網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)課件

第3章網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)2022/12/131計(jì)算機(jī)系基礎(chǔ)教研室第3章網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)2022/12/111計(jì)算機(jī)系基礎(chǔ)教研內(nèi)容提要3.1數(shù)據(jù)通信概述3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述3.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成3.4局域網(wǎng)技術(shù)3.5廣域網(wǎng)簡介2022/12/132計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室內(nèi)容提要3.1數(shù)據(jù)通信概述2022/12/113.1數(shù)據(jù)通信概述幾個(gè)基本概念通信：信息的傳輸與交換信息：消息中所包含的有意義的內(nèi)容信號：數(shù)據(jù)在傳輸過程中的表示形式模擬信號：時(shí)間和幅度均連續(xù)變化數(shù)字信號：時(shí)間和幅度均離散變化2022/12/133計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.1數(shù)據(jù)通信概述幾個(gè)基本概念2022/12/113計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）系統(tǒng)模型與分類點(diǎn)對點(diǎn)通信系統(tǒng)簡化模型把發(fā)送端的消息通過某種信道傳遞到接收端消息→電信號電信號→消息2022/12/134計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）系統(tǒng)模型與分類把發(fā)送端的消息通過某數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）系統(tǒng)模型與分類（續(xù)）

系統(tǒng)分類按傳輸媒介：有線和無線按消息類型：模擬和數(shù)字按消息內(nèi)容：電報(bào)、電話和圖象等按調(diào)制方式：基帶和頻帶按復(fù)用方式：頻分:不同信號占據(jù)不同的頻率范圍

時(shí)分:不同信號占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間

碼分:用一組包含互相正交的碼字的 碼組攜帶多路信號2022/12/135計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）系統(tǒng)模型與分類（續(xù)） 2022/1數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）通信方式工作方式：單工、半雙工、全雙工單工：消息只能在單個(gè)方向上傳輸

半雙工：通信雙方都可以收發(fā)消息，但不能同時(shí)進(jìn)行全雙工：通信雙方可同時(shí)進(jìn)行收發(fā)消息2022/12/136計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）通信方式單工：消息只能在半雙工：通數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）通信方式（續(xù)）數(shù)據(jù)傳輸方式：并行傳輸、串行傳輸并行傳輸串行傳輸2022/12/137計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）通信方式（續(xù)）并行傳輸串行傳輸20數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）通信方式（續(xù)）異步傳輸：以字符為單位，發(fā)送每一字符代碼時(shí)，前面加一個(gè)“起”信號，字符代碼后面加一個(gè)“止”信號，傳輸效率降低。同步傳輸：以組(或稱幀)為單位，一組數(shù)據(jù)包含多個(gè)字符，以同步的時(shí)鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號的，傳輸效率較高。2022/12/138計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）通信方式（續(xù)）2022/12/11數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）差錯(cuò)控制基本思想：發(fā)送端在要傳輸?shù)男畔⒋a元上附加一些冗余監(jiān)督碼元構(gòu)成發(fā)送碼組；接收端在收到碼組后，按照相同的規(guī)則去檢查該碼組中信息碼元與監(jiān)督碼元之間的這種關(guān)系。若這種關(guān)系被破壞，說明傳輸過程中發(fā)生了差錯(cuò)。常用差錯(cuò)控制策略檢錯(cuò)重發(fā)（ARQ）、前向糾錯(cuò)（FEC）、混合糾錯(cuò)（HEC）、反饋校驗(yàn)（IRQ）循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）工作原理：通過多項(xiàng)式除法來檢測錯(cuò)誤2022/12/139計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）差錯(cuò)控制2022/12/119計(jì)算數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）主要性能指標(biāo)有效性：碼元速率信息速率可靠性：誤碼率誤比特率返回2022/12/1310計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）主要性能指標(biāo)返回2022/12/13.2

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述3.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展第一代網(wǎng)絡(luò)(20世紀(jì)50年代末～60年代中)稱為計(jì)算機(jī)－終端網(wǎng)絡(luò)

或稱為

面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。2022/12/1311計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述3.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展2022/第二代網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)60年代末～80年代初）

稱為計(jì)算機(jī)─計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。通信子網(wǎng)：負(fù)責(zé)通信任務(wù)（通信部門建立）

資源子網(wǎng)：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理（用戶自己建立）IMPIMPIMPIMPIMPIMPIMPHHHHHHHH通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)2022/12/1312計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室第二代網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)60年代末～80年代初）稱為

是開放式標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)。兩種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：

TCP/IP體系結(jié)構(gòu)

ISO的OSI體系結(jié)構(gòu)（7層協(xié)議）第三代網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)80年代中～90年代中）第四代網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)90年中～至今）

稱為新一代的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。如：帶寬、網(wǎng)絡(luò)安全、地址分配不夠、多媒體信息傳輸?shù)膶?shí)用化等。2022/12/1313計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室是開放式標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)。第三代網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)80年3.2.2

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義及功能1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義 將地理位置分散的、各自具備自主功能的若干臺計(jì)算機(jī)采用通信手段有機(jī)地連接起來的一個(gè)復(fù)合系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)通信交往、資源共享和協(xié)同工作等。2022/12/1314計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義及功能1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義20這里強(qiáng)調(diào)：(1)計(jì)算機(jī)的“自主性”：是指計(jì)算機(jī)離開了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也能獨(dú)立地運(yùn)行，發(fā)揮作用。(2)連接的“有機(jī)性”：是指將計(jì)算機(jī)等連接起來時(shí)必須遵循一定的通信協(xié)議。(3)連接的“目的性”：是指將計(jì)算機(jī)連接成網(wǎng)絡(luò)是為了相互進(jìn)行通信交往，實(shí)現(xiàn)信息交換、資源共享或協(xié)同工作。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義(續(xù))2022/12/1315計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室這里強(qiáng)調(diào)：1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義(續(xù))2022/12/1115(1)相互通信與交往。(2)共享資源。包括硬件資源、軟件資源和數(shù)據(jù)與信息資源。(3)協(xié)同工作、分布處理。

核心功能是共享資源。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能2022/12/1316計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室(1)相互通信與交往。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能2022/13.2.3

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類：總線形網(wǎng)、星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、星形樹網(wǎng)等；按網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)分類：同軸電纜網(wǎng)、雙絞線網(wǎng)、光纖網(wǎng)等；按網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率分類：10兆網(wǎng)、100兆網(wǎng)、1000兆網(wǎng)等；按網(wǎng)絡(luò)的媒體訪問控制方式分類：以太網(wǎng)，令牌環(huán)網(wǎng)、令牌總線網(wǎng)等；按計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用的操作系統(tǒng)分類：WindowsNT網(wǎng)、Novell網(wǎng)等；2022/12/1317計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.2.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類：總線形網(wǎng)6.

按網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理范圍的大小分類局域網(wǎng)LAN（LocalAreaNetwork）

在同一房間、同一建筑樓或同一校園內(nèi)。城域網(wǎng)MAN（MetropolitanArea

Network）

是一種大型的LAN，在同一個(gè)城區(qū)內(nèi)。廣域網(wǎng)WAN（WideAreaNetwork）

是一種跨越大的地域的網(wǎng)絡(luò)，通常包含一個(gè)國家或洲。

互聯(lián)網(wǎng)internet

通過WAN連接的LAN的集合，如：Internet返回2022/12/1318計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室6.按網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理范圍的大小分類局域網(wǎng)LAN（Local3.3

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成3.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件

主要包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)工作站、傳輸介質(zhì)及接口設(shè)備。1.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器Server是網(wǎng)絡(luò)的核心，它支持網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的運(yùn)行，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)資源管理與網(wǎng)絡(luò)通信，運(yùn)行應(yīng)用程序、處理網(wǎng)絡(luò)工作站的服務(wù)請求等功能。根據(jù)作用的不同，服務(wù)器又有文件服務(wù)器、打印服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和通訊服務(wù)器之分。

2022/12/1319計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成3.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件2022/13.3.1

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件（Cont.）2.網(wǎng)絡(luò)工作站

Workstation是網(wǎng)絡(luò)用戶用來向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器請求共享資源或服務(wù)的計(jì)算機(jī)。不同于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，作為工作站的計(jì)算機(jī)可以只是一般的PC機(jī)，其上運(yùn)行的操作系統(tǒng)可以各種各樣，如Windows、Linux等。

2022/12/1320計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件（Cont.）2.網(wǎng)絡(luò)工作站W(wǎng)每一臺連到網(wǎng)絡(luò)上的用戶終端電腦，都稱為網(wǎng)絡(luò)工作站。2022/12/1321計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室每一臺連到網(wǎng)絡(luò)上的用戶終端電腦，都稱為網(wǎng)絡(luò)工作3.3.1

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件（Cont.）3.傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)指在發(fā)送方與接收方之間的物理通路。

有線傳輸介質(zhì)包括：同軸電纜、雙絞線、光纖等。（在3.5.2中介紹）

無線傳輸：各種不同頻率的電磁波都可以在空間傳播，如：無線電廣播用的長波（LW）、中波（MW）、短波（SW）、超短波，電視廣播用的甚高頻（VHF）、超高頻（UHF），通信常用的微波（microwave），紅外激光等。2022/12/1322計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件（Cont.）3.傳輸介質(zhì)202微波的種類地面微波衛(wèi)星微波2022/12/1323計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室微波的種類地面微波2022/12/1123計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系地面微波地面微波需要很多建立在高山頂上的微波中繼塔進(jìn)行“接力”，才能傳到遠(yuǎn)方。2022/12/1324計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室地面微波地面微波需要很多建立在高山頂上的微波中繼塔進(jìn)行“接力衛(wèi)星微波衛(wèi)星微波利用人造衛(wèi)星“站得高看得遠(yuǎn)”的接收和轉(zhuǎn)發(fā)，很容易將信號傳到遠(yuǎn)方。理論上，在地球上方只要有三顆高軌道的與地球自旋速度同步的衛(wèi)星，就可以將信號傳到地球上的任何地方。衛(wèi)星微波缺點(diǎn)是，由于衛(wèi)星太遠(yuǎn)，雖然電磁波速度為每秒30萬公里，但電磁波一上一下，也需要較長時(shí)間，用戶會感覺到有明顯的延時(shí)。2022/12/1325計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室衛(wèi)星微波衛(wèi)星微波利用人造衛(wèi)星“站得高看得遠(yuǎn)”的接收和轉(zhuǎn)發(fā)，很4.通信接口部件－網(wǎng)卡（NIC）

每一臺上網(wǎng)的服務(wù)器或工作站上都必須安裝網(wǎng)卡，才能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存取。主要功能是：服務(wù)器與工作站之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。2022/12/1326計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室4.通信接口部件－網(wǎng)卡（NIC）每一臺上網(wǎng)的4.通信接口部件（Cont.）

中繼器（Repeater）又稱轉(zhuǎn)發(fā)器、重發(fā)器，工作在物理層。由于信號在媒體上傳輸時(shí)，其幅度將會不斷地衰減，信號只能傳輸有限的距離。中繼器就是用于擴(kuò)展傳輸距離，其功能是對從一條電纜上接收的信號進(jìn)行再生放大，以補(bǔ)償信號的衰減，并發(fā)送到另一條電纜上。

2022/12/1327計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室4.通信接口部件（Cont.）中繼器（Repeater）4.通信接口部件（Cont.）

集線器（Hub）

又稱集中器，它能將多條電纜接收到的信號發(fā)送到另一條電纜上。

網(wǎng)橋（Bridge）又稱橋接器，當(dāng)兩個(gè)相同類型或不同類型的局域網(wǎng)需要連接時(shí)可用網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)。網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層。2022/12/1328計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室4.通信接口部件（Cont.）集線器（Hub）2022/4.通信接口部件（Cont.）交換機(jī)（Switch）用于連接幾個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)或把大的網(wǎng)絡(luò)分段成許多較小的、阻塞更小的局域網(wǎng)，按需要在局域網(wǎng)之間交換信息，使局域網(wǎng)整體帶寬得到成倍提高。

路由器(Router)

當(dāng)有兩個(gè)以上同類網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時(shí)，應(yīng)選擇路由器。路由器不僅具有網(wǎng)橋的全部功能，還具有路徑的選擇功能

。2022/12/1329計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室4.通信接口部件（Cont.）交換機(jī)（Switch）204.通信接口部件（Cont.）

網(wǎng)關(guān)(Gateway)也稱信關(guān)，用于互聯(lián)異種網(wǎng)絡(luò)（即不同類型的網(wǎng)絡(luò)）。當(dāng)局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)相連或廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)相連時(shí)，應(yīng)配置網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)除了具有路由器的全部功能外，還要承擔(dān)異種網(wǎng)之間不同協(xié)議的轉(zhuǎn)換。2022/12/1330計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室4.通信接口部件（Cont.）網(wǎng)關(guān)(Gateway)203.3.2

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件

包括網(wǎng)絡(luò)OS、通信軟件和網(wǎng)絡(luò)通信通信協(xié)議。1.通信協(xié)議

為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中不同主機(jī)之間、不同操作系統(tǒng)之間的通信，而規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)全體成員必須共同遵守的一系列規(guī)則和約定。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的關(guān)鍵要素(1)

語法:

是指數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)或格式(2)語義:

是指發(fā)送數(shù)據(jù)中每一部分的含義(3)時(shí)序:

是指數(shù)據(jù)何時(shí)發(fā)送和發(fā)送速率等。

2022/12/1331計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件包括網(wǎng)絡(luò)OS、通信2.

OSI七層協(xié)議模型

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）1977年提出了開放系統(tǒng)互連（OSI）的七層參考模型。應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層物理通道應(yīng)用層協(xié)議表示層協(xié)議會話層協(xié)議傳輸層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議物理層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議計(jì)算機(jī)A計(jì)算機(jī)B2022/12/1332計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室2.OSI七層協(xié)議模型 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）19772.

OSI七層協(xié)議模型

7層之中，l～3層接近硬件，4～7層則以軟件實(shí)現(xiàn)為主。一臺計(jì)算機(jī)的某一層與另一臺計(jì)算機(jī)的同一層對話，所使用的規(guī)則和約定集合起來稱為網(wǎng)絡(luò)的某一層協(xié)議。

在通信時(shí)，高層的數(shù)據(jù)和控制信息傳遞給相鄰的下一層，一層一層直至最底層；通過物理線路傳到對方后，再一層一層還原。

最底層實(shí)現(xiàn)的是真實(shí)的通信，各層之間實(shí)現(xiàn)的是虛擬通信。層和協(xié)議的集合構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。12345672022/12/1333計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室2.OSI七層協(xié)議模型7層之中，l～3層接近硬件3.

TCP/IP體系結(jié)構(gòu) 目前在因特網(wǎng)中主要采用TCP/IP結(jié)構(gòu)。它將網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分為四層，即網(wǎng)絡(luò)接口層、互聯(lián)層、傳輸層和應(yīng)用層。2022/12/1334計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.TCP/IP體系結(jié)構(gòu) 目前在因特網(wǎng)中主要采用TCP/I3.

TCP/IP－網(wǎng)絡(luò)接口層

這是最低一層，包含各種邏輯鏈路控制和媒介訪問協(xié)議，例如各種局域網(wǎng)協(xié)議、廣域網(wǎng)協(xié)議等。該層的作用是接收數(shù)據(jù)并通過特定網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2022/12/1335計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.TCP/IP－網(wǎng)絡(luò)接口層 這是最低一層，包含各種邏輯鏈3.

TCP/IP－互聯(lián)層

負(fù)責(zé)主機(jī)之間的通信，即將上面?zhèn)鬏攲拥臄?shù)據(jù)分組裝入到本層的數(shù)據(jù)分組（又稱IP數(shù)據(jù)報(bào)）中，IP數(shù)據(jù)報(bào)是可變長度的，包含兩個(gè)部分，即報(bào)文頭和數(shù)據(jù)。除定義數(shù)據(jù)分組格式外，還具有路由選擇和擁塞控制。2022/12/1336計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.TCP/IP－互聯(lián)層 負(fù)責(zé)主機(jī)之間的通信，即將上面?zhèn)鬏?.

TCP/IP－傳輸層

負(fù)責(zé)點(diǎn)到點(diǎn)的應(yīng)用實(shí)體之間的通信，其中TCP協(xié)議是一種可靠的、面向連接的協(xié)議，保證主機(jī)之間有可靠的數(shù)據(jù)傳輸。2022/12/1337計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.TCP/IP－傳輸層 負(fù)責(zé)點(diǎn)到點(diǎn)的應(yīng)用實(shí)體之間的通信，3.

TCP/IP－應(yīng)用層 主要向用戶提供一組常用的協(xié)議：

簡單電子郵件協(xié)議（SMTP）超文本傳輸協(xié)議（HTTP）遠(yuǎn)程登錄協(xié)議（TELNET）文件傳輸協(xié)議（FTP）域名服務(wù)（DNS)2022/12/1338計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.TCP/IP－應(yīng)用層 主要向用戶提供一組常用的協(xié)議：24.

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

定義：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的有關(guān)協(xié)議以及為網(wǎng)絡(luò)中各類用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的軟件的集合，其主要目標(biāo)是使用戶能通過網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)計(jì)算機(jī)站點(diǎn)去方便而高效地享用和管理網(wǎng)絡(luò)上的各類資源（數(shù)據(jù)信息資源，軟、硬件資源）。目前最為流行的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有UNIX，WindowsNT和NovellNetware。返回2022/12/1339計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室4.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 定義：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的有關(guān)協(xié)議以及為網(wǎng)絡(luò)中3.4

局域網(wǎng)技術(shù)基本特征：(1)整個(gè)局域網(wǎng)中所有物理設(shè)備分布在半徑不超過幾公里的有限地理范圍之內(nèi)（不涉及遠(yuǎn)程通信問題）。(2)整個(gè)局域網(wǎng)由同一組織或機(jī)構(gòu)所擁有。(3)在局域網(wǎng)中可實(shí)現(xiàn)相當(dāng)高的數(shù)據(jù)傳輸速率，比較常用的為10Mbps至100Mbps，現(xiàn)在有的單位已構(gòu)建千兆位以太網(wǎng)，傳輸速率可達(dá)到1000Mb/s。(4)局域網(wǎng)內(nèi)的連接相當(dāng)規(guī)整，有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)可以遵循。

2022/12/1340計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4局域網(wǎng)技術(shù)基本特征：2022/12/1140計(jì)算機(jī)科3.4.1

局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指的是網(wǎng)絡(luò)上的通信線路以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間相互聯(lián)接的幾何排列或物理布局的形式。簡言之，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指用傳輸媒體互聯(lián)各種設(shè)備的物理布局。目前常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線形、星形、環(huán)形、星形樹拓?fù)涞取?022/12/1341計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.1局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指的是網(wǎng)網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都連接在一條公共傳輸?shù)目偩€上，網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)都要通過總線進(jìn)行相互通信。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、易安裝、成本低、增刪節(jié)點(diǎn)方便、擴(kuò)充性強(qiáng)缺點(diǎn)：總線負(fù)荷重、系統(tǒng)范圍一般在2km以內(nèi)局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－總線形結(jié)構(gòu)2022/12/1342計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都連接在一條公共傳輸?shù)目偩€上，網(wǎng)絡(luò)上所局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－星形結(jié)構(gòu)網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都連接到中央節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)用戶只有通過中央節(jié)點(diǎn)才能通信。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、建網(wǎng)容易、傳輸速度快、便于控制和管理。缺點(diǎn)：可靠性差，中央節(jié)點(diǎn)通常采用雙機(jī)熱備份；通信線路不能公用。2022/12/1343計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－星形結(jié)構(gòu)網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都連接到中央節(jié)

網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過一條首尾相連的通信鏈路連接起來的一個(gè)閉合環(huán)形結(jié)構(gòu)網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)接口簡單、通信設(shè)備和線路節(jié)省、通信容量比較均勻。缺點(diǎn)：傳輸效率低、可靠性差，需增加旁路裝置提高可靠性。局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－環(huán)形結(jié)構(gòu)2022/12/1344計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過一條首尾相連的通信鏈路連接起局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都與其他節(jié)點(diǎn)一一直接互連。利用冗余連接，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的高速傳輸和高容錯(cuò)性能，以提高網(wǎng)絡(luò)的速度和可靠性。2022/12/1345計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都與其他節(jié)點(diǎn)局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－星形樹結(jié)構(gòu)從總線形演變而來，形狀像一棵倒掛的樹其特點(diǎn)與總線形拓?fù)浯笾孪嗨撇煌牡胤绞菢湫瓮負(fù)涔收弦子跈z測和隔離。星形樹是星形結(jié)構(gòu)的一種擴(kuò)充，每個(gè)中心節(jié)點(diǎn)與端用戶的連接仍為星形中心節(jié)點(diǎn)級連形成樹，但級連個(gè)數(shù)有限制，并隨廠商的不同而變化。局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－樹形結(jié)構(gòu)2022/12/1346計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－星形樹結(jié)構(gòu)從總線形演變而來，形狀像一棵

3.4.2常用的傳輸介質(zhì)一、有線傳輸媒體雙絞線（twistedpair）

由兩根相互絕緣的銅導(dǎo)線對扭絞在一起（目前常用一條線中有四對絞線），又分為屏蔽雙絞線STP和非屏蔽雙絞線UTP兩種，價(jià)廉、布線方便。2022/12/1347計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.2常用的傳輸介質(zhì)一、有線傳輸媒體2022/12/雙絞線內(nèi)導(dǎo)體芯線絕緣內(nèi)屏蔽外屏蔽外套--螺旋絞合的雙導(dǎo)線，≈1mm--每根4對、25對、1800對--典型連接距離100m（LAN）--RJ45插座、插頭--優(yōu)缺點(diǎn)：成本低組裝密度高、節(jié)省空間安裝容易（綜合布線系統(tǒng)）平衡傳輸（高速率）抗干擾性一般連接距離短2022/12/1348計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室雙絞線內(nèi)導(dǎo)體芯線--螺旋絞合的雙導(dǎo)線，≈1mm2022/1屏蔽雙絞線(STP)非屏蔽雙絞線(UTP)以鋁箔屏蔽以減少干擾和串音雙絞線外無任何屏蔽層2022/12/1349計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室屏蔽雙絞線(STP)非屏蔽雙絞線(UTP

3.4.2常用的傳輸介質(zhì)（cont.）

同軸電纜（coaxial）

由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層以及保護(hù)性塑料外殼組成。芯線和屏蔽層共用同一軸心，又分為細(xì)纜和粗纜兩種，抗干擾強(qiáng)。塑料外套屏蔽層銅芯線絕緣層2022/12/1350計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.2常用的傳輸介質(zhì)（cont.）同軸電纜（coa同軸電纜基帶同軸電纜阻抗50，用于數(shù)字傳輸寬帶同軸電纜阻抗75，用于模擬傳輸，主要用于CATV2022/12/1351計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室同軸電纜2022/12/1151計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室細(xì)同軸D=1.02cm，10Mbit/s每段185m、4中繼、5段（925m）優(yōu)缺點(diǎn)：價(jià)格低安裝方便（T型連接器、BNC接頭、Terminator）抗干擾能力較強(qiáng)可靠性差2022/12/1352計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室細(xì)同軸2022/12/1152計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室粗同軸D=2.54cm，10Mbit/s每段500m、4中繼、5段（2500m）優(yōu)缺點(diǎn)：價(jià)格稍高安裝方便（收發(fā)器、收發(fā)器電纜、Terminator）抗干擾能力強(qiáng)連接距離中等可靠性好

2022/12/1353計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室粗同軸2022/12/1153計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室

3.4.2常用的傳輸介質(zhì)（cont.）光纖（opticalfiber)

由能傳導(dǎo)光波的石英玻璃纖維加保護(hù)層構(gòu)成，以光脈沖的形式來傳輸信號，具有帶寬寬，速度快、距離遠(yuǎn)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格高。2022/12/1354計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.2常用的傳輸介質(zhì)（cont.）光纖（optica光纖分類單模光纖：直徑小、采用較長波長的激光傳送信號，損耗小、傳輸距離長；多模光纖：直徑大、采用較短波長的激光傳送信號，損耗大、傳輸距離短。光波在纖芯中的傳播2022/12/1355計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室光纖分類單模光纖：直徑小、采用較長波長的激光傳送信號，損耗小

3.4.2常用的傳輸介質(zhì)（cont.）二、無線傳輸媒體

使用無線電波作為傳輸媒體，不需要在數(shù)據(jù)的發(fā)送方和接收方之間“拉線”。

優(yōu)點(diǎn)：無需布線、機(jī)動靈活

缺點(diǎn)：安全性、可靠性、穩(wěn)定性差2022/12/1356計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.2常用的傳輸介質(zhì)（cont.）二、無線傳輸媒體2

3.4.3局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)在ISO的OSI七層參考模型中，通信網(wǎng)工作在下三層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。局域網(wǎng)作為一種特殊的通信網(wǎng)，首先它是用帶地址的幀來傳送數(shù)據(jù)；其次局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常簡單，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間直接相連，數(shù)據(jù)傳送不需要中間交換，不存在路由選擇的問題，由此看來局域網(wǎng)中沒有單獨(dú)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)層的必要。

2022/12/1357計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.3局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)在ISO的O

局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)邏輯鏈路控制子層:處理兩個(gè)站點(diǎn)間的邏輯鏈接媒體訪問控制子層:控制對傳輸媒體的訪問物理層:負(fù)責(zé)物理連接和在物理媒體上比特流的傳輸邏輯鏈路控制子層媒體訪問控制子層物理層2022/12/1358計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)邏輯鏈路控制子層:處理兩個(gè)站點(diǎn)間的邏輯鏈接

3.4.4典型的局域網(wǎng)技術(shù)由于以IBMPC為代表的個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，80年代中期局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用得到迅速發(fā)展和普及。典型的LAN技術(shù)，除了以太網(wǎng)(Ethernet)和令牌環(huán)(Tokenring)網(wǎng)以外，還發(fā)展了在光纖介質(zhì)上運(yùn)行、通信距離更遠(yuǎn)的FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)，用作局域網(wǎng)的干線或者園區(qū)網(wǎng)。2022/12/1359計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.4典型的局域網(wǎng)技術(shù)由于以IBM

以太網(wǎng)技術(shù)---1以太網(wǎng)是國際上的主流網(wǎng)絡(luò)，已發(fā)展了近三十年，性能不斷提高，從最初的10Mb/s以太網(wǎng)發(fā)展到100Mb/s的快速以太網(wǎng)，以及最近發(fā)展到1000Mb/s的千兆位以太網(wǎng)。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸目偩€形發(fā)展為星形；工作方式從共享式發(fā)展到交換式；網(wǎng)上應(yīng)用從單純傳輸數(shù)據(jù)發(fā)展到傳輸多媒體信息。

2022/12/1360計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室以太網(wǎng)技術(shù)---1以太網(wǎng)是國際上的主流網(wǎng)絡(luò)，

以太網(wǎng)技術(shù)---2傳統(tǒng)的以太網(wǎng)的傳輸速率為10Mb/s。它所采用的主要技術(shù)如下：傳輸速率為10Mb/s基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線形介質(zhì)存取方式為CSMA/CD共享爭用方式。CSMA/CD：帶沖突檢測的載波偵聽多路存取方式。2022/12/1361計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室以太網(wǎng)技術(shù)---2傳統(tǒng)的以太網(wǎng)的傳輸速率為1

以太網(wǎng)技術(shù)---3

CSMA/CD一般采用的操作如下：如果傳輸介質(zhì)空閑，它就發(fā)送數(shù)據(jù)。如果傳輸介質(zhì)正忙，它等待直至傳輸介質(zhì)空閑才發(fā)送。如果發(fā)生沖突，立即取消本次信息發(fā)送，并在等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間（即長短不確定的一段時(shí)間）之后重新發(fā)送。這樣，兩個(gè)站的發(fā)送就有可能錯(cuò)開時(shí)間，避免再次沖突。2022/12/1362計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室以太網(wǎng)技術(shù)---3CSMA/CD一般采用的操

以太網(wǎng)技術(shù)---4CSMA/CD工作流程：2022/12/1363計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室以太網(wǎng)技術(shù)---4CSMA/CD工作流程：2022/12/

快速以太網(wǎng)---1快速以太網(wǎng)100Base-T

快速以太網(wǎng)100Base-T是在傳統(tǒng)以太網(wǎng)10Base-T的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的具有100Mb/s傳輸速率的以太網(wǎng)。有兩種形式：使用共享式集線器使用交換式集線器（即交換機(jī)）

2022/12/1364計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室快速以太網(wǎng)---1快速以太網(wǎng)100Base-T2022/1

快速以太網(wǎng)---2使用共享式集線器

網(wǎng)絡(luò)帶寬由連接到該集線器上的所有站點(diǎn)共享，每個(gè)站點(diǎn)所能獲得的平均帶寬為網(wǎng)絡(luò)帶寬除以站點(diǎn)總數(shù)。例如，對100Mb/s的快速以太網(wǎng)來說，若連接了10個(gè)站點(diǎn)，則100Mb/s網(wǎng)絡(luò)帶寬由這10個(gè)站點(diǎn)共享，平均到每個(gè)站點(diǎn)能得到10Mb/s的帶寬。2022/12/1365計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室快速以太網(wǎng)---2使用共享式集線器2022/12/1165快速以太網(wǎng)---3使用交換式集線器網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)站點(diǎn)獨(dú)占網(wǎng)絡(luò)帶寬，網(wǎng)絡(luò)性能大有提高。仍以100Mb/s的快速以太網(wǎng)為例，不管網(wǎng)絡(luò)上連接有多少站點(diǎn)，每個(gè)站點(diǎn)都能獨(dú)立使用100Mb/s帶寬。它能像電話總機(jī)那樣，使一個(gè)用戶與另一個(gè)用戶的通信（例如A與C、B與D的通信）互不干擾，各自獨(dú)占100Mb/s帶寬。2022/12/1366計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室快速以太網(wǎng)---3使用交換式集線器2022/12/1166計(jì)快速以太網(wǎng)---4交換式以太網(wǎng)

2022/12/1367計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室快速以太網(wǎng)---4交換式以太網(wǎng)2022/12/116千兆位以太網(wǎng)具有每秒1000兆位的傳輸速率(1000Mb/s)傳輸介質(zhì)采用光纖或短程銅線千兆以太網(wǎng)的出現(xiàn)，能有效地解決主干上擁擠的問題，使網(wǎng)絡(luò)性能大大提高。實(shí)際應(yīng)用中，一般這樣組網(wǎng)：桌面系統(tǒng)采用10Mb/s的傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)，辦公樓系統(tǒng)采用100Mb/s的快速以太網(wǎng)技術(shù)，而構(gòu)筑校園網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)主干的使用千兆位以太網(wǎng)。

2022/12/1368計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室千兆位以太網(wǎng)具有每秒1000兆位的傳輸速率(1000Mb/s令牌環(huán)網(wǎng)技術(shù)在令牌環(huán)上，所有工作站像共享式以太網(wǎng)一樣通過一條公共信道進(jìn)行通信。與以太網(wǎng)不同的是，令牌環(huán)采用令牌傳遞（TokenPassing）方式控制各站對公共信道的使用。每個(gè)站必須擁有令牌才能占用公共信道發(fā)送數(shù)據(jù)。2022/12/1369計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室令牌環(huán)網(wǎng)技術(shù)在令牌環(huán)上，所有工作站像共享式以太網(wǎng)一樣通過一條令牌環(huán)網(wǎng)技術(shù)---1截獲令牌與發(fā)送幀令牌沿著環(huán)路流動，當(dāng)某個(gè)站希望發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先必須截獲令牌，此時(shí)環(huán)上暫時(shí)沒有令牌，以確保任一時(shí)刻環(huán)上只有一個(gè)站可以發(fā)送數(shù)據(jù)。

2022/12/1370計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室令牌環(huán)網(wǎng)技術(shù)---1截獲令牌與發(fā)送幀2022/12/1170令牌環(huán)網(wǎng)技術(shù)---2接收幀與轉(zhuǎn)發(fā)幀

當(dāng)某站獲得令牌將信息幀發(fā)送到環(huán)上后，該信息幀將沿著環(huán)路一個(gè)站一個(gè)站地傳送。每經(jīng)過一個(gè)站，該站便檢查幀的目的站是否包括本站（因?yàn)橛锌赡芙M播）。若包括，則拷貝該幀到自己的緩沖區(qū)，同時(shí)將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到其下游站；否則該站直接將該幀轉(zhuǎn)發(fā)給其下游站。2022/12/1371計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室令牌環(huán)網(wǎng)技術(shù)---2接收幀與轉(zhuǎn)發(fā)幀2022/12/1171計(jì)令牌環(huán)網(wǎng)技術(shù)---3清除幀與釋放令牌當(dāng)信息幀在環(huán)上繞行一圈回到發(fā)送站時(shí)，發(fā)送站檢查發(fā)現(xiàn)該幀的源站正是本站就不再往下轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)去檢查該幀的發(fā)送情況：若發(fā)送成功，則將該幀從環(huán)上清除，并產(chǎn)生一個(gè)新的令牌釋放到環(huán)上。若發(fā)現(xiàn)該幀被沒有被目的站正確收下，則重發(fā)該幀。2022/12/1372計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室令牌環(huán)網(wǎng)技術(shù)---3清除幀與釋放令牌若發(fā)送成功，則將該幀從環(huán)FDDI－光纖分布式數(shù)據(jù)接口令牌環(huán)網(wǎng)是單令牌制，即整個(gè)環(huán)路上要么只有一個(gè)令牌幀在繞環(huán)旋轉(zhuǎn)：環(huán)上所有站都無數(shù)據(jù)要發(fā)送；要么僅有一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)：令牌已被某站截獲，環(huán)上便暫時(shí)沒有了令牌，直到發(fā)送站完成了數(shù)據(jù)的發(fā)送。在FDDI中采用多令牌制，即某站一旦抓獲令牌并發(fā)送信息幀后，即使它發(fā)出的幀尚未返回源發(fā)站，也立即產(chǎn)生并釋放新的令牌。返回2022/12/1373計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室FDDI－光纖分布式數(shù)據(jù)接口令牌環(huán)網(wǎng)是單令牌制，即整個(gè)環(huán)路上3.5

廣域網(wǎng)簡介基本特征：(1)是覆蓋地理范圍相對較廣（數(shù)十公里到數(shù)千公里）的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)?？梢苑植荚谝粋€(gè)城市、一個(gè)國家，甚至跨過許多國家分布到全球。(2)WAN通常分屬于多個(gè)單位或部門所有，也可以由幾個(gè)不同地域的局域網(wǎng)經(jīng)公共網(wǎng)絡(luò)相互連接也可構(gòu)成一個(gè)廣域網(wǎng)。(3)在WAN中，數(shù)據(jù)傳輸速率相對較低，一般只有幾十Kbps至2Mbps左右，最高也不過幾兆（個(gè)別干線除外）。(4)網(wǎng)絡(luò)的相互連接通常很不規(guī)整，有相當(dāng)大的隨意性。2022/12/1374計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.5廣域網(wǎng)簡介基本特征：2022/12/1174計(jì)算機(jī)科廣域網(wǎng)圖示2022/12/1375計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室廣域網(wǎng)圖示2022/12/1175計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研廣域網(wǎng)－點(diǎn)對點(diǎn)鏈接點(diǎn)對點(diǎn)是預(yù)先建立的一條從客戶端經(jīng)過電信營運(yùn)商網(wǎng)絡(luò)到達(dá)遠(yuǎn)端目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的通信路徑。點(diǎn)對點(diǎn)可能是一條租用專線，也可以是兩點(diǎn)之間永久性固定連接。點(diǎn)對點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中，由于線路利用率低、運(yùn)行成本高，應(yīng)用較少。2022/12/1376計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室廣域網(wǎng)－點(diǎn)對點(diǎn)鏈接點(diǎn)對點(diǎn)是預(yù)先建立的一條從客戶端經(jīng)過電信營運(yùn)廣域網(wǎng)－電路交換電路交換是通過網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)通信終端之間建立一條專用的物理鏈路。電話系統(tǒng)就是使用電路交換技術(shù)。優(yōu)點(diǎn):

(1)通信期間，傳輸?shù)难舆t時(shí)間極短（大約100公里只有6微秒）(2)線路一旦接通，通信一般不會發(fā)生沖突缺點(diǎn):

獨(dú)占線路，信道帶寬浪費(fèi)2022/12/1377計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室廣域網(wǎng)－電路交換電路交換是通過網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)通信終端之間廣域網(wǎng)－報(bào)文交換報(bào)文交換不獨(dú)占線路，類似于郵局發(fā)信。（即使用交換設(shè)備來存儲報(bào)文并轉(zhuǎn)發(fā)）報(bào)文交換就是有名的所謂“存儲－轉(zhuǎn)發(fā)”技術(shù)。優(yōu)點(diǎn):

(1)充分利用各個(gè)信道，交換設(shè)備可存放報(bào)文(2)交換設(shè)備可檢查報(bào)文傳輸中有無差錯(cuò)缺點(diǎn):

報(bào)文過長，傳輸延遲時(shí)間較長2022/12/1378計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室廣域網(wǎng)－報(bào)文交換報(bào)文交換不獨(dú)占線路，類似于郵局發(fā)信。（即使用廣域網(wǎng)－分組交換分組交換技術(shù)是把一個(gè)“報(bào)文”分割成若干個(gè)較小的單位，稱為分組（packet）優(yōu)點(diǎn):

(1)報(bào)文過長將獨(dú)占信道，但分組較小將共享信道。(2)當(dāng)傳輸出錯(cuò)時(shí)，重輸時(shí)間短。缺點(diǎn):

報(bào)文先要分組后再傳輸，到達(dá)目的地后分組再要裝配。返回2022/12/1379計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室廣域網(wǎng)－分組交換分組交換技術(shù)是把一個(gè)“報(bào)文”分割成若干個(gè)較小第3章網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)2022/12/1380計(jì)算機(jī)系基礎(chǔ)教研室第3章網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)2022/12/111計(jì)算機(jī)系基礎(chǔ)教研內(nèi)容提要3.1數(shù)據(jù)通信概述3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述3.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成3.4局域網(wǎng)技術(shù)3.5廣域網(wǎng)簡介2022/12/1381計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室內(nèi)容提要3.1數(shù)據(jù)通信概述2022/12/113.1數(shù)據(jù)通信概述幾個(gè)基本概念通信：信息的傳輸與交換信息：消息中所包含的有意義的內(nèi)容信號：數(shù)據(jù)在傳輸過程中的表示形式模擬信號：時(shí)間和幅度均連續(xù)變化數(shù)字信號：時(shí)間和幅度均離散變化2022/12/1382計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.1數(shù)據(jù)通信概述幾個(gè)基本概念2022/12/113計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）系統(tǒng)模型與分類點(diǎn)對點(diǎn)通信系統(tǒng)簡化模型把發(fā)送端的消息通過某種信道傳遞到接收端消息→電信號電信號→消息2022/12/1383計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）系統(tǒng)模型與分類把發(fā)送端的消息通過某數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）系統(tǒng)模型與分類（續(xù)）

系統(tǒng)分類按傳輸媒介：有線和無線按消息類型：模擬和數(shù)字按消息內(nèi)容：電報(bào)、電話和圖象等按調(diào)制方式：基帶和頻帶按復(fù)用方式：頻分:不同信號占據(jù)不同的頻率范圍

時(shí)分:不同信號占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間

碼分:用一組包含互相正交的碼字的 碼組攜帶多路信號2022/12/1384計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）系統(tǒng)模型與分類（續(xù)） 2022/1數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）通信方式工作方式：單工、半雙工、全雙工單工：消息只能在單個(gè)方向上傳輸

半雙工：通信雙方都可以收發(fā)消息，但不能同時(shí)進(jìn)行全雙工：通信雙方可同時(shí)進(jìn)行收發(fā)消息2022/12/1385計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）通信方式單工：消息只能在半雙工：通數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）通信方式（續(xù)）數(shù)據(jù)傳輸方式：并行傳輸、串行傳輸并行傳輸串行傳輸2022/12/1386計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）通信方式（續(xù)）并行傳輸串行傳輸20數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）通信方式（續(xù)）異步傳輸：以字符為單位，發(fā)送每一字符代碼時(shí)，前面加一個(gè)“起”信號，字符代碼后面加一個(gè)“止”信號，傳輸效率降低。同步傳輸：以組(或稱幀)為單位，一組數(shù)據(jù)包含多個(gè)字符，以同步的時(shí)鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號的，傳輸效率較高。2022/12/1387計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）通信方式（續(xù)）2022/12/11數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）差錯(cuò)控制基本思想：發(fā)送端在要傳輸?shù)男畔⒋a元上附加一些冗余監(jiān)督碼元構(gòu)成發(fā)送碼組；接收端在收到碼組后，按照相同的規(guī)則去檢查該碼組中信息碼元與監(jiān)督碼元之間的這種關(guān)系。若這種關(guān)系被破壞，說明傳輸過程中發(fā)生了差錯(cuò)。常用差錯(cuò)控制策略檢錯(cuò)重發(fā)（ARQ）、前向糾錯(cuò)（FEC）、混合糾錯(cuò)（HEC）、反饋校驗(yàn)（IRQ）循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）工作原理：通過多項(xiàng)式除法來檢測錯(cuò)誤2022/12/1388計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）差錯(cuò)控制2022/12/119計(jì)算數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）主要性能指標(biāo)有效性：碼元速率信息速率可靠性：誤碼率誤比特率返回2022/12/1389計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室數(shù)據(jù)通信概述（Cont.）主要性能指標(biāo)返回2022/12/13.2

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述3.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展第一代網(wǎng)絡(luò)(20世紀(jì)50年代末～60年代中)稱為計(jì)算機(jī)－終端網(wǎng)絡(luò)

或稱為

面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。2022/12/1390計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述3.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展2022/第二代網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)60年代末～80年代初）

稱為計(jì)算機(jī)─計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。通信子網(wǎng)：負(fù)責(zé)通信任務(wù)（通信部門建立）

資源子網(wǎng)：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理（用戶自己建立）IMPIMPIMPIMPIMPIMPIMPHHHHHHHH通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)2022/12/1391計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室第二代網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)60年代末～80年代初）稱為

是開放式標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)。兩種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：

TCP/IP體系結(jié)構(gòu)

ISO的OSI體系結(jié)構(gòu)（7層協(xié)議）第三代網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)80年代中～90年代中）第四代網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)90年中～至今）

稱為新一代的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。如：帶寬、網(wǎng)絡(luò)安全、地址分配不夠、多媒體信息傳輸?shù)膶?shí)用化等。2022/12/1392計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室是開放式標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)。第三代網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)80年3.2.2

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義及功能1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義 將地理位置分散的、各自具備自主功能的若干臺計(jì)算機(jī)采用通信手段有機(jī)地連接起來的一個(gè)復(fù)合系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)通信交往、資源共享和協(xié)同工作等。2022/12/1393計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義及功能1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義20這里強(qiáng)調(diào)：(1)計(jì)算機(jī)的“自主性”：是指計(jì)算機(jī)離開了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也能獨(dú)立地運(yùn)行，發(fā)揮作用。(2)連接的“有機(jī)性”：是指將計(jì)算機(jī)等連接起來時(shí)必須遵循一定的通信協(xié)議。(3)連接的“目的性”：是指將計(jì)算機(jī)連接成網(wǎng)絡(luò)是為了相互進(jìn)行通信交往，實(shí)現(xiàn)信息交換、資源共享或協(xié)同工作。1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義(續(xù))2022/12/1394計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室這里強(qiáng)調(diào)：1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義(續(xù))2022/12/1115(1)相互通信與交往。(2)共享資源。包括硬件資源、軟件資源和數(shù)據(jù)與信息資源。(3)協(xié)同工作、分布處理。

核心功能是共享資源。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能2022/12/1395計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室(1)相互通信與交往。2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能2022/13.2.3

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類：總線形網(wǎng)、星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、星形樹網(wǎng)等；按網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)分類：同軸電纜網(wǎng)、雙絞線網(wǎng)、光纖網(wǎng)等；按網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率分類：10兆網(wǎng)、100兆網(wǎng)、1000兆網(wǎng)等；按網(wǎng)絡(luò)的媒體訪問控制方式分類：以太網(wǎng)，令牌環(huán)網(wǎng)、令牌總線網(wǎng)等；按計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用的操作系統(tǒng)分類：WindowsNT網(wǎng)、Novell網(wǎng)等；2022/12/1396計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.2.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類：總線形網(wǎng)6.

按網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理范圍的大小分類局域網(wǎng)LAN（LocalAreaNetwork）

在同一房間、同一建筑樓或同一校園內(nèi)。城域網(wǎng)MAN（MetropolitanArea

Network）

是一種大型的LAN，在同一個(gè)城區(qū)內(nèi)。廣域網(wǎng)WAN（WideAreaNetwork）

是一種跨越大的地域的網(wǎng)絡(luò)，通常包含一個(gè)國家或洲。

互聯(lián)網(wǎng)internet

通過WAN連接的LAN的集合，如：Internet返回2022/12/1397計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室6.按網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理范圍的大小分類局域網(wǎng)LAN（Local3.3

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成3.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件

主要包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)工作站、傳輸介質(zhì)及接口設(shè)備。1.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器Server是網(wǎng)絡(luò)的核心，它支持網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的運(yùn)行，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)資源管理與網(wǎng)絡(luò)通信，運(yùn)行應(yīng)用程序、處理網(wǎng)絡(luò)工作站的服務(wù)請求等功能。根據(jù)作用的不同，服務(wù)器又有文件服務(wù)器、打印服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和通訊服務(wù)器之分。

2022/12/1398計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成3.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件2022/13.3.1

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件（Cont.）2.網(wǎng)絡(luò)工作站

Workstation是網(wǎng)絡(luò)用戶用來向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器請求共享資源或服務(wù)的計(jì)算機(jī)。不同于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，作為工作站的計(jì)算機(jī)可以只是一般的PC機(jī)，其上運(yùn)行的操作系統(tǒng)可以各種各樣，如Windows、Linux等。

2022/12/1399計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件（Cont.）2.網(wǎng)絡(luò)工作站W(wǎng)每一臺連到網(wǎng)絡(luò)上的用戶終端電腦，都稱為網(wǎng)絡(luò)工作站。2022/12/13100計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室每一臺連到網(wǎng)絡(luò)上的用戶終端電腦，都稱為網(wǎng)絡(luò)工作3.3.1

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件（Cont.）3.傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)指在發(fā)送方與接收方之間的物理通路。

有線傳輸介質(zhì)包括：同軸電纜、雙絞線、光纖等。（在3.5.2中介紹）

無線傳輸：各種不同頻率的電磁波都可以在空間傳播，如：無線電廣播用的長波（LW）、中波（MW）、短波（SW）、超短波，電視廣播用的甚高頻（VHF）、超高頻（UHF），通信常用的微波（microwave），紅外激光等。2022/12/13101計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件（Cont.）3.傳輸介質(zhì)202微波的種類地面微波衛(wèi)星微波2022/12/13102計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室微波的種類地面微波2022/12/1123計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系地面微波地面微波需要很多建立在高山頂上的微波中繼塔進(jìn)行“接力”，才能傳到遠(yuǎn)方。2022/12/13103計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室地面微波地面微波需要很多建立在高山頂上的微波中繼塔進(jìn)行“接力衛(wèi)星微波衛(wèi)星微波利用人造衛(wèi)星“站得高看得遠(yuǎn)”的接收和轉(zhuǎn)發(fā)，很容易將信號傳到遠(yuǎn)方。理論上，在地球上方只要有三顆高軌道的與地球自旋速度同步的衛(wèi)星，就可以將信號傳到地球上的任何地方。衛(wèi)星微波缺點(diǎn)是，由于衛(wèi)星太遠(yuǎn)，雖然電磁波速度為每秒30萬公里，但電磁波一上一下，也需要較長時(shí)間，用戶會感覺到有明顯的延時(shí)。2022/12/13104計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室衛(wèi)星微波衛(wèi)星微波利用人造衛(wèi)星“站得高看得遠(yuǎn)”的接收和轉(zhuǎn)發(fā)，很4.通信接口部件－網(wǎng)卡（NIC）

每一臺上網(wǎng)的服務(wù)器或工作站上都必須安裝網(wǎng)卡，才能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存取。主要功能是：服務(wù)器與工作站之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。2022/12/13105計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室4.通信接口部件－網(wǎng)卡（NIC）每一臺上網(wǎng)的4.通信接口部件（Cont.）

中繼器（Repeater）又稱轉(zhuǎn)發(fā)器、重發(fā)器，工作在物理層。由于信號在媒體上傳輸時(shí)，其幅度將會不斷地衰減，信號只能傳輸有限的距離。中繼器就是用于擴(kuò)展傳輸距離，其功能是對從一條電纜上接收的信號進(jìn)行再生放大，以補(bǔ)償信號的衰減，并發(fā)送到另一條電纜上。

2022/12/13106計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室4.通信接口部件（Cont.）中繼器（Repeater）4.通信接口部件（Cont.）

集線器（Hub）

又稱集中器，它能將多條電纜接收到的信號發(fā)送到另一條電纜上。

網(wǎng)橋（Bridge）又稱橋接器，當(dāng)兩個(gè)相同類型或不同類型的局域網(wǎng)需要連接時(shí)可用網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)。網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層。2022/12/13107計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室4.通信接口部件（Cont.）集線器（Hub）2022/4.通信接口部件（Cont.）交換機(jī)（Switch）用于連接幾個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)或把大的網(wǎng)絡(luò)分段成許多較小的、阻塞更小的局域網(wǎng)，按需要在局域網(wǎng)之間交換信息，使局域網(wǎng)整體帶寬得到成倍提高。

路由器(Router)

當(dāng)有兩個(gè)以上同類網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時(shí)，應(yīng)選擇路由器。路由器不僅具有網(wǎng)橋的全部功能，還具有路徑的選擇功能

。2022/12/13108計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室4.通信接口部件（Cont.）交換機(jī)（Switch）204.通信接口部件（Cont.）

網(wǎng)關(guān)(Gateway)也稱信關(guān)，用于互聯(lián)異種網(wǎng)絡(luò)（即不同類型的網(wǎng)絡(luò)）。當(dāng)局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)相連或廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)相連時(shí)，應(yīng)配置網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)除了具有路由器的全部功能外，還要承擔(dān)異種網(wǎng)之間不同協(xié)議的轉(zhuǎn)換。2022/12/13109計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室4.通信接口部件（Cont.）網(wǎng)關(guān)(Gateway)203.3.2

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件

包括網(wǎng)絡(luò)OS、通信軟件和網(wǎng)絡(luò)通信通信協(xié)議。1.通信協(xié)議

為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中不同主機(jī)之間、不同操作系統(tǒng)之間的通信，而規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)全體成員必須共同遵守的一系列規(guī)則和約定。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的關(guān)鍵要素(1)

語法:

是指數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)或格式(2)語義:

是指發(fā)送數(shù)據(jù)中每一部分的含義(3)時(shí)序:

是指數(shù)據(jù)何時(shí)發(fā)送和發(fā)送速率等。

2022/12/13110計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件包括網(wǎng)絡(luò)OS、通信2.

OSI七層協(xié)議模型

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）1977年提出了開放系統(tǒng)互連（OSI）的七層參考模型。應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層物理通道應(yīng)用層協(xié)議表示層協(xié)議會話層協(xié)議傳輸層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議物理層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議計(jì)算機(jī)A計(jì)算機(jī)B2022/12/13111計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室2.OSI七層協(xié)議模型 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）19772.

OSI七層協(xié)議模型

7層之中，l～3層接近硬件，4～7層則以軟件實(shí)現(xiàn)為主。一臺計(jì)算機(jī)的某一層與另一臺計(jì)算機(jī)的同一層對話，所使用的規(guī)則和約定集合起來稱為網(wǎng)絡(luò)的某一層協(xié)議。

在通信時(shí)，高層的數(shù)據(jù)和控制信息傳遞給相鄰的下一層，一層一層直至最底層；通過物理線路傳到對方后，再一層一層還原。

最底層實(shí)現(xiàn)的是真實(shí)的通信，各層之間實(shí)現(xiàn)的是虛擬通信。層和協(xié)議的集合構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。12345672022/12/13112計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室2.OSI七層協(xié)議模型7層之中，l～3層接近硬件3.

TCP/IP體系結(jié)構(gòu) 目前在因特網(wǎng)中主要采用TCP/IP結(jié)構(gòu)。它將網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分為四層，即網(wǎng)絡(luò)接口層、互聯(lián)層、傳輸層和應(yīng)用層。2022/12/13113計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.TCP/IP體系結(jié)構(gòu) 目前在因特網(wǎng)中主要采用TCP/I3.

TCP/IP－網(wǎng)絡(luò)接口層

這是最低一層，包含各種邏輯鏈路控制和媒介訪問協(xié)議，例如各種局域網(wǎng)協(xié)議、廣域網(wǎng)協(xié)議等。該層的作用是接收數(shù)據(jù)并通過特定網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2022/12/13114計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.TCP/IP－網(wǎng)絡(luò)接口層 這是最低一層，包含各種邏輯鏈3.

TCP/IP－互聯(lián)層

負(fù)責(zé)主機(jī)之間的通信，即將上面?zhèn)鬏攲拥臄?shù)據(jù)分組裝入到本層的數(shù)據(jù)分組（又稱IP數(shù)據(jù)報(bào)）中，IP數(shù)據(jù)報(bào)是可變長度的，包含兩個(gè)部分，即報(bào)文頭和數(shù)據(jù)。除定義數(shù)據(jù)分組格式外，還具有路由選擇和擁塞控制。2022/12/13115計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.TCP/IP－互聯(lián)層 負(fù)責(zé)主機(jī)之間的通信，即將上面?zhèn)鬏?.

TCP/IP－傳輸層

負(fù)責(zé)點(diǎn)到點(diǎn)的應(yīng)用實(shí)體之間的通信，其中TCP協(xié)議是一種可靠的、面向連接的協(xié)議，保證主機(jī)之間有可靠的數(shù)據(jù)傳輸。2022/12/13116計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.TCP/IP－傳輸層 負(fù)責(zé)點(diǎn)到點(diǎn)的應(yīng)用實(shí)體之間的通信，3.

TCP/IP－應(yīng)用層 主要向用戶提供一組常用的協(xié)議：

簡單電子郵件協(xié)議（SMTP）超文本傳輸協(xié)議（HTTP）遠(yuǎn)程登錄協(xié)議（TELNET）文件傳輸協(xié)議（FTP）域名服務(wù)（DNS)2022/12/13117計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.TCP/IP－應(yīng)用層 主要向用戶提供一組常用的協(xié)議：24.

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

定義：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的有關(guān)協(xié)議以及為網(wǎng)絡(luò)中各類用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的軟件的集合，其主要目標(biāo)是使用戶能通過網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)計(jì)算機(jī)站點(diǎn)去方便而高效地享用和管理網(wǎng)絡(luò)上的各類資源（數(shù)據(jù)信息資源，軟、硬件資源）。目前最為流行的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有UNIX，WindowsNT和NovellNetware。返回2022/12/13118計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室4.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 定義：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的有關(guān)協(xié)議以及為網(wǎng)絡(luò)中3.4

局域網(wǎng)技術(shù)基本特征：(1)整個(gè)局域網(wǎng)中所有物理設(shè)備分布在半徑不超過幾公里的有限地理范圍之內(nèi)（不涉及遠(yuǎn)程通信問題）。(2)整個(gè)局域網(wǎng)由同一組織或機(jī)構(gòu)所擁有。(3)在局域網(wǎng)中可實(shí)現(xiàn)相當(dāng)高的數(shù)據(jù)傳輸速率，比較常用的為10Mbps至100Mbps，現(xiàn)在有的單位已構(gòu)建千兆位以太網(wǎng)，傳輸速率可達(dá)到1000Mb/s。(4)局域網(wǎng)內(nèi)的連接相當(dāng)規(guī)整，有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)可以遵循。

2022/12/13119計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4局域網(wǎng)技術(shù)基本特征：2022/12/1140計(jì)算機(jī)科3.4.1

局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指的是網(wǎng)絡(luò)上的通信線路以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間相互聯(lián)接的幾何排列或物理布局的形式。簡言之，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指用傳輸媒體互聯(lián)各種設(shè)備的物理布局。目前常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線形、星形、環(huán)形、星形樹拓?fù)涞取?022/12/13120計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.1局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指的是網(wǎng)網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都連接在一條公共傳輸?shù)目偩€上，網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)都要通過總線進(jìn)行相互通信。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、易安裝、成本低、增刪節(jié)點(diǎn)方便、擴(kuò)充性強(qiáng)缺點(diǎn)：總線負(fù)荷重、系統(tǒng)范圍一般在2km以內(nèi)局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－總線形結(jié)構(gòu)2022/12/13121計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都連接在一條公共傳輸?shù)目偩€上，網(wǎng)絡(luò)上所局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－星形結(jié)構(gòu)網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都連接到中央節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)用戶只有通過中央節(jié)點(diǎn)才能通信。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、建網(wǎng)容易、傳輸速度快、便于控制和管理。缺點(diǎn)：可靠性差，中央節(jié)點(diǎn)通常采用雙機(jī)熱備份；通信線路不能公用。2022/12/13122計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－星形結(jié)構(gòu)網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都連接到中央節(jié)

網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過一條首尾相連的通信鏈路連接起來的一個(gè)閉合環(huán)形結(jié)構(gòu)網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)接口簡單、通信設(shè)備和線路節(jié)省、通信容量比較均勻。缺點(diǎn)：傳輸效率低、可靠性差，需增加旁路裝置提高可靠性。局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－環(huán)形結(jié)構(gòu)2022/12/13123計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過一條首尾相連的通信鏈路連接起局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都與其他節(jié)點(diǎn)一一直接互連。利用冗余連接，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的高速傳輸和高容錯(cuò)性能，以提高網(wǎng)絡(luò)的速度和可靠性。2022/12/13124計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都與其他節(jié)點(diǎn)局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－星形樹結(jié)構(gòu)從總線形演變而來，形狀像一棵倒掛的樹其特點(diǎn)與總線形拓?fù)浯笾孪嗨撇煌牡胤绞菢湫瓮負(fù)涔收弦子跈z測和隔離。星形樹是星形結(jié)構(gòu)的一種擴(kuò)充，每個(gè)中心節(jié)點(diǎn)與端用戶的連接仍為星形中心節(jié)點(diǎn)級連形成樹，但級連個(gè)數(shù)有限制，并隨廠商的不同而變化。局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－樹形結(jié)構(gòu)2022/12/13125計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－星形樹結(jié)構(gòu)從總線形演變而來，形狀像一棵

3.4.2常用的傳輸介質(zhì)一、有線傳輸媒體雙絞線（twistedpair）

由兩根相互絕緣的銅導(dǎo)線對扭絞在一起（目前常用一條線中有四對絞線），又分為屏蔽雙絞線STP和非屏蔽雙絞線UTP兩種，價(jià)廉、布線方便。2022/12/13126計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.2常用的傳輸介質(zhì)一、有線傳輸媒體2022/12/雙絞線內(nèi)導(dǎo)體芯線絕緣內(nèi)屏蔽外屏蔽外套--螺旋絞合的雙導(dǎo)線，≈1mm--每根4對、25對、1800對--典型連接距離100m（LAN）--RJ45插座、插頭--優(yōu)缺點(diǎn)：成本低組裝密度高、節(jié)省空間安裝容易（綜合布線系統(tǒng)）平衡傳輸（高速率）抗干擾性一般連接距離短2022/12/13127計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室雙絞線內(nèi)導(dǎo)體芯線--螺旋絞合的雙導(dǎo)線，≈1mm2022/1屏蔽雙絞線(STP)非屏蔽雙絞線(UTP)以鋁箔屏蔽以減少干擾和串音雙絞線外無任何屏蔽層2022/12/13128計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室屏蔽雙絞線(STP)非屏蔽雙絞線(UTP

3.4.2常用的傳輸介質(zhì)（cont.）

同軸電纜（coaxial）

由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層以及保護(hù)性塑料外殼組成。芯線和屏蔽層共用同一軸心，又分為細(xì)纜和粗纜兩種，抗干擾強(qiáng)。塑料外套屏蔽層銅芯線絕緣層2022/12/13129計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.2常用的傳輸介質(zhì)（cont.）同軸電纜（coa同軸電纜基帶同軸電纜阻抗50，用于數(shù)字傳輸寬帶同軸電纜阻抗75，用于模擬傳輸，主要用于CATV2022/12/13130計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室同軸電纜2022/12/1151計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室細(xì)同軸D=1.02cm，10Mbit/s每段185m、4中繼、5段（925m）優(yōu)缺點(diǎn)：價(jià)格低安裝方便（T型連接器、BNC接頭、Terminator）抗干擾能力較強(qiáng)可靠性差2022/12/13131計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室細(xì)同軸2022/12/1152計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室粗同軸D=2.54cm，10Mbit/s每段500m、4中繼、5段（2500m）優(yōu)缺點(diǎn)：價(jià)格稍高安裝方便（收發(fā)器、收發(fā)器電纜、Terminator）抗干擾能力強(qiáng)連接距離中等可靠性好

2022/12/13132計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室粗同軸2022/12/1153計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室

3.4.2常用的傳輸介質(zhì)（cont.）光纖（opticalfiber)

由能傳導(dǎo)光波的石英玻璃纖維加保護(hù)層構(gòu)成，以光脈沖的形式來傳輸信號，具有帶寬寬，速度快、距離遠(yuǎn)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格高。2022/12/13133計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.2常用的傳輸介質(zhì)（cont.）光纖（optica光纖分類單模光纖：直徑小、采用較長波長的激光傳送信號，損耗小、傳輸距離長；多模光纖：直徑大、采用較短波長的激光傳送信號，損耗大、傳輸距離短。光波在纖芯中的傳播2022/12/13134計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室光纖分類單模光纖：直徑小、采用較長波長的激光傳送信號，損耗小

3.4.2常用的傳輸介質(zhì)（cont.）二、無線傳輸媒體

使用無線電波作為傳輸媒體，不需要在數(shù)據(jù)的發(fā)送方和接收方之間“拉線”。

優(yōu)點(diǎn)：無需布線、機(jī)動靈活

缺點(diǎn)：安全性、可靠性、穩(wěn)定性差2022/12/13135計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.2常用的傳輸介質(zhì)（cont.）二、無線傳輸媒體2

3.4.3局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)在ISO的OSI七層參考模型中，通信網(wǎng)工作在下三層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。局域網(wǎng)作為一種特殊的通信網(wǎng)，首先它是用帶地址的幀來傳送數(shù)據(jù)；其次局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常簡單，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間直接相連，數(shù)據(jù)傳送不需要中間交換，不存在路由選擇的問題，由此看來局域網(wǎng)中沒有單獨(dú)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)層的必要。

2022/12/13136計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.3局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)在ISO的O

局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)邏輯鏈路控制子層:處理兩個(gè)站點(diǎn)間的邏輯鏈接媒體訪問控制子層:控制對傳輸媒體的訪問物理層:負(fù)責(zé)物理連接和在物理媒體上比特流的傳輸邏輯鏈路控制子層媒體訪問控制子層物理層2022/12/13137計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)邏輯鏈路控制子層:處理兩個(gè)站點(diǎn)間的邏輯鏈接

3.4.4典型的局域網(wǎng)技術(shù)由于以IBMPC為代表的個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，80年代中期局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用得到迅速發(fā)展和普及。典型的LAN技術(shù)，除了以太網(wǎng)(Ethernet)和令牌環(huán)(Tokenring)網(wǎng)以外，還發(fā)展了在光纖介質(zhì)上運(yùn)行、通信距離更遠(yuǎn)的FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)，用作局域網(wǎng)的干線或者園區(qū)網(wǎng)。2022/12/13138計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室3.4.4典型的局域網(wǎng)技術(shù)由于以IBM

以太網(wǎng)技術(shù)---1以太網(wǎng)是國際上的主流網(wǎng)絡(luò)，已發(fā)展了近三十年，性能不斷提高，從最初的10Mb/s以太網(wǎng)發(fā)展到100Mb/s的快速以太網(wǎng)，以及最近發(fā)展到1000Mb/s的千兆位以太網(wǎng)。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸目偩€形發(fā)展為星形；工作方式從共享式發(fā)展到交換式；網(wǎng)上應(yīng)用從單純傳輸數(shù)據(jù)發(fā)展到傳輸多媒體信息。

2022/12/13139計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室以太網(wǎng)技術(shù)---1以太網(wǎng)是國際上的主流網(wǎng)絡(luò)，

以太網(wǎng)技術(shù)---2傳統(tǒng)的以太網(wǎng)的傳輸速率為10Mb/s。它所采用的主要技術(shù)如下：傳輸速率為10Mb/s基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線形介質(zhì)存取方式為CSMA/CD共享爭用方式。CSMA/CD：帶沖突檢測的載波偵聽多路存取方式。2022/12/13140計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室以太網(wǎng)技術(shù)---2傳統(tǒng)的以太網(wǎng)的傳輸速率為1

以太網(wǎng)技術(shù)---3

CSMA/CD一般采用的操作如下：如果傳輸介質(zhì)空閑，它就發(fā)送數(shù)據(jù)。如果傳輸介質(zhì)正忙，它等待直至傳輸介質(zhì)空閑才發(fā)送。如果發(fā)生沖突，立即取消本次信息發(fā)送，并在等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間（即長短不確定的一段時(shí)間）之后重新發(fā)送。這樣，兩個(gè)站的發(fā)送就有可能錯(cuò)開時(shí)間，避免再次沖突。2022/12/13141計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系基礎(chǔ)教研室以太網(wǎng)技術(shù)---3CSMA/CD一般采用的操

以太網(wǎng)技術(shù)---4CSMA/CD工作流程：2022/12/13142計(jì)算機(jī)