计算机网络技术基础(图文 (1)

第一章 计算机网络概述
4. 接入网 接入网(AN，Access Network)又称本地接入网或用户接 入网。它是近年来由于用户对高速上网需求的增加而出现的 一种网络技术。如图1-11所示。接入网是局域网(或校园网) 和城域网之间的桥接区。接入网提供多种高速接入技术，使 用户接入Internet的瓶颈得到某种程度上的解决。各类网络 具有的特征参数见表1-1。总的规律是距离越长，速率越低。 局域网距离最短，传输速率最高，一般以距离中心机房为判 定条件。
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图1-1 具有通信功能的单机系统
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图1-2 面向终端的网络
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2. 初级计算机网络 第二代计算机网络又称为计算机-计算机网络，是具有通 信功能的多机系统，又称为复杂联机系统。 这个时期的网络有效地解决了主机负担重的问题，在主 机前设置一个前端处理机，负责与主机通信，使主机从繁重 的通信任务中解脱出来，集中精力完成数据处理；同时在终 端集中区域设置线路集中器，大量终端通过低速线路连接到 集中器，而集中器通过高速专线和主机相连，这样有效地解 决了线路利用率低的问题，如图1-3所示。
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1.2.2 网络拓扑结构的分类 计算机网络的物理连接方式叫做网络的拓扑结构。常用
的计算机网络的拓扑结构有：总线型、星型、环型、树型、 网状和组合型拓扑结构。
1. 总线型拓扑(Bus Topology) 总线型拓扑采用单根传输线作为传输介质，它将所有入 网的计算机通过相应的硬件接口直接接入到一条通信线路上。 为防止信号反射，一般在总线两端连有终结器匹配线路阻抗， 防止信号反馈，以吸收信号。图1-5所示为总线拓扑。 10Base-5、10Base-2等以太网技术都采用总线拓扑结构。
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2. 城域网 城域网(MAN，Metropolitan Area Network)有时又称之 为城市网、区域网、都市网。城域网介于LAN和WAN之间，其 覆盖范围通常为一个城市或地区，距离从几十千米到上百千 米。城域网通常采用光纤或微波作为网络的主干通道，现在 已经弱化这一划分概念。
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3. 局域网 局域网(LAN，Local Area Network)也称局部网，是指将 有限的地理区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络。 它具有很高的传输速率(几十至千兆比特)，其覆盖范围一般 不超过几十千米，通常将一座大楼或一个校园内分散的计算 机连接起来构成LAN，同时以是否处于限定范围及是否接入同 层设备作为判定的条件。
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图1-6 星型拓扑结构
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图1-7所示为带有配线架的星型拓扑结构，配线架相当于 中间集中点，可以在每个楼层配置一个，并具有足够数量的 连接点，以供该楼层的节点使用，节点的位置可灵活放置。
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图1-7 带有配线架的星型拓扑结构
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(1) 管理信息系统(Management Information System， MIS)。
(2) 办公自动化(Office Automation，OA)。 (3) 信息检索系统(Information Retrieve System， IRS)。 (4) 电子收款机系统(Point of Sells，POS)。 (5) 分布式控制系统(Distributed Control System， DCS)。 (6) 计算机集成与制造系统(Computer Integrated Manufacturing System，CIMS)。 (7) 电子数据交换系统(Electronic Data Interchange System，EDI)。 (8) 信息服务系统。
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1.2 计算机网络的拓扑结构
1.2 计算机网络的拓扑结构 1.2.1 计算机网络拓扑的定义 计算机网络拓扑通过网络中节点与通信线路之间的几何
关系表示网络结构，反映出网络中各实体之间的结构关系。 拓扑结构方案设计是工程实现计算机网络的起点，也是实现 各种网络协议的基础。计算机网络拓扑主要是指通信子网的 拓扑构型。
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点对点网络(Point to Point Network)中的计算机或设 备以点对点的方式进行数据传输，两个节点间都可能有多条 单独的中间链路。这种传播方式应用于广域网中。
通信技术初步结合，形成了计算机网络的雏形。这个时期的 计算机网络被称为简单联机系统，主要目的是解决远地站点 的计算机问题。
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其主要特点是：在计算机内部增加通信概念，可以让远 地站点的I/O设备通过通信线路直接和计算机相连，做到输入、 处理同时进行，任务完成后将处理结果送回远地点，如图1-1 和图1-2所示。
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1.3.2 按数据的传输方式分类 根据数据传输方式的不同，计算机网络又可以分为“广
播网络”和“点对点网络”两大类。 广播网络(Broadcasting Network)中的计算机或设备使
用一个共享的通信介质进行数据发散传播，网络中的所有节 点都能收到任何节点发出的数据信息。广播网络中的传输方 式目前有以下3种：
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1.1.3 计算机网络的功能和应用 1. 计算机网络的功能 计算机网络技术使计算机的应用范围和其自身的功能有
了突破性的发展。作为计算机网络应当具有以下三个基本功 能：
(1) 计算机之间和计算机用户之间的相互通信交往。 (2) 资源共享，包含计算机硬件资源、软件资源和数据 与信息资源共享。 (3) 计算机之间或计算机用户之间的协同工作。
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图1-11 广域网、城域网、接入网和局域网的关系
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表1-1 各类计算机网络的特征参数
网络分类
缩写
分布距离大约为
局域网
LAN
城域网 广域网
MAN WAN
100～
机位范围 房间
建筑物 校园 城市 国家
传输速率范围 4 Mb/s～10 Gb/s
50 kb/s～2 Gb/s 9.6 kb/s～2 Gb/s
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2. 计算机网络的典型应用 随着高速信息社会进程的推进，通信和计算机技术的迅 猛发展，计算机网络的应用日益多元化，打破了空间和时间 的限制，几乎深入到社会的各个领域。可以在一套系统上提 供集成的信息服务，包括来自政治、经济等方面的信息资源， 同时还提供多媒体信息，如图像、语音、动画等，在多功能、 多元化的发展趋势下，许多网络应用的新形式不断出现，如 电子邮件、IP-Phone、视频点播、网上交易、视频会议等。 其应用可归纳为下列几个方面：
4. 新一代的综合性、智能化、宽带高速网络 20世纪90年代中期至21世纪初期，宽带网络技术的发展 为社会信息化提供了技术基础，网络与信息安全技术为网络 应用提供了重要安全保障，基于光纤通信技术的宽带城域网 与接入技术，以及移动计算机网络、网络多媒体计算、网络 并行计算、网格计算等新技术的应用，使计算机网络与 Internet(即因特网)向着全面互连、高速和智能化发展，并 得到了广泛的应用。
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图1-10 网状拓扑结构
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1.3 计算机网络的分类
1.3.1 按网络的覆盖范围划分 根据计算机网络所覆盖的地理范围、信息的传递速率及
其应用目的，计算机网络通常被分为局域网、城域网、广域 网。这也是目前较为流行的一种分类方法。
1. 广域网 广域网(WAN，Wide Area Network)指的是实现计算机远 距离连接的计算机网络，可以把众多的城域网、局域网连接 起来，也可以把全球的城域网、局域网连接起来。
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1.1 计算机网络的发展历史 1.2 计算机网络的拓扑结构 1.3 计算机网络的分类 1.4 计算机网络的组成 1.5 计算机网络的主要性能指标 1.6 计算机网络技术发展趋势 本章小结 习题
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1.1 计算机网络的发展历史
1.1.1 计算机网络的发展 计算机网络的发展经历了以下四个阶段。 1. 面向终端的计算机通信网络 20世纪50年代中期至20世纪60年代末期，计算机技术与
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1.1.2 计算机网络的定义 计算机网络的定义是：将地理位置不同的，具有独立功
能的多台计算机及其外部设备通过通信线路连接起来，在网 络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下， 实现资源共享和信息传递的计算机系统。
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为了实现计算机之间的通信交往、资源共享和协同工作， 利用通信设备和线路将地理位置分散的、各自具备自主功能 的一组计算机有机地联系起来，并且由功能完善的网络操作 系统和通信协议进行管理的计算机复合系统就是计算机网络。 概括地说，一个计算机网络必须具备以下三个基本要素：
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5. 网状拓扑 网状结构分为全连接网状和不完全连接网状两种形式。 在全连接网状结构中，每一个节点和网中其他节点均有链路 连接。在不完全连接网状结构中，两节点之间不一定有直接 链路连接，它们之间的通信依靠其他节点转发。 这种网络的优点是节点间路径多，碰撞和阻塞可大大减 少，局部的故障不会影响整个网络的正常工作，可靠性高； 网络扩充和主机入网比较灵活简单。但这种网络关系复杂， 建网和网络控制机制复杂。广域网中一般用不完全连接网状 结构，如图1-10所示。
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图1-8 环型拓扑结构
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4. 树型拓扑(Tree Topology) 树型拓扑是由总线拓扑演变而来的，它把星型和总线型 结合起来，形状像一棵倒置的树，顶端有一个带分支的根， 每个分支还可以延伸出子分支，如图1-9所示。