第7章 计算机网络基础

6. 其他分类方法
按网络使用的交换技术
电路交换网、报文交换网、分组交换网、帧中继 （FR）网，异步传输模式（ATM）网等
按网络带宽和传输能力
基带网络、宽带网络
按信号传输速率
低速网、中速网、高速网
按网络的使用范围和环境
企业网、政府网、校园网、金融网等
四、数据通信基础
一、数据通信和数据通信系统
1、数据通信：指计算机技术与通信技术相结合，实现 信息的传输、交换、存储和处理，并及时、准确地向 对方提供数据的通信技术。 数 信 据 源 计算机A （数据传输子系统） 发 送 器 信 号 信 号
B、报文交换（Message Switching）
基本原理：把报文当作一个整体，逐节点的进行 存储转发。
C、报文交换技术：
采用存储/转发技术。每个报文按去向不同，放入 通信网络中不同节点的缓冲区排队。当某一条链路空 闲时，就从相应的节点缓冲区中取出一个报文发送到 下一节点，由下一节点再进行转发，直到报文到达接 收端。
5.按网络的服务方式分类
（１）客户机／服务器网络（Client/Server）
服务器是指专门提供服务的高性能计算机或专用 设备，客户机是用户计算机。客户机向服务器发出请 求并获得服务，多台客户机可以共享服务器提供的各 种资源。既适合于同类计算机连网，也适合于不同类 型的计算机连网，如PC机、Mac机的混合连网。 优点：安全性得到保证，计算机的权限、优先级易于 控制；监控容易实现，网络管理能够规范化。 缺点：性能在很大程度上取决于服务器的性能和客户 机的数量。
三、多路复用技术
（1）定义：在一条物理信道上，同时传输多路信号。 如声音、图像、数据等。 （2）目的：提高传输线路的利用率，减少费用。 （3）采用设备：多路复用器，它将多个信源发出的 信号有序地纳入一条物理信道中进行传输。到达目的 地后，再将物理信道中的多路信号分别送入对应的目 标数据终端设备（信宿）。
传输 系统
接 收 器
数 据
信 宿
计算机B
数据通信模型
2、数据通信系统：
（1）数据传输系统 也称通信子系统或通信子网。其主要任务是实现不 同数据终端设备（DTE）之间的数据传输。 （2）数据处理系统 也称为资源子系统或资源子网，由许多数据终端设 备（如PC机、服务器、大型计算机、工作站、智能设 备等）组成。它们是网络中信息传输的信源或信宿，负 责提供信息、接收信息与处理信息。 注意：为了将一台计算机发出的数据传送到另一台 计算机，通常不仅需要很长的传输线路，也往往需要进 行调制/解调、多路复用，以及数据交换等处理。
（２）对等网（Peer-To-Peer）
不要求有服务器，每台客户机都可以与其 他每台客户机对话，共享彼此的信息资源和硬 件资源。组网的计算机一般类型相同。 优点：网络方式灵活方便； 缺点：较难实现集中管理与监控、安全性低，适 合与部门内部的小型网络。
客户机/服务器模式和对等模式是局 域网目前流行的两种工作模式。
也称远程网，覆盖范围通常为几十到几千公里， 它的通信传输装置和媒体一般由电信部门提供。广域 网可以实现跨越地区和国家的计算机联网，通常借助 于传统的公共传输网（如电话网）进行通讯。 特点：数据传输速率比LAN慢 传输错误率较高
•城域网（MAN）
覆盖范围介于局域网和广域网之间，它的覆盖距 离约为5~50公里，如一个城市。
第七章 计算机网络基础
7.1 计算机网络概述 7.2 计算机网络的组成 7.3 局域网 7.4 广域网 7.5 Internet及其应用 7.6 常用网页制作软件简介
第一节 计算机网络概述
主要内容：
计算机网络的发展 计算机网络的定义及其功能 计算机网络的分类 数据通信基础 计算机网络协议和体系结构
（１）电路交换
A、电路交换概念：
又叫线路交换（Circuit Switching），它是一种在 发送端和接收端之间实际建立一条物理信道的交换方 式。如：公用电话网的交换方式。
B、工作过程：
依据用户的请求，被叫用户应答后，在两个用户 站点之间建立直接的物理连接。
C、电路交换的三个阶段：
–建立连接 –通信（传输数据） –释放连接
3.计算机网络互联阶段
定义：计算机网络之间的相互连接。 产生：20世纪70年代，包括IBM公司在内的一些计算机 公司均提出了本公司的网络体系结构，但不同公司的 产品很难互相连通。 国际标准化组织（ISO）于1977年提出了一个使 各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架，即 “开放系统互联参考模型”，简称为OSI/RM，以实 现更大范围的计算机资源共享。 发展：20世纪80年代中期以来，以ARPANET为主干 发展起来的国际互连网迅速发展，已遍及全世界，实 现全球范围内的计算机通信及资源共享。
NII—National Information Infrastructure
二、计算机网络的定义及其功能
1、计算机网络的定义
产生：随着信息Fra Baidu bibliotek社会到来，人们将计算机技术和 通信技术结合起来，利用计算机技术进行信息的存 储、加工，采用通信技术进行信息的传输。 定义：它是利用通信设备和通信线路，把地理上分 散而各自具有独立工作能力的许多计算机（及其他 智能设备）相互连接起来，在网络软件的支持下， 实现彼此之间的数据通讯和资源共享（硬件、软件 和数据等）的一个现代化综合服务系统。 特点：计算机网络是计算机技术与通讯技术相互渗 透、不断发展的产物。
2.按照网络的拓扑结构分类
（１）星形网 （２）树形网 （３）总线形网 （４）环形网 （５）网状网 （６）混合网
3.按照网络的覆盖范围分类
（１）局域网（LAN，Local Area Network）
（２）广域网（WAN， Wide Area Network） （３）城域网（MAN，Metropolitan Area Network）
二、调制与解调
调制：计算机所处理的数据是由一连串的“0”和 “1”组成的二进制信息，属于数字信号。由信源设备 （计算机）所发出的数据，通常并不以其原有形式直 接进行传送，而是被转换成适合于在传输介质中传送 的电磁信号，这个过程称为调制； 解调：该信号在传输到信宿设备之前（另一台计 算机），也需要再把它转换成为适合数据终端设备接 收的数字信号，这个过程称为解调。 调制和解调总是成对使用的，调制解调器就是用来实 现上述转换功能的一种专用设备。
共享信道 MUX
DEMUX
复用器
解复用器
（4）多路复用四种方式：
频率 频率
时分多路复用TDM
频分多路复用FDMA
频率 5
频率 4
A BCDA BCDA BCDA BCD …
频率 3 频率 2 频率 1
TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧 时间
时间
波分复用WDMA：每对DTE使用各不相同、而又互不干扰的 波长（光纤通信）。 码分复用CDMA：用于移动通信的新技术。基于码型分割信 道，即每个用户分配一个地址码，这些地址码互不重叠。 CDMA特点：时间和频率均为共享。
广域网
城域网
接入网 接入网 接入网
城域网
接入网 接入网 接入网
…
局域网 校园网 企业网
…
局域网
4.按通信传播方式分类
广播方式网络： 特点：仅有一条公共通信信道，由网络上所有的计 算机共享。当一台计算机发送报文时，所有其它 计算机均可收到，根据地址信息判断是否接收。
点对点传播方式网络： 特点：由一对信源计算机和信宿计算机间的多条通 信链路构成。通过设置通信交换结点，所有计算 机都与交换结点相连，数据传输由这些交换结点 转发，从而实现网络中任意两台计算机之间的点 到点通信。
IP 网络
路由器
三、计算机网络的分类
1.按照网络的使用性质分类
（1）公用网：一般由国家的电信部门组建、控制和管 理，可提供给任何部门和单位使用。公用网也可称 为公众网。 例如：中国公用计算机互联网（CHINANET）、 中国金桥信息网（CHINAGBN）。 （2）专用网：某个行业或公司，为本部门自身特殊业 务工作的需要而建造的网络。一般不允许其他部门 或单位使用。 特点：专用性强，保密性好 例如：中国科技网（CSTNET）、中国教育和科研 计算机网（CERNET）。
•局域网（LAN）
覆盖范围在10公里（10km）以内的计算机网络， 通常用于连接一幢或几幢大楼。 特点： （１）传输距离短； （２）传输速率较高，目前一般可达到10Mb/s和 100Mb/s，高速局域网可达到1000Mb/s（=1Gb/s）； （３）传输可靠，误码率低； （４）结构简单容易实现。
•广域网（WAN）
3、计算机网络的主要功能
（1）数据通信
作用：数据通信是计算机网络最基本的功能 例如: 访问其他计算机的文件； 使用电子邮件进行通信； 利用网络收发传真、打电话、网上聊天以及召 开视频会议等。
（2）资源共享
资源共享使网络中的所有资源（硬件、软件和数据） 能够互通有无、分工协作，从而大大提高系统资源的利 用率。网络上的计算机用户均可共享整个网络的全部资 源，而不必考虑资源所在的地理位置。 例如：利用网上民航售票系统，可查询各地航班信息， 并可订购需要的机票；WEB浏览信息等。
（3）实现分布式的信息处理
由于有了计算机网络，许多大型信息处理问题可以 借助于分散在网络中的多台计算机协同完成，解决单机 无法完成的信息处理任务。 例如：分布式数据库管理系统，存储在网络不同系统中 的数据，在使用时就好象集中管理一样方便。
（4）提高计算机系统的可靠性和可用性
可靠性：出现故障时互为后备机 可用性：某些计算机负荷过重时
D、电路交换方式的优缺点：
• 使用的设备及操作比较简单； • 适合于远距离成批传输，建立一次连接就可以传送 大量数据； • 线路是专用的，因此线路利用率非常低，通信成本 高。
电信网
电信网向用户电话机提供可靠交付
（2）报文交换
A、报文：
在通信技术中，把要发送的数据与发出地、目的 地等有关控制信息结合在一起组成—个报文。
四、数据交换技术
1、交换的引入：
由中转节点参与的通信现象，称为交换。中转的节 点称为交换节点（如电话交换机）。交换技术为通信的 计算机建立一个临时通信链路，通信结束后再拆除链路。






交换机






2、现在计算机网络中使用的交换技术 可分电路交换和存储转发交换两大类。
常用以下三种方法： （1）电路交换 （2）报文交换 （3）分组交换
D、报文交换方式的优点有：
（１）线路利用率较高； （２）收发双方不需同时工作，当收发双方忙碌时， 可由交换节点进行缓冲； （３）可为报文传递建立优先级。
E、缺点是：
（１）延时长，不宜用于实时通信或交互通信。 产生较大延时的主要原因: • 报文在交换机要进行排队； • 报文传输是按串行方式进行的。仅当报文全部 信息都已存入缓冲区，才能对它们进行处理，再 把它们转发给下一节点。
一、计算机网络的发展
1.远程终端联机阶段
一台主机和若干终端通过通信线路连接起来，它是由远程终 端向主机传送信息，计算机把所有用户的任务进行批处理，然后 再将结果通过通信线路送回终端。这种以单个主机为中心的星形 网功能有限、效率不高。
终端机 打印机
主机
2.计算机网络阶段
定义：由多个计算机连接起来的用于传输信息的计 算机群。 产生与发展：1969年，美国国防部高级研究计划局 （ARPA）建成了以ARPANET为代表的第二代计算 机网络。最初由４台计算机连接组成，随后迅速发 展，连入主机数很快增长、覆盖范围扩大。 特点：ARPANET是世界上第一个以资源共享为目 的的计算机网络。人们往往将美国的ARPANET作 为现代计算机网络诞生的标志，它为计算机网络的 发展打下了基础。
4.信息高速公路阶段
定义：把信息的快速传递比喻为“高速公路”，实质 上是高速信息电子网络。（Information Highway） 特点：高速度、大容量、多媒体的信息传输网络。 产生：20世纪90年代以后，计算机网络的迅速发展。 1993年美国宣布建立国家信息基础设施（NII）后，全 世界许多国家纷纷制定和建立本国的NII，从而极大的 推动了计算机网络技术的发展。 发展：美国政府于1996年和1997年开始研究发展更快 速、可靠的第二代互连网InternetⅡ和下一代互连网 NGI（Next Generation Internet）。