計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)-深圳大學(xué)計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院

1、1-1,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義和功能1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展1.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類,1-2,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義和功能 嚴(yán)格地說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一種將地理上分散的、具有獨(dú)立工作能力的多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過通信設(shè)備和通信線路連接起來，在配有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信軟件條件下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享

2、的系統(tǒng)。 另一個(gè)概念是分布式系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但它是一種建立在網(wǎng)絡(luò)之上的軟件系統(tǒng)。作為分布式系統(tǒng)的用戶，所面對(duì)的是單一的虛擬的處理機(jī)，覺察不到多個(gè)處理器的存在。所有對(duì)系統(tǒng)資源的訪問都由分布式系統(tǒng)自動(dòng)地完成，用戶提交的任務(wù)，通過分布式系統(tǒng)自動(dòng)劃分子任務(wù)分配給不同的處理器處理。,1-3,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義和功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能：1. 數(shù)據(jù)通信2.

3、 資源共享3. 增加可靠性4. 提高系統(tǒng)處理能力,1-4,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1. 2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)=計(jì)算機(jī)技術(shù)+通信技術(shù)。 第一，通信網(wǎng)絡(luò)為計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳遞和交換提供了必要的手段，它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的社會(huì)基礎(chǔ)； 第二，計(jì)算機(jī)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。這兩個(gè)方面的結(jié)合都離不開半導(dǎo)體技術(shù)，特別是超大規(guī)模集成電路VLSI技術(shù)取得的輝

4、煌成就，這是促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。,1-5,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1. 2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展1. 面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng),1-6,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1. 2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展1. 面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng),1-7,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1. 2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展2. 基于交換的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 以分組交換為核心的第二代通信網(wǎng)絡(luò)中，多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過通信子網(wǎng)構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，既分

5、散又統(tǒng)一，從而使整個(gè)系統(tǒng)性能大大提高；原來單一主機(jī)的負(fù)載可以分散到全網(wǎng)的各個(gè)機(jī)器上，使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快；而且在這種系統(tǒng)中，單機(jī)故障也不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的全面癱瘓。,1-8,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1. 2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展2. 基于交換的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng),1-9,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1. 2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展3. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成 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

6、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，提出了層次模型思想。分層次設(shè)計(jì)方法可以將龐大而復(fù)雜的物體轉(zhuǎn)化為若干較小且易于處理的子問題。 有了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，使得一個(gè)公司所生產(chǎn)的各種機(jī)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以非常容易地被連接起來，這種情況顯然有利于一個(gè)公司壟斷自己的產(chǎn)品。用戶一旦購(gòu)買了某個(gè)公司的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)需要擴(kuò)展時(shí)，就只能再購(gòu)買原公司的產(chǎn)品。如果想購(gòu)買了其他公司的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，由于各個(gè)公司的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)各不相同，所以不同公司之間的網(wǎng)

7、絡(luò)不能互連互通。,1-10,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1. 2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展3. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成 為了使不同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都能互連，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO成立了專門機(jī)構(gòu)研究該問題。提出了一個(gè)使各種計(jì)算機(jī)能夠互連的標(biāo)準(zhǔn)框架，即開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM，它將網(wǎng)絡(luò)劃分為七層，并規(guī)定了每層的功能。 它的“開放”思想是：只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方并也遵循這同一

8、標(biāo)準(zhǔn)的任何其他系統(tǒng)進(jìn)行通信，OSI/RM參考模型的提出，意味著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到了第三代。 OSI參考模型使網(wǎng)絡(luò)發(fā)展道路走向標(biāo)準(zhǔn)化，而網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化的最大體現(xiàn)就是Internet的飛速發(fā)展，現(xiàn)在Internet已成為全球最大的商用計(jì)算機(jī)互連網(wǎng)。它遵循TCP/IP參考模型，由于TCP/IP仍然使用分層結(jié)構(gòu)思想，因此Internet仍屬于第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。,1-11,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1. 2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展4.

9、局域網(wǎng)的形成 由于微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用普及，人們迫切需要將眾多的微機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)就是在一個(gè)有限區(qū)域范圍內(nèi)將眾多微型計(jì)算機(jī)連接在一起實(shí)現(xiàn)信息交換和信息共享。 作為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要分支，局域網(wǎng)連網(wǎng)簡(jiǎn)單，只要在微型計(jì)算機(jī)中插入一個(gè)接口板就能實(shí)現(xiàn)連網(wǎng)。由于局域網(wǎng)價(jià)格便宜，傳輸速率高，使用方便，因此局域網(wǎng)在20世紀(jì)80年代開始得到了快速發(fā)展，特別是微機(jī)的大量推廣和普及，對(duì)局域網(wǎng)的應(yīng)用起到了很大的推動(dòng)作用，對(duì)當(dāng)今計(jì)算

10、機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。,1-12,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1. 2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展5. Internet時(shí)代的到來 進(jìn)入20世紀(jì)80年代末期以來，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最引人注目的就是Internet的飛速發(fā)展。Internet的原意就是互連網(wǎng)，全國(guó)自然科學(xué)名詞審定委員會(huì)推薦的譯名是“因特網(wǎng)”。 Internet已發(fā)展成為世界上最大的國(guó)際性計(jì)算機(jī)互連網(wǎng)。Internet對(duì)世界的沖擊之大，影響之深是

11、人們所未能預(yù)料的，這就使得20世紀(jì)90年代成為Internet時(shí)代。,1-13,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1. 2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展6. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的前景 從技術(shù)的發(fā)展看，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要因素是微電子技術(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)等。微電子技術(shù)用于通信，發(fā)展了數(shù)字電話、ISDN、數(shù)字移動(dòng)電話、寬帶ISDN以及異步傳輸模式ATM等。光通信技術(shù)的發(fā)展提高了傳送速度和性能，預(yù)計(jì)到2010年傳輸速率

12、可達(dá)到每秒100千兆位，傳輸性能達(dá)到50Mbpskm。 從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身的發(fā)展來看，主要是改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、傳輸技術(shù)、交換技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)管理，從而提高性能、增加服務(wù)、減低成本、滿足用戶的需要。已經(jīng)定義的同步光纖網(wǎng)SONET標(biāo)準(zhǔn)，速率分別達(dá)到155Mbps、622Mbps和2.5Gbps的系統(tǒng)已經(jīng)推出，異步傳輸模式ATM已進(jìn)入實(shí)用階段，并開始用于寬帶ISDN和多媒體通信等高速網(wǎng)絡(luò)。 高速網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用開發(fā)主要是圖象、多媒體、實(shí)時(shí)

13、系統(tǒng)和分布計(jì)算。 由此可見，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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發(fā)展。,1-14,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與體系結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系是把網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件看作是一個(gè)整體，它們是分層次的，符合協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的。網(wǎng)絡(luò)的低層是硬件，而軟件處在網(wǎng)絡(luò)的高層。1.3.1 分層次的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 什么是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議? 要想使兩臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使它們采用統(tǒng)一的信

14、息交換規(guī)則。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，把用于規(guī)定信息格式以及如何發(fā)送和接收信息的一套規(guī)則（標(biāo)準(zhǔn)、約定）稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（或稱通信協(xié)議）。 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，就必須遵守一些事先約定好的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。,1-15,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與體系結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系是把網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件看作是一個(gè)整體，它們是分層次的，符合協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的。網(wǎng)絡(luò)的低層是硬件，而軟件處在網(wǎng)絡(luò)的高層。1.3.1 分層次的網(wǎng)

15、絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由以下三個(gè)要素組成： 語法：即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)、格式和編碼。 語義：即需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種應(yīng)答。 同步：即事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。 由此可見，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不可缺少的組成部分。,1-16,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.1 分層次的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)什么是協(xié)議分層？ 為了減少網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，協(xié)議的設(shè)

16、計(jì)者并不是設(shè)計(jì)一個(gè)單一、巨大的協(xié)議來為所有形式的通信規(guī)定完整的細(xì)節(jié)，而是采用把復(fù)雜的通信問題按一定層次被劃分為許多相對(duì)獨(dú)立的子功能，然后為每一個(gè)子功能設(shè)計(jì)一個(gè)單獨(dú)的協(xié)議，即每層對(duì)應(yīng)一個(gè)協(xié)議，這樣做使得每個(gè)協(xié)議的設(shè)計(jì)、分析、編碼和測(cè)試變得簡(jiǎn)單易行，這是協(xié)議分層的根本目的。 從層次角度看，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就是按照分層次的方式來組織和實(shí)現(xiàn)的。 狹義地說，協(xié)議分層就是按照信息的流動(dòng)過程將網(wǎng)絡(luò)的整體功能分解為一個(gè)個(gè)的功能層，每

17、各功能層用對(duì)應(yīng)的協(xié)議規(guī)定其功能，不同機(jī)器上的同等功能層之間采用相同的協(xié)議，同一機(jī)器上的相鄰功能層之間通過接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。,1-17,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.1 分層次的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),1-18,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.1 分層次的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 什么是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)？ 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中分層模型和各層協(xié)議的集合。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的描述必須包括足夠的信息，以方便為每一功能層進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)或編寫程序，并使之

18、符合相關(guān)協(xié)議。值得注意的是，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)不屬于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，因?yàn)樗鼈冸[含在機(jī)器內(nèi)部，對(duì)外部來說是不可見的。 總之，體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)則是具體的。,1-19,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.1 分層次的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（1）物理層 主要任務(wù)是透明地傳送比特流。物理層關(guān)心的問題是：使用什么樣的物理信號(hào)來表示數(shù)據(jù)“0”和“1”和持續(xù)時(shí)間多長(zhǎng)；數(shù)據(jù)傳輸是否可同時(shí)在兩個(gè)方向上進(jìn)行；最初的連接如何建立和完成通

19、信后連接如何終止；物理接口的功能等。 該層還規(guī)定設(shè)計(jì)物理層接口的機(jī)械、電氣、功能和過程特性。（2）數(shù)據(jù)鏈路層 主要任務(wù)是在兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間的線路上無差錯(cuò)地傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，若接收結(jié)點(diǎn)檢測(cè)到所收到的數(shù)據(jù)中有差錯(cuò)，就要通知發(fā)方重發(fā)這一幀，直到這一幀正確無誤地到達(dá)接收結(jié)點(diǎn)為止。在每一幀所包括的控制信息中，有同步信息、地址信息、差錯(cuò)控制，以及流量控制信息等。,1-20,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.

20、1 分層次的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（3）網(wǎng)絡(luò)層 主要任務(wù)是完成主機(jī)間報(bào)文傳輸，選擇合適的路由，使發(fā)送方報(bào)文能夠正確無誤地按照地址找到目的站，并交付給目的站。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)的傳送單位是分組，將發(fā)送方主機(jī)送來的報(bào)文分割成若干個(gè)分組。如果網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)過多的報(bào)文，可能形成擁塞，因此網(wǎng)絡(luò)層還要避免擁塞。（4）傳輸層 主要任務(wù)是根據(jù)通信網(wǎng)的特性最佳地利用網(wǎng)絡(luò)資源，并以可靠和經(jīng)濟(jì)的方式為兩端主機(jī)進(jìn)程之間建立一條傳輸連接，以透明地傳送報(bào)文。

21、或者說，傳輸層為進(jìn)行通信的兩個(gè)進(jìn)程之間提供一個(gè)可靠的端到端的服務(wù)，使它們看不見傳輸層以下的數(shù)據(jù)通信的細(xì)節(jié)。,1-21,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.1 分層次的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（5）應(yīng)用層 主要任務(wù)是確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶的需要。它不僅要提供應(yīng)用進(jìn)程所需要的信息交換和遠(yuǎn)地操作，而且還要作為互相作用的應(yīng)用進(jìn)程的用戶代理來完成一些為進(jìn)行語義上有意義的信息交換所必須的功能。 應(yīng)用層直接為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供服

22、務(wù)。需要注意的是，應(yīng)用層協(xié)議并不是解決用戶各種具體應(yīng)用的協(xié)議。,1-22,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.1 分層次的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),1-23,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.2 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與實(shí)體 服務(wù)(Service)就是網(wǎng)絡(luò)中的各層向其相鄰上層提供一組操作，是相鄰兩層之間的界面。下層是服務(wù)提供者，上層是服務(wù)用戶，而服務(wù)的表現(xiàn)是原語(如庫(kù)函數(shù)或系統(tǒng)調(diào)用)。 實(shí)體(entity)表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟

23、件對(duì)象，每層至少存在一個(gè)實(shí)體，在不同主機(jī)上同一層內(nèi)的實(shí)體稱為對(duì)等實(shí)體，N層實(shí)體實(shí)現(xiàn)的服務(wù)為N+1層所利用，而N層則要利用N-1層所提供的服務(wù)。 協(xié)議和服務(wù)是兩個(gè)截然不同的概念。 第一，協(xié)議的實(shí)現(xiàn)保證了能夠向上一層提供服務(wù)。本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議，下面的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶是透明的。 第二，協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則。但服務(wù)是“垂直的’，即服務(wù)是由

24、下層向上層通過層間接口提供的。,1-24,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.2 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與實(shí)體 什么是服務(wù)原語？ 上層使用下層所提供的服務(wù)必須通過與下層交換命令，這些命令稱為服務(wù)原語。 在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交互的地方，通常稱為服務(wù)訪問點(diǎn)SAP。SAP是一個(gè)抽象的概念，它實(shí)際上是一個(gè)邏輯接口。 層與層之間交換數(shù)據(jù)的單位稱為服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU，它可以與PDU不一樣。多

25、個(gè)SDU合成為一個(gè)PDU，也可以是一個(gè)SDU劃分為幾個(gè)PDU。,1-25,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.2 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與實(shí)體,1-26,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.2 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與實(shí)體 從通信角度看，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可分為兩大類：面向連接的服務(wù)和無連接的服務(wù)。 連接服務(wù)，就是兩個(gè)實(shí)體在數(shù)據(jù)交換之前，必須先建立連接。當(dāng)數(shù)據(jù)交換結(jié)束后，則應(yīng)終止這個(gè)連接。它具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和

26、連接釋放這三個(gè)階段。在傳送數(shù)據(jù)時(shí)是按序傳送的，各數(shù)據(jù)包不需要攜帶目的地址，而是使用連接號(hào)。面向連接服務(wù)比較適合于在一定期間內(nèi)要向同一目的地發(fā)送許多報(bào)文的情況。這種服務(wù)可以看作是電話系統(tǒng)服務(wù)模式的抽象。,1-27,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.2 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與實(shí)體 無連接服務(wù)，就是兩個(gè)實(shí)體之間的通信事先不需要建立連接，因此每個(gè)報(bào)文要帶有完整的目的地址，每個(gè)報(bào)文在系統(tǒng)中獨(dú)立傳送。這種服務(wù)可以看作是郵政系統(tǒng)服務(wù)模式

27、的抽象。 在無連接服務(wù)模式下，不能保證報(bào)文到達(dá)的先后順序，原因是不同的報(bào)文可能經(jīng)不同的路徑到達(dá)目的地，所以先發(fā)的報(bào)文不一定先到。無連接服務(wù)也不對(duì)出錯(cuò)報(bào)文進(jìn)行恢復(fù)或重傳，不能防止報(bào)文的丟失、重復(fù)或失序。換句話說，它不保證報(bào)文傳輸?shù)目煽啃?，因此這種無連接服務(wù)只適合于傳送少量零星的報(bào)文。,1-28,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.3 服務(wù)原語 “服務(wù)”在形式上是用一組原語來描述的，這些原語供用戶和其它實(shí)體訪問該服務(wù)，或者

28、向用戶實(shí)體報(bào)告某事件的發(fā)生。,1-29,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.3 服務(wù)原語（l） 連接請(qǐng)求：服務(wù)用戶請(qǐng)求建立一個(gè)連接。（2） 連接指示：服務(wù)提供者向被呼叫方示意有人請(qǐng)求建立連接。（3） 連接響應(yīng)：被呼叫方用來表示接受建立連接的請(qǐng)求。（4） 連接確認(rèn)：服務(wù)提供者通知呼叫方建立連接的請(qǐng)求已被接受。（5） 數(shù)據(jù)請(qǐng)求：請(qǐng)求服務(wù)提供者把數(shù)據(jù)傳給對(duì)方。（6） 數(shù)據(jù)指示：表示數(shù)據(jù)到達(dá)。（7） 斷連請(qǐng)求：請(qǐng)求釋放連接。（8

29、） 斷連指示：釋放連接請(qǐng)求到達(dá)對(duì)等端。,1-30,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.3 服務(wù)原語（l） 連接請(qǐng)求：服務(wù)用戶請(qǐng)求建立一個(gè)連接。（2） 連接指示：服務(wù)提供者向被呼叫方示意有人請(qǐng)求建立連接。（3） 連接響應(yīng)：被呼叫方用來表示接受建立連接的請(qǐng)求。（4） 連接確認(rèn)：服務(wù)提供者通知呼叫方建立連接的請(qǐng)求已被接受。（5） 數(shù)據(jù)請(qǐng)求：請(qǐng)求服務(wù)提供者把數(shù)據(jù)傳給對(duì)方。（6） 數(shù)據(jù)指示：表示數(shù)據(jù)到達(dá)。（7） 斷連請(qǐng)求：請(qǐng)求釋放連

30、接。（8） 斷連指示：釋放連接請(qǐng)求到達(dá)對(duì)等端。,1-31,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.3 服務(wù)原語,1-32,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.4 ISO-OSI的體系結(jié)構(gòu) OSI參考模型采用了7個(gè)層次的體系結(jié)構(gòu)，將前面所講的原理性體系結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用層再劃分為三個(gè)層次。這三個(gè)層次從上到下的名稱是：應(yīng)用層、表示層和會(huì)話層。 會(huì)話層不參與具體的數(shù)據(jù)傳輸，但它卻對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行管理。它在兩個(gè)互相通信的進(jìn)程之間建立、

31、組織和協(xié)調(diào)其交互。 表示層主要解決用戶信息的語法表示，將欲交換的數(shù)據(jù)從適合于某一用戶的抽象語法，變換為適合于OSI系統(tǒng)內(nèi)部使用的傳送語法。 應(yīng)用層對(duì)應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)行了抽象，它只保留應(yīng)用進(jìn)程中與進(jìn)程間交互有關(guān)的那些部分。經(jīng)過抽象后的應(yīng)用進(jìn)程就成為OSI應(yīng)用層中的應(yīng)用實(shí)體。OSI的應(yīng)用層并不是要把各種應(yīng)用進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。而僅僅對(duì)一些應(yīng)用進(jìn)程經(jīng)常使用的功能進(jìn)行描述，以及實(shí)現(xiàn)這些功能所要使用的協(xié)議。,1-33,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

32、概述,1.3.4 ISO-OSI的體系結(jié)構(gòu),1-34,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.5 TCP/IP的體系結(jié)構(gòu) TCP/IP最初是為ARPANET網(wǎng)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，主要由兩個(gè)重要協(xié)議即TCP協(xié)議和IP協(xié)議而得名，實(shí)際上，TCP/IP體系包含了大量的協(xié)議和應(yīng)用，它是由大量協(xié)議組成的集合，簡(jiǎn)稱為TCP/IP協(xié)議集。 雖然TCP/IP不是ISO倡導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)，但它有廣泛的商業(yè)應(yīng)用，因此TCP/IP是一種事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。

33、由于Interner已經(jīng)得到了全世界的承認(rèn)，因而Internet所使用的TCP/IP體系在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中就占有特殊重要的地位。 TCP/IP協(xié)議體系分為四個(gè)層次。由于TCP/IP協(xié)議集中沒有考慮具體的物理傳輸介質(zhì)，因此在TCP/IP的標(biāo)準(zhǔn)中并沒有對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層做出規(guī)定，而只是將最低的一層取名為網(wǎng)絡(luò)接口層，只是規(guī)定了與物理網(wǎng)絡(luò)的接口。這樣，如果不考慮網(wǎng)絡(luò)接口層，那么TCP/IP體系實(shí)際上就只有三個(gè)層次：應(yīng)用層、傳輸控制層

34、和網(wǎng)絡(luò)互連層。,1-35,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.5 TCP/IP的體系結(jié)構(gòu) 應(yīng)用層有許多著名協(xié)議，如遠(yuǎn)程登錄協(xié)議TELNET，文件傳送協(xié)議FTP，簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議SMTP等。 傳輸層使用兩種不同的協(xié)議。一種是面向連接的傳輸控制協(xié)議TCP；另一種是無連接的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP。傳輸層傳送的數(shù)據(jù)單位是報(bào)文或數(shù)據(jù)流。 網(wǎng)絡(luò)互連層主要協(xié)議就是無連接的網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議IP。該層傳送的數(shù)據(jù)

35、單位是分組。 與IP協(xié)議配合使用的還有三個(gè)協(xié)議： Internet控制報(bào)文協(xié)議ICMP、地址解析協(xié)議ARP和逆地址解析協(xié)議 RARP。,1-36,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.3.5 TCP/IP的體系結(jié)構(gòu) TCP/IP與OSI不同之處：（l）TCP/IP一開始就考慮到多種異構(gòu)網(wǎng)的互連問題，并將網(wǎng)際協(xié)議IP作為TCP/IP的重要組成部分。但I(xiàn)SO和CCITT最初只考慮到使用一種標(biāo)準(zhǔn)的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)將各種不同的系統(tǒng)互連在一起

36、。后來，ISO認(rèn)識(shí)到了網(wǎng)際協(xié)議IP的重要性，然而已經(jīng)來不及了，只好在網(wǎng)絡(luò)層中劃分出一個(gè)子層來完成類似TCP/IP中IP的作用。（2）TCP/IP一開始就對(duì)面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)并重，而OSI在開始時(shí)只強(qiáng)調(diào)面向連接服務(wù)。后來OSI才開始制定無連接服務(wù)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。無連接服務(wù)的數(shù)據(jù)報(bào)對(duì)于互連網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳送以及分組話音通信都是十分方便的。（3）TCP/IP有較好的網(wǎng)絡(luò)管理功能，而OSI到后來才開始考慮這個(gè)問題。,1-37,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)

37、絡(luò)概述,1.3.5 TCP/IP的體系結(jié)構(gòu) TCP/IP不足之處：TCP/IP的模型對(duì)“服務(wù)”、“協(xié)議”和“接口”等概念并沒有很清楚地區(qū)分開。因此在使用一些新的技術(shù)來設(shè)計(jì)新的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，采用這種模型就可能會(huì)遇到一些麻煩。另外，TCP/IP模型的通用性較差，很難用它來描述其他種類的協(xié)議棧。還有，TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口層嚴(yán)格來說并不是一個(gè)層次而僅僅是一個(gè)接口，而在這下面的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層則根本沒有。但實(shí)際上這兩個(gè)層次還是很重要的。

38、 雖然OSI在一開始是由ISO來制訂，但后來的許多標(biāo)準(zhǔn)都是ISO與CCITT聯(lián)合制訂的。從歷史上來看，CCITT原來是從通信的角度考慮一些標(biāo)準(zhǔn)的制定，而ISO則關(guān)心信息的處理。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通信與信息處理的界限變得比較模糊了。于是，通信與信息處理就都成為CCITT與ISO所共同關(guān)心的領(lǐng)域。,1-38,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成1.4.1 通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng) 從概念上講，計(jì)算機(jī)網(wǎng)

39、絡(luò)=通信子網(wǎng)+資源子網(wǎng)。 通信子網(wǎng)：負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)通信，覆蓋的地理范圍可能只是很小的局部區(qū)域，甚至就在一幢大樓內(nèi)或一間房間內(nèi)；也可能是遠(yuǎn)程的，甚至跨越國(guó)界，直至洲際或全球。通信子網(wǎng)中除了包括傳輸信息的物理介質(zhì)外，還包括中繼器、交換機(jī)、路由器等各種通信設(shè)備。信息在通信子網(wǎng)中的傳輸方式可以從源出發(fā)經(jīng)過若干中間設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)或交換才最終到達(dá)目的地。 資源子網(wǎng)：通過通信子網(wǎng)互連在一起的計(jì)算機(jī)則負(fù)責(zé)運(yùn)行對(duì)信息進(jìn)行處理的應(yīng)用

40、程序，它們是網(wǎng)絡(luò)中信息流動(dòng)的源與宿，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供可共享的硬件、軟件和信息資源。,1-39,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.4.2 因特網(wǎng)（Internet） Internet并不是一個(gè)單一的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而是由許多網(wǎng)絡(luò)互連在一起的一個(gè)網(wǎng)際網(wǎng)。Internet的運(yùn)行和使用為全球信息基礎(chǔ)設(shè)施（即全球信息高速公路）的建立奠定了基礎(chǔ)。許多計(jì)算機(jī)正是通過因特網(wǎng)而和全球范圍內(nèi)的其他計(jì)算機(jī)互連的。 在美國(guó)政府宣布其國(guó)家信息基礎(chǔ)

41、設(shè)施NII計(jì)劃，俗稱信息高速公路。又有人提出全球信息高速公路計(jì)劃，1995年召開的Internet年會(huì)的主題就是向全球信息高速公路進(jìn)軍。,1-40,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.4.3 常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)適配器：又稱網(wǎng)絡(luò)接口控制器、網(wǎng)絡(luò)接口卡，簡(jiǎn)稱網(wǎng)卡，它插入在計(jì)算機(jī)的總線上，外面通過傳輸介質(zhì)將計(jì)算機(jī)連接到其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上。網(wǎng)絡(luò)適配器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能。 網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器：是網(wǎng)絡(luò)適配器和傳輸介質(zhì)間的接口設(shè)

42、備，它提供信號(hào)電平轉(zhuǎn)換和信號(hào)地的隔離。 網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)轉(zhuǎn)換設(shè)備：是網(wǎng)絡(luò)中不同傳輸介質(zhì)間的轉(zhuǎn)換設(shè)備，如雙絞線和光纖、單模光纖和多模光纖間的轉(zhuǎn)換。多路復(fù)用器：是終端控制器的一種，用于提高通信信道的利用率。 中繼器：通過整形放大接收到的電信號(hào)再傳遞出去，可延伸傳輸介質(zhì)的距離。,1-41,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.4.3 常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 集線器：英文為HUB，可以看成是多端口中繼器（一般的中繼器是雙端口的）。

43、 網(wǎng)橋：是工作在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，可將兩個(gè)局域網(wǎng)互連成一個(gè)邏輯上的局域網(wǎng)。交換機(jī)：交換機(jī)相當(dāng)于一個(gè)多端口網(wǎng)橋，可更明確地稱之為幀交換機(jī)。 路由器：是工作在網(wǎng)絡(luò)層的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)間的互連設(shè)備，它可在網(wǎng)絡(luò)間提供路徑選擇功能。 網(wǎng)關(guān)：可以看成是多個(gè)網(wǎng)絡(luò)間互連設(shè)備的統(tǒng)稱，但一般專指在傳輸層以上實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備。,1-42,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和分類

44、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指獨(dú)立自治、相互連接的計(jì)算機(jī)集合。 獨(dú)立自治意味著每臺(tái)連網(wǎng)的計(jì)算機(jī)是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以獨(dú)立運(yùn)行用戶程序； 相互連接意味著兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間能夠相互交換信息。計(jì)算機(jī)之間的連接是物理的，由硬件實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)連接所使用的介質(zhì)可以是雙絞線。同軸電纜或光纖等有線介質(zhì)；也可以是無線電、激光、大地微波或衛(wèi)星微波等無線介質(zhì)。 計(jì)算機(jī)之間的信息交換具有物理和邏輯上的雙重含義。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最底層（通常為

45、物理層），信息交換體現(xiàn)為直接相連的兩臺(tái)機(jī)器之間無結(jié)構(gòu)的比特流傳輸；而在物理層之上的各層所交換的信息便有了一定的邏輯結(jié)構(gòu)，越往上邏輯結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，也越接近用戶真正需要的形式。信息交換在低層由硬件實(shí)現(xiàn)，而到了高層則由軟件實(shí)現(xiàn)。,1-43,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和分類 按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分有：總線型網(wǎng)、星型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)等。 按交換方式分有：電路交換、報(bào)文交換、分組交換、混合交換。

46、 按使用范圍分有：公用網(wǎng)、專用網(wǎng)。 按網(wǎng)絡(luò)作用范圍的大小，將網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）、廣域網(wǎng)（WAN）和互聯(lián)網(wǎng)。,1-44,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.5.1 局域網(wǎng) 局域網(wǎng)是指范圍在幾百米到十幾公里內(nèi)辦公樓群或校園內(nèi)的計(jì)算機(jī)相互連接所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)被廣泛應(yīng)用于連接校園、工廠以及機(jī)關(guān)的個(gè)人計(jì)算機(jī)或工作站，以利于個(gè)人計(jì)算機(jī)或工作站之間共享資源和數(shù)據(jù)通信。 局域網(wǎng)區(qū)

47、別于其他網(wǎng)絡(luò)主要體現(xiàn)在下面3個(gè)方面：網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的物理范圍；網(wǎng)絡(luò)所使用的傳輸技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 局域網(wǎng)中經(jīng)常使用共享信道，即所有的機(jī)器都接在同一條電線上。傳統(tǒng)局域網(wǎng)具有高數(shù)據(jù)傳輸率（10Mbps或100Mbps）、低延遲和低誤碼率的特點(diǎn)。新型局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)每秒千兆位甚至更高。 局域網(wǎng)有不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，常用的有總線型、星型、環(huán)型等。,1-45,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.5.1 局域網(wǎng),1-46,第一章

48、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.5.2 城域網(wǎng) 城域網(wǎng)所采用的技術(shù)基本上與局域網(wǎng)相類似，只是規(guī)模上要大一些。城域網(wǎng)既可以覆蓋相距不遠(yuǎn)的幾棟辦公樓，也可以覆蓋一個(gè)城市。既可以是專用網(wǎng)，也可以是公用網(wǎng)。城域網(wǎng)既可以支持?jǐn)?shù)據(jù)和話音傳輸，也可以與有線電視相連。 將城域網(wǎng)作為一種網(wǎng)絡(luò)類型的主要原因是其有標(biāo)準(zhǔn)并已推行，該標(biāo)準(zhǔn)的名稱為分布式隊(duì)列雙總線DQDB(IEEE802.6)。 DQDB的工作范圍一般是160km

49、，數(shù)據(jù)傳輸率為44Mbps DQDB采用兩條平行的單向總線，這兩條平行的單向總線貫穿于整個(gè)城市，每個(gè)站點(diǎn)都同時(shí)與這兩條總線相連。其中每條總線都有一個(gè)端接點(diǎn)，各自產(chǎn)生一個(gè)53字節(jié)的信元流。每個(gè)信元都從瑞接點(diǎn)沿著總錢往下傳，當(dāng)它到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，就從總線中消失。,1-47,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.5.2 城域網(wǎng),1-48,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.5.3 廣域網(wǎng) 廣域網(wǎng)通常跨接很大的物理范圍，如一個(gè)行業(yè)、一個(gè)國(guó)

50、家。廣域網(wǎng)包含很多用來運(yùn)行用戶應(yīng)用程序的機(jī)器集合，通常把這些機(jī)器叫做主機(jī)（host）。把這些主機(jī)連接在一起的是通信子網(wǎng)，通信子網(wǎng)的作用是在主機(jī)之間傳送報(bào)文。廣域網(wǎng)通常將網(wǎng)絡(luò)中的純通信部分的子網(wǎng)與應(yīng)用部分的主機(jī)分離開來，廣域網(wǎng)技術(shù)主要涉及通信子網(wǎng)部分。,1-49,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.5.3 廣域網(wǎng) 在廣域網(wǎng)中，通信子網(wǎng)一般都包括兩部份：傳輸信道（包括傳輸設(shè)備）和轉(zhuǎn)接設(shè)備。傳輸信道用于在機(jī)器間傳送數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)接設(shè)備是專用計(jì)

51、算機(jī)，用來連接兩條或多條傳輸線。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)向前發(fā)送。 在ARPANET網(wǎng)中，轉(zhuǎn)接設(shè)備叫做接口信息處理機(jī)IMP。每臺(tái)主機(jī)都至少連著一臺(tái)IMP。所有進(jìn)出該主機(jī)的報(bào)文，都必須經(jīng)過與該主機(jī)相連的IMP。 絕大多數(shù)廣域網(wǎng)包含大量租用線路或?qū)Ｓ镁€路，每一條線路連著一對(duì)IMP。當(dāng)報(bào)文從源結(jié)點(diǎn)經(jīng)過中間IMP發(fā)往目的結(jié)點(diǎn)時(shí)，每個(gè)IMP將輸入的報(bào)文完整接收下來并貯存起

52、來，然后選擇一條空閑的輸出線路，繼續(xù)向前傳送，因此這種子網(wǎng)又稱為點(diǎn)到點(diǎn)子網(wǎng)或存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)子網(wǎng)。除了那些使用衛(wèi)星的廣域網(wǎng)外，幾乎所有的廣域網(wǎng)都采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式。,1-50,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.5.4 互聯(lián)網(wǎng) 目前世界上有許多網(wǎng)絡(luò)，而不同網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)、協(xié)議和所采用的標(biāo)準(zhǔn)是各不相同的。如果連接到不同網(wǎng)絡(luò)的用戶需要進(jìn)行相互通信，就需要將這些不兼容的網(wǎng)絡(luò)通過稱為網(wǎng)關(guān)的設(shè)備連接起來，并由網(wǎng)關(guān)完成相應(yīng)的轉(zhuǎn)換功能。 由多

53、個(gè)網(wǎng)絡(luò)相互連接構(gòu)成的集合稱為互聯(lián)網(wǎng)（Internetworking）。互聯(lián)網(wǎng)的最常見形式是多個(gè)局域網(wǎng)通過廣域網(wǎng)連接起來。 如何判斷一個(gè)網(wǎng)絡(luò)是廣域網(wǎng)還是通信子網(wǎng)取決于網(wǎng)絡(luò)中是否含有主機(jī)。如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只含有中間轉(zhuǎn)接站點(diǎn)（即IMP），則該網(wǎng)絡(luò)僅僅是一個(gè)通信子網(wǎng)；反之，如果網(wǎng)絡(luò)中既包含IMP，又包含用戶可以運(yùn)行作業(yè)的主機(jī)，則該網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)廣域網(wǎng)。,1-51,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.5.4 互聯(lián)網(wǎng) 通信子網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)

54、網(wǎng)這三個(gè)概念容易混淆。通信子網(wǎng)作為廣域網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分，通常是由IMP和通信線路所組成。 原則上，通信子網(wǎng)和主機(jī)相結(jié)合構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（對(duì)于局域網(wǎng)來說，它是由電纜和主機(jī)構(gòu)成的，沒有通信子網(wǎng)）。而互聯(lián)網(wǎng)一般是不同網(wǎng)絡(luò)的相互連接，如局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的連接、兩個(gè)局域網(wǎng)的相互連接或多個(gè)局域網(wǎng)通過廣域網(wǎng)連接起來。 電話系統(tǒng)包括用高速線路連接的局間交換機(jī)和連到用戶端的低速線路，這些線路和設(shè)備就構(gòu)成電話系統(tǒng)的通信子網(wǎng)，它

55、的所有權(quán)屬于電話公司并由他們經(jīng)營(yíng)管理，而用戶的電話機(jī)就不屬于通信子網(wǎng)部分。,1-52,第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述,1.5.5 無線網(wǎng) 隨著筆記本電腦和個(gè)人數(shù)字助理（PDA）等便攜式計(jì)算機(jī)的日益普及和發(fā)展，人們經(jīng)常要在路途中接聽電話、發(fā)送傳真和電子郵件、閱讀網(wǎng)上信息以及登錄到遠(yuǎn)程機(jī)器等。然而在汽車或飛機(jī)上是不可能通過有線介質(zhì)與單位的網(wǎng)絡(luò)相連接的，這時(shí)候可能會(huì)對(duì)無線網(wǎng)感興趣了。 無線網(wǎng)特別是無線局域網(wǎng)有很多優(yōu)點(diǎn)，如易

56、于安裝和使用。但無線局域網(wǎng)也有許多不足之處：如它的數(shù)據(jù)傳輸率一般比較低，遠(yuǎn)低于有線局域網(wǎng)；另外無線局域網(wǎng)的誤碼率也比較高，而且站點(diǎn)之間相互干擾比較厲害。 無線網(wǎng)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，無線網(wǎng)的研究是由巨大的市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)的。無線網(wǎng)的特點(diǎn)是使用戶可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而這一特性使其具有強(qiáng)大的應(yīng)用前景。當(dāng)前已經(jīng)出現(xiàn)了許多基于無線網(wǎng)的產(chǎn)品，如個(gè)人通信系統(tǒng)PCS電話、無線數(shù)據(jù)終端、便攜式可視電話、個(gè)人數(shù)字助理等。,1

57、-53,第二章 通信子網(wǎng)基本技術(shù),2.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.2 物理傳輸介質(zhì)2.3 差錯(cuò)控制技術(shù)2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù)2.5 物理層接口2.6 接入技術(shù),1-54,第二章 通信子網(wǎng)基本技術(shù),2.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.1.1 信道與信號(hào) 在通信系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)兩種類型：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（具有離散值，如字符串等）和模擬數(shù)據(jù)（在某時(shí)間間隔中具有連續(xù)的值，如音頻數(shù)據(jù)）。在數(shù)據(jù)通信時(shí)，要將數(shù)據(jù)編碼（變換）為電信號(hào)的形式從一點(diǎn)傳

58、到另一點(diǎn)。 由于有兩種不同的數(shù)據(jù)類型，因此電信號(hào)相應(yīng)有兩種基本形式：數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)。模擬信號(hào)是一種連續(xù)變化的電信號(hào)（如語音信號(hào)），而數(shù)字信號(hào)是一種離散的信號(hào)（如計(jì)算機(jī)內(nèi)部脈沖信號(hào)）。 用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行的傳輸稱為數(shù)字傳輸，用模擬信號(hào)進(jìn)行的傳輸稱為模擬傳輸。,1-55,第二章 通信子網(wǎng)基本技術(shù),2.1.1 信道與信號(hào),1-56,第二章 通信子網(wǎng)基本技術(shù),2.1.1 信道與信號(hào) 信道是信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，?/p>

59、包括通信設(shè)備和傳輸介質(zhì)。 按傳輸媒體分為：有線信道（如電纜、光纖）和無線信道（如微波、無線電）； 按傳輸信號(hào)類型可分為模擬信道和數(shù)字信道； 按使用權(quán)可分為專用信道和公用信道等。 無論是模擬數(shù)據(jù)還是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，都可以用模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)來傳輸。,1-57,第二章 通信子網(wǎng)基本技術(shù),2.1.2 模擬通信 模擬通信：利用模擬信號(hào)來傳遞數(shù)據(jù)的過程，普通電話、廣播、電視等都屬于模擬通信。

60、 模擬通信系統(tǒng)一般由信源、調(diào)制器、信道、解調(diào)器、信宿以及噪聲源組成。 信源所產(chǎn)生的原始信號(hào)通常都要經(jīng)過調(diào)制后進(jìn)入信道傳輸（如距離很近可以不用調(diào)制）。調(diào)制器的作用是用發(fā)送的數(shù)據(jù)對(duì)載波的某個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)制，解調(diào)器是調(diào)制的逆變換過程。,1-58,第二章 通信子網(wǎng)基本技術(shù),2.1.2 模擬通信 模擬通信的信號(hào)源既可以是模擬數(shù)據(jù)，也可以是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。 對(duì)于模擬數(shù)據(jù)，直接用連續(xù)變化的電磁波來傳輸

61、，典型的例子是電話系統(tǒng)的語音傳輸。而對(duì)于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，利用調(diào)制解調(diào)通過載波頻率把一串二進(jìn)制電壓脈沖調(diào)制為模擬信號(hào)來傳輸，典型的例子就是計(jì)算機(jī)利用調(diào)制解調(diào)器通過電話網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 總之，在模擬通信系統(tǒng)中，信道上傳輸?shù)男盘?hào)一定是模擬信號(hào)。,1-59,第二章 通信子網(wǎng)基本技術(shù),2.1.3 數(shù)字通信 數(shù)字通信：利用數(shù)字信號(hào)來傳遞數(shù)據(jù)的過程稱為數(shù)字通信。計(jì)算機(jī)通信、數(shù)字電話、數(shù)字電視等都屬于數(shù)字通信。 數(shù)字通信系

62、統(tǒng)一般由信源、編碼器、信道、解碼器、信宿以及發(fā)送端和接收端時(shí)鐘同步組成。發(fā)送端信源所產(chǎn)生的原始信號(hào)通常要經(jīng)過編碼器編碼后進(jìn)入信道傳輸。在接收端經(jīng)解碼器解碼還原。,1-60,第二章 通信子網(wǎng)基本技術(shù),2.1.3 數(shù)字通信 數(shù)字通信的信源可以是模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。如果是模擬信號(hào)，通過編碼器對(duì)其進(jìn)行采樣、量化和編碼，將其變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再放在數(shù)字信道上傳輸，在接收方再經(jīng)解碼器解碼還原成模擬信號(hào)。這個(gè)過程就是所謂的模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化傳輸

63、，編解碼過程就是模/數(shù)（A/D）、數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換。IP電話是最好的例子說明。 對(duì)于二進(jìn)制形式的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，就可以直接用兩種電平來表示。為了改變其傳播特性，通常對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，然后再進(jìn)行傳輸。,1-61,第二章 通信子網(wǎng)基本技術(shù),2.1.4 傳輸特性與傳輸方式 模擬傳輸是一種不考慮內(nèi)容的傳輸模擬信號(hào)的方法，信號(hào)可以表示模擬數(shù)據(jù)或表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，在傳輸一定的距離后，模擬信號(hào)都將衰減。 為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)

64、距離傳輸，模擬傳輸系統(tǒng)要有放大器，用它使信號(hào)放大再生。但是使用放大器也使噪音分量增加，信號(hào)就會(huì)發(fā)生畸形。 數(shù)字傳輸與信號(hào)內(nèi)容無關(guān)。但是傳輸過程發(fā)生的衰減會(huì)危及數(shù)據(jù)的完整性，數(shù)字信號(hào)只能在一個(gè)有限的距離內(nèi)傳輸，為了獲得更大的傳輸距離，通常使用中繼器，它把數(shù)字信號(hào)恢復(fù)為1的模式和0的模式，然后重新傳輸這種新的信號(hào)，以克服衰減。,1-62,第二章 通信子網(wǎng)基本技術(shù),2.1.4 傳輸特性與傳輸方式 數(shù)字傳輸比模擬傳輸優(yōu)

65、越性表現(xiàn)在： 抗干擾能力強(qiáng) 模擬通信系統(tǒng)在傳輸模擬信號(hào)過程中，噪聲將疊加在有用的模擬信號(hào)上，接收端很難將信號(hào)和噪聲分開，因而模擬通信系統(tǒng)的抗干擾能力比較差。相反，數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制信號(hào)，數(shù)據(jù)是界于數(shù)字脈沖波形的兩種狀態(tài)之中。在數(shù)字通信的接收端對(duì)每一個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行采樣并與某個(gè)門檻電平進(jìn)行比較，只要采樣時(shí)刻的信號(hào)電平不超過門檻電平，接收端就不會(huì)形成錯(cuò)判，可以正確接收數(shù)據(jù)，而不受噪聲的影響。因此數(shù)字通信系統(tǒng)比模擬通信系統(tǒng)

66、的抗干擾能力強(qiáng)。,1-63,第二章 通信子網(wǎng)基本技術(shù),2.1.4 傳輸特性與傳輸方式 數(shù)字傳輸比模擬傳輸優(yōu)越性表現(xiàn)在： 實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的遠(yuǎn)距離通信 由于模擬通信時(shí)，噪聲是疊加在有用的模擬信號(hào)上，而通信系統(tǒng)中的模擬放大器無法將有用的信號(hào)與噪聲分開，因此只好將有用信號(hào)和噪聲同時(shí)放大。隨著傳輸距離的增加以及模擬放大器的增多，噪聲也會(huì)越來越大，因此模擬通信系統(tǒng)中的噪聲是有積累的，對(duì)遠(yuǎn)距離通信的質(zhì)量造成很大的影響。而數(shù)字通

67、信系統(tǒng)則是采用再生中繼器的方法。即傳輸過程中信號(hào)所受到的噪聲干擾經(jīng)過中繼器時(shí)就已經(jīng)被消除，然后再生器恢復(fù)出與原始信號(hào)相同的數(shù)字信號(hào)，因而克服了模擬通信系統(tǒng)中噪聲疊加的問題，因此數(shù)字通信系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的遠(yuǎn)距離通信。,1-64,第二章 通信子網(wǎng)基本技術(shù),2.1.4 傳輸特性與傳輸方式 數(shù)字傳輸比模擬傳輸優(yōu)越性表現(xiàn)在： 保密性強(qiáng) 由于數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，因而在傳輸過程中，可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種數(shù)字處理：如

68、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)、復(fù)制、加密、檢錯(cuò)糾錯(cuò)等。這些處理在模擬通信系統(tǒng)中是不可能實(shí)現(xiàn)的。正因?yàn)樵跀?shù)字通信系統(tǒng)中可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種處理，因而也就可以在數(shù)字通信系統(tǒng)中采用復(fù)雜的、非線性的長(zhǎng)周期的密碼序列對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行加密，從而使數(shù)字通信具有高度的保密性。,1-65,第二章 通信子網(wǎng)基本技術(shù),2.1.4 傳輸特性與傳輸方式 數(shù)字傳輸比模擬傳輸優(yōu)越性表現(xiàn)在： 適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù) 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，各種數(shù)據(jù)（電報(bào)、電話、圖像和語音等