計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 課件 第1單元 認(rèn)識計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

第1單元認(rèn)識計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義。了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能。掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類方法。了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。會使用Visio軟件繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的由來

最初的計算機(jī)價格很貴，體積很龐大，只能放置在專門的機(jī)房，需要計算的時候才用。在這種情況下，計算機(jī)很多時候是空閑的，需要使用計算機(jī)的人也要來回奔波，這就造成了資源的浪費。因此當(dāng)時利用線路將多個位于不同辦公室的終端連接到計算機(jī)上，大家通過終端來共享一臺主機(jī)，提高了主機(jī)的利用率。這是第一代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)60年代中期之前），又稱面向終端的網(wǎng)絡(luò)。1969年9月，兩名加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)的研究人員用一根15in（lin=0.0254m)長的灰色電纜，將兩臺計算機(jī)連接起來，試圖嘗試網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的新方式，以減少垃圾信息，提高安全系數(shù)。從那時起逐步發(fā)展，演進(jìn)成為現(xiàn)在普遍使用的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識鏈接：什么是終端？終端可以認(rèn)為是沒有計算能力的顯示器和鍵盤的組合。1.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展1.面向終端的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)歷史不長，但發(fā)展速度很快，早期的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實際上是以單個計算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)中的通信主要存在于終端和中心計算機(jī)之間，由系統(tǒng)中專門的通信處理模塊來負(fù)責(zé)。2.ARPA網(wǎng)第二代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（20世紀(jì)60年代中期至70年代）是多個主計算機(jī)通過通信線路互連在一起，這些主計算機(jī)均具有自主處理能力，它們之間不存在主從關(guān)系。由多個主計算機(jī)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)才是通常意義上的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。典型代表是ARPA（AdvancedResearchProjectsAgency)網(wǎng)，由美國國防部高級研究計劃局組建，主要由4個節(jié)點組成，也是現(xiàn)在Internet發(fā)展的雛型。ARPA網(wǎng)中有專門的通信處理機(jī)負(fù)責(zé)線路的互聯(lián)，該設(shè)備稱為接口報文處理機(jī)（IMP），當(dāng)主機(jī)發(fā)送信息時，只需要把信息發(fā)往與之相聯(lián)的IMP就行了，然后由IMP負(fù)責(zé)找到對方的IMP，并把信息發(fā)出去。IMP采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式，先存儲信息，當(dāng)線路有空閑時再轉(zhuǎn)發(fā)。這樣ARPA網(wǎng)就形成了兩級子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，即通信子源和資源子網(wǎng)。知識鏈接：資源子網(wǎng)負(fù)責(zé)全網(wǎng)數(shù)據(jù)的處理和向網(wǎng)絡(luò)用戶提供資源及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理資源和數(shù)據(jù)存儲資源。通信子網(wǎng)指網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能的設(shè)備及其軟件的集合,通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和通信控制軟件等都屬于通信子網(wǎng)。作為網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)層，主要負(fù)責(zé)信息的傳輸，即為為用戶提供數(shù)據(jù)的傳輸、轉(zhuǎn)接、加工、變換等。3.國際標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)

在ARPANET時代，雖然網(wǎng)絡(luò)分成了通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)，但網(wǎng)絡(luò)之間的體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一限制了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。于是，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）頒布了“開放系統(tǒng)互連參考模型”，為網(wǎng)絡(luò)之間的互連提供了可能。所有的通信設(shè)備、軟件、協(xié)議都遵循OSI模型。4.Internet與高速網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)90年代初至現(xiàn)在是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的階段，其主要特征是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同計算能力飛速發(fā)展，以及全球互連網(wǎng)絡(luò)(Internet)盛行，向著互連、高速、寬帶方向發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)上的各種應(yīng)用也豐富起來，如虛擬大學(xué)、虛擬社區(qū)、電子商務(wù)、VOD系統(tǒng)等，對我們的生活已經(jīng)產(chǎn)生了重要的影響。1.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機(jī)及其外部設(shè)備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計算機(jī)系統(tǒng)。資源共享觀點將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義為“以能夠相互共享資源的方式連接起來，并且各自具有獨立功能的計算機(jī)系統(tǒng)的集合”。1.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要特征（1）實現(xiàn)計算機(jī)資源的共享。（2）各計算機(jī)之間沒有主從關(guān)系。（3）聯(lián)網(wǎng)的計算機(jī)必須遵循全網(wǎng)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。2.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)以傳輸信息為主要目的，是用通信線路將多個計算機(jī)連接起來的計算機(jī)系統(tǒng)的集合，沒有資源共享的概念。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是個更為寬泛的范疇，包含資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)。1.1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能主要表現(xiàn)在以下幾個方面。（1）對分散對象的實時集中控制與管理功能。在各種信息管理系統(tǒng)中都要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的集中管理，如各種網(wǎng)絡(luò)版的信息決策系統(tǒng)、C/S和B/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用等。常見于企業(yè)內(nèi)網(wǎng)（Intranet)信息管理和政府機(jī)構(gòu)的辦公自動化系統(tǒng)。（2）資源共享功能。文件、打印、數(shù)據(jù)、算力和應(yīng)用軟件共享等服務(wù)，可以建立通信服務(wù)和傳真服務(wù)等。（3）負(fù)荷均衡與分布式處理功能。在分布式系統(tǒng)的管理下，將一個大任務(wù)分解成一個個小任務(wù)，分散到系統(tǒng)中的不同計算機(jī)上執(zhí)行。（4）綜合信息服務(wù)功能。如WWW、電子郵件、BBS、電子商務(wù)、虛擬社區(qū)和即時通信等。1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類型及其分類1.2.1按地域分類

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按其地理位置和分布范圍分類可以分成局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)3類。表1-1對這3種不同的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了比較。表1-1各網(wǎng)絡(luò)之間的比較分布距離 覆蓋范圍 網(wǎng)絡(luò)類型 速率 10m 房間

100m 建筑物

局域網(wǎng)

4Mb/s～10Gb/s1km 校園 10km 城市 城域網(wǎng) 50Kb/s～100Mb/s 100km 國家 廣域網(wǎng) 9.6Kb/s～155Mb/s 1.局域網(wǎng)(localareanetwork，LAN)局域網(wǎng)是指一個局部區(qū)域內(nèi)近距離的計算機(jī)互聯(lián)組成的網(wǎng)絡(luò)，通常采用有線的方式連接，分布范圍一般在幾米到幾千米之間(小于10km)。一個單位內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)多為局域網(wǎng)。由于局域網(wǎng)分布范圍極小，一方面容易管理與分配，另一方面容易構(gòu)成簡潔規(guī)整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，加上網(wǎng)絡(luò)延遲小、傳輸速率高、傳輸可靠、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活等優(yōu)點，局域網(wǎng)得到了廣泛的應(yīng)用，成為實現(xiàn)有限區(qū)域內(nèi)信息交換與共享的有效途徑。局域網(wǎng)是一種私有網(wǎng)絡(luò)，一般在一座建筑物內(nèi)或建筑物附近，比如家庭、辦公室或工廠。局域網(wǎng)被廣泛用來連接個人計算機(jī)和消費類電子設(shè)備，使這些設(shè)備能夠共享資源和交換信息。(1)IEEE802

局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，電氣和電子工程師協(xié)會）的總部設(shè)在美國，主要開發(fā)數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)及其他標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802委員會負(fù)責(zé)起草局域網(wǎng)草案，并送交美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）批準(zhǔn)和在美國國內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。IEEE還把草案送交國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO），ISO把802規(guī)范稱為ISO8802標(biāo)準(zhǔn)，因此許多IEEE標(biāo)準(zhǔn)也是ISO標(biāo)準(zhǔn)。例如，IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)就是ISO802.3標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802規(guī)范定義了網(wǎng)卡如何訪問傳輸介質(zhì)（如光纜、雙絞線、無線等），如何在傳輸介質(zhì)上傳輸數(shù)據(jù)的方法，以及傳輸信息的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間連接建立、維護(hù)和拆除的途徑。遵循IEEE802標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品包括網(wǎng)卡、橋接器、路由器以及其他一些用來建立局域網(wǎng)絡(luò)的組件。（2）IEEE802委員會IEEE802委員會成立于1980年初，專門從事局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。該委員會分為3個分會：傳輸介質(zhì)分會負(fù)責(zé)研究局域網(wǎng)物理層協(xié)議信號、訪問控制分會負(fù)責(zé)研究數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、高層接口分會，負(fù)責(zé)研究從網(wǎng)絡(luò)層到應(yīng)用層的有關(guān)協(xié)議。（3）IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)系列IEEE802.1：概述、體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連，以及網(wǎng)絡(luò)管理和性能測試。IEEE802.2：邏輯鏈路擴(kuò)展協(xié)議，定義邏輯鏈路控制（LLC）的功能和服務(wù)。IEEE802.3：載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）控制方法，以及介質(zhì)訪問控制（MAC）子層和物理層的規(guī)范。IEEE802.4：令牌總線網(wǎng)的訪問控制方法，以及MAC子層和物理層的規(guī)范。IEEE802.5：令牌環(huán)網(wǎng)的訪問控制方法，以及MAC子層和物理層的規(guī)范。IEEE802.6：城域網(wǎng)。IEEE802.7：寬帶技術(shù)。IEEE802.8：光纖技術(shù)。IEEE802.9：綜合語音與數(shù)據(jù)局域網(wǎng)IVDLAN技術(shù)。IEEE802.10：可互操作的局域網(wǎng)安全性規(guī)范SILS。IEEE802.11：無線局域網(wǎng)技術(shù)。IEEE802.12：優(yōu)先級高速局域網(wǎng)（100Mb/s）。IEEE802.14：電纜電視（Cable-TV）。IEEE802.15：無線個人網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其代表技術(shù)是zigbee。IEEE802.16：寬帶無線MAN標(biāo)準(zhǔn)——WiMAX。(4)無線局域網(wǎng)IEBB802.11是現(xiàn)今無線局域網(wǎng)通用的標(biāo)準(zhǔn)，以下為802.11比較重要的版本IBEE802.11，1997年，原始標(biāo)準(zhǔn)(2Mbit/s，工作在2.4GHz)。IEEB802.1la，1999年，物理層補充(54Mbit/s，工作在5GHz)。IBEB802.11b，1999年，物理層補充(11Mbit/s，工作在2.4GHz)。IBEB802.11c，符合802.1D的媒體接入控制層橋接(MACLayerBridging)IEEE802.1le，對服務(wù)等級(QualityofService,QoS)的支持。IEEE802.11g，2003年，物理層補充(54Mbit/s，工作在2.4GHz)。IBBB802.11h，2004年，無線覆蓋半徑的調(diào)整，室內(nèi)(indoor)和室外(outdoor)信道(5GHz頻段)。IEEB802.1ln，更高傳輸速率的改善，基礎(chǔ)速率提升到72.2Mbit/s，可以使用雙倍帶寬40MHz，此時速率提升到150Mbit/s。支持多輸入多輸出技術(shù)(Multi-InputMulti-Output，MIMO)。IEEE802.llac、802.lln的潛在繼承者，更高傳輸速率的改善，當(dāng)使用多基站時將無線速率提高到至少1Gbit/s，將單信道速率提高到至少500Mbit/s。使用更高的無線帶寬(80~160MHz，802.1n只有40MHz)，更多的MIMO流(最多8條流)，更好的調(diào)制方式(QAM256)。正式標(biāo)準(zhǔn)于2012年2月18日推出。IEBBB802.1laf:運用過往電視白區(qū)(TVWhiteSpace，TVWS)的頻段所訂立的標(biāo)準(zhǔn)，由于使用白區(qū)頻段(VHS的54~216MHz及UHP的470~698MHz)，有時IEBE802.1laf也稱為White-Fi(取WiFi一詞的派生變化》。IBEB802.1lah:用來支持無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworkWSN)，以及支持物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThing，IoT)、智能電網(wǎng)(SmartGrid)的智能電表(SmartMeter)等應(yīng)用。IEEE802.1laj:為IEEE802.1lad的增補標(biāo)準(zhǔn)，開放45GHz的未授權(quán)帶寬范圍，使世界上部分地區(qū)可以使用。IEEE802.1lag:為IEEE802.11的修正案，增加網(wǎng)上探索的效率，以加快網(wǎng)上傳輸速度。IEEE802.1lax:以現(xiàn)行的IEEE802.1lac作為基底的草案，以提供比現(xiàn)行傳輸速率加快4倍為目標(biāo)。無線網(wǎng)卡可兼容的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)可在無線網(wǎng)卡屬性中的高級配置選項卡中查看，如圖1-1所示。(5)WAPIWAPI(WirelessLANAuthenticationandPrivacyInfrastructure)是無線局域網(wǎng)認(rèn)證和隱私基礎(chǔ)設(shè)施，作為一種安全協(xié)議，同時也是我國無線局域網(wǎng)安全強制性標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前全球無線局域網(wǎng)領(lǐng)域僅有的兩個標(biāo)準(zhǔn)，分別是美國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織提出的IEBB802.11系列標(biāo)準(zhǔn)(包括802.1la/b/g/n/ac等)，以及我國提出的WAPI標(biāo)準(zhǔn)。WAPI是我國首個在計算機(jī)寬帶無線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域自主創(chuàng)新并擁有知識產(chǎn)權(quán)的安全接人技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).WAPI方案已由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/IBC授權(quán)的機(jī)構(gòu)IEEBRegistrationAuthority(IEEE注冊中心)正式批準(zhǔn)發(fā)布，分配了用于WAPI協(xié)議的以太類型字段，這也是我國在該領(lǐng)域唯一獲得批準(zhǔn)的協(xié)議。WAPI是我國自主研發(fā)的、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的無線局域網(wǎng)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。相比WiFi，對于用戶而言，WAPI可以使筆記本計算機(jī)以及其他終端產(chǎn)品更加安全。WAPI的安全性雖然獲得了國際社會的認(rèn)可，但是一直都受到Wii聯(lián)盟商業(yè)上的封鎖，一是宣稱技術(shù)被中國掌握不安全，即所謂的“中國威脅論”;二是宣稱與現(xiàn)有WiPi設(shè)備不兼容。在無線局域網(wǎng)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域，由于美國的阻擊，WiPi仍處于市場主導(dǎo)地位。2.城域網(wǎng)城域網(wǎng)(metropolitanareanetwork，MAN)的規(guī)模主要局限在一個城市范圍內(nèi)，是一種介于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò)，分布范圍一般在十幾公里到上百公里之間。城域網(wǎng)與局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的區(qū)別如下：（1）服務(wù)對象不同。局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)通常是為了一個單位或系統(tǒng)服務(wù)的，而城域網(wǎng)則是為整個城市而不是為某個特定的部門服務(wù)的。（2）建設(shè)方向不同。建設(shè)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)包括資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩個方面，而城域網(wǎng)的建設(shè)主要集中在通信子網(wǎng)上，其中也包含兩個方面：一是城市骨干網(wǎng)，它與全國的骨干網(wǎng)相連：二是城市接入網(wǎng)，它把本地所有的聯(lián)網(wǎng)用戶與城市骨干網(wǎng)相連。3.廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)(wideareanetwork，WAN)是指遠(yuǎn)距離的計算機(jī)互聯(lián)組成的網(wǎng)，分布范圍可達(dá)幾千公里乃至上萬公里，甚至跨越國界、洲界，遍及全球范圍。因特網(wǎng)就是一種典型的廣域網(wǎng)。廣域網(wǎng)WAN通?？缃雍艽蟮奈锢矸秶?，它能連接多個城市或國家，并能提供遠(yuǎn)距離通信。通常廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率比局域網(wǎng)低，而信號的傳播延遲卻比局域網(wǎng)要大得多。廣域網(wǎng)的典型速率是56Kb/s～155Mb/s，現(xiàn)在已有622Mb/s、1.4Gb/s甚至更高速率的廣域網(wǎng)，傳播延遲可從幾毫秒到幾百毫秒(使用衛(wèi)星信道時)。廣域網(wǎng)是由許多交換機(jī)組成的，交換機(jī)之間采用點到點線路連接，幾乎所有的點到點通信方式都可以用來建立廣域網(wǎng)，包括租用線路、光纖、微波、衛(wèi)星信道。而廣域網(wǎng)交換機(jī)實際上就是一臺計算機(jī)，有處理器和輸入／輸出設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)包的收發(fā)處理。廣域網(wǎng)WAN一般最多只包含OSI參考模型的底下三層，而且目前大部分廣域網(wǎng)都采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，也就是說，廣域網(wǎng)是基于報文交換或分組交換技術(shù)的(傳統(tǒng)的公用電話交換網(wǎng)除外)。廣域網(wǎng)中的交換機(jī)先將發(fā)送給它的數(shù)據(jù)包完整接收下來，然后經(jīng)過路徑選擇找出一條輸出線路，最后交換機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)包發(fā)送到該線路上去，以此類推，直到將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的節(jié)點4、廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換（1）虛電路方式。對于采用虛電路方式的廣域網(wǎng)，源節(jié)點要與目的節(jié)點進(jìn)行通信之前，首先必須建立一條從源節(jié)點到目的節(jié)點的虛電路(即邏輯連接)，然后通過該虛電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，最后當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束時，釋放該虛電路。在虛電路方式中，每個交換機(jī)都維持一個虛電路表，用于記錄經(jīng)過該交換機(jī)的所有虛電路的情況，每條虛電路占據(jù)其中的一項。在虛電路方式中，其數(shù)據(jù)報文在其報頭中除了序號、校驗，以及其他字段外，還必須包含一個虛電路號。（2）數(shù)據(jù)報方式。采用數(shù)據(jù)報方式的廣域網(wǎng)，交換機(jī)不必登記每條打開的虛電路，它們只需要用一張表來指明到達(dá)所有可能的目的端交換機(jī)的輸出線路。由于虛電路方式中每個報文都要單獨尋址，因此要求每個數(shù)據(jù)報包含完整的目的地址。

虛電路方式與數(shù)據(jù)報方式之間的最大差別在于：虛電路方式為

每一對節(jié)點之間的通信預(yù)先建立一條虛電路，后續(xù)的數(shù)據(jù)通信

沿著建立好的虛電路進(jìn)行，交換機(jī)不必為每個報文進(jìn)行路由選

擇；而在數(shù)據(jù)報方式中，每一個交換機(jī)為每一個進(jìn)入的報文進(jìn)

行一次路由選擇，也就是說，每個報文的路由選擇獨立于其他

報文。1.2.2按傳輸介質(zhì)分類計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)分類，可以分成有線網(wǎng)和無線網(wǎng)兩大類。1.有線網(wǎng)有線網(wǎng)又分為兩種：一是采用同軸電纜和雙絞線連接的網(wǎng)絡(luò)；二是采用光導(dǎo)纖維作傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)。后者又稱光纖網(wǎng)。采用同軸電纜和雙絞線連接的網(wǎng)絡(luò)比較經(jīng)濟(jì)，安裝方便，但傳輸距離相對較短，傳輸速率和抗干擾能力一般；光纖網(wǎng)則傳輸距離長，傳輸率高(每可達(dá)數(shù)千兆比特)，抗干擾能力強，安全性好，但價格較高，且需高水平的安裝技術(shù)，目前尚未普及。2.無線網(wǎng)無線網(wǎng)是采用空氣作傳輸介質(zhì)、用電磁波作傳輸載體的網(wǎng)絡(luò)。聯(lián)網(wǎng)方式靈活方便，但聯(lián)網(wǎng)費用較高，目前正在發(fā)展。在后續(xù)單元由詳細(xì)介紹和說明。1.2.3按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中通信線路和結(jié)點(計算機(jī)或設(shè)備)的幾何排列形式。按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為總線拓?fù)?、星型拓?fù)?、環(huán)型拓?fù)?、樹型拓?fù)?、網(wǎng)狀型拓?fù)涞葞追N類型。1.總線拓?fù)淇偩€拓?fù)涫亲詈唵蔚慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計，其特點是將所有的結(jié)點都連在一根公共總線上，增加或刪除一個結(jié)點都很方便，網(wǎng)絡(luò)中任何結(jié)點的故障都不會造成全網(wǎng)的癱瘓，可靠性高。但是，任何兩個結(jié)點之間傳送數(shù)據(jù)都要經(jīng)過總路線，總線成為整個網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，當(dāng)結(jié)點數(shù)目增多時，易發(fā)生信息擁塞?？偩€拓?fù)淙鐖D1-1所示。圖1-1總線拓?fù)?.星型拓?fù)湫切屯負(fù)溆梢粋€中央結(jié)點和若干個從結(jié)點組成，如圖1-2所示。中央結(jié)點可以與任意一個從結(jié)點直接通信，而一個從結(jié)點與另一個從結(jié)點通信必須經(jīng)過中央結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，建網(wǎng)容易，傳輸速率高擴(kuò)展性好，配置靈活，增加、刪除、修改結(jié)點容易實現(xiàn)。每個從結(jié)點獨占一條傳輸線路，消除了數(shù)據(jù)傳輸擁塞現(xiàn)象。一個從結(jié)點的故障不會影響整個網(wǎng)絡(luò)。但這種網(wǎng)絡(luò)的可靠性依賴于中央結(jié)點，中央結(jié)點一旦出現(xiàn)故障將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓。圖1-2星型拓?fù)?.環(huán)型拓?fù)湓诃h(huán)型拓?fù)渲校性O(shè)備連接成環(huán)，信息是沿著環(huán)采用廣播方式傳送的，如圖1-3所示。在這種拓?fù)渲?，每臺設(shè)備只能和相信結(jié)點直接通信，與其他結(jié)點通信時，必須依次經(jīng)過兩者間的每一個結(jié)點。環(huán)型拓?fù)涞膫鬏斅窂焦潭?，無路徑選擇問題，故實現(xiàn)簡單。但任何結(jié)點的故障都會導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓，可靠性較差，網(wǎng)絡(luò)的管理比較復(fù)雜，投資費用較高。當(dāng)結(jié)構(gòu)需要調(diào)整時（如結(jié)點的增加、刪除、修改）時，一般需要將整個網(wǎng)絡(luò)重新配置，擴(kuò)展性、靈活性差，維護(hù)困難。圖1-3環(huán)型拓?fù)?.樹型拓?fù)錁湫屯負(fù)涫切切屯負(fù)涞囊环N擴(kuò)展，各結(jié)點層次進(jìn)行連接，信息交換主要在上、下結(jié)點間進(jìn)行，如圖1-4所示。樹型拓?fù)溥m用于匯集信息的應(yīng)用系統(tǒng)中。圖1-4樹型拓?fù)?.網(wǎng)狀拓?fù)渚W(wǎng)狀拓?fù)溆址Q無規(guī)則型拓?fù)?，如圖1-5所示。網(wǎng)狀拓?fù)涞娜蒎e能力強，如果網(wǎng)絡(luò)中的一個結(jié)點或一段鏈路發(fā)生故障，信息可通過其他鏈路到達(dá)目的結(jié)點，故系統(tǒng)可靠性高。但是，這種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，必須采用路由選擇算法與流量控制方法。目前，大多數(shù)遠(yuǎn)程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和Internet的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖1-5網(wǎng)狀拓?fù)?.3使用Visio繪制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

圖作為一種表達(dá)信息的方式，有著文字不可代替的作用。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)以及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和實施中，都需要讀圖和畫圖。1.3.1網(wǎng)絡(luò)繪圖工具計算機(jī)中可以繪制圖的工具有很多。對于小型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，由于其涉及的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不多，圖形元素的外觀要求也不高，因此使用簡單的繪圖軟件如Windows系統(tǒng)中的畫圖軟件就可以輕松實現(xiàn)。而對于一些大型的、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，通常需要采用一些比較專業(yè)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)繪制軟件，如Visio、LANMapShot等。更多要求的圖形可用專業(yè)級的AutoCAD繪制。1.3.2

用Visio軟件繪制網(wǎng)絡(luò)圖的基本步驟1.打開Visio軟件選擇繪圖類型打開MicrosoftOfficeVisio2003，在左側(cè)“選擇繪圖類型”窗格中的“類別”列表中選擇“網(wǎng)絡(luò)”類型，在右側(cè)即顯示“網(wǎng)絡(luò)”類型的模板，如圖1-6所示。圖1-6選擇“網(wǎng)絡(luò)”類型2.新建文件單擊“模板”中的“詳細(xì)網(wǎng)絡(luò)繪圖”選項，將新建一張繪圖頁，同時左側(cè)變成了“形狀”欄，如圖1-7所示。圖1-7新建的繪圖頁窗口（工作窗口）3.設(shè)置繪圖頁頁面由于圖形往往要打印出來，所以一般需要設(shè)置頁面。方法如下：選擇“文件→頁面設(shè)置”命令，彈出“頁面設(shè)置”對話框，如圖1-8所示，可對各種相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。圖1-8“頁面設(shè)置”對話框4.在繪圖頁中添加圖形在“形狀”欄中單擊“計算機(jī)和顯示器”選項，打開具體的圖形元素，選擇PC圖形元素，將其拖入右側(cè)繪圖頁，如圖1-9所示。圖1-9添加圖形元素5.調(diào)整圖形元素的大小和位置選中繪圖頁中的圖形元素，拖拽圖形周邊的8個綠色的方形錨點可以改變圖形元素的大小。將鼠標(biāo)指針移動到圓形錨點上，按住鼠標(biāo)左鍵的同時移動，可以旋轉(zhuǎn)該圖形元素。將鼠標(biāo)指針移動到圖形元素中央，指針呈十字形狀，按住鼠標(biāo)左鍵的同時移動，可以改變圖形元素的旋轉(zhuǎn)中心位置。6.修改圖形元素標(biāo)注或添加文本框選中繪圖頁中的圖形元素，雙擊圖形元素，可以修改圖形元素的標(biāo)注文字，如圖1-10所示?；蛘哌x中圖形元素，單擊工具欄上的“文本工具”下拉按鈕進(jìn)行修改。如果沒有選中圖形元素，用鼠標(biāo)指針直接拖拽，則在空的位置添加文本框?？梢赃x中文本或圖元元素，更改文字大小或字體。本次操作之后要單擊“指針工具”下拉按鈕，回到可選擇狀態(tài)。圖1-10添加標(biāo)注文字7.圖形元素連接打開“形狀”欄的“網(wǎng)絡(luò)和外設(shè)”選項，選擇“交換機(jī)”并將其拖拽到繪圖頁上，調(diào)整好大小，添加標(biāo)注文字“交換機(jī)”。為了便于后續(xù)的連接操作，將“交換機(jī)”圖形元素調(diào)整得大一些，在連接操作完畢后再將其調(diào)整到正常大小。連接操作如下：在工具欄上單擊“連接線工具”下拉按鈕，然后選中PC圖形元素，在不松開鼠標(biāo)左鍵的情況下，將指針移動到“交換機(jī)”圖形元素的一側(cè)小紅圓點上，此時出現(xiàn)一個標(biāo)示點，松開鼠標(biāo)左鍵，連接線兩頭都為紅色，連接成功。單擊“指針工具”下拉按鈕，回到可選擇狀態(tài)。然后移動圖形元素，連接線會自動延長或修改，如圖1-11所示。圖1-11連接圖形元素這時，連接線在PC上面顯示，并不美觀，需要將PC顯示在上面。方法如下：選擇圖形元素PC，右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“形狀”→“置于頂層”命令（見圖1-12）。圖1-12將圖形元素PC置頂調(diào)整好交換機(jī)的大小，在連接線上右擊，在其快捷菜單中選擇“直線連接線”命令，如圖1-13所示，連接線就改為直線了。當(dāng)然也可以選擇“曲線連接線”或“直角連接線”命令，系統(tǒng)默認(rèn)為“直角連接線”。圖1-13“直線連接線”命令8.用上述方法繪制其他內(nèi)容再拖入兩個PC圖形元素，按照上面的方法繪制圖形，并且在兩個PC圖形元素中間繪制省略號，如圖1-14所示。圖1-14繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D9.多個圖形元素的選擇及組合選擇多個圖形元素的方法如下：在所有圖形元素的左上角按住鼠標(biāo)的左鍵不放，移動鼠標(biāo)指針至所有圖形元素的左下方，然后松開鼠標(biāo)左鍵，這樣就將所有的圖形元素選中了；或者在按住Ctrl鍵的同時，用鼠標(biāo)指針選擇各個圖形元素，也可以將所有的圖形元素選中。多個圖形元素的選擇的組合方法如下：選中所有圖形元素后，在某一個圖形元素上右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“形狀”→“組合”命令，如圖1-15所示，即可以將選中的圖形元素組合在一起。如果想取消組合，右擊圖形元素，從彈出的快捷菜單中選擇“形狀”→“取消組合”命令即可。圖1-15將多個圖形元素組合1.3.3Visio軟件的常用功能介紹1.準(zhǔn)確調(diào)整圖形元素的大小和位置選擇“視圖”→“任務(wù)窗格”→“大小和位置窗口”命令，彈出“大小和位置”對話框，然后選中需調(diào)整大小或位置的圖形元素，在面板進(jìn)行相關(guān)設(shè)置即可，如圖1-16所示。圖1-16調(diào)整圖形元素的大小和位置2.顯示“繪圖”工具選擇“視圖→工具欄→繪圖”命令，即可彈出“繪圖”工具欄。它提供了矩形、橢圓形、線條、弧形等直接繪圖工具。3.圖形元素的添加和查找在左側(cè)的“形狀”欄中找不到相關(guān)圖形元素時，可以添加任何一個現(xiàn)有的圖形元素組，以滿足當(dāng)前所需。方法是：選擇“文件”→“形狀”命令，在其彈出的子菜單中選擇某個類別，然后再選擇具體的一個圖形元素組，單擊該圖形元素組，即可將其加載到當(dāng)前的任務(wù)中。還可以在Visio軟件眾多的圖形元素中查找需要的形狀。方法是：在“形狀”欄的“搜索形狀”組合框中輸入需要查找的形狀名，然后單擊“轉(zhuǎn)到”按鈕進(jìn)行查找；找到所需的圖形元素后，直接將其拖放到繪圖頁上使用即可。4.對齊、分配、連接、排放圖形元素當(dāng)需要對多個圖形元素的位置、相互關(guān)系進(jìn)行調(diào)整時，可以使用“形狀”菜單下的相關(guān)功能。方法是：選中相關(guān)圖形元素，然后選擇“形狀”→“對齊形狀”命令，或者是“分配形狀”“連接形狀”“排放形狀”命令，彈出相應(yīng)的對話框，在其中進(jìn)行相關(guān)設(shè)置即可。5.文件輸出Visio軟件默認(rèn)繪圖文件的擴(kuò)展名為.vsd，模具文件的擴(kuò)展名為.vss，模板文件的擴(kuò)展名為.vst。也可以使用“另存為”命令將文件另存為其他類型，方法是：選擇“文件”→“另存為”命令，在“保存類型”下拉列表框中選擇，可以是.dwg、.dxf（CAD使用）、.tif（PhotoShop使用）、.jpg、.bmp等。1.4子項目1：繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖1.項目實施分析在項目描述中提到公司一共租用了寫字樓的兩層，5個部門，工程部和技術(shù)支持部在一層，每個部門30個信息點；市場部、總務(wù)部、財務(wù)部在二層，共25個信息點。繪制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖時沒有必要將所有的信息點畫出來，簡單地畫出2~3個來標(biāo)示就可以了，但是各個信息點之間的邏輯關(guān)系要標(biāo)示清楚。由于市場部、總務(wù)部、財務(wù)部一共25個信息點，并且在同一樓層上，所以不用每個部門都配置一個交換機(jī)，公用一個就可以了。在服務(wù)器方面，該公司有內(nèi)部的服務(wù)器，并且需要訪問Internet，所以要繪制出來相關(guān)的設(shè)備。思考：（1）該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是什么類型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呢？答：這是典型的樹型結(jié)構(gòu)，也就是星型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展。這種結(jié)構(gòu)中，交換機(jī)是的中心節(jié)點。（2）交換機(jī)、路由器是節(jié)點嗎？答：交換機(jī)、路由器是一臺專門進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的專用計算機(jī)，是網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點。2.項目實施要求——基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D要求（1）繪制頁面大小為A4。（2）要求每個元素都有標(biāo)注。（3）盡量不出現(xiàn)連接線交叉、圖形重疊現(xiàn)象。（4）輸出格式為.vsd。3.項目實施提示拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1-17所示。圖1-17網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4.項目實施步驟（1）根據(jù)分析，該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要使用三臺交換機(jī)。在1.3.1節(jié)所講介紹的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖就是每個部門內(nèi)部的結(jié)構(gòu)劃分。（2）添加打印服務(wù)器。打開“狀態(tài)”欄中的“服務(wù)器”選項，從選項中找到“打印服務(wù)器”圖形元素，將其拖入繪制頁中，并與交換機(jī)直線連接起來，如圖1-18所示。圖1-18添加打印服務(wù)器（3）單擊菜單“視圖→工具欄→繪圖”命令，或單擊”常用”工作欄中的”繪圖工具”按鈕，打開“繪圖”工具欄；單擊“矩形工具”按鈕，在繪制頁上繪制矩形框。在矩形框上右擊，從彈出的快捷菜單中選擇“格式”→“填充”命令，彈出“填充”對話框，設(shè)置透明度為100%，如圖1-19所示，單擊“確定”按鈕。圖1-19“填充”對話框（3）再次在矩形框上右擊，從彈出的快捷菜單中選擇“格式”→“線條”命令，彈出“線條”對話框，修改線條圖案和粗線等，如圖1-20所示。圖1-20“線條”對話框（4）調(diào)整大小，使虛