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1、1 第 7 章 計算機網(wǎng)絡基礎 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 2 第 7章 計算機網(wǎng)絡基礎 7.1 計算機網(wǎng)絡概述 7.2 計算機網(wǎng)絡的組成與拓撲結(jié)構(gòu) 7.3 Internet基礎 7.4 Internet的服務及應用 7.5 WWW與 Web瀏覽器 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 3 7.1 計算機網(wǎng)絡概述 7.1.1 計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生與發(fā)展 7.1.2 計算機網(wǎng)絡的組成 7.1.3 計算機網(wǎng)絡的功能 7.1.4 計算機網(wǎng)絡的分類 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 4 打 印 機 其

2、他 外 設 圖 7-1 計算機網(wǎng)絡示意圖 7.1.1 計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生與發(fā)展 1. 計算機網(wǎng)絡的定義 計算機網(wǎng)絡是指將一 群具有獨立功能的計算機 通過通信設備及傳輸媒體 被互聯(lián)起來，在通信軟件 的支持下，實現(xiàn)計算機間 資源共享、信息交換或協(xié) 同工作的系統(tǒng)。計算機網(wǎng) 絡是計算機技術和通信技 術緊密結(jié)合的產(chǎn)物，兩者 的迅速發(fā)展及相互滲透， 形成了計算機網(wǎng)絡技術。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 5 7.1.1 計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生與發(fā)展 2. 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展歷程 1） 以數(shù)據(jù)通訊為主的第一代計算機網(wǎng)絡 2） 以資源共享為主的第二代計算機網(wǎng)絡 3） 體系結(jié)構(gòu)標準化的

3、第三代計算機網(wǎng)絡 4） 以 Internet為核心的第四代計算機網(wǎng)絡 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 6 以數(shù)據(jù)通訊為主的第一代計算機網(wǎng)絡 1954年 ， 美國軍方的半自動地面防空系統(tǒng)將遠 距離的雷達和測控儀器所探測到的信息 ， 通過通 信線路匯集到某個基地的一臺 IBM計算機上進行 集中的信息處理 ， 再將處理好的數(shù)據(jù)通過通信線 路送回到各自的終端設備 。 這種以單個計算機為中心 、 面向終端設備的 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) ， 嚴格來講 ， 是一種聯(lián)機系統(tǒng) ， 只是計 算機網(wǎng)絡的雛形 ， 我們一般稱之為第一代計算機 網(wǎng)絡 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié)

4、束 計算機文化基礎 2021/3/22 7 以資源共享為主的第二代計算機網(wǎng)絡 美國國防部高級研究計劃局 （ ARPA ， Advanced Research Projects Agency） 于 1968年主 持研制 ， 次年將分散在不同地區(qū)的 4臺計算機連接 起來 ， 建成了 ARPA網(wǎng) 。 到了 1972年 ， 有 50多家大學和研究所與 ARPA 網(wǎng)連接 ， 1983年 ， 入網(wǎng)計算機達到 100多臺 。 ARPA網(wǎng)的建成標志著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展進入 了第二代 ， 它也是 Internet的前身 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 8 以資源共享

5、為主的第二代計算機網(wǎng)絡 第二代計算機網(wǎng)絡是以分組交換網(wǎng)為中心的 計算機網(wǎng)絡 ， 它與第一代計算機網(wǎng)絡的區(qū)別在于： 一是網(wǎng)絡中通信雙方都是具有自主處理能力的 計算機 ， 而不是終端機； 二是計算機網(wǎng)絡功能以資源共享為主 ， 而不是 以數(shù)據(jù)通信為主 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 9 體系結(jié)構(gòu)標準化的第三代計算機網(wǎng)絡 由于 ARPA網(wǎng)的成功 ， 到了 20世紀 70年代 ， 不少公 司推出了自己的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu) 。 最著名的有 IBM公司 的和 DEC 公 司 的 DNA （ Digital Network Architecture） 。 隨著社會的發(fā)

6、展 ， 需要各種不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡進 行互連 ， 但是由于不同體系的網(wǎng)絡很難互連 ， 因此 ， 國際標準化組織 （ ISO） 在 1977年設立了一個分委員 會 ， 專門研究網(wǎng)絡通信的體系結(jié)構(gòu) 。 1983年 ， 該委員會提出的開放系統(tǒng)互連參考模型 （ OSI-RM） 各層的協(xié)議被批準為國際標準 ， 給網(wǎng)絡 的發(fā)展提供了一個可共同遵守的規(guī)則 ， 從此計算機網(wǎng) 絡的發(fā)展走上了標準化的道路 ， 因此我們把體系結(jié)構(gòu) 標準化的計算機網(wǎng)絡稱為第三代計算機網(wǎng)絡 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 10 以 Internet為核心的第四代計算機網(wǎng)絡 進入 20世紀 9

7、0年代 ， Internet的建立將分散在 世界各地的計算機和各種網(wǎng)絡連接起來 ， 形成了 覆蓋世界的大網(wǎng)絡 。 隨著信息高速公路計劃的提 出和實施 ， Internet迅猛發(fā)展起來 ， 它將當今世 界帶入了以網(wǎng)絡為核心的信息時代 。 目前這階段計算機網(wǎng)絡發(fā)展特點呈現(xiàn)為：高 速互連 、 智能與更廣泛的應用 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 11 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展方向是 IP 技術 1 光網(wǎng)絡 ， 光 網(wǎng)絡將會演進為全光網(wǎng)絡 。 從網(wǎng)絡的服務層面 上看 ， 將是一個 IP 的世界 ， 通信網(wǎng)絡 、 計算機 網(wǎng)絡和有線電視網(wǎng)絡將通過

8、IP 三網(wǎng)合一；從傳 送層面上看 ， 將是一個光的世界；從接入層面 上看 ， 將是一個有線和無線的多元化世界 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 12 三網(wǎng)合一 隨著技術的不斷發(fā)展 ， 新舊業(yè)務的不斷融合 ， 目 前廣泛使用的通信網(wǎng)絡 、 計算機網(wǎng)絡和有線電視 網(wǎng)絡三類網(wǎng)絡正逐漸向單一的統(tǒng)一 IP 網(wǎng)絡發(fā)展 ， 即所謂的三網(wǎng)合一 。 IP 網(wǎng)絡可將數(shù)據(jù) 、 語音 、 圖像 、 視頻均封裝到 IP 數(shù)據(jù)包中 ， 通過分組交換和路由技術 ， 采用 全球性尋址 ， 使各種網(wǎng)絡無縫連接 。 IP 協(xié)議將 成為各種網(wǎng)絡 、 各種業(yè)務的 “ 共同語言 ” ， 實現(xiàn) 三網(wǎng)

9、合一并最終形成統(tǒng)一的 IP 網(wǎng)絡 ， 這樣會大 大地節(jié)約開支 、 簡化管理 、 方便用戶 。 可以說三 網(wǎng)合一是網(wǎng)絡發(fā)展的一個最重要的趨勢 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 13 光通信技術 隨著光器件 、 各種光復用技術和光網(wǎng)絡協(xié)議的發(fā)展 ， 光傳輸系統(tǒng)的容量已從 Mb/s 級發(fā)展到 Tb/s 級 ， 提高 了近 10 萬倍 。 光通信技術的發(fā)展主要有兩個大的方 向： 一是主干傳輸向高速率 、 大容量的光傳送網(wǎng)發(fā)展 ， 最終實現(xiàn)全光網(wǎng)絡； 二是接入向低成本 、 綜合接入 、 寬帶化光纖接入 網(wǎng)發(fā)展 ， 最終實現(xiàn)光纖到家庭和光纖到桌面 。 全光網(wǎng)絡是指光信

10、息流在網(wǎng)絡中的傳輸及交換始終 以光的形式實現(xiàn) ， 不再需要經(jīng)過光 /電 、 電 /光轉(zhuǎn)換 ， 即信息從源節(jié)點到目的節(jié)點的傳輸過程中始終在光 域內(nèi) 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 14 IPv6 協(xié)議 TCP/IP 協(xié)議簇是互聯(lián)網(wǎng)的基石之一 。 目前廣泛使用的 IP 協(xié)議的版本為 IPv4， 其地址位數(shù)為 32位 ， 即理論上約有 40億 （ 232） 個地址 。 隨著互聯(lián)網(wǎng)應用的日益廣泛和網(wǎng) 絡技術的不斷發(fā)展 ， IPv4 的問題逐漸顯露出來 ， 主要有 地址資源枯竭 、 路由表急劇膨脹 、 對網(wǎng)絡安全和多媒體 應用的支持不夠等 。 IPv6 作為下一代

11、的 IP 協(xié)議 ， 采用 128 位地址長度 ， 即理 論上約有 2128 個地址 ， 幾乎可以不受限制地提供地址 。 IPv6 除一勞永逸地解決了地址短缺問題外 ， 同時也解決 了 IPv4 中端到端 IP 連接 、 服務質(zhì)量 （ QoS） 、 安全性等 缺陷 。 目前 ， 很多網(wǎng)絡設備都已經(jīng)支持 IPv6， 我們正在 逐步走進 IPv6 的時代 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 15 寬帶接入技術與移動通信技術 低成本光纖到戶的寬帶接入技術和更高速的 3G 乃 至以后的 4G、 5G 寬帶移動通信系統(tǒng)技術的應用 ， 使得不同的網(wǎng)絡間無縫連接 ， 為用戶

12、提供滿意的 服務 。 同時 ， 網(wǎng)絡可以自行組織 ， 終端可以重新配置和 隨身攜帶 ， 它們帶來的寬帶多媒體業(yè)務也逐漸步 入我們的生活 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 16 7.1.2 計算機網(wǎng)絡的組成 從物理連接上講 ， 計算機網(wǎng)絡由 計算機系統(tǒng) 、 通信鏈路 和 網(wǎng)絡節(jié)點 組成 。 計算機系統(tǒng)進行 各種數(shù)據(jù)處理 ， 通信鏈路和網(wǎng)絡節(jié)點提供通 信功能 。 從邏輯功能上看 ， 可以把計算機網(wǎng)絡分成 通 信子網(wǎng) 和 資源子網(wǎng) 兩個子網(wǎng) 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 17 計算機系統(tǒng) 計算機網(wǎng)絡中的計算機系統(tǒng)

13、主要擔負數(shù)據(jù)處理 工作 ， 它可以是具有強大功能的大型計算機 ， 也 可以是一臺微機 ， 其任務是進行信息的采集 、 存 儲和加工處理 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 18 網(wǎng)絡節(jié)點 網(wǎng)絡節(jié)點主要負責網(wǎng)絡中信息的發(fā)送 、 接 收和轉(zhuǎn)發(fā) 。 網(wǎng)絡節(jié)點是計算機與網(wǎng)絡的接口 ， 計算機 通過網(wǎng)絡節(jié)點向其他計算機發(fā)送信息 ， 鑒別和 接收其他計算機發(fā)送來的信息 。 在大型網(wǎng)絡中 ， 網(wǎng)絡節(jié)點一般由一臺通信 處理機或通信控制器來擔當 ， 此時的網(wǎng)絡節(jié)點 還具有存儲轉(zhuǎn)發(fā)和路徑選擇的功能 ， 在局域網(wǎng) 中使用的網(wǎng)絡適配器也屬于網(wǎng)絡節(jié)點 。 返 回 目 錄 上一

14、頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 19 通信鏈路 通信鏈路是連接兩個節(jié)點的通信信道 ， 通 信信道包括通信線路和相關的通信設備 。 通信線路可以是雙絞線 、 同軸電纜和光纖 等有線介質(zhì) ， 也可以是微波 、 紅外等無線介質(zhì) 。 相關的通信設備包括中繼器 、 調(diào)制解調(diào)器 等 ， 中繼器的作用是將數(shù)字信號放大 ， 調(diào)制解 調(diào)器則能進行數(shù)字信號和模擬信號的轉(zhuǎn)換 ， 以 便將數(shù)字信號通過只能傳輸模擬信號的線路來 傳輸 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 20 通信子網(wǎng) 通信子網(wǎng)提供計算機網(wǎng)絡的通信功能 ， 由 網(wǎng) 絡節(jié)點 和 通信鏈路

15、組成 。 通信子網(wǎng)是由節(jié)點處 理機和通信鏈路組成的一個獨立的數(shù)據(jù)通信系 統(tǒng) 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 21 資源子網(wǎng) 資源子網(wǎng)提供訪問網(wǎng)絡和處理數(shù)據(jù)的能力 ， 由 主機 、 終端控制器 和 終端 組成 。 主機 負責本地或全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理 ， 運行各 種應用程序或大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ， 向網(wǎng)絡用戶提 供各種軟硬件資源和網(wǎng)絡服務； 終端控制器 用于把一組終端連入通信子網(wǎng) ， 并負責控制終端信息的接收和發(fā)送 。 終端控制 器可以不經(jīng)主機直接和網(wǎng)絡節(jié)點相連 ， 當然還 有一些設備也可以不經(jīng)主機直接和節(jié)點相連 ， 如打印機和大型存儲設備等 。 返 回 目

16、 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 22 7.1.3 計算機網(wǎng)絡的功能 1. 數(shù)據(jù)通信 2. 資源共享 3. 分布式處理 4. 提高系統(tǒng)的可靠性 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 23 數(shù)據(jù)通信 數(shù)據(jù)通信是計算機網(wǎng)絡的基本功能之一 ， 用于實現(xiàn)計算機之間的信息傳送 。 如在網(wǎng)上收發(fā)電子郵件 ， 發(fā)布新聞消息 ， 進行電子商務 、 遠程教育 、 遠程醫(yī)療 ， 傳遞文 字 、 圖像 、 聲音 、 視頻等信息 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 24 資源共享 計算機資源主要是指計算機

17、的硬件 、 軟件 和數(shù)據(jù)資源 。 共享硬件資源可以避免貴重硬件設備的重 復購置 ， 提高硬件設備的利用率； 共享軟件資源可以避免軟件開發(fā)的重復勞 動與大型軟件的重復購置 ， 進而實現(xiàn)分布式計 算的目標； 共享數(shù)據(jù)資源可以促進人們相互交流 ， 達 到充分利用信息資源的目的 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 25 分布式處理 對于綜合性大型科學計算和信息處理問 題 ， 可以采用一定的算法 ， 將任務分交給網(wǎng) 絡中不同的計算機 ， 以達到均衡使用網(wǎng)絡資 源 ， 實現(xiàn)分布處理的目的 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/

18、22 26 提高系統(tǒng)的可靠性 在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中 ， 可以通過結(jié)構(gòu)化和 模塊化設計將大的 、 復雜的任務分別交給幾臺 計算機處理 ， 用多臺計算機提供冗余 ， 以使其 可靠性大大提高 。 當某臺計算機發(fā)生故障 ， 不 至于影響整個系統(tǒng)中其他計算機的正常工作 ， 使被損壞的數(shù)據(jù)和信息能得到恢復 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 27 7.1.4 計算機網(wǎng)絡的分類 1.根據(jù)網(wǎng)絡的覆蓋范圍劃分：局域網(wǎng) 、 城域網(wǎng) 、 廣域網(wǎng) 。 2.按網(wǎng)絡的 拓撲結(jié)構(gòu) 劃分：總線型網(wǎng)絡 、 星形 網(wǎng)絡 、 環(huán)形網(wǎng)絡 、 樹狀網(wǎng)絡和混合型網(wǎng)絡等 。 3.按傳輸介質(zhì)劃分：有

19、線網(wǎng)和無線網(wǎng) 4.按網(wǎng)絡的使用性質(zhì)劃分：公用網(wǎng)和專用網(wǎng) 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 28 局域網(wǎng)和城域網(wǎng) 局域網(wǎng) （ LAN， Local Area Network） ， 一般用微機通 過高速通信線路連接 ， 覆蓋范圍從幾百米到幾公里 ， 通常 用于覆蓋一個房間 、 一層樓或一座建筑物 。 局域網(wǎng)傳輸速 率高 ， 可靠性好 ， 適用各種傳輸介質(zhì) ， 建設成本低 。 城域網(wǎng) （ MAN， Metropolitan Area Network） ， 是在 一座城市范圍內(nèi)建立的計算機通信網(wǎng) ， 通常使用與局域網(wǎng) 相似的技術 ， 但對媒介訪問控制在實現(xiàn)

20、方法上有所不同 ， 它一般可將同一城市內(nèi)不同地點的主機 、 數(shù)據(jù)庫以及 LAN 等互相連接起來 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 29 廣域網(wǎng)和國際互聯(lián)網(wǎng) 廣域網(wǎng) （ WAN， Wide Area Network） ， 用于連接不同 城市之間的 LAN或 MAN， 廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)主要采用分組交 換技術 ， 常常借用傳統(tǒng)的公共傳輸網(wǎng) （ 如電話網(wǎng) ） ， 這就使 廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸相對較慢 ， 傳輸誤碼率也較高 。 隨著光纖 通信網(wǎng)絡的建設 ， 廣域網(wǎng)的速度將大大提高 。 廣域網(wǎng)可以覆 蓋一個地區(qū)或國家 。 因特網(wǎng) （ Internet） ， 是覆蓋

21、全球的最大的計算機網(wǎng)絡 ， 但實際上不是一種具體的網(wǎng)絡技術 ， 因特網(wǎng)將世界各地的廣 域網(wǎng) 、 局域網(wǎng)等互聯(lián)起來 ， 形成一個整體 ， 實現(xiàn)全球范圍內(nèi) 的數(shù)據(jù)通信和資源共享 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 30 網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu) 把網(wǎng)絡中的計算機等設備抽象為點 ， 把網(wǎng) 絡中的通信媒體抽象為線 ， 這樣就形成了由點 和線組成的幾何圖形 ， 即采用拓撲學方法抽象 出的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) ， 我們稱之為網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu) 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 31 計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu) 計算機網(wǎng)絡有很多種拓撲結(jié)構(gòu) ， 最常用

22、的網(wǎng) 絡拓撲結(jié)構(gòu)有：總線型拓撲 、 環(huán)形拓撲 、 星形 拓撲 、 樹形拓撲 、 網(wǎng)狀拓撲以及混合型拓撲 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 32 總線型拓撲 總線型拓撲采用單一信道作為傳輸介質(zhì) ， 所有主機 （ 或站 點 ） 通過專門的連接器接到這根稱為總線的公共信道上 ， 如圖 7- 13所示 。 任何一臺主機發(fā)送的信息都沿著總線向兩個方向擴散 ， 并 且總能被總線上的每一臺主機所接收 。 由于其信息是向四周傳播 的 ， 類似于廣播 ， 所以總線網(wǎng)絡也被稱為廣播網(wǎng) 。 這種拓撲結(jié)構(gòu) 的所有的主機都彼此進行了連接 ， 從而可以直接通信 。 總線型拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)

23、點是：結(jié)構(gòu)簡單 ， 布線容易 ， 站點擴 展靈活方便 ， 可靠性高 。 缺點是：故障檢測和隔離較困難 ， 總線 負載能力較低 。 另外 ， 一旦線纜中出現(xiàn)斷路 ， 就會使主機之間造 成分離 ， 使整個網(wǎng)段通信中止 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 33 總線型拓撲 返 回 圖 7-13 總線型拓撲 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 34 環(huán)形拓撲 環(huán)形拓撲是一個包括若干結(jié)點和鏈路的單一封 閉環(huán) ， 每個結(jié)點只與相鄰的兩個結(jié)點相連 ， 如圖 7- 14所示 。 信息沿著環(huán)路按同一個方向傳輸 ， 依次通過每 一臺主機 。 各主

24、機識別信息中的目的地址 ， 如與本 機地址相符 ， 信息被接收下來 。 信息環(huán)繞一周后由 發(fā)送主機將其從環(huán)上刪除 。 環(huán)形結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：容易安裝和監(jiān)控 ， 傳輸最大 延遲時間是固定的 ， 傳輸控制機制簡單 ， 實時性強 。 缺點：網(wǎng)絡中任何一合計算機的故障都會影響整個 網(wǎng)絡的正常工作 ， 故障檢測比較困難 ， 結(jié)點增 、 刪 不方便 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 35 環(huán)形拓撲 返 回 圖 7-14 環(huán) 形 拓撲 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 36 星形拓撲 星形拓撲是由各個結(jié)點通過專用鏈路連接到中央結(jié)點上而 形成的

25、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) ， 如圖 7-15所示 。 在星形拓撲中各結(jié)點計算機通過傳輸線路與中心結(jié)點相連 ， 信息從計算機通過中央結(jié)點傳送到網(wǎng)上的所有計算機 。 星形網(wǎng) 絡的特點是很容易在網(wǎng)絡中增加新結(jié)點 ， 數(shù)據(jù)的安全性和優(yōu)先 級容易控制 。 網(wǎng)絡中的某一臺計算機或者一條線路的故障 ， 將 不會影響到整個網(wǎng)絡的運行 。 星形結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：傳輸速度快 ， 誤差小 ， 擴容比較方便 ， 易于管理和維護 ， 故障的檢測和隔離也很方便 。 缺點：中央結(jié) 點是整個網(wǎng)絡的瓶頸 ， 必須具有很高的可靠性 。 中央結(jié)點一旦 發(fā)生故障 ， 整個網(wǎng)絡就會癱瘓 。 另外 ， 每個結(jié)點都要和中央結(jié) 點相連 ， 需要耗費大量的電纜 。

26、 實際上大都是采用交換機來構(gòu) 建多級結(jié)構(gòu)的星形網(wǎng)絡 ， 形成擴展星形結(jié)構(gòu) 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 37 星形拓撲 返 回 圖 7-15 星形拓撲 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 38 樹形拓撲 樹形結(jié)構(gòu)是從總線型拓撲演變而來的 ， 在 樹形拓撲中 ， 任何一個結(jié)點發(fā)送信息后都要傳 送到根結(jié)點 ， 然后從根結(jié)點返回到整個網(wǎng)絡 ， 如圖 7-16所示 。 這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡在擴容和容錯方面都有很 大優(yōu)勢 ， 很容易將錯誤隔離在小范圍內(nèi)這種網(wǎng) 絡依賴根結(jié)點 ， 如果根結(jié)點出了故障 ， 整個網(wǎng) 絡將會癱瘓 。 目 錄 上一

27、頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 39 樹型拓撲 返 回 圖 7-16 樹形拓撲 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 40 網(wǎng)狀拓撲 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)由結(jié)點和連接結(jié)點的點到點鏈路 組成 ， 每個結(jié)點都有一條或幾條鏈路同其他結(jié) 點相連 ， 如圖 7-17所示 。 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)通常用于廣域網(wǎng)中 ， 優(yōu)點是結(jié)點間 路徑多 ， 局部的故障不會影響整個網(wǎng)絡的正常 工作 ， 可靠性高 ， 而且網(wǎng)絡擴充和主機入網(wǎng)比 較靈活 、 簡單 。 但這種網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)和協(xié)議比較 復雜 ， 建網(wǎng)成本高 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 41 網(wǎng)

28、狀拓撲 返 回 圖 7-17 網(wǎng)狀拓撲 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 42 有線網(wǎng)和無線網(wǎng) 有線網(wǎng)采用雙絞線 、 同軸電纜 、 光纖或電 話線作傳輸介質(zhì) 。 采用雙絞線和同軸電纜連成 的網(wǎng)絡經(jīng)濟且安裝簡便 ， 但傳輸距離相對較短 。 以光纖為介質(zhì)的網(wǎng)絡傳輸距離遠 ， 傳輸率高 ， 抗干擾能力強 ， 安全好用 ， 但成本稍高 。 無線網(wǎng)主要以無線電波或紅外線為傳輸介質(zhì) ， 聯(lián)網(wǎng)方式靈活方便 ， 但聯(lián)網(wǎng)費用稍高 ， 可靠性 和安全性還有待改進 。 另外 ， 還有衛(wèi)星數(shù)據(jù)通 信網(wǎng) ， 它是通過衛(wèi)星進行數(shù)據(jù)通信的 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機

29、文化基礎 2021/3/22 43 公用網(wǎng)和專用網(wǎng) 公用網(wǎng) （ Public Network） ， 是一種付費 網(wǎng)絡 ， 屬于經(jīng)營性網(wǎng)絡 ， 由商家建造并維護 ， 消費者付費使用 。 專用網(wǎng) （ Private Network） ， 是某個部門根 據(jù)本系統(tǒng)的特殊業(yè)務需要而建造的網(wǎng)絡 ， 這種 網(wǎng)絡一般不對外提供服務 。 例如軍隊 、 銀行 、 電力等系統(tǒng)的網(wǎng)絡就屬于專用網(wǎng) 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 44 7.2 計算機網(wǎng)絡的組成與拓撲結(jié)構(gòu) 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)一般可分為 網(wǎng)絡硬件 和 網(wǎng) 絡軟件 。 網(wǎng)絡硬件由 主體設備 、 連接設備 和 傳輸介

30、 質(zhì) 三部分組成 。 網(wǎng)絡軟件包括 網(wǎng)絡操作系統(tǒng) 、 網(wǎng)絡協(xié)議 和 應用軟件 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 45 7.2 計算機網(wǎng)絡的組成與拓撲結(jié)構(gòu) 7.2.1 網(wǎng)絡硬件 7.2.2 網(wǎng)絡軟件 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 46 7.2.1 網(wǎng)絡硬件 1. 網(wǎng)絡的主體設備 2. 網(wǎng)絡的連接設備 3. 網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì) 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 47 1. 網(wǎng)絡的主體設備 計算機網(wǎng)絡中的主體設備稱為主機 （ Host） ， 一般 可分為中心站 （ 又稱為服務器 ） 和工作站 （

31、 客戶機 ） 兩 類 。 服務器是為網(wǎng)絡提供共享資源的基本設備 ， 在其上 運行網(wǎng)絡操作系統(tǒng) ， 是網(wǎng)絡控制的核心 。 其工作速度 、 磁盤及內(nèi)存容量的指標要求都較高 ， 攜帶的外部設備多 且大都為高級設備 。 工作站是網(wǎng)絡用戶入網(wǎng)操作的節(jié)點 ， 有自己的操作 系統(tǒng) 。 用戶既可以通過運行工作站上的網(wǎng)絡軟件共享網(wǎng) 絡上的公共資源 ， 也可以不進入網(wǎng)絡 ， 單獨工作 。 用作 工作站的客戶機一般配置要求不是很高 ， 大多采用個人 微機并攜帶相應的外部設備 ， 如打印機 、 掃描儀 、 鼠標 等 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 48 2. 網(wǎng)絡的連接

32、設備 1. 網(wǎng)卡 2. 集線器 3. 中繼器 4. 網(wǎng)橋 5. 路由器 6. 交換機 7. 網(wǎng)關 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 49 網(wǎng)卡 網(wǎng)卡又叫網(wǎng)絡適配器（ NIC），是計算機網(wǎng) 絡中最重要的連接設備之一，如圖所示，一般插 在機器內(nèi)部的總線槽上，網(wǎng)線則接在網(wǎng)卡上。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 50 網(wǎng)卡的作用 提供固定的網(wǎng)絡地址 。 接收網(wǎng)線上傳來的數(shù)據(jù) ， 并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 本機可識別和處理的格式 ， 通過計算機總線傳 輸給本機 。 把本機要向網(wǎng)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按照一定的格 式轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡設備可處理的數(shù)

33、據(jù)形式 ， 通過網(wǎng) 線傳送到網(wǎng)上 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 51 網(wǎng)卡的分類 網(wǎng)卡的總線類型：目前的總線接口主要是 PCI型的 ， 在筆記本 電腦上需要使用 PCMCIA標準的網(wǎng)卡 。 作為一種新型的總線技術 ， USB也被應用到網(wǎng)卡中 。 網(wǎng)卡的速度：有 10M、 100M及 1000M的 ， 目前 10/100Mbps自 適應的網(wǎng)卡使用廣泛 ， 性價比最高 。 網(wǎng)卡的接口類型：網(wǎng)卡的接口類型有連接同軸電纜的 BNC接 口和連接雙絞線的 RJ45接口 。 目前 RJ45接口的網(wǎng)卡使用廣泛 。 網(wǎng)卡通常插入主機的主板擴展槽中 ， 應當斷電操

34、作 。 在安裝 網(wǎng)卡后 ， 往往還要進行協(xié)議的配置 。 比如運行 Windows系統(tǒng)的計 算機 ， 可給網(wǎng)卡配置 IPX/SPX協(xié)議和 NetBEUI協(xié)議 。 如果要連接 Internet， 必須配置 TCP/IP協(xié)議 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 52 集線器 集線器是計算機網(wǎng)絡中連接多臺計算機或其他 設備的連接設備 ， 其外觀如圖所示 。 集線器主要提供信號放大和中轉(zhuǎn)的功能 。 一個 Hub上往往有 4個 、 8個或更多的端口 ， 可使多個用 戶機通過雙絞線電纜與網(wǎng)絡設備相連 ， 形成帶集線 器的總線結(jié)構(gòu) （ 通過 Hub再連接成總線拓撲或

35、星形 拓撲 ） 。 Hub上的端口彼此相互獨立 ， 不會因某一端口 的故障影響其他用戶 。 集線器只包含物理層協(xié)議 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 53 集線器 集線器有多種： 按 帶 寬 的 不 同 可 分 為 10Mbps 、 100Mbps 和 10/100Mbps。 按照工作方式的不同 ， 可分為智能型和非智能型 。 按配置形式的不同 ， 可分為固定式 、 模塊式和堆 疊式 。 按端口數(shù)的不同 ， 可分為 4口 、 8口 、 12口 、 16口 、 24口和 32口等 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/

36、3/22 54 中繼器 中繼器的作用是為了放大電信號 ， 提供電 流以驅(qū)動長距離電纜 ， 增加信號的有效傳輸距 離 。 從本質(zhì)上看可以認為是一個放大器 ， 承擔 信號的放大和傳送任務 。 中繼器屬于物理層設備 ， 用中繼器可以連 接兩個局域網(wǎng)或延伸一個局域網(wǎng) ， 它連起來的 仍是一個網(wǎng)絡 ， 與集線器處于同一協(xié)議層次 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 55 網(wǎng)橋 網(wǎng)橋是網(wǎng)絡中的一種重要設備 ， 它通過連 接相互獨立的網(wǎng)段從而擴大網(wǎng)絡的最大傳輸距 離 。 網(wǎng)橋是一種工作在數(shù)據(jù)鏈路層的存儲 -轉(zhuǎn)發(fā) 設備 。 作為網(wǎng)段與網(wǎng)段之間的連接設備 ， 它實現(xiàn) 數(shù)

37、據(jù)包從一個網(wǎng)段到另一個網(wǎng)段的選擇性發(fā)送 ， 即只讓需要通過的數(shù)據(jù)包通過而將不必通過的 數(shù)據(jù)包過濾掉 ， 來平衡各網(wǎng)段之間的負載 ， 從 而實現(xiàn)網(wǎng)絡間數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定和高效 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 56 路由器 路由器屬于網(wǎng)間連接設備 ， 它能夠在復雜的網(wǎng) 絡環(huán)境中完成數(shù)據(jù)包的傳送工作 。 它能夠把數(shù)據(jù)包 按照一條最優(yōu)的路徑發(fā)送至目的網(wǎng)絡 。 路由器工作在網(wǎng)絡層 ， 并使用網(wǎng)絡層地址 （ 如 IP地址等 ） 。 路由器可以通過調(diào)制解調(diào)器與模擬線 路相連 ， 也可以通過通道服務單元 /數(shù)據(jù)服務單元 （ CSU/DSU） 與數(shù)字線路相連 。 路由

38、器比網(wǎng)橋功能更強 ， 網(wǎng)橋僅考慮了在不同 網(wǎng)段數(shù)據(jù)包的傳輸 ， 而路由器則在路由選擇 、 擁塞 控制 、 容錯性及網(wǎng)絡管理方面做了更多的工作 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 57 交換機 交換機發(fā)展迅猛 ， 基本取代了集線器和網(wǎng)橋 ， 并增 強了路由選擇功能 。 交換和路由的主要區(qū)別在于交換發(fā)生在 OSI參考模 型的數(shù)據(jù)鏈路層 ， 而路由發(fā)生在網(wǎng)絡層 。 交換機的主要 功能包括物理編址 、 錯誤校驗 、 幀序列以及流控制等 。 目前有些交換機還具有對虛擬局域網(wǎng) （ VLAN） 的支持 、 對鏈路匯聚的支持 ， 有的甚至具有防火墻功能 。 交換機

39、的外觀與 Hub相似 。 從應用領域來分 ， 交換機可分為局域網(wǎng)交換機和廣 域網(wǎng)交換機； 從應用規(guī)模來分 ， 交換機可分為企業(yè)級交換機 、 部 門級交換機和工作組級交換機 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 58 網(wǎng)關 網(wǎng)關又稱協(xié)議轉(zhuǎn)換器 ， 是軟件和硬件的結(jié)合產(chǎn)品 ， 主要用于連接不同結(jié)構(gòu)體系的網(wǎng)絡或用于局域網(wǎng)與主機 之間的連接 。 網(wǎng)關工作在 OSI模型的傳輸層或更高層 ， 在所有網(wǎng)絡互連設備中最為復雜 ， 可用軟件實現(xiàn) 。 網(wǎng)關 沒有通用產(chǎn)品 ， 必須是具體的某兩種網(wǎng)絡互連的網(wǎng)關 。 目前廣域網(wǎng)大多數(shù)采用 X.25公用數(shù)據(jù)網(wǎng) ， 為了能從 局域

40、網(wǎng)上訪問 X.25的資源 ， 就需要有一種設備把 X.25和 局域網(wǎng)的差別隱藏起來 。 中繼器 、 網(wǎng)橋或路由器都不足 以彌補這兩者間巨大的差異 ， 于是引入了網(wǎng)關 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 59 網(wǎng)關的另一種應用是在一些大型企業(yè)中 ， 這些 企業(yè)中昂貴的大型主機或小型機一般不支持諸如 NetWare IPX/SPX這樣的網(wǎng)絡協(xié)議 ， 直接將這 些主機聯(lián)入局域網(wǎng)是不可能的 ， 一種可行的做法 是用局域網(wǎng)上的一臺工作站作為網(wǎng)關來協(xié)調(diào)工作 站和主機間的通信 。 這樣 ， 局域網(wǎng)里的用戶通過 網(wǎng)關就能與這些大型主機或小型機通信 。 網(wǎng)關 目 錄

41、上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 60 3. 網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì) 傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡中連接收發(fā)雙方的物理通路 ， 也是通信中實際傳送信息的載體 。 通常 ， 評價一種傳輸介質(zhì)的性能指標主要包 括以下內(nèi)容： 傳輸距離：數(shù)據(jù)的最大傳輸距離 。 抗干擾性：傳輸介質(zhì)防止噪聲干擾的能力 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 61 帶寬：指信道所能傳送的信號的頻率寬度 ， 也就是可傳送信 號的最高頻率與最低頻率之差 。 信道的帶寬由傳輸介質(zhì) 、 接 口部件 、 傳輸協(xié)議以及傳輸信息的特性等因素所決定 。 它在 一定程度上體現(xiàn)了信道的傳輸性能 ，

42、是衡量傳輸系統(tǒng)的一個 重要指標 。 通常 ， 信道的帶寬大 ， 信道的容量也大 ， 其傳輸 速率相應也高 。 衰減性：信號在傳輸過程中會逐漸減弱 。 衰減越小 ， 不加放 大的傳輸距離就越長 。 性價比：性價比越高說明我們的投入越值 ， 對于降低網(wǎng)絡建 設的整體成本很重要 。 3. 網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì) 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 62 網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì) 根據(jù)傳輸介質(zhì)形態(tài)的不同 ， 我們可以把 傳輸介質(zhì)分為 有線傳輸介質(zhì) 和 無線傳輸介質(zhì) 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 63 網(wǎng)絡傳輸介質(zhì) 1. 有線傳輸介質(zhì) 有線

43、傳輸介質(zhì)指用來傳輸電或光信號的導線 或光纖 。 有線介質(zhì)技術成熟 ， 性能穩(wěn)定 ， 成本 較低 ， 是目前局域網(wǎng)中使用最多的介質(zhì) 。 有線 傳輸介質(zhì)主要有 雙絞線 、 同軸電纜 和 光纖 等 。 2. 無線傳輸 無線傳輸?shù)闹饕问接?無線電頻率通信 、 紅外 通信 、 微波通信 和 衛(wèi)星通信 等 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 64 雙絞線 雙絞線是把兩條相互絕緣的銅導線絞合在一起 。 采用 絞合的結(jié)構(gòu)是為了減少對相鄰導線的電磁干擾 。 根據(jù)單位長度上的絞合次數(shù)不同 ， 把雙絞線劃分為不 同規(guī)格 。 絞合次數(shù)越高 ， 抵消干擾的能力就越強 ， 制作成 本

44、也就越高 。 根據(jù)雙絞線外是否有屏蔽層又可分為屏蔽雙絞線和非 屏蔽雙絞線 ， 用的較多的是非屏蔽雙絞線 。 電氣工業(yè)協(xié)會 （ EIA） 將非屏蔽雙絞線又進行了分類 ， 主要有： 1類線 、 2類線 、 3類線 、 4類線 、 5類線 、 超 5類線 、 6類線 。 目前用 的比較廣泛的是超 5類線或 6類線 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 65 屏蔽雙絞線比非屏蔽雙絞線增加了一層金 屬絲網(wǎng) ， 這層絲網(wǎng)的主要作用是增強其抗干擾 性能 ， 同時可以在一定程度上改善帶寬特性 。 屏蔽雙絞線性能更好一些 ， 但價格稍高 。 雙絞線用于 10/100 M

45、bps局域網(wǎng)時 ， 使用距 離最大為 100米 。 由于價格較低 ， 因此被廣泛使 用 。 在局域網(wǎng)中常用四對雙絞線 ， 即四對絞合 線封裝在一根塑料保護軟管里 。 雙絞線 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 66 同軸電纜 同軸電纜有內(nèi)導體銅芯 、 絕緣層 、 網(wǎng)狀編織的外 導體屏蔽層以及塑料保護層組成 。 由于屏蔽層的作用 ， 同軸電纜有較好的抗干擾能力 。 通常按直徑和特性阻抗不同將同軸電纜分為粗纜 和細纜 。 粗纜直徑為 10 mm， 特性阻抗為 75， 使用 中經(jīng)常被頻分復用 ， 因此又被稱為寬帶同軸電纜 ， 是 有線電視 （ CATV） 中的標準傳輸

46、電纜 。 細纜直徑為 5 mm， 特性阻抗為 50， 經(jīng)常用來傳送沒有載波的基帶 信號 ， 因此又被稱為基帶同軸電纜 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 67 光纖 光纖是由非常透明的石英玻璃拉成細絲做成 的 ， 信號傳播利用了光的全反射原理 ， 當光從一 種高折射率介質(zhì)射向低折射率介質(zhì)時 ， 只要入射 角足夠大 ， 就會產(chǎn)生全反射 ， 這樣一來 ， 光就會 不斷在光纖中折射傳播下去 。 返 回 圖 7-9 光纜 圖 7-8 光導原理 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 68 光纖的優(yōu)點和缺點 優(yōu)點 ： （ 1） 帶寬

47、高 ， 目前可以達到 100 Mbps 2 Gbps。 （ 2） 傳輸損耗小 ， 中繼距離長 。 無中繼器的情況下 ， 多模光纖可傳輸幾公里 。 單模光纖傳輸距離更遠 ， 可 達幾十公里 。 （ 3） 無串音干擾 ， 且保密性好 。 （ 4） 抗干擾能力強 。 由于光纖中傳輸?shù)氖枪庑盘?， 所 以不但不受其他電磁信號的干擾 ， 也不會干擾其他通 信系統(tǒng) 。 （ 5） 體積小 ， 重量輕 。 缺點 ： 連接光纖需要專用設備 ， 成本較高 ， 并且安裝 、 連 接難度大 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 69 無線電頻率通信和紅外通信 1） 無線電頻率

48、通信 無線電頻率是指從 1kHz至 1GHz的電磁波譜 。 在 此頻段范圍中包括短波波段 、 超高頻波段 、 甚高頻波 段 。 無線電頻率通信中的擴展頻譜通信技術是當前無 線局域網(wǎng)的主流技術 。 2） 紅外通信 紅外通信是以紅外線作為傳輸載體的一種通信方式 。 它以紅外二極管或紅外激光管作為發(fā)射源 ， 以光電二 極管作為接收設備 。 紅外通信成本較低 ， 傳輸距離短 ， 具有直線傳輸 、 不能透射不透明物的特點 。 紅外線與 擴展頻譜技術已被國際電工無線電委員會選為無線局 域網(wǎng)的標準 ， 即 IEEE802.11標準 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/2

49、2 70 微波通信和衛(wèi)星通信 1） 微波通信 微波是沿直線傳播的 ， 收發(fā)雙方必須直視 ， 而 地球表面是一個曲面 ， 因此傳播距離受到限制 ， 一 般只有 50公里左右 。 若采用 100米高的天線塔 ， 則傳 播距離可增大到 100公里 。 為實現(xiàn)遠距離傳輸 ， 必須 設立若干中繼站 。 中繼站把收到的信號放大后再發(fā) 送到下一站 。 微波受到的干擾比短波通信小得多 ， 因而傳輸 質(zhì)量較高 。 另外微波有較高的帶寬 ， 通信容量較大 。 與遠距離通信電纜相比 ， 微波通信投資小 ， 可靠性 高 ， 但隱蔽性和保密性差 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/

50、22 71 2） 衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信以空間軌道中運行的人造衛(wèi)星作為中 繼站 ， 地球站作為終端站 ， 實現(xiàn)兩個或者多個 地球站之間的長距離大容量的區(qū)域性通信及至 全球通信 。 衛(wèi)星通信具有傳輸距離遠 、 覆蓋區(qū)域大 、 靈活 、 可靠 、 不受地理環(huán)境條件限制等獨特優(yōu)點 。 以 覆蓋面積來講 ， 一顆通信衛(wèi)星可覆蓋地球面積 的三分之一多；若在地球赤道上等距離放上三 顆衛(wèi)星 ， 就可以覆蓋整個地球 。 微波通信和衛(wèi)星通信 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 72 7.2.2 網(wǎng)絡軟件 網(wǎng)絡軟件是一種在網(wǎng)絡環(huán)境下使用和運行 或者控制和管理網(wǎng)絡工作的計算機軟件 。 根

51、據(jù)軟件的功能 ， 計算機網(wǎng)絡軟件可分為 網(wǎng)絡系統(tǒng)軟件 和 網(wǎng)絡應用軟件 兩大類 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 73 網(wǎng)絡系統(tǒng)軟件 網(wǎng)絡系統(tǒng)軟件是控制和管理網(wǎng)絡運行 、 提供網(wǎng) 絡通信 、 分配和管理共享資源的網(wǎng)絡軟件 ， 它包括 網(wǎng)絡操作系統(tǒng) 、 網(wǎng)絡協(xié)議軟件 、 通信控制軟件和管 理軟件等 。 網(wǎng) 絡 操 作 系 統(tǒng) （ NOS ， Network Operating system） 是指能夠?qū)钟蚓W(wǎng)范圍內(nèi)的資源進行統(tǒng)一調(diào) 度和管理的程序 ， 它是計算機網(wǎng)絡軟件的核心程序 ， 是網(wǎng)絡軟件系統(tǒng)的基礎 。 網(wǎng)絡協(xié)議軟件 （ 如 TCP/IP協(xié)議軟件 ）

52、是實現(xiàn)各 種網(wǎng)絡協(xié)議的軟件 ， 它是網(wǎng)絡軟件中最重要的核心 部分 ， 任何網(wǎng)絡軟件都要通過協(xié)議軟件才能發(fā)生作 用 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 74 網(wǎng)絡應用軟件 網(wǎng)絡應用軟件是指為某一個應用目的而開發(fā) 的網(wǎng)絡軟件 （ 如遠程教學軟件 、 電子圖書館軟 件 、 Internet信息服務軟件等 ） 。 網(wǎng)絡應用軟件 為用戶提供訪問網(wǎng)絡的手段 、 網(wǎng)絡服務 、 資源 共享和信息的傳輸 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 75 7.3 計算機網(wǎng)絡的協(xié)議與體系結(jié)構(gòu) 7.3.1 網(wǎng)絡協(xié)議 7.3.2 網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu) 返 回 目

53、錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 76 網(wǎng)絡協(xié)議 數(shù)據(jù)交換 、 資源共享是計算機網(wǎng)絡的最終 目的 。 要保證有條不紊地進行數(shù)據(jù)交換 ， 合理 地共享資源 ， 各個獨立的計算機系統(tǒng)之間必須 達成某種默契 ， 嚴格遵守事先約定好的一整套 通信規(guī)程 ， 包括嚴格規(guī)定要交換的數(shù)據(jù)格式 、 控制信息的格式和控制功能以及通信過程中事 件執(zhí)行的順序等 。 這些通信規(guī)程我們稱之為網(wǎng) 絡協(xié)議 （ Protocol） 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 77 網(wǎng)絡協(xié)議的三個要素 網(wǎng)絡協(xié)議主要由以下三個要素組成： （ 1） 語法 ， 即用戶數(shù)

54、據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或 格式 。 （ 2） 語義 ， 即需要發(fā)出何種控制信息 ， 以及 完成的動作與做出的響應 。 （ 3） 時序 ， 是對事件實現(xiàn)順序的詳細說明 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 78 協(xié)議分層 網(wǎng)絡協(xié)議對計算機網(wǎng)絡是不可缺少的 ， 一 個功能完備的計算機網(wǎng)絡需要制定一整套復雜 的協(xié)議集 。 對于結(jié)構(gòu)復雜的網(wǎng)絡協(xié)議來說 ， 最好的組 織方式是層次結(jié)構(gòu) ， 計算機網(wǎng)絡的協(xié)議就是分 層的 ， 層與層之間相對獨立 ， 各層完成特定的 功能 ， 每一層都為上一層提供某種服務 ， 最高 層為用戶提供諸如文件傳輸 、 電子郵件 、 打印 等網(wǎng)絡

55、服務 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 79 協(xié)議分層 協(xié)議分層的原因有以下幾點： （ 1） 分層有助于網(wǎng)絡的實現(xiàn)和維護 。 （ 2） 分層有助于技術發(fā)展 。 （ 3） 分層有助于網(wǎng)絡產(chǎn)品的生產(chǎn) 。 （ 4） 分層能促進標準化工作 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 80 網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu) 計算機網(wǎng)絡的協(xié)議是按照層次結(jié)構(gòu)模型來組織 的 ， 我們將網(wǎng)絡層次結(jié)構(gòu)模型與計算機網(wǎng)絡各層 協(xié)議的集合稱為網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)或參考模型 。 世界上第一個網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)是 IBM公司于 1974 年提出的 ， 命名為 “ 系統(tǒng)網(wǎng)絡體

56、系結(jié)構(gòu) SNA”。 在 此之后 ， 許多公司紛紛提出了各自的網(wǎng)絡體系結(jié) 構(gòu) ， 如 DEC公司的 “ 數(shù)字網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu) DNA”、 Honeywell公司的 “ 分布式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) DSA”等 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 81 這些網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的共同之處在于它們都采用 了分層技術 ， 但層次的劃分 、 功能的分配與采 用的技術術語均不相同 ， 結(jié)果導致了不同網(wǎng)絡 之間難以互連 。 1977年 ， 國際標準化組織提出了開放系統(tǒng)互連 參考模型 （ OSI， Open System Interconnection） 的概念 ， 1984年 10月正

57、式發(fā)布了整套 OSI國際 標準 。 網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu) 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 82 OSI參考模型 OSI參考模型將網(wǎng)絡的功能劃分為 7個層次： 物理層 、 數(shù) 據(jù)鏈路層 、 網(wǎng)絡層 、 傳輸層 、 會話層 、 表示層 和 應用層 。 如圖所示 。 返 回 主機 A 主機 B 表示層 會話層 應用層 傳輸層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 網(wǎng)絡層 表示層 會話層 應用層 傳輸層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 網(wǎng)絡層 應用層協(xié)議 表示層協(xié)議 會話層協(xié)議 傳輸層協(xié)議 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 網(wǎng)絡層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 網(wǎng)絡層 信息交換單位 M ess ag e ( 信息報文） M e

58、ss ag e M ess ag e M ess ag e Pack et （分組） Fr am e （幀） B its （二進制流） 傳輸介質(zhì) 路由器 路由器 傳輸介質(zhì) 圖 7-10 OSI參考模型 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 83 物理層 位于 OSI參考模型的最底層 ， 提供一個物理連接 ， 所傳數(shù)據(jù)的單位是比特 。 其功能是對上層屏蔽傳輸媒體的區(qū)別 ， 提供比特流 傳輸服務 。 也就是說 ， 有了物理層后 ， 數(shù)據(jù)鏈路層及 以上各層都不需要考慮使用的是什么傳輸媒體 ， 無論 是用雙絞線 、 光纖 ， 還是用微波 ， 都被看成是一個比 特流管道 。

59、 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 84 數(shù)據(jù)鏈路層 負責在各個相鄰節(jié)點間的線路上無差錯地傳送以幀 （ Frame） 為單位的數(shù)據(jù) 。 每一幀包括一定數(shù)量的數(shù) 據(jù)和一些必要的控制信息 。 其功能是對物理層傳輸?shù)谋忍亓鬟M行校驗 ， 并采用 檢錯重發(fā)等技術 ， 使本來可能出錯的數(shù)據(jù)鏈路變成不 出錯的數(shù)據(jù)鏈路 ， 從而對上層提供無差錯的數(shù)據(jù)傳輸 。 換句話說 ， 就是網(wǎng)絡層及以上各層不再需要考慮傳 輸中出錯的問題 ， 就可以認定下面是一條不出錯的數(shù) 據(jù)傳輸信道 ， 把數(shù)據(jù)交給數(shù)據(jù)鏈路層 ， 它就能完整無 誤地把數(shù)據(jù)傳給相鄰節(jié)點的數(shù)據(jù)鏈路層 。 返 回 目 錄

60、 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 85 網(wǎng)絡層 計算機網(wǎng)絡中進行通信的兩臺計算機之間 可能要經(jīng)過多個節(jié)點和鏈路 ， 也可能要經(jīng)過多個 通信子網(wǎng) ， 網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)的傳送單位是分組或包 （ Packet） ， 它的任務就是要選擇合適的路由 ， 使發(fā)送端的傳輸層傳下來的分組能夠正確無誤地 按照目的地址發(fā)送到接收端 ， 使傳輸層及以上各 層設計時不再需要考慮傳輸路由 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 86 傳輸層 在發(fā)送端和接收端之間建立一條不會出錯 的路由 ， 對上層提供可靠的報文傳輸服務 。 與數(shù)據(jù)鏈路層提供的相鄰節(jié)點間比特流

61、的 無差錯傳輸不同 ， 傳輸層保證的是發(fā)送端和接 收端之間的無差錯傳輸 ， 主要控制的是包的丟 失 、 錯序 、 重復等問題 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 87 會話層 會話層雖然不參與具體的數(shù)據(jù)傳輸 ， 但它 卻對數(shù)據(jù)傳輸進行管理 。 會話層建立在兩個互相通信的應用進程之 間 ， 組織并協(xié)調(diào)其交互 。 例如 ， 在半雙工通信 中 ， 確定在某段時間誰有權(quán)發(fā)送 ， 誰有權(quán)接收； 或當發(fā)生意外時 （ 如已建立的連接突然斷了 ） ， 確定在重新恢復會話時應從何處開始 ， 而不必 重傳全部數(shù)據(jù) 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基

62、礎 2021/3/22 88 表示層 表示層主要為上層用戶解決用戶信息的 語法表示問題 ， 其主要功能是完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 、 數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)加密 。 表示層將欲交換的資料從適合于某一用 戶的抽象語法變換為適合于 OSI系統(tǒng)內(nèi)部使用 的傳送語法 。 有了這樣的表示層 ， 用戶就可 以把精力集中在他們所要交談的問題本身 ， 而不必更多地考慮對方的某些特性 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 89 應用層 應用層是 OSI參考模型中的最高層 。 應用層 確定進程之間的通信性質(zhì)以滿足用戶的需要 ， 負 責用戶信息的語義表示 ， 并在兩個通信者之間進 行語義匹配

63、。 這就是說 ， 應用層不僅要提供應用 進程所需要的信息交換等操作 ， 而且還要作為互 相作用的進程的用戶代理 ， 來完成一些為進行語 義上有意義的信息交換所必需的功能 。 返 回 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 90 OSI模型各層主要功能的歸納總結(jié) 應用層：與用戶應用進程的接口 ， 即相當于 “ 做什么 ?” 表示層：數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換 ， 即相當于 “ 對方看起來像什么 ?” 會話層：會話的管理與數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?， 即相當于 “ 輪到誰 講話和從何處講 ?” 傳輸層：從端到端經(jīng)網(wǎng)絡透明地傳送報文 ， 即相當于 “ 對方 在何處 ?” 網(wǎng)絡層：分組交換和路由

64、選擇 ， 即相當于 “ 走哪條路可到達 該處 ?” 數(shù)據(jù)鏈路層：在鏈路上無差錯的傳送幀 ， 即相當于 “ 每一步 該怎么走 ?” 物理層：將比特流送到物理媒體上傳送 ， 即相當于 “ 對上一 層的每一步應該怎樣利用物理媒體 ?” 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 91 OSI模型各層主要功能的歸納總結(jié) OSI參考模型的網(wǎng)絡功能可分為三組 ， 下 兩層解決網(wǎng)絡信道問題 ， 第三 、 四層解決傳輸 服務問題 ， 上三層處理應用進程的訪問 ， 解決 應用進程通信問題 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 92 TCP/IP參考模型

65、TCP/IP協(xié)議是 1974年由 Vinton Cerf和 Robert Kahn開發(fā)的 ， 隨著 Internet的飛速發(fā)展 ， TCP/IP協(xié) 議現(xiàn)已成為事實上的國際標準 。 TCP/IP協(xié)議實際上 是一組協(xié)議 ， 是一個完整的體系結(jié)構(gòu) 。 如圖所示 。 返 回 圖 7-11 TCP/IP參考模型及各層對應的協(xié)議 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 93 OSI參考模型與 TCP/IP參考模型的比較 TCP/IP參考模型中沒有數(shù)據(jù)鏈路層和物理層 ， 只有網(wǎng)絡與 數(shù)據(jù)鏈路層的接口 ， 可以使用各種現(xiàn)有的鏈路層 、 物理層協(xié)議 。 TCP/IP模型的網(wǎng)際層 （

66、也稱互聯(lián)層 ） 對應于 OSI模型的網(wǎng) 絡層 ， 包括 IP（ 網(wǎng)際協(xié)議 ） 、 ICMP（ 網(wǎng)際控制報文協(xié)議 ） 、 IGMP（ 網(wǎng)際組報文協(xié)議 ） 以及 ARP（ 地址解析協(xié)議 ） ， 這些協(xié) 議處理信息的路由以及主機地址解析 。 傳輸層對應于 OSI模型的傳輸層 ， 包括 TCP（ 傳輸控制協(xié)議 ） 和 UDP（ 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 ） ， 這些協(xié)議負責提供流控制 、 錯誤 校驗和排序服務 ， 完成源到目標間的傳輸任務 。 應用層對應于 OSI模型的應用層 、 表示層和會話層 ， 它包括 了所有的高層協(xié)議 ， 并且不斷有新的協(xié)議加入 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 計算機文化基礎 2021/3/22 94 常用的應用層協(xié)議 （ 1） 超文本傳輸協(xié)議 HTTP， 用來傳遞制作的網(wǎng)頁文 件 。 （ 2） 文件傳輸協(xié)議 FTP， 用于實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中交互式文 件傳輸功能 。 （ 3） 電子郵件協(xié)議 SMTP， 用于實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中電子郵 件傳送功能 。 （ 4） 網(wǎng)絡終端協(xié)議 TELNET， 用于實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中遠程 登錄功能 。 （ 5） 域名服務 DNS， 用于實現(xiàn)網(wǎng)絡設備名字到 IP地址 的