1、電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)，講師：蘭，第1章計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)目標(biāo)和要求：計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。本章在介紹網(wǎng)絡(luò)的形成和發(fā)展歷史的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地論述了網(wǎng)絡(luò)的定義、分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并以典型的計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信服務(wù)為例，探討了網(wǎng)絡(luò)在企事業(yè)單位信息管理和個人信息服務(wù)中的各種應(yīng)用，以幫助讀者全面、準(zhǔn)確地了解計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用。1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念1.1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的定義1.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的功能1.1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的組成1.1.4計算機網(wǎng)絡(luò)的分類1.1.1計算機網(wǎng)絡(luò)的定義被普遍認(rèn)為是這樣的定義：計算機網(wǎng)絡(luò)通過通信線路將一定地理范圍

2、內(nèi)的計算機相互連接起來，并在特定的通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件的支持下，從以下幾個方面了解：計算機網(wǎng)絡(luò)中至少有兩臺計算機。傳輸媒體和通信設(shè)備將幾臺計算機連接在一起。將多臺計算機連接成一個網(wǎng)絡(luò)是為了資源共享。為了正確通信，有必要有一個共同商定的通信協(xié)議。問：人們通常用互聯(lián)網(wǎng)做什么？你認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該為我們更好地利用哪些功能？1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的功能可以概括為信息交換、資源共享、分布式處理等。這些方面的功能是相輔相成的。QQ、電子郵件、IP電話、發(fā)送文件等。1.2.1信息交換：硬件資源：因為網(wǎng)絡(luò)中的一些計算機及其外圍設(shè)備價格昂貴，如超級計算機、激光打印機、大容量磁盤等。利用計算機網(wǎng)絡(luò)共享資源，可以減少硬件設(shè)備

3、的重復(fù)購買，從而提高設(shè)備的利用率；軟件資源：軟件共享避免了重復(fù)購買或開發(fā)軟件，從而降低了成本，提高了效率；信息資源：用戶數(shù)據(jù)也是一種非常有價值的資源，用戶可以在整個網(wǎng)絡(luò)中共享，以提高信息的利用率。(如數(shù)字圖書館)，1.2.2資源共享，2。資源共享：包括軟件和硬件、軟件資源共享、軟件資源共享和硬件資源共享。在計算機網(wǎng)絡(luò)中，一些大的處理任務(wù)可以分解成幾個小的任務(wù)，分別分配給網(wǎng)絡(luò)中的多臺計算機進(jìn)行處理，如分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。此外，利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，許多小型計算機或微型計算機可以連接成具有大型主機處理能力的高性能計算機系統(tǒng)，從而它們可以解決復(fù)雜的問題，如網(wǎng)格計算技術(shù)和云計算。1.2.3分布式處理，4人

4、共同完成4 * 100米項目，即每人分別跑100米。什么是分布式處理？多臺計算機共同完成一個項目，每臺計算機負(fù)責(zé)一些數(shù)據(jù)處理任務(wù)。1.3計算機網(wǎng)絡(luò)的組成，1.3.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)1.3.2傳輸介質(zhì)1.3.3通信協(xié)議，1.3.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，主要功能：在網(wǎng)絡(luò)工作站上為用戶提供共享資源，管理網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，提供網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)，在網(wǎng)絡(luò)通信響應(yīng)工作站上處理網(wǎng)絡(luò)請求：文件服務(wù)器、通信服務(wù)器、計算服務(wù)器、打印服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器等。傳輸介質(zhì)，也稱為傳輸介質(zhì)，負(fù)責(zé)連接計算機網(wǎng)絡(luò)中的各種設(shè)備，并為數(shù)據(jù)傳輸提供物理路徑。傳輸媒體可以分為兩類：定向傳輸媒體和非定向傳輸媒體。導(dǎo)向傳輸介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜和光纜；非定向傳輸媒體包

5、括無線電、微波和衛(wèi)星通信。不同的傳輸介質(zhì)有不同的傳輸速率和傳輸距離，可以支持不同類型的網(wǎng)絡(luò)。1.3.2傳輸介質(zhì)雙絞線，也稱為雙絞線，是最古老和最常用的傳輸介質(zhì)之一。四對絕緣銅線并排排列，成對有規(guī)律地絞合在一起，形成雙絞線。雙絞線因其價格低廉、安裝方便、使用方便而被廣泛使用。一、屏蔽雙絞線(STP)非屏蔽雙絞線(UTP)為屏蔽和提高其抗電磁干擾能力，分3類、4類、5類、超5類同軸電纜，同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體(單銅芯)和外導(dǎo)體(圓柱形金屬網(wǎng)導(dǎo)體)組成，內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體由絕緣材料隔開，外導(dǎo)體設(shè)有絕緣保護(hù)套。同軸電纜具有質(zhì)量穩(wěn)定、使用壽命長、通信容量大、傳輸距離長、抗干擾能力強、可靠性高、維護(hù)方便等特點，廣泛

6、應(yīng)用于有線傳輸。同軸電纜根據(jù)其阻抗特性可分為兩種類型：50同軸電纜和75同軸電纜。50同軸電纜，也稱為基帶同軸電纜，適用于在數(shù)據(jù)通信中傳輸基帶數(shù)字信號。50同軸電纜是計算機局域網(wǎng)中廣泛使用的物理傳輸介質(zhì)。75同軸電纜，又稱寬帶同軸電纜，主要用于模擬傳輸系統(tǒng)，是有線電視(CATV:Cable TV)中的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜。光纜，光纖或光纖，使用非常薄、透明和可彎曲的石英玻璃纖維作為芯，并涂有低折射率包層和保護(hù)殼。光纜由一組光纖加上包層和外護(hù)套組成。它具有通信容量大、傳輸損耗小、中繼距離長、抗雷電和電磁干擾能力強、無串?dāng)_干擾、保密性好、體積小、重量輕等優(yōu)點。光纖分為多模光纖和單模光纖。在多模光纖中，有許

7、多不同角度的光線在一根光纖中傳輸，這種光纖只適用于短距離傳輸。單模光纖意味著光纖的直徑只有光的一個波長那么小，光波以直線傳播。單模光纖制造成本高，但衰減小，適合長距離傳輸。無線傳輸介質(zhì)利用無線電波在自由空間的傳播來實現(xiàn)信息的傳輸，常用于電纜敷設(shè)不便的特殊地理環(huán)境，或作為地面通信系統(tǒng)的備份和補充；此外，使用無線傳輸媒體進(jìn)行信息傳輸也是實現(xiàn)動態(tài)通信的唯一手段。無線傳輸使用的頻帶范圍很廣，人們已經(jīng)使用幾個頻帶進(jìn)行通信。無線電微波通信是應(yīng)用最廣泛的數(shù)據(jù)通信。微波通信主要有兩種方式：地面微波中繼通信和衛(wèi)星通信。地面微波中繼通信在無線傳輸信道的兩個終端之間建立幾個中繼站，其功能是放大前一站發(fā)送的信號并將其

8、發(fā)送到下一站。兩個地面站之間的傳輸距離：50 -100公里，地球，地面站之間的直觀線，微波發(fā)射塔，衛(wèi)星通信，衛(wèi)星通信可視為一種特殊的微波中繼通信，利用地球同步衛(wèi)星作為中繼站傳輸微波信號，具有容量大，傳輸距離長，可靠性高的特點。利用微波與轉(zhuǎn)發(fā)器、地球、地面站、地面站、紅外線進(jìn)行收發(fā)，用于短距離通信，如遙控電視和錄像機等。也可用于無線局域網(wǎng)缺點：不能穿透固體，激光應(yīng)用：局域網(wǎng)連接兩個建筑物與屋頂上的激光缺點：不能穿透雨和濃霧，易受天氣影響，1.3計算機網(wǎng)絡(luò)分類，1.3.1按地理范圍分類1.3.2按傳輸速率分類，1.3.1網(wǎng)絡(luò)分類方法根據(jù)地理范圍劃分廣域網(wǎng)，城域網(wǎng)和局域網(wǎng)。如表1-1所示，表1-1計

9、算機網(wǎng)絡(luò)的分類和分布距離覆蓋范圍網(wǎng)絡(luò)類型1公里局域網(wǎng)，如房間、建筑物和校園10公里城市城域網(wǎng)100公里國家廣域網(wǎng)1000公里大陸或洲際互聯(lián)網(wǎng)，在本地、本地、本地、城市內(nèi)、全國和全球使用。地球村網(wǎng)吧，1.2。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?)計算機網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x，1)拓?fù)浜陀嬎銠C網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x，3)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞氖褂?，拓?fù)涫菐缀螌W(xué)的一個分支，它是從圖論發(fā)展而來的。拓?fù)鋵W(xué)首先將實體的線抽象成線，并研究點、線和表面之間的關(guān)系。計算機網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫ㄟ^網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點或通信線路之間的幾何關(guān)系來表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映同一網(wǎng)絡(luò)中實體之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。拓?fù)湓O(shè)計是構(gòu)建計算機網(wǎng)絡(luò)的第一步，也是實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)。它對網(wǎng)絡(luò)性能、系統(tǒng)可靠

10、性和通信成本有很大影響。1、計算機網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x，1.2計算機網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，計算機網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆诸悾?計算機網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?.2.3計算機網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?)基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕愋蛨D例，所有的計算機通過通信線路連接到網(wǎng)絡(luò)，從而形成一個共享的通道，稱為總線。1.總線型結(jié)構(gòu)是局域網(wǎng)中常用的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，頻道利用率高，價格低廉，安裝方便，擴展方便。缺點：一次只能有一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)的擴展距離和網(wǎng)絡(luò)能夠容納的節(jié)點總數(shù)是有限的，如果總線上只有一個節(jié)點不能連接，將會影響整個網(wǎng)絡(luò)的正常運行。通過通信線路將連接到網(wǎng)絡(luò)的計算機連接起來，形成一個閉環(huán)。在這種拓?fù)渲?，線路是共享的，數(shù)據(jù)通常沿固定方向流動，每個接收數(shù)據(jù)

11、包的節(jié)點將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到其下游節(jié)點。環(huán)形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)也用于局域網(wǎng)。優(yōu)點：傳輸控制機制簡單，網(wǎng)絡(luò)最大傳輸延遲固定，實時性強。缺點：可靠性差。當(dāng)環(huán)中的一個節(jié)點出現(xiàn)故障時，整個網(wǎng)絡(luò)將停止運行。在一些網(wǎng)絡(luò)中，為了克服可靠性差的問題，采用了雙環(huán)結(jié)構(gòu)。連接到網(wǎng)絡(luò)的每臺計算機都通過一條通信線路直接與中央交換節(jié)點相連。其中，中央交換節(jié)點是唯一的中轉(zhuǎn)節(jié)點。其他兩個節(jié)點不能直接通信，它們之間的通信必須通過中央交換節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。3。星型拓?fù)洹⑿切屯負(fù)渚哂幸欢ǖ募锌刂乒δ?，在局域網(wǎng)中經(jīng)常使用。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，易于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和管理，控制相對簡單。缺點：集中控制時，中心交換節(jié)點的處理負(fù)擔(dān)過重，導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓，故障時可靠性差

12、；另外，每個節(jié)點都通過專用線路與中心節(jié)點相連，線路利用率低，信道容量浪費嚴(yán)重。是星型結(jié)構(gòu)的變體，采用分層結(jié)構(gòu)。在這種拓?fù)渲?，除了最底層的葉節(jié)點之外，所有的根節(jié)點和子樹節(jié)點都是中轉(zhuǎn)節(jié)點，可以為其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。樹形結(jié)構(gòu)，局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)都使用樹形結(jié)構(gòu)。與星型結(jié)構(gòu)相比，它節(jié)省了通信線路，降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，提高了可擴展性，但增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。缺點：高層節(jié)點和鏈路要求可靠，一旦發(fā)生故障，將影響其分支網(wǎng)絡(luò)的正常運行。也稱為分布式結(jié)構(gòu)，是由分布在不同地方并具有多個終端的節(jié)點機互連而成的。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分為兩種形式：完全連通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和不完全連通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。全連通網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：每個節(jié)點通過通信線路與網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點

13、相連；不完全連接網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：兩個節(jié)點之間不一定有直接的通信線路連接，它們之間的通信需要通過其他節(jié)點進(jìn)行傳輸。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)通常用于廣域網(wǎng)。優(yōu)點：節(jié)點之間有多條路徑，因此沖突或阻塞的可能性大大降低。局部故障不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的正常運行，可靠性高，網(wǎng)絡(luò)擴展方便，主機接入靈活。缺點：網(wǎng)絡(luò)控制機制復(fù)雜，線路增加增加了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。復(fù)合結(jié)構(gòu)是兩個或多個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組合。在實際網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常使用的復(fù)合結(jié)構(gòu)是將網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與樹形結(jié)構(gòu)或星型結(jié)構(gòu)相結(jié)合。6.在選擇復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和拓?fù)鋾r需要考慮的因素如下：4.2.3拓?fù)涞倪x擇，(1)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該易于安裝和擴展。(2)網(wǎng)絡(luò)的可靠性是一個需要考慮的重要因素。診斷和隔離故障應(yīng)該是容易的

14、，這樣當(dāng)本地故障發(fā)生時，網(wǎng)絡(luò)的主體仍然可以正常運行。(3)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇也會影響傳輸媒體的選擇和媒體訪問控制方法的確定，進(jìn)而影響各個站點的運行速度和網(wǎng)絡(luò)軟硬件接口的復(fù)雜度?？傊?，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋺?yīng)該根據(jù)需要和各種因素來選擇；我們應(yīng)該團(tuán)結(jié)一致，不要互相忽視。計算機網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議，1.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概念，1.3.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指通信系統(tǒng)的總體設(shè)計，為網(wǎng)絡(luò)硬件、軟件、協(xié)議、訪問控制和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)于1979年提出的開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型被廣泛使用。目前，常見的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括FDDI、以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)和快速以太網(wǎng)。從

15、網(wǎng)絡(luò)互連的角度來看，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵要素是協(xié)議和拓?fù)洹，F(xiàn)場視察參考模型是一個分層模型。現(xiàn)場視察參考模型描述了具有七層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。其規(guī)范對所有制造商開放，可以引導(dǎo)國際網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和開放系統(tǒng)的趨勢。它直接影響總線、接口和網(wǎng)絡(luò)的性能。1.3.2國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/現(xiàn)場視察參考模型，現(xiàn)場視察參考模型是連接開放系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。它將計算機網(wǎng)絡(luò)分為七層，如圖1-14所示。圖1-14是iso/OSI參考模型，APDU，PPDU，SPDU，TPDU，消息，幀，位，數(shù)據(jù)單元，層，主機b，主機a，7，6，5，4，3，2，表示層協(xié)議，應(yīng)用層協(xié)議，表示層，會話層，傳輸層，網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)鏈路層，物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層，傳輸層，會話層，表示層，應(yīng)用層，物理層，1物理層。它還涉及通信工程領(lǐng)域的一些問題。2數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是如何傳輸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層完成網(wǎng)絡(luò)中相鄰節(jié)點之間的可靠數(shù)據(jù)通信。為了確?？煽康臄?shù)據(jù)傳輸，發(fā)送方將用戶數(shù)據(jù)封裝到幀中，并按順序傳輸。網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是完成網(wǎng)絡(luò)中主機之間的消息傳輸，其關(guān)鍵問題之一是使用數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)將每個消息從源傳輸?shù)侥康牡?。傳輸層的主要功能是完成網(wǎng)絡(luò)中不同主機上用戶進(jìn)程之間的可靠數(shù)據(jù)通信。傳輸層應(yīng)該決定向會話層用戶以及最終向網(wǎng)絡(luò)用戶提供何種服務(wù)。最佳傳輸連接是按順序傳輸數(shù)據(jù)的無錯管道，即傳輸層連接是真正的端到端連接。