《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課件-第1章

第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.1認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能及分類1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用本章小結(jié)

1.1認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義學(xué)術(shù)界對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的精確定義目前尚未統(tǒng)一，最簡(jiǎn)單、直接的定義是：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一些互相連接的、具有自治功能的計(jì)算機(jī)的集合。這透露出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)基本特征：多臺(tái)計(jì)算機(jī)，通過某種方式連接在一起，能獨(dú)立工作。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的專業(yè)定義是：利用通信設(shè)備和通信介質(zhì)將地理位置不同、具有獨(dú)立工作能力的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來，并按照一定的通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以實(shí)現(xiàn)資源共享和信息交換為目的的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)如圖1.1所示。圖1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)包括四部分：

●計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成，如PC、工作站和服務(wù)器等。

●網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：具有轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)等基本功能的設(shè)備，如中繼器、集線器、交換機(jī)等。

●通信介質(zhì)：通信線路，如同軸電纜、雙絞線、光纖等。

●通信協(xié)議：計(jì)算機(jī)之間通信所必須遵守的規(guī)則，如以太網(wǎng)協(xié)議、令牌環(huán)協(xié)議等。

二、信息傳播與交換方式

簡(jiǎn)單來說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)通過某種方式連在一起，以便交換信息的網(wǎng)絡(luò)。

有線電視網(wǎng)是一個(gè)單向的、廣播式的網(wǎng)絡(luò)，每一個(gè)接入用戶只能作為接收者被動(dòng)地接收相同的信息，網(wǎng)絡(luò)上的兩個(gè)接入點(diǎn)之間無法進(jìn)行信息溝通，接入用戶無法對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)施加影響。這樣的網(wǎng)絡(luò)最簡(jiǎn)單、最容易管理。

電話網(wǎng)比有線電視網(wǎng)要復(fù)雜，它是一個(gè)雙向的、單播式的網(wǎng)絡(luò)，每一個(gè)接入用戶既可以接收信息，也可以對(duì)外發(fā)送信息，不過在同一時(shí)間內(nèi)只能和一個(gè)接入用戶進(jìn)行信息交流。電話網(wǎng)的接入用戶只能對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)施加極其有限、微弱的影響。在管理上電話網(wǎng)比有線電視網(wǎng)要困難一些。

而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)卻是一個(gè)雙向的、多種傳送方式并存的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)接入用戶可以自由地通過單播、組播和廣播三種不同的方式同時(shí)與一個(gè)或者多個(gè)用戶進(jìn)行信息交換，每個(gè)接入用戶都可以在不同程度上對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)施加影響。所以我們說計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)非常復(fù)雜的、具有共享性和協(xié)作性的網(wǎng)絡(luò)。這樣的網(wǎng)絡(luò)最復(fù)雜，功能也最強(qiáng)，管理難度也最大，當(dāng)然也就最容易出問題。

1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展1.Internet的起源與基礎(chǔ)Internet的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，現(xiàn)在逐漸走向成熟。從1969年Internet的前身ARPANET誕生到1983年是Internet的研究試驗(yàn)階段，這一階段主要是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究和試驗(yàn)；1983年到1994年是Internet的實(shí)用階段，這一階段主要研究用于教學(xué)、科研和通信的學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)；1994年以后，Internet開始進(jìn)入商業(yè)化階段，政府部門、商業(yè)企業(yè)以及個(gè)人開始廣泛使用Internet。

ARPANET早期連接高校圖見圖1.2。圖1.2ARPANET早期連接高校圖

隨著Internet的發(fā)展，美國(guó)早期的四大骨干網(wǎng)互聯(lián)開始對(duì)外提供接入服務(wù)，形成Internet初期的基本結(jié)構(gòu)，其示意圖如圖1.3所示。圖1.3Internet初期結(jié)構(gòu)示意圖

2.我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展

我國(guó)的Internet發(fā)展以1987年9月14日錢天白教授發(fā)出我國(guó)第一封電子郵件為標(biāo)志，此舉揭開了中國(guó)人使用Internet的序幕。我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)早期以局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主，大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是在1989年以后，如表1.1所示。

二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展階段

1.第一階段：計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合(誕生階段)

20世紀(jì)60年代末是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的萌芽階段。此時(shí)，計(jì)算機(jī)是只具有通信功能的單機(jī)系統(tǒng)，一臺(tái)計(jì)算機(jī)經(jīng)通信線路與若干終端直接相連。該系統(tǒng)被稱為終端—計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是早期計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要形式，如圖1.4所示。圖1.4第一階段的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

2.第二階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有通信功能(形成階段)

第二階段的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)主機(jī)通過通信線路互聯(lián)起來，為用戶提供服務(wù)，主機(jī)之間不直接用線路相連，而是由IMP(接口報(bào)文處理機(jī))轉(zhuǎn)接后互聯(lián)的。

這個(gè)時(shí)期，“以能夠相互共享資源為目的互聯(lián)起來的具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)之集合體”是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念，如圖1.5所示。圖1.5第二階段的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

這個(gè)階段，每臺(tái)主機(jī)服務(wù)的子網(wǎng)之間的通信均是通過各自主機(jī)之間的直接連線實(shí)現(xiàn)的。其網(wǎng)絡(luò)特征是：以多臺(tái)主機(jī)為中心，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從“主機(jī)—終端”轉(zhuǎn)向“主機(jī)—主機(jī)”。該階段存在的問題包括：各企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)體系及網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品相對(duì)獨(dú)立，未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；此時(shí)的網(wǎng)絡(luò)只能面向企業(yè)內(nèi)部服務(wù)。

3.第三階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化(互聯(lián)互通階段)

20世紀(jì)70年代末80年代初，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到第三階段，發(fā)展重心體現(xiàn)為如何構(gòu)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，使不同公司或部門的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間可以互聯(lián)且相互兼容，增加互操作性，以實(shí)現(xiàn)各公司或部門間計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源的最大共享。

這一階段典型的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1.6所示，其中通信子網(wǎng)的交換設(shè)備主要是路由器和交換機(jī)。圖1.6第三階段的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

4.第四階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高速和智能化發(fā)展(高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)階段)

進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是1993年美國(guó)宣布建立國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NII，NationalInformationInfrastructure)后，全世界許多國(guó)家都紛紛制定和建立本國(guó)的NII，從而極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使網(wǎng)絡(luò)發(fā)展進(jìn)入了世界各個(gè)國(guó)家的骨干網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、骨干網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與信息高速公路的發(fā)展階段，也使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段，即計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高速和智能化階段，如圖1.7所示。圖1.7網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與信息高速公路

三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向

網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的另一個(gè)方向是實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一。所謂“三網(wǎng)合一”，即將目前存在的電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三大網(wǎng)絡(luò)合并成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，如圖1.8所示。圖1.8三網(wǎng)合一示例圖

1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能可分為數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)通信兩大部分，因此它所對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)也分成兩個(gè)部分：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)與終端設(shè)備；負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信的通信控制處理機(jī)(CCP)與通信線路。所以，從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信角度看，典型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按其邏輯功能可以分為“資源子網(wǎng)”和“通信子網(wǎng)”，如圖1.9所示。圖1.9計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成示意圖

1.計(jì)算機(jī)資源子網(wǎng)

資源子網(wǎng)的基本功能是負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，并向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。資源子網(wǎng)由擁有資源的主計(jì)算機(jī)、請(qǐng)求資源的用戶終端、聯(lián)網(wǎng)的外設(shè)、各種軟件資源及信息資源等組成。

(1)主計(jì)算機(jī)。主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱主機(jī)(Host)，它可以是大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、工作站或微機(jī)。主機(jī)是資源子網(wǎng)的主要組成單元，它通過高速通信線路與通信子網(wǎng)的通信控制處理機(jī)相連接。

(2)終端。終端(Terminal)是用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的界面。終端一般是指沒有存儲(chǔ)與處理信息能力的簡(jiǎn)單輸入、輸出設(shè)備，也可以是帶有微處理機(jī)的智能終端。

(3)網(wǎng)絡(luò)共享設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)共享設(shè)備一般是指計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備，例如高速網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、高檔掃描儀等。

2.計(jì)算機(jī)通信子網(wǎng)

通信子網(wǎng)的基本功能是提供網(wǎng)絡(luò)通信功能，完成全網(wǎng)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸、交換、控制和變換等通信任務(wù)。

(1)通信控制處理機(jī)。通信控制處理機(jī)(CCP)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，是一種在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中專門負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信、傳輸和控制的專門計(jì)算機(jī)或具有同等功能的計(jì)算機(jī)部件。

一方面，它作為與資源子網(wǎng)的主機(jī)、終端的連接接口，將主機(jī)和終端連入網(wǎng)內(nèi)；另一方面，它又作為通信子網(wǎng)中的分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，完成分組的接收、校驗(yàn)、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)等功能，實(shí)現(xiàn)將源主機(jī)報(bào)文準(zhǔn)確發(fā)送到目的主機(jī)的功能。

(2)通信線路。通信線路即通信介質(zhì)，指為通信控制處理機(jī)與主機(jī)之間提供數(shù)據(jù)通信的通道。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用了由多種有線通信線路，如電話線、雙絞線、同軸電纜、光纖等組成的通信信道，也可以使用由紅外線、微波及衛(wèi)星通信等無線通信線路組成的通信信道。

(3)信號(hào)變換設(shè)備。信號(hào)變換設(shè)備的功能是根據(jù)不同傳輸系統(tǒng)的要求對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換。例如調(diào)制解調(diào)器、無線通信的發(fā)送和接收設(shè)備、網(wǎng)卡以及光電信號(hào)之間的變換和收發(fā)設(shè)備等都屬于信號(hào)變換設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)中可以將信號(hào)交換設(shè)備稱為通信節(jié)點(diǎn)。通過通信介質(zhì)將通信節(jié)點(diǎn)連在一起就構(gòu)成了通信子網(wǎng)。當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)某個(gè)規(guī)定的節(jié)點(diǎn)時(shí)，通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的處理后就可以將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。

二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟硬件系統(tǒng)

1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件部分

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、通信控制設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。

計(jì)算機(jī)是信息處理設(shè)備，屬于資源子網(wǎng)的范疇。通信控制設(shè)備(或稱通信設(shè)備)是信息傳遞的設(shè)備。通信設(shè)備構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的通信子網(wǎng)，是專門用來完成通信任務(wù)的。

網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備屬于通信子網(wǎng)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的連接，主要包括路由器、局域網(wǎng)中的交換機(jī)、網(wǎng)橋、集線器以及網(wǎng)絡(luò)連線等。

2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件部分

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件主要包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件等。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)的管理，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件完成網(wǎng)絡(luò)的具體應(yīng)用，它們都屬于資源子網(wǎng)的范疇；網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議完成網(wǎng)絡(luò)的通信控制功能，屬于通信子網(wǎng)的范疇。

1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能及分類

1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能及分類一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要的，也是最基本的功能可歸納為以下三點(diǎn)。

1.資源共享資源共享是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能之一。

2.數(shù)據(jù)通信

數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)基本功能。

3.分布式處理

多個(gè)單位或部門位于不同地理位置的多臺(tái)計(jì)算機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，協(xié)同完成大型的數(shù)據(jù)計(jì)算或數(shù)據(jù)處理問題的這一復(fù)雜過程，稱為分布式處理。

二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以按照不同的方法進(jìn)行分類。

1.按網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進(jìn)行分類

在通信技術(shù)中，通信信道的類型有廣播信道與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信信道兩類。網(wǎng)絡(luò)要通過通信信道完成數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，所采用的傳輸技術(shù)也只可能是廣播方式與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式。因此，相應(yīng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為廣播式網(wǎng)絡(luò)與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)。

(1)廣播式網(wǎng)絡(luò)。在廣播式網(wǎng)絡(luò)中，所有聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)都共享一個(gè)公共通信信道。

(2)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)。與廣播式網(wǎng)絡(luò)相反，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)中每條物理線路只能連接一對(duì)計(jì)算機(jī)。

2.按網(wǎng)絡(luò)分布范圍進(jìn)行分類

1)局域網(wǎng)

局域網(wǎng)(LAN，LocalAreaNetwork)用于將有限范圍內(nèi)(如一個(gè)實(shí)驗(yàn)室、一幢大樓、一個(gè)校園)的各種計(jì)算機(jī)、終端與外部設(shè)備互聯(lián)成網(wǎng)。局域網(wǎng)按采用的技術(shù)可分為共享局域網(wǎng)和交換式局域網(wǎng)；按傳輸介質(zhì)可分為有線網(wǎng)和無線網(wǎng)；按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為總線型、星型和環(huán)型。

局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)如下。

(1)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍較小，一般為幾十米到幾十千米。

(2)傳輸速率高，目前已達(dá)到10Gb/s。

(3)誤碼率低。

(4)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型、星型和環(huán)型等。

(5)局域網(wǎng)通常歸屬于一個(gè)單一的組織管理。

2)城域網(wǎng)

城域網(wǎng)(MAN，MetropolitanAreaNetwork)是一種大型的LAN。它的覆蓋范圍介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，一般是在一個(gè)城市范圍內(nèi)組建的網(wǎng)絡(luò)。城域網(wǎng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是要滿足幾十千米范圍內(nèi)大量企業(yè)、機(jī)關(guān)、公司的多個(gè)局域網(wǎng)互聯(lián)的需求，以實(shí)現(xiàn)大量用戶之間的數(shù)據(jù)、語音、圖像與視頻等多種信息的傳輸功能。

3)廣域網(wǎng)

廣域網(wǎng)(WAN，WideAreaNetwork)是在一個(gè)廣闊的地理區(qū)域內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻等信息傳送的通信網(wǎng)，地理范圍比較大，一般在幾十千米以上。

廣域網(wǎng)的主要特點(diǎn)如下。

(1)覆蓋的地理范圍大。

(2)廣域網(wǎng)通過公用通信網(wǎng)進(jìn)行連接。

(3)傳輸速率一般在64kb/s～2Mb/s或?yàn)?5Mb/s。

LAN、MAN和WAN的比較如表1.2所示。

3.按傳輸介質(zhì)進(jìn)行分類

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)不同，可以將網(wǎng)絡(luò)分為有線網(wǎng)和無線網(wǎng)。有線網(wǎng)根據(jù)線路的不同又分為同軸電纜網(wǎng)、雙絞線網(wǎng)、光纖網(wǎng)和最新的全光網(wǎng)絡(luò)；無線網(wǎng)則是指衛(wèi)星無線網(wǎng)和使用其他無線通信設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)。

1)有線介質(zhì)

(1)同軸電纜。

同軸電纜由兩個(gè)導(dǎo)體組成：一個(gè)空心圓柱形導(dǎo)體(網(wǎng)狀)圍裹著一個(gè)實(shí)心導(dǎo)體。內(nèi)部導(dǎo)體可以是單股的實(shí)心導(dǎo)線，也可以是多股導(dǎo)線；外部導(dǎo)體可以是金屬箔，也可以是編織的網(wǎng)狀線。其結(jié)構(gòu)如圖1.10所示。圖1.10同軸電纜結(jié)構(gòu)圖

(2)雙絞線。

雙絞線是由兩根相互絕緣的銅導(dǎo)線按照一定的標(biāo)準(zhǔn)互相纏繞在一起而成的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)。

把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定規(guī)格互相絞在一起，可降低信號(hào)干擾的程度，因?yàn)槊恳桓鶎?dǎo)線在傳輸中輻射的電波會(huì)被另一根線上發(fā)出的電波抵消。如圖1.11所示，8條線兩兩相絞，因而得名雙絞線。圖1.11雙絞線示意圖

雙絞線按是否進(jìn)行屏蔽劃分為屏蔽雙絞線(STP，ShieldedTwisted-Pair)和非屏蔽雙絞線(UTP，UnshieldedTwisted-Pair)，其示意圖分別如圖1.12、圖1.13所示。圖1.12屏蔽雙絞線(STP)圖1.13非屏蔽雙絞線(UTP)

(3)光纖。

光纖和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。光纖中心是用于光傳播的玻璃芯；芯外面包圍著一層折射率比較低的玻璃封套，以使光纖保持在芯內(nèi)；再外面是一層薄的塑料外套，用來保護(hù)封套。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護(hù)。纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，質(zhì)地脆，易斷裂，因此需要外加保護(hù)層。其結(jié)構(gòu)如圖1.14所示。圖1.14光纖結(jié)構(gòu)

光纖按照模數(shù)分為單模光纖(SMF，SingleModeFibre)和多模光纖(MMF，MultiModeFibre)。單模光纖中光的傳輸如圖1.15所示，多模光纖中光的傳輸如圖1.16所示。圖1.15單模光纖圖1.16多模光纖

2)無線介質(zhì)

(1)地面微波。其特點(diǎn)包括：

●通過地面站之間接力傳送。

●接力站之間距離為50～100km。

●速率為每信道45Mb/s。

地面微波示意圖見圖1.17。圖1.17地面微波

(2)地球同步衛(wèi)星。其特點(diǎn)包括：

●與地面站相對(duì)位置固定。

●使用3顆衛(wèi)星即可覆蓋全球。

●傳輸延遲時(shí)間長(zhǎng)(約為270ms)。

●廣播式傳輸。

地球同步衛(wèi)星示意圖見圖1.18。圖1.18地球同步衛(wèi)星

4.按協(xié)議進(jìn)行分類

按照協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類是一種常用的方法，多用在局域網(wǎng)中。分類所依照的協(xié)議一般是指網(wǎng)絡(luò)所使用的底層協(xié)議。例如，在局域網(wǎng)中主要有兩種協(xié)議，一種是以太網(wǎng)協(xié)議，另一種是令牌環(huán)網(wǎng)協(xié)議。

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和通信鏈路所組成的幾何形狀，也可以描述為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及它們之間的互聯(lián)布局或關(guān)系。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本上可以分成兩大類，一類是無規(guī)則的拓?fù)?，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呈網(wǎng)狀圖形，一般廣域網(wǎng)采用這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，稱為網(wǎng)狀網(wǎng)；還有一類是有規(guī)則的拓?fù)?，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的圖形一般是有規(guī)則的、對(duì)稱的，局域網(wǎng)多采用這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

一、總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用單一的通信線路(總線)作為公共的傳輸通道，所有的節(jié)點(diǎn)都通過相應(yīng)的接口直接連接到總線上，并通過總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)總線結(jié)構(gòu)而言，其通信網(wǎng)絡(luò)中只有傳輸媒體，沒有交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所有網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)都通過介質(zhì)直接與傳輸媒體相連，如圖1.19所示。１

總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)如下。

(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)展和安裝，費(fèi)用低。

(2)共享能力強(qiáng)，便于廣播式傳輸。

(3)網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快，但負(fù)荷重時(shí)性能會(huì)迅速下降。

(4)網(wǎng)絡(luò)效率和帶寬利用率低。

(5)采用分布控制方式，各節(jié)點(diǎn)通過總線直接通信。

(6)各工作節(jié)點(diǎn)平等，都有權(quán)爭(zhēng)用總線，不受某節(jié)點(diǎn)制裁。

二、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過環(huán)節(jié)點(diǎn)連在一條首尾相接的閉合環(huán)狀通信線路中。環(huán)節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接成一個(gè)封閉的環(huán)，每個(gè)環(huán)節(jié)點(diǎn)都有兩條鏈路與其他環(huán)節(jié)點(diǎn)相連，如圖1.20所示。圖1.20環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)如下。

(1)各工作站間無主從關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

(2)信息流在網(wǎng)絡(luò)中沿環(huán)單向傳遞，延遲固定，實(shí)時(shí)性較好。

(3)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間僅有唯一的路徑，簡(jiǎn)化了路徑選擇。

(4)可靠性差，任何線路或節(jié)點(diǎn)的故障，都有可能引起全網(wǎng)故障，且故障檢測(cè)困難。

(5)可擴(kuò)充性差。

三、星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都由一條點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路與中心節(jié)點(diǎn)相連，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信都必須通過中心節(jié)點(diǎn)，如圖1.21所示。圖1.21星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

星型結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)如下。

(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易擴(kuò)展、升級(jí)，便于管理和維護(hù)。

(2)容易實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化布線。通信線路專用，電纜成本高。

(3)中心節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)重，易成為信息傳輸?shù)钠款i。

(4)星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)由中心節(jié)點(diǎn)控制與管理，中心節(jié)點(diǎn)的可靠性基本上決定了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，中心節(jié)點(diǎn)一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓。

四、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由總線型和星型演變而來的。它有兩種類型：一種是由總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)派生出來的，它由多條總線連接而成，不構(gòu)成閉合環(huán)路而是形成分支；另一種是星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，各節(jié)點(diǎn)按一定的層次連接起來，信息交換主要在上、下節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行。在樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，頂端有一個(gè)根節(jié)點(diǎn)，它帶有分支，每個(gè)分支還可以有子分支，其幾何形狀像一棵倒置的樹或橫置的樹，故得名樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1.22所示。圖1.22樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

五、網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又稱完整結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與通信線路互連成不規(guī)則的形狀，節(jié)點(diǎn)之間沒有固定的連接形式，一般每個(gè)節(jié)點(diǎn)至少與其他兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)至少有兩條鏈路連接到其他節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)可以選擇多條路由，如圖1.23所示。圖1.23網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)間的通路比較多，當(dāng)某一條線路出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)據(jù)分組可以尋找其他線路迂回，最終到達(dá)目的地，所以該網(wǎng)絡(luò)具有很高的可靠性。但該網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建網(wǎng)費(fèi)用較高，管理也復(fù)雜。因此，一般只在大型網(wǎng)絡(luò)中采用這種結(jié)構(gòu)。有時(shí)，園區(qū)網(wǎng)的主干網(wǎng)也會(huì)采用節(jié)點(diǎn)較少的網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。我國(guó)教育科研示范網(wǎng)CERNET的主干網(wǎng)和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)Internet的主干網(wǎng)都采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其中，CERNET主干網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1.24所示。圖1.24CERNET主干網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

一、辦公自動(dòng)化辦公自動(dòng)化是指利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，盡可能充分地利用信息資源，提高生產(chǎn)、工作效率和質(zhì)量，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。一般來說，一個(gè)較完整的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括信息采集、信息加工、信息傳輸、信息保存四個(gè)環(huán)節(jié)。

辦公自動(dòng)化一般可分為三個(gè)層次，即事務(wù)層、管理層和決策層。事務(wù)層為基礎(chǔ)型，包括文字處理、個(gè)人日程管理、行文管理、郵件處理、人事管理、資源管理、其他有關(guān)機(jī)關(guān)行政事務(wù)處理等。管理層為中間層，包含了事務(wù)層。管理層系統(tǒng)是支持各種辦公事務(wù)處理活動(dòng)的辦公系統(tǒng)與支持管理控制活動(dòng)的管理信息系統(tǒng)相結(jié)合的辦公系統(tǒng)。決策層為最高層，它以事務(wù)層和管理層辦公系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，同時(shí)又以自帶的決策模型為支持。決策層辦公系統(tǒng)是上述系統(tǒng)的再結(jié)合，是具有決策或輔助決策功能的最高級(jí)系統(tǒng)。

二、電子數(shù)據(jù)交換(EDI，ElectronicDataInterchange)

電子數(shù)據(jù)交換是一種利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行商務(wù)處理的新方法。

電子數(shù)據(jù)交換不是指用戶之間簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)交換，而是指發(fā)送方按照國(guó)