第一章網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)概述《網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》【單元背景】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

OSI網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)組建層次模型1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是利用通信線路和通信設(shè)備，把地理上分散，并具有獨(dú)立功能多臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使用雙絞線、同軸電纜或光纖等有線通信介質(zhì)，或使用微波、衛(wèi)星等無線媒體，將所有計(jì)算機(jī)連接起來，連接起來，通過網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)資源共享的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集合。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要功能有：軟、硬件共享信息共享數(shù)據(jù)通信負(fù)荷均衡與分布處理系統(tǒng)的安全與可靠性1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程1．第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)2．第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（遠(yuǎn)程大規(guī)模互連）1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)3．第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化階段）1974年，IBM推出系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)SNA（SystemNetworkArchitecture），為用戶提供能夠互連成套通信。1975年，DEC（DigitulEquipmentCorporation，美國數(shù)字設(shè)備公司）公司宣布數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)DNA（DigitalNetworkArchitecture）。1976年，UNIVAC宣布分布式通信體系結(jié)構(gòu)DCA（DistributedCommunicationArchitecture）。但這些網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)只在一個(gè)公司范圍內(nèi)有效，同一公司生產(chǎn)同型設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)互連。網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)企業(yè)這種各自為政狀況，使得用戶無所適從，也不利于多廠商之間公平競(jìng)爭(zhēng)。1977年，ISO組織制定開放系統(tǒng)互連參考模型。OSI/RM參考模型出現(xiàn)，標(biāo)志著第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)誕生。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4．第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)發(fā)展時(shí)期）20世紀(jì)80年代末，局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展成熟，出現(xiàn)光纖及高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就像一個(gè)對(duì)用戶透明、大規(guī)模計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。以Internet為代表計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)獲得高速發(fā)展，此時(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義為“將多個(gè)具有獨(dú)立工作能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過通信設(shè)備和線路互連在一起，由功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)”。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)5．下一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)NGNNGN是“下一代網(wǎng)絡(luò)(NextGenerationNetwork)”技術(shù)，是互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、固定電話通信網(wǎng)絡(luò)的融合，IP網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)的融合。NGN可以提供包括語音、數(shù)據(jù)和多媒體等各種業(yè)務(wù)的綜合開放的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架；是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)、業(yè)務(wù)與呼叫控制分離、呼叫與承載分離的網(wǎng)絡(luò)；是基于統(tǒng)一協(xié)議的、基于分組的網(wǎng)絡(luò)。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類1．按地理范圍分類按照地理范圍，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。2．按傳輸介質(zhì)分類傳輸介質(zhì)是指數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)送裝置和接收裝置間物理媒體，分為有線和無線兩大類。采用有線傳輸介質(zhì)連接網(wǎng)絡(luò)稱為有線網(wǎng)，常用有線傳輸介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜和光纖采用無線傳輸介質(zhì)連接網(wǎng)絡(luò)稱為無線網(wǎng)。主要采用三種技術(shù)：微波、紅外線和衛(wèi)星通信。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類3．按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類所謂網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，指用傳輸介質(zhì)連接各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備形成的物理布局，即用什么方式，把網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)等設(shè)備連接起來。按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)形狀，網(wǎng)絡(luò)大致可分為下列幾種：?總線型（bus）拓?fù)涫褂靡粭l同軸電纜連接所有設(shè)備，所有的工作點(diǎn)均接到此主纜上，如圖所示。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類星型（star）拓?fù)湫切瓮負(fù)渚W(wǎng)絡(luò)以一臺(tái)中央處理設(shè)備（通信設(shè)備）為核心，其他機(jī)器與該中央設(shè)備間有直接的物理鏈路，所有數(shù)據(jù)都必須經(jīng)過中央設(shè)備進(jìn)行傳輸，如圖1-4所示。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類環(huán)型（ring）拓?fù)洵h(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的傳輸媒體，從一個(gè)端用戶連接到另一個(gè)端用戶，直到將所有的端用戶連成環(huán)型，如圖1-5所示。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類網(wǎng)狀（distributedmesh）拓?fù)渚W(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常利用冗余的設(shè)備和線路，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，因此結(jié)點(diǎn)設(shè)備可以根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)信息流量，有選擇地將數(shù)據(jù)發(fā)往不同的線路，如圖1-6所示。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類?分層樹型（hierarchicaltree）拓?fù)錁湫屯負(fù)涫窃谛切屯負(fù)浠A(chǔ)上衍生，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎駱渲σ粯佑筛恳恢毕蛉~部發(fā)展，一層一層有如階梯狀，如圖1-7所示。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類4．按交換功能分類從網(wǎng)絡(luò)交換功能來看，將網(wǎng)絡(luò)分為電路交換網(wǎng)絡(luò)、報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)、分組交換網(wǎng)絡(luò)等。?電路交換：分組交換?報(bào)文交換1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.4網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．雙絞線美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA（ElectronicIndustriesAssociation）和電信工業(yè)協(xié)會(huì)TIA組織，定義了標(biāo)準(zhǔn)雙絞線的線序標(biāo)準(zhǔn)為1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.4網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1．雙絞線雙絞線按是否有屏蔽層，還可分為非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線STP（ShieldedTwistedPair）。屏蔽雙絞線STP（ShieldedTwistedPair）在雙絞線與外層絕緣層間，增加金屬屏蔽層，可減少輻射，防止信息被竊聽，阻止外部電磁干擾，比非屏蔽雙絞線有更高傳輸速率。非屏蔽雙絞線UTP（UnshieldedTwistedPair）則沒有屏蔽層，是普通數(shù)據(jù)傳輸線，由四對(duì)不同顏色傳輸線所組成，廣泛用在以太網(wǎng)路和電話線中，如圖1-8所示。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.4網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.4網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)2．同軸電纜同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層以及保護(hù)塑料外層組成。這種結(jié)構(gòu)，使它具有高帶寬和極好的噪聲抑制特性。同軸電纜的帶寬取決于電纜的長度，1km的電纜可以達(dá)到1Gbps~2Gbps的傳輸速率。若使用更長的電纜，傳輸率會(huì)降低，中間需要使用放大器防止傳輸率降低。1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.4網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)3．光纜光纜利用光學(xué)原理，在發(fā)送端采用發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器，在電脈沖作用下產(chǎn)生出光脈沖。在接收端利用光電二極管做成光檢測(cè)器，檢測(cè)到光脈沖后，還原出電脈沖。多模光纖采用發(fā)光二極管做光源，允許多束光在光纖中同時(shí)傳播，從而形成模分散。單模光纖只允許一束光傳播，所以沒有模分散特性，因而纖芯較細(xì)，傳輸頻帶寬、容量大，距離長。