第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本概念

1、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生：計(jì)算機(jī)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生：計(jì)算機(jī)技術(shù)+通信技術(shù)通信技術(shù) 信息處理主要包括信息的收集、存儲(chǔ)、加工和傳信息處理主要包括信息的收集、存儲(chǔ)、加工和傳播等活動(dòng)，而信息的存儲(chǔ)和加工主要涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)，播等活動(dòng)，而信息的存儲(chǔ)和加工主要涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息的傳播則涉及通信技術(shù)。因此，信息的傳播則涉及通信技術(shù)。因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正是正是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)密切結(jié)合的產(chǎn)物，是隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)密切結(jié)合的產(chǎn)物，是隨著社會(huì)對(duì)信息共享和傳播的要求而發(fā)展起來的，它是信社會(huì)對(duì)信息共享和傳播的要求而發(fā)展起來的，它是信息社會(huì)的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)間又是相輔相息社會(huì)的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)與

2、通信技術(shù)間又是相輔相承的：一方面，通信技術(shù)為計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)承的：一方面，通信技術(shù)為計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)交換提供了必要的手段；另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)又據(jù)交換提供了必要的手段；另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)又提高了通信的性能提高了通信的性能。1.1.1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史1.以單個(gè)計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，構(gòu)成面向終以單個(gè)計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，構(gòu)成面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 所謂所謂聯(lián)機(jī)系統(tǒng)聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，就是一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)連接大量的，就是一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)連接大量的在地理上處于分散位置的終端所構(gòu)成的系統(tǒng)。這種在地理上處于分散位置的終端所構(gòu)成的系統(tǒng)。這種簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)單的“終端

3、終端-通信線路通信線路-計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)”系統(tǒng)，成了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形。這樣的系統(tǒng)僅有一臺(tái)中心計(jì)算機(jī)具有網(wǎng)絡(luò)的雛形。這樣的系統(tǒng)僅有一臺(tái)中心計(jì)算機(jī)具有處理能力，其余的終端設(shè)備均無處理能力，因此，處理能力，其余的終端設(shè)備均無處理能力，因此，它還不能算真正的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。它還不能算真正的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 典型代表：典型代表：SAGE（半自動(dòng)地面防空系統(tǒng)）（半自動(dòng)地面防空系統(tǒng)） 2.2.多個(gè)主計(jì)算機(jī)通過通信線路互聯(lián)的計(jì)算多個(gè)主計(jì)算機(jī)通過通信線路互聯(lián)的計(jì)算 機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)網(wǎng)絡(luò) 六十年代中期到七十年代中期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)六十年代中期到七十年代中期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和和 通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了將多個(gè)單處理機(jī)聯(lián)機(jī)

4、通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了將多個(gè)單處理機(jī)聯(lián)機(jī)終端網(wǎng)絡(luò)互連起來，開創(chuàng)了終端網(wǎng)絡(luò)互連起來，開創(chuàng)了“計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)”通通信時(shí)代，呈現(xiàn)出多處理中心的特點(diǎn)。信時(shí)代，呈現(xiàn)出多處理中心的特點(diǎn)。 第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的典型代表是第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的典型代表是1969年年12月誕生月誕生的的ARPA網(wǎng)網(wǎng)（ARPANET）。它是由美國(guó)國(guó)防部高級(jí)）。它是由美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局研究計(jì)劃局ARPA(Advanced Research Projects Agency)提供經(jīng)費(fèi)構(gòu)建的。提供經(jīng)費(fèi)構(gòu)建的。 以以ARPANET的興起為代表的第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的興起為代表的第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到了迅猛的發(fā)展。各大計(jì)算機(jī)公司都相繼推

5、出了自得到了迅猛的發(fā)展。各大計(jì)算機(jī)公司都相繼推出了自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)這些體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)硬件己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)這些體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)硬件產(chǎn)品，用戶購(gòu)買計(jì)算機(jī)公司提供的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，自己提產(chǎn)品，用戶購(gòu)買計(jì)算機(jī)公司提供的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，自己提供或租用通信線路，就可以建立自己的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。供或租用通信線路，就可以建立自己的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。如：如：IBM公司的公司的SNA(System Network Architecture)和和DEC公司的公司的DNA(Digital Network Architecture)就是兩就是兩個(gè)著名的例子。后來，凡是按個(gè)著名的例子。后來，凡是按SNA方案組建的網(wǎng)絡(luò)都方案組建

6、的網(wǎng)絡(luò)都可稱為可稱為SNA網(wǎng)，凡是按網(wǎng)，凡是按DNA方案組建的網(wǎng)絡(luò)都可稱為方案組建的網(wǎng)絡(luò)都可稱為DNA網(wǎng)。網(wǎng)。 3.3.具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化 的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（International Standards Organization）于）于1984年正式頒布了一個(gè)稱為年正式頒布了一個(gè)稱為“開放系開放系統(tǒng)互連參考模型統(tǒng)互連參考模型”（Open System Interconnection Reference）的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。該模型共分七層，因此簡(jiǎn)稱）的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。該模型共分七層，因此簡(jiǎn)稱為為OSI七層模

7、型。七層模型。 另一方面，隨著加入到另一方面，隨著加入到ARPANET的網(wǎng)絡(luò)增加，特的網(wǎng)絡(luò)增加，特別是后來的衛(wèi)星通信網(wǎng)和無線通信網(wǎng)的加入，利用別是后來的衛(wèi)星通信網(wǎng)和無線通信網(wǎng)的加入，利用ARPANET原有的協(xié)議實(shí)現(xiàn)同這些網(wǎng)絡(luò)間的互連已十原有的協(xié)議實(shí)現(xiàn)同這些網(wǎng)絡(luò)間的互連已十分困難，于是在分困難，于是在1974年提出了著名的年提出了著名的TCP/IP參考模型參考模型，該模型可很好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的無縫連接。由于該模型可很好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的無縫連接。由于TCP/IP模型早與模型早與OSI模型誕生，加之其協(xié)議簡(jiǎn)單，已被眾多模型誕生，加之其協(xié)議簡(jiǎn)單，已被眾多的廠家采納，尤其是國(guó)際互連網(wǎng)的廠家采納，尤其是國(guó)際互

8、連網(wǎng)Internet上運(yùn)行的就是上運(yùn)行的就是TCP/IP協(xié)議，因此，協(xié)議，因此，TCP/IP模型已成為了事實(shí)上的國(guó)模型已成為了事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)際標(biāo)準(zhǔn)。 典型事例：典型事例：Internet 4.Internet時(shí)代時(shí)代 69年年ARPA網(wǎng)網(wǎng)84年年1分為二：分為二：NSFNET和和MILNETNSFNET發(fā)展成為現(xiàn)在的發(fā)展成為現(xiàn)在的Internet.1.2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義 1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是利用通信設(shè)備和：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)線路將地理位置不同的、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起

9、來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（包含網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)互連起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（包含網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、信息交換方式和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)議、信息交換方式和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共網(wǎng)絡(luò)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。享和信息傳遞的系統(tǒng)。 硬件資源硬件資源+軟件資源軟件資源2.2.算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)和和資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)構(gòu)成。構(gòu)成。通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)主主要涉及通信技術(shù)，面向通信控制和通信處理，負(fù)責(zé)網(wǎng)要涉及通信技術(shù)，面向通信控制和通信處理，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中的信息傳遞；絡(luò)中的信息傳遞；資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)主要涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)，面主要涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)，面向端計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理，向網(wǎng)絡(luò)提供可用的資源。向端計(jì)算機(jī)進(jìn)行信

10、息處理，向網(wǎng)絡(luò)提供可用的資源。 1.1.3、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能1 . 硬 件 資 源 共 享 ：硬 件 資 源 共 享 ： C P U 、 存 儲(chǔ) 器 、 輸 入 輸、 存 儲(chǔ) 器 、 輸 入 輸 出設(shè)備出設(shè)備2.軟件資源共享：數(shù)據(jù)庫(kù)文件軟件資源共享：數(shù)據(jù)庫(kù)文件 用戶之間的信息交換：電子郵件、電子數(shù)據(jù)交換用戶之間的信息交換：電子郵件、電子數(shù)據(jù)交換（EDI） 1.1.4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用1實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化。特別是結(jié)合多媒體通信技術(shù)，形成。特別是結(jié)合多媒體通信技術(shù)，形成多媒體智能化終端，使人與人的交流成為全息的操作多媒體智能化終端，使人與人的交

11、流成為全息的操作環(huán)境；通過電子郵件等可實(shí)現(xiàn)無紙化辦公。環(huán)境；通過電子郵件等可實(shí)現(xiàn)無紙化辦公。2實(shí)現(xiàn)金融系統(tǒng)的電子化實(shí)現(xiàn)金融系統(tǒng)的電子化。金融系統(tǒng)可利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。金融系統(tǒng)可利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全國(guó)乃至全球的電子資金傳遞，進(jìn)行資金結(jié)算，實(shí)現(xiàn)全國(guó)乃至全球的電子資金傳遞，進(jìn)行資金結(jié)算，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“無紙交易無紙交易”。如：我國(guó)制定的。如：我國(guó)制定的“三金三金”工程、工程、電子商務(wù)等。電子商務(wù)等。3. 實(shí)現(xiàn)電視數(shù)據(jù)檢索（實(shí)現(xiàn)電視數(shù)據(jù)檢索（Videotex）。為廣大用戶提供一。為廣大用戶提供一種交互式、用電話和電視進(jìn)行檢索的信息交換方式。種交互式、用電話和電視進(jìn)行檢索的信息交換方式。4.實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程程序的調(diào)用實(shí)

12、現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程程序的調(diào)用。如：通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程。如：通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程教育，可提供多種可供選擇的課程的學(xué)習(xí)方式；通過教育，可提供多種可供選擇的課程的學(xué)習(xí)方式；通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程醫(yī)療，病人可通過訪問能接受病人癥狀、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程醫(yī)療，病人可通過訪問能接受病人癥狀、能描述病情并進(jìn)行診斷治療的程序來達(dá)到治病的目的。能描述病情并進(jìn)行診斷治療的程序來達(dá)到治病的目的。5.實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的訪問。實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的訪問。如：網(wǎng)絡(luò)訂票，預(yù)定旅館、餐如：網(wǎng)絡(luò)訂票，預(yù)定旅館、餐館和戲院的位置等。進(jìn)一步作為人際通信交際的媒體。館和戲院的位置等。進(jìn)一步作為人際通信交際的媒體。如：電子郵件、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、網(wǎng)上聊天等。如：電子郵

13、件、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、網(wǎng)上聊天等。6.6.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是利用通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)線路將地理位置不同的、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（包含網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)互連起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（包含網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、信息交換方式和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共議、信息交換方式和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。享和信息傳遞的系統(tǒng)。 7.7.現(xiàn)實(shí)應(yīng)用現(xiàn)實(shí)應(yīng)用：凡是有計(jì)算機(jī)的應(yīng)用均涉及到網(wǎng)絡(luò)。：凡是有計(jì)算機(jī)的應(yīng)用均涉及到網(wǎng)絡(luò)。 1.1.5、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1.按網(wǎng)絡(luò)的按網(wǎng)

14、絡(luò)的分布范圍分布范圍分類分類:廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)WAN、局域網(wǎng)、局域網(wǎng)LAN、城、城域網(wǎng)域網(wǎng)MAN2.按網(wǎng)絡(luò)按網(wǎng)絡(luò)的的交換方式交換方式分類分類:電路交換、報(bào)文交換、分組交電路交換、報(bào)文交換、分組交換換3.按網(wǎng)絡(luò)的按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類分類:星形、總線、環(huán)形、樹形、網(wǎng)星形、總線、環(huán)形、樹形、網(wǎng)形形4.按網(wǎng)絡(luò)的按網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體傳輸媒體分類分類:雙絞線、同軸電纜、光纖、無雙絞線、同軸電纜、光纖、無線線5.按網(wǎng)絡(luò)的按網(wǎng)絡(luò)的信道分類信道分類:窄帶窄帶、寬帶、寬帶6.按網(wǎng)絡(luò)按網(wǎng)絡(luò)的用途分類的用途分類:教育、科研教育、科研、商業(yè)、企業(yè)、商業(yè)、企業(yè) 1.2.1常見的通信術(shù)語常見的通信術(shù)語1.數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)：有意義的

15、實(shí)體，涉及到事物的形式，是符號(hào)的集：有意義的實(shí)體，涉及到事物的形式，是符號(hào)的集合。合。 模擬數(shù)據(jù)：在某個(gè)區(qū)間內(nèi)連續(xù)的值，如：聲音和視頻；模擬數(shù)據(jù)：在某個(gè)區(qū)間內(nèi)連續(xù)的值，如：聲音和視頻； 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：離散的值，如：文本信息和整數(shù)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：離散的值，如：文本信息和整數(shù)。2.信息信息：數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋：數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋 數(shù)據(jù)和信息的區(qū)別數(shù)據(jù)和信息的區(qū)別.3 信號(hào)信號(hào)：數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼。：數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼。模擬信號(hào)模擬信號(hào)：連續(xù)變化的電磁波，可以按不同頻率在各種：連續(xù)變化的電磁波，可以按不同頻率在各種媒體上傳播；媒體上傳播；數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)：一系列的電脈沖，直接用二進(jìn)制電平表示二：一系列的電脈

16、沖，直接用二進(jìn)制電平表示二進(jìn)制的進(jìn)制的1和和0。 1.2.2數(shù)據(jù)與信號(hào)間的相互轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)與信號(hào)間的相互轉(zhuǎn)換1.2.3關(guān)于信號(hào)衰減關(guān)于信號(hào)衰減 當(dāng)信號(hào)在傳輸一定距離后，信號(hào)都會(huì)衰減，為了當(dāng)信號(hào)在傳輸一定距離后，信號(hào)都會(huì)衰減，為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸，必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，以增加信號(hào)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸，必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，以增加信號(hào)中的能量。中的能量。1. 模擬信號(hào)的衰減：模擬信號(hào)的衰減：放大器放大器2. 數(shù)字信號(hào)的衰減：數(shù)字信號(hào)的衰減：中繼器中繼器關(guān)于信號(hào)的放大的問題關(guān)于信號(hào)的放大的問題： 1.2.4數(shù)據(jù)的交換技術(shù)數(shù)據(jù)的交換技術(shù)網(wǎng)絡(luò)站：希望通信的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)站：希望通信的設(shè)備 節(jié)節(jié) 點(diǎn)：提供通信的設(shè)備點(diǎn)：提供通信

17、的設(shè)備1 電路交換（線路交換）技術(shù)電路交換（線路交換）技術(shù)（1）特點(diǎn)：在數(shù)據(jù)傳輸期間，在源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之）特點(diǎn)：在數(shù)據(jù)傳輸期間，在源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之 間間有一條利用中間節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的一條有一條利用中間節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的一條專用的物理連接線路專用的物理連接線路， 直到數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束為止。直到數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束為止。（2） 數(shù)據(jù)傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸過程 電路建立電路建立數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸電路拆除電路拆除（3） 優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速、不丟失且保持原來的順序；優(yōu)：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速、不丟失且保持原來的順序；缺：有時(shí)線路利用率不高，傳輸少量數(shù)據(jù)時(shí)不合算。缺：有時(shí)線路利用率不高，傳輸少量數(shù)據(jù)時(shí)不合算。2 報(bào)文交

18、換技術(shù)報(bào)文交換技術(shù)（1）方法：不需在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間建立一條）方法：不需在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間建立一條專用通路專用通路，數(shù)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇菗?jù)傳輸?shù)膯挝皇菆?bào)文（長(zhǎng)度不限且可變）報(bào)文（長(zhǎng)度不限且可變），傳輸?shù)姆剑瑐鬏數(shù)姆绞讲捎么鎯?chǔ)式采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式。轉(zhuǎn)發(fā)方式。（2）優(yōu)點(diǎn)：線路利用率高、可以一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目）優(yōu)點(diǎn)：線路利用率高、可以一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地、能建立報(bào)文的優(yōu)先權(quán)等等的地、能建立報(bào)文的優(yōu)先權(quán)等等缺點(diǎn)：延遲較長(zhǎng)、節(jié)點(diǎn)的緩存空間需要大、信息易丟失、缺點(diǎn)：延遲較長(zhǎng)、節(jié)點(diǎn)的緩存空間需要大、信息易丟失、到達(dá)可能無序。到達(dá)可能無序。3 分組交換技術(shù)分組交換技術(shù)（1） 總體改進(jìn)：總體改進(jìn)：把一個(gè)報(bào)文分成若干

19、個(gè)分組把一個(gè)報(bào)文分成若干個(gè)分組（2） 虛電路方式：電路是一條虛電路方式：電路是一條邏輯通路非物理通路邏輯通路非物理通路，非專用。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間可以有多條虛電路，一個(gè)節(jié)點(diǎn)非專用。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間可以有多條虛電路，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以有多條虛電路通過?？梢杂卸鄺l虛電路通過。（3）數(shù)據(jù)報(bào)方式：當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送一個(gè)報(bào)文時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)方式：當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送一個(gè)報(bào)文時(shí)，先把先把報(bào)文拆分成若干個(gè)帶有序號(hào)和地址信息的數(shù)據(jù)報(bào)，依報(bào)文拆分成若干個(gè)帶有序號(hào)和地址信息的數(shù)據(jù)報(bào)，依次發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)分組單獨(dú)處理，每個(gè)分組稱次發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)分組單獨(dú)處理，每個(gè)分組稱為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)自身帶有足夠的地址信息；為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，每個(gè)

20、數(shù)據(jù)報(bào)自身帶有足夠的地址信息；一個(gè)節(jié)點(diǎn)接受到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)后，一個(gè)節(jié)點(diǎn)接受到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)后，根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)中的地址根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)中的地址信息和節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的路由信息一，找出一個(gè)合適的出信息和節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的路由信息一，找出一個(gè)合適的出路，把數(shù)據(jù)報(bào)原樣發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。路，把數(shù)據(jù)報(bào)原樣發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。（4）兩者的優(yōu)缺點(diǎn)：）兩者的優(yōu)缺點(diǎn)： 虛電路方式：可靠、有序，適合較長(zhǎng)數(shù)據(jù)交換的情況；虛電路方式：可靠、有序，適合較長(zhǎng)數(shù)據(jù)交換的情況；但當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)或某條鏈路出故障而徹底失效時(shí)，所有但當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)或某條鏈路出故障而徹底失效時(shí)，所有經(jīng)過故障點(diǎn)的需電路將立即破壞；經(jīng)過故障點(diǎn)的需電路將立即破壞； 數(shù)據(jù)報(bào)方式：無建立階段，適合傳

21、輸較少分組的情況；數(shù)據(jù)報(bào)方式：無建立階段，適合傳輸較少分組的情況；但無序、易丟失。但無序、易丟失。4 三種基本交換技術(shù)的總結(jié)三種基本交換技術(shù)的總結(jié)（1）適用場(chǎng)合）適用場(chǎng)合 交互式通信，報(bào)文交換不合適交互式通信，報(bào)文交換不合適 ；較輕和間歇式負(fù)；較輕和間歇式負(fù)載，利用電話撥號(hào)線路以電路交換最合適；較重和持載，利用電話撥號(hào)線路以電路交換最合適；較重和持續(xù)負(fù)載，使用租用的線路以電路交換方式最合適；交續(xù)負(fù)載，使用租用的線路以電路交換方式最合適；交換中等數(shù)據(jù)到大量的數(shù)據(jù)時(shí)可用分組交換；公用數(shù)據(jù)換中等數(shù)據(jù)到大量的數(shù)據(jù)時(shí)可用分組交換；公用數(shù)據(jù)網(wǎng)、局域網(wǎng)采用分組交換網(wǎng)、局域網(wǎng)采用分組交換.局域網(wǎng)也有采用電路交

22、換的，局域網(wǎng)也有采用電路交換的，如如CBX,一般不采用報(bào)文交換。一般不采用報(bào)文交換。（2） 主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)電路交換：電路交換：數(shù)據(jù)傳輸之前必須先設(shè)置一條完全通路。在數(shù)據(jù)傳輸之前必須先設(shè)置一條完全通路。在線路釋放前，該通路將由一對(duì)用戶獨(dú)占。對(duì)猝發(fā)式的線路釋放前，該通路將由一對(duì)用戶獨(dú)占。對(duì)猝發(fā)式的通信，電路交換效率不高；通信，電路交換效率不高；報(bào)文交換：報(bào)文交換：報(bào)文從源節(jié)點(diǎn)傳送到目的地采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的報(bào)文從源節(jié)點(diǎn)傳送到目的地采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式，在傳送期間，同時(shí)只占用一段通道。在交換節(jié)方式，在傳送期間，同時(shí)只占用一段通道。在交換節(jié)點(diǎn)中需要緩存，報(bào)文需要排隊(duì)。因此報(bào)文交換不能滿點(diǎn)中需要緩存，報(bào)文需要

23、排隊(duì)。因此報(bào)文交換不能滿足實(shí)時(shí)通信的要求；足實(shí)時(shí)通信的要求；分組交換：分組交換：與報(bào)文交換類似，但報(bào)文被分成分組傳送，與報(bào)文交換類似，但報(bào)文被分成分組傳送，并規(guī)定了最大分組長(zhǎng)度。在數(shù)據(jù)報(bào)交換中，目的地需并規(guī)定了最大分組長(zhǎng)度。在數(shù)據(jù)報(bào)交換中，目的地需要重新組合報(bào)文。在虛電路交換中，數(shù)據(jù)傳輸之前必要重新組合報(bào)文。在虛電路交換中，數(shù)據(jù)傳輸之前必須通過呼叫設(shè)置一條虛電路。須通過呼叫設(shè)置一條虛電路。 5.高速交換技術(shù) （1） 幀中繼（Frame Relay）：分組交換 （2） 異步傳輸模式（ATM）：電路交換與分組交換的結(jié)合 （3）寬帶ISDN1.3 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸 模擬傳輸系統(tǒng)模

24、擬傳輸系統(tǒng) 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器1調(diào)制解調(diào)器的作用圖3-15表示了出現(xiàn)一個(gè)誤碼的示意圖。 若所傳送的碼元速率越高，信號(hào)的失真就越嚴(yán)重。 調(diào)制解調(diào)器(modem)就是由調(diào)制器(MOdulator)和解調(diào)器(DEModulator)這兩個(gè)字各取其字頭合并而成的。 調(diào)制器的主要作用就是個(gè)波形變換器，解調(diào)器的作用就是個(gè)波形識(shí)別器。 2幾種最基本的調(diào)制方法 所謂調(diào)制就是進(jìn)行波形變換?；蛘吒鼑?yán)格些，是進(jìn)行頻譜變換，將基帶數(shù)字信號(hào)的頻譜變換成為適合于在模擬信道中傳輸?shù)念l譜。最基本的二元制調(diào)制方法有以下幾種(如圖3-16所示)： （1）調(diào)幅(AM) （2）調(diào)頻(FM) （3）調(diào)相(PM) 3關(guān)于調(diào)制解調(diào)器的速

25、率 圖3-18(a)表示兩個(gè)計(jì)算機(jī)用戶A和B通過V.34調(diào)制解調(diào)器(33.6 kbit/s)進(jìn)行通信 由于大部分的ISP都使用租用數(shù)字專線接入到電話交換機(jī)，因此用戶與ISP之間的通信信道是圖3-18(b)所示的那樣。 經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后到用戶環(huán)路，只有在模擬信號(hào)到達(dá)用戶的調(diào)制解調(diào)器后才進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，這時(shí)才產(chǎn)生量化噪聲。 4調(diào)制解調(diào)器使用異步通信方式 數(shù)據(jù)通信可分為同步通信和異步通信兩大類. 同步通信就是要求接收端的時(shí)鐘頻率和發(fā)送端的時(shí)鐘頻率相等(這常稱為收發(fā)雙方的時(shí)鐘是同步的)，以便使接收端對(duì)收到的比特流的采樣判決的時(shí)間是準(zhǔn)確的. 當(dāng)接收端的判決點(diǎn)移動(dòng)的時(shí)間超過碼元寬度的一半時(shí)(本來判決點(diǎn)應(yīng)當(dāng)處于每

26、一個(gè)碼元的中間)，就要產(chǎn)生差錯(cuò)(比特重讀或漏讀)，這就是所謂的滑動(dòng)(slip). 準(zhǔn)同步方式是各有關(guān)信號(hào)使用一些獨(dú)立的、具有相同的頻率標(biāo)稱值的時(shí)鐘源，但這些頻率的實(shí)際數(shù)值允許有微小的誤差(在容許范圍之內(nèi)) 異步通信則采用另一種方法。這就是在發(fā)送端將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)以字節(jié)(8個(gè)比特)為單位進(jìn)行逐個(gè)字節(jié)的封裝。 異步通信是通過增加通信開銷(每發(fā)送10個(gè)比特就有兩個(gè)比特的額外開銷，因而數(shù)據(jù)的有效傳輸速率就降低了)使接收端能夠使用廉價(jià)的、具有一般精度的時(shí)鐘來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 5 數(shù)字傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸系統(tǒng) 脈碼調(diào)制脈碼調(diào)制（PCM）技術(shù)，既模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。 采樣定理（采樣定理（采樣頻率、量化級(jí)、編碼）

27、 為了將模擬電話信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，必須先對(duì)電話信號(hào)進(jìn)行采樣。根據(jù)采樣定理，只要采樣頻率不低于電話信號(hào)最高頻率的2倍，就可以從采樣脈沖信號(hào)無失真地恢復(fù)出原來的電話信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)的電話信號(hào)的最高頻率為3.4 kHz，為方便起見，采樣頻率就定為8 kHz，相當(dāng)于采樣周期為125 s。圖3-19表示了上述的概念。1.3 信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù) 一一.頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用 頻分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用的特點(diǎn)分別如圖3-21(a) 和(b)所示。 頻分復(fù)用的所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源(請(qǐng)注意，這里的“帶寬”是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率)。時(shí)分復(fù)用的所有用戶是

28、在不同的時(shí)間占用同樣的頻帶寬度。 在進(jìn)行通信時(shí)，復(fù)用器(multiplexer)總是和分用器(demultiplexer)成對(duì)地使用。 當(dāng)使用時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，由于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的突發(fā)性質(zhì)，一個(gè)用戶對(duì)已經(jīng)分配到的子信道的利用率一般是不高的。當(dāng)用戶在某一段時(shí)間暫時(shí)無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)(例如用戶正在鍵盤上輸入數(shù)據(jù)或正在瀏覽屏幕上的信息)，那就只能讓已經(jīng)分配到手的子信道空閑著，而其他用戶也無法使用這個(gè)暫時(shí)空閑的線路資源。圖3-22說明了這一概念。 統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM (Statistic TDM)是一種改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用，它能明顯地提高信道的利用率。集中器(concentrator)常使用

29、這種統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用。圖3-23是統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用的原理圖。 統(tǒng)計(jì)復(fù)用又稱為異步時(shí)分復(fù)用，而普通的時(shí)分復(fù)用稱為同步時(shí)分復(fù)用。從平均的角度來看，這兩者是平衡的。 二、波分復(fù)用二、波分復(fù)用 圖3-24表示8路傳輸速率均為2.5 Gbit/s的光載波(其波長(zhǎng)均為1310 nm)，經(jīng)光的調(diào)制后，分別將波長(zhǎng)變換到1550 1557 nm，每個(gè)光載波相隔1 nm (這里只是為了說明問題的方便，實(shí)際上光載波的間隔一般是0.8或1.6 nm)。 三、碼分復(fù)用三、碼分復(fù)用 碼分復(fù)用CDM (Code Division Multiplexing)是另一種共享信道的方法。實(shí)際上，人們更常用的名詞是碼分多址CDMA (Cod

30、e Division Multiple Access)每一個(gè)用戶可以在同樣的時(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信。由于各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此不會(huì)造成干擾。碼分復(fù)用最初是用于軍事通信，因?yàn)檫@種系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)有很強(qiáng)的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。 在CDMA中，每一個(gè)比特時(shí)間再劃分為m個(gè)短的間隔，稱為碼片(chip)。1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)一、一、帶寬（吞吐量）帶寬（吞吐量）帶寬對(duì)于模擬信道和數(shù)字信道有不同的含義帶寬對(duì)于模擬信道和數(shù)字信道有不同的含義1 模擬信道的帶寬模擬信道的帶寬 也就是帶寬的本意：即信號(hào)具有的也就是帶寬的本意：即信號(hào)具有的

31、頻帶寬度頻帶寬度，指該模，指該模擬信號(hào)的各種不同頻率成份所占據(jù)的頻率范圍。單位擬信號(hào)的各種不同頻率成份所占據(jù)的頻率范圍。單位是是Hz(例子見書例子見書)2 數(shù)字信道的帶寬（吞吐量）數(shù)字信道的帶寬（吞吐量） 數(shù)字信道中能夠數(shù)字信道中能夠傳送的數(shù)字信號(hào)的速率傳送的數(shù)字信號(hào)的速率，即數(shù)據(jù)率或，即數(shù)據(jù)率或比特率。單位：比特率。單位：Bps，即，即bit/s，kbit/s，Mbit/s，Gbit/s，Tbit/s，但注意進(jìn)制是，但注意進(jìn)制是103，106，109，1012。 二、二、 時(shí)延（延遲）時(shí)延（延遲）概念：概念：時(shí)延的構(gòu)成：時(shí)延的構(gòu)成：1傳播時(shí)延：傳播時(shí)延：2發(fā)送時(shí)延（傳輸時(shí)延）發(fā)送時(shí)延（傳輸時(shí)

32、延）3排隊(duì)時(shí)延（處理時(shí)延）排隊(duì)時(shí)延（處理時(shí)延）總時(shí)延總時(shí)延=傳播時(shí)延傳播時(shí)延+發(fā)送時(shí)延發(fā)送時(shí)延+排隊(duì)時(shí)延排隊(duì)時(shí)延從公式中可以看出，總時(shí)延是由三個(gè)部分構(gòu)成的。從公式中可以看出，總時(shí)延是由三個(gè)部分構(gòu)成的。 為了使不同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都能互連，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO于1977年成立了專門機(jī)構(gòu)研究該問題。不久，他們就提出一個(gè)試圖使各種計(jì)算機(jī)在世界范圍內(nèi)互連成網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架，即著名的開放系統(tǒng)互連基本參考模型OSI/RM (Open Systems Interconnection Reference Model)，簡(jiǎn)稱為OSI。 但是TCP/IP體系結(jié)構(gòu)由于其應(yīng)用廣泛（尤其是Internet中的應(yīng)用），使

33、得其成為了事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 1.5.1 協(xié)議與劃分層次 為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定即稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由以下三個(gè)要素組成 （1）語法，即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式； （2）語義，即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)； （3）同步，即事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。 兩個(gè)計(jì)算機(jī)可將文件傳送模塊作為最高的一層(如圖2-1所示)。 分層可以帶來如下好處：分層可以帶來如下好處： （1）每層功能簡(jiǎn)單化（復(fù)雜的問題分塊細(xì)化，每一部 分簡(jiǎn)單） （2）各層之間是獨(dú)立的，易于維護(hù)，但層與層間相互聯(lián)系 （3）某層改變時(shí)不影響其他層（通過接口的改變來實(shí)現(xiàn)） （4）靈活性好。

34、 （5）結(jié)構(gòu)上可分割開。 （6）易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。 （7）能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。 （8）下層是為上層提供服務(wù)的。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)，也就是說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就是這個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成的功能的精確定義。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)則是具體的，是真正在運(yùn)行的計(jì)算機(jī)硬件和軟件。 1.5.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理體系結(jié)構(gòu) 一. 從OSI體系結(jié)構(gòu)到原理體系結(jié)構(gòu) OSI的七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)既復(fù)雜又不實(shí)用，但其概念清楚，體系價(jià)格低廉，理論較完整（見下圖）。 OSI七層模型體系結(jié)構(gòu) （由下至上） 物理層：唯一傳輸二進(jìn)制比特流的一層 數(shù)據(jù)鏈路層：差錯(cuò)控制

35、、流量控制(講解差錯(cuò)控制方式) 網(wǎng)絡(luò)層：路由選擇、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、計(jì)費(fèi)等 傳輸層：進(jìn)行端到端的流量控制和差錯(cuò)控制，提供可靠的端到端的通信 會(huì)話層：實(shí)現(xiàn)各進(jìn)程間會(huì)話 表示層：為上層用戶提供共同需要的數(shù)據(jù)或信息語法表示變換 應(yīng)用層：直接與用戶打交道的一層 1.5.3 停止等待協(xié)議 問題的提出：發(fā)送這怎么知道發(fā)出的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確到達(dá)了目的地，怎么知道是否出現(xiàn)了差錯(cuò)和丟失，知道后怎么解決?？繑?shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議來完成。 停止等待(stop-and-wait)協(xié)議是最簡(jiǎn)單但也是最基本的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。 二. 實(shí)用的停止等待協(xié)議 傳輸數(shù)據(jù)的信道不能保證使所傳的數(shù)據(jù)不產(chǎn)生差錯(cuò)，并且還需要對(duì)數(shù)據(jù)的發(fā)送端進(jìn)行流量控制。 圖4-3(a)畫的是數(shù)據(jù)在傳輸過程中不出差錯(cuò)的情況。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，結(jié)點(diǎn)B就向主機(jī)A發(fā)送一個(gè)否認(rèn)幀NAK，以表示主機(jī)A應(yīng)當(dāng)重傳出現(xiàn)差錯(cuò)的那個(gè)數(shù)據(jù)幀。圖4-3(b)畫出了主機(jī)A重傳數(shù)據(jù)幀。 有時(shí)鏈路上的干擾很嚴(yán)重，或由于其他一些原因，結(jié)點(diǎn)B收不到結(jié)點(diǎn)A發(fā)來的數(shù)據(jù)幀。這種情況稱為幀丟失，如圖4-3(c)所示。于是就出現(xiàn)了死鎖現(xiàn)象. 要解決死鎖問題，可在結(jié)點(diǎn)A發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)，就啟動(dòng)一個(gè)超時(shí)計(jì)時(shí)器(timeout timer)。若到了超時(shí)計(jì)時(shí)器所設(shè)置的重傳時(shí)間tout而仍收不到結(jié)點(diǎn)B的任何確認(rèn)幀，則結(jié)點(diǎn)A就重傳前面所發(fā)送的這一數(shù)據(jù)幀，如圖4-3(c)和圖4-3(d)所示。一般可將