1、第二章 計(jì)算機(jī)機(jī)房及網(wǎng)絡(luò)的基本知識(shí),第一節(jié) 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 第二節(jié) 常見(jiàn)的通信方式 第三節(jié) 廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)介紹 第四節(jié) 公用建筑計(jì)算機(jī)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng),第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),（1）網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指拋開(kāi)網(wǎng)絡(luò)中的具體設(shè)備，把向工作站、服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)單元抽象成為“點(diǎn)”，把網(wǎng)絡(luò)中的電纜等通信媒體抽象為“線”，從而抽象出了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)，即為邏輯結(jié)構(gòu)。 （2）網(wǎng)絡(luò)的的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重要性 網(wǎng)絡(luò)的的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)、成本、可靠性都有很大的影響。,（3）常見(jiàn)的網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),星型結(jié)構(gòu) 總線結(jié)構(gòu) 環(huán)型結(jié)構(gòu) 樹(shù)型結(jié)構(gòu) 網(wǎng)型結(jié)構(gòu),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖：,星型結(jié)構(gòu),星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)要用一臺(tái)計(jì)算機(jī)或其

2、他設(shè)備作為中心節(jié)點(diǎn)，其他的計(jì)算機(jī)通過(guò)線路和中心節(jié)點(diǎn)相連接。在一個(gè)星型網(wǎng)局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)上各計(jì)算機(jī)之間的通信都要通過(guò)中央結(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)完成通信。 星型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于管理和維護(hù)；星型結(jié)構(gòu)易擴(kuò)充，易升級(jí)；對(duì)中心結(jié)點(diǎn)的要求比較高，一旦出現(xiàn)故障，全網(wǎng)癱瘓。,總線型結(jié)構(gòu),總線型結(jié)構(gòu)中，所有的計(jì)算機(jī)都使用同一條總線傳輸數(shù)據(jù)，出現(xiàn)傳輸沖突的可能性是很大的，必須用專(zhuān)門(mén)的通信協(xié)議來(lái)保證傳輸?shù)恼＿M(jìn)行。 總線型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：組網(wǎng)比較簡(jiǎn)單，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)也比較簡(jiǎn)單。但對(duì)網(wǎng)絡(luò)的連接較高，一個(gè)結(jié)點(diǎn)出問(wèn)題，將影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。,環(huán)型結(jié)構(gòu),環(huán)型結(jié)構(gòu)是各個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)通過(guò)環(huán)接口連在一條首尾相接的閉合環(huán)型通信線路中。環(huán)型結(jié)構(gòu)有

3、兩種類(lèi)型，即單環(huán)結(jié)構(gòu)和雙環(huán)結(jié)構(gòu)。例如：?jiǎn)苇h(huán)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)有令牌環(huán)（Token Ring）。雙環(huán)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)有光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）。 特點(diǎn)：在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中，各工作站間無(wú)主從關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；信息流在網(wǎng)絡(luò)中沿環(huán)單向傳遞，延遲固定，實(shí)時(shí)性較好；可擴(kuò)充性和可靠性都差。,樹(shù)型結(jié)構(gòu),樹(shù)型結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，或者說(shuō)是從總線型和星型結(jié)構(gòu)演變來(lái)的，它有兩種類(lèi)型，一種是由總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)派生出來(lái)的，它由多條總線連接而成。另一種是星型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，各結(jié)點(diǎn)按一定的層次連接起來(lái)，形狀像一棵倒置的樹(shù)，因此稱為樹(shù)型結(jié)構(gòu)。在樹(shù)型結(jié)構(gòu)的頂端有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)，它帶有多分支，每個(gè)分支還可以再帶子分支。,樹(shù)型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)： 易于擴(kuò)展，可

4、靠性高；根結(jié)點(diǎn)的依賴性大，根結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致全網(wǎng)不能工作。,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是一種不規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ，這種結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)和另一個(gè)之間至少有兩條鏈路。大型互聯(lián)網(wǎng)一般都采用這種結(jié)構(gòu)，例如：我國(guó)的教育科研示范網(wǎng)CERNET、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)Internet的主干網(wǎng)都采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有冗余鏈路 ，可靠性高； 因?yàn)橛卸鄺l路徑，所以可以選擇最佳路徑，但路經(jīng)選擇比較復(fù)雜；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易管理和維護(hù)；適用于大型廣域網(wǎng)； 線路成本高。,第二節(jié) 常見(jiàn)的通信方式,2.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 主要內(nèi)容,2.1.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 2.1.2 模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸形式 2.1.3 數(shù)據(jù)傳輸

5、中的檢錯(cuò)與糾錯(cuò) 2.1.4 多路復(fù)用 2.1.5 數(shù)據(jù)傳輸方式 2.1.6 數(shù)據(jù)交換方式 返回,2.1.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念,1數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)是有意義的實(shí)體，是描述事物的形式。 ） 2信號(hào)（信號(hào)是數(shù)據(jù)的電磁編碼或電子編碼。 ） 3信息（信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。 ） 4信源（通信過(guò)程中發(fā)送信息的設(shè)備稱為信源。 ） 5信宿（通信過(guò)程中接受信息的設(shè)備稱為信宿。 ） 6信道（信源和信宿之間的通信線路稱為信道。 ）,返回,2.1.2 模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸形式,1模擬數(shù)據(jù)在模擬信道上傳輸 如圖所示 2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸（頻帶傳輸:只占有有限的頻帶） 如圖所示 3模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸 4數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)

6、在數(shù)字信道上傳輸（基帶傳輸：占有很大的頻帶） 如圖所示,返回,模擬數(shù)據(jù)在模擬信道上傳輸,返回,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸,返回,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸,返回,只有兩種相位的調(diào)相方式稱為兩相調(diào)制。為了提高信息的傳輸速率，還經(jīng)常采用四相調(diào)制和八相調(diào)制方式。,（a） 四相調(diào)制方式的相位分配,（b） 八相調(diào)制方式的相位分配,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸,返回,雙極性碼,單極性碼,常用的RS-232就是一種典型的不歸零型雙極性二元碼接口電路。比起單極性碼來(lái)，雙極性碼的可靠性要高，抗干擾性強(qiáng)。,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸,返回,2.1.3 數(shù)據(jù)傳輸中的檢錯(cuò)與糾錯(cuò),常用誤碼率來(lái)表示錯(cuò)碼的程度。誤碼率可表示為： 在

7、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)中，通常要求誤碼率應(yīng)在10-510-9之間。 信道噪聲分為熱噪聲與沖擊噪聲兩類(lèi)。 熱噪聲由傳輸介質(zhì)導(dǎo)體的電子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。 熱噪聲是一種隨機(jī)噪聲，所引起的傳輸差錯(cuò)為隨機(jī)差錯(cuò)，這種差錯(cuò)的特點(diǎn)是在數(shù)據(jù)序列中前后位之間的差錯(cuò)彼此無(wú)關(guān)。 沖擊噪聲是由外界電磁突發(fā)干擾引起，與熱噪聲相比，沖擊噪聲幅度較大，是引起傳輸差錯(cuò)的主要原因。錯(cuò)誤之間有相關(guān)性。,返回,2.1.3 數(shù)據(jù)傳輸中的檢錯(cuò)與糾錯(cuò),1檢錯(cuò)碼 檢錯(cuò)碼是指在發(fā)送每一組信息時(shí)發(fā)送一些附加位，通過(guò)這些附加 位，接收端可以判斷所接收的數(shù)據(jù)是否正確。（奇偶校驗(yàn)、CRC校驗(yàn)） 2糾錯(cuò)碼 指在發(fā)送每一組信息時(shí)發(fā)送足夠的附加位，借助于這些附加信息， 接

8、收端在接收譯碼器的控制下不僅可以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且還能自動(dòng) 糾正錯(cuò)誤。（方塊校驗(yàn)）,返回,2.1.4 多路復(fù)用,多路復(fù)用的原理如下圖所示，在發(fā)送端，多路復(fù)用器合并N個(gè)輸入信 號(hào)，在接收端，多路復(fù)用器通過(guò)譯碼，從復(fù)合信號(hào)中分離出原始信 號(hào)。 分為三大類(lèi)：頻分多路復(fù)用（FDM）和時(shí)分多路復(fù)用（TDM） 波分多路復(fù)用,返回,頻分多路復(fù)用,在物理信道的可用帶寬超過(guò)單路信號(hào)所需帶寬的情況下，可將 該物理信道的總帶寬分割成若干個(gè)子信道，每個(gè)子信道傳輸一 路信號(hào)。（例如語(yǔ)音信號(hào)300-3400Hz） 為避免相臨頻段互擾，頻段之間必須保留一定的間隙，該間隙稱為保護(hù)帶。,返回,時(shí)分多路復(fù)用,如果物理信道所能達(dá)到的傳

9、輸率超過(guò)傳單一信源要求的數(shù)據(jù)傳輸率，則可將物理信道按時(shí)間分成時(shí)間片，供多個(gè)信源輪流使用。,返回,2.1.5 數(shù)據(jù)傳輸方式,1并行傳輸方式 采用并行傳輸方式，可以一次傳輸多位數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，從發(fā)送端到接收端的信道需要若干根傳輸線。例如，計(jì)算機(jī)的并行口常用于連接打印機(jī)，每次并行輸出8位數(shù)據(jù)，如圖所示。 2串行傳輸方式 串行傳輸是一位一位地傳送的，從發(fā)送端到接收端只要一根傳輸線即可如圖所示。 串行數(shù)據(jù)通信又有三種不同的方向性結(jié)構(gòu)：?jiǎn)喂?、半雙工和全雙工，如圖所示。,返回,并行傳輸方式,返回,串行傳輸方式,返回,單工、半雙工和全雙工,返回,2.1.6 數(shù)據(jù)交換方式,1. 線路交換 2. 報(bào)文交換 3. 分

10、組交換,返回,1. 線路交換,進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，在數(shù)據(jù)傳輸期間，源結(jié)點(diǎn)與 目標(biāo)結(jié)點(diǎn)之間存在一條由中轉(zhuǎn)結(jié)點(diǎn)構(gòu)成的專(zhuān)用 物理線路。需要線路建立、數(shù)據(jù)傳送和線路拆 除三個(gè)過(guò)程。如圖示,返回,線路交換,返回,線路交換方式的優(yōu)點(diǎn)是：通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，適用于交互式會(huì)話類(lèi)通信。 線路交換方式的缺點(diǎn)是：對(duì)突發(fā)性通信不適應(yīng)，系統(tǒng)效率低；系統(tǒng)不具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，不能平滑交通量；系統(tǒng)不具備差錯(cuò)控制能力，無(wú)法發(fā)現(xiàn)與糾正傳輸過(guò)程中發(fā)生的數(shù)據(jù)差錯(cuò)。 在進(jìn)行線路交換方式研究的基礎(chǔ)上，人們提出了存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式。,2. 報(bào)文交換,報(bào)文: 在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，不管發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度是多少，都把它當(dāng)做一個(gè)邏輯單元，在發(fā)送的數(shù)據(jù)上加上目的地址、

11、源地址與控制信息，按一定的格式打包后組成一個(gè)報(bào)文。報(bào)文交換的傳輸方式為“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”，特點(diǎn)如下： 線路利用率較高 可以將一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地 可以設(shè)置優(yōu)先權(quán) 每個(gè)報(bào)文都要進(jìn)行路由 實(shí)時(shí)性較差,返回,3. 分組交換,分組交換的傳輸方式為“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”，實(shí)時(shí)性較差。 分組交換與報(bào)文交換的區(qū)別在于限制所傳輸數(shù)據(jù)的最大長(zhǎng) 度,典型的最大長(zhǎng)度是1000或幾千比特。 發(fā)送站將一個(gè)長(zhǎng)報(bào)文分成多個(gè)報(bào)文分組，接收站將多個(gè)報(bào) 文分組按順序重新組織成一個(gè)長(zhǎng)報(bào)文。 報(bào)文分組通常也被稱為分組。 分組交換的兩種工作方式為數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路方式,返回,數(shù)據(jù)報(bào)方式,返回,在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，與線路交換方式相比，分組傳送之間不需要預(yù)先

12、在源主機(jī)與目的主機(jī)之間建立線路連接。源主機(jī)所發(fā)送的每一個(gè)分組都可以獨(dú)立地選擇一條傳輸路徑。每個(gè)分組在通信子網(wǎng)中可能是通過(guò)不同的傳輸路徑，從源主機(jī)到達(dá)目的主機(jī)。,數(shù)據(jù)報(bào)方式的特點(diǎn),返回,同一報(bào)文的不同分組可以有不同的傳輸路徑。 同一報(bào)文的不同分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)可能出現(xiàn) 亂序、重復(fù)與丟失現(xiàn)象。 每一個(gè)分組在傳輸過(guò)程中都必須帶有目的地 址與源地址。 數(shù)據(jù)報(bào)方式報(bào)文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性 通信，不適用于長(zhǎng)報(bào)文、會(huì)話式通信。 在研究數(shù)據(jù)報(bào)交換方式的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，人們進(jìn)一步提出了虛電路交換方式。,虛電路方式,返回,虛電路方式試圖將數(shù)據(jù)報(bào)方式與線路交換方式結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)交

13、換效果。虛電路方式在分組發(fā)送之前，需要在發(fā)送方和接收方建立一條邏輯連接的虛電路。,虛電路方式的特點(diǎn),返回,(1) 在每次報(bào)文分組發(fā)送之前，必須在發(fā)送方與接收方之間建立一條邏輯連接。 (2) 一次通信的所有報(bào)文分組都通過(guò)這條虛電路順序傳送，因此報(bào)文分組不必帶目的地址、源地址等輔助信息。報(bào)文分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)丟失、重復(fù)與亂序的現(xiàn)象。 (3) 報(bào)文分組通過(guò)虛電路上的每個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，結(jié)點(diǎn)只需要做差錯(cuò)檢測(cè)，而不需要做路徑選擇。 (4) 通信子網(wǎng)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)可以和任何結(jié)點(diǎn)建立多條虛電路連接。,第三節(jié) 廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)介紹,目前國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的有以下的幾種接入方式可選擇。 1 PSTN公共電話網(wǎng) 這是最容易

14、實(shí)施的方法，費(fèi)用低廉。只要一條可以連接ISP的電話線和一個(gè)賬號(hào)就可以。但缺點(diǎn)是傳輸速度低，線路可靠性差。適合對(duì)可靠性要求不高的辦公室以及小型企業(yè)。如果用戶多，可以多條電話線共同工作，提高訪問(wèn)速度。,2 ISDN 目前在國(guó)內(nèi)迅速普及，價(jià)格大幅度下降，有的地方甚至是免初裝費(fèi)用。兩個(gè)信道128kbit s的速率，快速的連接以及比較可靠的線路，可以滿足中小型企業(yè)瀏覽以及收發(fā)電子郵件的需求。而且還可以通過(guò)ISDN和Internet組建企業(yè)VPN。這種方法的性能價(jià)格比很高，在國(guó)內(nèi)大多數(shù)的城市都有ISDN接入服務(wù)。,3 ADSL 非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路，可以在普通的電話銅纜上提供158Mbit s的下行和106

15、4kbit s的上行傳輸，可進(jìn)行視頻會(huì)議和影視節(jié)目傳輸，非常適合中、小企業(yè)?？墒怯幸粋€(gè)致命的弱點(diǎn)：用戶距離電信的交換機(jī)房的線路距離不能超過(guò)46km，限制了它的應(yīng)用范圍。,4 DDN專(zhuān)線 這種方式適合對(duì)帶寬要求比較高的應(yīng)用，如企業(yè)網(wǎng)站。它的特點(diǎn)也是速率比較高，范圍從64kbit s2Mbit s。但是，由于整個(gè)鏈路被企業(yè)獨(dú)占，所以費(fèi)用很高，因此中小企業(yè)較少選擇。 這種線路優(yōu)點(diǎn)很多：有固定的IP地址，可靠的線路運(yùn)行，永久的連接等等。但是性能價(jià)格比太低，除非用戶資金充足，否則不推薦使用這種方法。,5 衛(wèi)星接入 目前，國(guó)內(nèi)一些Internet服務(wù)提供商開(kāi)展了衛(wèi)星接入Internet的業(yè)務(wù)。適合偏遠(yuǎn)地方又需要較高帶寬的用戶。衛(wèi)星用戶一般需要安裝一個(gè)甚小口徑終端（VSAT），包括天線和其他接收設(shè)備，下行數(shù)據(jù)的傳輸速率一般為1Mbit s左右，上行通過(guò)PSTN或者ISDN接入ISP。終端設(shè)備和通信費(fèi)用都比較低。,6 光纖接入 在一些城市開(kāi)始興建高速城域網(wǎng)，主干網(wǎng)速率可達(dá)幾十Gbit s，并且推廣寬帶接入。光纖可以鋪設(shè)到用戶的路邊或者大樓，可以以100Mbit s以上的速率接入。適合大型企業(yè)。,7 無(wú)線接入 由于鋪設(shè)光纖的費(fèi)用很高，對(duì)于需要寬帶接入的用戶，一些城市提供無(wú)線接入。用戶通過(guò)高頻天線和I