計算機網(wǎng)絡技術與應用電子教案課件

計算機網(wǎng)絡技術與應用計算機網(wǎng)絡技術與應用計算機網(wǎng)絡技術與應用計算機網(wǎng)絡技術與應用1第1章計算機網(wǎng)絡基本概念第2章數(shù)據(jù)通信基礎第3章計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議第5章廣域網(wǎng)第6章網(wǎng)絡操作系統(tǒng)第7章TCP/IP協(xié)議基礎第8章Internet基礎及應用第4章局域網(wǎng)●課程概述第9章網(wǎng)絡管理與網(wǎng)絡安全1.1計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生和發(fā)展1.2計算機網(wǎng)絡的定義及其分類1.3計算機網(wǎng)絡的拓撲結構

●定義

●分類1.4網(wǎng)絡的主要功能及應用

●資源共享●通信功能●可靠性和應用性

●分布式處理教學進程第1章計算機網(wǎng)絡基本概念第2章數(shù)據(jù)通信基礎第32●第1章計算機網(wǎng)絡基本概念第2章數(shù)據(jù)通信基礎課程概述2.1基本概念2.2信道及其主要特征

2.3傳輸介質(zhì)2.4數(shù)字編碼2.5調(diào)制與解調(diào)2.6多路復用

●頻分復用

●時分復用2.7數(shù)據(jù)交換技術

●線路交換●報文交換●分組交換第3章計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議第5章廣域網(wǎng)第6章網(wǎng)絡操作系統(tǒng)第7章TCP/IP協(xié)議基礎第8章Internet基礎及應用第4章局域網(wǎng)第9章網(wǎng)絡管理與網(wǎng)絡安全教學進程●第1章計算機網(wǎng)絡基本概念第2章數(shù)據(jù)通信基礎課程3●第3章計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議課程概述3.1基本結構●網(wǎng)絡體系結構定義●分層設計●通信協(xié)議3.2開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM●概述●劃分原則3.3TCP/IP參考模型3.4OSI/RM與TCP/IP參考模型的比較第1章計算機網(wǎng)絡基本概念第2章數(shù)據(jù)通信基礎第5章廣域網(wǎng)第6章網(wǎng)絡操作系統(tǒng)第7章TCP/IP協(xié)議基礎第8章Internet基礎及應用第4章局域網(wǎng)第9章網(wǎng)絡管理與網(wǎng)絡安全教學進程●第3章計算機網(wǎng)絡體系結構課程概述3.1基本結構第4●第4章局域網(wǎng)課程概述4.1局域網(wǎng)的基本概念●產(chǎn)生與發(fā)展●特點●關鍵技術

●體系結構與IEEE802標準4.2介質(zhì)訪問控制方法

4.3以太網(wǎng)4.4高速局域網(wǎng)技術4.5無線局域網(wǎng)技術4.6虛擬局域網(wǎng)VLAN4.7結構化布線第1章計算機網(wǎng)絡基本概念第2章數(shù)據(jù)通信基礎第5章廣域網(wǎng)第6章網(wǎng)絡操作系統(tǒng)第7章TCP/IP協(xié)議基礎第8章Internet基礎及應用第9章網(wǎng)絡管理與網(wǎng)絡安全第3章計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議教學進程●第4章局域網(wǎng)課程概述4.1局域網(wǎng)的基本概念第15●課程概述5.1廣域網(wǎng)的基本概念●廣域網(wǎng)設備●廣域網(wǎng)與OSI參考模型●廣域網(wǎng)業(yè)務5.2X.25分組交換網(wǎng)5.3幀中繼5.4ATM5.5綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDN5.6其他廣域網(wǎng)技術介紹●公共交換電話網(wǎng)PSTN●數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)DDN●數(shù)字用戶線xDSL第1章計算機網(wǎng)絡基本概念第2章數(shù)據(jù)通信基礎第6章網(wǎng)絡操作系統(tǒng)第7章TCP/IP協(xié)議基礎第8章Internet基礎及應用第9章網(wǎng)絡管理與網(wǎng)絡安全第3章計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議第4章局域網(wǎng)第5章廣域網(wǎng)教學進程●課程概述5.1廣域網(wǎng)的基本概念第1章計算機網(wǎng)絡基本6●第6章

網(wǎng)絡操作系統(tǒng)課程概述6.1網(wǎng)絡操作系統(tǒng)基本概念●發(fā)展過程●分類●共性和基本功能6.2WindowsNTServer操作系統(tǒng)●WindowsServer20036.3NetWare操作系統(tǒng)●NetWare5的新功能6.4UNIX操作系統(tǒng)6.5Linux操作系統(tǒng)第1章計算機網(wǎng)絡基本概念第2章數(shù)據(jù)通信基礎第3章計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議第4章局域網(wǎng)第5章廣域網(wǎng)第7章TCP/IP協(xié)議基礎第8章Internet基礎及應用第9章網(wǎng)絡管理與網(wǎng)絡安全教學進程●第6章網(wǎng)絡操作系統(tǒng)課程概述6.1網(wǎng)絡操作系統(tǒng)基本概7●第7章

TCP/IP協(xié)議基礎課程概述7.1網(wǎng)絡互連概述7.2網(wǎng)絡互連設備●中繼器●網(wǎng)橋●路由器●網(wǎng)關7.3TCP/IP協(xié)議族概述7.4IP協(xié)議基礎與尋址7.5ARP與RARP7.6ICMP7.7TCP與UDP第1章計算機網(wǎng)絡基本概念第2章數(shù)據(jù)通信基礎第3章計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議第4章局域網(wǎng)第5章廣域網(wǎng)第6章網(wǎng)絡操作系統(tǒng)第8章Internet基礎及應用第9章網(wǎng)絡管理與網(wǎng)絡安全教學進程●第7章TCP/IP協(xié)議基礎課程概述7.1網(wǎng)絡互連概8●第8章

Internet基礎及應用課程概述8.1Internet概述8.2域名與域名服務系統(tǒng)8.3Internet接入技術●電話網(wǎng)接入●局域網(wǎng)接入●ADSL接入技術8.4Internet的基本服務●WWW服務●電子郵件服務●文件傳輸服務8.5Intranet8.6電子商務第1章計算機網(wǎng)絡基本概念第2章數(shù)據(jù)通信基礎第3章計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議第4章局域網(wǎng)第5章廣域網(wǎng)第6章網(wǎng)絡操作系統(tǒng)第7章TCP/IP協(xié)議基礎第9章網(wǎng)絡管理與網(wǎng)絡安全教學進程●第8章Internet基礎及應用課程概述8.1In9●課程概述第9章

網(wǎng)絡管理與網(wǎng)絡安全9.1基本概念9.2網(wǎng)絡管理●管理功能●SNMP9.3網(wǎng)絡安全●網(wǎng)絡安全策略的設計及其基本內(nèi)容

●網(wǎng)絡防火墻技術●數(shù)字加密技術●網(wǎng)絡防病毒技術●網(wǎng)絡文件的備份與恢復第1章計算機網(wǎng)絡基本概念第2章數(shù)據(jù)通信基礎第3章計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議第4章局域網(wǎng)第5章廣域網(wǎng)第6章網(wǎng)絡操作系統(tǒng)第7章TCP/IP協(xié)議基礎第8章Internet基礎及應用教學進程●課程概述第9章網(wǎng)絡管理與網(wǎng)絡安全9.1基本概念第10計算機網(wǎng)絡基本概念第1章隨著計算機技術以及通信技術的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡的發(fā)展速度可謂“日新月異”，并已經(jīng)深入我們生活的各個方面。計算機網(wǎng)絡是把地理上分散的、具有獨立功能的多臺計算機用通信線路和通信設備連接起來，按照網(wǎng)絡協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信、由功能完善的網(wǎng)絡軟件實現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。教學進程計算機網(wǎng)絡基本概念第1章隨著計算機技術以及通111.1計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生和發(fā)展1.1.1計算機網(wǎng)絡產(chǎn)生的理論準備階段1.1.2以共享資源為目標的計算機網(wǎng)絡1.1.3網(wǎng)絡體系結構與標準化網(wǎng)絡1.1.4Internet廣泛應用及高速網(wǎng)絡技術1.2計算機網(wǎng)絡定義及其分類

1.2.1定義1.2.2網(wǎng)絡的分類1.3計算機網(wǎng)絡拓撲結構 1.3.1定義1.3.2拓撲結構的分類1.4網(wǎng)絡主要功能及應用1.4.1網(wǎng)絡的主要功能1.4.2網(wǎng)絡的應用教學進程●課時安排1.1計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生和發(fā)展1.2.1定121.1計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生和發(fā)展1.1.1計算機網(wǎng)絡產(chǎn)生的理論準備階段20世紀50年代初由于美國軍方的需要，美國半自動地面防空系統(tǒng)進行了計算機技術與通信技術相結合的嘗試。將遠程雷達和其他測量設施測到的信息與一臺IBM計算機連接，進行集中的防空信息處理與控制。Development●分時多用戶操作系統(tǒng)的誕生●利用通信線路將遠程終端連接到主機，不受地域限制地使用計算機的資源，并發(fā)展出了一系列通信設備。實現(xiàn)此目的的前提第一代計算機網(wǎng)絡——面向終端的計算機通信網(wǎng)教學進程1.1計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生和發(fā)展1.1.1計算機網(wǎng)絡產(chǎn)生的理論131.1.2以共享資源為目標的計算機網(wǎng)絡美國國防部高級研究計劃局（ARPA）與麻省劍橋的BBN公司進行計算機之間的遠程互聯(lián)研究，組建了著名的ARPANET。1968年Development第二階段計算機網(wǎng)絡——以共享資源為目標●

標志著以資源共享為目的的計算機網(wǎng)絡的誕生●

提出了資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng)的兩級網(wǎng)絡結構的概念●

研究了報文分組交換的數(shù)據(jù)交換方法●

采用了層次結構的網(wǎng)絡體系結構模型與協(xié)議體系●

促進了TCP/IP協(xié)議的發(fā)展，為Internet的形成與發(fā)展奠定了基礎ARPANET的貢獻教學進程1.1.2以共享資源為目標的計算機網(wǎng)絡美國國防部高級研究計劃141.1.3網(wǎng)絡體系結構與標準化網(wǎng)絡Development國際標準化組織（ISO）成立了計算機與信息處理標準化技術委員會，制定了開放系統(tǒng)互聯(lián)OSI（OpenSystemInterconnection）參考模型，即ISO／IEC7498國際標準。20世紀70年代中期第三階段計算機網(wǎng)絡——網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議的國際標準化20世紀80年代ISO與CCITT等組織分別為參考模型的各個層次制定了一系列的協(xié)議標準，組成了一個龐大的OSI基本協(xié)議集，大大地推動額計算機網(wǎng)絡的發(fā)展。教學進程1.1.3網(wǎng)絡體系結構與標準化網(wǎng)絡Development國際151.1.4Development第四階段計算機網(wǎng)絡——高速發(fā)展階段20世紀80年代●Internet自誕生以來就呈爆炸式的發(fā)展，是全球規(guī)模最大、覆蓋面積最廣的計算機互聯(lián)網(wǎng)●網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)的光纖化、信息高速公路的建設●多媒體網(wǎng)絡及寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）的開發(fā)和應用●智能網(wǎng)絡的發(fā)展●比計算機網(wǎng)絡更高級的分布式系統(tǒng)的研究Internet廣泛應用及高速網(wǎng)絡技術教學進程1.1.4Development第四階段計算機網(wǎng)絡——高速發(fā)161.2計算機網(wǎng)絡定義及其分類1.2.1計算機網(wǎng)絡的定義●廣義的觀點計算機通信網(wǎng)絡●用戶透明性的觀點分布式計算機系統(tǒng)符合目前計算機網(wǎng)絡的基本特征

●計算機網(wǎng)絡建立的主要目的是實現(xiàn)計算機資源的共享●互聯(lián)的計算機是分布在不同地理位置的多臺獨立的“自治計算機”●聯(lián)網(wǎng)計算機之間的通信必須遵循共同的網(wǎng)絡協(xié)議●資源共享的觀點“以能夠相互共享資源的方式連接起來，并且各自具有獨立功能的計算機系統(tǒng)的集合”。教學進程1.2計算機網(wǎng)絡定義及其分類1.2.1計算機網(wǎng)絡的定義●廣義171.2.1●分布式計算機系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡的定義“存在著一個能為用戶自動管理資源的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，由它調(diào)用完成用戶任務所需要的資源，而整個網(wǎng)絡像一個大的計算機系統(tǒng)一樣對用戶是透明的。”

計算機網(wǎng)絡與分布式系統(tǒng)的區(qū)別●主要區(qū)別在于它們的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)●

計算機網(wǎng)絡為分布式系統(tǒng)的研究提供了技術基礎●

分布式系統(tǒng)是計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展的高級階段教學進程1.2.1●分布式計算機系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡的定義“存在著一個能為181.2.2計算機網(wǎng)絡的分類●

按網(wǎng)絡拓撲結構分總線型網(wǎng)、星型網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)等電路交換、報文交換、分組交換和混合交換●

按交換方式分●

按使用范圍分公用網(wǎng)、專用網(wǎng)●

按網(wǎng)絡傳輸技術分廣播式網(wǎng)絡和點到點式網(wǎng)絡●

按覆蓋地理范圍分●局域網(wǎng)●城域網(wǎng)●廣域網(wǎng)教學進程1.2.2計算機網(wǎng)絡的分類●按網(wǎng)絡拓撲結構分總線型網(wǎng)、星型19計算機網(wǎng)絡采用拓撲學中的研究方法，將網(wǎng)絡中的設備定義為結點，把兩個設備間的連接線路定義為鏈路。計算機網(wǎng)絡拓撲通過網(wǎng)中結點與通信線路之間的幾何關系表示網(wǎng)絡結構，反映出網(wǎng)絡中各實體間的結構關系。1.3計算機網(wǎng)絡的拓撲結構1.3.1計算機網(wǎng)絡拓撲的定義1.3.2計算機網(wǎng)絡拓撲的分類●

按通信信道類型分點到點線路通信子網(wǎng)廣播信道通信子網(wǎng)教學進程計算機網(wǎng)絡采用拓撲學中的研究方法，將網(wǎng)絡中的設備定義為結點，20計算機網(wǎng)絡拓撲的分類1.3.2點到點線路通信子網(wǎng)星型擴展星型環(huán)型樹型網(wǎng)狀型教學進程計算機網(wǎng)絡拓撲的分類1.3.2點到點線路通信子網(wǎng)星型擴展星型21資源共享1.4網(wǎng)絡的主要功能及應用1.4.1計算機網(wǎng)絡的主要功能通信功能●硬件資源:如大容量磁盤，高性能打印機,高精度繪圖設備和通信設備等;●軟件資源:各種操作系統(tǒng)及其應用軟件、工具軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件和各種Internet信息服務軟件等;●信息資源:涉及科學技術、醫(yī)療衛(wèi)生、文藝體育、社會文化等方方面面的內(nèi)容?！駥崿F(xiàn)計算機與終端、計算機與計算機之間傳送各種信息，對地理位置分散的單位進行集中管理與控制。教學進程資源共享1.4網(wǎng)絡的主要功能及應用1.4.1計算機網(wǎng)絡的主22計算機網(wǎng)絡的應用提高計算機的可靠性和可用性分布式處理1.4.1計算機網(wǎng)絡的主要功能●可靠性:網(wǎng)絡中計算機彼此互為備用●可用性:通過計算機網(wǎng)絡均衡各臺計算機的負擔，避免產(chǎn)生忙閑不均的現(xiàn)象，從而提高可用性。教學進程1.4.2單位信息管理中的應用個人信息服務中的應用計算機網(wǎng)絡的應用計算機網(wǎng)絡的應用提高計算機的可靠性和可用性分布23●小結1.1計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生和發(fā)展1.1.1計算機網(wǎng)絡產(chǎn)生的理論準備階段1.1.2以共享資源為目標的計算機網(wǎng)絡1.1.3網(wǎng)絡體系結構與標準化網(wǎng)絡1.1.4Internet廣泛應用及高速網(wǎng)絡技術1.2計算機網(wǎng)絡定義及其分類

●1.2.1計算機網(wǎng)絡的定義●1.2.2網(wǎng)絡的分類1.3計算機網(wǎng)絡拓撲結構1.3.1定義

●1.3.2拓撲結構的分類1.4網(wǎng)絡主要功能及應用

●1.4.1網(wǎng)絡的主要功能1.4.2網(wǎng)絡的應用第1章計算機網(wǎng)絡基本概念●——重要知識點教學進程●小結1.1計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生和發(fā)展1.3計算機網(wǎng)絡拓24第2章數(shù)據(jù)通信基礎

數(shù)據(jù)通信技術是計算機網(wǎng)絡的基礎，它將計算機與通信技術相結合，完成數(shù)據(jù)的編解碼、傳輸和處理?，F(xiàn)代電子計算機主要處理數(shù)字數(shù)據(jù)為主，計算機之間的通信也以傳遞數(shù)字數(shù)據(jù)為主。因此，掌握和使用計算機網(wǎng)絡，應對數(shù)據(jù)通信相關的理論和基礎知識有一定的了解。本章將介紹數(shù)據(jù)通信的基礎。

第2章數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信技術是計算機252.1基本概念2.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念2.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要構成2.2信道及其主要特征2.2.1信道的分類2.2.2信道帶寬及容量、差錯率

2.2.3信道的通信方式2.2.4數(shù)字傳輸方式2.2.5數(shù)據(jù)同步方式2.3傳輸介質(zhì)2.3.1同軸電纜2.3.2雙絞線2.3.3光纖電纜2.3.4無線傳輸介質(zhì)2.3.5幾種傳輸介質(zhì)的比較2.4數(shù)據(jù)編碼2.4.1數(shù)字數(shù)據(jù)調(diào)制編碼2.4.2數(shù)字傳輸?shù)臄?shù)字信號編碼2.4.3模擬數(shù)據(jù)采樣編碼2.5調(diào)制與解調(diào)2.6多路復用2.6.1頻分多路復用2.6.2時分多路復用2.7數(shù)據(jù)交換技術2.7.1線路交換2.7.2報文交換2.7.3分組交換●課時安排2.1基本概念2.3.5幾種傳輸介質(zhì)的262.1基本概念教學進程2.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念●通信的目的就是傳遞信息。一次通信中產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端叫信源，接收信息的一端叫信宿。●信源和信宿之間要有通信線路稱為信道。信源和信宿之間的信息交換是通過信道進行的?！裥诺赖牟煌锢硇再|(zhì)對通信的速率和傳輸質(zhì)量的影響也不同。●信息在傳輸過程中可能會受到外界的干擾，通常把這種干擾稱為噪聲。不同的物理信道對各種干擾的感受程度不同。2.1基本概念教學進程2.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念●通272.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要構成信源信道信宿反變換器噪聲源變換器通信系統(tǒng)主要構成圖1教學進程●通信系統(tǒng)是指用電信號(或者光信號)傳輸信息的系統(tǒng)●按通信業(yè)務的不同——電話、電報、傳真和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)；●按線路上傳輸?shù)男盘栃问健M通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)?！裢ㄐ畔到y(tǒng)的類型●對應通信的三要素，無論何種通信系統(tǒng)都具有類似的基本組成部份：信源、信宿、變換器、反變換器和信道2.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要構成信源信道信宿反變換器噪聲源變282.2信道及其主要特征2.2.1信道的分類信道(按傳輸?shù)慕橘|(zhì))無線信道有線信道信道(按所傳輸?shù)膬?nèi)容)數(shù)字信道模擬信道教學進程2.2信道及其主要特征2.2.1信道的分類信道(按傳輸292.2.2信道帶寬、信道容量及差錯率●信道帶寬與信道容量是描述信道的主要指標。

信道帶寬是指信道可以不失真地傳輸信號的頻率范圍，通常也稱為信道的通頻帶。針對不同應用而設計的傳輸媒體具有不同的信道質(zhì)量，所支持的帶寬有所不同。

信道容量是指信道在單位時間內(nèi)可以傳輸?shù)淖畲笮盘柫?，表征信道的傳輸能力。在通信領域中，信道容量常指信道在單位時間內(nèi)可以傳輸?shù)姆柕淖畲髷?shù)目。

●差錯率是描述信道或者數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(網(wǎng)絡)質(zhì)量的一個指標。

教學進程2.2.2信道帶寬、信道容量及差錯率●信道帶寬與信道容量302.2.3信道的通信方式信道的通信方式單工全雙工半雙工單工傳輸是指任意時刻只允許向一個方向進行信息傳輸，例如：廣播方式的傳輸。半雙工傳輸是指可以交替改變方向的單工傳輸，但在任一特定時刻，信息只能向一個方向傳輸，即半雙工傳輸是一種可切換方向的單工傳輸，例如：對話方式的傳播。全雙工傳輸是指任意時刻信息都可進行雙向的信息傳輸，也即全雙工傳輸是兩個單工傳輸?shù)慕Y合，要求收發(fā)設備都具有獨立的收發(fā)能力。教學進程2.2.3信道的通信方式信道的通信方式單工全雙工半雙工312.2.4數(shù)字傳輸方式●基帶傳輸一般來說，要將信源的數(shù)據(jù)經(jīng)過變換變?yōu)橹苯觽鬏數(shù)臄?shù)字基帶信號，這項工作由編碼器完成。在發(fā)送端，由編碼器實現(xiàn)編碼，在接收端由譯碼器進行解碼，恢復發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)?；鶐鬏斒且环N最簡單最基本的傳輸方式。●頻帶傳輸所謂頻帶傳輸是指數(shù)字信號調(diào)制成音頻信號后在發(fā)送和傳播，到達接收端時再把音頻信號解調(diào)成原來的數(shù)字信號。

寬帶傳輸常用于LAN中。這是利用頻帶寬度至少為1MHz~300MHz的寬帶同軸電纜作為傳輸介質(zhì)?！駥拵鬏斀虒W進程2.2.4數(shù)字傳輸方式●基帶傳輸一般來說，要將信源的數(shù)322.2.4數(shù)字傳輸方式●一個重要的問題是數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收之間要求同步，即發(fā)送端以某一種速率在一定的起止時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，接收端也必須以同一種速率在相同的起止時間內(nèi)接收數(shù)據(jù)，以便區(qū)分數(shù)據(jù)位、數(shù)據(jù)字節(jié)和報文。●常用的同步方法有兩種：異步方式和同步方式。

教學進程發(fā)送時鐘傳輸?shù)淖址邮諘r鐘啟動接收時鐘一個字符起始位校驗位7位信息位終止位位寬圖2異步方式的同步過程●異步方式●同步方式●外同步法●自同步法2.2.4數(shù)字傳輸方式●一個重要的問題是數(shù)據(jù)的發(fā)送與接332.3傳輸介質(zhì)●傳輸介質(zhì)是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中發(fā)送器和接收器之間的物理通路，信號在介質(zhì)中以電磁波的形式進行傳輸。傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)無線傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)包括同軸電纜、雙絞線和光纖；無線傳輸介質(zhì)包括地面微波、衛(wèi)星微波、紅外等通信介質(zhì)。教學進程●傳輸介質(zhì)的特性對信道甚至整個傳輸系統(tǒng)設計有決定性的影響。

2.3傳輸介質(zhì)●傳輸介質(zhì)是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中發(fā)送器和接收器之間342.3.1同軸電纜圖3同軸電纜的結構示意圖內(nèi)導體絕緣層外屏蔽層外部保護層●RG-8或RG--11(50Ω)——粗纜

●RG-58/U或58C/U(50Ω)——細纜

●RG-59(75Ω)——CATV電纜

●RG-62(93Ω)——IBM3270系統(tǒng)使用

●常用的同軸電纜型號類型：教學進程2.3.1同軸電纜圖3同軸電纜的結構示意圖內(nèi)導體絕緣層35●雙絞線(TP,twistedpairwire)是最常用的一種傳輸介質(zhì)，它由兩根具有絕緣保護層的銅導線組成?！癜褍筛^緣的銅導線按一定密度互相絞在一起，一根導線在傳輸中輻射的電波會被另一根導線上發(fā)送的電波抵消，這樣就降低了信號干擾的程度。

●局域網(wǎng)中經(jīng)常使用的雙絞線有非屏蔽(UnshieldedTwistedPair,UTP)和屏蔽(ShieldedTwistedPair,STP)之分。●屏蔽雙絞線由于它較好的性能價格比，目前被廣泛使用。屏蔽雙絞線用于遠程中繼線時，最大距離可以達到十幾千米，●非屏蔽雙絞線的傳輸距離一般為100m。屏蔽雙絞線電纜的外層由鋁箔包裹，以減小輻射，但并不能完全消除輻射。

2.3.2雙絞線教學進程●雙絞線(TP,twistedpairwire)362.3.3光纖線纜圖4光纖在纖芯中的傳播折射角入射角在當前的通信系統(tǒng)中，光纖線纜廣泛應用于市內(nèi)電話局之間的光纖中繼線路和長途干線網(wǎng)上寬帶通信的基礎。光纖通信尤其適用于國家之間大容量、遠距離的通信，包括國內(nèi)沿海通信和國際間長距離海底光纖通信系統(tǒng)。

教學進程2.3.3光纖線纜圖4光纖在纖芯中的傳播折射角入射角372.3.4無線傳輸介質(zhì)●無線傳輸介質(zhì)指的是利用大氣和外層空間作為傳播電磁波的通路●根據(jù)信號頻譜和傳輸技術的不同，主要包括微波、衛(wèi)星微波、紅外等。教學進程●微波的頻率范圍為300MHz～300GHz，但主要是使用(2～40GHz)的頻率范圍。微波不能傳播到地面上很遠的地方，只能用于點到點的通信，速率也不高，一般為幾百Kbps。

●衛(wèi)星通信是在地球站之間利用位于36000km高空的人造同步衛(wèi)星作為中繼器的一種微波接力通信。通信衛(wèi)星發(fā)出的電磁波覆蓋范圍廣，跨度可達18000km，覆蓋了地球表面三分之一的面積。●衛(wèi)星通信的特點適合于很長距離的傳輸，如國際之間，洲際之間傳輸延時較大，一般為500ms左右費用較高

2.3.4無線傳輸介質(zhì)●無線傳輸介質(zhì)指的是利用大氣和外382.3.5幾種傳輸介質(zhì)的比較●一般來說，影響傳輸介質(zhì)選擇的因素包括以下幾個：●拓撲結構：拓撲結構設計的好壞直接影響到拓撲結構受到傳輸介質(zhì)的物理特性、網(wǎng)絡成本及應用環(huán)境的需要等諸多因素制約

●應用環(huán)境：包括傳輸距離、環(huán)境惡劣程度、信號強度等

●容量：介質(zhì)提供的傳輸速率應能滿足要求●可靠性(查錯率)：在可能的情況下，盡量選擇可靠性高的介質(zhì)教學進程●目前常用的介質(zhì)使用方式為：

●局域網(wǎng)由雙絞線連接到桌面

●光纖(包括單模和多模，視距離遠近決定)作為通信干線

●衛(wèi)星微波用于跨國界和對偏遠地區(qū)傳輸

2.3.5幾種傳輸介質(zhì)的比較●一般來說，影響傳輸介質(zhì)選擇392.4數(shù)據(jù)編碼2.4.1數(shù)字數(shù)據(jù)調(diào)制編碼模擬信號傳輸?shù)幕A是載波，用于計算機通信的遠距離線路一般為頻帶傳輸線路，不能直接傳輸基帶信號(即原始的點脈沖信號)。因此，必須用基帶脈沖對載波進行調(diào)制，變換成適合于遠距離傳輸線路傳輸?shù)哪M信號。●對數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬信號進行調(diào)制的三種基本形式：

●幅移鍵控法ASK(Amplitude-shiftKeying),也稱調(diào)幅

●頻移鍵控法FSK(Frequency-shiftKeying),也稱調(diào)頻

●相移鍵控法(Phase-shiftKeying),也稱調(diào)相

教學進程2.4數(shù)據(jù)編碼2.4.1數(shù)字數(shù)據(jù)調(diào)制編碼模擬信號傳輸?shù)幕?02.4.2數(shù)字傳輸?shù)臄?shù)字信號編碼對于數(shù)字數(shù)據(jù)，需要解決其信號表示和信號同步兩個方面的問題。對于傳輸數(shù)字信號而言，最簡單最常用的方法是用兩個電平來表示兩個二進制數(shù)字，可以用兩個電壓電平來表示兩個二進制數(shù)字，這也說明數(shù)字信號是有矩形脈沖組成的。

●一般有三種編碼方式：

●不歸零制NRZ(Non-returntozero)●曼徹斯特編碼●差分曼徹斯特編碼教學進程數(shù)字數(shù)據(jù)010110010a）NRZ編碼a’）NRZ編碼的同步時鐘

b）曼徹斯特編碼

c）差分曼徹斯特編碼

數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼圖52.4.2數(shù)字傳輸?shù)臄?shù)字信號編碼對于數(shù)412.4.3模擬數(shù)據(jù)采樣編碼●采樣定理：

一個連續(xù)變化的模擬信號，假設有最高頻率或帶寬Fmax，若對它以T為周期進行周期采樣，則采樣頻率為F＝1／T，若能滿足F＝1／T≥2Fmax，即采樣頻率大于或等于模擬信號最高頻率的2倍，那么采樣后的離散序列就能無失真地恢復出原始的連續(xù)模擬信號。

●將模擬信號數(shù)字化的過程包括三個階段：第一步是采樣，根據(jù)采樣定理得到的采樣頻率將模擬信號的值采出。

第二步是量化，該步驟使連續(xù)的模擬信號變成時間軸上的離散值，量化的級數(shù)越高，精度越高。第三步是編碼，它是編成一定位數(shù)的二進制數(shù)碼。如果取N個量化級，則編碼需要的位數(shù)是log2N。教學進程2.4.3模擬數(shù)據(jù)采樣編碼●采樣定理：一個422.5調(diào)制與解調(diào)典型的數(shù)字傳輸系統(tǒng)是借助于光纖技術進行信號傳輸?shù)南到y(tǒng)。光纖技術的應用使用使得數(shù)字信號的直接傳輸成為可能。但由于目前的光交換技術尚未成熟，交換機內(nèi)部必須實現(xiàn)光－電－光的交換，這種交換制約了光纖的通信能力。因此有必要討論利用模擬信道支持數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)募夹g，即調(diào)制／解調(diào)技術。

●調(diào)制是將數(shù)據(jù)信息變換成適合于模擬信道上傳輸?shù)碾姶挪?稱為載波)信號，并將頻率限制在模擬信道支持的頻率范圍內(nèi)?！窠庹{(diào)是將從模擬信道上收取的載波信號還原成數(shù)據(jù)信息。

●調(diào)制與解調(diào)概念教學進程2.5調(diào)制與解調(diào)典型的數(shù)字傳輸系統(tǒng)是借助于光纖技術進43●選購Modem的標準●內(nèi)置還是外置Modem？

Modem通常分為內(nèi)置于外置兩種。內(nèi)置Modem是指插在計算機擴展槽中的Modem卡。有以下缺點：占用一個主機板上的擴展槽，占用一個系統(tǒng)中斷號與I/O地址，不能直接查看數(shù)據(jù)傳輸信號的變化，安裝與設置也不太方便等。外置Modem是指通過串行口連接到計算機的Modem，安裝比較簡單。

●Modem的傳輸速率

傳輸速率是衡量Modem性能的重要指標。Modem的傳輸速率越高，傳輸數(shù)據(jù)花費的時間越少。Modem的傳輸速率主要有36.6Kbps與56Kbps兩種。

●Modem是否有附加功能？

教學進程●選購Modem的標準●內(nèi)置還是外置Modem？Mod442.6多路復用在點－點通信方式中，兩點間的通信線路是專用的，其利用率很低。一種提高線路利用率的卓有成效的方法是使多個數(shù)據(jù)源合用一條傳輸線。為此在通信系統(tǒng)中引入了多路復用技術(Multiplexing)。采用多路復用技術能把多個信號組合在以一條物理信道進行傳輸，這在遠距離傳輸時，可大大節(jié)省電纜的安裝和維護費用。●多路復用●頻分多路復用

(FCM，F(xiàn)requencyDivisionMultiplexing)

●時分多路復用(TDM，TimeDivisionMultiplexing)

教學進程2.6多路復用在點－點通信方式中，兩點間的452.6.1頻分多路復用●頻分多路復用，本質(zhì)上就是在頻率上并排地把幾個信息通道合在一起，以便形成一個合成的信號，然后以某種調(diào)制方式用這個合成的頻分多路復用信號來調(diào)制載波?！裨谖锢硇诺赖目捎脦挸^單個原始信號帶寬，就可以將該物理信道的總帶寬分割成若干個與傳輸?shù)膯蝹€信號帶寬相同(或略微寬一點)的自信道，每個子信道傳輸一路信號。

圖6頻分多路復用

頻分多路復用器

MUX頻分多路復用器

MUX信號源4信號源1信號源2信號源3信號源5信號源6信號源7信號源841235678通道4通道1通道2通道3通道5通道6通道7通道8教學進程2.6.1頻分多路復用●頻分多路復用，本質(zhì)上就是在頻率上并462.6.2時分多路復用●時分多路復用方法，其信號分割的參量是信號占用的時間，因此，必須使復用的各路信號在時間上互不重疊。●在傳輸時把時間分成小的時間片，每一時間片由復用的一個信號占用，每一瞬間只有一個信號占用信道，而不像頻分多路復用那樣，在同一時間發(fā)送多路信號?！耦l分多路復用較合適于模擬信號，而時分多路復用則更適合于數(shù)字信號。●TDM與FDM不同的是，復用的多路信號不是“同時”傳送，而是在時間上有所交叉，在一個時間周期內(nèi)都獲得被傳送的機會。圖7時分多路復用

時分多路復用器MUX

時分多路復用器MUX信號源4信號源1信號源2信號源3信號源5信號源6信號源7信號源84123567812345678教學進程2.6.2時分多路復用●時分多路復用方法，其信號分割的參量472.7數(shù)據(jù)交換技術通過由多個中間結點組成的網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源發(fā)送到目的地。構成網(wǎng)絡的中間結點僅起數(shù)據(jù)交換的功能，將數(shù)據(jù)從一個端口(輸入端口)交換到另一個端口(輸出端口)，繼而通過傳輸媒體傳輸?shù)搅硪慌_中間結點的輸入端口，直至目的地。由于中間結點并不關心被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容，僅執(zhí)行交換的動作，所以中間結點常被稱為交換設備，而整個數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程稱為數(shù)據(jù)交換過程。

●數(shù)據(jù)交換技術●線路交換(CircuitSwitching)

●報文交換(MessageSwitching)

●分組交換(PacketSwitching)

教學進程2.7數(shù)據(jù)交換技術通過由多個中間結點組成的網(wǎng)絡將數(shù)482.7.1線路交換●線路建立階段●數(shù)據(jù)通信階段

●線路釋放階段

圖8線路交換

釋放應答數(shù)據(jù)傳輸線路釋放請求線路建立階段數(shù)據(jù)傳輸階段線路釋放階段呼叫請求呼叫應答時間軸交換節(jié)點1交換節(jié)點2交換節(jié)點3交換節(jié)點4教學進程●線路交換的通信過程包括三個階段：●線路交換方式與電話交換方式的工作過程很類似●線路交換網(wǎng)絡結構包括用戶分機：

●本地回路(用戶回路)，即用戶和網(wǎng)絡之間的鏈路

●交換機，即網(wǎng)絡的的交換中心

●主干線，即交換機之間的線路2.7.1線路交換●線路建立階段●數(shù)據(jù)通信階段●線492.7.2報文交換

●報文交換不需要在兩個站點之間建立一條專用通路。●若節(jié)點1想要想節(jié)點4發(fā)送一個報文(信息的一個邏輯單位)，它把節(jié)點4的地址(地址碼)附加在要發(fā)送的報文上。然后把報文通過網(wǎng)絡進行節(jié)點到節(jié)點的發(fā)送，在每個節(jié)點處(如果通過多哥節(jié)點才能發(fā)送到節(jié)點4)需要完整地接受整個報文且暫存這個報文，直到輸出線路有空閑時，然后在發(fā)送到下一個節(jié)點，直至到達目的節(jié)點。

報文報文報文交換節(jié)點1交換節(jié)點2交換節(jié)點3交換節(jié)點4圖8報文交換

教學進程2.7.2報文交換●報文交換不需要在兩個站點之間建立一條502.7.3分組交換

分組交換技術是目前應用最廣的交換技術。原則上，分組交換技術類似報文交換，只是它規(guī)定了交換設備處理和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度(稱之位分組)。通常，分組的長度遠小于報文交換中規(guī)定的報文長度。如果站點的信息超過限定的分組長度，被傳輸?shù)男畔⒈仨毐环譃槿舾蓚€分組，信息以分組為單位在站點之間傳輸。類似報文交換，不同站點的數(shù)據(jù)分組可以交織在同一線路上傳輸。●優(yōu)點交換節(jié)點不必有大的存儲空間；交換節(jié)點可以進行差錯控制，提高傳輸可靠性；類似流水線方式，減少時延；信道帶寬按需分配，有利于提高通信線路利用率。

●缺點每個小數(shù)據(jù)包在每個中間結點都要獨立選擇路徑；為了獨立選徑，每個小數(shù)據(jù)包都必須帶有有源地址和目的地址等，增加了額外信息。教學進程2.7.3分組交換分組交換技術是目前應用最廣的交換技51●小結第2章數(shù)據(jù)通信基礎2.1基本概念2.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念

●2.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要構成2.2信道及其主要特征

●2.2.1信道的分類2.2.2信道帶寬及容量、差錯率

2.2.3信道的通信方式2.2.4數(shù)字傳輸方式●2.2.5數(shù)據(jù)同步方式2.3傳輸介質(zhì)

●2.3.1同軸電纜2.3.2雙絞線2.3.3光纖電纜2.3.4無線傳輸介質(zhì)2.3.5幾種傳輸介質(zhì)的比較2.4數(shù)據(jù)編碼

●2.4.1數(shù)字數(shù)據(jù)調(diào)制編碼

●2.4.2數(shù)字傳輸?shù)臄?shù)字信號編碼2.4.3模擬數(shù)據(jù)采樣編碼2.5調(diào)制與解調(diào)2.6多路復用2.6.1頻分復用

●2.6.2時分復用2.7數(shù)據(jù)交換技術2.7.1線路交換2.7.2報文交換

●2.7.3分組交換教學進程●小結第2章數(shù)據(jù)通信基礎2.1基本概念52第3章計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議

計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議是計算機網(wǎng)絡技術中的關鍵。計算機網(wǎng)絡的實現(xiàn)需要解決很多復雜的技術問題。例如：支持多種通信介質(zhì)；支持多廠商和異種機互聯(lián)，其中包括軟件的通信規(guī)定及硬件接口的規(guī)范；支持多種業(yè)務，如遠程登錄、數(shù)據(jù)庫、分布式計算等；支持高級人機接口。為了滿足以上的種種需求，現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡就必須按高度結構化方式分層處理來滿足需要。第3章計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議計算機網(wǎng)絡體系533.1基本概念3.1.1網(wǎng)絡體系結構的定義3.1.2分層設計3.1.3網(wǎng)絡協(xié)議3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM3.2.1模型概述3.2.2劃分層次的原則

3.2.3物理層3.2.4數(shù)據(jù)鏈路層3.2.5網(wǎng)絡層3.2.6傳輸層

3.2.7會話層3.2.8表示層3.2.9應用層3.3TCP/IP參考模型3.3.1網(wǎng)絡接口層3.3.2網(wǎng)絡互聯(lián)層3.3.3傳輸層3.3.4應用層3.4OSI/RM與TCP/IP參考模型的比較3.4.1對照關系3.4.2存在的差別●課時安排3.1基本概念3.2.7會話層●課時安543.1基本概念●網(wǎng)絡體系結構是指網(wǎng)絡的基本設計思想及方案，并要定義各個組成部分的功能，從而達到用戶要求。而層次結構是描述體系的基本方法，它的特點是每一層都建立在前一層基礎之上，低層為高層提供服務。層次結構簡化了對復雜的計算機網(wǎng)絡的研究工作。

●

靈活性●

易于標準化●

有利于實現(xiàn)和維護3.1.1網(wǎng)絡體系結構的定義●

各層之間相互獨立●

各層采用合適的技術好處：教學進程3.1基本概念●網(wǎng)絡體系結構是指網(wǎng)絡的基本設計思想及方案，553.1.2分層設計●分層設計通信雙方通過核實信的格式和內(nèi)容，來達到寫信、閱信并執(zhí)行信中內(nèi)容的目的●

通信人層提供給通信人不同的傳遞速率、保密級別的通信服務，對信件進行分揀、包裝、發(fā)送、投遞和差錯處理●

郵局層負責郵包的運輸管理，完成信件運輸任務，郵包在運輸中可能經(jīng)過許多站點的裝卸和轉(zhuǎn)接，也可能使用不同的交通工具●

運輸層教學進程3.1.2分層設計●分層設計通信雙方通過核實信的格式和內(nèi)容56●各層之間是獨立的。這樣的話，某一層可以忽略其他層的實現(xiàn)細節(jié)，只要知道下一層通過界面(接口)所提供的服務。●

利于實現(xiàn)和維護，某個層次實現(xiàn)細節(jié)的變化不會影響其他層次。采用層次化結構的好處：●●

結構上可以分割開，各層都可以選擇最合適的實現(xiàn)技術。●

整個系統(tǒng)被分解為若干個范圍較小的部分，便于實現(xiàn)、調(diào)試和維護。●

易于標準化。

教學進程●各層之間是獨立的。這樣的話，某一層可以忽略其他層的實現(xiàn)細573.1.3網(wǎng)絡協(xié)議●

網(wǎng)絡協(xié)議是計算機網(wǎng)絡中實體之間有關通信規(guī)則約定的集合。●

三要素●

語法(Syntax)：是指構成協(xié)議的協(xié)議元素的含義，不同類型的協(xié)議元素規(guī)定了通信雙方所要表達的不同內(nèi)容。這里的協(xié)議元素是指控制信息或命令及應答。

●

時序(Timing)：即事件的執(zhí)行順序和速度匹配。

●

語義(Semantics)：由發(fā)出的命令請求、完成的動作和返回的響應組成的集合，其控制信息的內(nèi)容和需要做出的動作及響應。教學進程3.1.3網(wǎng)絡協(xié)議●網(wǎng)絡協(xié)議是計算機網(wǎng)絡中實體之間有關通信58■計算機網(wǎng)絡體系結構的出現(xiàn)，加快了計算機網(wǎng)絡的發(fā)展。但由于當初不同廠家的制定的網(wǎng)絡體系結構不相同，在計算機間的通信很難實現(xiàn)，所以需要制定一個國際標準。在制定計算機網(wǎng)絡標準方面起著很大作用的兩大國際組織是：國際電報與電話咨詢委員會(CCITT，ConsultativeCommitteeonInternationalTelegraphandTelephone)與國際標準化組織(ISO，InternationalStandardsOrganization)。

3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM●

CCITT主要是從通信的角度考慮一些標準的制定。

●

ISO則關心信息的處理與網(wǎng)絡體系結構。

1983年形成開放系統(tǒng)互聯(lián)基本參考模型的正式文件，即ISO7498國際標準。我國的相應國家標準是GB9387。

教學進程■計算機網(wǎng)絡體系結構的出現(xiàn)，加快了計算機網(wǎng)絡的發(fā)展。但由于59■OSI是以綜合開發(fā)通信協(xié)議體系為目的，從系統(tǒng)轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)直至對各系統(tǒng)中的文件、數(shù)據(jù)庫及程序資源的訪問調(diào)用以及各種通信功能都作為它的標準化對象。OSI中的“開放”，是指凡遵守OSI標準的系統(tǒng)可以互聯(lián)，彼此能開放式地進行通信，并且確保在導入新的通信業(yè)務時能夠很容易地追加新的功能。3.2.1模型概述圖1OSI參考模型

應用層表示層物理層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層教學進程■OSI是以綜合開發(fā)通信協(xié)議體系為目的，從系統(tǒng)轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)直603.2.2劃分層次的原則●各子模塊具有相對的獨立性，模塊之間交互的信息盡可能少，從而盡可能地減少模塊之間的依賴性。層次不能太多，也不能少。

●盡可能地保持各層功能的相對獨立性，但又要使各鄰接層的功能便于線接，以構成功能上的單向依賴關系，保證只在相鄰層之間建立接口?！癖M可能地把近似的功能集中在一起構成一層，以便于局部化，但對那些在進程執(zhí)行過程中所涉及的執(zhí)行方法顯然不同的功能應建立獨立的層次，以便進行特殊處理。●考慮數(shù)據(jù)處理的需要。在數(shù)據(jù)處理過程需要不同的抽象級的地方設立單獨的層次，而當不需要該服務時，也可以繞過這些子層次。●應該把層次分成理論上需要的不同等級，每一層只與它的上、下鄰層產(chǎn)生接口，履行其特定的功能。教學進程3.2.2劃分層次的原則●各子模塊具有相對的獨立性，模塊之61■物理層，第一層，OSI模型的最低層。該層通過物理介質(zhì)(如網(wǎng)絡電纜)傳輸無結構的原始位流。物理層完全面向硬件，它負責通訊計算機問物理鏈路的建立和維護過程中個方面的工作。物理層還負責運載由其上各層產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號。

3.2.3物理層●

從以上定義可以看出，物理層兩個特點是：

●物理層提供為建立、維護和釋放物理連接所需要的機械、電氣、功能和規(guī)程的特性。

●物理層主要負責在物理連接上傳輸二進制比特流。

教學進程■物理層，第一層，OSI模型的最低層。該層通過物理介質(zhì)(62■數(shù)據(jù)鏈路層，第二層，將數(shù)據(jù)幀從網(wǎng)絡層發(fā)送到物理層。它控制進出網(wǎng)絡電纜的電脈沖。在接收端，它將來自物理層的位流轉(zhuǎn)換位數(shù)據(jù)幀。(數(shù)據(jù)幀是一種可存放數(shù)據(jù)的邏輯組織結構。)數(shù)據(jù)的電子表示法(位模型、編碼方法和令牌)只能在這層識別。

3.2.4數(shù)據(jù)鏈路層●

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分為兩類：

●面向比特型的數(shù)據(jù)鏈路層，其規(guī)程傳送信息的單位稱為幀。幀分為控制幀和信息幀。●面向字符型的主要特點是利用已定義好的一組控制字符完成數(shù)據(jù)鏈路控制功能。教學進程■數(shù)據(jù)鏈路層，第二層，將數(shù)據(jù)幀從網(wǎng)絡層發(fā)送到物理層。它控制633.2.5網(wǎng)絡層●

從OSI參考模型的角度看，網(wǎng)絡層所提供的服務可以分為兩類：●無連接網(wǎng)絡服務中兩實體之間的通信不需要事先建立好一個連接。無連接網(wǎng)絡服務有三種類型：數(shù)據(jù)報(datagram)、確認交付(confirmeddelivery)和請求回復(requestreply)?！衩嫦蜻B接的網(wǎng)絡服務又稱為虛電路(VirtualCircuit)服務，它具有網(wǎng)絡連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡連接釋放三個階段，是可靠的報文分組按順序傳輸?shù)姆绞健！鼍W(wǎng)絡層，第三層，負責處理消息并將邏輯地址和名字翻譯成物理地址。網(wǎng)絡層還根據(jù)網(wǎng)絡狀況、服務優(yōu)先級和其他條件決定數(shù)據(jù)的傳輸路徑。它管理網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)流問題，如分組交換和路由和數(shù)據(jù)阻塞控制。

教學進程3.2.5網(wǎng)絡層●從OSI參考模型的角度看，網(wǎng)絡層所提供的64■傳輸層，第四層，提供會話層之下的另一層連接。傳輸層確保正確無誤、順序、無丟失或無重復地傳輸數(shù)據(jù)包。在發(fā)送方計算機中，傳輸層將消息重新打包，將較長的消息分成幾個數(shù)據(jù)包，將較小的數(shù)據(jù)包組裝到一個數(shù)據(jù)包中。該過程保證數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡中的高效傳輸。在接收方計算機中，傳輸層打開數(shù)據(jù)包，將它重新裝配成原始信息，一般說來還會發(fā)出消息確認消息已收到。該層可以識別重復到達的數(shù)據(jù)包，并丟棄這種數(shù)據(jù)包。

3.2.6傳輸層●傳輸層提供流量控制和錯誤處理功能，并參加解決與數(shù)據(jù)包傳輸和接收有關的問題。傳輸控制協(xié)議(TCP)以及順序數(shù)據(jù)包交換(SPX)都是傳輸層協(xié)議的實例。教學進程■傳輸層，第四層，提供會話層之下的另一層連接。傳輸層確保正確65■會話層，第五層，允許不同的計算機建立、使用和結束一種稱為“會話”的連接。(會話是在兩個工作站之間進行是高度結構化的對話。)會話層負責管理對話。它完成名稱識別及其他兩個應用程序通過網(wǎng)絡通信所必需的功能，如安全性。

3.2.7會話層●

會話層完成的主要功能有：會話連接到傳輸連接的映射。

數(shù)據(jù)傳送。包括會話的常規(guī)數(shù)據(jù)、加速數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)傳送。會話連接的恢復和釋放。會話管理。包括同步和浮動的管理系。令牌管理?；顒庸芾怼＝虒W進程■會話層，第五層，允許不同的計算機建立、使用和結束一種稱為66■表示層，第六層，定義了在連網(wǎng)計算機間交換信息的格式?？蓪⑺醋骶W(wǎng)絡的翻譯器。當來自不同系統(tǒng)，如IBM、Apple和Sun的計算機需要通信時，就需要完成一定量的翻譯和字節(jié)重新排序工作。

3.2.8表示層處理有關被傳送數(shù)據(jù)的表示問題，屏蔽不同計算機在信息表示方面的差異。

●

目的●功能

向應用進程提供信息的語法表示，對不同語法表示進行轉(zhuǎn)換管理等，使采用不同語法表示的系統(tǒng)之間能進行通信，而不必考慮對反使用什么樣的語言。教學進程■表示層，第六層，定義了在連網(wǎng)計算機間交換信息的格式?？蓪?73.2.9應用層■應用層，第七層，是OSI模型的最頂層。該層的服務是直接支持用戶應用程序，如用于文件傳輸、數(shù)據(jù)庫訪問和電子郵件的軟件。換句話說，它是應用程序進程訪問網(wǎng)絡服務的窗口。需要通過網(wǎng)絡發(fā)送的信息在這一層進入OSI模型，并最終從接受方計算機OSI模型的應用層退出。

●

從應用業(yè)務的角度考慮，OSI模型可分為三個層次：應用層協(xié)議。

會話層和表示層協(xié)議，在該協(xié)議中，有許多是為了實現(xiàn)應用層的功能，并在該層控制下使用；物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層和傳輸層協(xié)議，該層協(xié)議提供傳送會話層和表示層協(xié)議的信道。教學進程3.2.9應用層■應用層，第七層，是OSI模型的最頂層。該683.3TCP/IP參考模型■傳輸控制協(xié)議／互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議TCP/IP(TransmissionControlProtocol／InternetProtocol)是于1977年至1979年形成的協(xié)議規(guī)范，是美國ARPANET上使用的傳輸層和網(wǎng)絡層協(xié)議，也是ARPANET參考模型ARM的一部分。由于在ARPANET上運行的協(xié)議很多，因此人們常常將這些相關協(xié)議稱為TCP/IP體系結構，或簡稱TCP/IP。

圖2TCP/IP參考模型

應用層傳輸層網(wǎng)絡互聯(lián)層網(wǎng)絡接口層教學進程3.3TCP/IP參考模型■傳輸控制協(xié)議／互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議TCP69網(wǎng)絡互聯(lián)層3.3.2■網(wǎng)絡接口層，也稱為主機－網(wǎng)絡層，是參考模型的最低層，它負責通過網(wǎng)絡發(fā)送和接收IP數(shù)據(jù)報，并且指出通信主機必須采用某種協(xié)議連接到網(wǎng)絡上，并且能夠傳輸網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分組。在本層中具體使用什么協(xié)議，并沒有規(guī)定。一般來說，本層包括了各種物理網(wǎng)協(xié)議，例如局域網(wǎng)的Ethernet協(xié)議，TokenRing協(xié)議，分組交換網(wǎng)的X.25協(xié)議等。

3.3.1網(wǎng)絡接口層■在TCP/IP參考模型中，網(wǎng)絡互聯(lián)層是參考模型的第2層，它相當于OSI參考模型網(wǎng)絡層的無連接網(wǎng)絡服務。

其主要功能是負責在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)分組。

■協(xié)議：網(wǎng)絡互聯(lián)協(xié)議(InternetProtocol，IP)及數(shù)據(jù)分組的格式，定義了地址解析協(xié)議ARP、反向地址解析協(xié)議RARP和ICMP協(xié)議。

■

網(wǎng)絡互聯(lián)層是TCP/IP參考模型中最重要的一層，它是通信的樞紐，從底層來的數(shù)據(jù)包要由它來選擇繼續(xù)傳給其他網(wǎng)絡節(jié)點或是直接交給傳輸層，對從傳輸層來的數(shù)據(jù)包，要負責按照數(shù)據(jù)分組的格式填充報頭，選擇發(fā)送路徑，并交由相應的線路發(fā)送出去。

教學進程網(wǎng)絡互聯(lián)層3.3.2■網(wǎng)絡接口層，也稱為主機－網(wǎng)絡層，是703.3.3傳輸層●

在TCP/IP參考模型的傳輸層中，定義了兩個協(xié)議：●用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP，UserDatagramProtocol)。它主要用于不要求分組順序到達的傳輸中，分組傳輸順序檢查與排序由應用層完成。UDP是一種不可靠、無連接協(xié)議?！駛鬏斂刂茀f(xié)議(TCP，TransportControlProtocol)。它是一種可靠的、面向連接的協(xié)議，用于包交換的計算機通信網(wǎng)絡，互聯(lián)系統(tǒng)及類似的網(wǎng)絡上，保證通信主機之間有可靠的字節(jié)流傳輸，完成流量控制功能，協(xié)調(diào)收發(fā)雙方的發(fā)送與接收速度，達到正確傳輸?shù)哪康??！鲈赥CP/IP參考模型中，傳輸層是參考模型的第3層，它負責在應用進程之間的端－端通信。主要目的是：在互聯(lián)網(wǎng)中源主機與目的主機的對等實體間建立用于會話的端－端連接。它與OSI參考模型的傳輸層功能類似，也對高層屏蔽了底層網(wǎng)絡的實現(xiàn)細節(jié)。教學進程3.3.3傳輸層●在TCP/IP參考模型的傳輸層中，定義了71應用層3.3.4■應用層是TCP/IP參考模型中的最高層。應用層包括了所有的高層協(xié)議，并且總有新的協(xié)議加入。

●

應用層協(xié)議可以分為三類：

依賴于面向連接的TCP協(xié)議。包括有網(wǎng)絡終端協(xié)議Telnet(實現(xiàn)對主機的遠程登錄功能)；電子郵件協(xié)議SMTP(負責互聯(lián)網(wǎng)中電子郵件的傳遞)；文件傳輸協(xié)議FTP(用于交互式文件傳輸)等。依賴于面向連接的UDP協(xié)議。包括有簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議SNMP(對設備和應用提供相應的管理)等。既可依賴于TCP協(xié)議，也可依賴于UDP協(xié)議。包括有域名系統(tǒng)DNS(實現(xiàn)邏輯地址到域名地址的轉(zhuǎn)換)等。教學進程應用層3.3.4■應用層是TCP/IP參考模型中的最高層。723.4OSI/RM與TCP/IP參考模型的比較

3.4.1對照關系OSI/RM的各層中與TCP/IP緊密聯(lián)系的是第7層(應用層)、第4層(傳輸層)、第3層(網(wǎng)絡層)。這些層中包含了用于完成各種功能的協(xié)議，但它們都與傳送信息有關。TCP/IP的各層能與OSI/RM模型進行很好的映射：TCP(位于傳輸層或主機－主機層)映射到OSI/RM的傳輸層，Internet層映射到OSI/RM的網(wǎng)絡層。應用層表示層物理層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層OSI參考模型OSI參考模型應用層網(wǎng)絡接口層傳輸層網(wǎng)絡互聯(lián)層圖3OSI/RM與TCP/IP參考模型

教學進程3.4OSI/RM與TCP/IP參考模型的比較3.4.173存在的差別3.4.2

OSI/RM是作為國際標準而制定的，不得不兼顧各方，考慮各種情況。因此，OSI參考模型的抽象能力高，適合于描述各種網(wǎng)絡，它采用的是自頂而下的設計方法。它在協(xié)議數(shù)量和復雜性方面都遠高于TCP/IP，而TCP/IP是為軍用網(wǎng)ARPANET設計的體系結構設計的，一開始就考慮了一些特殊要求，如可用性、頑固性、安全性，網(wǎng)絡互聯(lián)性以及處理瞬間大信息量的能力等?！癫顒e主要體現(xiàn)在不同出發(fā)點和對一些問題的處理方法的不同

●OSI/RM和TCP/IP在處理一些問題的方法上也是不相同的

對層次間的關系，OSI/RM是嚴格按照“層次”關系處理的，它的概念劃分清晰，詳細地定義了服務、接口和協(xié)議的關系，優(yōu)點是概念清晰，普遍適應性好；缺點是過于復雜，實現(xiàn)困難，效率低。TCP/IP允許越層直接使用更低層次所提供的服務。因此，這種關系實際上是“等級”關系的，TCP/IP在服務、接口和協(xié)議的區(qū)別上不清楚，功能描述和實現(xiàn)細節(jié)混在一起。教學進程存在的差別3.4.2OSI/RM是作為國際標準而制定74●●——重要知識點第3章計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議

小結3.1基本概念3.1.1網(wǎng)絡體系結構的定義

●3.1.2分層設計3.1.3網(wǎng)絡協(xié)議3.2開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM

●3.2.1模型概述

●3.2.2劃分層次的原則

3.2.3物理層

●3.2.4數(shù)據(jù)鏈路層

●3.2.5網(wǎng)絡層3.2.6傳輸層3.2.7會話層3.2.8表示層3.2.9應用層3.3TCP/IP參考模型3.3.1網(wǎng)絡接口層3.3.2網(wǎng)絡互聯(lián)層3.3.3傳輸層3.3.4應用層3.4OSI/RM與TCP/IP參考模型的比較

●3.4.1對照關系3.4.2存在的差別教學進程●●——重要知識點第3章計算機網(wǎng)絡體系結構與網(wǎng)絡協(xié)議小75局域網(wǎng)第4章

計算機網(wǎng)絡是互聯(lián)自主的計算機系統(tǒng)的集合，而局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork,LAN)是局部某一范圍的計算機網(wǎng)絡，是一種將較小地理區(qū)域內(nèi)的各種數(shù)據(jù)通信設備互聯(lián)在一起的通信網(wǎng)絡。決定局域網(wǎng)特性的主要技術有三個：拓撲結構、傳輸媒體、媒體訪問控制方法。局域網(wǎng)具有網(wǎng)絡覆蓋地理范圍有限、傳輸速率高、時延小、誤碼率低、網(wǎng)絡的管理權歸屬一個單個組織所有的重要特性。

局域網(wǎng)第4章計算機網(wǎng)絡是互聯(lián)自主的計算機764.1基本概念4.1.1局域網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展4.1.2局域網(wǎng)的特點4.1.3局域網(wǎng)的關鍵技術4.1.4局域網(wǎng)體系結構與IEEE802標準4.2介質(zhì)訪問控制方法4.2.1CSMA/CD介質(zhì)訪問控制4.2.2TokenRing令牌環(huán)4.2.3令牌總線4.2.4三種局域網(wǎng)的比較4.3以太網(wǎng)4.3.1以太網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展4.3.2IEEE802.3以太網(wǎng)的體系結構4.3.3粗電纜、細同軸電纜雙絞線4.4高速局域網(wǎng)技術4.4.1交換式以太網(wǎng)4.4.2100VG-AnyLAN4.4.3100BASE-T4.4.4FDDI光纖分布式數(shù)據(jù)接口4.4.5千兆位以太網(wǎng)4.5無線局域網(wǎng)技術4.6虛擬局域網(wǎng)4.7結構化布線4.7.1結構化布線的必要性4.7.2結構化布線系統(tǒng)的應用環(huán)境4.7.3結構化布線系統(tǒng)的組成●課時安排4.1基本概念4.3.3粗電纜、細同軸電774.1基本概念局域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡的一種，它既具有一般計算機網(wǎng)絡的特點，又具備其自身的特征。局域網(wǎng)適用于一個較小的范圍，例如：一個工作間、一棟樓、一個企業(yè)等，它利用現(xiàn)有的通信線路將眾多的計算機及外設連接起來，達到數(shù)據(jù)通信和資源共享的目的。本節(jié)將介紹局域網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展過程，特點，關鍵技術和局域網(wǎng)的體系結構和標準。

教學進程4.1基本概念局域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡的一種，它784.1.1局域網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展局域網(wǎng)的發(fā)展大致可以分為三個階段：該階段的時間是20世紀70年代。1972年Bell(貝爾)公司提出了兩種環(huán)形局域網(wǎng)技術。1973年，BobMetcalfe和DavidBoggs又發(fā)明了以太網(wǎng)?！窬钟蚓W(wǎng)的產(chǎn)生階段該階段的時間是從1979年開始，包括整個20世紀80年代。1980年制定了EthernetV1.0。之后，以太網(wǎng)規(guī)范的版本二也誕生了。1983年，IEEE802.3正式出臺了IEEE802.3以太網(wǎng)標準。●局域網(wǎng)的發(fā)展階段該階段是20世紀90年代至今，1990年，為了提高以太網(wǎng)的傳輸速率，開發(fā)了快速以太網(wǎng)技術，并在1995年6月通過了100Base-T快速以太網(wǎng)標準IEEE802.3u。●局域網(wǎng)技術變革階段教學進程4.1.1局域網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展局域網(wǎng)的發(fā)展大致可以分為三個階794.1.2局域網(wǎng)的特點指覆蓋范圍僅限于有限區(qū)域的通信子網(wǎng)，有時也被稱為區(qū)域網(wǎng)絡。IEEE802委員會曾將局域網(wǎng)定義為：是允許中等地域內(nèi)的眾多獨立設備通過中等速率的物理信道直接互聯(lián)通信的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)?！窬钟蚓W(wǎng)實質(zhì)●局域網(wǎng)的特點：以微機為主要建網(wǎng)對象。較小的地理覆蓋范圍。傳輸速率高且誤碼率低，可靠性好，并且高負載情形下，比較穩(wěn)定性。

有效使用包括通信媒體在內(nèi)的共享資源，各設備平等訪問網(wǎng)絡資源。易于安裝，配置和維護簡單，造價低。

教學進程4.1.2局域網(wǎng)的特點指覆蓋范圍僅限于有限804.1.3局域網(wǎng)的關鍵技術局域網(wǎng)的關鍵技術涉及到局域網(wǎng)拓撲結構及使用設備、傳輸形式和介質(zhì)訪問控制方法。這三種技術在很大程度上決定了傳播數(shù)據(jù)的類型、網(wǎng)絡的響應時間、吞吐量、利用率以及網(wǎng)絡應用等各種網(wǎng)絡特征。拓撲結構星型拓撲結構總線拓撲結構網(wǎng)格拓撲結構層次拓撲結構環(huán)型拓撲結構擴展星型拓撲結構教學進程4.1.3局域網(wǎng)的關鍵技術局域網(wǎng)的關鍵技術81局域網(wǎng)中的設備：

●●主機●路由器●交換機●網(wǎng)絡接口卡

●中繼器

●集線器

●路由器

●網(wǎng)橋

Cisco交換機Cisco2600系列路由器教學進程局域網(wǎng)中的設備：●●主機●路由器●交換機●網(wǎng)絡接口82●局域網(wǎng)的傳輸形式有兩種：基帶傳輸和寬帶傳輸

局域網(wǎng)傳輸形式：

●保持數(shù)據(jù)波的原樣進行傳輸稱為基帶傳輸或者基帶數(shù)字信號傳輸，它是一種最簡單最基本的傳輸方式。此時的數(shù)字信號為電脈沖或者光脈沖。由于數(shù)據(jù)波具有直流至高頻的頻譜特性，數(shù)字信號傳輸將占用整個信道的帶寬。

●基帶傳輸

寬帶傳輸常用于LAN中。這是利用頻帶寬度至少為1MHz~300MHz的寬帶同軸電纜作為傳輸介質(zhì)。寬帶在電話系統(tǒng)中通常是指帶寬超過一個標準話路的傳輸系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)通信領域則指數(shù)據(jù)傳輸速率超過1Mbps的傳輸系統(tǒng)。寬帶傳輸?shù)奶卣魇敲婺M信號傳輸。在LAN環(huán)境中，寬帶傳輸常采用頻分多路復用的技術，支持多路信號的傳輸?！駥拵鬏斀虒W進程●局域網(wǎng)的傳輸形式有兩種：基帶傳輸和寬帶傳輸局域網(wǎng)傳輸形83●介質(zhì)訪問控制方法

常用的介質(zhì)訪問控制方法有：具有沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問CSMA/CD、控制令牌(ControlToken)和時槽環(huán)(SlottedRing)。其中控制令牌方式又可分為令牌總線(TokenBus)和令牌環(huán)(TokenRing)兩種策略。其中環(huán)形網(wǎng)采用的令牌訪問方法、總線型網(wǎng)采用的CSMA/CD訪問方法等是局域網(wǎng)典型的訪問方法。

局域網(wǎng)應用領域辦公室自動化生產(chǎn)過程的自動化公司／寫字樓等標準化組織國際標準化組織ISO美國電氣與電子工程師協(xié)會IEEE美國國家標準局NBS歐洲計算機制造商協(xié)會ECMA美國電子工業(yè)協(xié)會EIA拓撲結構總線拓撲結構擴展星型拓撲結構環(huán)型拓撲結構星型拓撲結構層次拓撲結構網(wǎng)格拓撲結構傳輸媒體同軸電纜(基帶、寬帶)雙絞線光纖無線傳輸媒體(無線電、衛(wèi)星、激光、微波等)介質(zhì)控制訪問方法探詢訪問需求分配固定分配適應分配隨機訪問●局域網(wǎng)設計需要考慮的因素和其基本技術教學進程●介質(zhì)訪問控制方法常用的介質(zhì)訪問控制方法有：具有沖84局域網(wǎng)體系結構與IEEE802標準4.1.4應用層表示層物理層會話層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層邏輯鏈路控制子層LLC介質(zhì)訪問控制子層MACOSI參考模型信號、編碼、介質(zhì)數(shù)據(jù)傳輸局域網(wǎng)參考模型IEEE802標準范圍高層協(xié)議IEEE802局域網(wǎng)參考模型

●物理層主要作用是確保在一段物理鏈路上二進制位信號正確傳輸。

●MAC子層的主要功能是可以管理多個源鏈路和多個目的鏈路，進行合理的信道分配，解決信道競爭問題。

●邏輯鏈路控制子層(LLC)也是數(shù)據(jù)鏈路層的一個功能子層。

教學進程局域網(wǎng)體系結構與IEEE802標準4.1.4應用層表示層物85IEEE802標準

●802.3CSMA/CDMAC物理層802.4令牌總線MAC物理層802.5令牌環(huán)MAC物理層802.6城域網(wǎng)MANMAC物理層802.9語音數(shù)據(jù)綜合局域網(wǎng)802.11無線