计算机网络应用技术教程

第一章计算机网络概论

资源共享观点将计算机网络定义为“以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合”

计算机资源主要指计算机硬件、软件与数据

计算机网络可以分为以下三类：

1.局域网

用于有限范围内

（如一个实验室、一幢大楼、一个校园）的各种计算机、终端与外部设备互联成网

2.城域网

城域网是介于广域网和局域网之间的一种高速网络

城域网设计的目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互联的需求，以实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能

3.广域网

广域网的通信子网主要使用分组交换技术

广域网也称远程网。它所覆盖的地理范围从几十公里到几千公里。广域网覆盖一个国家、地区或横跨几个洲，形成国际性的远程网络。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，它将分布在不同地区的计算机系统互联起来，达到资源共享的目的

计算机网络从逻辑功能上自然要分成两个部分：资源子网与通信子网

资源子网由主机系统、终端、终端控制器、联网外设、各种软件资源与信息资源组成。资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务

通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成。通信子网负责完成网络数据传输、路由与分组转发等通信处理任务

计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑结构，基本的网络拓扑可分为

1.星状拓扑

网络的中心节点是全网可靠性的瓶颈，中心节点的故障可能造成全网瘫痪

2.环装拓扑

任何一个节点出现线路故障，都可能造成网络瘫痪

3.总线拓扑

4.树状拓扑

在树状拓扑构型中，节点按层次进行连接，信息交换主要在上、下节点之间进行，相邻及同层节点之间一般不进行数据交换或数据交换量小。树状拓扑可以看成是星状拓扑的一种扩展

5.网状拓扑

网状拓扑构型又称为无规则型。在网状拓扑构型中，节点之间的连接是任意的，没有规律。网状拓扑的主要优点是系统可靠性高。但是，网状拓扑的结构复杂，必须采用路由选择算法与流量控制方法。目前实际存在与使用的广域网结构，基本上都采用网状拓扑构型

第二章数据通信基本概念

数据通信按照信号传送方向与时间的关心，可以分为三种：

1.单工通信：在单工通信方式中，信号只能向一个方向传输，任何时候都不能

改变信号的传送方向

2.半双工通信：在半双工通信方式中，信号可以双向传送，但必须是交替进行，

一个时间只能向一个方向传送

3.全双工通信：在全双工通信方式中，信号可以同时双向传送

网络常有的传输介质有：

1.双绞线

屏蔽双绞线（STP）、非屏蔽双绞线（UTP）

2.同轴电缆

根据同轴电缆的带宽不同可以分为基带同轴电缆与宽带同轴电缆两类

4.光纤

光纤是网络传输介质中性能最好、应用前途最广泛的一种

光纤传输分为单模与多模两类。单模光纤的性能优于多模光纤

5.卫星通信信道

数据编码技术也分为两类：

1.模拟数据编码

发送数字数据信号变换成模拟数据信号的过程成为调制，将调制设备称为调制器；将接收端把模拟数据信号还原成数字数据信号的过程称为解调，讲解调设备称为解调器

①振幅键控（ASK）

振幅键控方法是通过改变载波信号振幅来表示数字信号1、0

②移频键控（FSK）

移频键控方法是通过改变载波信号角频率来表示数字信号1、0

③移相键控（PSK）

移相键控方法是通过改变载波信号的相位值来表示数字信号1、0

2.数字数据编码

①非归零码NRZ

NRZ码可以规定用负点平表示逻辑“0”，用正电平表示逻辑“1”；也可以有其他表示方法

②曼侧斯特编码

每个比特的中间有一次电平跳变

③差分曼彻斯特编码

差分曼彻斯特编码是对曼侧斯特编码的改进

曼侧斯特编码与差分曼彻斯特编码是数据通信中最常用的数字数据信号编码方式

在数字通信信道上直接传送基带信号的方法称为基带传输

每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/秒(bps)。对于二进制数据,数据传输速率为:

S=1/T(bps) b/s

其中,T为发送每一比特所需要的时间

根据奈奎斯特准则,二进制数据信号的最大数据传输速率R max与理想信道带宽B(单位H z)的关系可以写为R max=2B(bps)

在有随时热噪声的信道中传输数据信号时,传输率R max与信道带宽B、信噪比S/N 的关系为:R max=B·log2(1+S/N)。式中，R max单位为bps，带宽B单位为H Z。信噪比信号功率与噪声功率之比是简称

第三章广域网、局域网与城域网技术发展趋势

Ethernet的核心技术是“带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）控制方法”。CSMA/CD方法用来解决多节点如何共享共用总线的问题

在Ethernet中，如果一个节点要发送数据，它以“广播”方式将数据通过作为公共传输介质的总线发送出去，连在总线上的所以节点都能“收听”到这个信号。由于网中所有节点都可以利用总线发送数据，并且网络中没有控制中心，因此冲突的发生将不可避免。为了有效实现多个节点访问公共传输介质的控制策略，CSMA/CD的发生流程可以简单概括为“先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发”

快速以太网

1.吉比特以太网

2.十吉比特以太网

第四章 TCP/IP协议

TCP/IP参考模型可以分为四个层次

1.主机-网络层

2.互联层

3.传输层

传输控制协议（TCP）是一种可靠的面向连接的协议，它允许将一台主机的字节流无差错的传送到目的主机

用户数据报协议（UDP）是一种不可靠的无连接协议。它主要用于不要求分组顺序到达的传输中

4.应用层

IP地址是由网络号与主机号两部分组成

IP v4的地址长度为32位，用点分十进制表示，通常采用x，x，x，x的格式来表

255

示，每个x为8位，每个x的值为0

~

实际可以用于分配的网络号与主机号的数量

1.A类网络

2.B类地址

3.C类地址

4.D类与E类地址