous】面向位流的通信方式 P17·自同步 從接收的數字信號波形中提取同步信號（采用曼徹斯特/差分曼徹

17、斯特編碼，每一位中間都有跳變） ·外同步 發(fā)送方在發(fā)送數據前先發(fā)一串同步時鐘脈沖，接收方按這個時鐘頻率調整采樣頻率?！井惒絘synchronous】面向字符的通信方式 P16發(fā)送時在每個字符前/后分別設置起始位/停止位（字符間隔可隨機）。即起止位間各位的收發(fā)是同步的（每位位寬相同），但各字符的發(fā)送時間間隔可以是任意的（異步）。異步方式實現簡單，設備低廉，但傳輸效率低（每個字符須加23位作起止位），適用于低速（每秒101500個字符）的終端或對話操作。1.2.5 通信方向 P9 【單工simplex】數據只能單向傳送（如看電視，無法將信息反傳給電視臺）主要用于數據采集系統(tǒng) 【半雙工ha

18、lf-duplex】數據可以雙向傳送，但無法同時傳送（如對講機）一般用于計算機網絡非主干線路【全雙工full-duplex】數據可以同時雙向傳送（如打電話，雙方可以同時對講）主要用于計算機間通信1.2.6 帶寬(bandwith) P8對模擬信號，帶寬為通信信道所能提供的頻率寬度（范圍）； P8 信道帶寬/信號帶寬對數字信號，帶寬為通信信道每秒能傳送的二進制位數。一般認為具有810兆位/秒及以上數據傳輸速率的網絡稱為“寬帶（wideband）網”。（亦說是一次連接中所能通過的數據量，常用每秒傳送的比特數即bps衡量）最新發(fā)展還有所謂“廣帶（broadband）無線接入技術，其傳輸速率10兆位/

19、秒）高質量的欣賞型電影點播需要6M以上帶寬。低質量的網絡新聞型視頻點播只需幾十到幾百bps。1.2.7 多路復用技術(multiplexing) P20就是將多個不同來源的信號復用在一條物理信道上同時傳送。 SDM（空分復用技術） 各子信道是一獨立的物理鏈路（如一條電纜中包含成百對線路）FDM（頻分多路復用技術）好比將本來一條公路的運輸，變成又在公路上空分不同空域高度同時進行多層陸空運輸（適用于模擬信號傳輸） TDM（時分多路復用技術）好比將本來只專門為一個人提供服務變成分時為眾人提供服務，之所以能夠“復用”，是因為數據在接收后處理的過程往往遠大于數據傳輸的過程甚至接收后只是存儲起來（適用于數

20、字信號傳輸）WDM（波分復用技術） 在一根光纖傳輸兩個光波（通過波長為1310nm和1550nm），主要用于接入網，很少用于長距離傳輸 P22DWDM（密集波分復用技術）即能將幾種不同波長的光信號組合起來（合波）通過光纖進行傳輸，又能將光纖中組合傳輸的光信號分開（分波）送入幾個不同通信設備的一種光學技術。目前16波和32波DWDN技術已完全成熟并得到廣泛應用，48波和96波也開始商用化，200波系統(tǒng)實例室研究也見諸報道。DWDM系統(tǒng)是目前世界上最先進的寬帶傳輸系統(tǒng)。它利用不同的光波在同一光纖內傳輸數十個乃至數百萬個光信號。未來的信息高速公路的主干道是由DWDM組成的光網層。DWDM廣泛用于長距

21、離傳輸，用于建設全光網絡?！爸袊咚倩ミB研究試驗網NSFCNET”是在國家自然科學基金委的資助下，由清華大學、中國科學院計算機信息網絡中心、北京大學、北京郵電大學、北京航空航天大學等單位承擔建設的重大聯合研究項目。項目的研究目標是，建設我國第一個基于密集波分多路復用（DWDM）光傳輸技術的高速計算機互連學術性試驗網絡，研究下一代互聯網絡關鍵技術和基礎理論，開發(fā)若干重大應用系統(tǒng)，為我國開展下一代互聯網絡技術研究提供實驗環(huán)境。它利用DWDM光纖傳輸系統(tǒng)，建成了下一代高速計算機互連網絡，最高傳輸速率達到10Gbps；在北京地區(qū)，基于高速光纖傳輸系統(tǒng)，建成了一個由6個結點組成的高速計算機互連研究試驗網

22、。該主干網拓撲結構采用以清華大學為中心的兩環(huán)結構，即清華大學、北京大學和中科院為一個環(huán)形結構,采用WDM/DWDM技術，具備16個波長復用傳輸（波長間隔為100GHz），清華大學和北京大學間的傳輸速率為10G, 其余部分傳輸速率為2.5G；清華大學、國家自然科學基金委、北京郵電大學和北京航空航天大學為另一個環(huán)形結構，其速率為2.5G。項目從1999年11月正式啟動，2000年9月試驗網絡開通。目前，網絡進入試運行。2001年7月6日，在清華大學華業(yè)大廈多功能廳，"中國高速互連研究試驗網NSFCNET"重大研究項目順利通過由國家自然科學基金委組織的驗收、鑒定。1.3 通信網絡

23、數據交換技術 最簡單數據通信：兩站點直接用線路連接。對遠程或多點通信：限于經濟性或連接的非永久性，一般需要采用“交換技術”即通過中間節(jié)點（交換設備）進行。一般來說，對數據交換有下面五個基本要求：1、 要滿足多種多樣的用戶對各種不同速率的數據通信的需求；2、 在交換的連接過程中的速度要快；3、 高的傳輸準確性；4、 適應用戶的實時性要求，網絡時延要??；5、 能滿足用戶各種數據通信業(yè)務的需要。常用數據交換技術有：1電路交換(circuit switching) 【名詞】站 節(jié)點（結點） 通信時需在兩站間先建立一專用通信“線路”，即所謂“通信通道”。最普通的電路交換例子是電話系統(tǒng)。 通信過程三次握手

24、（handshake）： ·建立連接（hello）源端向網絡系統(tǒng)發(fā)送一個帶目標端地址的請求聯接信號，中間結點按一定路由算法分配一條可能達到目標的信道，在這個請求呼叫的聯接過程中，各中間結點“記住”了聯接中的輸入輸出對應關系，相當于在源端和目標端間臨時分配了一條直達通路，直至取消（例：打電話前先摘機撥號）·數據傳送 數字或模擬數據 一般為全雙工（即可同時在兩個方向傳輸數據）（ACK，確認）·取消連接（bye） 交換機交換機 主叫用戶被叫用戶 主戶 特點：通信通道利用率很低（連接期間專用該通道，空閑照樣付費） 數據通信時真正占用線路的時間一般不超過10%甚至只有1%（

25、語音通信最高可達80%）。實時性好（連接期間無延遲）帶寬固定（不適合猝發(fā)性大通信流量），整個線路要求單一速率，無差錯控制功能只能一對一通信交換設備簡單（純硬件），收發(fā)速度快 第二次課到此2.報文交換（message switching） 采用存儲轉發(fā)（store-and-forward）技術實現數據傳輸，即A站發(fā)出的數據被整個地作為一個“報文”，而且傳送在每個中間節(jié)點處都要先存儲一下再轉發(fā)給下一節(jié)點。（注意對報文大小沒有限制）它是由傳統(tǒng)的郵遞通訊方式發(fā)展起來的一種交換方式，這種方式直接以一次傳送的信息包（報文）為單位組織通信，如一封信、一個文件或一個電子郵件等，信息包的長度不定，自帶目標用戶地

26、址。它沒有連接和取消連接的過程，每個信息包在傳輸過程中只是一段一段地占用信道，而不是占用整個鏈路。轉發(fā)交換機轉發(fā)交換機用戶用戶存儲存儲報文存儲器存儲器特點：通道可復用（連接期間無需獨占通道，多個報文可分時共享同一通道）帶寬可調變（對猝發(fā)性通信流量十分適合）實時性差（存儲轉發(fā)過程引起通信延遲），不適用于語音和視頻之類實時或交互式的通信要求可實現一對多通信交換設備（節(jié)點）為具有大容量存儲器的電腦設備3.（報文）分組交換（packet switching）類似于報文交換技術，但所傳輸的數據被分割成一個個不等長的“分組”（packet，包）進行傳送。由于每個分組數據包很小（一般為幾千個二進制位），傳送

27、設備只需將它們保存在主存中再轉發(fā)，而無需存儲在物理存儲設備中，所以速度、效率和實時性均優(yōu)于報文交換。分組交換的方法有兩種： P25數據報(datagram) 分割后的各個數據包（帶有目的地址）通過網絡單獨發(fā)送到目的站再裝配復原“無連接”方法。它是在報文交換方式的基礎上，把所有傳送的信息在送入交換網前都進一步劃分為更短的報文分組，每個分組除帶目標地址以供交換器選擇路由外還應帶所屬信息包的編號，以便同一信息包的分組在經過可能不同的路徑經不同的時延而到達目標后，在目標端按編號組合，恢復完整的信息包。 【無連接】將數據發(fā)出后，不從目標設備接收反饋信息，類似于普通平信的寄送。虛擬電路（virtual c

28、ircuit） 傳送方式類似電路交換（建立連接數據傳送取消連接），但連接是“虛擬”的，數據包在每個節(jié)點處仍需存儲轉發(fā)，并不獨占線路，所以可進行多路通信?！懊嫦蜻B接”方法。它是在報文分組基礎上增加一個聯接過程，對目標的尋址在聯接過程中進行。系統(tǒng)對所建的虛電路分配一個虛電路號，數據分組帶虛電路號，因此源端用戶或以把全部數據分組，順序地從給定的虛電路以固定路徑送向目標端。這是一種電路交換與分組交換相結合的方式?！久嫦蜻B接】數據在目標設備處被成功接收后會反饋回確認信息，類似于要求回執(zhí)的郵件寄送。比較：線路連接好比一個封閉管道，A、B兩人站在兩端，不管是否傳送，別人不能使用管道。 虛擬電路好比一條開放的

29、傳送帶，A、B兩人站在兩端，每次發(fā)送一個帶接收地址的小罐頭，傳送帶兩邊其他人也可同時進行小罐頭的傳送。特點：綜合了分組交換（通道復用、自適應路由、一對多等）與電路交換（實時性等）的優(yōu)點。需復雜軟件控制，通信設備造價較高4.信元交換（cell switching）又稱“快速分組交換”。數據被切分成一個個固定大小的“信元”（如53字節(jié)），這樣允許交換以硬件形式完成，同時不必進行復雜的計算，使交換更快速。特點：高速交換，又適應于不同速率的要求，特別適合于多媒體信息的傳送通信設備價格極高 （P238： 網卡1500美元/交換機10000美元以上） 能最充分支持QoS【QoS】服務質量（Quality

30、of Service）體現了數據網絡提供服務的能力。服務質量可以由一些特定的參數來描述?？蛻艉屯ㄐ盘峁┱呖梢詤f(xié)商這些參數的值。對于每一個服務質量參數，其最差情況下的值被指定了，要求通信提供者必須要達到或超過該值。衡量QoS的主要性能指標有：帶寬控制、傳輸延遲、讀碼特性、流量控制、抖動控制和實時特性等。從用戶的角度看，QoS是通信業(yè)務的質量要求，從網絡的角度看，QoS是網絡的整體性能。目前真正能達到多媒體應用所需的QoS要求的是ATM。（正如人到餐館就餐一樣，低檔餐館只提供所需的飯菜，而顧客可能還要求衛(wèi)生、快捷、空調、包箱、卡拉OK等“服務質量”）電路交換可以提供充分的帶寬，報文交換通過靈活地對

31、多種請求提供服務從而有效利用帶寬，信元交換具有電路交換和報文交換的優(yōu)點。電路交換常用于電話通信、低速數據通信、用戶電報（telex）等，報文交換常用于公眾電報轉換網。1.4 LAN常用組網技術參見教材第3章其特點是連接線路為用戶自行敷設的專用線路（不考慮線路使用費問題）。通常通過“訪問控制”技術來實現網絡通信。·以太網（Ethernet）交換技術 （10Mbps）·快速以太網（Fast Ethernet）技術 （100Mbps）·千兆位以太網（Gigabit Ethernet）技術 （1000Mbps）·令牌環(huán)交換技術 （4Mbps和16Mbps）

32、83;ATM（異步傳輸模式）交換技術 （155Mbps）·FDDI（光纖分布式數據接口）技術 (100Mbps，發(fā)展將1.2Gbps)這部分內容將在后面各章進一步討論。1.5 WAN常用聯網技術 WAN的特點是一般是通過接入第三方的通信網實現WAN連接，需要充分考慮通信網的性能和線路使用費。它的主要技術在于計算機網絡系統(tǒng)與通信系統(tǒng)的結合。通信系統(tǒng)是比計算機和計算機網絡發(fā)展早得多的一種人造信息傳輸系統(tǒng)。計算機結合形成廣域網的通信系統(tǒng)，可以歸結為三種類型：公共服務通信網、高速光纖通信網（SDH、ATM和B-ISDN）和無線移動通信網。常用三種交換技術則有：電路交換、分組交換、信元交換。1

33、.5.1使用公共服務通信網接入公共服務通信網絡大體經歷著公用服務電話網絡PSTN（Public Service Telephone Network）、數字數據網DDN（Digital Data Network）、分組交換數據網絡PSDN（Packet Switch Data Network）、幀中繼網絡FRN（Frame Relay Network0、綜合業(yè)務數字網絡ISDN（Integrated Service Digital Network）、寬帶綜合業(yè)務數字網絡B-ISDN和信息高速公路ISHW（Information Super HighWay）的道路，向綜合、高速、寬帶的方向發(fā)展。

34、（1）PSTN （公用電路交換網） DTE+Modem+電話交換機 PSTN即指一般的公用電話網，是一種以模擬技術為基礎的電路交換網絡。用它構造計算機網絡通信費用最低，但其數據傳輸質量和傳輸速率也最差。最方便之處是：凡是電話線所到處均可通過一個Modem接入計算機，構成計算機網絡。當然，利用PSTN的原模擬話音線路接計算機，由于其用戶線的信道頻帶已按話音傳輸要求設計為很窄的4kHz，所以數據終端設備聯接PSTN的接口速度很難提高，即使采用高速Modem技術也只達56kb/s（一路數字話路速率在64kb/s以下）。 由于PSTN是在電路交換和集中式同步復用技術基礎上構成的交換網絡，所以PSTN話

35、機端用戶之間的通信都采用撥號呼叫的有聯接通信方向。PSTN從窄帶用戶線到長途信道，用戶話路逐級集中，復用信道的帶寬便越來越寬，長途信道可能要集中數萬到數十萬路話路，所以多采用載波調制形成的寬帶電纜、微波中繼、衛(wèi)星、光纜等寬帶信道。其傳輸方式也由傳統(tǒng)的模擬傳輸方式逐步向數字傳輸方式發(fā)展（即數字化），包括把話音模擬信息通過PCM脈碼調制技術變換成數字話音發(fā)送、用數字程控交換機替代傳統(tǒng)的縱橫制機電式交換機等，為計算機直接通過數字接口接入PSTN提供了有利條件。 其系統(tǒng)為多級多層次的網絡型結構，典型結構為：DTE+Modem+用戶專用小型交換機PBX（Private Branch eXchange）+

36、市話局交換機+長途局交換機+多路復用載波機+長途寬帶信道。部門用戶專用電話網市話網長途電話網市話網部門用戶專用電話網PSTN網絡的基本系統(tǒng)結構示意圖注：用戶專用小交換機（PCB，Priavte Branch eXchange）（2）DDN （數字數據網） DTE+基帶Modem+DCCS交換機DDN（Digital Data Network）是由數字多路復用設備、數字交叉聯接設備DCCS（Digital Cross Connect System）及各種數字信道組成的、以傳送計算機數據為目的的公共服務通信網。其基本系統(tǒng)結構如下圖所示：DCCS是一種具有交換功能的多路復用/分用設備，其基本系統(tǒng)結構

37、和功能與PSTN中的局間數字程控交換機無本質區(qū)別，但其交換控制（輸入和輸出的連接選擇）由DDN網管中心NMC統(tǒng)一集中控制，而PSTN由用戶撥號自動尋址。因此，用戶要使用一條從某地到某地的DDN信道，必須向NMC申請。DDN的用戶輸入回路完全避開了PSTN的窄帶話音信道，可直接從DCCS以E1速率（2.048Mbps）的數字接口向計算機提供高速點-點連接。DCCS間的中繼信道是可與PSTN局間信道共用光纜連接。DDN與計算機用戶終端設備（DTE）通過專用數據終端設備DTU（Date Termanal Unit）連接。DTU實際上是一種數傳機（“基帶Modem”），它對計算機輸出的二進制編碼信號進

38、行簡單變換后直接送DSSC，其主要作用是增加從DTE到DSSC的連接距離（可達數千米）。DTU安放在DTE處，從DTU到DCCS可鋪設專線，亦可利用已有的高質量電話用戶線（未接入PSTN交換機）。DDN為用戶提供的基本業(yè)務是專用電路業(yè)務，最典型的是點-點專用電路（DDN專線）。從用戶角度看，租用一條DDN專線就是租用了一條高質量、高帶寬的雙向數字信道，可直接進行數字通信。它與PSTN專線的區(qū)別在于：PSTN專線是固定的物理連接和一個模擬信道，其帶寬窄、質量差、沒有完善的網管軟件系統(tǒng)；DDN專線為半固定連接，即根據用戶需要臨時建立的一條固定連接，而且是一個數字信道，質量高，帶寬大，具有路由故障自

39、動迂回功能，有較完善的網管系統(tǒng)，能充分保護用戶的通信質量。從用戶角度看，只要申請專線后，連接就已完成。此外，DDN本質上仍是一種基于電路交換的專線數據通信服務。它具有PSTN電路交換網時延小、服務方便的優(yōu)點，同樣有信道利用率不高的缺點，但比PSTN有更高的傳輸速率、傳輸質量和可靠性，且專為計算機數據通信服務，不必與話音通信爭用信道，費用則高于PSTN。DDN專線已越來越多地用于計算機網絡系統(tǒng)廣域的點-點高速接入，亦可用于分組交換網的物理連接。（3）PSDN （分組交換網） DTE+（集中器）+ 分組交換機·X.25分組交換技術 傳輸速率64kbps 點對點（非一點對多點）虛電路 它提

40、供一個可信賴的WAN線路，但不能提供骨干網所要求的高帶寬 PSDN誕生于70年代，是廣域網發(fā)展早期在分組交換和統(tǒng)計時分復用技術基礎上構成的以數據通信為目標的公共數據網。其基本結構如下圖所示：互聯的交換機組構成PSDN交換網的核心，每臺交換機都具有分組交換功能，故稱“分組交換機”（PSX，Packet Switch eXchange）。交換機根據TE送來的分組報文所攜帶的地址信息，按一定路由算法在交換網內選擇轉發(fā)路徑。用戶設備通過“集中器”或直接接入分組交換機。使用集中器的目的是便于用戶就近接入。PSDN采用X系統(tǒng)標準，其中PSX和DTE之間的聯接和通信標準為“X.25 建議”，故PSDN網又稱

41、“X.25網”。DTE用戶終端只要外部接口符合X.25建議標準，就可接入任何公司的X.25網。DTE到集中器或直接到PSX使用的物理線路稱“用戶線”，常用專線（短距）或租用PSTN線（通過同步的頻帶Modem接入）。PSX間則常使用數字PSTN高速信道。PSDN采用虛電路（面向連接）技術，比PSTN具有更好的信道利用率，常用于構筑廣域網。（4）FRN（幀中繼網）是在簡化X.25協(xié)議基礎上形成的一種基于光纖的高速、廣域和公共服務的數據通信網，它比X.25網性能好，比ATM網成本低，且易于構造。傳輸速率2Mbps?！綯-carrier】（T載波）一種多路復用的高速租用線，T載波服務級包括T1、T2

42、、T3和T4。T載波提供最大傳送率是274Mbps。T11.544Mbps(64×24kbps，四條線) T26.312Mbps T345Mbps(28條T1)亦可租用“部分T1”（最小為64kbps）與X.25相比，幀中繼交換的是幀（frame）而不是報文分組。X.25網強調網內數據傳輸的高度可靠性，是個確認型的網絡，相鄰結點間都要有確認和重發(fā)機制；而幀中繼著眼于數據的快速傳遞，最大程度地提高網絡的吞吐量，是根據當前的傳輸設備以及替代銅質線的光纖已能充分保障數據傳輸可靠性的前提下設計的，它只在源端點和目的端點間進行確認和重發(fā)，各中間結點間只進行檢錯，有錯即簡單把其丟棄。幀中繼網可以

43、依附在DDN網或X.25網上，如通過在DDN網的結點上安裝幀中繼模塊來實現（只是單從幀中繼業(yè)務來看可以認為幀中繼是一個獨立的網絡）?！編吭跀祿鬏斨?被起始和終止標志序列括起來并包括標志序列（地址、控制和校驗數據）在內的連續(xù)二進制位的序列 說明：數據通信控制規(guī)程有面向字符和面向比特之分 ·面向字符在字符（8個二進制位一組）基礎上生成報文和接收報文 該規(guī)程規(guī)定了若干控制字符，以識別報文的開始和結束，如用字符STX（ASCII值2）指示報文開始，用字符ETX（ACSII值3）指示報文結束，二者之間為報文正文（8個二進制位一組）。 00000010（STX）字符1字符2字符3000000

44、11（ETX） ·面向比特在二進制位(bit )基礎上生成報文和接收報文 此規(guī)程中報文稱為“幀”。每幀均以二進制位組（01111110）開始和結束。該幀標志間是正文（任意長二進制位，不必是8的倍數）。 01111110（幀標志）001010001001111110（幀標志）（5）ISDN（綜合業(yè)務數字網） DTE+（TA）+NT2+NT1+ISDN交換機ISDN（Integrated Services Digital Network）是通過對電話網進行數字化發(fā)展起來的，只要在已有的電話網交換機中增添或更改部分設備就可構成ISDN網。ISDN的目標是將多種業(yè)務集成在一個網內，包括電話、

45、傳真、可視圖文及數據通信等。其最大特點是用戶數據和控制信令在網絡端到端之間保持邏輯分離（采用同步時分多路復用技術）。ISDN的基本速率接口BRI（Basic Rate Interface）提供2B+D通道，其中B通道是64kbps，用于數據的傳輸，D通道是16kbps，用于信令的傳輸。ISDN的基群速率接口PRI（Primary Rate Interface）提供23B+D（1.54Mpbs）或32B+D（2.048Mbps）通道。（6）xDSL（數字用戶環(huán)路）（7）ATM·WAN ATM技術 155Mbps（最多2.5Gbps） 采用面向連接方法（虛電路） ATM是當今WAN上最主

46、要的利用信元交換技術的網絡可同時支持語音、圖像和數據，多媒體信息提供高速交換，支持多種QoS等級·SMDS技術（Switched Multimegabit Data Service） 交換式多兆位數據服務 P203 1.545Mbps 采用無連接方法 一種在公共數據網上高速和高性能的連接方式（常用于城域網）第三次課到此 1.6 局域網的四種基本結構 ·終端主機（T/H）系統(tǒng) ·工作站服務器（W/S）系統(tǒng) ·客戶機服務器（C/S）系統(tǒng) ·對等網絡系統(tǒng) 終端主機系統(tǒng)（Terminal/Host）系統(tǒng) 主機 多用戶卡終端終端終端又稱主機系統(tǒng)或多用戶系

47、統(tǒng)。 操作系統(tǒng)：UNIX（XENIX）、LINUX 主 機：大、中、小型機，高檔微機 特 點：“啞”終端（鍵盤顯示器，甚至可以無CPU與內存） 一切事務由主機分時處理 （與MS-DOS命令不兼容） 說 明：Internet總體上為UNIX系統(tǒng)，網上之PC機執(zhí)行模擬終端程序模擬成終端進入主機（此時PC機只是負責將鍵盤指令主機，主機處理結果顯示屏，一切處理與PC機上的CPU無關，均由主機進行）工作站文件服務器（Workstation/File Server）系統(tǒng) 操作系統(tǒng)：NetWare（主流產品）Novell公司出品服 務 器：高檔微機特 點：服務器提供數據共享服務和傳送管理功能（不處理數據）文件服務器 網卡工作站工作站工作站 工作站執(zhí)行應用程序的所有功能，通過磁盤映象，又可象使用本地磁盤一樣使用服務器上的硬盤?？蛻魴C服務器（Client/Server）系統(tǒng) （網絡結構同W/S系統(tǒng)） 操作系統(tǒng)：Windows NT (93.5推出，可單機使用又可作網絡操作系統(tǒng)的產品) Windows 2000 Server/Advanced Server （二者均為Microsoft公司產品，因LAN Manager本身在容錯能力和支持方面比不上NetWare，故推出Windows NT） 服 務 器：高檔微機（亦有用大、中、小型機） 特 點：服務器除提供數據共享和傳送管理服務外，