第四章远动监控系统数据传输与通信网络结构2远动监控
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网桥的主要作用是分割冲突区域和减少冲突。它的工作原 理与交换机类似。
缺点：网络大小有限；如功能故障或配置不当，可能造成 网络瘫痪等。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
网络互联设备
➢ 交换机：也称交换式集线器，是用来提高局域网性能的重要网络设备， 与网桥类似，也工作在数据链路层，可视为多口网桥。
➢ 集线器（HUB）：其主要功能是对接受到的信号进行整形放大，重 建为完整的信号，以扩大网络的传输距离，同时把网络上所有结点连 接在一起，构成星形网络。（物理wenku.baidu.com） 集线器仅将1个端口接收的信号分发给所有其它端口，但并不做 进一步的检查处理，所有连接到集线器的设备共享同一介质，构成一 个共享式的网络（总线式网络）。 优点：简单、便宜；缺点：集线器是一个瓶颈，且不能隔离冲突。
优点：每一个端口所连接的网段都是一个独立的冲突域； 缺点：要查询MAC地址再转发，有一定的延迟。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
网络互联设备
➢ 路由器：工作在网络层，提供对网络的物理和逻辑分割，通过计算目 标结点位置的目的地址来实现。如果分组地址指示的目标在同一个网 段（子网），路由器就把通信流限制在网段内；如果在另一个网段， 路由器就把分组发送到与目标网段对应的物理端口上。 路由表存储在路由器的内存中，把分组地址和物理端口号对应起 来。 路由：将数据包从一个网络结点转发到另一个网络结点的过程或 途径。包括2个基本内容：一是确定能到达目的网络的最优路径，也 称为路由选择或寻径，相关的协议称为路由选择协议；另一个是按照 最优路径转发数据包，称为数据转发。 路由选择过程通过多种途径收集网络的拓扑结构信息，形成路由 表，并按一定的规则维护路由表，使路由表能动态反映网络拓扑变化， 保证路由表中到各目的网络的路由最优。
（5）按交换方式分类
➢ 线路交换网络（Gircuit Switching)：用模拟信号 在线路上传输
➢ 报文交换网络（Message Switching)：数字化网络； 存储-转发方式；不定长报文为单位
➢ 分组交换网络（Packet Switching)：定长报文为 单位分组传输
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
网络互联设备
➢ 路由器：发送数据时：首先查找路由表，若能找到数据包到达目标网 络的路由，则按该路由将数据转发到下一路由器，下一路由器再依此 再转发，直到到达目的地址；如果路由表中没有可到达目标地址的信 息，路由器会将该数据包丢弃；如果目标网络直接与路由器相连，路 由器则将数据包直接发送到相应的端口上。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
广域网（WAN） （Wide Area Network）
广域网 涉及的范围较大，通常可以达到几十公里、几 百公里，甚至更远。 传输距离远，传输速率较低，误码率较高。机制复杂。 传输媒介：电话线、专线、光线。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
节点：网络单元。网络单元是网络系统中的各种数据处理 设备、数据通信控制设备和数据终端设备。
转接节点的作用是支持网络的连接，它通过通信线路 转接和传递信息；访问节点是信息交换的源点和目标。 链路是两个节点间的连线。
物理链路:实际存在的通信连线 逻辑链路:在逻辑上起作用的网络通路。 链路容量指每个链路在单位时间内可接纳的最大信息量。 通路是从发出信息的节点到接收信息的节点之间的一串节 点和链路。即：它是一系列穿越通信网络而建立起的节点 到节点的链路。
（3）按通信传播方式划分
➢ 环型（链型）网络
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
（3）按通信传播方式划分
➢ 网状型网络
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
（4）按信息传输距离的长短划分
局域网（LAN） （Local Area Network）
局域网 指十几公里的地理范围内将计算机、外设和通信 设备互连在一起的网络系统。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
1.点对点方式
调度端
信道
被控站
➢ 特点：应用在简单系统中。 ➢ 缺点：每一个被控站对应一个调度端和信道。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
2 星型结构
以一个节点为中心的处理系统。
➢ 网络结构简单，如在文件 服务器/工作站的局域网模式。 采用集线器（Hub)。
➢ 网络管理软件
➢ 网络通信软件
➢ 网络应用软件
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3.计算机网络的功能
➢ 共享资源：硬件资源（激光打印机、绘图仪、数字 化仪、扫描仪）；软件资源；数据资源
➢ 数据通信：（文字信息、新闻消息、咨询信息、图 片资料、报纸版面、 E-mail、IP Phone ）
第四章远动监控系统数 据传输与通信网络结构2
远动监控
2020/11/29
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
远动调度端网络结构
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
一、 计算机网络
1.定义
以相互共享资源（软件、硬件和数据）为目的、并 具有独立功能的多台计算机系统，采用一定的通信协 议（通信规约），通过通信设备和线路连接起来的网 络。
➢ 集中式网络系统： 特点：对信息处理集中，系统 响应时间短，可靠性高，便于管理。但整个系统适 应性差。
➢ 分布集中式网络系统：采用分布与集中相结合的系 统。
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（3）按通信结构划分
➢点对点（星型）网络：以点对点的连接 方式，把各台计算机连接起来的。
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（3）按通信传播方式划分
➢ 总线型网络：用一个共同的通信介质把各个 计算机连接起来的，如以同轴电缆联接起来的 总线形网。
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（3）按通信传播方式划分
➢ 树型网络：分层结构。
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局域网，传输速率较高（10M-1000Mb/s），误码率较 低（10-9-10-11）。组网方便，技术简单。如：Novell网、 令牌环网(IBM Token Ring）、Ethernet(以太网)
城域网（MANs）
城域网 指在一个城市的地理范围内将计算机、外设和通 信设备互连在一起的网络系统。IEEE 802.6
二、 网络拓扑结构
拓扑学（TOPOLOGY）是一种研究与大小、距离无 关的几何图形特性的方法。
网络拓扑是由网络节点设备和通信介质构成的网络结 构图。
在选择拓扑结构时，主要考虑的因素有：安装的相对 难易程度、重新配置的难易程度、维护的相对难易程度、 通信介质发生故障时，受到影响的设备的情况。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
➢ 端口:4/8/12/16/24 ➢ 可同时连双绞线、同轴电 缆及光纤等媒介 ➢ 集中控制方式，便于管理 ➢ 网络延时短，误码率低 ➢ 网络共享能力差、线路效 率低、主机负担重
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星型结构I型
➢ 优点：独立通道，不存在通道竞争问题，变电所可同时 与监控中心通信。实时性最好。任一通道故障，不影响其 他通道的通信。 ➢ 缺点：占用通道资源太多。
➢ 分布式数据处理：数据分布处理，提高处理速度和 系统可靠性，并均衡网内负载。
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4.计算机网络的类型
（1）按配置划分
➢ 同类网：网络中，每台计算机既是服务器又是工作站。 该网中每台计算机都可以共享其它任何计算机的资源。
➢ 单服务器网：在网络中只有一台计算机作为整个网络的 服务器，其它计算机全部是工作站。
➢ 混合网：在网络中的服务器不只一个，但又不是每台工 作站都可以当作服务器来使用。
混合网与单服务器网的差别是网络中不仅仅只有一个服 务器；混合网与同类网的差别在于每个工作站不能既是 服务器又是工作站。
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（2）按对数据的组织方式划分
➢ 分布式网络系统：特点：系统独立性强，用户使用 方便、灵活。但对整个网络系统来说，管理复杂， 保密性、安全性差。
交换机通过对信息重新生成，经过内部处理后转发至指定端口， 而不是交换机的所有端口，这是交换机和集线器本质不同。交换机具 备自动寻址能力和交换作用，根据信息包的目的地址，将每一信息包 独立地从源端口送至目的端口，避免了和其它端口发生冲突。
工作原理：根据收到的数据帧中源MAC地址建立该地址交换机端口的映 射，并将端口映射存放在MAC地址表中，这个过程称为学习；交换 机将数据帧中的目的MAC地址在MAC地址表进行查询，决定由哪个 端口进行转发。只有广播帧（包括找不到目的MAC的帧）会被转发 给所有端口。
➢ 2台或2台以上计算机 ➢ 通信设备和通讯媒介连接起来 ➢ 网络运行要有一定的协议支持，通
信软件
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2.计算机网络的组成
一般由网络操作系统、用以组成计算机网络的多台计 算机，以及各种通信设备构成的。
（1）网络硬件
计算机
服务器：主要功能是为网络工作站上的用户提供共享资 源、管理网络文件系统、提供网络打印服务、处理网络 通信、响应工作站上的网络请求等。常用有文件服务器、 通信、计算和打印服务器等。通常用小型计算机、专用 PC或高档微机做服务器。
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网络互联设备
➢ 网桥：也称桥接器，是2个局域网的存储、转发设备，用它可 完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。
网桥是依据帧地址进行转发，工作在数据链路层DDL，被 连接的设备具有相同的LLC，但MAC可以不同；对用户而言是 透明的，报文通过网桥时，用户并不知道网桥的存在；工作在 MAC子层上。
➢ 通信介质：作用：计算机之间传输数据信号的重要媒 介，提供了数据信号传输的物理通道。有形介质:双 绞线，同轴电缆，光缆。无形介质:无线电，微波， 卫星通信，红外线，激光。
➢ 各种网络互连设备。传输容量，信号衰减，抗干扰能 力，安装难度，价格。
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（2）网络软件
优点：适用于大规模、复杂网络，实现负载共享和最优路径； 增强的智能可实现数据安全、提高带宽利用率； 隔离不需要的信息，可提供防火墙的服务（与交换机不同）；
缺点：不支持非路由协议； 安装复杂、价格高； 与相对简单的交换机比，会增加报文的等待时间。
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其它
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网络互联设备
➢ 网络接口卡：简称网卡，又称网络接口适配器，是计算机与网络连接 最主要的设备。
主要功能：实现数据链路层（IEEE802.3：逻辑链路控制LLC+介 质访问控制MAC）的大部分功能，如网络数据格式与计算机数据格 式的转换（将数据拆包、打包）、网络数据的接收与发送、数据的差 错校验等，并提供计算机与网络传输媒介间的接口。
➢ 网络操作系统（Network Operating System）：运行在 网络硬件基础之上，为网络用户提供共享资源管理服务、 基本通信服务、网络安全及其他服务的软件系统。网络 操作系统必须对用户进行控制；需通过软件工具对网络 资源进行全面的管理，进行合理调度和分配。
➢ 网络协议软件：连入网络的计算机依靠网络协议实现互 相通信，而网络协议靠具体的网络协议软件的运行支持 才能工作。凡是连入网络的服务器和工作站都运行相应 的网络协议软件。如IPX、TCP \IP。
网络工作站：功能是向各种服务器发出服务请求；从网 络上接收传送给用户的数据。它是通过网络接口卡连接 到网络上的计算机。
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ISO（国际标准化组织）/OSI（开放系统互联） 参考模型
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
缺点：网络大小有限；如功能故障或配置不当，可能造成 网络瘫痪等。
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网络互联设备
➢ 交换机：也称交换式集线器，是用来提高局域网性能的重要网络设备， 与网桥类似，也工作在数据链路层，可视为多口网桥。
➢ 集线器（HUB）：其主要功能是对接受到的信号进行整形放大，重 建为完整的信号，以扩大网络的传输距离，同时把网络上所有结点连 接在一起，构成星形网络。（物理wenku.baidu.com） 集线器仅将1个端口接收的信号分发给所有其它端口，但并不做 进一步的检查处理，所有连接到集线器的设备共享同一介质，构成一 个共享式的网络（总线式网络）。 优点：简单、便宜；缺点：集线器是一个瓶颈，且不能隔离冲突。
优点：每一个端口所连接的网段都是一个独立的冲突域； 缺点：要查询MAC地址再转发，有一定的延迟。
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网络互联设备
➢ 路由器：工作在网络层，提供对网络的物理和逻辑分割，通过计算目 标结点位置的目的地址来实现。如果分组地址指示的目标在同一个网 段（子网），路由器就把通信流限制在网段内；如果在另一个网段， 路由器就把分组发送到与目标网段对应的物理端口上。 路由表存储在路由器的内存中，把分组地址和物理端口号对应起 来。 路由：将数据包从一个网络结点转发到另一个网络结点的过程或 途径。包括2个基本内容：一是确定能到达目的网络的最优路径，也 称为路由选择或寻径，相关的协议称为路由选择协议；另一个是按照 最优路径转发数据包，称为数据转发。 路由选择过程通过多种途径收集网络的拓扑结构信息，形成路由 表，并按一定的规则维护路由表，使路由表能动态反映网络拓扑变化， 保证路由表中到各目的网络的路由最优。
（5）按交换方式分类
➢ 线路交换网络（Gircuit Switching)：用模拟信号 在线路上传输
➢ 报文交换网络（Message Switching)：数字化网络； 存储-转发方式；不定长报文为单位
➢ 分组交换网络（Packet Switching)：定长报文为 单位分组传输
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网络互联设备
➢ 路由器：发送数据时：首先查找路由表，若能找到数据包到达目标网 络的路由，则按该路由将数据转发到下一路由器，下一路由器再依此 再转发，直到到达目的地址；如果路由表中没有可到达目标地址的信 息，路由器会将该数据包丢弃；如果目标网络直接与路由器相连，路 由器则将数据包直接发送到相应的端口上。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
广域网（WAN） （Wide Area Network）
广域网 涉及的范围较大，通常可以达到几十公里、几 百公里，甚至更远。 传输距离远，传输速率较低，误码率较高。机制复杂。 传输媒介：电话线、专线、光线。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
节点：网络单元。网络单元是网络系统中的各种数据处理 设备、数据通信控制设备和数据终端设备。
转接节点的作用是支持网络的连接，它通过通信线路 转接和传递信息；访问节点是信息交换的源点和目标。 链路是两个节点间的连线。
物理链路:实际存在的通信连线 逻辑链路:在逻辑上起作用的网络通路。 链路容量指每个链路在单位时间内可接纳的最大信息量。 通路是从发出信息的节点到接收信息的节点之间的一串节 点和链路。即：它是一系列穿越通信网络而建立起的节点 到节点的链路。
（3）按通信传播方式划分
➢ 环型（链型）网络
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（3）按通信传播方式划分
➢ 网状型网络
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（4）按信息传输距离的长短划分
局域网（LAN） （Local Area Network）
局域网 指十几公里的地理范围内将计算机、外设和通信 设备互连在一起的网络系统。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
1.点对点方式
调度端
信道
被控站
➢ 特点：应用在简单系统中。 ➢ 缺点：每一个被控站对应一个调度端和信道。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
2 星型结构
以一个节点为中心的处理系统。
➢ 网络结构简单，如在文件 服务器/工作站的局域网模式。 采用集线器（Hub)。
➢ 网络管理软件
➢ 网络通信软件
➢ 网络应用软件
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
3.计算机网络的功能
➢ 共享资源：硬件资源（激光打印机、绘图仪、数字 化仪、扫描仪）；软件资源；数据资源
➢ 数据通信：（文字信息、新闻消息、咨询信息、图 片资料、报纸版面、 E-mail、IP Phone ）
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远动调度端网络结构
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一、 计算机网络
1.定义
以相互共享资源（软件、硬件和数据）为目的、并 具有独立功能的多台计算机系统，采用一定的通信协 议（通信规约），通过通信设备和线路连接起来的网 络。
➢ 集中式网络系统： 特点：对信息处理集中，系统 响应时间短，可靠性高，便于管理。但整个系统适 应性差。
➢ 分布集中式网络系统：采用分布与集中相结合的系 统。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
（3）按通信结构划分
➢点对点（星型）网络：以点对点的连接 方式，把各台计算机连接起来的。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
（3）按通信传播方式划分
➢ 总线型网络：用一个共同的通信介质把各个 计算机连接起来的，如以同轴电缆联接起来的 总线形网。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
（3）按通信传播方式划分
➢ 树型网络：分层结构。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
局域网，传输速率较高（10M-1000Mb/s），误码率较 低（10-9-10-11）。组网方便，技术简单。如：Novell网、 令牌环网(IBM Token Ring）、Ethernet(以太网)
城域网（MANs）
城域网 指在一个城市的地理范围内将计算机、外设和通 信设备互连在一起的网络系统。IEEE 802.6
二、 网络拓扑结构
拓扑学（TOPOLOGY）是一种研究与大小、距离无 关的几何图形特性的方法。
网络拓扑是由网络节点设备和通信介质构成的网络结 构图。
在选择拓扑结构时，主要考虑的因素有：安装的相对 难易程度、重新配置的难易程度、维护的相对难易程度、 通信介质发生故障时，受到影响的设备的情况。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
➢ 端口:4/8/12/16/24 ➢ 可同时连双绞线、同轴电 缆及光纤等媒介 ➢ 集中控制方式，便于管理 ➢ 网络延时短，误码率低 ➢ 网络共享能力差、线路效 率低、主机负担重
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
星型结构I型
➢ 优点：独立通道，不存在通道竞争问题，变电所可同时 与监控中心通信。实时性最好。任一通道故障，不影响其 他通道的通信。 ➢ 缺点：占用通道资源太多。
➢ 分布式数据处理：数据分布处理，提高处理速度和 系统可靠性，并均衡网内负载。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
4.计算机网络的类型
（1）按配置划分
➢ 同类网：网络中，每台计算机既是服务器又是工作站。 该网中每台计算机都可以共享其它任何计算机的资源。
➢ 单服务器网：在网络中只有一台计算机作为整个网络的 服务器，其它计算机全部是工作站。
➢ 混合网：在网络中的服务器不只一个，但又不是每台工 作站都可以当作服务器来使用。
混合网与单服务器网的差别是网络中不仅仅只有一个服 务器；混合网与同类网的差别在于每个工作站不能既是 服务器又是工作站。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
（2）按对数据的组织方式划分
➢ 分布式网络系统：特点：系统独立性强，用户使用 方便、灵活。但对整个网络系统来说，管理复杂， 保密性、安全性差。
交换机通过对信息重新生成，经过内部处理后转发至指定端口， 而不是交换机的所有端口，这是交换机和集线器本质不同。交换机具 备自动寻址能力和交换作用，根据信息包的目的地址，将每一信息包 独立地从源端口送至目的端口，避免了和其它端口发生冲突。
工作原理：根据收到的数据帧中源MAC地址建立该地址交换机端口的映 射，并将端口映射存放在MAC地址表中，这个过程称为学习；交换 机将数据帧中的目的MAC地址在MAC地址表进行查询，决定由哪个 端口进行转发。只有广播帧（包括找不到目的MAC的帧）会被转发 给所有端口。
➢ 2台或2台以上计算机 ➢ 通信设备和通讯媒介连接起来 ➢ 网络运行要有一定的协议支持，通
信软件
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
2.计算机网络的组成
一般由网络操作系统、用以组成计算机网络的多台计 算机，以及各种通信设备构成的。
（1）网络硬件
计算机
服务器：主要功能是为网络工作站上的用户提供共享资 源、管理网络文件系统、提供网络打印服务、处理网络 通信、响应工作站上的网络请求等。常用有文件服务器、 通信、计算和打印服务器等。通常用小型计算机、专用 PC或高档微机做服务器。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
网络互联设备
➢ 网桥：也称桥接器，是2个局域网的存储、转发设备，用它可 完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。
网桥是依据帧地址进行转发，工作在数据链路层DDL，被 连接的设备具有相同的LLC，但MAC可以不同；对用户而言是 透明的，报文通过网桥时，用户并不知道网桥的存在；工作在 MAC子层上。
➢ 通信介质：作用：计算机之间传输数据信号的重要媒 介，提供了数据信号传输的物理通道。有形介质:双 绞线，同轴电缆，光缆。无形介质:无线电，微波， 卫星通信，红外线，激光。
➢ 各种网络互连设备。传输容量，信号衰减，抗干扰能 力，安装难度，价格。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
（2）网络软件
优点：适用于大规模、复杂网络，实现负载共享和最优路径； 增强的智能可实现数据安全、提高带宽利用率； 隔离不需要的信息，可提供防火墙的服务（与交换机不同）；
缺点：不支持非路由协议； 安装复杂、价格高； 与相对简单的交换机比，会增加报文的等待时间。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
其它
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
网络互联设备
➢ 网络接口卡：简称网卡，又称网络接口适配器，是计算机与网络连接 最主要的设备。
主要功能：实现数据链路层（IEEE802.3：逻辑链路控制LLC+介 质访问控制MAC）的大部分功能，如网络数据格式与计算机数据格 式的转换（将数据拆包、打包）、网络数据的接收与发送、数据的差 错校验等，并提供计算机与网络传输媒介间的接口。
➢ 网络操作系统（Network Operating System）：运行在 网络硬件基础之上，为网络用户提供共享资源管理服务、 基本通信服务、网络安全及其他服务的软件系统。网络 操作系统必须对用户进行控制；需通过软件工具对网络 资源进行全面的管理，进行合理调度和分配。
➢ 网络协议软件：连入网络的计算机依靠网络协议实现互 相通信，而网络协议靠具体的网络协议软件的运行支持 才能工作。凡是连入网络的服务器和工作站都运行相应 的网络协议软件。如IPX、TCP \IP。
网络工作站：功能是向各种服务器发出服务请求；从网 络上接收传送给用户的数据。它是通过网络接口卡连接 到网络上的计算机。
第四章远动监控系统数据传输与通信 网络结构2远动监控
ISO（国际标准化组织）/OSI（开放系统互联） 参考模型
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层