計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)PPT全套完整教學(xué)課件

項(xiàng)目1

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及世界各國政府對“信息高速公路”建設(shè)的重視和推動(dòng)，電子媒體、電子郵箱、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)銀行、網(wǎng)絡(luò)視頻、即時(shí)通信、電子政務(wù)等等，網(wǎng)絡(luò)中的各種應(yīng)用改變了人們的生活方式，由此造成了世界翻天覆地的變化，稱為“工業(yè)革命”之后的又一次革命，即為“信息革命”。2023/9/202網(wǎng)絡(luò)是信息傳輸與共享的平臺(tái)。所傳輸?shù)男畔ㄎ淖?、圖片、聲音和視頻等，這些信息作為我們所看到的內(nèi)容并不是直接從網(wǎng)絡(luò)的一端傳到另一端的。類似于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的電話網(wǎng)，打電話的雙方聽到的是對方的聲音，但是聲音并不能通過電話線直接從一端傳送到另一端，之所以能夠聽到對方的聲音是因?yàn)殡娫捪到y(tǒng)將聲音轉(zhuǎn)換成了電信號(hào)才得以在電話線上傳輸，這就涉及到如何把信息轉(zhuǎn)換成能夠在電話線上傳輸?shù)碾娦盘?hào)的問題，這就是數(shù)據(jù)編碼的問題。2023/9/203當(dāng)有了載有信息的電信號(hào)之后，如何傳輸這個(gè)電信號(hào)，比如說用幾根線傳輸，信號(hào)是雙向傳輸還是單向傳輸（即打電話的雙方是否能夠同時(shí)說話）等諸如此類有關(guān)實(shí)現(xiàn)終端信號(hào)傳輸?shù)膯栴}即為數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)問題。2023/9/204在任何打電話的雙方之間建立一根直接的連線是不經(jīng)濟(jì)的，電話是作為終端連接在一個(gè)龐大的電話網(wǎng)之中的，那么也就是說電信號(hào)需要在這個(gè)電話網(wǎng)中尋找一條道路傳輸?shù)綄Ψ浇K端，而網(wǎng)絡(luò)中的中間節(jié)點(diǎn)就像鐵道網(wǎng)中的火車站一樣，需要去調(diào)度在鐵道上運(yùn)行的眾多“火車”。通過調(diào)度，不僅要防止混亂的發(fā)生，而且也要提高“火車”的通行速度。在數(shù)據(jù)通信上，這個(gè)問題就是數(shù)據(jù)交換問題。2023/9/205掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念和分類。了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程。了解Internet及其應(yīng)用。熟悉信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)的概念，以及它們之間的關(guān)系。熟悉數(shù)據(jù)編碼技術(shù)、多路復(fù)用技術(shù)和數(shù)據(jù)交換技術(shù)。熟悉數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的相關(guān)概念。2023/9/206計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念與發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類Internet技術(shù)及應(yīng)用信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)傳輸多路復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)2023/9/207計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念與發(fā)展

2023/9/208計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)密切相結(jié)合的產(chǎn)物，是基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，利用通信設(shè)備和傳輸介質(zhì)，將地理位置分布不同的、功能獨(dú)立的各個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞和資源共享的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念2023/9/209計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展代表了目前計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)發(fā)展的一個(gè)極其重要的方向近年來，計(jì)算機(jī)應(yīng)用上的絕大多數(shù)創(chuàng)新都與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有關(guān)聯(lián)從當(dāng)前大多數(shù)人的觀點(diǎn)來說，一臺(tái)不聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)不是一臺(tái)完備的計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念2023/9/2010第一階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形階段。第二階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成階段。第三階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系標(biāo)準(zhǔn)化階段。第四階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)階段。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展2023/9/2011第一階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形階段。第二階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成階段。第三階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系標(biāo)準(zhǔn)化階段。第四階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)階段。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展2023/9/2012該階段主要存在于20世紀(jì)50年代到60年代中期。該階段的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是以單臺(tái)計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程終端聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)中，除了一臺(tái)中心計(jì)算機(jī)，其余的終端都不具備自主處理的功能，在系統(tǒng)中主要存在的是終端和中心計(jì)算機(jī)之間的通信。第一階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形階段。第二階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成階段。第三階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系標(biāo)準(zhǔn)化階段。第四階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)階段。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展2023/9/2013該階段為20世紀(jì)60年代后期至70年代后期。隨著計(jì)算機(jī)性能的提高和價(jià)格的下降，許多機(jī)構(gòu)已經(jīng)有能力配置獨(dú)立的計(jì)算機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)信息交換和資源共享，這些機(jī)構(gòu)將不同地理位置的計(jì)算機(jī)互聯(lián)起來，由此發(fā)展到了計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間直接通信的階段。在該類網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)之間的地位是不存在主從關(guān)系的平等關(guān)系。1969年12月，美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃署（ARPA，AdvancedResearchProjectAgency，）研制的ARPAnet投入使用，標(biāo)志著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的正式誕生。在ARPAnet中，分組交換技術(shù)被正式使用。第一階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形階段。第二階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成階段。第三階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系標(biāo)準(zhǔn)化階段。第四階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)階段。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展2023/9/2014該階段為20世紀(jì)80年代至90年代初期。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越特性，眾多機(jī)構(gòu)建立了自己的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，然而這些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在實(shí)現(xiàn)技術(shù)上卻存在較大的差別，由此造成不同網(wǎng)絡(luò)之間不能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使具有不同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)成為人們追求的新目標(biāo)。伴隨ARPAnet出現(xiàn)的TCP/IP模型和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO，InternationalStandardizationOrganization）制定和頒布的“開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型”（OSI/RM，OpenSystemInterconnectionReferenceModel）成為國際社會(huì)所公認(rèn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。第一階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形階段。第二階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成階段。第三階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系標(biāo)準(zhǔn)化階段。第四階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)階段。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展2023/9/2015該階段為20世紀(jì)90年代初期至今。這一階段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的特點(diǎn)是：互聯(lián)、高速、智能與更為廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)90年代，美國總統(tǒng)克林頓主導(dǎo)的“信息高速公路”工程，讓世界看到了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的前景和重要性。由世界范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而成的Internet成為覆蓋全球的、最大的信息共享平臺(tái)。中國也于20世紀(jì)90年代初接入Internet，20世紀(jì)90年代末至今，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)普及和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)入了爆破式發(fā)展時(shí)期。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用將會(huì)以更快的步伐進(jìn)入到千家萬戶，必然對人類的生活、工作和社會(huì)的進(jìn)步產(chǎn)生更加深刻的影響。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成2023/9/2016探究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成，可以有多種方法，但是一種通用的劃分方法是將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)劃分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩部分。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成2023/9/2017資源子網(wǎng)（數(shù)據(jù)管理）主要承擔(dān)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，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)。它主要由聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)器、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、共享的打印機(jī)、其他設(shè)備及相關(guān)軟件等組成。通信子網(wǎng)（數(shù)據(jù)傳輸）主要承擔(dān)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)、加工和轉(zhuǎn)換等通信處理工作。它主要由網(wǎng)卡、傳輸介質(zhì)、中繼器、集線器、網(wǎng)橋、交換機(jī)和路由器等設(shè)備和相關(guān)軟件組成。資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)2023/9/2018計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類2023/9/2019計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類標(biāo)準(zhǔn)很多，可以依據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍、交換方式、傳輸介質(zhì)和通信方式等劃分。最常用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類方法是依據(jù)覆蓋范圍分類。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類方法2023/9/2020局城網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）。局域網(wǎng)是在較小的范圍內(nèi)組建的網(wǎng)絡(luò)，它覆蓋的范圍通常是幾十米到幾千米，如一個(gè)辦公室、一棟樓房、一個(gè)園區(qū)、一個(gè)單位等。局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)是覆蓋的地理范圍小、數(shù)據(jù)傳輸速率高、誤碼率低、有利于實(shí)現(xiàn)排它性的區(qū)域資源共享等。局域網(wǎng)有完備而成熟的局域網(wǎng)技術(shù)。城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork，MAN）。城域網(wǎng)的規(guī)模通常限制在一座城市內(nèi)，覆蓋的范圍從幾十千米到幾百千米。在一個(gè)城市內(nèi)通過城域網(wǎng)可以將政府部門、大型企業(yè)、機(jī)關(guān)、部門等連接起來，可以實(shí)現(xiàn)大量用戶的信息傳遞。廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）。廣域網(wǎng)覆蓋的范圍從數(shù)百千米到數(shù)千千米，甚至上萬千米，可以是一個(gè)地區(qū)，一個(gè)國家，其至是全世界。最大的廣域網(wǎng)是Internet。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍分類2023/9/2021從網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)技術(shù)上也可以區(qū)分為局域網(wǎng)技術(shù)和廣域網(wǎng)技術(shù)。兩種技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的各個(gè)層次上具有很大的不同。局域網(wǎng)技術(shù)主要用于近距離的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸和區(qū)域資源共享。廣域網(wǎng)技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)不同局域網(wǎng)之間的互聯(lián)。有關(guān)局域網(wǎng)的劃分不一定是從覆蓋范圍上進(jìn)行的劃分，如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到了城域網(wǎng)的覆蓋范圍，但采用了局域網(wǎng)技術(shù)，我們?nèi)匀豢梢苑Q之為局域網(wǎng)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍分類2023/9/2022電路交換網(wǎng)電路交換網(wǎng)采用電路交換技術(shù)。電路交換在用戶開始通信前，先建立一條從發(fā)送端到接收端的信道，并在雙方通信期間始終占有該信道。報(bào)文交換網(wǎng)報(bào)文交換網(wǎng)采用報(bào)文交換技術(shù)。報(bào)文交換不占有專有信道，而是猶如到郵局寄送信件一樣，只需將發(fā)送的數(shù)據(jù)打包為包含送達(dá)地址的報(bào)文，而報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸采用“存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)”方式。報(bào)文的長度不受限制，一般與單次發(fā)送的數(shù)據(jù)量的多少有關(guān)。分組交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)采用分組交換技術(shù)。分組交換技術(shù)與報(bào)文交換技術(shù)類似，所不同的是，轉(zhuǎn)發(fā)的不是報(bào)文，而是短小且定長的分組。根據(jù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)分類2023/9/2023根據(jù)傳輸介質(zhì)可以將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)劃分為有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)。有線網(wǎng)絡(luò)通常是指采用雙絞線、同軸電纜以及光纜等有線傳輸介質(zhì)組建的網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)通常是指采用包括微波、紅外線和電波等無線傳輸介質(zhì)進(jìn)行傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)之中通常既采用有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也采用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，沒有明顯的界限。根據(jù)傳輸介質(zhì)分類2023/9/2024廣播式傳輸網(wǎng)絡(luò)廣播式傳輸網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)在公用介質(zhì)中傳輸，即所有聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)都共享一個(gè)通信信道。在廣播式傳輸網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送給一個(gè)終端的數(shù)據(jù)，其他端也能接收到。點(diǎn)到點(diǎn)式傳輸網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)到點(diǎn)傳輸網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)以點(diǎn)到點(diǎn)的方式在計(jì)算機(jī)或通信設(shè)備之間傳輸。它與廣播式傳輸網(wǎng)絡(luò)不同的是信道帶寬獨(dú)享，每對用戶之間都有專有信道相連，發(fā)送給指定設(shè)備的數(shù)據(jù)，其他設(shè)備接收不到。根據(jù)通信方式分類2023/9/2025INTERNET技術(shù)及應(yīng)用2023/9/2026Internet由美國發(fā)起，是一個(gè)把分布于世界各地不同結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用各種傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備連接起來的網(wǎng)絡(luò)，是世界上最大的廣域網(wǎng)，有人稱之為網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，中文譯名為因特網(wǎng)、英特網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)等。Internet提供的主要服務(wù)有萬維網(wǎng)（WWW）、文件傳輸（FTP）、電子郵件（E-mail）、遠(yuǎn)程登錄（Telnet）等。概述2023/9/2027Internet以讓計(jì)算機(jī)能夠相互交流為目的，基于TCP/IP協(xié)議，并通過許多路由器以及大型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器互聯(lián)而成，它是一個(gè)信息資源共享的平臺(tái)。Internet目前的用戶已經(jīng)遍及全球，有超過幾十億人在使用Internet。我國第一次正式接入Internet的時(shí)間是在1994年，到1997年建成了中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（ChinaNET）、中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)（CERNET）、中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)（CSTNET）和中國金橋信息網(wǎng)（ChinaGBN）等四大骨干網(wǎng)。Internet技術(shù)2023/9/2028ISP（InternetServiceProvider）即Internet服務(wù)提供商，是指為用戶提供Internet接入和Internet信息服務(wù)的公司和機(jī)構(gòu)，是進(jìn)入Internet世界的驛站。依服務(wù)的側(cè)重點(diǎn)不同，ISP可分為兩種，IAP（InternetAccessProvider）和ICP（InternetContentProvider）。其中IAP是Internet接入提供商，以接入服務(wù)為主，ICP是Internet內(nèi)容提供商，提供信息服務(wù)。用戶的計(jì)算機(jī)（或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)）通過某種通信線路連接到ISP，借助于與國家骨干網(wǎng)相連的ISP接入Internet。因而從某種意義上講，ISP是全世界數(shù)以億計(jì)的用戶通往Internet的必經(jīng)之路。Internet技術(shù)2023/9/2029WWW是WorldWideWeb的縮寫，也可以簡稱為Web，中文名字為“萬維網(wǎng)”。是一個(gè)資料空間。在這個(gè)空間所有有用的事物都稱為“資源”；并且由一個(gè)“統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符”URL（UniversalResourceLocator）標(biāo)識(shí)。這些資源通過超文本傳輸協(xié)議（HypertextTransferProtocol）傳送給使用者，而后者通過單擊鏈接來獲得資源。HTML（HyperTextMark-upLanguage）即超文本標(biāo)記語言，是WWW的描述語言。萬維網(wǎng)常被當(dāng)成因特網(wǎng)的同義詞，不過其實(shí)萬維網(wǎng)是靠著因特網(wǎng)運(yùn)行的一項(xiàng)服務(wù)。瀏覽器是查看Internet中信息的必備工具。個(gè)人電腦上常見的網(wǎng)頁瀏覽器包括微軟的InternetExplorer、GoogleChrome瀏覽器等。WWW服務(wù)2023/9/2030電子郵件、簡稱E-mail，又稱電子信箱，它是一種用電子手段提供信息交換的通信方式。通過網(wǎng)絡(luò)的電子郵件系統(tǒng)，用戶可以用非常低廉的價(jià)格，以非?？焖俚姆绞?，與世界上任何一個(gè)角落的網(wǎng)絡(luò)用戶聯(lián)系，這些電子郵件可以是文字、圖像、聲音等各種方式。收發(fā)電子郵件必須要有一個(gè)唯一電子郵件地址，也就是需要一個(gè)電子信箱，電子郵件地址的格式由三部分組成。第一部分“USER”代表用戶信箱的帳號(hào)，對于同一個(gè)郵件接收服務(wù)器來說，這個(gè)帳號(hào)必須是唯一的；第二部分“@”是分隔符；第三部分是用戶信箱的郵件接收服務(wù)器域名，用以標(biāo)志其所在的位置。例如z.xh@163.com。電子郵箱可以到網(wǎng)易、騰訊等網(wǎng)站申請注冊一個(gè)免費(fèi)的電子郵箱，也可以購買包含專業(yè)服務(wù)的郵箱。E-mail服務(wù)2023/9/2031FTP服務(wù)器又稱為文件傳輸服務(wù)器，它主要提供文件的上傳、下載服務(wù)。目前FTP服務(wù)器的主要用途有：一是放置文件供用戶下載；二是用于維護(hù)各種網(wǎng)站，使網(wǎng)站管理員可以把文件上傳到服務(wù)器中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)。Telnet是Internet遠(yuǎn)程登錄服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和主要方式。它為用戶提供了在本地計(jì)算機(jī)上操控遠(yuǎn)程主機(jī)工作的能力。FTP和Telnet服務(wù)2023/9/2032Telnet協(xié)議是TCP/IP協(xié)議族中的一員，是Internet遠(yuǎn)程登錄服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和主要方式。它為用戶提供了在本地計(jì)算機(jī)上完成遠(yuǎn)程主機(jī)工作的能力。信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)2023/9/2033信息是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要特征是信息共享，所以對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來說，如何實(shí)現(xiàn)信息的交換是主要的問題之一。實(shí)現(xiàn)信息交換的前提是我們需要用文字等符號(hào)把信息表示出來，因而符號(hào)成為信息的載體。比如說表示一個(gè)班有四十個(gè)學(xué)生這個(gè)信息，我們可以表示為“40”，也可以表示為“四十”，又可以表示為“forty”，即是說，同樣的信息可以用不同的符號(hào)來表述。那么在計(jì)算機(jī)中用什么符合記載信息呢？是二進(jìn)制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是信息的載體，是把事件的某些屬性規(guī)范化后得到的表現(xiàn)形式，它可以被識(shí)別，也可以被描述。信息與數(shù)據(jù)2023/9/2034數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種。模擬數(shù)據(jù)在時(shí)間上和幅度取值上都是連續(xù)的，其電平隨時(shí)間連續(xù)變化。例如，語音是典型的模擬數(shù)據(jù)，其他由模擬傳感器接收到的數(shù)據(jù)如溫度、壓力、流量等也是模擬數(shù)據(jù)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在時(shí)間上是離散的，在幅值上是經(jīng)過量化的，它一般是由“0”和“1”構(gòu)成的二進(jìn)制代碼組成的數(shù)字序列。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)所能處理的數(shù)據(jù)只能是二進(jìn)制數(shù)據(jù)。無論文字、數(shù)字，還是圖像、聲音、視頻等，最終都要轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，進(jìn)而進(jìn)行處理。所以無論何種信息，只要轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)據(jù)且存在于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中了，都稱之為數(shù)據(jù)。模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)2023/9/2035信號(hào)是數(shù)據(jù)的載體，是數(shù)據(jù)的具體物理表現(xiàn)形式。對計(jì)算機(jī)設(shè)備來說，數(shù)據(jù)是抽象的，不能直接處理的，它所處理的是代表二進(jìn)制數(shù)據(jù)的信號(hào)。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，一般使用電信號(hào)來表示數(shù)據(jù)，比如說一個(gè)相對較高的電壓代表二進(jìn)制數(shù)據(jù)“1”，一個(gè)相對較低的電壓代表二進(jìn)制數(shù)據(jù)“0”。當(dāng)然，也可以用其他載體來承載數(shù)據(jù)，如在通信中，常使用光信號(hào)，無線電波信號(hào)等。信號(hào)2023/9/2036承載數(shù)據(jù)的信號(hào)有數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)之分。模擬信號(hào)是指在幅度和時(shí)間上連續(xù)變化的信號(hào)，如語音信號(hào)、光信號(hào)、溫度壓力傳感器的輸出信號(hào)等，如圖（a）所示。數(shù)字信號(hào)是指時(shí)間和幅度都用離散數(shù)字表示的信號(hào)，如圖（b）所示。數(shù)字信號(hào)在通信線路上傳輸時(shí)要借助電信號(hào)的狀態(tài)來表示二進(jìn)制代碼的值，電信號(hào)可呈現(xiàn)兩種狀態(tài)，分別表示“0”和“1”。模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)2023/9/2037雖然模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)有著明顯的差別，但在一定條件下它們是可以相互轉(zhuǎn)化的。模擬信號(hào)可以通過采樣、編碼等步驟變成數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)也可以通過信號(hào)調(diào)制技術(shù)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)。信號(hào)的第二種分類方法是將信號(hào)分為基帶信號(hào)和寬帶信號(hào)?；鶐盘?hào)就是將計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)字信號(hào)“0”或“1”用兩種不同的電壓表示后，直接送到線路上傳輸?shù)男盘?hào)。寬帶信號(hào)是基帶信號(hào)經(jīng)過調(diào)制后形成的頻分復(fù)用模擬信號(hào)。信號(hào)2023/9/2038數(shù)據(jù)編碼2023/9/2039如何將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能夠在信道中傳輸?shù)男盘?hào)呢？這就要看數(shù)據(jù)是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)還是模擬數(shù)據(jù)，要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是在模擬信道中傳輸還是在數(shù)字信道中傳輸。如果是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道中傳輸，需要把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編制為模擬信號(hào)；如果是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道中傳輸，需要把數(shù)據(jù)編制為數(shù)字信號(hào)；如果是模擬數(shù)據(jù)要在數(shù)字信道中傳輸要把模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。數(shù)據(jù)編碼2023/9/2040模擬信號(hào)編碼技術(shù)2023/9/20412023/9/2042調(diào)幅技術(shù)，又稱幅移鍵控（ASK，AmplitudeShiftKeying），是利用波的振幅的大小來分別表示數(shù)字“0”和“1”。在振幅調(diào)制中，頻率和相位都是常量，振幅為變量，即載波的幅度隨發(fā)送的數(shù)字信號(hào)的值而變化。例如表示數(shù)字“1”時(shí)可以用一個(gè)振幅較大的波表示，表示數(shù)字“0”時(shí)用振幅較小的波表示，或者用振幅為0的波表示（即不輸出波）。如圖（a）所示。ASK的特點(diǎn)是信號(hào)容易實(shí)現(xiàn)，技術(shù)簡單，但由于振幅是靠能量維持的，隨著波的能量的遞減，可能會(huì)造成誤碼率的增加，抗干擾能力差，傳輸距離較短。2023/9/2043調(diào)頻技術(shù)，又稱頻移鍵控（FSK，F(xiàn)requencyShiftKeying），是通過改變載波信號(hào)的頻率來表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)0或1的調(diào)制技術(shù)。在頻率調(diào)制中，振幅和相位應(yīng)當(dāng)定為常量，頻率為變量。例如表示數(shù)字“1”時(shí)可以用一個(gè)頻率較大的波表示，表示數(shù)字“0”時(shí)用頻率較小的波表示。如圖（b）所示。FSK的特點(diǎn)是信號(hào)容易實(shí)現(xiàn)，技術(shù)簡單，只要能量存在，波的頻率不會(huì)因?yàn)槟芰康母淖兌l(fā)生變化，抗干擾能力較強(qiáng)，傳輸距離較長。2023/9/2044調(diào)相技術(shù)，又稱相移鍵控（PSK，PhaseShiftKeying），是利用波的初始相位的大小來分別表示數(shù)字“0”和“1”。在相位調(diào)制中，把振幅和頻率定為常量，初始相位為變量。例如用初始相位為0表示數(shù)字“1”，用初始相位為π表示數(shù)字“0”。如圖（c）所示。PSK的特點(diǎn)是抗干擾能力較強(qiáng)，但信號(hào)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)比較復(fù)雜，所以比以上兩種技術(shù)較少使用。在數(shù)據(jù)通信中將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的過程叫數(shù)字編碼，將數(shù)字信號(hào)還原為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的過程叫數(shù)字解碼。一般用電壓的高低來編制數(shù)字信號(hào)，主要有以下幾種編碼方法：（1）不歸零編碼NRZ（Non-Return-Zero）（2）曼徹斯特編碼（ManchesterEncoding）（3）差分曼徹斯特編碼（DifferentialManchesterEncoding）數(shù)字信號(hào)編碼技術(shù)2023/9/20452023/9/2046不歸零編碼用電壓的高低表示二進(jìn)制的0和1，例如用低電平表示二進(jìn)制0，用高電平表示二進(jìn)制1。不歸零編碼的優(yōu)點(diǎn)是易于實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是無法判斷每一位的開始與結(jié)束，收發(fā)雙方不能保持同步。為保證收發(fā)雙方同步，必須在發(fā)送NRZ碼的同時(shí)，用另一個(gè)信道同時(shí)傳送同步信號(hào)。如圖0-5（a）所示。2023/9/2047曼徹斯特編碼不是用電壓的高低表示二進(jìn)制數(shù)0和1，而是用電壓的跳變來表示的。在曼徹斯特編碼中，每一個(gè)數(shù)據(jù)位的中間均有一個(gè)跳變，這個(gè)跳變既作為時(shí)鐘信號(hào)，又作為數(shù)據(jù)信號(hào)。例如我們可以用電壓從高到低的跳變表示二進(jìn)制“1”，從低到高的跳變表示二進(jìn)制“0”。曼徹斯特編碼的優(yōu)點(diǎn)是收發(fā)雙方可以根據(jù)自帶的時(shí)鐘信號(hào)來保持同步，無須專門傳遞同步信號(hào)，成本低，缺點(diǎn)是效率低，信號(hào)占用的頻帶較寬。如圖0-5（b）所示。2023/9/2048差分曼徹斯特編碼是對曼徹斯特編碼的改進(jìn)，每個(gè)數(shù)據(jù)比特位中間的電壓跳變僅做同步之用，每比特位的值根據(jù)其開始邊界是否發(fā)生跳變來決定。我們用每比特位的開始無跳變表示二進(jìn)制“1”，有跳變表示二進(jìn)制“0”。差分曼徹斯特編碼的優(yōu)點(diǎn)是自帶同步時(shí)鐘信號(hào)保持同步，成本低，抗干擾性能好，缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)復(fù)雜。如圖0-5（c）所示。模擬數(shù)據(jù)可以基帶傳輸，但必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。模擬數(shù)據(jù)是連續(xù)的，也就是說任何一段模擬數(shù)據(jù)都會(huì)包含無窮多的數(shù)據(jù)量，比如從波上截取的一段，因而不可能將模擬數(shù)據(jù)上所有的量都轉(zhuǎn)化成離散的數(shù)據(jù)。模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的過程，稱之為數(shù)字化。模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化的過程必然伴隨著數(shù)據(jù)的失真。脈沖編碼調(diào)制技術(shù)（PulseCodeModulation，PCM）是模擬數(shù)據(jù)采樣編碼的主要技術(shù)，它經(jīng)過三步將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，這三步是采樣、量化和編碼。模擬數(shù)據(jù)至數(shù)字信號(hào)的編碼技術(shù)2023/9/2049采樣是指將模擬數(shù)據(jù)，例如波，用等時(shí)間間隔的時(shí)間序列劃分成離散的模擬信號(hào)片段序列，也就是在時(shí)間上將模擬數(shù)據(jù)離散化。對同一個(gè)模擬數(shù)據(jù)來說，劃分的時(shí)間片段越短，離散化出來的數(shù)據(jù)量就越多，數(shù)據(jù)的失真性就越小。采樣2023/9/2050量化是對采樣出來的每一個(gè)模擬數(shù)據(jù)片段用一個(gè)單一的值來表示。對每一個(gè)抽樣出來的模擬數(shù)據(jù)片段來說，它仍然含有無窮多個(gè)數(shù)據(jù)，我們需要用一個(gè)具有代表意義的數(shù)據(jù)來表示這一個(gè)片段。怎樣的數(shù)據(jù)可以表示這一個(gè)片段呢？常用的數(shù)據(jù)有片段的最大值、最小值和平均值。量化2023/9/2051編碼則是按照一定的規(guī)律，把量化后的值用二進(jìn)制數(shù)字表示，然后轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制信號(hào)流。這樣就將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成了數(shù)字信號(hào)。編碼2023/9/2052數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸就是實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備之間的信息的傳遞。數(shù)據(jù)的傳輸過程涉及幾個(gè)我們需要了解的概念。2023/9/2053傳輸信息（信號(hào)）的必經(jīng)之路稱為信道。要把信道和物理線路區(qū)分開來，因?yàn)橐粭l物理線路可以使用多路復(fù)用技術(shù)劃分出一到多條信道。根據(jù)通信介質(zhì)的屬性，還可以將信道分為數(shù)字信道和模擬信道。數(shù)字信道用來傳輸數(shù)字信號(hào)，模擬信道用來傳輸模擬信號(hào)。信道2023/9/2054數(shù)據(jù)通信的方式有單工，半雙工和全雙工之分。實(shí)現(xiàn)A、B兩個(gè)設(shè)備之間的通信，如果只能實(shí)現(xiàn)從A到B，或者從B到A的單向通信，稱之為單工通信；如果既能實(shí)現(xiàn)從A到B的通信，又能實(shí)現(xiàn)從B到A的通信，但是同時(shí)間內(nèi)只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的通信，稱之為半雙工通信；如果同時(shí)既能實(shí)現(xiàn)從A到B，又能實(shí)現(xiàn)從B到A的雙向通信，稱之為全雙工通信。目前大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)中的通信都實(shí)現(xiàn)了全雙工通信。通信方式2023/9/2055對數(shù)據(jù)的傳輸，如果在傳輸介質(zhì)中傳輸數(shù)字信號(hào)，稱為基帶傳輸，如果傳輸模擬信號(hào)，稱為頻帶傳輸，如果可以建立多個(gè)信道同時(shí)傳輸音頻、視頻和數(shù)字信號(hào)，稱之為寬帶傳輸。傳輸類型2023/9/2056數(shù)據(jù)的傳輸方式分為并行傳輸和串行傳輸兩種。在傳輸過程中如果同時(shí)用多個(gè)信道進(jìn)行傳輸，稱之為并行傳輸，如果只用一個(gè)信道傳輸，稱之為串行傳輸。對同樣大小的數(shù)據(jù)量和相同的信道傳輸速率來說，八個(gè)信道同時(shí)傳輸（一次可以傳輸一個(gè)字節(jié)），和同時(shí)只有一個(gè)信道傳輸（一次只能傳輸一個(gè)比特位），其傳輸能力的強(qiáng)弱是相當(dāng)可觀的。但是從成本上考慮，并行傳輸需要建立多個(gè)信道，成本較高，適合短距離傳輸，而串行傳輸只需建立一個(gè)信道，成本較低，適合長距離傳輸。傳輸方式2023/9/2057二進(jìn)制數(shù)據(jù)表示信息，一般以一個(gè)字節(jié)為單位，比如ASCII碼中的一個(gè)字符用一個(gè)字節(jié)表示，所以在數(shù)據(jù)的傳輸中，接收方必須知道一個(gè)字節(jié)是從哪個(gè)比特位開始的，如果字節(jié)的起始位弄錯(cuò)了，則接收方對它所接收的信息的解析就是錯(cuò)的。這就是傳輸?shù)耐絾栴}。根據(jù)解決串行傳輸同步問題的方法不同，將串行傳輸又分為異步傳輸和同步傳輸。串行傳輸?shù)耐絾栴}。2023/9/2058異步傳輸一般以字符為單位（一個(gè)字符并不一定是一個(gè)字節(jié)，比如一個(gè)漢字字符需要兩個(gè)字節(jié)），在發(fā)送每一字符代碼時(shí)，前面均加上一個(gè)“起”信號(hào)，字符代碼后面均加上一個(gè)“止”信號(hào)。起止信號(hào)用一串不同于其他符號(hào)的二進(jìn)制串表示，且收發(fā)雙方都知曉，如此數(shù)據(jù)的接收方測到起止信號(hào)就能知道一個(gè)字符的開始與結(jié)束，也就是實(shí)現(xiàn)了串行傳輸收、發(fā)雙方字符的同步。這種傳輸方式的優(yōu)點(diǎn)是同步實(shí)現(xiàn)簡單，收發(fā)雙方的時(shí)鐘信號(hào)不需要嚴(yán)格同步，傳輸速率可以不一致，缺點(diǎn)是對每一字符都需加入“起、止”碼元，使需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量膨脹，傳輸效率降低。異步傳輸2023/9/2059同步傳輸不是向數(shù)據(jù)流中添加起止符達(dá)到同步的目的，而是以同步的時(shí)鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的，因此在一個(gè)數(shù)據(jù)流中，各信號(hào)碼元之間的相對位置都是固定的（即同步的）。這種同步要求收發(fā)雙方具有相同的傳輸速率，對設(shè)備的要求較高，但傳輸速率較快。同步傳輸2023/9/2060比特率（bps）測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇潜忍芈省１忍芈适侵竼挝粫r(shí)間內(nèi)所傳送的二進(jìn)制碼元的有效位數(shù)，以每秒多少比特?cái)?shù)計(jì)，即bps。波特率（Baud）波特率也是數(shù)據(jù)傳輸單位，波特率是脈沖信號(hào)經(jīng)過調(diào)制后的傳輸速率，它是指單位時(shí)間（秒）內(nèi)傳輸?shù)拇a元數(shù)目，以波特（Baud）為單位，通常用于表示調(diào)制器之間傳輸信號(hào)的速率。這里的碼元是對于網(wǎng)絡(luò)中傳送的進(jìn)制數(shù)字中每一位的通稱，也常稱作“位”，可以是二進(jìn)制的，也可以是多進(jìn)制的。波特率N和比特率R的關(guān)系為R=Nlog2M，當(dāng)碼元為二進(jìn)制時(shí)，M為2；碼元為八進(jìn)制時(shí)，M為8，依此類推。如果波特率為100Baud，在二進(jìn)制時(shí)，比特率為100bps，在八進(jìn)制時(shí)，比特率為300bps。傳輸速率2023/9/2061誤碼率指信息傳輸?shù)腻e(cuò)誤率，是衡量系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)。它以接收信息中錯(cuò)誤比特?cái)?shù)占總傳輸比特?cái)?shù)的比例來度量的。誤碼率越高，說明信道越不可信。誤碼率2023/9/2062多路復(fù)用技術(shù)2023/9/2063為了降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，可以在一條物理線路上建立多條通信信道，這樣的技術(shù)稱為多路復(fù)用技術(shù)。主要的多路復(fù)用技術(shù)有以下幾個(gè)：頻分多路復(fù)用（FDM，F(xiàn)requencyDivisionMultiplexing）時(shí)分多路復(fù)用（TDM，TimeDivisionMultiplexing）波分多路復(fù)用（WDM，WavelengthDivisionMultiplexing）碼分多址（CDMA，CodeDivisionMultipleAccess）空分多址（SDMA，SpaceDivisionMultipleAccess）多路復(fù)用技術(shù)2023/9/2064基本原理：如果每路信號(hào)以不同的載波頻率進(jìn)行調(diào)制，而且各個(gè)載波頻率是完全獨(dú)立的，即各個(gè)信道所占用的頻帶不相互重疊。相鄰信道之間用“警戒頻帶”隔離，那么每個(gè)信道就能獨(dú)立地傳輸一路信號(hào)。主要特點(diǎn)，信號(hào)被劃分成若干通道（頻道，波段），每個(gè)通道互不重疊，獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。頻分多路復(fù)用在無線電廣播和電視領(lǐng)域中應(yīng)用較多。頻分多路復(fù)用2023/9/2065時(shí)分多路復(fù)用是以信道傳輸時(shí)間作為分割對象，通過為多個(gè)信道分配互不重疊的時(shí)間片的方法來實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用。時(shí)分多路復(fù)用將用于傳輸?shù)臅r(shí)間劃分為若干個(gè)時(shí)間片，每個(gè)用戶分得一個(gè)時(shí)間片。時(shí)分多路復(fù)用通信，是各路信號(hào)在同一信道上占有不同時(shí)間片進(jìn)行通信。時(shí)分多路復(fù)用2023/9/2066波分多路復(fù)用就是在同一根光纖內(nèi)傳輸多路不同波長的光信號(hào)，以提高單根光纖的傳輸能力。波分多路復(fù)用2023/9/2067碼分多址又稱為CDMA，采用地址碼、時(shí)間和頻率共同區(qū)分信道的方式。CDMA的特征是每個(gè)用戶具有特定的地址碼，而地址碼之間相互具有正交性，因此各用戶信息的發(fā)射信號(hào)在頻率、時(shí)間和空間上都可能重疊，從而使有限的頻率資源得到利用。碼分多址2023/9/2068空分多址技術(shù)是將空間分割構(gòu)成不同的信道，從而實(shí)現(xiàn)頻率的重復(fù)使用，達(dá)到信道增容的目的。舉例來說，在一顆衛(wèi)星上使用多個(gè)天線，各個(gè)天線的波束射向地球表面的不同區(qū)域，地面上不同地區(qū)的地球站，它們在同一時(shí)間、即使使用相同的頻率進(jìn)行工作，它們之間也不會(huì)形成干擾。空分多址2023/9/2069數(shù)據(jù)交換技術(shù)2023/9/2070在任何打電話的雙方之間建立一根直接的連線是不經(jīng)濟(jì)的，電話是作為終端連接在一個(gè)龐大的電話網(wǎng)之中的，那么也就是說電信號(hào)需要在這個(gè)電話網(wǎng)中尋找一條道路傳輸?shù)綄Ψ浇K端，而網(wǎng)絡(luò)中的中間節(jié)點(diǎn)就像鐵道網(wǎng)中的火車站一樣，需要去調(diào)度在鐵道上運(yùn)行的眾多“火車”。通過調(diào)度，不僅要防止混亂的發(fā)生，而且也要提高“火車”的通行速度。在數(shù)據(jù)通信上，這個(gè)問題就是數(shù)據(jù)交換問題。主要的數(shù)據(jù)交換技術(shù)有：電路交換報(bào)文交換分組交換信元交換數(shù)據(jù)交換技術(shù)2023/9/2071當(dāng)用戶要發(fā)信息時(shí)，由源交換機(jī)根據(jù)信息要到達(dá)的目的地址，把線路接到那個(gè)目的交換機(jī)，這個(gè)過程稱為線路接續(xù)。線路接通后，就形成了一條端對端（主叫用戶終端和被叫用戶終端之間）的信息通路，在這條通路上雙方即可進(jìn)行通信。通信完畢，由通信雙方的某一方，向自己所屬的交換機(jī)發(fā)出拆除線路的要求，交換機(jī)收到此信號(hào)后就將此線路拆除。線路拆除后空出來的線路就可以供別的用戶呼叫使用。電路交換2023/9/2072報(bào)文交換傳送數(shù)據(jù)的方式采用存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)方式，即數(shù)據(jù)發(fā)送端想要發(fā)送一個(gè)報(bào)文，它首先要把目的地址附加在報(bào)文上，然后將報(bào)文投向網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào)文上的目的地址信息，以接力的形式傳送到目的節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在收到報(bào)文之后，會(huì)將報(bào)文暫時(shí)存儲(chǔ)在本節(jié)點(diǎn)，然后對報(bào)文進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)，校驗(yàn)無誤后利用路由信息找出下一個(gè)“接力”節(jié)點(diǎn)的地址，并把整個(gè)報(bào)文傳送給該節(jié)點(diǎn)，因此，在報(bào)文交換中，端與端之間（主叫用戶終端和被叫用戶終端之間）無須先通過呼叫建立連接。在報(bào)文交換中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇菆?bào)文，即是發(fā)送節(jié)點(diǎn)一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，長度不限且可變。報(bào)文交換2023/9/2073線路效率較高，這是因?yàn)樵S多報(bào)文可以分時(shí)共享一條節(jié)點(diǎn)的通道。對于同樣的通信容量來說，需要較少的傳輸能力。不需要同時(shí)使用發(fā)送器和接收器來傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)可以在接收器可用之前，暫時(shí)存儲(chǔ)這個(gè)報(bào)文。在電路交換網(wǎng)絡(luò)上，當(dāng)通信量變得很大時(shí)，就不能接受某些呼叫，而在報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)上，卻仍然可以接收報(bào)文，但傳送延遲會(huì)增加。報(bào)文交換系統(tǒng)可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地，而電路交換網(wǎng)絡(luò)很難做到這一點(diǎn)。報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)2023/9/2074它不能滿足實(shí)時(shí)或交互式的通信要求，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的延遲相當(dāng)長，而且有相當(dāng)大的變化。因此，這種方式不能用于聲音連接，也不適合于交互式終端到計(jì)算機(jī)的連接。有時(shí)節(jié)點(diǎn)收到過多的數(shù)據(jù)而不得不丟棄報(bào)文，并阻止了其他報(bào)文的傳送，而且發(fā)出的報(bào)文不按順序到達(dá)目的地。報(bào)文交換中，若報(bào)文很長，需要較大容量的存儲(chǔ)器，若將報(bào)文放到外存儲(chǔ)器中去時(shí)，會(huì)造成響應(yīng)時(shí)間過長，增加了網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間。報(bào)文交換的缺點(diǎn)2023/9/2075分組交換也稱包交換，它是將用戶傳送的數(shù)據(jù)劃分成一定的長度，每個(gè)部分叫做一個(gè)分組。分組交換與報(bào)文交換都是采用存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)交換方式。二者的主要區(qū)別是：報(bào)文交換時(shí)報(bào)文的長度不限且可變，而分組交換的報(bào)文長度不變。分組交換首先把來自用戶的數(shù)據(jù)暫存于存儲(chǔ)裝置中，并劃分為多個(gè)一定長度的分組，每個(gè)分組前邊都加上固定格式的分組標(biāo)題，用于指明該分組的發(fā)端地址、收端地址及分組序號(hào)等。分組交換通常有兩種方式：數(shù)據(jù)報(bào)方式和虛電路方式。分組交換2023/9/2076在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，每個(gè)分組按一定格式附加源地址和目的地址、分組編號(hào)、分組起始和結(jié)束標(biāo)志、差錯(cuò)校驗(yàn)等信息，以分組形式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。網(wǎng)絡(luò)只是盡力地將分組交付給目的主機(jī)，但不保證所傳送的分組不丟失，也不保證分組能夠按發(fā)送的順序到達(dá)接收端。所以網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)是不可靠的，也不保證服務(wù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)報(bào)方式一般適用于較短的單個(gè)分組的報(bào)文。數(shù)據(jù)報(bào)方式優(yōu)點(diǎn)是傳輸延時(shí)小，當(dāng)某節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)不會(huì)影響后續(xù)分組的傳輸。缺點(diǎn)是每個(gè)分組附加的控制信息多，增加了傳輸信息的長度和處理時(shí)間，增大了額外開銷。分組交換—數(shù)據(jù)報(bào)方式2023/9/2077虛電路方式與數(shù)據(jù)報(bào)方式的區(qū)別主要是在信息交換之前，需要在發(fā)送端和接收端之間先建立一個(gè)邏輯連接，然后才開始傳送分組，所有分組沿相同的路徑進(jìn)行交換轉(zhuǎn)發(fā)，通信結(jié)束后再拆除該邏輯連接。網(wǎng)絡(luò)保證所傳送的分組按發(fā)送的順序到達(dá)接收端。所以網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)是可靠的，也保證服務(wù)質(zhì)量。這種方式對信息傳輸頻率高、每次傳輸量小的用戶不太適用，但由于每個(gè)分組頭只需標(biāo)出虛電路標(biāo)識(shí)符和序號(hào)，所以分組頭開銷小，適用長報(bào)文的傳送。分組交換—虛電路方式2023/9/2078線路利用率高。分組交換以虛電路的形式進(jìn)行信道的多路復(fù)用，實(shí)現(xiàn)資源共享，可在一條物理線路上提供多條邏輯信道，極大地提高了線路的利用率。不同種類的終端可以相互通信。數(shù)據(jù)以分組為單位在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)，使不同速率終端、不同協(xié)議的設(shè)備經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供的協(xié)議變換功能后實(shí)現(xiàn)互相通信。信息傳輸可靠性高。每個(gè)分組在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸時(shí)，在節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之前采用差錯(cuò)校驗(yàn)和重發(fā)的功能，因而在網(wǎng)絡(luò)中傳送的誤碼率大大降低。而且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的路由機(jī)制會(huì)使分組自動(dòng)地選擇一條新的路由以避開故障點(diǎn)，不會(huì)造成通信中斷。分組多路通信。由于每個(gè)分組都包含有控制信息，所以分組型終端可以同時(shí)與多個(gè)用戶終端進(jìn)行通信，可把同一信息發(fā)送到不同用戶。分組交換的特點(diǎn)2023/9/2079信元交換又叫異步傳輸模式（ATM，AsynchronousTransferMode），是一種面向連接的快速分組交換技術(shù)，它是通過建立虛電路來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹TM采用固定長度的信元作為數(shù)據(jù)傳送的基本單位，信元長度為53字節(jié)，其中信元頭為5字節(jié)，數(shù)據(jù)為48字節(jié)。長度固定的信元可以使ATM交換機(jī)的功能盡量簡化，只用硬件電路就可以對信元頭中的虛電路標(biāo)識(shí)進(jìn)行識(shí)別，因此大大縮短了每一個(gè)信元的處理時(shí)間。ATM采用了統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)各種業(yè)務(wù)的統(tǒng)計(jì)特性，在保證服務(wù)質(zhì)量要求（QoS，QualityofService）的前提下，在各個(gè)業(yè)務(wù)之間動(dòng)態(tài)地分配網(wǎng)絡(luò)帶寬。信元交換2023/9/2080通過學(xué)習(xí)本項(xiàng)目，我們了解了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念、分類和發(fā)展過程，熟悉了Internet及其應(yīng)用，認(rèn)識(shí)了信息、數(shù)據(jù)、信號(hào)、數(shù)據(jù)編碼、多路復(fù)用、數(shù)據(jù)交換等通信領(lǐng)域的基本概念。對于初學(xué)者來說，學(xué)習(xí)本部分內(nèi)容可能稍感困惑，知識(shí)內(nèi)容零散、跨度大，內(nèi)部邏輯關(guān)聯(lián)度小。進(jìn)入我們這個(gè)學(xué)習(xí)階段，此類問題會(huì)經(jīng)常對我們造成困擾。本部分內(nèi)容僅僅是列了學(xué)習(xí)本階段網(wǎng)絡(luò)知識(shí)需要掌握的通信基礎(chǔ)知識(shí)。部分初學(xué)者常常糾結(jié)于知識(shí)內(nèi)容的淺顯而希望不斷對通信知識(shí)深入下去，但個(gè)人精力有限，往往成了逐末舍本。其實(shí)，做人做事也是如此，事物紛繁復(fù)雜，人有善弱之處。根據(jù)個(gè)人的能力，學(xué)會(huì)抓住問題的主要方面，策略性忽略次要方面，也許能更快地找到通達(dá)巔峰之門。2023/9/20812023/9/20項(xiàng)目2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)（Architecture）是研究系統(tǒng)各部分組成及相互關(guān)系的技術(shù)科學(xué)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的邏輯組成和功能分配，它定義和描述了一組用于計(jì)算機(jī)及其通信設(shè)施之間互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的集合。研究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的目的在于定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)組成部分的功能，以便在統(tǒng)一的原則指導(dǎo)下進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、建造、使用和發(fā)展。2023/9/2084就目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)狀況來說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)具有兩大特征，這就是高度結(jié)構(gòu)化和層次結(jié)構(gòu)。所謂結(jié)構(gòu)化，是將一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題分解成為一個(gè)個(gè)容易處理的子問題加以解決，并協(xié)調(diào)好各個(gè)子問題之間關(guān)系，最終完成系統(tǒng)的整體規(guī)劃與設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)化方法是現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計(jì)最重要的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法之一。所謂層次結(jié)構(gòu)，是將一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題劃分成—組組容易理解的子問題，每一組問題具有相似的功能，并具有前后或上下的層次關(guān)聯(lián)關(guān)系，承擔(dān)著各自的具體任務(wù)。層次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最常用的、最基本的方法之一?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的建立是層次結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的典型范例。2023/9/2085掌握網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念。熟悉協(xié)議分層的原理和優(yōu)點(diǎn)。熟悉OSI各分層功能。熟悉TCP/IP各分層功能。了解IEEE802局域網(wǎng)模型。2023/9/2086網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與分層OSI參考模型TCP/IP模型IEEE802局域網(wǎng)模型2023/9/2087網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與分層

2023/9/2088網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則或約定。聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間要進(jìn)行數(shù)據(jù)與控制信息的成功傳遞就必須共同遵守網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由以下三要素組成。語法語法規(guī)定了通信雙方“如何講”，即確定用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)與格式；語義語義規(guī)定通信的雙方準(zhǔn)備“講什么”，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（時(shí)序）同步規(guī)定雙方“何時(shí)進(jìn)行通信”，即事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。協(xié)議2023/9/2089計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，所以用于網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議必然很多。實(shí)踐證明，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法是解決復(fù)雜問題的一種有效手段。其核心思想就是將系統(tǒng)模塊化，并按層次組織各模塊。因此，在研究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)時(shí)，通常也按層次進(jìn)行分析。協(xié)議的分層2023/9/2090各層之間可相互獨(dú)立高層并不需要知道低層是采用何種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，而只需要知道低層通過接口能提供哪些服務(wù)。每一層都有一個(gè)清晰、明確的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)相對獨(dú)立的功能，因而可以將復(fù)雜的系統(tǒng)性問題分解為一層一層的小問題。當(dāng)屬于每一層的小問題都解決了，那么整個(gè)系統(tǒng)的問題也就接近于完全解決了。靈活性好，易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)當(dāng)任何一層發(fā)生變化時(shí)（如技術(shù)的變化），只要層間接口保持不變，則其他各層都不會(huì)受到影響。另外，當(dāng)某層提供的服務(wù)不再被其他層需要時(shí)，可以將這層直接取消。有利于促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化這主要是因?yàn)槊恳粚拥膮f(xié)議已經(jīng)對該層的功能與所提供的服務(wù)做了明確的說明。分層的好處2023/9/2091在所有的網(wǎng)絡(luò)中，每一層的目的都是向它的上一層提供一定的服務(wù)，而上一層根本不需要知道下一層是如何實(shí)現(xiàn)服務(wù)的。每一對相鄰層次之間都有一個(gè)接口（Interface），接口定義了下層向上層提供的原語操作（即命令）和服務(wù)，相鄰兩個(gè)層次都是通過接口來交換數(shù)據(jù)的。低層通過接口向高層提供服務(wù)。只要接口條件不變，低層功能不變，低層功能的具體實(shí)現(xiàn)方法與技術(shù)的變化就不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的工作。各層間的關(guān)系2023/9/2092服務(wù)和協(xié)議是完全不同的概念。服務(wù)是各層向其上層提供的一組原語，盡管服務(wù)定義了本層能夠?yàn)槠渖蠈犹峁┑闹С植僮鳎聪聦幽転樯蠈幼鍪裁?，但是沒有設(shè)計(jì)這些操作是如何完成的。即服務(wù)只定義了相鄰兩層下層面向上層的接口。協(xié)議是定義同層對等實(shí)體之間交換的幀、分組和報(bào)文的格式及意義的一組規(guī)則。實(shí)體利用協(xié)議來實(shí)現(xiàn)它們的服務(wù)定義。只要不改變提供給用戶的服務(wù)，實(shí)體可以任意改變它們的協(xié)議。服務(wù)（接口）與協(xié)議2023/9/2093服務(wù)（接口）與協(xié)議2023/9/2094OSI參考模型2023/9/2095國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（InternationalStandardOrganization，ISO）于1979年成立機(jī)構(gòu)專門研究網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)化問題，經(jīng)過多年卓有成效的工作，提出了一個(gè)試圖使各種計(jì)算機(jī)在世界范圍內(nèi)互聯(lián)成網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)框架，即著名的開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OpenSystemInterconnection/ReferenceModel），簡稱為OSI。OSI是個(gè)抽象的概念，并不是一個(gè)具體的網(wǎng)絡(luò)。它將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的功能劃分成七個(gè)層次：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。最高層為應(yīng)用層，面向用戶提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)。最低層為物理層，與通信介質(zhì)相連實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)據(jù)通信。兩個(gè)用戶的計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信時(shí)，除物理層之外，其余各對等層之間均不存在直接的通信關(guān)系，而是通過各對等層的協(xié)議來進(jìn)行通信。只有兩個(gè)物理層之間通過通信介質(zhì)進(jìn)行真正的數(shù)據(jù)通信。OSI2023/9/20962023/9/2097它是一種將異構(gòu)系統(tǒng)互聯(lián)的分層結(jié)構(gòu)，提供了控制互聯(lián)系統(tǒng)交互規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)框架，定義了一種抽象結(jié)構(gòu)，而并非具體實(shí)現(xiàn)的描述；不同系統(tǒng)上的相同層的實(shí)體稱為同層實(shí)體，同層實(shí)體之間的通信由該層的協(xié)議管理；相鄰層間的接口定義了原語操作和低層向上層提供的服務(wù)；所提供的公共服務(wù)是面向連接的或無連接的數(shù)據(jù)服務(wù)；直接的數(shù)據(jù)傳送僅在最低層實(shí)現(xiàn)；每層完成所定義的功能，修改本層的功能并不影響其他層；OSI參考模型的主要特性2023/9/2098物理層是OSI參考模型的最低層。物理層的主要任務(wù)就是透明地、無差錯(cuò)地傳送二進(jìn)制比特流，但是物理層并不關(guān)心比特流的實(shí)際意義和結(jié)構(gòu)。在物理層中的數(shù)據(jù)是以“bit”為單位的，其數(shù)據(jù)又稱為比特流。物理層（PhysicalLayer）2023/9/2099物理層定義網(wǎng)絡(luò)硬件的特性，包括使用的傳輸介質(zhì)以及與傳輸介質(zhì)連接的接頭等部件的物理特性。機(jī)械特性。規(guī)定所用接線器的形狀、幾何尺寸、引線數(shù)目、排列方式等。電氣持性。規(guī)定了與信號(hào)線的連接方式相關(guān)的電氣參數(shù)。主要內(nèi)容包括信號(hào)“0”或“1”的電平范圍、阻抗匹配、傳輸距離的限制等。功能特性。描述了某條連線上的某種電平所表示的含義。按功能可將接口信號(hào)線分為數(shù)據(jù)信號(hào)線、控制信號(hào)線、定時(shí)信號(hào)線、接地線和次信道信號(hào)線5種。規(guī)程特性。規(guī)程特性規(guī)定了使用接口線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的控制過程和步驟。不同的接口標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)程特性也不同。物理層（PhysicalLayer）2023/9/20100與物理層有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備有：集線器、中繼器，其作用是為電子信號(hào)進(jìn)行接收、放大，并重傳；傳輸介質(zhì)連接器，其作用是向傳輸介質(zhì)互聯(lián)的設(shè)備提供機(jī)械接口；調(diào)制解調(diào)器，其作用是完成數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。物理層（PhysicalLayer）2023/9/20101數(shù)據(jù)鏈路層位于物理層與網(wǎng)絡(luò)層之間。數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的連接。它利用物理層所建立的物理連接形成相鄰節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)鏈路，將具有一定意義和結(jié)構(gòu)的信息正確地在實(shí)體之間進(jìn)行傳輸，同時(shí)為其上面的網(wǎng)絡(luò)層提供有效的服務(wù)。數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)單位是幀。數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer）2023/9/20102鏈路管理數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放就叫做鏈路管理。幀同步數(shù)據(jù)幀被封裝在物理層的比特流中傳送。幀同步是指接收方應(yīng)當(dāng)能從收到的比特流中正確地區(qū)分出一幀的開始和結(jié)束在什么地方。流量控制發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)必須使接收方來得及接收，當(dāng)接收方來不及接收時(shí)，就必須控制發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)的速率。差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制技術(shù)要使接收端能夠發(fā)現(xiàn)傳輸錯(cuò)誤，并能糾正傳輸錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)體將對幀的傳輸過程進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)可以用重傳方式解決。尋址在多點(diǎn)連接的情況下，要保證每一幀能傳送到正確的目的地址。數(shù)據(jù)鏈路層基本功能2023/9/20103在數(shù)據(jù)鏈路層所涉及到的地址是物理地址，即MAC地址。為了區(qū)分網(wǎng)絡(luò)中的不同設(shè)備，OSI要求每個(gè)連接于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備必須擁有一個(gè)物理設(shè)備地址。由于物理設(shè)備地址屬于數(shù)據(jù)鏈路層中的MAC子層（參見IEEE802局域網(wǎng)模型）的功能要求，故而常把網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理設(shè)備地址稱為MAC地址。在通常所使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，如路由器、交換機(jī)、集線器和網(wǎng)卡等均在出廠前，擁有一個(gè)MAC地址。世界上所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理設(shè)備地址都是不同的。因?yàn)樗性O(shè)備所使用的MAC地址均要得到國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的批準(zhǔn)，從而才能保證所有廠家的設(shè)備都具有不一樣的物理地址，因此，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝與調(diào)試中，不需要設(shè)置物理地址，也無法改變其物理地址。MAC地址一般由12位十六進(jìn)制數(shù)（二進(jìn)制48位數(shù)）組成。如某網(wǎng)卡的地址是8E178F889922，其中前6位是制造商編號(hào)，后6位是產(chǎn)品序號(hào)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商的編碼由IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）分配和管理。MAC地址2023/9/20104交換機(jī)是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的典型設(shè)備。網(wǎng)卡工作于數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。如果單就硬件而言，網(wǎng)卡屬于物理層上的設(shè)備。部分具有智能管理的集線器也工作在數(shù)據(jù)鏈路層。工作在數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備還有網(wǎng)橋，現(xiàn)在已經(jīng)不多用了。數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備2023/9/20105網(wǎng)絡(luò)層是OSI參考模型的第三層。數(shù)據(jù)鏈路層解決了相鄰節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)幀的通信問題，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)到點(diǎn)的連接網(wǎng)路層要解決的問題是如何實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)所經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)上選擇下一跳路徑，即路由選擇的問題。網(wǎng)絡(luò)層還具有擁塞控制、信息包順序控制及網(wǎng)絡(luò)記賬等功能。在網(wǎng)絡(luò)層交換的數(shù)據(jù)單位是包。使用的地址是IP地址。網(wǎng)絡(luò)層（NetworkLayer）2023/9/20106網(wǎng)絡(luò)層向傳輸層提供的服務(wù)主要有兩類：面向連接的服務(wù)就是在網(wǎng)絡(luò)層傳輸數(shù)據(jù)之前必須建立一條從源地址到目的地址的固定的數(shù)據(jù)傳輸通路，之后，數(shù)據(jù)分組將在這條通路上進(jìn)行有序地傳輸。而在網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)部采用分組交換技術(shù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過通信子網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)時(shí)要存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)。因此，這條通路并不是一條真正的物理通路，而是一條邏輯連接通路，稱為虛電路。當(dāng)分組傳輸結(jié)束后，還要拆除這種連接。無連接的服務(wù)是指網(wǎng)絡(luò)層在傳輸數(shù)據(jù)之前不需要建立從源地址到目的地址的連接，每個(gè)分組在傳輸時(shí)要加上網(wǎng)絡(luò)地址，根據(jù)地址分組在網(wǎng)絡(luò)上獨(dú)立地傳輸。當(dāng)分組經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)時(shí)都要進(jìn)行路由選擇。這樣，到達(dá)接收端的分組順序就可能與發(fā)送順序不同。因此，傳輸層必須對這些分組重新排序，這種服務(wù)稱為數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。所以面向無連接的服務(wù)是一種無序的服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層基本功能：為傳輸層提供服務(wù)2023/9/20107在網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝皇菙?shù)據(jù)包（也稱為分組）。在發(fā)送方，傳輸層的報(bào)文到達(dá)網(wǎng)絡(luò)層時(shí)被分為多個(gè)數(shù)據(jù)塊，在這些數(shù)據(jù)塊的頭部和尾部加上一些相關(guān)控制信息后，即組成數(shù)據(jù)包（打包）。數(shù)據(jù)包的頭部包含源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址（邏輯地址）。在接收方，數(shù)據(jù)從低層到達(dá)網(wǎng)絡(luò)層時(shí)，要將各數(shù)據(jù)包原來加上的包頭和包尾等控制信息去掉（拆包），然后組合成報(bào)文，發(fā)送給傳輸層。網(wǎng)絡(luò)層基本功能：打包和拆包2023/9/20108路由選擇也叫做路徑選擇，是根據(jù)一定的原則和路由選擇算法在多節(jié)點(diǎn)的通信子網(wǎng)中選擇一條最佳路徑。確定路由選擇的策略稱為路由選擇算法。在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要為每個(gè)數(shù)據(jù)包做出路由選擇；而在虛電路方式中，只需在建立連接時(shí)確定路由。網(wǎng)絡(luò)層基本功能：路由選擇2023/9/20109流量控制的作用是控制阻塞，避免死鎖。如果通信雙方不考慮網(wǎng)絡(luò)的擁擠情況直接發(fā)送數(shù)據(jù)，可能會(huì)造成數(shù)據(jù)包的丟失，甚至是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的癱瘓，即死鎖。為防止出現(xiàn)阻塞和死鎖，需進(jìn)行流量控制，網(wǎng)絡(luò)層基本功能：流量控制2023/9/20110工作在網(wǎng)絡(luò)層上的最典型的設(shè)備就是路由器，另外具有路由功能的三層交換機(jī)也工作在網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備2023/9/20111傳輸層的任務(wù)是根據(jù)通信子網(wǎng)的特性，最佳的利用網(wǎng)絡(luò)資源，為兩個(gè)端系統(tǒng)的會(huì)話層之間提供建立、維護(hù)和取消傳輸連接的功能，負(fù)責(zé)端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸。在這一層，信息傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱為報(bào)文。網(wǎng)絡(luò)層只是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址將源地址發(fā)出的數(shù)據(jù)包傳送到目的地址，而傳輸層則負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)可靠地傳送到目的地址相應(yīng)的端口。傳輸層（TransportLayer）2023/9/20112分割與重組數(shù)據(jù)。按端口號(hào)尋址。連接管理。流量控制和緩沖。網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能以一個(gè)特定的速率接收信息。這一速率由計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力和其他因素決定。每個(gè)節(jié)點(diǎn)還有一定數(shù)量的用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的處理器內(nèi)存。傳輸層確保在接收方節(jié)點(diǎn)有足夠的緩沖區(qū)，且保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾什恢猎斐山邮辗絹聿患敖邮?。傳輸層基本功?023/9/20113在會(huì)話層及以上的高層中，數(shù)據(jù)傳送的單位不再另外命名，統(tǒng)稱為報(bào)文。會(huì)話層不參與具體的傳輸，它提供包括訪問驗(yàn)證和會(huì)話管理在內(nèi)的建立和維護(hù)應(yīng)用之間通信的機(jī)制。如服務(wù)器驗(yàn)證用戶登錄便是由會(huì)話層完成的。會(huì)話層（SessionLayer）2023/9/20114（1）建立連接。建立連接的基本任務(wù)是使網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)體互相識(shí)別，并執(zhí)行實(shí)體之間通信所需的相關(guān)任務(wù)。通常這些任務(wù)包括：①驗(yàn)證用戶登錄名和口令；②建立連接識(shí)別碼；③批準(zhǔn)哪些服務(wù)被請求，以及服務(wù)的時(shí)間范圍；④決定哪個(gè)實(shí)體開始這個(gè)對話；⑤協(xié)調(diào)回答連接編號(hào)次序以及重新傳送的過程。（2）數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳送的基本任務(wù)是維護(hù)數(shù)據(jù)傳輸雙方的連接或通信，并在兩個(gè)實(shí)體之間傳送數(shù)據(jù)。為此，數(shù)據(jù)傳輸必須完成：①實(shí)際的數(shù)據(jù)傳送；②數(shù)據(jù)收到的確認(rèn)（包括當(dāng)數(shù)據(jù)沒有收到時(shí)的否定的確認(rèn)）；③恢復(fù)中斷的通信。（3）釋放連接。釋放連接的基本任務(wù)很簡單，就是結(jié)束這個(gè)連接。結(jié)束連接的方式，可以采用通信實(shí)體雙方都同意的方式實(shí)現(xiàn)，也可以單方面中斷連接的方式實(shí)現(xiàn)。會(huì)話層的根本任務(wù)2023/9/20115表示層位于OSI的第六層。表示層要完成某些特定的功能，主要有不同數(shù)據(jù)編碼格式的轉(zhuǎn)換，提供數(shù)據(jù)壓縮、解壓縮服務(wù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、解密。要解決的問題是：如何描述數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)并使之與機(jī)器無關(guān)。表示層（PresentationLayer）2023/9/20116應(yīng)用層是OSI/RM的最高層，是網(wǎng)絡(luò)與用戶之間的窗口，直接面對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序和用戶，為軟件提供接口以使應(yīng)用程序使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。目前，在應(yīng)用層中已經(jīng)制訂了許多非常有用的應(yīng)用層協(xié)議，其中包括文件傳輸、文件存取和管理以及電子郵件的信息處理等方面的協(xié)議。應(yīng)用層（ApplicationLayer）2023/9/20117OSI/RM各層的對比與總結(jié)2023/9/20118TCP/IP模型2023/9/20119ARPAnet的初期運(yùn)行情況表明，計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該有一種標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議，于是在1973年TCP/IP協(xié)議簇誕生了。在TCP/IP協(xié)議簇中，除了TCP和IP之外，還包括其他一系列協(xié)議。起初人們認(rèn)為OSI參考模型會(huì)發(fā)展成為一種國際標(biāo)準(zhǔn)，但由于Internet的飛速發(fā)展，使TCP/IP協(xié)議得到了廣泛的使用，雖然TCP/IP不是ISO標(biāo)準(zhǔn)，但它的廣泛應(yīng)用卻使其成為“實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)”。TCP/IP協(xié)議和開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型一樣，是一個(gè)分層結(jié)構(gòu)。TCP/IP協(xié)議分為四層，由下至上分別是網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)際層、傳輸層和應(yīng)用層，TCP/IP模型2023/9/20120TCP/IP與OSI/RM的對比及各層上的協(xié)議2023/9/20121網(wǎng)絡(luò)接口層是TCP/IP模型的最低層，也稱為網(wǎng)絡(luò)訪問層，該層對應(yīng)著OSI的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。其功能是接收和發(fā)送數(shù)據(jù)幀，負(fù)責(zé)與網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì)打交道。網(wǎng)絡(luò)接口層2023/9/20122網(wǎng)際層對應(yīng)著OSI模型中的網(wǎng)絡(luò)層，它主要是負(fù)責(zé)處理分組，將分組形成IP數(shù)據(jù)包，并負(fù)責(zé)為IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由選擇。本層的網(wǎng)際協(xié)議（IP）和傳輸層的TCP協(xié)議是TCP/IP體系中兩個(gè)最重要的協(xié)議。與IP協(xié)議配套使用的還有3個(gè)協(xié)議：地址解析協(xié)議（ARP，AddressResolutionProtocol）、反向地址解析協(xié)議（RARP，ReverseAddressResolutionProtocol）、因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議（ICMP，InternetControlMessageProtocol）。網(wǎng)際層2023/9/20123傳輸層對應(yīng)著OSI的傳輸層，其主要功能是對其上層應(yīng)用層傳遞過來的用戶信息進(jìn)行分段處理，然后在各段信息中加入一些附加的說明，如說明各段的順序等，保證對方收到可靠的信息。該層有兩個(gè)協(xié)議，一個(gè)是傳輸控制協(xié)議（TCP，TransmissionControlProtocol），另一個(gè)是用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP，UserDatagramProtocol）。傳輸控制協(xié)議是一個(gè)面向連接的協(xié)議，它允許從源主機(jī)發(fā)出的字節(jié)流無差錯(cuò)地傳送到網(wǎng)絡(luò)上的其他主機(jī)上。用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議是一個(gè)不可靠的、無連接的協(xié)議。傳輸層2023/9/20124應(yīng)用層是TCP/IP模型的最高層，對應(yīng)著OSI的會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層，應(yīng)用層負(fù)責(zé)向用戶提供一組常用的應(yīng)用程序，如電子郵件、遠(yuǎn)程登錄和文件傳輸?shù)?。?yīng)用層包含了所有TCP/IP協(xié)議簇中的高層協(xié)議，如文件傳輸協(xié)議（FTP）、電子郵件協(xié)議（SMTP）、超文本傳輸協(xié)議（HTTP）、簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）和域名系統(tǒng)協(xié)議（DNS）等。應(yīng)用層協(xié)議一般可以分為3類：—類是依賴于面向連接的TCP的，如文件傳輸協(xié)議（FTP）、電子郵件協(xié)議（SMTP）等：一類是依賴于無連接的UDP的，如簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）；還有一類則既依賴于TCP，又依賴于UDP，如域名系統(tǒng)協(xié)議（DNS）。應(yīng)用層2023/9/20125IEEE802局域網(wǎng)模型2023/9/20126IEEE是InstituteofElectricalandElectronicEngineers，即電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（美國）的縮寫，它是定義網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)組織。該組織中的IEEE802委員會(huì)負(fù)責(zé)規(guī)范局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)我們稱之為IEEE802標(biāo)準(zhǔn)，是目前主要的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。局域網(wǎng)模型只對應(yīng)OSI參考模型的物理層與數(shù)據(jù)鏈路層，它將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為介質(zhì)訪問控制子層（MAC）與邏輯鏈路控制子層（LLC）。IEEE802局域網(wǎng)模型2023/9/20127IEEE802模型與OSI/RM的對比關(guān)系2023/9/201281.物理層（1）信號(hào)的編碼/解碼；（2）前導(dǎo)碼的生成/去除（前導(dǎo)碼僅用于接收同步）；（3）比特的發(fā)送/接收。2.介質(zhì)訪問控制子層（MAC）（1）在發(fā)送時(shí)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)組裝成幀，幀中包含有地址和差錯(cuò)檢測等字段；（2）在接收時(shí)，將接收到的幀解包，進(jìn)行地址識(shí)別和差錯(cuò)檢測；（3）管理和控制對于局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)的訪問。3.邏輯鏈路控制子層（LLC）（1）為高層協(xié)議提供相應(yīng)的接口，即一個(gè)或多個(gè)服務(wù)訪問點(diǎn)（SAP，ServiceAccessPoint），通過SAP支持面向連接的服務(wù)和復(fù)用能力；（2）端到端的差錯(cuò)控制和確認(rèn)，保證無差錯(cuò)傳輸；（3）端到端的流量控制。IEEE802局域網(wǎng)模型各層功能2023/9/20129IEEE802.1：局域網(wǎng)概述、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；IEEE802.2：邏輯鏈路控制（LLC）；IEEE802.3：帶沖突檢測的載波偵聽多路介質(zhì)訪問技術(shù)（CSMA/CD）和物理層規(guī)范（以太網(wǎng)）；IEEE802.4：令牌總線介質(zhì)訪問技術(shù)和物理層規(guī)范（TokenBus）；IEEE802.5：令牌環(huán)介質(zhì)訪問技術(shù)和物理層規(guī)范（TokenRing）；IEEE802.6：城域網(wǎng)訪問技術(shù)和物理層規(guī)范；IEEE802.7：寬帶技術(shù)咨詢和物理層課題與建議實(shí)施；IEEE802.8：光纖技術(shù)咨詢和物理層課題；IEEE802.9：綜合語音/數(shù)據(jù)服務(wù)的訪問方法和物理層規(guī)范；IEEE802.10：互操作局域網(wǎng)（WLAN）安全標(biāo)準(zhǔn)（SILS）；IEEE802.11：無線局域網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范；IEEE802.14：交互式電視網(wǎng)（包括CableModem）；IEEE802.15：簡單、低耗能無線連接標(biāo)準(zhǔn)（藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)）；IEEE802.16：無線城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；IEEE802.17：基于彈性分組環(huán)（RPR，ResilientPacketRing）構(gòu)建新型寬帶電信以太網(wǎng)。IEEE802委員會(huì)規(guī)范的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)2023/9/20130在本項(xiàng)目中，我們認(rèn)識(shí)了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的概念，了解了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就是網(wǎng)絡(luò)中的“交通規(guī)則”。同時(shí)，我們熟悉了兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，即OSI和TCP/IP。TCP/IP模型是伴隨Internet發(fā)展而來，它把所有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議根據(jù)功能歸類到4個(gè)層，形成TCP/IP協(xié)議簇，是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)實(shí)際使用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型；OSI借鑒了TCP/IP模型，進(jìn)一步將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為7層，因其更強(qiáng)的理論描述，適合作為解釋網(wǎng)絡(luò)問題的理論平臺(tái)?？词虑?，講道理，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議告訴我們，“無規(guī)矩不成方圓”，大家都遵守協(xié)議，“網(wǎng)絡(luò)”方能通暢，不遵守協(xié)議，你就會(huì)成為“黑客”，成為“網(wǎng)絡(luò)”的破壞者。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的分層原理告訴我們，處理問題可以把一個(gè)復(fù)雜的大問題劃分成若干個(gè)小問題，再逐個(gè)去解決；同時(shí)也闡釋了社會(huì)分工是社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)的良好機(jī)制，做好自己分內(nèi)事是對社會(huì)的最大貢獻(xiàn)。2023/9/201312023/9/20項(xiàng)目3局域網(wǎng)技術(shù)本項(xiàng)目主要涉及局域網(wǎng)的一些技術(shù)。局域網(wǎng)是聯(lián)網(wǎng)距離有限的資源共享系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)設(shè)備相互連接的形式?，F(xiàn)在最主要的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型、星型、環(huán)型以及樹型和網(wǎng)型。網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方與接收方之間的物理通路，它對網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信具有一定的影響。常用的傳輸介質(zhì)有：雙絞線、同軸電纜、光纖、無線傳輸介質(zhì)。介質(zhì)訪問控制技術(shù)是局域網(wǎng)中解決主機(jī)共享信道而產(chǎn)生競爭時(shí)，如何分配信道使用權(quán)的技術(shù)。主要的介質(zhì)訪問控制技術(shù)有載波偵聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）、令牌環(huán)訪問控制法（TokenRing）和令牌總線訪問控制法（TokenBus）。以太網(wǎng)是現(xiàn)今主要的局域網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，至今已發(fā)展到萬兆速率技術(shù)階段。2023/9/20134了解局域網(wǎng)的基本特點(diǎn)；掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的三種基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的兩種擴(kuò)展拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；掌握三種有線傳輸介質(zhì)的特性；了解無線傳輸介質(zhì)的特性；掌握三種介質(zhì)訪問控制技術(shù)；了解以太網(wǎng)技術(shù)。2023/9/20135局域網(wǎng)概述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)介質(zhì)訪問控制技術(shù)以太網(wǎng)2023/9/20136局域網(wǎng)概述

2023/9/20137局域網(wǎng)是聯(lián)網(wǎng)距離有限的資源共享系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用局域網(wǎng)技術(shù)，相對廣域網(wǎng)來說帶寬較高，建網(wǎng)成本較低，是組成Internet的基本單元。局域網(wǎng)產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代末，20世紀(jì)70年代出現(xiàn)一些實(shí)驗(yàn)性的網(wǎng)絡(luò)，到20世紀(jì)80年代，局域網(wǎng)的產(chǎn)品已經(jīng)大量涌現(xiàn)，其典型代表就是以太網(wǎng)（Ethernet）。近年來，隨著社會(huì)信息化的發(fā)展，局域網(wǎng)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要組成部分。局域網(wǎng)可分為小型局域網(wǎng)和大型局域網(wǎng)。小型局域網(wǎng)是指占地空間小、規(guī)模小、組網(wǎng)經(jīng)費(fèi)少的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，常用于辦公室、學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室、游戲廳、網(wǎng)吧等，甚至家庭中的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)也可以組成小型局域網(wǎng)。大型局域網(wǎng)主要指校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)等跨越距離較大的網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)2023/9/20138為一個(gè)單位或者部分用戶所擁有，地理范圍和節(jié)點(diǎn)數(shù)目有限；數(shù)據(jù)傳輸速率高，通常在10~1000Mbps之間。由于局域網(wǎng)的通信線路較短，故選用專用的高性能的介質(zhì)做通信線路，使線路有較寬的頻帶，這樣就可以提高通信速率，縮短延遲時(shí)間；誤碼率低。局域網(wǎng)通信線路短，出現(xiàn)差錯(cuò)的機(jī)會(huì)少，而且局域網(wǎng)多為專用，噪聲和其他干擾因素影響小，因而網(wǎng)絡(luò)信息傳輸過程中出錯(cuò)的概率小，可靠性高；建網(wǎng)成本低。網(wǎng)絡(luò)區(qū)域有限，通信線路短，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相對較少，所以大大降低了網(wǎng)絡(luò)成本，縮短了建網(wǎng)周期。局域網(wǎng)特點(diǎn)2023/9/20139網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2023/9/20140拓?fù)涫且粋€(gè)數(shù)學(xué)概念，它把物理實(shí)體抽象成與其大小和形狀無關(guān)的點(diǎn)，把連接實(shí)體的線路抽象成線，進(jìn)而研究點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也采用拓?fù)鋵W(xué)中的研究方法，將網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備定義為節(jié)點(diǎn)，把兩個(gè)設(shè)備之間的連接線路定義為鏈路。從拓?fù)鋵W(xué)的觀點(diǎn)來看，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也是由一組節(jié)點(diǎn)和鏈路組成的幾何圖形，這種幾何圖形就是計(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)的節(jié)點(diǎn)分為兩類：轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)和訪問節(jié)點(diǎn)。集線器、交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備屬于轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)，它們在網(wǎng)絡(luò)中只是轉(zhuǎn)接和交換傳送的信息。服務(wù)器、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)等屬于訪問節(jié)點(diǎn)，它們是信息傳送的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)反映了網(wǎng)絡(luò)中各實(shí)體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2023/9/20141拓?fù)湓O(shè)計(jì)是構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的第一步，也是實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)，它對網(wǎng)絡(luò)的性能、系統(tǒng)可靠性等有重大影響。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要有三種基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型星型環(huán)型由基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可以擴(kuò)展出樹型和網(wǎng)型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2023/9/20142總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所有的站點(diǎn)都通過接口接到總線上。在總線結(jié)構(gòu)中，主機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)幀沿著總線向兩端傳送，每臺(tái)主機(jī)都會(huì)收到該數(shù)據(jù)幀，并將該數(shù)據(jù)幀中的目的地址和自己的主機(jī)地址進(jìn)行比較，如果相同則接收該數(shù)據(jù)幀，否則丟棄該數(shù)據(jù)幀。傳送到總線末端的數(shù)據(jù)幀會(huì)被終端匹配器吸收?？偩€結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)簡單，節(jié)約傳輸介質(zhì)等。總線結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是由于總線是共享介質(zhì)，如果多臺(tái)主機(jī)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)就會(huì)發(fā)生沖突，因此，需要介質(zhì)訪問協(xié)議進(jìn)行控制，而且當(dāng)總線的某個(gè)地方出現(xiàn)故障時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，且不易排查是哪個(gè)地方的故障?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2023/9/20143星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所有的節(jié)點(diǎn)都連接到中心節(jié)點(diǎn)。中心節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備，它可以是集線器或者交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備。與總線型結(jié)構(gòu)相比．其缺點(diǎn)是要用大量的傳輸介質(zhì)，造價(jià)相對要高很多。而且，如果中心節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致它所連網(wǎng)絡(luò)全部不能工作。其優(yōu)點(diǎn)是—根連線出現(xiàn)故障，只會(huì)影響該連線上的計(jì)算機(jī)，而不會(huì)影響其他計(jì)算機(jī)。而作為中心節(jié)點(diǎn)的交換機(jī)或者集線器的故障率是很低的，因此，星型網(wǎng)絡(luò)的故障率比總線型網(wǎng)絡(luò)要低很多，且故障容易查找和處理。星型結(jié)構(gòu)及由其拓展的樹型結(jié)構(gòu)是現(xiàn)在局域網(wǎng)組建中廣泛采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。需要特別指出的是由集線器連接的網(wǎng)絡(luò)在物理上是星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而在邏輯上卻是總線型的，這是由集線器對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男再|(zhì)決定的。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2023/9/20144環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是將各主機(jī)或終端先連接到一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器上，再將所有的轉(zhuǎn)發(fā)器連接形成一個(gè)環(huán)形而形成的結(jié)構(gòu)。在環(huán)型網(wǎng)中，同總線網(wǎng)絡(luò)一樣，傳輸介質(zhì)是共享的，但數(shù)據(jù)的傳輸采用令牌體制，同一個(gè)環(huán)中只有一個(gè)“令牌”，誰握有“令牌”，誰就有權(quán)利向環(huán)中發(fā)送信息，從而避免了總線結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)發(fā)送沖突問題，所以這種網(wǎng)絡(luò)又稱之為令牌環(huán)網(wǎng)。令牌環(huán)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是避免