第1章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)導(dǎo)論

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程電子工業(yè)出版社/主編：胡伏湘第一章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)導(dǎo)論XXX學(xué)院XXX主講1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能1．1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)以前，信息的交換是通過磁盤進(jìn)行的。計算機(jī)內(nèi)容提要：第1章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)導(dǎo)論1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能1.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與傳輸介質(zhì)1.2.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.2.2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1.3技能訓(xùn)練1：參觀學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心

1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1．1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能1、網(wǎng)絡(luò)的定義網(wǎng)絡(luò)是由某種傳輸介質(zhì)，如電線、電纜、無線所連接的一組計算機(jī)和其他設(shè)備。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通常定義為：將地理位置不同并且具有獨(dú)立功能的多個計算機(jī)系統(tǒng)通過通信線路和通信設(shè)備相互連接在一起，由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件進(jìn)行管理，以實(shí)現(xiàn)資源共享和相互通信的系統(tǒng)。1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1．1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能2、網(wǎng)絡(luò)的功能（1）文件和打印服務(wù)（2）通信服務(wù)（3）郵件服務(wù)（4）Internet服務(wù)1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1．1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能（5）管理服務(wù)（6）電子商務(wù)1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1．1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成1、硬件和軟件的組成（1）計算機(jī)系統(tǒng)和終端（2）通信處理機(jī)（3）通信線路和通信設(shè)備（4）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1．1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成1、硬件和軟件的組成（5）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件protocol，其組成是：1）語法：協(xié)議的語法規(guī)定了將若干個協(xié)議元素和數(shù)據(jù)組合在一起來表達(dá)一個更完整的內(nèi)容時所應(yīng)遵循格式2）語義：協(xié)議的語義是指對構(gòu)成協(xié)議的協(xié)議元素含義的解釋3）同步：也稱時序，用來規(guī)定事件的執(zhí)行順序1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1．1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成（6）網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)從邏輯上可以分為2部分：資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)。1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1．1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

(1)、通信子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中面向數(shù)據(jù)傳輸或者數(shù)據(jù)通信的部分資源集合，主要支持用戶數(shù)據(jù)的傳輸；該子網(wǎng)包括傳輸線路、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)控制中心等硬軟件設(shè)施。1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1．1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)

(2)、資源子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中面向數(shù)據(jù)處理的資源集合，主要支持用戶的應(yīng)用；資源子網(wǎng)由用戶的主機(jī)資源組成，包括接入網(wǎng)絡(luò)的用戶主機(jī)，以及面向應(yīng)用的外設(shè)（如終端）、軟件和可共享的數(shù)據(jù)（如公共數(shù)據(jù)庫）等1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1．1．3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進(jìn)行分類（1）點(diǎn)到點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)到點(diǎn)傳播指網(wǎng)絡(luò)中每兩臺主機(jī)、兩臺節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間或主機(jī)與節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間都存在一條物理信道。1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1．1．3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類1、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進(jìn)行分類（2）廣播式網(wǎng)絡(luò)在廣播式網(wǎng)絡(luò)中，所有連網(wǎng)計算機(jī)都共享一個公共通信信道。當(dāng)一臺計算機(jī)利用共享通信信道發(fā)送報文分組時，所有其它計算機(jī)都會接收到這個分組。1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1．1．3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類2、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍進(jìn)行分類（1）廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)廣域網(wǎng)的作用范圍通常為幾十到幾千公里，現(xiàn)在采用了新技術(shù)和新設(shè)備，廣域網(wǎng)的主干線路傳輸速率已可達(dá)2.5Gbps。最典型的廣域網(wǎng)是Internet。1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1．1．3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類2、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍進(jìn)行分類（2）局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)局域網(wǎng)的覆蓋范圍較小，從幾十米到幾千米，通信距離一般小于10公里，傳輸速率在0.1～1000Mbps，響應(yīng)時間為百微秒（μs）級。局域網(wǎng)的特點(diǎn)是組建方便、使用靈活。1．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能與組成1．1．3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類2、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍進(jìn)行分類（3）城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)城域網(wǎng)是介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種高速網(wǎng)絡(luò)，城域網(wǎng)設(shè)計的目標(biāo)是滿足幾十公里范圍內(nèi)的大量企業(yè)、機(jī)關(guān)、公司的多個局域網(wǎng)互連的需求，以實(shí)現(xiàn)大量用戶之間的數(shù)據(jù)、語音、圖形與視頻等多種信息的傳輸功能1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)

1．2．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1、星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)集線器（HUB）交換機(jī)（SWITCH）1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1、星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn):網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，便于管理、集中控制，組網(wǎng)容易；網(wǎng)絡(luò)延遲時間短，誤碼率低，網(wǎng)絡(luò)共享能力較差，通信線路利用率不高，中央節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)過重，可同時連雙絞線、同軸電纜及光纖等多種媒介1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)：信息在網(wǎng)絡(luò)中沿固定方向流動，兩個節(jié)點(diǎn)間僅有唯一的通路，大大簡化了路徑選擇的控制；某個節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時，可以自動旁路，可靠性較高；由于信息是串行穿過多個節(jié)點(diǎn)環(huán)路接口，當(dāng)節(jié)點(diǎn)過多時，影響傳輸效率，使網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間變長。但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)確定時，其延時固定，實(shí)時性強(qiáng)；由于環(huán)路封閉故擴(kuò)充不方便。1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3、總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3、總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單靈活，非常便于擴(kuò)充；可靠性高，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快；設(shè)備量少、價格低、安裝使用方便；共享資源能力強(qiáng)，極便于廣播式工作即一個節(jié)點(diǎn)發(fā)送所有節(jié)點(diǎn)都可接收。1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)：是總結(jié)型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，是在總線網(wǎng)上加上分支形成的，其傳輸介質(zhì)可有多條分支，但不形成閉合回路，樹形網(wǎng)是一種分層網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)可以對稱，聯(lián)系固定，具有一定容錯能力，一般一個分支和節(jié)點(diǎn)的故障不影響另一分支節(jié)點(diǎn)的工作，任何一個節(jié)點(diǎn)送出的信息都可以傳遍整個傳輸介質(zhì)，也是廣播式網(wǎng)絡(luò)1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)5、總線/星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)6、網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)：將多個子網(wǎng)或多個局域網(wǎng)連接起來構(gòu)成網(wǎng)際拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在一個子網(wǎng)中，集線器、中繼器將多個設(shè)備連接起來，而橋接器、路由器及網(wǎng)關(guān)則將子網(wǎng)連接起來1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1、同軸電纜BNC桶型接頭：用于連接兩段細(xì)同軸電纜

1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1、同軸電纜同軸電纜共有4層，最內(nèi)層是中心導(dǎo)體，從里往外依次分為絕緣層、導(dǎo)體網(wǎng)和保護(hù)套。中心導(dǎo)體和導(dǎo)體網(wǎng)是它的兩根導(dǎo)線，分為2類：1)、基帶同軸電纜：阻抗為50Ω，只用于傳輸數(shù)字信號（細(xì)同軸電纜）1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1、同軸電纜2）寬帶同軸電纜（粗同軸電纜）：

這是通常使用的電視電纜，其特征阻抗為75Ω，帶寬可達(dá)300一400MHZ，既可傳輸模擬信號，也可傳輸數(shù)字信號

1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)2、雙絞線計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中通常將若干對雙絞線(2對或4對)捆成一條電纜，并以堅(jiān)韌的護(hù)套包裹著，每對雙絞線合并成一根通信線使用，以減小各對導(dǎo)線之間的電磁干擾。當(dāng)傳輸距離不大時，雙絞線可傳輸數(shù)字信號1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)2、雙絞線雙絞線可分為以下兩類:（1）屏蔽雙絞線

(STP)

這是在上述的一對銅線外面，再包上一層網(wǎng)狀金屬線，用作屏蔽，最外面再包上一層具有保護(hù)性的聚乙烯塑料1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)2、雙絞線雙絞線可分為以下兩類:（2）無屏蔽雙絞線(UTP)無屏蔽雙絞線沒有一層起屏蔽作用的網(wǎng)狀導(dǎo)線，也沒有金屬保護(hù)膜，其最大優(yōu)點(diǎn)是價格便宜，廣泛應(yīng)用于傳輸模擬信號的電話系統(tǒng)中1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)（2）無屏蔽雙絞線(UTP)1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)3、光導(dǎo)纖維

光導(dǎo)纖維是用玻璃纖維作為傳輸介質(zhì)的，與其他介質(zhì)不同之處在于，信號是光信號而不是電信號。1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)3、光導(dǎo)纖維

光導(dǎo)纖維可分為單模光纖、多模光纖，（所謂“?！本褪侵敢砸欢ǖ慕嵌冗M(jìn)入光纖的一束光線）。其中前者具有比后者更寬的頻帶和更小的傳輸損耗，可以傳輸更遠(yuǎn)的距離，但藕合連接更困難，價格更高1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)3、光導(dǎo)纖維

光纖通信具有如下特點(diǎn):

傳輸速率高，目前實(shí)際可達(dá)到的傳輸速率為幾十Mbps至幾千Mbps。Bitpersecond抗電磁干擾能力強(qiáng)，重量輕，體積小，韌性好，安全保密性高等。傳輸衰減極小，使用光纖傳輸時，可以達(dá)到在6~8公里距離內(nèi)不使用中繼器的高速率的數(shù)據(jù)傳輸。1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)3、光導(dǎo)纖維

光纖通信具有如下特點(diǎn):(2)、缺點(diǎn)光纖通信多用于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主干線上。光纖的最大問題是與其他傳輸介質(zhì)相比，價格昂貴。光纖銜接和光纖分支均較困難，而且在分支時，信號能量損失很大1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)4、微波微波是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最早使用的無線信道類型，其頻率范圍為1~20GHz，可傳輸模擬和數(shù)字信號無線傳輸可以在自由空間利用電磁波發(fā)送和接收信號進(jìn)行通信。地球上的大氣層為大部分無線傳輸提供了物理通道，就是常說的無線傳輸介質(zhì)。它無需載體的。

1．2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．2．2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)選擇傳輸介質(zhì)要考慮的因素：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)連接方式、網(wǎng)絡(luò)