1、人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材1編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材2編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容：什么是計算機網(wǎng)絡(luò)什么是計算機網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的分類網(wǎng)絡(luò)的分類網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)OSI七層協(xié)議模型七層協(xié)議模型 TCP/IP協(xié)議模型協(xié)議模型 數(shù)據(jù)通信技術(shù)數(shù)據(jù)通信技術(shù) IP地址地址 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材3編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等1.1 什么是計算機網(wǎng)絡(luò)什么是計算機網(wǎng)絡(luò)1.1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的定義計算機網(wǎng)絡(luò)的定義 為了實現(xiàn)計算機之間的通信、

2、資源共享和協(xié)同工作，利用傳輸介質(zhì)、為了實現(xiàn)計算機之間的通信、資源共享和協(xié)同工作，利用傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，將地理位置分散的、在功能上獨立的一組計算機，按網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，將地理位置分散的、在功能上獨立的一組計算機，按照某種結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，并通過網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議對這組互照某種結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，并通過網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議對這組互聯(lián)的計算機進行管理，這就是計算機網(wǎng)絡(luò)。聯(lián)的計算機進行管理，這就是計算機網(wǎng)絡(luò)。兩臺計算機用雙絞線互連可組成一個網(wǎng)絡(luò)，校園中所有計算機互連在兩臺計算機用雙絞線互連可組成一個網(wǎng)絡(luò)，校園中所有計算機互連在一起所組成的校園網(wǎng)也是一個網(wǎng)絡(luò)，一起所組成的校園網(wǎng)也是一個網(wǎng)絡(luò)，Int

3、ernet也是一個網(wǎng)絡(luò)，它是網(wǎng)絡(luò)也是一個網(wǎng)絡(luò)，它是網(wǎng)絡(luò)的集合，通過衛(wèi)星、光纜、路由器、的集合，通過衛(wèi)星、光纜、路由器、TCP/IP協(xié)議等將全世界不同的網(wǎng)協(xié)議等將全世界不同的網(wǎng)絡(luò)連接在一起。絡(luò)連接在一起。 形成計算機網(wǎng)絡(luò)，有以下特點：形成計算機網(wǎng)絡(luò)，有以下特點：互連的計算機和各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；互連的計算機和各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；計算機及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間可以通信；計算機及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間可以通信；互連的、自主的計算機集合，互連使計算機之間可以相互交換信互連的、自主的計算機集合，互連使計算機之間可以相互交換信息，自主使各計算機在功能上獨立。息，自主使各計算機在功能上獨立。 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材

4、全國十一五規(guī)劃教材4編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等1.1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能計算機網(wǎng)絡(luò)的功能 資源共享；資源共享；交互通信；交互通信；協(xié)同工作。協(xié)同工作。1.1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成要素計算機網(wǎng)絡(luò)的組成要素計算機網(wǎng)絡(luò)是由各種硬件組件和軟件組件組成。計算機網(wǎng)絡(luò)是由各種硬件組件和軟件組件組成。硬件組件包括：包含網(wǎng)卡的計算機和服務(wù)器，打印機、硬件組件包括：包含網(wǎng)卡的計算機和服務(wù)器，打印機、繪圖儀、繪圖儀、MODEN等各種外部設(shè)備，中繼器、集線器、等各種外部設(shè)備，中繼器、集線器、交換機、網(wǎng)橋、路由器、無線交換機、網(wǎng)橋、路由器、無線AP或無線路由等中間設(shè)或無線路由等中間設(shè)備，同軸電纜、雙絞線、光纖、衛(wèi)星

5、天線等傳輸介質(zhì)。備，同軸電纜、雙絞線、光纖、衛(wèi)星天線等傳輸介質(zhì)。軟件組件包括：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議、各軟件組件包括：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議、各種應(yīng)用軟件等。種應(yīng)用軟件等。 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材5編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等結(jié)點類包括：結(jié)點類包括： 計算機的特點：計算機的特點： 計算機網(wǎng)絡(luò)中的最基本節(jié)點 具有獨立工作的能力 插有網(wǎng)卡或無線網(wǎng)卡 安裝了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如TCP/IP協(xié)議 能使自己的資源在網(wǎng)絡(luò)中共享 服務(wù)器的特點：服務(wù)器的特點： 允許網(wǎng)絡(luò)中的其它計算機使用它的資源 相對其它計算機節(jié)點其功能更加強大 擁有增強的處理速率擁有各種存儲設(shè)備

6、人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材6編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等 打印機、繪圖儀等網(wǎng)絡(luò)中共享資源打印機、繪圖儀等網(wǎng)絡(luò)中共享資源 連接在某一網(wǎng)絡(luò)中或計算機或服務(wù)器上 被網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點或用戶所共享使用 MODEN 是調(diào)制解調(diào)器或ADSL MODEN 單臺計算機或小型網(wǎng)絡(luò)接入大型網(wǎng)絡(luò)的一種設(shè)備 傳輸速率較低傳輸介質(zhì)類包括：傳輸介質(zhì)類包括： 雙絞線電纜：雙絞線電纜： 價格便宜且易于安裝 傳輸速率在 1 至 100 Mbps 之間 兩節(jié)點之間的最大距離不能超過 100 米人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材7編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等 同軸電纜

7、：同軸電纜： 可靠，帶寬比雙絞線電纜寬 兩根導(dǎo)線共享同一根軸 很好的 EMI 屏蔽且彈性很好 價格較高，安裝過程復(fù)雜 光纖電纜：光纖電纜： 使用光導(dǎo)玻璃纖維或塑料纖維制成，外層包有一層保護鞘和一層耐磨的外部鞘 以光的形式傳送數(shù)據(jù) 需要昂貴的接口設(shè)備 數(shù)據(jù)傳輸速率介于 100 Mbps 和 2 Gbps 之間 有效傳輸距離為 2 至 25 Km 可以安全地應(yīng)用于各種高電壓、強電磁場等環(huán)境中人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材8編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等 紅外線紅外線 采用小于1微米波長的紅外線作為傳輸媒體 有較強的方向性 具有很高的背景噪聲，受日光、環(huán)境照明等影響較

8、大 紅外信號要求視距傳輸，竊聽困難，對鄰近區(qū)域的類似系統(tǒng)不會產(chǎn)生干擾 無線電波無線電波 使用直序擴頻調(diào)制方法時，具有很強的抗干擾抗噪聲能力、抗衰落能力 使用的頻段主要是ISM頻段（2.4GHz 2.4835GHz）,不會對人體健康造成傷害 無線電波的覆蓋范圍廣，應(yīng)用廣泛 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材9編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等中間設(shè)備中間設(shè)備 中繼器中繼器 對傳遞的信號進行放大 連接網(wǎng)絡(luò)段所用介質(zhì)相似時效率更高 拓展了局域網(wǎng)的物理長度 物理層設(shè)備 集線器集線器 多口中繼器 共享式設(shè)備 物理層設(shè)備 交換機交換機 具有集線器的功能 工作在數(shù)據(jù)鏈路層 用于連接不

9、同的網(wǎng)段各端口能獨立地進行數(shù)據(jù)傳輸，從而拓展了網(wǎng)絡(luò)帶寬人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材10編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等 網(wǎng)橋網(wǎng)橋 用于連接多個局域網(wǎng) 可以根據(jù)MAC地址過濾通信量 工作在數(shù)據(jù)鏈路層 對高層協(xié)議透明 路由器路由器 連接兩個或多個不同的網(wǎng)絡(luò) 工作在網(wǎng)絡(luò)層 隔離廣播 吞吐量通常不及網(wǎng)橋 具有防火墻的功能 軟件組件軟件組件 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 是一組控制和管理計算機的軟件程序 管理程序的執(zhí)行 解釋鍵盤輸入信息 在屏幕上顯示信息人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材11編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等 文件的輸入和輸出 控制和管

10、理外設(shè) 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 是一系列規(guī)則和約定 遵守網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠相互通信 TCP/IP協(xié)議，是Internet的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 網(wǎng)卡驅(qū)動程序網(wǎng)卡驅(qū)動程序 將計算機中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備能夠識別的格式 將網(wǎng)絡(luò)中各種介質(zhì)傳輸過來的信號轉(zhuǎn)換成計算機中的數(shù)據(jù) 各種應(yīng)用軟件各種應(yīng)用軟件 網(wǎng)絡(luò)安全軟件 網(wǎng)絡(luò)管理軟件 信息管理軟件 數(shù)據(jù)庫管理軟件人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材12編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等包括各網(wǎng)絡(luò)硬件組件的計算機網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖1-1所示： 圖1-1 包括各硬件組件的計算機網(wǎng)絡(luò)人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃

11、教材13編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等1.2 網(wǎng)絡(luò)的分類網(wǎng)絡(luò)的分類按通信方式分：交換網(wǎng)和廣播網(wǎng)按通信方式分：交換網(wǎng)和廣播網(wǎng)從網(wǎng)絡(luò)的使用者分：公眾網(wǎng)和專用網(wǎng)從網(wǎng)絡(luò)的使用者分：公眾網(wǎng)和專用網(wǎng) 按傳輸介質(zhì)分：有線網(wǎng)和無線網(wǎng)按傳輸介質(zhì)分：有線網(wǎng)和無線網(wǎng)按服務(wù)方式分：客戶機按服務(wù)方式分：客戶機/ /服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)和對等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)和對等網(wǎng)絡(luò)從網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍來分：局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)從網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍來分：局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)對分組交換網(wǎng)，又分為：通信子網(wǎng)、資源子網(wǎng)對分組交換網(wǎng)，又分為：通信子網(wǎng)、資源子網(wǎng) 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材14編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等1.3

12、 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是指用傳輸媒體互連各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理布局。網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是指用傳輸媒體互連各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理布局。網(wǎng)絡(luò)拓撲圖給出了網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點相互間的連接圖。絡(luò)拓撲圖給出了網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點相互間的連接圖。網(wǎng)絡(luò)拓撲的基本結(jié)構(gòu)有星型結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)；還有其網(wǎng)絡(luò)拓撲的基本結(jié)構(gòu)有星型結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)；還有其他混合型拓撲結(jié)構(gòu)：樹型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、蜂窩狀結(jié)構(gòu)、分布式他混合型拓撲結(jié)構(gòu)：樹型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、蜂窩狀結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)等。結(jié)構(gòu)等。 1.3.1 總線型拓撲結(jié)構(gòu)總線型拓撲結(jié)構(gòu)總線型拓撲結(jié)構(gòu)采用單根數(shù)據(jù)傳輸線作為通信介質(zhì)（稱為總線），總線型拓撲結(jié)構(gòu)采用單根數(shù)據(jù)傳輸線作為通

13、信介質(zhì)（稱為總線），所有的節(jié)點都通過相應(yīng)的硬件接口直接連接到通信介質(zhì)上，而且所有的節(jié)點都通過相應(yīng)的硬件接口直接連接到通信介質(zhì)上，而且能被所有其他的節(jié)點接受。圖能被所有其他的節(jié)點接受。圖1-2所示為總線型拓撲結(jié)構(gòu)示意圖所示為總線型拓撲結(jié)構(gòu)示意圖 圖1-2 總線型拓撲結(jié)構(gòu)人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材15編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等 由于所有的節(jié)點共享一條公用的傳輸鏈路，所以一次只能由一個設(shè)備傳輸。由于所有的節(jié)點共享一條公用的傳輸鏈路，所以一次只能由一個設(shè)備傳輸。這樣就需要某種形式的訪問控制策略，以決定下一次哪一個節(jié)點可以發(fā)送。這樣就需要某種形式的訪問控制策略，以

14、決定下一次哪一個節(jié)點可以發(fā)送。一般情況下，總線型網(wǎng)絡(luò)采用載波監(jiān)聽多路訪問一般情況下，總線型網(wǎng)絡(luò)采用載波監(jiān)聽多路訪問/ /沖突檢測（沖突檢測（CSMA/CD）控）控制策略。制策略。 總線型網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)送的過程為：網(wǎng)中的各個計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，首先總線型網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)送的過程為：網(wǎng)中的各個計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，首先要進行載波監(jiān)聽，當(dāng)媒體空閑時，開始發(fā)送數(shù)據(jù)，所有的計算機都能偵聽到要進行載波監(jiān)聽，當(dāng)媒體空閑時，開始發(fā)送數(shù)據(jù)，所有的計算機都能偵聽到數(shù)據(jù)，但只有目標(biāo)地址相同的計算機才會接收，其它計算機放棄。當(dāng)兩個以數(shù)據(jù)，但只有目標(biāo)地址相同的計算機才會接收，其它計算機放棄。當(dāng)兩個以上的計算機同時監(jiān)聽到媒體空閑

15、并同時發(fā)送數(shù)據(jù)時，就會產(chǎn)生沖突現(xiàn)象，發(fā)上的計算機同時監(jiān)聽到媒體空閑并同時發(fā)送數(shù)據(jù)時，就會產(chǎn)生沖突現(xiàn)象，發(fā)送隨即宣告失敗。然后這兩個計算機隨機等待一段時間后，再重新爭用媒體，送隨即宣告失敗。然后這兩個計算機隨機等待一段時間后，再重新爭用媒體，重發(fā)未完成的數(shù)據(jù)。重發(fā)未完成的數(shù)據(jù)。 總線型拓撲結(jié)構(gòu)在局域網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用，主要優(yōu)點有：總線型拓撲結(jié)構(gòu)在局域網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用，主要優(yōu)點有： 布線容易、電纜用量小。 易于擴充。 易于安裝。 總線型拓撲結(jié)構(gòu)雖然有許多優(yōu)點，但也有自己的局限性：總線型拓撲結(jié)構(gòu)雖然有許多優(yōu)點，但也有自己的局限性： 故障診斷困難。 故障隔離困難 。 中繼器配置問題。人民郵電出版社人

16、民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材16編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等 通信介質(zhì)或中間某一接口點出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡(luò)隨即癱瘓。 傳輸距離有限，通信范圍受到限制。 分布式協(xié)議不保證信息及時傳送，不具實時功能。 終端必須是智能的。 1.3.2 星型拓撲結(jié)構(gòu)星型拓撲結(jié)構(gòu) 星型拓撲結(jié)構(gòu)是中央節(jié)點和通過點到點鏈路連接到中央節(jié)點的各星型拓撲結(jié)構(gòu)是中央節(jié)點和通過點到點鏈路連接到中央節(jié)點的各節(jié)點組成。工作站到中央節(jié)點的線路是專用的，不會出現(xiàn)擁擠的節(jié)點組成。工作站到中央節(jié)點的線路是專用的，不會出現(xiàn)擁擠的瓶頸現(xiàn)象。一旦建立了通道連接，可以沒有延遲地在連通的兩個瓶頸現(xiàn)象。一旦建立了通道連接，可以沒有延遲地在

17、連通的兩個節(jié)點之間傳送數(shù)據(jù)。圖節(jié)點之間傳送數(shù)據(jù)。圖1-3所示為星型拓撲結(jié)構(gòu)圖。所示為星型拓撲結(jié)構(gòu)圖。圖圖1-3 星型拓撲結(jié)構(gòu)星型拓撲結(jié)構(gòu) 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材17編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等星型拓撲結(jié)構(gòu)中，中央節(jié)點為集線器（星型拓撲結(jié)構(gòu)中，中央節(jié)點為集線器（HUB）或交換機，其他外圍或交換機，其他外圍節(jié)點為服務(wù)器或工作站或其它設(shè)備等；通信介質(zhì)為雙絞線或光纖。節(jié)點為服務(wù)器或工作站或其它設(shè)備等；通信介質(zhì)為雙絞線或光纖。星型拓撲結(jié)構(gòu)被廣泛地應(yīng)用于必須通過中心結(jié)點的場合。由于所有節(jié)星型拓撲結(jié)構(gòu)被廣泛地應(yīng)用于必須通過中心結(jié)點的場合。由于所有節(jié)點的往外傳輸都必須

18、經(jīng)過中央節(jié)點來處理，因此，對中央節(jié)點的要求點的往外傳輸都必須經(jīng)過中央節(jié)點來處理，因此，對中央節(jié)點的要求比較高。比較高。星型拓撲結(jié)構(gòu)信息發(fā)送的過程為：某一工作站有信息發(fā)送時，將向中星型拓撲結(jié)構(gòu)信息發(fā)送的過程為：某一工作站有信息發(fā)送時，將向中央節(jié)點申請，中央節(jié)點響應(yīng)此工作站，并將該工作站與目的工作站或央節(jié)點申請，中央節(jié)點響應(yīng)此工作站，并將該工作站與目的工作站或服務(wù)器建立會話。此時，就可以進行無延時的會話。服務(wù)器建立會話。此時，就可以進行無延時的會話。星型拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點為：星型拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點為： 可靠性高。在星型拓撲的結(jié)構(gòu)中，每個連接只與一個設(shè)備相連，因此，單個連接的故障只影響一個設(shè)備，不會影響全網(wǎng)

19、。 網(wǎng)絡(luò)延遲時間較小，傳輸誤差較低。 方便服務(wù)。故障診斷容易。人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材18編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等星型拓撲結(jié)構(gòu)雖有許多優(yōu)點，但也有缺點：星型拓撲結(jié)構(gòu)雖有許多優(yōu)點，但也有缺點： 擴展困難、安裝費用高。 對中央節(jié)點的依賴性強。 各站點的分布處理能力較低。1.3.2 環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)一般使用電纜和光纖連接環(huán)路上的各節(jié)點，它所有的節(jié)點環(huán)型結(jié)構(gòu)一般使用電纜和光纖連接環(huán)路上的各節(jié)點，它所有的節(jié)點上通過環(huán)路接口分別聯(lián)接到它相鄰的兩個節(jié)點上，從而形成的一種上通過環(huán)路接口分別聯(lián)接到它相鄰的兩個節(jié)點上，從而形成的一種首尾相接的閉環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)

20、。圖首尾相接的閉環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)。圖1-4為環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)。為環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)。 圖1-4 環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材19編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等環(huán)型結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送的過程為：一般情況下，環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)采環(huán)型結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送的過程為：一般情況下，環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)采用令牌環(huán)（用令牌環(huán)（Token Ring）的介質(zhì)訪問控制。環(huán)路上的各個計算機的介質(zhì)訪問控制。環(huán)路上的各個計算機均可以請求發(fā)送信息，請求一旦被批準(zhǔn)（拿到空令牌），計算機均可以請求發(fā)送信息，請求一旦被批準(zhǔn)（拿到空令牌），計算機就可以向環(huán)路發(fā)送數(shù)據(jù)，并采用單向傳輸。只有當(dāng)傳送信息的目就可以向環(huán)路發(fā)送數(shù)據(jù)，

21、并采用單向傳輸。只有當(dāng)傳送信息的目的地址與環(huán)路上某臺計算機的地址相符合時，才被該計算機的環(huán)的地址與環(huán)路上某臺計算機的地址相符合時，才被該計算機的環(huán)接口所接受，否則，信息將傳至下一臺計算機的環(huán)接口。當(dāng)目標(biāo)接口所接受，否則，信息將傳至下一臺計算機的環(huán)接口。當(dāng)目標(biāo)計算機收到數(shù)據(jù)后，做好標(biāo)記，并繼續(xù)下傳，到源發(fā)送計算機為計算機收到數(shù)據(jù)后，做好標(biāo)記，并繼續(xù)下傳，到源發(fā)送計算機為止，在判斷發(fā)送正確后才被丟棄，并產(chǎn)生新的令牌下傳。止，在判斷發(fā)送正確后才被丟棄，并產(chǎn)生新的令牌下傳。 環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點： 電纜長度短。 信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動的，兩個節(jié)點僅有一條道路，故簡

22、化了路徑選擇的控制，且傳輸時間固定。 當(dāng)有旁路電路時，某個節(jié)點發(fā)生故障可以自動旁路。 環(huán)路上各節(jié)點都是自舉控制，故控制軟件簡單。 適用于光纖。無差錯傳輸。人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材20編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)的缺點為：環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)的缺點為： 可靠性差。 故障診斷困難。 調(diào)整網(wǎng)絡(luò)比較困難。 由于信息源在環(huán)路中是串行地穿過各個節(jié)點，當(dāng)環(huán)中節(jié)點過 多時，勢必影響信息傳輸速率，使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間延長。 媒體訪問協(xié)議都用令牌傳遞方式，在負載很輕時，信道利用率較低。1.3.4 其它網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)其它網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)混合型拓撲結(jié)構(gòu)混合型拓撲結(jié)構(gòu) 混合型拓撲結(jié)構(gòu)是

23、一種綜合性的拓撲結(jié)構(gòu)。組建混合型拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)有利于發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，克服某一種拓撲結(jié)構(gòu)的局限性。圖1-5、圖1-6均為一個混合型拓撲結(jié)構(gòu)?；旌闲屯負浣Y(jié)構(gòu)沒有一定的規(guī)則，其節(jié)點的地理位置比較分散，主要考慮的因素是通信線路，因而采用沒有規(guī)則的混合型。人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材21編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等 對總線與星型拓撲結(jié)構(gòu)來說：單臺計算機出故障不影響網(wǎng)絡(luò)的正常運行；如果連接組件出故障，那么網(wǎng)絡(luò)將斷成兩段，相互不能通信。 對環(huán)型與星型拓撲結(jié)構(gòu)來說：單臺計算機出故障不影響網(wǎng)絡(luò)的正常運行；由于采用令牌傳送數(shù)據(jù)的機制，各個計算機的通信機會均等，所以環(huán)型與

24、星型網(wǎng)絡(luò)的通信能力比總線與星型的通信能力強。 混合形拓撲：將兩種單一拓撲結(jié)構(gòu)混合起來，取兩者的優(yōu)點構(gòu)成的拓撲結(jié)構(gòu)。圖1-5總線與星型相結(jié)合的混合型拓撲結(jié)構(gòu)圖1-6 環(huán)型與星型相結(jié)合的混合型拓撲結(jié)構(gòu)人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材22編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等樹型結(jié)構(gòu)樹型結(jié)構(gòu) 樹型結(jié)構(gòu)是分級的集中控制式網(wǎng)絡(luò)，與星型相比，它的通信線 路總長度短，成本較低，節(jié)點易于擴充，尋找路徑比較方便，但 除了葉節(jié)點及其相連的線路外，任一節(jié)點或其相連的線路故障都會使系統(tǒng)受到影響。如圖1-7、圖1-8所示。 樹形拓撲：從總線拓撲演變而來，像一棵倒置的樹，頂端是樹根，樹根以下帶分支，

25、每個分支還可帶子分支。樹根接收各站點發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后再廣播發(fā)送到全網(wǎng)。 圖1-7樹型拓撲結(jié)構(gòu) 圖1-8 星型樹型拓撲結(jié)構(gòu) 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材23編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu) 在網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)（有時也稱為分布式結(jié)構(gòu)）中，網(wǎng)絡(luò)的每臺 設(shè)備之間均有點到點的鏈路連接，因此任兩個節(jié)點之間的鏈路 都有多條，這種連接成本很高，只有每個設(shè)備都要頻繁地向鄰 近的設(shè)備發(fā)送信息時才使用這種方法。它的安裝也復(fù)雜，但系統(tǒng)可靠性高，容錯能力強。如圖1-9所示。圖1-9網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材24編著：斯

26、桃枝等編著：斯桃枝等蜂窩拓撲結(jié)構(gòu)蜂窩拓撲結(jié)構(gòu) 蜂窩拓撲結(jié)構(gòu)是無線局域網(wǎng)中常用的結(jié)構(gòu)，如圖1-10所示。當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜地區(qū)，架設(shè)有線通信介質(zhì)比較困難，可利用無線傳輸介質(zhì)（微波、衛(wèi)星、無線電、紅外等）點到點和多點傳輸?shù)奶卣?，組成無線網(wǎng)絡(luò)。蜂窩拓撲結(jié)構(gòu)由圓形區(qū)域組成，每一區(qū)域都有一個節(jié)點（基站），區(qū)域中沒有物理連接點，只有無線介質(zhì)。適用于城市網(wǎng)、校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)，更適合于移動通信。圖1-10 蜂窩拓撲結(jié)構(gòu)(a) 室內(nèi)點到點拓撲結(jié)構(gòu) (b) 室外點到點拓撲結(jié)構(gòu) (c) 室內(nèi)點到多點拓撲結(jié)構(gòu) (d) 室外點到多點拓撲結(jié)構(gòu) 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材25編著：斯桃枝等編著：

27、斯桃枝等1.3.5 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的選擇網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的選擇在選擇網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮的因素有下列幾點：在選擇網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮的因素有下列幾點： 可靠性。 費用。 靈活性。 響應(yīng)時間和吞吐量。 可操作性。 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材26編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等1.4 OSI七層協(xié)議模型七層協(xié)議模型 1.4.1 什么是什么是OSI OSI是一個協(xié)議，將網(wǎng)絡(luò)通信按功能分為是一個協(xié)議，將網(wǎng)絡(luò)通信按功能分為7個層次。上面?zhèn)€層次。上面3層定義層定義了中斷系統(tǒng)中的應(yīng)用程序間彼此通信，以及如何與用戶通信等相了中斷系統(tǒng)中的應(yīng)用程序間彼此通信，以及如何與用戶通信等相

28、關(guān)的數(shù)據(jù)處理，下面關(guān)的數(shù)據(jù)處理，下面4層定義了怎樣進行端到端的數(shù)據(jù)傳輸。層定義了怎樣進行端到端的數(shù)據(jù)傳輸。OSI還定義了各層的功能以及層與層之間的關(guān)系，相同層次的兩還定義了各層的功能以及層與層之間的關(guān)系，相同層次的兩端如何通信等。端如何通信等。OSI七層協(xié)議模型如圖七層協(xié)議模型如圖1-11所示。所示。 圖1-11 OSI七層協(xié)議模型人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材27編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等1.4.2 應(yīng)用層應(yīng)用層應(yīng)用層是應(yīng)用層是OSI模型的最高層，是應(yīng)用進程訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的窗口。模型的最高層，是應(yīng)用進程訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的窗口。負責(zé)應(yīng)用程序間的通信，是應(yīng)用程序交換

29、數(shù)據(jù)的協(xié)議。這一層負責(zé)應(yīng)用程序間的通信，是應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)的協(xié)議。這一層直接為網(wǎng)絡(luò)用戶或應(yīng)用程序提供各種各樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，它是計直接為網(wǎng)絡(luò)用戶或應(yīng)用程序提供各種各樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，它是計算機網(wǎng)絡(luò)與最終用戶間的界面。算機網(wǎng)絡(luò)與最終用戶間的界面。 應(yīng)用層的主要功能：應(yīng)用層的主要功能：公共應(yīng)用服務(wù)提供最基本的服務(wù)，主要為應(yīng)用進程通信、分布系統(tǒng)實現(xiàn)提供基本的控制機制。特定應(yīng)用服務(wù)則要滿足一些特定服務(wù)，如文件傳送、訪問管理、作業(yè)傳送、銀行事務(wù)、訂單輸入等。這些將涉及到虛擬終端、作業(yè)傳送與操作、文件傳送及訪問管理、打印服務(wù)、報文服務(wù)、目錄服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)管理、遠程數(shù)據(jù)庫訪問、圖形核心系統(tǒng)、開放系統(tǒng)互連管理等等。 人民

30、郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材28編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等1.4.3 表示層表示層 表示層提供的服務(wù)包括數(shù)據(jù)語法的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的傳送、翻譯數(shù)表示層提供的服務(wù)包括數(shù)據(jù)語法的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的傳送、翻譯數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)加密等，為高層用戶提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)加密等，為高層用戶提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和信息的語法表示形式。和信息的語法表示形式。 表示層主要功能：表示層主要功能：表示層保證了通信設(shè)備之間的互操作性。該層的功能使得兩臺內(nèi)部數(shù)據(jù)表示結(jié)構(gòu)都不同的計算機能實現(xiàn)通信。它提供了一種對不同控制碼、字符集和圖形字符等的解釋，而這種解釋是使兩臺設(shè)備都能以相同方式理解

31、相同的傳輸內(nèi)容所必需的。表示層還為數(shù)據(jù)安全性提供加密與解密措施，為提高傳輸效率提供必需的數(shù)據(jù)壓縮及解壓等。人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材29編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等1.4.4 會話層會話層 會話層是網(wǎng)絡(luò)對話控制器，在應(yīng)用程序間建立、管理、終止會會話層是網(wǎng)絡(luò)對話控制器，在應(yīng)用程序間建立、管理、終止會話。它建立、維護、同步通信設(shè)備之間的交互操作，保證每次話。它建立、維護、同步通信設(shè)備之間的交互操作，保證每次會話都正常關(guān)閉而不會突然斷開。會話層建立和驗證用戶之間會話都正常關(guān)閉而不會突然斷開。會話層建立和驗證用戶之間的連接，包括口令和登錄確認；它也控制數(shù)據(jù)的交換，

32、決定以的連接，包括口令和登錄確認；它也控制數(shù)據(jù)的交換，決定以何種順序?qū)υ拞卧獋魉偷絺鬏攲?，以及在傳輸過程的哪一點何種順序?qū)υ拞卧獋魉偷絺鬏攲?，以及在傳輸過程的哪一點需要接收端的確認等。需要接收端的確認等。 會話層主要功能：會話層主要功能：建立和維持兩端之間的會話、使會話同步，并負責(zé)數(shù)據(jù)的傳送。例如：兩節(jié)點在正式通信前，需要協(xié)商好雙方所使用的通信協(xié)議，通信方式（全雙工或半雙工），如何糾錯和復(fù)原，以及如何結(jié)束通信等內(nèi)容，面向會話是大多數(shù)主機通信的標(biāo)準(zhǔn)（會話控制在局域網(wǎng)中不常用，因為局域網(wǎng)被認為是高可靠的）。會話層使用校驗點可使通信會話在通信失效時從校驗點繼續(xù)恢復(fù)通信（這種能力對于傳送大的文件極

33、為重要）。人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材30編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等1.4.5 傳輸層傳輸層 傳輸層為高層用戶提供端到端的可靠傳輸；進行端到端的差錯傳輸層為高層用戶提供端到端的可靠傳輸；進行端到端的差錯控制，負責(zé)錯誤的檢查與修復(fù)以確保傳送的質(zhì)量；進行流量控控制，負責(zé)錯誤的檢查與修復(fù)以確保傳送的質(zhì)量；進行流量控制和擁塞控制；在發(fā)送端將較長的數(shù)據(jù)分割成較小的單位（信制和擁塞控制；在發(fā)送端將較長的數(shù)據(jù)分割成較小的單位（信息分段）后再傳送，在接收端排序組裝后恢復(fù)原信息。息分段）后再傳送，在接收端排序組裝后恢復(fù)原信息。傳輸層數(shù)據(jù)傳輸方式是報文。傳輸層數(shù)據(jù)傳輸方式是報

34、文。傳輸層服務(wù)一般要經(jīng)歷建立連接階段，數(shù)據(jù)傳送階段，釋放連傳輸層服務(wù)一般要經(jīng)歷建立連接階段，數(shù)據(jù)傳送階段，釋放連接接3 3個階段才算完成一個完整的服務(wù)過程。可以滿足對傳送質(zhì)量、個階段才算完成一個完整的服務(wù)過程?？梢詽M足對傳送質(zhì)量、傳送速度、傳送費用的各種不同需要。傳送速度、傳送費用的各種不同需要。傳輸層主要功能：傳輸層主要功能：采用分流/合流、復(fù)用/分時復(fù)用技術(shù)來調(diào)節(jié)不同的通信子網(wǎng)之間的差異，提供性能恒定的界面給會話層。 傳輸層還要具備差錯恢復(fù)，流量控制等功能，以此對會話層屏蔽通信子網(wǎng)在這些方面的細節(jié)與差異。傳輸層面對的數(shù)據(jù)對象不是網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址，而是與會話層的界面端口。人民郵電出版社人民

35、郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材31編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等1.4.6 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層主要用于解釋網(wǎng)絡(luò)層地址，并把數(shù)據(jù)引導(dǎo)給目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層主要用于解釋網(wǎng)絡(luò)層地址，并把數(shù)據(jù)引導(dǎo)給目標(biāo)網(wǎng)絡(luò) 上，即根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址在源和目標(biāo)之間建立網(wǎng)絡(luò)連接、路由切換、上，即根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址在源和目標(biāo)之間建立網(wǎng)絡(luò)連接、路由切換、交通堵塞的疏導(dǎo)與控制等。交通堵塞的疏導(dǎo)與控制等。網(wǎng)絡(luò)層負責(zé)數(shù)據(jù)包經(jīng)過多條鏈路、由信源到信宿的傳遞過程，網(wǎng)絡(luò)層負責(zé)數(shù)據(jù)包經(jīng)過多條鏈路、由信源到信宿的傳遞過程，并保證每個數(shù)據(jù)包能夠成功和有效地從出發(fā)點到達目的地。并保證每個數(shù)據(jù)包能夠成功和有效地從出發(fā)點到達目的地。網(wǎng)絡(luò)層提供了兩種服

36、務(wù)：線路交換和路由選擇。網(wǎng)絡(luò)層提供了兩種服務(wù)：線路交換和路由選擇。 網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)幕締挝皇欠纸M（或數(shù)據(jù)包）。網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)按網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)幕締挝皇欠纸M（或數(shù)據(jù)包）。網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)按固定大小分組。固定大小分組。目前市場上銷售的網(wǎng)絡(luò)層硬件設(shè)備主要有網(wǎng)關(guān)和路由器。目前市場上銷售的網(wǎng)絡(luò)層硬件設(shè)備主要有網(wǎng)關(guān)和路由器。網(wǎng)絡(luò)層主要功能：網(wǎng)絡(luò)層主要功能：路由選擇和中繼。靜態(tài)路由：固定路徑，動態(tài)路由：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負載選擇路由。 激活、終止網(wǎng)絡(luò)連接。人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材32編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等在一條數(shù)據(jù)鏈路上復(fù)用多條網(wǎng)絡(luò)連接，采取分時復(fù)用技術(shù)。差錯檢測與恢復(fù)。排序，流量

37、控制，防止擁塞。服務(wù)選擇。網(wǎng)絡(luò)管理。1.4.7 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層從網(wǎng)絡(luò)層接收數(shù)據(jù)，并加上有意義的比特位形成頭數(shù)據(jù)鏈路層從網(wǎng)絡(luò)層接收數(shù)據(jù)，并加上有意義的比特位形成頭和尾部（用來攜帶地址和其他控制信息）。這些附加信息的數(shù)和尾部（用來攜帶地址和其他控制信息）。這些附加信息的數(shù)據(jù)單元稱為幀。數(shù)據(jù)鏈路層負責(zé)將數(shù)據(jù)幀無差錯地從一個站點據(jù)單元稱為幀。數(shù)據(jù)鏈路層負責(zé)將數(shù)據(jù)幀無差錯地從一個站點送達下一個相鄰站點，即通過一些數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議完成在不太送達下一個相鄰站點，即通過一些數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議完成在不太可靠的物理鏈路上實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸?？煽康奈锢礞溌飞蠈崿F(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。 數(shù)據(jù)鏈路層包括數(shù)據(jù)鏈路層包

38、括LLC 邏輯鏈路控制子層（從網(wǎng)絡(luò)層接收并發(fā)送邏輯鏈路控制子層（從網(wǎng)絡(luò)層接收并發(fā)送到到MAC層），層），MAC 媒體訪問控制子層（管理包到目的地的傳媒體訪問控制子層（管理包到目的地的傳送過程）。送過程）。人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材33編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等最常見的鏈路層硬件產(chǎn)品有網(wǎng)卡、網(wǎng)橋、交換機最常見的鏈路層硬件產(chǎn)品有網(wǎng)卡、網(wǎng)橋、交換機。鏈路層的主要功能：鏈路層的主要功能： 鏈路連接的建立，拆除，分離 。 將bit 流分組組成幀，加上幀同步、幀定界和檢錯碼。 順序控制。 流量控制。 差錯檢測和恢復(fù)。還有鏈路標(biāo)識，流量控制等等。 1.4.8 物理層物

39、理層物理層是物理層是OSI的最低層，是整個開放系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它建立在物的最低層，是整個開放系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它建立在物理通信介質(zhì)的基礎(chǔ)上，作為系統(tǒng)和通信介質(zhì)的接口，為設(shè)備理通信介質(zhì)的基礎(chǔ)上，作為系統(tǒng)和通信介質(zhì)的接口，為設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及互連裝置，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及互連裝置，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實體間透明的比特（實體間透明的比特（bit）流傳輸提供可靠的環(huán)境。）流傳輸提供可靠的環(huán)境。物理層包括網(wǎng)絡(luò)接口卡、網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)。物理層包括網(wǎng)絡(luò)接口卡、網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)。 最常見的物理層硬件產(chǎn)品有中繼器、集線器最常見的物理層硬件產(chǎn)品有中繼器、集線器 。人民郵電出版社

40、人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材34編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等物理層的主要功能：物理層的主要功能：在物理媒體上傳輸數(shù)據(jù)比特流在物理媒體上建立、維持和終止傳輸比特流的物理連接。編碼，即用什么樣的脈沖信號來表示數(shù)字“0”和“1”。規(guī)定脈沖的寬度 。傳輸是雙工還是單工。 通信如何建立和結(jié)束。 物理接插口的各項機械、電氣和光學(xué)性能等 。人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材35編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等TCP/IP協(xié)議，是一組不同層次上的多個協(xié)議的集合，它能實現(xiàn)協(xié)議，是一組不同層次上的多個協(xié)議的集合，它能實現(xiàn)不同機器、不同網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)。不同機器、不同網(wǎng)

41、絡(luò)之間的互聯(lián)。TCP/IP協(xié)議有以下特點：協(xié)議有以下特點：使完全不同的操作系統(tǒng)之間互相通信。是一個真正的開放系統(tǒng)。是Internet的基礎(chǔ)。是一個協(xié)議族,一組不同層次上的多個協(xié)議的組合。開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，免費使用，且與計算機硬件或操作系統(tǒng)無關(guān)。獨立于任何一種網(wǎng)絡(luò)，可用于局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)。統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，所有的通信設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中具有唯一的地址。標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議，提供了豐富可靠的用戶服務(wù)。1.5 TCP/IP協(xié)議模型協(xié)議模型 1.5.1 什么是什么是TCP/IP協(xié)議協(xié)議 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材36編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等通常通常TCP/IP是

42、一個分為四層的協(xié)議系統(tǒng)，圖是一個分為四層的協(xié)議系統(tǒng)，圖1-12顯示了顯示了TCP/IP分層模型中的四個層次、與分層模型中的四個層次、與OSI七個層次之間的對應(yīng)關(guān)系、以七個層次之間的對應(yīng)關(guān)系、以及每一層中主要的協(xié)議。及每一層中主要的協(xié)議。1.5.2 TCP/IP協(xié)議的參考模型協(xié)議的參考模型 圖1-12 TCP/IP參考模型及協(xié)議簇人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材37編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等每一層的功能：每一層的功能： 主機到網(wǎng)絡(luò)層，負責(zé)接收從網(wǎng)際層送來的IP數(shù)據(jù)報，并將IP數(shù)據(jù)報通過底層物理網(wǎng)絡(luò)中傳輸介質(zhì)上發(fā)送出去，或者從底層物理網(wǎng)絡(luò)上接收物理信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀

43、，并抽出其IP數(shù)據(jù)報，交給網(wǎng)際層。 網(wǎng)際層，處理分組（數(shù)據(jù)包）在網(wǎng)絡(luò)中的活動，例如分組的選路等。 傳輸層主要為兩臺主機上的應(yīng)用程序提供端到端的通信。 應(yīng)用層負責(zé)處理相關(guān)的應(yīng)用程序細節(jié)。 1.5.3 TCP/IP的封裝的封裝圖圖1-13 顯示了從應(yīng)用程序開始發(fā)送數(shù)據(jù)到比特流的傳輸之間的顯示了從應(yīng)用程序開始發(fā)送數(shù)據(jù)到比特流的傳輸之間的數(shù)據(jù)的封裝過程。數(shù)據(jù)的封裝過程。 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材38編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等 TCP傳給傳給IP的數(shù)據(jù)單元稱為的數(shù)據(jù)單元稱為TCP報文段或簡稱為報文段或簡稱為TCP段（段（TCP Segment）；）； UDP傳給

44、傳給IP的信息單元稱作的信息單元稱作UDP數(shù)據(jù)報（數(shù)據(jù)報（UDP datagram）。）。 圖1-13 TCP/IP中數(shù)據(jù)的封裝過程人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材39編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等1.6 數(shù)據(jù)通信技術(shù)數(shù)據(jù)通信技術(shù)1.6.1 數(shù)據(jù)通信中的基本概念與理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信中的基本概念與理論基礎(chǔ) 信息、數(shù)據(jù)、信號信息、數(shù)據(jù)、信號 信息是客觀事物的屬性和相互聯(lián)系特性的表現(xiàn)，它反映了客觀事物的存在形式和運動狀態(tài)等。 數(shù)據(jù)一般可以理解為“信息的數(shù)字化形式”或“數(shù)字化的信息形式”。 信號是數(shù)據(jù)在傳輸介質(zhì)中的表示形式，在通信系統(tǒng)中有電信號、電磁信號、光信號、載波信號、

45、脈沖信號、調(diào)制信號等。 有模擬信號和數(shù)字信號兩種。 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 模擬傳輸 數(shù)字傳輸 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材40編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等信道、帶寬、信道容量信道、帶寬、信道容量 信道：傳送信號的通路。分為：模擬信道（傳輸模擬信號的信道）、數(shù)字信道（傳輸數(shù)字信號的信道）。 帶寬：對模擬信號，是傳輸過程中最高頻率與最低頻率的差值。對數(shù)字信號，是傳輸中的最高傳輸速率。 信道容量：信道的傳輸能力有一定限制，某個信道傳輸數(shù)據(jù)的速率有一個上限，叫作信道的最大傳輸速率。碼元與信息量：碼元與信息量：碼元是承載信息的基本信號單位。如用脈沖信號表示數(shù)據(jù)時，一個單位

46、脈沖就是一碼元。一碼元的信息量是由碼元所能表示的有效狀態(tài)值個數(shù)決定，若一碼元有00、01、10、11共4個有效狀態(tài)值，則一碼元能攜帶2bit的信息。波特率（調(diào)制速率）和比特率（數(shù)據(jù)傳輸速率）波特率（調(diào)制速率）和比特率（數(shù)據(jù)傳輸速率） 波特率：單位時間內(nèi)傳輸?shù)牟ㄐ螖?shù)，單位為baud。B=1/T 其中T 表示單位脈沖寬度。 比特率：單位時間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?，單位為比?秒，簡稱bps。人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材41編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字傳輸（基帶傳輸）數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字傳輸（基帶傳輸） 不歸零制碼（NRZ） 曼徹斯特碼 差分曼徹斯特碼 逢“1”變

47、化的NRZ碼 逢“0”變化的NRZ碼 1.6.2 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 圖1-14 基帶傳輸方式人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材42編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬傳輸（頻帶傳輸）數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬傳輸（頻帶傳輸） 振幅鍵控（ASK） 移頻鍵控（FSK） 移相鍵控（PSK） 圖1-15 頻帶傳輸方式人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材43編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等模擬數(shù)據(jù)數(shù)字傳輸（模擬數(shù)據(jù)數(shù)字傳輸（ PCM ） PCM（脈沖編碼調(diào)制）技術(shù)就是在發(fā)送端通過對發(fā)送信號進行取樣，量化和編碼三個步驟，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的技術(shù)

48、。取樣是指用每隔一定時間的信號樣值序列來代替原來在時間上連續(xù)的信號，也就是在時間上將模擬信號離散化。量化是用有限個幅度值近似原來連續(xù)變化的幅度值，把模擬信號的連續(xù)幅度變?yōu)橛邢迶?shù)量的有一定間隔的離散值。編碼則是按照一定的規(guī)律，把量化后的值用二進制數(shù)字表示，然后轉(zhuǎn)換成二值或多值的數(shù)字信號流。 寬帶傳輸：寬帶傳輸：是指比音頻帶寬更寬的頻帶，它包括大部分電磁波的頻譜。使用寬帶傳輸可同時傳輸多個信號。寬帶傳輸系統(tǒng)一般被分為多個信道，每個信道6MHz，可以用作模擬電視信道、高質(zhì)音頻信道或數(shù)字信道。因而，寬帶傳輸要使用多路復(fù)用技術(shù)。 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材44編著：

49、斯桃枝等編著：斯桃枝等頻分多路復(fù)用（頻分多路復(fù)用（FDM） 1.6.3 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù) 圖1-16 頻分復(fù)用示意圖人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材45編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等波分多路復(fù)用（波分多路復(fù)用（WDM）共享光纖光纖1光纖2光纖3光纖4光柵光柵功率波長共享光纖的波譜功率波長光纖1的波譜功率波長光纖2的波譜功率波長光纖3的波譜功率波長光纖4的波譜時分多路復(fù)用（時分多路復(fù)用（TDM）碼分多路復(fù)用碼分多路復(fù)用 圖1-17波分復(fù)用示意圖人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材46編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等單雙工通信單雙工通信

50、 單工通信 半雙工通信 全雙工通信 1.6.4 通信線路的通信方式通信線路的通信方式 圖1-18 通信方式(a) 單工通信；(b) 全雙工通信；(c) 半雙工通信 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材47編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等數(shù)據(jù)傳輸模式數(shù)據(jù)傳輸模式 串行和并行傳輸 圖1-19串行傳輸圖1-20 并行傳輸人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材48編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等異步和同步傳輸 1-21 異步傳輸數(shù)據(jù)幀 圖1-22 同步傳輸數(shù)據(jù)幀 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材49編著：斯桃枝等編著：斯桃枝

51、等電路交換電路交換 電路交換的優(yōu)點：電路交換的優(yōu)點：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速（傳輸延遲小，實時性好）；數(shù)據(jù)不會丟失且保持原來的序列。電路交換的缺點：電路交換的缺點：電路連接時間長；線路故障需要重新建立連接；通信雙方占有一條信道后，即使不傳送數(shù)據(jù)其他用戶也不能使用，造成信道容量的浪費（線路利用率低）； 當(dāng)傳輸時間短時，電路建立和拆除所用的時間就得不償失； 當(dāng)用戶終端或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點負荷過重時，可能不能建立電路連接。 1.6.5 通信交換技術(shù)通信交換技術(shù) 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材50編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等報文交換報文交換 報文交換的優(yōu)點：報文交換的優(yōu)點：電路利用率

52、高。由于許多報文可以分時共享兩個節(jié)點之間的電路，所以對于同樣的通信量來說，對電路的傳輸能力要求較低； 在報文交換網(wǎng)絡(luò)上，通信量大時仍然可以接收報文，只是傳送延遲會增加；報文交換系統(tǒng)可以把一個報文發(fā)送到多個目的地，而電路交換網(wǎng)絡(luò)很難做到這一點； 報文交換網(wǎng)絡(luò)可以進行速度和代碼的轉(zhuǎn)換。 報文交換的缺點：報文交換的缺點：不能滿足實時或交互式的通信要求，報文經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的延遲時間長而且時間不定； 有時交換節(jié)點收到過多的數(shù)據(jù)而無空間存儲或不能及時轉(zhuǎn)發(fā)時，就不得不丟棄報文。 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材51編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等分組交換分組交換 分組交換的優(yōu)點：分組交

53、換的優(yōu)點：高效：在分組傳輸?shù)倪^程中動態(tài)分配傳輸帶寬； 靈活：每個結(jié)點均有智能，可根據(jù)情況決定路由和對數(shù)據(jù)做必要的處理； 迅速：以分組作為傳送單位，只有出錯的分組才會被重發(fā)，因此大大降低了重發(fā)的比例和開銷，提高了交換速度； 在每個結(jié)點存儲轉(zhuǎn)發(fā)，節(jié)點所需要的存儲量低； 可靠：完善的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；分布式多路由的通信子網(wǎng)。分組交換有虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報分組交換兩種。分組交換有虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報分組交換兩種。 人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材52編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等在在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上，每個主機都有唯一的地址，它是通過網(wǎng)絡(luò)上，每個主機都有唯一的地址，它是通過I

54、P協(xié)議來協(xié)議來實現(xiàn)的。實現(xiàn)的。IP協(xié)議要求主機每次與協(xié)議要求主機每次與IP網(wǎng)絡(luò)連接時，必須為這次連接分配一個網(wǎng)絡(luò)連接時，必須為這次連接分配一個唯一的唯一的IP地址。此地址。此IP地址不僅可以用來識別主機，而且隱含識別地址不僅可以用來識別主機，而且隱含識別此主機所屬的網(wǎng)絡(luò)。此主機所屬的網(wǎng)絡(luò)。目前，大多使用的是目前，大多使用的是32位的位的IPv4地址，它由兩部分組成，網(wǎng)絡(luò)號地址，它由兩部分組成，網(wǎng)絡(luò)號和主機號。和主機號。IP地址采用點分十進制記法。地址采用點分十進制記法。Internet的的IP地址分為五大類，即地址分為五大類，即AE類。具體分類規(guī)則如表類。具體分類規(guī)則如表1.5所示。所示。IP

55、地址的尋址規(guī)則：地址的尋址規(guī)則： 網(wǎng)絡(luò)地址必須唯一主機標(biāo)識在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)必須唯一1.7 IP地址地址 1.7.1 IP地址概述地址概述人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材53編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等1.7.2 一些特殊類型的一些特殊類型的IP地址和私有地址和私有IP地址地址 特殊類型的特殊類型的IP地址地址 255.255.255.255為廣播地址，是當(dāng)前子網(wǎng)的廣播地址，叫做有限廣播地址；主機號全為1：代表向本網(wǎng)絡(luò)的所有主機進行廣播，是直接廣播地址；人民郵電出版社人民郵電出版社全國十一五規(guī)劃教材全國十一五規(guī)劃教材54編著：斯桃枝等編著：斯桃枝等網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識的第一個字節(jié)不能為255。第一個字節(jié)為255作為廣播地址，如255.1.1.1；網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識的第一個字節(jié)不能為“0”，“0”表示該地址是本地網(wǎng)絡(luò)，不能作為網(wǎng)絡(luò)號進行傳送，如0.12.1