計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐教程講座主講內(nèi)容計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐教程講座

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黎連業(yè)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐教程講座教材

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐教程

》第1

版

科學(xué)出版社(2007.12)

講座教材前言

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)高校紛紛設(shè)立了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)。網(wǎng)絡(luò)工程作為高校中的一個(gè)新專業(yè)，目前，圖書(shū)市場(chǎng)上有關(guān)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的書(shū)籍版本有幾十個(gè)，有引進(jìn)的，有國(guó)內(nèi)作者編寫(xiě)的，總的說(shuō)來(lái)各有千秋。偏重理論型居多，應(yīng)用型的又不太實(shí)用，如何使剛剛接觸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的朋友，學(xué)了就懂，學(xué)了就進(jìn)了門(mén)，這是我們從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程和培訓(xùn)教學(xué)人員值得思考的問(wèn)題。

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐教程

》一書(shū)，是基于網(wǎng)絡(luò)工程，面向網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)人員和建網(wǎng)管理人員。本書(shū)所敘述的內(nèi)容基本上反映了當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程所需要的技術(shù)，也是作者多年來(lái)的工程經(jīng)驗(yàn)和培訓(xùn)教學(xué)的體會(huì)。作者認(rèn)為，對(duì)于從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程的讀者來(lái)說(shuō)，是一本非常好的參考書(shū)。本書(shū)從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)，使讀者遵循：掌握基礎(chǔ)知識(shí)、熟悉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程，做一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程師。作者根據(jù)多年來(lái)的網(wǎng)絡(luò)工程經(jīng)驗(yàn)、培訓(xùn)教學(xué)的體會(huì)和許多熱情的讀者提出的寶貴建議和改進(jìn)的意見(jiàn)，在《新編計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用教程

》基礎(chǔ)上寫(xiě)出《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐教程

》，力圖使讀者通過(guò)本書(shū)的閱讀解決以下問(wèn)題：

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是怎樣組成的？組網(wǎng)時(shí)需要哪些基本知識(shí)？需要哪些設(shè)備？網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)怎樣形成？做到通過(guò)《最新計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程》閱讀，能夠了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，組建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，能夠進(jìn)入有關(guān)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程公司工作。本書(shū)共分14章：

●計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概述●網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)●網(wǎng)絡(luò)拓樸與分層結(jié)構(gòu)●網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)●網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備●網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議●ARPRARP和ICMP●以太網(wǎng)絡(luò)及其組網(wǎng)方案●網(wǎng)絡(luò)安全●網(wǎng)絡(luò)管理●無(wú)線網(wǎng)絡(luò)●虛擬局域網(wǎng)絡(luò)●Internet與Intranet●磁盤(pán)陳列與數(shù)據(jù)備份

各章主要內(nèi)容如下：第1章主要介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的歷史和基礎(chǔ)知識(shí)，如網(wǎng)絡(luò)常用術(shù)語(yǔ)、網(wǎng)絡(luò)類型、網(wǎng)絡(luò)功能、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、OSI參考模型以及國(guó)內(nèi)重要網(wǎng)絡(luò)一覽。第2章主要介紹網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)，如編碼技術(shù)、信道的傳輸方式及傳輸技術(shù)、差錯(cuò)控制技術(shù)以及各種通信線路。第3章主要介紹各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。第4章主要介紹各種網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，如雙絞線、同軸電纜、光纜等。第5章主要介紹網(wǎng)卡、網(wǎng)橋、集線器、交換機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)等各種聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的工作原理及其作用，以及網(wǎng)絡(luò)各層使用哪些設(shè)備。第6章以IP/TCP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，分層介紹各種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，如IP、TCP、UDP、FTP、Telnet協(xié)議等。

第7章主要介紹ARP、RARP和ICMP協(xié)議的相關(guān)知識(shí)。第8章主要介紹各種標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)組網(wǎng)方案及相應(yīng)的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，如千兆、萬(wàn)兆以太網(wǎng)的組建。第9章主要介紹各種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)安全的威脅源、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)、防火墻技術(shù)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、安全認(rèn)證技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)物理隔離技術(shù)與隔離方案。第10章主要介紹網(wǎng)絡(luò)管理方面的知識(shí)，如網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議、集成本地管理接口、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)管理、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)管理與打印管理以及網(wǎng)絡(luò)管理測(cè)試。第11章主要介紹無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、寬帶無(wú)線技術(shù)與寬帶無(wú)線接入技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)典型連接方式以及無(wú)線聯(lián)網(wǎng)方案。第12章主要介紹虛擬專用網(wǎng)技術(shù)，如虛擬專用網(wǎng)中使用的協(xié)議、VPN的信息加密技術(shù)、Cisco和華為公司的VPN解決方案。第13章主要介紹Internet的組成與應(yīng)用，ISP的選擇與Internet接入方法，以及Intranet的應(yīng)用。第14章主要介紹存儲(chǔ)技術(shù)和磁盤(pán)陣列技術(shù)、磁帶存儲(chǔ)技術(shù)。

上述各章的內(nèi)容都是通過(guò)精心組織的，具體內(nèi)容可見(jiàn)目錄部分的介紹，作者也希望本書(shū)能被從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程的大學(xué)生、研究生們接受。通過(guò)上述14章內(nèi)容的介紹，讀者能夠從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程。

本書(shū)的特點(diǎn)是：敘述由淺入深、循序漸進(jìn)；內(nèi)容上重點(diǎn)突出；概念上清楚易懂。是一部實(shí)用性很強(qiáng)的書(shū)籍。非常適合從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程等領(lǐng)域的管理人員、工程技術(shù)人員和大學(xué)生、科技人員使用；也可作為高等院校有關(guān)專業(yè)課程的教材；也可作為從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程培訓(xùn)教材。

本書(shū)可以作為高等院校及高職高專學(xué)校相關(guān)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程課程的教材，也適合從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程等領(lǐng)域的管理人員、工程技術(shù)人員、科技人員使用，還可以作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程方面的培訓(xùn)教程。

第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖通信、微波通信、衛(wèi)星傳輸使得全球計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為現(xiàn)實(shí)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)強(qiáng)有力地推動(dòng)下，以其巨大的優(yōu)勢(shì)推動(dòng)著人類社會(huì)的第三次產(chǎn)業(yè)革命，在我國(guó)的各行業(yè)中已成為不可或缺的工作平臺(tái)。本章重點(diǎn)討論以下內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展網(wǎng)絡(luò)的定義與常用術(shù)語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)類型網(wǎng)絡(luò)功能與資源共享網(wǎng)絡(luò)基本要素及其操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型國(guó)內(nèi)十大重要網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展概況。1.1網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)涉及計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)兩個(gè)領(lǐng)域，多年來(lái)，計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)日益緊密的結(jié)合，對(duì)人類社會(huì)的進(jìn)步作出了極大的貢獻(xiàn)。計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的相互結(jié)合主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，通信技術(shù)為計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸和交換提供了必要的手段；另一方面，數(shù)字計(jì)算技術(shù)的發(fā)展?jié)B透到通信技術(shù)中，提高了通信網(wǎng)絡(luò)的各種性能。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程是從為解決遠(yuǎn)程計(jì)算，信息收集和處理而形成的專用聯(lián)機(jī)系統(tǒng)開(kāi)始的，發(fā)展到以實(shí)現(xiàn)資源共享為目的，遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，有統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的多計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。概括起來(lái)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷了以下4個(gè)階段。而目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正處于第四階段。以單臺(tái)計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信階段;

多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信線路互聯(lián)的多機(jī)通信階段;

遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，有統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，并獲得廣泛應(yīng)用的發(fā)展階段;

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向互聯(lián)、高速、智能化方向發(fā)展，并獲得更為廣泛的應(yīng)用。

1.1.1遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)通過(guò)線路控制器與遠(yuǎn)程終端相連接構(gòu)成了第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。最初的計(jì)算機(jī)是為批處理而設(shè)計(jì)的，因此當(dāng)計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程終端相連時(shí)，必須在計(jì)算機(jī)上增加一個(gè)接口，這個(gè)接口應(yīng)當(dāng)對(duì)計(jì)算機(jī)原有硬件和軟件的影響盡可能地小，這樣就出現(xiàn)了如科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2008.12)第1版的圖1-1所示的線路控制器（LineController）。圖中的調(diào)制解調(diào)器（Modem）是必須加入的，因?yàn)殡娫捑€路是為傳送模擬話音信號(hào)而設(shè)計(jì)的利用電話線路來(lái)傳輸計(jì)算機(jī)處理的信號(hào)和遠(yuǎn)程終端發(fā)出的信號(hào)時(shí)，需要它進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換。

隨著遠(yuǎn)程終端數(shù)量的增加，為了避免一臺(tái)主計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱主機(jī)）使用多個(gè)線路控制器，出現(xiàn)了多重線路控制器（MultipleLineController），也稱為Modem池。它可以和多個(gè)遠(yuǎn)程終端相連接，構(gòu)成面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)，這就是以主機(jī)為中心的第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，隨著遠(yuǎn)程終端數(shù)量的增加，為了避免一臺(tái)主計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱主機(jī)）使用多個(gè)線路控制器，出現(xiàn)了多重線路控制器（MultipleLineController），也稱為Modem池。它可以和多個(gè)遠(yuǎn)程終端相連接，構(gòu)成面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)，這就是以主機(jī)為中心的第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-2。

1.1.2多機(jī)通信系統(tǒng)（ARPA網(wǎng)時(shí)代）在第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，用戶通過(guò)終端命令以交互的方式使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而將單個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種資源分散到了每個(gè)用戶手中。面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（分時(shí)系統(tǒng)）的成功，使得計(jì)算機(jī)用戶數(shù)量迅速增加。但遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)存在著以下缺點(diǎn)：計(jì)算機(jī)的負(fù)荷較重，從而導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。單機(jī)系統(tǒng)的可靠性較低，一旦發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓。為了提高第一代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性和可用性，開(kāi)始研究將多臺(tái)計(jì)算機(jī)相互連接的方法。這種方法采用電路交換技術(shù)，使得終端與計(jì)算機(jī)間的直接通信，發(fā)展到了計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間直接通信，出現(xiàn)了以數(shù)據(jù)交換為目的的一級(jí)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-3。

隨著應(yīng)用要求的不斷提高，后來(lái)又形成了利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)“資源共享”或完成分布式作業(yè)處理的兩級(jí)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。這種由多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接構(gòu)成的系統(tǒng)分成通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩大部分。第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是多臺(tái)主機(jī)通過(guò)通信線路互聯(lián)起來(lái)，互聯(lián)的多個(gè)主機(jī)都具有自主處理能力，它們之間不存在主從關(guān)系，這種多臺(tái)主計(jì)算機(jī)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)才是目前常說(shuō)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。其典型代表是ARPA網(wǎng)（ARPANET，由美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署組建，主要由4個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，也是Internet的雛形）。ARPANET中有專門(mén)的設(shè)備負(fù)責(zé)線路的互聯(lián)，這個(gè)設(shè)備稱為接口信息處理機(jī)（IMP，InterfaceMessageProcessor），當(dāng)主機(jī)要發(fā)送信息時(shí)只要把信息發(fā)往與之相連的IMP就行了，然后由IMP負(fù)責(zé)找到對(duì)方的IMP把信息發(fā)送出去，IMP采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式，當(dāng)線路空閑時(shí)再發(fā)。這樣ARPANET就形成了兩級(jí)子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，即通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)。

ARPANET的投入運(yùn)行，標(biāo)志著在第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中形成了以下特點(diǎn)：多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信子網(wǎng)通信。組成一個(gè)有機(jī)的整體，既分散又統(tǒng)一，從而使整個(gè)系統(tǒng)性能大大提高。原來(lái)單臺(tái)主機(jī)的負(fù)載可以分散到全網(wǎng)的各臺(tái)計(jì)算機(jī)上，使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快。在這一系統(tǒng)中，單機(jī)出現(xiàn)故障不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)全面癱瘓。

1.1.3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)在ARPANET時(shí)代，雖然網(wǎng)絡(luò)分成了通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)，但網(wǎng)絡(luò)之間的體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一限制了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，計(jì)算機(jī)之間的相互通信涉及許多復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。在網(wǎng)絡(luò)中，相互通信的計(jì)算機(jī)必須高度協(xié)調(diào)工作，而這種協(xié)調(diào)是相當(dāng)復(fù)雜的。為了降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，在設(shè)計(jì)ARPANET時(shí)就有專家提出了層次模型。分層設(shè)計(jì)方法可以將龐大而復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為若干較小且易于處理的子問(wèn)題。1974年，美國(guó)的IBM公司公布了它研制的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（SNA，SystemNetworkArchitecture）。這個(gè)著名的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)就是按照分層方法制定的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1988年按照SNA設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)至少有15?000個(gè)以上。DEC公司也在20世紀(jì)70年代末開(kāi)發(fā)了自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)——數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（DNA，DigitalNetworkArchitecture）。

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)出現(xiàn)后，對(duì)同一體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品進(jìn)行互聯(lián)是非常容易實(shí)現(xiàn)的，但對(duì)不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品卻很難實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。針對(duì)上述情況，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）于1977年設(shè)立了專門(mén)的機(jī)構(gòu)來(lái)解決上述問(wèn)題，并于1984年公布了名為開(kāi)放式系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM，OpenSystemInterconnection/ReferenceModel）的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，這進(jìn)一步推動(dòng)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

OSI是一個(gè)開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)，將網(wǎng)絡(luò)分為7層，分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層，只有同層之間才能進(jìn)行通信，請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-5。

OSI參考模型的出現(xiàn)，開(kāi)辟了第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的新紀(jì)元。

OSI各層在結(jié)點(diǎn)間進(jìn)行通信時(shí)，分別負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)通信中的部分特定工作，但只有物理層能進(jìn)行實(shí)際信號(hào)的傳輸，其余各層只能說(shuō)是邏輯上的虛擬對(duì)應(yīng)傳輸，其通信需調(diào)用下層功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于只有物理層是實(shí)際傳輸?shù)男诺?，因此各層除了自己相?duì)應(yīng)層級(jí)的工作外，也必須負(fù)責(zé)上下層間的聯(lián)系，這些層與層間的工作關(guān)系稱為“接口”。

OSI各層與常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的表1-1。

OSI參考模型在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，各層會(huì)在數(shù)據(jù)前端進(jìn)行通信標(biāo)頭（Header）包裝與拆裝工作，并在數(shù)據(jù)鏈路層執(zhí)行數(shù)據(jù)信號(hào)標(biāo)尾（Trailer）的拆組裝工作，標(biāo)頭標(biāo)尾內(nèi)包含各層在網(wǎng)絡(luò)傳輸工作上的重要信息，以便各層協(xié)議可以根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)行各種必要處理。OSI參考模型的數(shù)據(jù)傳送過(guò)程請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-6。

1.1.4互聯(lián)、高速、寬帶、智能與更為廣泛的應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)第一代、第二代和第三代的發(fā)展，表現(xiàn)出其巨大的使用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。20世紀(jì)90年代以來(lái)，微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、光通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展提供了有力的支持。而網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用正迅速朝著高速化、實(shí)時(shí)化、智能化、集成化和多媒體化的方向不斷深入，新型應(yīng)用對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提出了挑戰(zhàn)，新一代網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)已成必然?，F(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是Internet時(shí)代，網(wǎng)上的各種應(yīng)用，如虛擬大學(xué)、虛擬社區(qū)、電子商務(wù)、電子政務(wù)、VOD系統(tǒng)等，對(duì)人們的生活已經(jīng)產(chǎn)生了重要的影響。

高速與智能網(wǎng)的發(fā)展也引起了人們?cè)絹?lái)越多的注意。高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展表現(xiàn)在局域網(wǎng)和寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)B-ISDN、幀中繼、交換局域網(wǎng)與虛擬網(wǎng)絡(luò)上。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的增多，各國(guó)正在開(kāi)展智能網(wǎng)絡(luò)（IN，IntelligentNetwork）的研究。1.2網(wǎng)絡(luò)定義與常用術(shù)語(yǔ)

1.2.1網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它是由分布在不同地理位置上具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)終端及其附屬設(shè)備用通信設(shè)備和通信線路連接起來(lái)的。在網(wǎng)絡(luò)軟件的支持下，這種系統(tǒng)使得在一個(gè)地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)用戶能夠使用另一個(gè)地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)設(shè)備所提供的數(shù)據(jù)處理功能與服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)共享計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源及相互通信。最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)就是將兩臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來(lái)共享文件和打印機(jī)。請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-7，其中圖1-7（a）是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間用一條電纜進(jìn)行連接的情形，而圖1-7（b）則是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)交換機(jī)對(duì)打印機(jī)進(jìn)行共享。

對(duì)于早期的辦公大樓的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-8。這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（例如工作站、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等）通過(guò)電纜相互連接起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、文件、影音等的通信，以及共享軟硬件資源。

根據(jù)人們從事研究的角度和應(yīng)用范圍不同，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)又分為廣域網(wǎng)（WAN）和局域網(wǎng)（LAN）等。隨著應(yīng)用的深入，又產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。但不管發(fā)展的速度如何，它們都有共同之處：從資源觀點(diǎn)來(lái)看，具有共享外部設(shè)備（如打印機(jī)、專用設(shè)備、外部大容量磁盤(pán)等）和公共信息的能力（如數(shù)據(jù)庫(kù)）。從用戶觀點(diǎn)來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)把個(gè)人與眾多的計(jì)算機(jī)用戶連接在一起。從管理角度來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)具有共享集中數(shù)據(jù)管理的能力（如備份服務(wù)、系統(tǒng)軟件的安裝等）。對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以綜述如下：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以能夠相互共享資源方式連接起來(lái)的，并且各自具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合。各計(jì)算機(jī)之間沒(méi)有主從關(guān)系，聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)必須遵循統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

1.2.2網(wǎng)絡(luò)常用術(shù)語(yǔ)1.基帶和寬帶通信系統(tǒng)本身可以是模擬的或數(shù)字的，也就是說(shuō)，信息可以用模擬的或數(shù)字的方式在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸，而這兩種信號(hào)通過(guò)一定的方法可以相互轉(zhuǎn)換。如用原始信息的信號(hào)形式進(jìn)行傳輸，在通信中稱為基帶傳輸。為方便起見(jiàn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)借用通信術(shù)語(yǔ)，把只傳輸數(shù)字信號(hào)的技術(shù)稱為基帶傳輸?；鶐鬏斶@個(gè)詞及其含義已被人們廣泛接受，但我們必須注意，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的基帶和通信中的基帶，雖然名字相同其含義卻不同。在電信界中，寬帶是指帶寬大于語(yǔ)音級(jí)信道（4kHz）的任意信道。而在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中寬帶是指采用模擬信號(hào)傳輸?shù)募夹g(shù)。寬帶信號(hào)傳輸廣泛采用調(diào)制解調(diào)技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信中，寬帶還有另外的含義，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸率大于2Mbit/s時(shí)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)稱為寬帶網(wǎng)；而傳輸率低于2Mbit/s，則稱為窄帶網(wǎng)。

2.帶寬和線速度在電信技術(shù)中，常以頻率的單位赫茲（Hz）、兆赫茲（MHz）來(lái)定義帶寬。而在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，帶寬是指網(wǎng)絡(luò)傳輸頻率的范圍，它是對(duì)網(wǎng)絡(luò)吞吐能力的一種描述，帶寬常用每秒可以傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)來(lái)表示。帶寬有時(shí)也稱為線速度。帶寬或線速度并不代表線路的實(shí)際傳輸能力，傳輸中會(huì)有“開(kāi)銷”?！伴_(kāi)銷”是指未實(shí)際傳輸?shù)牟糠郑鐢?shù)據(jù)包中的頭標(biāo)部分與數(shù)據(jù)包之間的間隙等。

3.利用率和流通量利用率是指線路成功地傳輸數(shù)據(jù)包的時(shí)間占總傳輸時(shí)間的比例，利用率使用百分比或二位分?jǐn)?shù)來(lái)表示。流通量與利用率是一回事，但用“Mbit/s”作為單位進(jìn)行量度。而峰值利用率是指在給定時(shí)間段內(nèi)所發(fā)生的最高利用率。飽和則是指網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)到達(dá)它的流通量的極限。

4.定時(shí)服務(wù)（IsochronousService）對(duì)數(shù)據(jù)通信來(lái)說(shuō)，定時(shí)傳送（有時(shí)也稱為“等時(shí)傳送”）是一個(gè)常用的術(shù)語(yǔ)。如果一個(gè)事件按已知的、周期性的間隔重復(fù)出現(xiàn)，那這個(gè)事件就被認(rèn)為是定時(shí)的。在一個(gè)提供定時(shí)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)工作站對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的兩次訪問(wèn)之間，其時(shí)間間隔是固定的，或者是其最短時(shí)間間隔的整數(shù)倍。定時(shí)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)與同步網(wǎng)絡(luò)不同，在同步網(wǎng)絡(luò)中，平均帶寬和最大響應(yīng)時(shí)間得到了保證，而定時(shí)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)保證的是特定量的帶寬和傳輸機(jī)會(huì)之間的固定時(shí)間間隔。提供定時(shí)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)支持位傳輸速率不變的應(yīng)用，這些應(yīng)用對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格的要求。這類應(yīng)用的實(shí)例有位傳輸率不變的聲音、視頻和電路模擬信號(hào)等。定時(shí)服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)的QoS（服務(wù)質(zhì)量）要求提供的服務(wù)之一。相對(duì)于定時(shí)服務(wù)，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)提供的是突發(fā)性服務(wù)。一個(gè)站點(diǎn)可能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有任何的服務(wù)要求，但一旦有服務(wù)的要求，則可能要傳送大量的信息。這類突發(fā)性信息傳輸?shù)囊笫菧?zhǔn)確、無(wú)丟失，對(duì)于個(gè)別錯(cuò)誤的信息，可用重傳的辦法給予補(bǔ)救。而定時(shí)信息卻不然，信息對(duì)到達(dá)時(shí)間有嚴(yán)格的要求，允許有個(gè)別數(shù)據(jù)包出錯(cuò)，對(duì)錯(cuò)誤信息的處理辦法是丟棄不要。

5.交換方式交換方式可分為電路交換（CircuitSwitching）網(wǎng)絡(luò)、報(bào)文交換（MessageSwitching）網(wǎng)絡(luò)和分組交換（PacketSwitching）網(wǎng)絡(luò)。電路交換電路交換最早出現(xiàn)在電話系統(tǒng)中，早期的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是采用此方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的，數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)后才能在線路上傳輸。報(bào)文交換報(bào)文交換是一種數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)通信開(kāi)始時(shí)，源機(jī)發(fā)出的一個(gè)報(bào)文被存儲(chǔ)在交換器里，交換器根據(jù)報(bào)文的目的地址選擇合適的路徑發(fā)送報(bào)文，這種方式稱做存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)方式。分組交換分組交換也采用報(bào)文傳輸，但它不是以不定長(zhǎng)的報(bào)文作為傳輸?shù)幕締挝?，而是將一個(gè)長(zhǎng)的報(bào)文劃分為許多定長(zhǎng)的報(bào)文分組，以分組作為傳輸?shù)幕締挝弧＿@不僅大大簡(jiǎn)化了對(duì)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的管理，而且也加快了信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳播速度。由于分組交換優(yōu)于電路交換和報(bào)文交換，具有許多優(yōu)點(diǎn)，因此它已成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主流。

6．時(shí)延計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，時(shí)延（Delay）指一個(gè)數(shù)據(jù)塊（幀、分組、報(bào)文段等）從鏈路或網(wǎng)絡(luò)的一端傳送到另一端所需要的時(shí)間。時(shí)延由以下3個(gè)部分組成。發(fā)送時(shí)延（TransmissionDelay）它是指節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)把數(shù)據(jù)塊從節(jié)點(diǎn)送入傳輸媒體所需要的時(shí)間，即從發(fā)送數(shù)據(jù)塊的第一位開(kāi)始到發(fā)送完最后一位所花費(fèi)的時(shí)間。發(fā)送時(shí)延的計(jì)算公式為:發(fā)送時(shí)間=數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度/信息傳輸速率傳播時(shí)延（PropagationDelay）它是指承載傳輸信號(hào)的電磁波在一定長(zhǎng)度的信道上傳播——所需要的時(shí)間。傳播時(shí)延的計(jì)算公式為:傳播時(shí)延=信道長(zhǎng)度/電磁波在信道上的傳播速率在自由空間中，電磁波以光速（SpeedofLight）傳播，光速為3.0×108m/s。在銅線或光纖中，電磁波的速度大約降低到光速的72%。轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延（TransferDelay）這是數(shù)據(jù)塊在中間節(jié)點(diǎn)（中繼器/交換機(jī)/路由器）轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的時(shí)延。數(shù)據(jù)塊經(jīng)歷的總時(shí)延為上述3個(gè)部分時(shí)延之和，即總時(shí)延=發(fā)送時(shí)間+傳播時(shí)延+轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延時(shí)延是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，各種時(shí)延也影響到網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)計(jì)。

7.同步同步要求通信雙方的基準(zhǔn)定時(shí)時(shí)鐘的頻率和相位是相同的，其頻率差和相位差保持在允許的容差之內(nèi)。同步分為幀同步和位同步。幀同步數(shù)據(jù)是以幀為單位傳輸?shù)?，接收方必須知道收到的幀的起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻，以便接收方時(shí)鐘對(duì)準(zhǔn)幀的起始位置，開(kāi)始和結(jié)束接收數(shù)據(jù)，這稱為幀同步。位同步接收方定時(shí)時(shí)鐘信號(hào)應(yīng)該和幀的每一碼元都對(duì)準(zhǔn)，接收方時(shí)鐘和發(fā)送方時(shí)鐘應(yīng)該有同樣的頻率和特定的相位關(guān)系，這稱為位同步。

8.異步傳輸在數(shù)字傳輸中，根據(jù)同時(shí)傳輸?shù)奈粩?shù)，有并行通信和串行通信兩種方式。并行通信中所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按一定的位數(shù)組合（如8位或16位等）同時(shí)傳送，需要多條通信線，通常用在近距離通信，如計(jì)算機(jī)內(nèi)部、計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的通信等。串行通信中，傳輸數(shù)據(jù)的每一位在通信線路上按先后次序依次傳送，一般只需要兩條通信線，因此對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這種遠(yuǎn)距離通信是非常合適的。串行通信又有兩種傳輸方式：異步傳輸（AsynchronousTransmission）和同步傳輸（SynchronousTransmission）。異步傳輸方式以字符為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每一個(gè)字符前后各加一個(gè)起始位和一個(gè)停止位，實(shí)現(xiàn)字符同步，通信的雙方各自使用獨(dú)立的基準(zhǔn)定位時(shí)鐘，并約定傳輸速率，RS-232-C接口，就是使用異步傳輸方式。

9．同步傳輸同步傳輸方式中，數(shù)據(jù)不是以字符為單位而是以幀為單位進(jìn)行傳送。同步傳輸方式適用于快速的和較大規(guī)模的信息傳輸。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信采用同步傳輸方式。

10．基帶傳輸所謂基帶傳輸是指信道上傳輸?shù)臎](méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)。基帶傳輸有以下4種方式：?jiǎn)螛O性脈沖是指用脈沖的有無(wú)來(lái)表示信息的有無(wú)。電傳打字機(jī)就是采用這種方式。雙極性脈沖是指用兩個(gè)狀態(tài)相反、幅度相同的脈沖來(lái)表示信息的兩種狀態(tài)。在隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)中，0、1出現(xiàn)的概率是相同的，因此在其脈沖序列中，可視直流分量為0。單極性歸零脈沖是指在發(fā)送“1”時(shí)發(fā)送寬度小于碼元持續(xù)時(shí)間的脈沖，而在傳輸“0”信息時(shí)，不發(fā)送脈沖。多電平脈沖是相對(duì)上面3種脈沖信號(hào)而言的。脈沖信號(hào)的電平只有兩個(gè)取值，故只能表示二進(jìn)制信號(hào)。如果采用多電平脈沖則可表示多進(jìn)制信號(hào)。

11．寬帶傳輸在某些信道中（如無(wú)線信道、光纖信道）由于不能直接傳輸基帶信號(hào)，故要利用調(diào)制和解調(diào)技術(shù)，即利用基帶信號(hào)對(duì)載波波形的某些參數(shù)進(jìn)行調(diào)控，從而得到易于在信道中傳輸?shù)谋徽{(diào)波形。其載波通常采用正弦波，而正弦波有3個(gè)能攜帶信息的參數(shù)，即幅度、頻率和相位，控制這3個(gè)參數(shù)之一就可使基帶信號(hào)沿著信道順利傳輸。當(dāng)然，在到達(dá)接收端時(shí)均需作相應(yīng)的逆變換，以便還原成發(fā)送端的基帶信號(hào)。這就是寬帶傳輸。在局域內(nèi)寬帶傳輸一般采用同軸電纜作為傳輸介質(zhì)。在寬帶傳輸中，可分為頻分復(fù)用（FDM）技術(shù)（它可將電纜的頻譜分成若干信道或頻段，而后在各個(gè)分隔的頻段上分別傳輸數(shù)據(jù)、電視信號(hào)）和時(shí)分復(fù)用（TDM）技術(shù)。基帶傳輸和寬帶傳輸?shù)膮^(qū)別請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的表1-2。1.3傳輸速率等級(jí)

傳輸速率等級(jí)請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的表1-3。1.4網(wǎng)絡(luò)類型

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類方法很多，例如：有按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類的；有按網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小、距離遠(yuǎn)近分類的；有按服務(wù)對(duì)象分類的；等等。無(wú)論用哪種方法分類，對(duì)網(wǎng)絡(luò)本身是沒(méi)有什么意義的，只是反映人們的不同說(shuō)法而已。在日常工作中，人們經(jīng)常提到的網(wǎng)絡(luò)類型有局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。

1.4.1局域網(wǎng)局域網(wǎng)（LAN，LocalAreaNetwork）是計(jì)算機(jī)通信的一種形式，也稱局部網(wǎng)。它是由一組相互連接的具有通信能力的個(gè)人計(jì)算機(jī)組成的，一般用于在有限距離內(nèi)的計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息傳遞。有限距離傳遞通常是指在10km范圍內(nèi)的大樓或緊鄰的大樓之間的計(jì)算機(jī)信息傳遞。局域網(wǎng)內(nèi)最基本的物理形式是采用某種類型的導(dǎo)線或電纜，把兩臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，以形成這些計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸通路。從通信角度來(lái)看，局域網(wǎng)實(shí)際上是一種通信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：局域網(wǎng)僅僅工作在有限的地理區(qū)域內(nèi)，一般是幾千米到10km的范圍內(nèi)。局域網(wǎng)與使用調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行通信的遠(yuǎn)程網(wǎng)相比，它的信息傳輸速度要高得多。局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸率一般為10Mbit/s，高速的局域網(wǎng)可達(dá)100Mbit/s或更高。而通過(guò)調(diào)制解調(diào)器傳送數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)，傳輸速度通常為600bit/s~56Kbit/s。局域網(wǎng)有不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-9.圖1-9給出了3種不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示意圖。在總線結(jié)構(gòu)中，當(dāng)其中一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，其他的計(jì)算機(jī)處于接收狀態(tài)。當(dāng)有兩臺(tái)以上計(jì)算機(jī)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，可以采用集中式或者分布式機(jī)制處理沖突。例如IEEE802.3，即以太網(wǎng)，它是基于共享總線的采用分布控制機(jī)制、數(shù)據(jù)傳輸率為10Mbit/s的局域網(wǎng)。以太網(wǎng)中的站點(diǎn)可以在任意時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生沖突時(shí)，發(fā)送數(shù)據(jù)的站點(diǎn)立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，并等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間后繼續(xù)嘗試數(shù)據(jù)發(fā)送。局域網(wǎng)的第二種類型是環(huán)形結(jié)構(gòu)。在環(huán)形結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)沿著環(huán)傳輸。同理，在環(huán)形結(jié)構(gòu)中必須有一種機(jī)制用于仲裁不同站點(diǎn)對(duì)環(huán)的同時(shí)訪問(wèn)。IEEE802.5就是一種常用的數(shù)據(jù)傳輸率為4Mbit/s或16Mbit/s的環(huán)形局域網(wǎng)。

局域網(wǎng)的第三種類型是星形結(jié)構(gòu)，如圖1-9（c）所示。第一種、第二種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)目前已很少使用，當(dāng)前應(yīng)用普遍的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是星形結(jié)構(gòu)。

1.4.2城域網(wǎng)城域網(wǎng)（MAN，MetropolitanAreaNetwork）比局域網(wǎng)要大一些，它的大小通常是覆蓋一個(gè)地區(qū)或一個(gè)城市，地理范圍從幾十千米到上百千米，又稱為城市網(wǎng)。它對(duì)硬件軟件的要求比局域網(wǎng)高，這樣才能有效地覆蓋更大的地域范圍，不論網(wǎng)點(diǎn)設(shè)在何處，都能保證信息共享。把城域網(wǎng)作為單獨(dú)一種網(wǎng)絡(luò)類型的直接原因是它有一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是分布式隊(duì)列雙總線（DQDB，DistributedQueueDualBus），編號(hào)為IEEE802.6。城域網(wǎng)與其他類型的網(wǎng)絡(luò)相比，極大地簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。

DQDB城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-10。對(duì)圖1-10說(shuō)明如下：DQDB有兩條單向總線，所有的計(jì)算機(jī)都與這兩條總線相連接。每條總線都有一個(gè)端接點(diǎn)，各自產(chǎn)生一個(gè)53B的信元流，每個(gè)信元都從端接點(diǎn)沿著總線往下傳，當(dāng)它到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，就從總線中消失。采用IEEE802.6委員會(huì)提出的DQDB光纖及交換多兆位數(shù)據(jù)服務(wù)作為其主要的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范。

1.4.3廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)（WAN，WideAreaNetwork）是一個(gè)非常大的網(wǎng)絡(luò)，它可以把眾多的城域網(wǎng)、局域網(wǎng)連接起來(lái)，甚至可以把全球的城域網(wǎng)、局域網(wǎng)連接起來(lái)。在廣域網(wǎng)功能和作用的影響下，又派生出企業(yè)網(wǎng)和全球網(wǎng)。企業(yè)網(wǎng)是指大型企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)，涉及特大型企業(yè)或跨地區(qū)跨國(guó)界的組織，如跨國(guó)公司、銀行等部門(mén)。全球網(wǎng)是指橫跨全球的網(wǎng)絡(luò)。提到全球網(wǎng)就會(huì)想到Internet。Internet的前身是美國(guó)國(guó)防部的ARPANET，該網(wǎng)于1982年正式采用TCP/IP協(xié)議，到1989年開(kāi)始商業(yè)化。目前該網(wǎng)上主機(jī)有幾百萬(wàn)臺(tái)以上，互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)約4萬(wàn)個(gè)，連接了全球150多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。Internet應(yīng)用范圍極廣，信息資源非常豐富，僅各類數(shù)據(jù)庫(kù)就達(dá)1萬(wàn)多個(gè)。中科院計(jì)算所網(wǎng)絡(luò)室承建的中關(guān)村地區(qū)科研與教學(xué)示范網(wǎng)于1994年與它接通。

廣域網(wǎng)通常包含很多用來(lái)運(yùn)行用戶程序的機(jī)器，我們把這些機(jī)器稱為主機(jī)（Host）。主機(jī)通過(guò)通信子網(wǎng)（CommunicationSubnet）連接。通信子網(wǎng)的功能是在各主機(jī)之間進(jìn)行信息傳送。通過(guò)把網(wǎng)絡(luò)的純通信部分的子網(wǎng)與應(yīng)用部分的主機(jī)分開(kāi)，可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。廣域網(wǎng)中主機(jī)與通信子網(wǎng)之間的關(guān)系請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-11。

對(duì)圖1-11說(shuō)明如下：通信子網(wǎng)由傳輸信道和轉(zhuǎn)接設(shè)備組成。傳輸信道用于在計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)接設(shè)備是專用的計(jì)算機(jī)，用于連接兩條或更多的傳輸線。當(dāng)數(shù)據(jù)從一條輸入信道到達(dá)后，轉(zhuǎn)接設(shè)備必須選擇一條輸出信道，把數(shù)據(jù)繼續(xù)向前傳送。大多數(shù)廣域網(wǎng)中，通信子網(wǎng)包含大量的電纜或電話線，每一條線路都連接著一對(duì)路由器。當(dāng)兩個(gè)路由器之間沒(méi)有電纜直接連接而又要進(jìn)行通信時(shí)，則必須使用間接的方法，即通過(guò)其他路由器。當(dāng)通過(guò)中間路由器把分組從一個(gè)路由器發(fā)送到另一個(gè)路由器時(shí)，分組會(huì)完整地被每個(gè)中間路由器接收并存放起來(lái)。使用點(diǎn)到點(diǎn)通信子網(wǎng)時(shí)，一個(gè)重要的設(shè)計(jì)問(wèn)題是路由器互聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。廣域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括星形、樹(shù)形、環(huán)形和全互聯(lián)結(jié)構(gòu)。在通信子網(wǎng)中主要使用分組交換技術(shù)，利用電纜提供的分組交換網(wǎng)、衛(wèi)星通信和無(wú)線交換網(wǎng)，把不同地區(qū)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)起來(lái)?，F(xiàn)在的Internet就是一種最大的廣域網(wǎng)。

1.4.4無(wú)線網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)之一，無(wú)線網(wǎng)的特點(diǎn)是使用戶可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，這種特性使得無(wú)線網(wǎng)具有強(qiáng)大的應(yīng)用前景。無(wú)線通信是利用電磁波或光波來(lái)傳輸信息的，它不用鋪設(shè)電纜線就可把網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)。無(wú)線通信包括兩個(gè)獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)——移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線LAN。利用無(wú)線LAN，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)連接起來(lái)；利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)蜂窩式通信系統(tǒng)連接起來(lái)，該通信系統(tǒng)由無(wú)線通信部門(mén)提供。無(wú)線網(wǎng)有許多用處，較常見(jiàn)的一種是移動(dòng)式辦公室。無(wú)線網(wǎng)用戶通過(guò)筆記本電腦（NotebookComputer）和個(gè)人數(shù)字助理（PDA，PersonalDigitalAssistant）來(lái)接聽(tīng)電話、發(fā)送傳真和電子郵件、閱讀遠(yuǎn)程文件以及登錄到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。

盡管無(wú)線網(wǎng)和移動(dòng)通信經(jīng)常聯(lián)系在一起，但它們之間是有區(qū)別的，例如當(dāng)筆記本電腦通過(guò)PCMCIA卡接入電話線插口后，就可以采用移動(dòng)通信而不使用無(wú)線網(wǎng)。無(wú)線網(wǎng)與移動(dòng)通信的區(qū)別請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的表1-4。

無(wú)線網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)形式有多種，一種形式是在校園內(nèi)安裝無(wú)線通信系統(tǒng)，以便于學(xué)生在任何地方查閱圖書(shū)館資料，它是由兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間直接通過(guò)無(wú)線LAN以數(shù)字形式進(jìn)行通信。另一種形式是使用傳統(tǒng)的模擬調(diào)制解調(diào)器通過(guò)蜂窩電話進(jìn)行通信。比較先進(jìn)的無(wú)線LAN提供蜂窩式數(shù)字分組數(shù)據(jù)（CDPD，CellularDigitalPacketData）業(yè)務(wù)。無(wú)線網(wǎng)的發(fā)展主要依賴于無(wú)線通信技術(shù)的支持，目前無(wú)線網(wǎng)的產(chǎn)品包括：個(gè)人通信系統(tǒng)（PCS，PersonalCommunicationSystem）、電話、無(wú)線數(shù)據(jù)終端、便攜式可視電話和個(gè)人數(shù)字助理等。無(wú)線通信系統(tǒng)包括：低功率的無(wú)繩電話系統(tǒng)、模擬蜂窩系統(tǒng)、數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、無(wú)線LAN系統(tǒng)和無(wú)線WAN系統(tǒng)等。

1.4.5互聯(lián)網(wǎng)目前有許多種類型的網(wǎng)絡(luò)，不同的網(wǎng)絡(luò)類型使用不同的硬件和軟件。當(dāng)連接到不同網(wǎng)絡(luò)的用戶需要相互通信時(shí)，就需要將這些互不兼容的網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)關(guān)（Gateway）連接起來(lái)，并由網(wǎng)關(guān)完成相應(yīng)的轉(zhuǎn)換功能。由多個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)相互連接構(gòu)成的集合稱為互聯(lián)網(wǎng)。常見(jiàn)的互聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)WAN連接起來(lái)的LAN集合。通信子網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)這3個(gè)概念經(jīng)常容易發(fā)生混淆。這里強(qiáng)調(diào)指出，通信子網(wǎng)作為廣域網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分，通常由路由器和通信線路組成。例如：電話系統(tǒng)由電話交換設(shè)備組成，設(shè)備之間由高速線路連接，而連接到家庭和商業(yè)部門(mén)則使用低速線路，這些線路和設(shè)備構(gòu)成電話系統(tǒng)的通信子網(wǎng)。而互聯(lián)網(wǎng)是指不同網(wǎng)絡(luò)的相互連接。例如：局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的相互連接，局域網(wǎng)之間的相互連接。Internet是指特定的世界范圍的互聯(lián)網(wǎng)，從Internet結(jié)構(gòu)的角度看，它是一個(gè)使用路由器將分布在世界各地的、數(shù)以萬(wàn)計(jì)的規(guī)模不一的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來(lái)的網(wǎng)際網(wǎng)。Internet是全球性的、最具影響力的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，也是世界范圍的信息資源寶庫(kù)。如果用戶能將自己的計(jì)算機(jī)連入Internet，就可以在這個(gè)信息資源庫(kù)中漫游。1.5網(wǎng)絡(luò)功能與資源共享

建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目的在于實(shí)現(xiàn)“資源共享”，本節(jié)在敘述網(wǎng)絡(luò)功能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步討論有關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源共享的技術(shù)。

1.5.1網(wǎng)絡(luò)功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.數(shù)據(jù)通信現(xiàn)代社會(huì)信息量激增，信息交換也日益增多，每年有幾萬(wàn)噸信件要傳遞。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸信件是一種全新的電子傳遞方式。電子郵件比現(xiàn)有的通信工具具備更多的優(yōu)點(diǎn)。它不像電話需要通話者同時(shí)在場(chǎng)，也不像廣播系統(tǒng)只是單方向傳遞信息，在速度上比傳統(tǒng)郵件快得多。另外，電子郵件還可以攜帶聲音、圖像和視頻，實(shí)現(xiàn)多媒體通信。如果計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地域足夠大，則可使各種信息通過(guò)電子郵件在全國(guó)乃至全球范圍內(nèi)快速傳遞和處理（如Internet上的電子郵件系統(tǒng)）。除電子郵件以外，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)給科學(xué)家和工程師們提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在此基礎(chǔ)上可以建立一種新型的合作方式——計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作（CSCW，ComputerSupportedCooperativeWork），它消除了地理上的距離限制。

2.資源共享在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，有許多昂貴的資源，例如大型數(shù)據(jù)庫(kù)、巨型計(jì)算機(jī)等，并非為每一用戶所擁有，所以必須實(shí)行資源共享。資源共享包括硬件資源的共享，如打印機(jī)、大容量磁盤(pán)等；也包括軟件資源的共享，如程序、數(shù)據(jù)等。資源共享的結(jié)果是避免重復(fù)投資和勞動(dòng)，從而提高了資源利用率，使系統(tǒng)的整體性能價(jià)格比得到改善。

3.增加可靠性在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，單個(gè)部件或計(jì)算機(jī)的暫時(shí)失效必須通過(guò)替換資源的辦法來(lái)維持系統(tǒng)的繼續(xù)運(yùn)行。但在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，每種資源（尤其是程序和數(shù)據(jù)）可以存放在多個(gè)地點(diǎn)，而用戶可以通過(guò)多種途徑來(lái)訪問(wèn)網(wǎng)內(nèi)的某個(gè)資源，從而避免了單點(diǎn)失效對(duì)用戶產(chǎn)生的影響。

4.提高系統(tǒng)處理能力單機(jī)的處理能力是有限的，由于種種原因（例如時(shí)差），計(jì)算機(jī)之間的忙閑程度也是不均勻的。從理論上講，同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)可通過(guò)協(xié)同操作和并行處理來(lái)提高整個(gè)系統(tǒng)的處理能力，并使各計(jì)算機(jī)負(fù)載均衡。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具備上述功能，因此可以得到廣泛的應(yīng)用。銀行部門(mén)利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)處理時(shí)，可使用戶在異地實(shí)現(xiàn)通存通兌，還可以利用地理位置的差異加快資金的流轉(zhuǎn)速度。例如，地處美國(guó)的銀行晚上停止?fàn)I業(yè)后將資金通過(guò)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)借給新加坡的銀行，而此刻新加坡正是白天，新加坡銀行就可在白天利用這些資金，到晚上再歸還給美國(guó)的銀行，從而提高了資金的利用率。

1.5.2網(wǎng)絡(luò)資源共享1.資源共享的兩個(gè)基本原理資源共享的第一個(gè)基本原理是“大數(shù)定律”。大數(shù)定律的主要內(nèi)容是：如果用戶的數(shù)目很大，并且他們使用資源的要求都是突發(fā)式地隨機(jī)產(chǎn)生，那么在將全體用戶看作一個(gè)整體時(shí)，這個(gè)用戶整體對(duì)資源的使用要求就變得相當(dāng)“平滑”和比較穩(wěn)定。大數(shù)定律對(duì)確定整個(gè)系統(tǒng)需要多少資源是很有用的，當(dāng)用戶數(shù)目很少時(shí)，由于用戶對(duì)資源的要求是突發(fā)的，有時(shí)會(huì)因資源不夠而無(wú)法滿足用戶的要求，導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量下降；有時(shí)為滿足用戶的突發(fā)要求而不適當(dāng)?shù)卦黾淤Y源的數(shù)量，造成資源的平均利用率不高。只有當(dāng)用戶數(shù)量大到一定程度時(shí)，才能根據(jù)用戶對(duì)資源的平均要求和要求的服務(wù)質(zhì)量，確定整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)擁有多少資源。這時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷比較平均，并且系統(tǒng)的資源也得到了較好的利用。

資源共享的第二個(gè)基本原理是“規(guī)模經(jīng)濟(jì)性（EconomyofScale）”原理。它的主要內(nèi)容是：當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)中的資源與用戶數(shù)目同時(shí)按比例增加時(shí)，在一定范圍內(nèi)，系統(tǒng)的規(guī)模越大，這個(gè)系統(tǒng)就越經(jīng)濟(jì)。對(duì)于分組交換網(wǎng)，若使網(wǎng)絡(luò)中所有線路的容量加倍，同時(shí)也使用戶數(shù)目加倍，則根據(jù)排隊(duì)論可算出，由于分組在各站點(diǎn)排隊(duì)而造成的網(wǎng)絡(luò)平均時(shí)延將減半，即網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量提高了。兩個(gè)資源共享的基本原理告訴人們：用戶共享的資源越多，系統(tǒng)的某些性能就越好。歸納起來(lái)，只有當(dāng)分組交換網(wǎng)的用戶數(shù)目足夠多并且通信子網(wǎng)是由大容量的高速鏈路所組成時(shí)，分組交換網(wǎng)的優(yōu)越性才能顯示出來(lái)。

2.共享點(diǎn)到點(diǎn)信道當(dāng)許多用戶要共享兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的信道時(shí)請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-12，一般來(lái)說(shuō)，可以有以下3種方法。固定分配信道這是一種最簡(jiǎn)單的資源分配方法，通常是把通信信道再劃分為若干個(gè)子信道（其容量不一定都相等），然后將各子信道固定地分配給每一對(duì)用戶。這種分配方式可以為用戶提供最好的服務(wù)，因?yàn)槊總€(gè)用戶都獨(dú)占自己的那份資源，他們什么時(shí)候想通信就可以立即進(jìn)行。一些專用線路或租用線路即屬于這種情況。對(duì)于一般的用戶，由于他們的通信量并不太大，這種分配方式將造成信道利用率太低，因?yàn)榧词鼓硨?duì)用戶現(xiàn)在并不使用已經(jīng)分配給他們的信道，其他用戶也無(wú)法使用（即共享）這一資源。

可以有多種方法把信道劃分為子信道。如果各子信道是一條單獨(dú)的物理鏈路，那就是空分復(fù)用（SDM，SpaceDivisionMultiplexing）。更常用的是頻分復(fù)用（FDM，F(xiàn)requencyDivisionMultiplexing）或時(shí)分復(fù)用（TDM，TimeDivisionMultiplexing）。頻分復(fù)用是將信道的可用帶寬按頻率劃分為許多子信道，請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-13（a）所示，而時(shí)分復(fù)用是將時(shí)間分割為許多短的時(shí)隙，將若干個(gè)時(shí)隙組成時(shí)分復(fù)用幀，如圖1-13（b）所示。用每個(gè)時(shí)分復(fù)用幀中的某一固定序號(hào)的時(shí)隙組成一個(gè)子信道。每一子信道所占用的帶寬都是相同的。每個(gè)時(shí)分復(fù)用幀所占的時(shí)間也是相同的。對(duì)于頻分復(fù)用，頻帶寬度越大，則在此頻帶寬度內(nèi)所容納的用戶數(shù)就越多。對(duì)于時(shí)分復(fù)用，時(shí)隙長(zhǎng)度越短，則每個(gè)時(shí)分復(fù)用幀中包含的時(shí)隙數(shù)就越多，因而所容納的用戶數(shù)也越多。

為了使信道能為更多的用戶（其數(shù)目超過(guò)或大大超過(guò)子信道的數(shù)目）提供服務(wù)，就不能把信道都事先固定分配好。對(duì)大多數(shù)用戶可采用以下兩種分配方式，即按需分配和按排隊(duì)方式分配。

按需分配信道這種方法是先將信道劃分為若干個(gè)子信道（用空分、頻分或時(shí)分復(fù)用方法劃分）。當(dāng)用戶需要進(jìn)行通信時(shí)，必須以某種方式提出申請(qǐng)。只要這時(shí)尚有空閑的子信道，發(fā)出申請(qǐng)的用戶就可得到一條子信道的使用權(quán)。待通信完畢后，用戶即釋放這個(gè)子信道以供其他用戶繼續(xù)使用?？梢?jiàn)按需分配信道就是按申請(qǐng)分配信道。若同時(shí)要求使用信道的用戶數(shù)目超過(guò)子信道的數(shù)目時(shí)，那么就有一部分（通常是后申請(qǐng)使用的）用戶不能獲得子信道——申請(qǐng)失?。ū蛔枞┝恕＞拖裢ㄟ^(guò)公用電話網(wǎng)打電話時(shí)，就可能出現(xiàn)呼叫被阻塞的情況。

上述分配子信道的方法稱為預(yù)分配信道，表示在用戶通信開(kāi)始之前就根據(jù)用戶提出的申請(qǐng)把子信道預(yù)先分配給用戶。當(dāng)然，此用戶僅在本次通信過(guò)程中擁有對(duì)該子信道的使用權(quán)。請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-14按排隊(duì)方式分配信道用按需分配信道的方法可大大提高信道的利用率。這是因?yàn)?，大量用戶碰巧都在同一時(shí)刻同時(shí)要求通信的概率并不大，因而子信道的數(shù)目可以遠(yuǎn)小于信道各端的用戶數(shù)目。為實(shí)現(xiàn)按需分配，所付出的代價(jià)是：（1）網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)必須增加一定的處理能力；（2）在信道較忙時(shí)，一部分用戶對(duì)信道的申請(qǐng)可能會(huì)被阻塞掉，這部分用戶若想進(jìn)行通信就必須再次申請(qǐng)信道，這樣就會(huì)產(chǎn)生某種時(shí)延。

按排隊(duì)方式分配信道這種分配信道的方式也常稱為統(tǒng)計(jì)復(fù)用，或異步時(shí)分多路復(fù)用（ATDM，AsynchronousTimeDivisionMultiplexing），圖1-14為其示意圖。這時(shí)，信道不再劃分為子信道。用戶想進(jìn)行通信時(shí)，不必先申請(qǐng)信道，而是將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文劃分為具有一定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)單元（這不一定是分組），然后送到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)中去排隊(duì)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于一個(gè)單服務(wù)員的隊(duì)列，通常按照到達(dá)節(jié)點(diǎn)的先后順序發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文。

根據(jù)前面講過(guò)的“大數(shù)定律”，對(duì)于數(shù)量足夠大的突發(fā)性數(shù)據(jù)用戶，我們?nèi)钥稍诰W(wǎng)絡(luò)的信道上得到相當(dāng)平穩(wěn)的數(shù)據(jù)流。采用這種方式可大大提高信道的利用率。根據(jù)“規(guī)模經(jīng)濟(jì)性”原理，從響應(yīng)速度看，如果信道容量足夠大，那么按排隊(duì)方式分配信道是可以令人滿意的。按排隊(duì)方式分配信道所付出的代價(jià)是：（1）每個(gè)數(shù)據(jù)單元要包括一些用來(lái)標(biāo)識(shí)收發(fā)兩端用戶地址的信息，這就增加了額外開(kāi)銷；（2）網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)必須有一定的存儲(chǔ)容量供排隊(duì)使用；（3）各節(jié)點(diǎn)必須有管理隊(duì)列的能力。隨著LSI和VLSI技術(shù)的發(fā)展，按排隊(duì)方式分配信道在經(jīng)濟(jì)上將越來(lái)越顯示出其優(yōu)越性。

3.共享點(diǎn)到點(diǎn)鏈路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)是由許多點(diǎn)到點(diǎn)鏈路構(gòu)成時(shí)，共享網(wǎng)絡(luò)實(shí)質(zhì)上就是要設(shè)計(jì)出一種合理的交換方式。從共享網(wǎng)絡(luò)資源的觀點(diǎn)來(lái)看，電路交換和分組交換分別相當(dāng)于基于信道的共享和基于排隊(duì)的共享。

基于信道的共享請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-15為基于信道共享的示意圖。它的要點(diǎn)是：不論是采用固定分配還是按需分配信道的方法，通信雙方必須在開(kāi)始通信之前先建立一條物理信道（或子信道）。從圖中可以看出，用戶X經(jīng)節(jié)點(diǎn)A、B、C和D與用戶Y建立了一條端到端的物理信道。只有在這條物理信道已經(jīng)建立并一直保持為連通狀態(tài)時(shí)，用戶X和用戶Y才能進(jìn)行通信。

基于排隊(duì)的共享

請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的

圖1-16為基于排隊(duì)共享的示意圖。它的要點(diǎn)是：兩個(gè)進(jìn)行通信的用戶（例如用戶X和用戶Y）并不需要在通信的過(guò)程中完整地占有一條連接他們的端到端的物理通路。數(shù)據(jù)在鏈路上是一段一段地傳過(guò)去的，因此用戶只是在不同的時(shí)間一段一段地部分占用這條物理通路。當(dāng)數(shù)據(jù)傳到每個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，先存儲(chǔ)再轉(zhuǎn)發(fā)。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在圖1-16的節(jié)點(diǎn)A、C和D中都只畫(huà)了有關(guān)的一個(gè)隊(duì)列。實(shí)際上，一個(gè)節(jié)點(diǎn)若與多個(gè)節(jié)點(diǎn)相鄰，則在此節(jié)點(diǎn)中就需要設(shè)置多個(gè)隊(duì)列，而這些隊(duì)列的輸出就連接到相應(yīng)的鏈路上。需要注意的是，節(jié)點(diǎn)B中只畫(huà)出了由節(jié)點(diǎn)A進(jìn)入節(jié)點(diǎn)B的有關(guān)排隊(duì)的情況。讀者可以發(fā)現(xiàn)，若考慮到數(shù)據(jù)還會(huì)從其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)入節(jié)點(diǎn)B，那么節(jié)點(diǎn)B中的隊(duì)列數(shù)目還要比圖中所畫(huà)出的多得多。

圖1-16所示的基于排隊(duì)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)又可分為報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)和分組交換網(wǎng)絡(luò)兩種，這兩種網(wǎng)絡(luò)的主要區(qū)別是傳送的數(shù)據(jù)單元不同。報(bào)文交換的數(shù)據(jù)單元是一個(gè)完整的報(bào)文，其長(zhǎng)短很不一致。而分組交換對(duì)數(shù)據(jù)單元的長(zhǎng)度則有明確的規(guī)定。一個(gè)長(zhǎng)的報(bào)文要先分割成許多較短的分組，然后才能把這些分組逐個(gè)地發(fā)送出去。

4.共享廣播信道廣播信道將許多地理位置相隔很遠(yuǎn)的分散用戶都連接起來(lái)。任何用戶都可向此信道發(fā)送數(shù)據(jù)，而廣播信道上所傳送的數(shù)據(jù)則根據(jù)情況可以被全體用戶接收，也可只被指定的若干個(gè)用戶接收。實(shí)現(xiàn)廣播信道的方法有許多種。所用的傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜、光纖，也可以利用自由空間，即采用無(wú)線電廣播、衛(wèi)星廣播等。共享廣播信道的技術(shù)稱為多點(diǎn)接入或多點(diǎn)訪問(wèn)，有時(shí)也稱為多址技術(shù)。共享廣播信道也可采用基于信道或基于排隊(duì)的方法。對(duì)于前者，當(dāng)采用頻分復(fù)用（FDM）或時(shí)分復(fù)用（TDM）時(shí)，則分別稱為頻分多址（FDMA）或時(shí)分多址（TDMA）。無(wú)論采用哪種技術(shù)，都可以有固定分配和按需分配這兩種不同的方式。當(dāng)采用基于排隊(duì)的分組交換時(shí)，可以用兩種方法分配帶寬：一種方法是允許各站自由發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生沖突時(shí)，則通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來(lái)解決沖突；另一種方法則是設(shè)法形成一個(gè)分布式的邏輯隊(duì)列，以此來(lái)協(xié)調(diào)分散在各地的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。這些方法都可在不同的網(wǎng)絡(luò)中找到其應(yīng)用。1.6網(wǎng)絡(luò)的基本要素及其操作系統(tǒng)

1.6.1網(wǎng)絡(luò)的基本要素作為一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，必須具備下列三個(gè)要素：（1）至少有兩臺(tái)具有獨(dú)立操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，且相互間有共享資源的需求。（2）兩臺(tái)（或多臺(tái)）計(jì)算機(jī)之間要有通信手段將其互聯(lián)。（3）兩臺(tái)（或多臺(tái)）計(jì)算機(jī)之間要有相互通信的規(guī)則。除了上述三要素之外，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也是由各種互聯(lián)起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)單元（NetworkElement）組成的，而網(wǎng)絡(luò)單元是網(wǎng)絡(luò)中各種數(shù)據(jù)處理設(shè)備、數(shù)據(jù)通信控制設(shè)備和數(shù)據(jù)終端設(shè)備。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)單元日趨多樣化，而且功能更強(qiáng)、更復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)單元的類型也會(huì)更多。下面列舉出在科技文獻(xiàn)和報(bào)刊中常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)單元。

1.服務(wù)器服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)的核心部件，根據(jù)服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中所起的作用，可分為文件服務(wù)器、打印服務(wù)器和通信服務(wù)器等。文件服務(wù)器文件服務(wù)器配有大容量的磁盤(pán)存儲(chǔ)器，用來(lái)存放網(wǎng)絡(luò)的文件系統(tǒng)。磁盤(pán)存儲(chǔ)器可以是計(jì)算機(jī)的內(nèi)部磁盤(pán)，也可以是外部磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列。網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器還需配有足夠容量的內(nèi)存（內(nèi)部存儲(chǔ)器），通常應(yīng)為16MB或32MB以上，但隨著豐富的應(yīng)用軟件的出現(xiàn)，現(xiàn)在已要求64MB以上了，文件服務(wù)器可帶一塊或多塊網(wǎng)絡(luò)接口卡。文件服務(wù)器可以是專用的，也可以是非專用的。對(duì)于專用文件服務(wù)器，它的全部功能都用于網(wǎng)絡(luò)的文件管理和服務(wù)，能提高網(wǎng)絡(luò)用戶的訪問(wèn)速度和使用效率；非專用文件服務(wù)器也稱為并發(fā)服務(wù)器，除了作文件服務(wù)器外，還可以作為用戶工作站來(lái)使用，這時(shí)服務(wù)器的一部分功能用于工作站。非專用文件服務(wù)器作為工作站使用時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的文件服務(wù)必須等待，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能有所降低，造成的損失也多。因此，一般不使用非專用文件服務(wù)器。文件服務(wù)器協(xié)調(diào)、處理各工作站提出的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)請(qǐng)求，因此，服務(wù)器的選擇是非常重要的。網(wǎng)絡(luò)越大越需要選擇性能高的服務(wù)器。影響文件服務(wù)器性能的主要因素包括：處理器的類型和速度、內(nèi)存容量的大小和內(nèi)存通道的訪問(wèn)速度；緩沖能力；磁盤(pán)存儲(chǔ)容量等。在同等條件下，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的性能起決定性作用。在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中可配有多個(gè)文件服務(wù)器，有人把多個(gè)服務(wù)器稱為分布式文件服務(wù)器，它們的作用是把網(wǎng)上的文件服務(wù)任務(wù)分散到多個(gè)文件服務(wù)器上。分布式文件服務(wù)器的優(yōu)點(diǎn)是：分散服務(wù)器可以加快訪問(wèn)時(shí)間，減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，使系統(tǒng)保持高速運(yùn)轉(zhuǎn)；還有一點(diǎn)就是提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。但分布式文件服務(wù)器系統(tǒng)給負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)安全的管理員帶來(lái)困難，網(wǎng)絡(luò)管理員必須保證每臺(tái)文件服務(wù)器的文件系統(tǒng)不受非法用戶的侵犯。

打印服務(wù)器打印服務(wù)器接受來(lái)自網(wǎng)絡(luò)用戶的打印任務(wù)，并將用戶的打印內(nèi)容存放到打印隊(duì)列中，當(dāng)隊(duì)列中輪到該任務(wù)時(shí)，就送打印機(jī)打印。通信服務(wù)器通信服務(wù)器負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中各用戶對(duì)主計(jì)算機(jī)的通信聯(lián)系，以及網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的通信。

2.客戶機(jī)（Client）客戶機(jī)是指和工作站一起連接到網(wǎng)上的一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)，它共享網(wǎng)絡(luò)資源。

3.工作站工作站是連接到網(wǎng)上的個(gè)人計(jì)算機(jī)，每臺(tái)工作站仍保持個(gè)人計(jì)算機(jī)的原有功能。它既能作為獨(dú)立的個(gè)人計(jì)算機(jī)為用戶服務(wù)，同時(shí)也能作為網(wǎng)絡(luò)的用戶工作站來(lái)訪問(wèn)服務(wù)器，共享網(wǎng)絡(luò)資源。

4.對(duì)等機(jī)（Peer）對(duì)等機(jī)既可作為服務(wù)器使用，也可以作為客戶機(jī)。任何一臺(tái)有足夠內(nèi)存空間和磁盤(pán)空間的計(jì)算機(jī)，都可以同時(shí)充當(dāng)服務(wù)器或客戶機(jī)。

5.資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)包括網(wǎng)絡(luò)中所用的主計(jì)算機(jī)、I/O設(shè)備、各種軟件資源和數(shù)據(jù)資源，它負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

6.通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)是由用作信息交換的節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)NC（或ARPA網(wǎng)中的IMP）和通信線路組成的獨(dú)立通信系統(tǒng)，它承擔(dān)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)接、加工和交換等通信處理工作。7.節(jié)點(diǎn)（Node）節(jié)點(diǎn)可分為兩類，即轉(zhuǎn)接點(diǎn)和訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)。轉(zhuǎn)接點(diǎn)的作用是支持網(wǎng)絡(luò)的連接性能，它通過(guò)所連接的鏈路來(lái)轉(zhuǎn)接信息，通常這類節(jié)點(diǎn)有集中器、轉(zhuǎn)接中心等。訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)除了具有連接的鏈路以外，還包括計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備，它可起到信源（發(fā)信點(diǎn)）和信宿（收信點(diǎn)）的作用，訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)也被稱為端點(diǎn)（EndPoint）。

8.鏈路（Link）鏈路是指兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間承載信息流的線路或信道，所使用的介質(zhì)可以是電話、用戶電報(bào)、電報(bào)線路或微波通路。每個(gè)鏈路在單位時(shí)間內(nèi)可以接納的最大信息量被稱為鏈路容量。有時(shí)會(huì)見(jiàn)到“物理鏈路”和“邏輯鏈路”這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)，物理鏈路是指實(shí)際介質(zhì)的鏈路，而邏輯鏈路則是在邏輯上起作用的鏈路。9.通路（Path）通路是指從發(fā)信點(diǎn)到收信點(diǎn)的一串節(jié)點(diǎn)和鏈路，即一系列穿越通信網(wǎng)絡(luò)而建立路由的“端點(diǎn)-端點(diǎn)”鏈路（End-EndLink）。

10.終端（Terminal）終端是用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作時(shí)所使用的設(shè)備。它的種類很多，常用的有簡(jiǎn)易型終端、交互式終端等。終端設(shè)備一般與通信控制處理機(jī)或集中器相連。與通信控制處理機(jī)相連的一般為近程終端，通過(guò)集中器再與通信控制處理機(jī)相連的一般為遠(yuǎn)程終端。但為了減少對(duì)主機(jī)的訪問(wèn)次數(shù)，提高主機(jī)的處理能力，主機(jī)本身一般情況下要盡量少與終端相連。

11.主機(jī)（Host）主機(jī)是指主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和控制，同時(shí)還要執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它和其他模塊中的宿主機(jī)聯(lián)網(wǎng)后構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)中的主要資源，因而對(duì)它的要求很高，通常要有足夠的存儲(chǔ)容量和處理速度，具有齊全的外設(shè)，以及數(shù)據(jù)文件管理軟件和網(wǎng)絡(luò)管理軟件等。12.集中器（Concentrator）集中器的作用是把若干終端經(jīng)本地線路（一般為低速線路）集中起來(lái)，連到一兩條高速線路上，以提高通信效率和降低通信費(fèi)用。集中器也可由微機(jī)承擔(dān)，它具有差錯(cuò)控制、代碼交換、報(bào)文緩存和電路轉(zhuǎn)接等功能。

13.本地線路（Local）本地線路是靠近終端設(shè)備的通信線路，由它把節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接起來(lái)。14.高速線路高速線路是用于連接集中器和通信控制處理機(jī)或網(wǎng)絡(luò)的通信線路。從網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率出發(fā)，這種傳輸線路一般為高速的，它的介質(zhì)可以是同軸電纜，也可以是光纜。

15.調(diào)制解調(diào)器當(dāng)利用模擬通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，必須將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬通道允許傳輸?shù)男盘?hào)形式，即將數(shù)字信號(hào)調(diào)制成交流載波信息，這就要用到稱為調(diào)制器（Modulator）的設(shè)備，在接收端則要進(jìn)行逆變換，完成逆變換的設(shè)備稱為解調(diào)器（Demodulator），兩者結(jié)合起來(lái)稱為調(diào)制解調(diào)器（Modem）。在數(shù)字通信中常常使用調(diào)頻和調(diào)相兩種。

16.實(shí)體（Entig）實(shí)體是服務(wù)器、客戶機(jī)、對(duì)等機(jī)及它們所運(yùn)行軟件的集合體。17.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，它由多種系統(tǒng)軟件組成。目前主要的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有UNIX、NetWare、WindowsNT等。UNIX網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是唯一跨微機(jī)、小型機(jī)、大型機(jī)的系統(tǒng)；WindowsNT是Microsoft公司推出的可運(yùn)行在微機(jī)和工作站上的、面向分布式圖形應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)；NetWare是Novell公司面向微機(jī)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

18.對(duì)等網(wǎng)絡(luò)（Peer-to-PeerNetwork）對(duì)等網(wǎng)絡(luò)也稱為點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。它是以均衡式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和資源共享為基礎(chǔ)的，它允許每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都處于對(duì)等機(jī)的角色。具有代表性的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有Artisoft公司的LANtastic，Novell公司的PersonalNetWare，Microsoft公司的WindowsforWorkgroups等。19.基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)（ServerCentricNetwork）基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)定義了網(wǎng)絡(luò)中每一臺(tái)計(jì)算機(jī)的工作方式，它是客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server）方式的典型結(jié)構(gòu)，表示整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由客戶機(jī)和服務(wù)器組成?？蛻魴C(jī)側(cè)重表示和執(zhí)行程序，服務(wù)器則側(cè)重存取數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理。20.協(xié)議（Protocol）協(xié)議是一個(gè)規(guī)則或一組規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，它幫助實(shí)體之間、網(wǎng)絡(luò)之間相互理解和進(jìn)行準(zhǔn)確通信。語(yǔ)法、語(yǔ)義和同步是協(xié)議的關(guān)鍵因素。

21.資源共享什么是資源？通常認(rèn)為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成要素（如數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用程序、磁盤(pán)和打印機(jī)等）就是資源。而資源共享又可分為軟件資源共享及硬件資源共享。軟件資源共享又分為客戶機(jī)/服務(wù)器型和對(duì)等型?？蛻魴C(jī)/服務(wù)器型，請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-17（a）所示，對(duì)等型如圖1-17（b）所示。硬件資源共享一般指外設(shè)共享，常常表現(xiàn)為打印機(jī)共享，而打印機(jī)共享又可分為服務(wù)器直連型、客戶機(jī)連接型和打印機(jī)端口型，請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-18所示。

1.6.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)組成的，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)組成的。1.網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)硬件是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。要構(gòu)成一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，首先要將計(jì)算機(jī)及其附屬硬件設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)中的其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)。不同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在硬件方面是有差別的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)硬件日趨多樣化，功能更加強(qiáng)大，更加復(fù)雜。常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)硬件有：

服務(wù)器服務(wù)器的主要功能是為網(wǎng)絡(luò)工作站上的用戶提供共享資源、管理網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)、提供網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)、處理網(wǎng)絡(luò)通信、響應(yīng)工作站上的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求等。常用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器有文件服務(wù)器、通信服務(wù)器、計(jì)算服務(wù)器和打印服務(wù)器等。一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)至少要有一臺(tái)服務(wù)器，也可有多臺(tái)。通常用小型計(jì)算機(jī)、專用PC服務(wù)器或高檔微機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器。

網(wǎng)絡(luò)工作站網(wǎng)絡(luò)工作站的功能是向各種服務(wù)器發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求，從網(wǎng)絡(luò)上接收傳送給用戶的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)工作站是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口卡連接到網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)上。網(wǎng)絡(luò)接口卡網(wǎng)絡(luò)接口卡簡(jiǎn)稱網(wǎng)卡，又稱為網(wǎng)絡(luò)接口適配器，是計(jì)算機(jī)與通信介質(zhì)的接口，是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的基本部件。網(wǎng)卡的主要功能是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)格式與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送等。

線路控制器線路控制器是主計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備與線路上調(diào)制解調(diào)器的接口設(shè)備。通信控制器通信控制器是用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)信息各個(gè)階段進(jìn)行控制的設(shè)備。通信控制處理機(jī)通信控制處理機(jī)是數(shù)據(jù)交換的開(kāi)關(guān)，負(fù)責(zé)通信處理工作。

2.網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)用戶，都可使用系統(tǒng)中的各種資源。但系統(tǒng)必須對(duì)用戶進(jìn)行控制，否則，就會(huì)造成系統(tǒng)混亂、信息數(shù)據(jù)的破壞和丟失。為了協(xié)調(diào)系統(tǒng)資源，系統(tǒng)需要通過(guò)軟件工具對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行全面的管理、調(diào)度和分配，并采取一系列的安全保密措施，防止用戶不合理的對(duì)數(shù)據(jù)和信息的訪問(wèn)，以防數(shù)據(jù)和信息的破壞與丟失。網(wǎng)絡(luò)軟件是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能不可缺少的軟件環(huán)境。

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是用以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源共享、管理用戶對(duì)不同資源訪問(wèn)的系統(tǒng)軟件，它是最主要的網(wǎng)絡(luò)軟件。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件是通過(guò)協(xié)議程序?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議功能。連入網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)依靠網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)互相通信，而網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是靠具體的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件的運(yùn)行支持才能工作。凡是連入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器和工作站上都運(yùn)行著相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件。如IPX、TCP/IP。網(wǎng)絡(luò)管理軟件網(wǎng)絡(luò)管理軟件是用來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行管理和對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)的軟件。網(wǎng)絡(luò)通信軟件網(wǎng)絡(luò)通信軟件的作用是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)工作站之間的通信。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是為網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)并為網(wǎng)絡(luò)用戶解決實(shí)際問(wèn)題的軟件。

1.6.3網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS，NetworkOperatingSystem）是在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加上具有實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)功能的模塊和有關(guān)數(shù)據(jù)通信協(xié)議構(gòu)成的。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是使網(wǎng)絡(luò)上各計(jì)算機(jī)能方便而有效地共享網(wǎng)絡(luò)資源，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供所需的各種服務(wù)軟件和有關(guān)規(guī)程的集合。

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)除了具有計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)所具有的處理器管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理和文件管理的功能外，還應(yīng)具有以下兩大功能。（1）提供高效、可靠的網(wǎng)絡(luò)通信能力。（2）提供多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，如：遠(yuǎn)程作業(yè)錄入并進(jìn)行處理;文件傳輸;電子郵件;遠(yuǎn)程打印。

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是為用戶提供訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中各計(jì)算機(jī)資源服務(wù)的操作系統(tǒng)，它的特點(diǎn)可概述如下：（1）從體系結(jié)構(gòu)的角度看，當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可能不同于一般網(wǎng)絡(luò)協(xié)議所需的完整的協(xié)議通信傳輸功能，但具有所有操作系統(tǒng)的職能，如任務(wù)管理、緩沖區(qū)管理、文件管理，以及磁盤(pán)、打印機(jī)等外設(shè)管理。（2）從操作系統(tǒng)的角度看，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)大多是圍繞核心調(diào)度的多用戶共享資源的操作系統(tǒng)，包括磁盤(pán)處理、打印機(jī)處理、網(wǎng)絡(luò)通信處理等面向用戶的處理程序和多用戶的系統(tǒng)核心調(diào)度程序。（3）從網(wǎng)絡(luò)的角度看，可以將網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)層次模型作一比較。①在物理層與數(shù)據(jù)鏈路層，一般網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)支持多種網(wǎng)絡(luò)接口卡，如Novell公司、3Com公司以及其他廠家的網(wǎng)卡。其中有基于總線的網(wǎng)卡，也有基于令牌環(huán)的網(wǎng)卡以及支持星形網(wǎng)絡(luò)的CRCNET網(wǎng)卡。因此，從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可以運(yùn)行于總線型、環(huán)形、星形等多種形式的網(wǎng)絡(luò)上。換句話說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了提供網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)性，一般網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供了多種復(fù)雜的橋接、路由功能，可以將

具有相同或不同網(wǎng)絡(luò)接口卡、協(xié)議和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)。②OSI模型第三至五層的網(wǎng)絡(luò)軟件主要對(duì)應(yīng)于以下網(wǎng)絡(luò)功能。支持高層服務(wù)。如建立客戶與一個(gè)應(yīng)用程序的服務(wù)器之間的對(duì)話，或者用戶邏輯名和網(wǎng)絡(luò)資源的聯(lián)系等。支持有效而可靠的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，不考慮物理位置。③一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序范圍可以認(rèn)為在第七層和第六層內(nèi)。而當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)一般將網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議作為內(nèi)置的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而其范圍包括了整個(gè)或大部分OSI模型。

一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)一般具有以下特征：硬件獨(dú)立。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可以在不同的網(wǎng)絡(luò)硬件上運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和它所依賴的標(biāo)準(zhǔn)都有一種體系結(jié)構(gòu)，即部件間的有序排列。不同廠商提供的產(chǎn)品均有自己的體系結(jié)構(gòu)，應(yīng)該說(shuō)是有差異的，關(guān)于這方面的內(nèi)容可參見(jiàn)各廠商提供的技術(shù)資料。

由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用有著廣闊的前景，因而引起了眾多廠家的激烈競(jìng)爭(zhēng)，它們相繼推出了自己的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。目前在我國(guó)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)上，主要的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有：（1）Novell網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。（2）UNIX網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。（3）WindowsNT網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。（4）Banyan網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。Novell網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的NetWare系列有NetWarev3.11、NetWarev3.12、NetWarev4.1、NetWarev5.0等。它具有較高的效能和較強(qiáng)的適應(yīng)性，為用戶提供了一種可縮放、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)解決方案，在局域網(wǎng)市場(chǎng)上有廣泛的用戶。UNIX網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有悠久的歷史，具有良好的網(wǎng)絡(luò)管理功能和豐富的應(yīng)用軟件支持，在大型計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)中占主導(dǎo)地位。目前，UNIX的版本主要有SCO公司的UNIXSVR3.2、UNIXSVR4.2等版本。此外，最近后起之秀Linux也開(kāi)始在我國(guó)廣泛流行。WindowsNT網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)在中小型網(wǎng)絡(luò)中所占的地位越來(lái)越重要，因而日益受到人們的重視，成為NetWare的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。Banyan網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)時(shí)間不長(zhǎng)，目前許多中國(guó)用戶對(duì)它還比較陌生。但它在世界市場(chǎng)上還是有著很好的聲譽(yù)。1.7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的參考模型請(qǐng)參見(jiàn)科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工程實(shí)踐》(2007.12)第1版的圖1-19。本書(shū)將依據(jù)圖1-19的構(gòu)成逐步討論其相關(guān)的知識(shí)，讀者可依據(jù)該圖的模式組建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（根據(jù)具體項(xiàng)目，圖中的有關(guān)部件可取舍）。1.8國(guó)內(nèi)十大重要網(wǎng)絡(luò)發(fā)展概況

1.8.1中國(guó)公用分組交換網(wǎng)中國(guó)公用分組交換網(wǎng)（CHINAPAC）以CCITTX.25協(xié)議為基礎(chǔ)，可以滿足不同速率、不同型號(hào)的終端與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)間以及局域網(wǎng)間的通信，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。分組交換網(wǎng)是當(dāng)前郵電部門(mén)提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，在其網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上可以架構(gòu)各種增值業(yè)務(wù)，如電子郵箱、電子數(shù)據(jù)交換（EDI）、傳真存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)器等。

1.CHINAPAC的優(yōu)點(diǎn)和業(yè)務(wù)功能分組交換網(wǎng)的突出優(yōu)點(diǎn)是可以在一條物理電路上同時(shí)開(kāi)放多條虛電路，提供給多個(gè)用戶同時(shí)使用；網(wǎng)絡(luò)具有動(dòng)態(tài)路由功能和復(fù)雜完備的誤碼糾錯(cuò)功能。

CHINAPAC提供的業(yè)務(wù)功能如下：基本業(yè)務(wù)功能基本業(yè)務(wù)功能是指向任一用戶（如分組式終端或異步字符式終端）提供的功能。它能滿足用戶對(duì)通信的基本要求，包括以下兩類基本業(yè)務(wù)。（1）交換型虛電路（SVC）：交換型虛電路是指在兩個(gè)用戶（DTE）之間建立的臨時(shí)邏輯連接，這種連接是在DTE發(fā)起呼叫后，才在其間建立的邏輯通信電路。它是一種雙向式的虛電路，既能用于出呼叫，也能用于入呼叫，在用戶雙方通信完畢后，任一方都可發(fā)出釋放分組將連接斷開(kāi)。（2）永久型虛電路（PVC）：一條永久型虛電路是在兩個(gè)用戶（DTE）之間建立的永久性邏輯連接，每段都有一個(gè)預(yù)先指定的邏輯信道給永久型虛電路使用，永久型虛電路的設(shè)置信息由網(wǎng)管系統(tǒng)管理。由于呼叫是永久性的，通信電路兩端可以隨時(shí)使用邏輯信道，也就是兩端用戶只要一開(kāi)機(jī)，一條永久型虛電路就自動(dòng)建立起來(lái)了，所以該虛電路的建立和清除不是由用戶完成的。任選業(yè)務(wù)功能任選業(yè)務(wù)功能是為了滿足用戶的特殊要求，向用戶提供的特殊業(yè)務(wù)功能，如入呼叫分組、出呼叫分組、單向入邏輯信道、單向出邏輯信道、流控參數(shù)協(xié)商和閉合用戶群等。各項(xiàng)功能的使用由用戶進(jìn)行選擇，任選業(yè)務(wù)功能分為合同期內(nèi)使用的任選業(yè)務(wù)和在每次呼叫基礎(chǔ)上使用的任選業(yè)務(wù)。任選業(yè)務(wù)功能包括用戶連選組、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫分組、直接呼叫、計(jì)費(fèi)信息顯示、閉合用戶群、網(wǎng)絡(luò)用戶識(shí)別等。除上述兩類業(yè)務(wù)功能之外，CHINAPAC還提供其他非ITU-T建議的業(yè)務(wù)功能，如虛擬專用網(wǎng)（VPN）、TCP/IP、分組多址廣播、呼叫改向、助記符編址等。