1、計算機網絡技術計算機網絡技術項目教程項目教程主要內容主要內容工作單元工作單元1認識計算機網絡與繪制網絡拓撲結構圖認識計算機網絡與繪制網絡拓撲結構圖工作單元工作單元2組建雙機互聯網絡組建雙機互聯網絡工作單元工作單元3組建小型辦公網絡組建小型辦公網絡工作單元工作單元4組建小型無線網絡組建小型無線網絡工作單元工作單元5實現網際互聯實現網際互聯工作單元工作單元6接入接入Internet工作單元工作單元7網絡應用網絡應用工作單元工作單元8網絡管理與安全網絡管理與安全工作單元工作單元9網絡運行維護網絡運行維護工作單元工作單元10網絡機房環境管理網絡機房環境管理拓展單元拓展單元11使用虛擬軟件模擬網絡環境使

2、用虛擬軟件模擬網絡環境工作單元工作單元1認識計算機網絡與繪制認識計算機網絡與繪制網絡拓撲結構圖網絡拓撲結構圖 計算機網絡技術是計算機技術與通信技術的相互融計算機網絡技術是計算機技術與通信技術的相互融合的產物，是計算機應用中一個空前活躍的領域，人們合的產物，是計算機應用中一個空前活躍的領域，人們可以借助計算機網絡實現信息的交換和共享。如今，計可以借助計算機網絡實現信息的交換和共享。如今，計算機網絡技術已經深入到人們日常工作、生活的每個角算機網絡技術已經深入到人們日常工作、生活的每個角落。本單元的主要目標是認識數據通信系統和計算機網落。本單元的主要目標是認識數據通信系統和計算機網絡，認識常見的網絡

3、設備和傳輸介質，了解計算機網絡絡，認識常見的網絡設備和傳輸介質，了解計算機網絡的基本結構，能夠利用相關軟件繪制網絡拓撲結構圖。的基本結構，能夠利用相關軟件繪制網絡拓撲結構圖。 本單元主要內本單元主要內容容任務任務1.1認識數據通信系統認識數據通信系統 任務任務1.2初識計算機網絡初識計算機網絡任務任務1.3認識常用的網絡設備認識常用的網絡設備 任務任務1.4認識常用的傳輸介質認識常用的傳輸介質 任務任務1.5繪制網絡拓撲結構圖繪制網絡拓撲結構圖 任務任務1.6樹立計算機網絡從業者應具備的職業道德樹立計算機網絡從業者應具備的職業道德觀念觀念習題習題1 任務任務1.1認識數據通信系統認識數據通信系

4、統 【任務目的】【任務目的】（1）了解數據通信系統的基本模型。）了解數據通信系統的基本模型。（2）了解基本數據傳輸技術。）了解基本數據傳輸技術。【工作環境與條件】【工作環境與條件】（1）已經聯網并能正常運行的計算機網絡。）已經聯網并能正常運行的計算機網絡。（2）已經聯網并能正常運行的有線廣播、電話、）已經聯網并能正常運行的有線廣播、電話、有線電視或其他數據通信系統。有線電視或其他數據通信系統。【相關知識】【相關知識】 數據通信是一門獨立的學科，它涉及的范圍很廣，它的數據通信是一門獨立的學科，它涉及的范圍很廣，它的任務就是利用通信媒體傳輸信息。信息就是知識，數據是信任務就是利用通信媒體傳輸信息。

5、信息就是知識，數據是信息的表現形式，信息是數據的內容。數據通信就是通過傳輸息的表現形式，信息是數據的內容。數據通信就是通過傳輸介質，采用網絡、通信技術來使信息數據化以及傳輸它。計介質，采用網絡、通信技術來使信息數據化以及傳輸它。計算機使用算機使用0和和1（即比特）數字信號表示數據，計算機網絡中（即比特）數字信號表示數據，計算機網絡中的信息通信與共享因為這一臺計算機中的比特信號要通過網的信息通信與共享因為這一臺計算機中的比特信號要通過網絡傳送到另一臺計算機中去被處理或使用，從物理上講，通絡傳送到另一臺計算機中去被處理或使用，從物理上講，通信系統只使用傳輸介質傳輸電流、無線電波或光信號。信系統只使

6、用傳輸介質傳輸電流、無線電波或光信號。 1.1.1數據通信系統數據通信系統 通信的目的就是傳遞信息，通信中產生和發送信息的一通信的目的就是傳遞信息，通信中產生和發送信息的一端叫做信源，接收信息的一端叫做信宿，信源和信宿之間的端叫做信源，接收信息的一端叫做信宿，信源和信宿之間的通信線路稱為信道。通信線路稱為信道。 1. 數據與信號數據與信號信息一般用數據和信號表示。數據有模擬數據和數字數信息一般用數據和信號表示。數據有模擬數據和數字數據兩種形式。模擬數據是在一定時間間隔內，連續變化的數據兩種形式。模擬數據是在一定時間間隔內，連續變化的數據。數字數據是表現為離散量的數據，只能取有限個數值。據。數字

7、數據是表現為離散量的數據，只能取有限個數值。在計算機中一般采用二進制形式，只有在計算機中一般采用二進制形式，只有“0”和和“1”兩個數值。兩個數值。在通信系統中，數據需要轉換為信號的形式從一點傳到在通信系統中，數據需要轉換為信號的形式從一點傳到另一點。信號有模擬信號和數字信號兩種基本形式。用數字另一點。信號有模擬信號和數字信號兩種基本形式。用數字信號進行的傳輸稱為數字傳輸，用模擬信號進行的傳輸稱為信號進行的傳輸稱為數字傳輸，用模擬信號進行的傳輸稱為模擬傳輸。模擬傳輸。 2. 信道信道信道是信號傳輸的通道，主要包括通信設備和傳輸介信道是信號傳輸的通道，主要包括通信設備和傳輸介質。傳輸介質可以是有

8、形介質（如電纜、光纖）或無形介質。傳輸介質可以是有形介質（如電纜、光纖）或無形介質（如傳輸電磁波的空間）。信道有物理信道和邏輯信道質（如傳輸電磁波的空間）。信道有物理信道和邏輯信道之分。物理信道是指用來傳送信號的一種物理通路，由傳之分。物理信道是指用來傳送信號的一種物理通路，由傳輸介質及有關設備組成。邏輯信道在信號的發送端和接收輸介質及有關設備組成。邏輯信道在信號的發送端和接收端之間并不存在一條物理上的傳輸介質，而是在物理信道端之間并不存在一條物理上的傳輸介質，而是在物理信道的基礎上，通過節點設備內部的連接來實現的。的基礎上，通過節點設備內部的連接來實現的。信道可以按多種不同的方法分類，如按照

9、傳輸介質來信道可以按多種不同的方法分類，如按照傳輸介質來分，信道可分為有線信道和無線信道；按照傳輸信號的種分，信道可分為有線信道和無線信道；按照傳輸信號的種類，信道可分為模擬信道和數字信道；按照使用權限又可類，信道可分為模擬信道和數字信道；按照使用權限又可分為專用信道和公用信道等。分為專用信道和公用信道等。3. 主要技術指標主要技術指標主要體現在數據傳輸的質量和數量兩方面。質量指信息主要體現在數據傳輸的質量和數量兩方面。質量指信息傳輸的可靠性，一般用誤碼率來衡量。而數量指標包括兩個，傳輸的可靠性，一般用誤碼率來衡量。而數量指標包括兩個，一個是信道的傳輸能力，用信道容量來表示；另一方面指信一個是

10、信道的傳輸能力，用信道容量來表示；另一方面指信道上傳輸信息的速度，相應的指標是數據傳輸速率。道上傳輸信息的速度，相應的指標是數據傳輸速率。（1）數據傳輸速率）數據傳輸速率數據傳輸速率是描述數據傳輸系統的重要技術指標之一。數據傳輸速率是描述數據傳輸系統的重要技術指標之一。數據傳輸速率在數值上等于每秒鐘傳輸所構成數據代碼的二數據傳輸速率在數值上等于每秒鐘傳輸所構成數據代碼的二進制比特數，單位為比特進制比特數，單位為比特/秒（秒（bit/second）記做）記做b/s。對于。對于二進制數據，數據傳輸速率為：二進制數據，數據傳輸速率為：S = 1/t（b/s） （2）帶寬）帶寬帶寬是指頻率范圍，即最高

11、頻率與最低頻率的差值，帶寬是指頻率范圍，即最高頻率與最低頻率的差值，其單位是赫茲（其單位是赫茲（Hz）。在計算機網絡中能夠遇到的帶寬包）。在計算機網絡中能夠遇到的帶寬包括信號的帶寬和信道的帶寬。任何一個實際傳輸的信號都括信號的帶寬和信道的帶寬。任何一個實際傳輸的信號都可以分解成一系列不同頻率、不同幅度的正弦信號，其中可以分解成一系列不同頻率、不同幅度的正弦信號，其中具有較大能量比率的正弦信號最高頻率與最低頻率的差值，具有較大能量比率的正弦信號最高頻率與最低頻率的差值，就是信號的帶寬。就是信號的帶寬。信道的帶寬是指能夠通過信道的正弦信號的頻率范圍，信道的帶寬是指能夠通過信道的正弦信號的頻率范圍，

12、即信道可傳送的正弦信號的最高頻率與最低頻率之差。即信道可傳送的正弦信號的最高頻率與最低頻率之差。 （3）信道容量）信道容量 信道是傳輸信息的通道，具有一定的容量。信道容量信道是傳輸信息的通道，具有一定的容量。信道容量指信道能傳輸信息的最大能力，用單位時間內可傳送的最指信道能傳輸信息的最大能力，用單位時間內可傳送的最大比特率表示，它決定于信道的帶寬、可使用的時間及能大比特率表示，它決定于信道的帶寬、可使用的時間及能通過的信道功率與干擾功率的比值。根據奈奎斯特取樣定通過的信道功率與干擾功率的比值。根據奈奎斯特取樣定理，可以認為當信道的帶寬為理，可以認為當信道的帶寬為F時，在時，在T秒內信道最多可傳

13、秒內信道最多可傳送送2FT個信息符號。信道容量和信號傳輸速率之間應滿足個信息符號。信道容量和信號傳輸速率之間應滿足以下關系，即信道容量傳輸速率，如果高傳輸速率的信以下關系，即信道容量傳輸速率，如果高傳輸速率的信號在低容量信道上傳輸。其實際傳輸速率會受到信道容量號在低容量信道上傳輸。其實際傳輸速率會受到信道容量的限制，難以達到原有的指標。的限制，難以達到原有的指標。 （4）誤碼率）誤碼率 在有噪聲的信道中，數據速率的增加意味著傳輸中出在有噪聲的信道中，數據速率的增加意味著傳輸中出現差錯的概率增加。誤碼率是用來表示傳輸二進制位時出現差錯的概率增加。誤碼率是用來表示傳輸二進制位時出現差錯的概率。誤碼

14、率近似等于被傳錯的二進制位數與所現差錯的概率。誤碼率近似等于被傳錯的二進制位數與所傳送的二進制總位數的比值。在計算機網絡通信系統中，傳送的二進制總位數的比值。在計算機網絡通信系統中，要求誤碼率低于要求誤碼率低于10-9。差錯的出現具有隨機性，在實際測。差錯的出現具有隨機性，在實際測量數據傳輸系統時，被測量的傳輸二進制位數越大，才會量數據傳輸系統時，被測量的傳輸二進制位數越大，才會越接近于真正的誤碼率值。在誤碼率高于規定值時，可以越接近于真正的誤碼率值。在誤碼率高于規定值時，可以用差錯控制的方法進行檢查和糾正。用差錯控制的方法進行檢查和糾正。 1.1.2數據的傳輸方式數據的傳輸方式 （1）單工通

15、信方式）單工通信方式在單工通信方式中，數據信息只能向一個方向傳輸，任在單工通信方式中，數據信息只能向一個方向傳輸，任何時候都不能改變數據的傳送方向。如圖何時候都不能改變數據的傳送方向。如圖1-3所示，其中所示，其中A端端只能作為發射端發送資料，只能作為發射端發送資料，B端只能作為接收端接收資料。端只能作為接收端接收資料。為使雙方能單工通信，還需一根線路用于控制。為使雙方能單工通信，還需一根線路用于控制。（2）半雙工通信方式）半雙工通信方式在半雙工通信方式中，數據信息可以雙向傳送，但必在半雙工通信方式中，數據信息可以雙向傳送，但必須是交替進行，同一時刻一個信道只允許單方向傳送。如須是交替進行，同

16、一時刻一個信道只允許單方向傳送。如圖圖1-4所示，其中所示，其中A端和端和B端都具有發送和接收裝置，但傳端都具有發送和接收裝置，但傳輸線路只有一條，若想改變信息的傳送方向，需由開關進輸線路只有一條，若想改變信息的傳送方向，需由開關進行切換。行切換。 （3）全雙工通信方式）全雙工通信方式 全雙工通信能在兩個方向上同時發送和接收信息，如全雙工通信能在兩個方向上同時發送和接收信息，如圖圖1-5所示，它相當于把兩個相反方向的單工通信方式組合所示，它相當于把兩個相反方向的單工通信方式組合起來，因此一般采用四線制。起來，因此一般采用四線制。 1.1.3數據傳輸技術數據傳輸技術 （1）基帶傳輸）基帶傳輸在數

17、據通信中，電信號所固有的基本頻率叫基本頻帶，在數據通信中，電信號所固有的基本頻率叫基本頻帶，簡稱為基帶。這種電信號就叫做基帶信號。在數字通信信道簡稱為基帶。這種電信號就叫做基帶信號。在數字通信信道上，直接傳送基帶信號的方法稱為基帶傳輸。上，直接傳送基帶信號的方法稱為基帶傳輸。 基帶傳輸只能延伸有限的距離，一般不大于基帶傳輸只能延伸有限的距離，一般不大于2.5km，當，當超過上述距離時，需要加中繼器，將信號放大和再生，以延超過上述距離時，需要加中繼器，將信號放大和再生，以延長傳輸距離。基帶傳輸簡單、設備費用少、經濟，適用于傳長傳輸距離。基帶傳輸簡單、設備費用少、經濟，適用于傳輸距離不長的場合，特

18、別適用于在短距離網絡中使用。輸距離不長的場合，特別適用于在短距離網絡中使用。 （2）頻帶傳輸）頻帶傳輸頻帶傳輸技術就是利用調制器把二進制信號調制成能頻帶傳輸技術就是利用調制器把二進制信號調制成能在公共電話線上傳輸的音頻信號，將音頻信號在傳輸介質在公共電話線上傳輸的音頻信號，將音頻信號在傳輸介質中傳送到接收端后，再經過解調器的解調，把音頻信號還中傳送到接收端后，再經過解調器的解調，把音頻信號還原成二進制的電信號。原成二進制的電信號。頻帶傳輸用于語音通信的電話交換網技術成熟，造價頻帶傳輸用于語音通信的電話交換網技術成熟，造價較低，而且能夠實現多任務的目的，從而提高了通信線路較低，而且能夠實現多任務

19、的目的，從而提高了通信線路的利用率。但其缺點是數據傳輸速率和系統效率較低。的利用率。但其缺點是數據傳輸速率和系統效率較低。（3）寬帶傳輸）寬帶傳輸寬帶系統是指具有比原有話音信道帶寬更寬的信道。寬帶系統是指具有比原有話音信道帶寬更寬的信道。寬帶傳輸系統可以進行高速的數據傳輸，并且允許在同一寬帶傳輸系統可以進行高速的數據傳輸，并且允許在同一信道上進行數字信息和模擬信息服務。信道上進行數字信息和模擬信息服務。 1.1.4數據編碼技術數據編碼技術 在數據通信中，編碼的作用是用信號來表示數據。計算在數據通信中，編碼的作用是用信號來表示數據。計算機中的數據是以離散的二進制比特方式表示的數字數據。計機中的數

20、據是以離散的二進制比特方式表示的數字數據。計算機數據在計算機網絡中傳輸，通信信道無外乎數字信道和算機數據在計算機網絡中傳輸，通信信道無外乎數字信道和模擬信道兩種類型，計算機數據在不同的信道中傳輸要采用模擬信道兩種類型，計算機數據在不同的信道中傳輸要采用不同的信號編碼方式。也就是說，在模擬信道中傳輸時，要不同的信號編碼方式。也就是說，在模擬信道中傳輸時，要將數據轉換為適于模擬信道傳輸的模擬信號；在數字信道中將數據轉換為適于模擬信道傳輸的模擬信號；在數字信道中傳輸時，又要將數據轉換為適于數字信道傳輸的數字信號。傳輸時，又要將數據轉換為適于數字信道傳輸的數字信號。 1. 數字數據的數字信號編碼數字數

21、據的數字信號編碼用數字信號表示數字數據，即用直流電壓或電流波形的用數字信號表示數字數據，即用直流電壓或電流波形的脈沖序列來表示數字數據的脈沖序列來表示數字數據的“0”和和“1”，就是數字數據的數，就是數字數據的數字信號編碼。常用的編碼方法有以下幾種：字信號編碼。常用的編碼方法有以下幾種：（1）不歸零編碼）不歸零編碼NRZ不歸零編碼用無電壓表示二進制不歸零編碼用無電壓表示二進制“0”，用恒定的正電壓，用恒定的正電壓表示二進制表示二進制“1”，如圖，如圖1-7所示。不歸零編碼是效率最高的所示。不歸零編碼是效率最高的編碼，但如果重復發送編碼，但如果重復發送“1”，勢必要連續發送正電壓，如果，勢必要連

22、續發送正電壓，如果重復發送重復發送“0”，勢必要連續不送電壓，這樣會使某一位碼元，勢必要連續不送電壓，這樣會使某一位碼元與其下一位碼元之間沒有間隙，不易區分識別，因此存在發與其下一位碼元之間沒有間隙，不易區分識別，因此存在發送方和接收方的同步問題。送方和接收方的同步問題。 （2）曼徹斯特編碼）曼徹斯特編碼在曼徹斯特編碼中，每一位的中間均有一個跳變，這個在曼徹斯特編碼中，每一位的中間均有一個跳變，這個跳變既作為數據信號，也作為時鐘信號。電壓從高到低的跳跳變既作為數據信號，也作為時鐘信號。電壓從高到低的跳變表示二進制變表示二進制“1”，從低到高的跳變表示二進制，從低到高的跳變表示二進制“0”。（3

23、）差分曼徹斯特編碼）差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼是差分曼徹斯特編碼是對曼徹斯特編碼的改進，對曼徹斯特編碼的改進，每位中間的跳變僅作同步每位中間的跳變僅作同步之用，每位的值根據其開之用，每位的值根據其開始邊界是否發生跳變來決始邊界是否發生跳變來決定。每位的開始無跳變表定。每位的開始無跳變表示二進制示二進制“1”，有跳變表，有跳變表示二進制示二進制“0”。 2. 數字數據的模擬信號編碼數字數據的模擬信號編碼要在模擬信道上傳輸數字數據，首先數字信號要對相應要在模擬信道上傳輸數字數據，首先數字信號要對相應的模擬信號進行調制，即用模擬信號作為載波運載要傳送的的模擬信號進行調制，即用模擬信號作為載波運

24、載要傳送的數字數據。載波信號可以表示為正弦波形式：數字數據。載波信號可以表示為正弦波形式：（1）幅度調制）幅度調制ASK幅度調制即載波的振幅隨著數字信號的變化而變化。例幅度調制即載波的振幅隨著數字信號的變化而變化。例如二進制如二進制“1”用有載波輸出表示，即載波振幅為原始振幅；用有載波輸出表示，即載波振幅為原始振幅；二進制二進制“0”用無載波輸出來表示，即載波振幅為零。用無載波輸出來表示，即載波振幅為零。（2）頻率調制）頻率調制FSK頻率調制即載波的頻率隨著數字信號的變化而變化。例頻率調制即載波的頻率隨著數字信號的變化而變化。例如，二進制如，二進制“1”用載波頻率用載波頻率f1來表示；二進制來

25、表示；二進制“0”用另一用另一載波頻率載波頻率f2來表示。來表示。 （3）相位調制）相位調制PSK相位調制即載波的相位調制即載波的初始相位隨著數字信號初始相位隨著數字信號的變化而變化。例如，的變化而變化。例如，用用180相位（反相）相位（反相）的載波來表示二進制的載波來表示二進制“1”；用；用0相位（正相位（正相）的載波來表示二進相）的載波來表示二進制制“0” 。1.1.5多路復用技術多路復用技術 多路復用就是在單一的通信線路上，同時傳輸多個不同多路復用就是在單一的通信線路上，同時傳輸多個不同來源的信息。從不同發送端發出的信號來源的信息。從不同發送端發出的信號S1，S2，Sn，先，先由復合器復

26、合為一個信號，再通過單一信道傳輸至接收端。由復合器復合為一個信號，再通過單一信道傳輸至接收端。接收前先由分離器分出各個信號，再被各接收端接收。可見，接收前先由分離器分出各個信號，再被各接收端接收。可見，多路復用需要經復合、傳輸、分離三個過程。多路復用需要經復合、傳輸、分離三個過程。 （1）頻分多路復用）頻分多路復用FDM頻分復用是把線路或空間的頻帶資源分成多個頻段，將頻分復用是把線路或空間的頻帶資源分成多個頻段，將其分別分配給多個用戶，每個用戶終端通過分配給它的子頻其分別分配給多個用戶，每個用戶終端通過分配給它的子頻段傳輸。各個頻段都有一定的帶寬，稱之為邏輯信道。為了段傳輸。各個頻段都有一定的

27、帶寬，稱之為邏輯信道。為了防止相鄰信道信號頻率覆蓋造成的干擾，而相鄰兩個信號的防止相鄰信道信號頻率覆蓋造成的干擾，而相鄰兩個信號的頻率段之間設立一定的頻率段之間設立一定的“保護保護”帶，保護帶對應的頻率未被帶，保護帶對應的頻率未被使用，以保證各個頻帶互相隔離不會交疊。使用，以保證各個頻帶互相隔離不會交疊。 （2）時分多路復用）時分多路復用TDM時分多路復用是將傳輸信號的時間進行分割，使不同的時分多路復用是將傳輸信號的時間進行分割，使不同的信號在不同時間內傳送，即將整個傳輸時間分為許多時間間信號在不同時間內傳送，即將整個傳輸時間分為許多時間間隔（稱為時隙、時間片），每個時間片被一路信號占用。隔（

28、稱為時隙、時間片），每個時間片被一路信號占用。l同步時分復用同步時分復用同步時分復用采用固定時間片分配方式，即將傳輸信號同步時分復用采用固定時間片分配方式，即將傳輸信號的時間按特定長度連續地劃分成特定時間段，再將每一時間的時間按特定長度連續地劃分成特定時間段，再將每一時間段劃分成等長度的多個時間片，各路數字信號在每一時間段段劃分成等長度的多個時間片，各路數字信號在每一時間段都順序分配到一個時間片。都順序分配到一個時間片。 l異步時分多路復用異步時分多路復用異步時分復用技術能動態地按需分配時間片，避免每個異步時分復用技術能動態地按需分配時間片，避免每個時間段中出現空閑時間片。也就是只有某一路用戶

29、有數據要時間段中出現空閑時間片。也就是只有某一路用戶有數據要發送時才把時間片分配給它。當用戶暫停發送數據時不給它發送時才把時間片分配給它。當用戶暫停發送數據時不給它分配線路資源。所以每個用戶的傳輸速率可以高于平均速率分配線路資源。所以每個用戶的傳輸速率可以高于平均速率（即通過多占時間片），最高可達到線路總的傳輸能力（即（即通過多占時間片），最高可達到線路總的傳輸能力（即占有所有的時間片）。占有所有的時間片）。 （3）波分多路復用）波分多路復用WDM波分多路復用利用了光具有不同的波長的特征，實際上波分多路復用利用了光具有不同的波長的特征，實際上就是光的頻分復用。光的波分多路復用是利用波分復用設備

30、就是光的頻分復用。光的波分多路復用是利用波分復用設備將不同信道的信號調制成不同波長的光，并復用到光纖信道將不同信道的信號調制成不同波長的光，并復用到光纖信道上，由于波長不同，所以各路光信號互不干擾，在接收方，上，由于波長不同，所以各路光信號互不干擾，在接收方，采用波分設備將各路波長的光分解出來。采用波分設備將各路波長的光分解出來。 （4）碼分多路復用）碼分多路復用CDM碼分多路復用也是一種共享信道的方法，每個用戶可在碼分多路復用也是一種共享信道的方法，每個用戶可在同一時間使用同樣的頻帶進行通信同一時間使用同樣的頻帶進行通信,但使用的是基于碼型的分但使用的是基于碼型的分割信道的方法，即每個用戶分

31、配一個地址碼，各個碼型互不割信道的方法，即每個用戶分配一個地址碼，各個碼型互不重又疊，通信各方之間不會相互干擾，且抗干擾能力強。重又疊，通信各方之間不會相互干擾，且抗干擾能力強。碼分多路復用技術主要用于無線通信系統，特別是移動碼分多路復用技術主要用于無線通信系統，特別是移動通信系統，它不僅可以提高通信的話音質量和數據傳輸的可通信系統，它不僅可以提高通信的話音質量和數據傳輸的可靠性以及減少干擾對通信的影響，而且增大了通信系統的容靠性以及減少干擾對通信的影響，而且增大了通信系統的容量量 。 1.1.6異步傳輸和同步傳輸異步傳輸和同步傳輸 （1）異步傳輸）異步傳輸異步傳輸方式指收發兩端各自有相互獨立

32、的位定時時鐘，異步傳輸方式指收發兩端各自有相互獨立的位定時時鐘，數據的傳輸速率是雙方約定的，收方利用數據本身來進行同數據的傳輸速率是雙方約定的，收方利用數據本身來進行同步的傳輸方式，一般是起止式同步方式。這種方式以字（一步的傳輸方式，一般是起止式同步方式。這種方式以字（一般為般為8比特）為單位進行傳送，在需傳送的字符前設置比特）為單位進行傳送，在需傳送的字符前設置1比特比特的零電平作為起始位，預告待傳送字符即將開始；同時在字的零電平作為起始位，預告待傳送字符即將開始；同時在字符之后，設置符之后，設置12比特高電平作為終止位，以表示該字符傳比特高電平作為終止位，以表示該字符傳送結束。該終止位的電

33、平也表示平時不進行通信的狀態（即送結束。該終止位的電平也表示平時不進行通信的狀態（即處于處于“閑閑”時狀態。在異步方式中，不傳送字符時，并不要時狀態。在異步方式中，不傳送字符時，并不要求收發時鐘求收發時鐘“同步同步”，但在傳送字符時，要求收發時鐘在每，但在傳送字符時，要求收發時鐘在每一字符中的每一位上一字符中的每一位上“同步同步”。 （2）同步傳輸）同步傳輸同步傳輸方式是相對于異步傳輸方式的，是針對時鐘的同步傳輸方式是相對于異步傳輸方式的，是針對時鐘的同步，即指收發雙方采用了統一時鐘的傳輸方式。至于統一同步，即指收發雙方采用了統一時鐘的傳輸方式。至于統一時鐘信號的來源，或是雙方有一條時鐘信號的

34、信道，或是利時鐘信號的來源，或是雙方有一條時鐘信號的信道，或是利用獨立同步信號來提取時鐘。用獨立同步信號來提取時鐘。同步傳輸是以數據塊為單位的數據傳輸。每個數據塊的同步傳輸是以數據塊為單位的數據傳輸。每個數據塊的頭部和尾部都要附加一個特殊的字符或比特序列，標記一個頭部和尾部都要附加一個特殊的字符或比特序列，標記一個數據塊的開始和結束，一般還要附加一個校驗序列（如數據塊的開始和結束，一般還要附加一個校驗序列（如16位位或或32位位CRC校驗碼），以便對數據塊進行差錯控制。校驗碼），以便對數據塊進行差錯控制。 【任務實施】【任務實施】 操作操作1參觀有線廣播系統參觀有線廣播系統根據具體的條件，參觀

35、所在學校或其他單位的有線廣播系統，按照根據具體的條件，參觀所在學校或其他單位的有線廣播系統，按照通信系統基本模型了解該系統的基本組成，查看該系統的主要技術指標，通信系統基本模型了解該系統的基本組成，查看該系統的主要技術指標，思考該系統采用了何種傳輸方式和傳輸技術。思考該系統采用了何種傳輸方式和傳輸技術。操作操作2參觀電話系統參觀電話系統根據具體的條件，參觀所在學校或其他單位的內部電話系統，按照根據具體的條件，參觀所在學校或其他單位的內部電話系統，按照通信系統基本模型了解該系統的基本組成，查看該系統的主要技術指標，通信系統基本模型了解該系統的基本組成，查看該系統的主要技術指標，思考該系統采用了何

36、種傳輸方式和傳輸技術。思考該系統采用了何種傳輸方式和傳輸技術。操作操作3參觀計算機網絡系統參觀計算機網絡系統根據具體的條件，參觀所在學校或其他單位的計算機網絡系統，按根據具體的條件，參觀所在學校或其他單位的計算機網絡系統，按照通信系統基本模型了解該系統的基本組成，查看該系統的主要技術指照通信系統基本模型了解該系統的基本組成，查看該系統的主要技術指標，思考該系統采用了何種傳輸方式和傳輸技術。標，思考該系統采用了何種傳輸方式和傳輸技術。任務任務1.2初識計算機網絡初識計算機網絡 【任務目的】【任務目的】（1）了解計算機網絡的發展和應用；）了解計算機網絡的發展和應用；（2）理解計算機網絡的定義；）理

37、解計算機網絡的定義；（3）理解計算機網絡的常用分類方法。）理解計算機網絡的常用分類方法。【工作環境與條件】【工作環境與條件】（1）已經聯網并能正常運行的機房和校園網；）已經聯網并能正常運行的機房和校園網；（2）已經聯網并能正常運行的其他網絡。）已經聯網并能正常運行的其他網絡。【相關知識】【相關知識】1.2.1計算機網絡的產生和發展計算機網絡的產生和發展 （1）第一代計算機網絡）第一代計算機網絡第一代計算機網絡實際上是以中心計算機系統為核心的第一代計算機網絡實際上是以中心計算機系統為核心的遠程聯機系統，是面向終端的計算機網絡。這類系統除了一遠程聯機系統，是面向終端的計算機網絡。這類系統除了一臺中

38、心計算機外，其余的終端都沒有自主處理能力，還不能臺中心計算機外，其余的終端都沒有自主處理能力，還不能算作真正的計算機網絡。算作真正的計算機網絡。（2）第二代計算機網絡）第二代計算機網絡在第二代計算機網絡中每一臺計算機都有自主處理能力，在第二代計算機網絡中每一臺計算機都有自主處理能力，彼此之間不存在主從關系。它由通信子網和資源子網構成，彼此之間不存在主從關系。它由通信子網和資源子網構成，用戶通過終端不僅可以共享本主機上的軟硬件資源，還可共用戶通過終端不僅可以共享本主機上的軟硬件資源，還可共享通信子網上其他主機的軟硬件資源。第二代計算機網絡在享通信子網上其他主機的軟硬件資源。第二代計算機網絡在概念

39、、結構和網絡設計方面都為后繼的計算機網絡打下了良概念、結構和網絡設計方面都為后繼的計算機網絡打下了良好的基礎，它也是今天好的基礎，它也是今天Internet的雛形。的雛形。 （3）第三代計算機網絡）第三代計算機網絡 20世紀世紀70年代，世界范圍內不斷出現了一些按照不同概年代，世界范圍內不斷出現了一些按照不同概念設計的網絡，有力地推動了計算機網絡的發展和廣泛使用。念設計的網絡，有力地推動了計算機網絡的發展和廣泛使用。不同系統體系結構的產品很難實現互連，為此，國際標準化不同系統體系結構的產品很難實現互連，為此，國際標準化組織頒布了組織頒布了“開放系統互聯基本參考模型開放系統互聯基本參考模型”（O

40、SI/RM），該），該模型為不同廠商之間開發可互操作的網絡軟件部件提供了基模型為不同廠商之間開發可互操作的網絡軟件部件提供了基本依據，從此，計算機網絡進入了標準化時代。我們將體系本依據，從此，計算機網絡進入了標準化時代。我們將體系結構標準化的計算機網絡稱為第三代計算機網絡，也稱為計結構標準化的計算機網絡稱為第三代計算機網絡，也稱為計算機互聯網絡。算機互聯網絡。 （4）第四代計算機網絡）第四代計算機網絡第四代計算機網絡又稱高速互聯網絡。通常意義上的計第四代計算機網絡又稱高速互聯網絡。通常意義上的計算機互聯網絡是通過數據通信網絡實現數據通信和共享，而算機互聯網絡是通過數據通信網絡實現數據通信和共享

41、，而第四代計算機網絡基本上以電信網作為信息的載體，即計算第四代計算機網絡基本上以電信網作為信息的載體，即計算機通過電信網絡中的機通過電信網絡中的X.25網、網、DDN網、幀中繼網等傳輸信息。網、幀中繼網等傳輸信息。 1.2.2計算機網絡的定義計算機網絡的定義 從應用的角度來講，只要將具有獨立功能的多臺計算機從應用的角度來講，只要將具有獨立功能的多臺計算機連接起來，能夠實現各計算機之間信息的互相交換，并可以連接起來，能夠實現各計算機之間信息的互相交換，并可以共享計算機資源的系統就是計算機網絡。共享計算機資源的系統就是計算機網絡。從資源共享的角度來講，計算機網絡就是一組具有獨立從資源共享的角度來講

42、，計算機網絡就是一組具有獨立功能的計算機和其他設備，以允許用戶相互通信和共享資源功能的計算機和其他設備，以允許用戶相互通信和共享資源的方式互聯在一起的系統。的方式互聯在一起的系統。從技術角度來講，計算機網絡就是由特定類型的傳輸介從技術角度來講，計算機網絡就是由特定類型的傳輸介質（如雙絞線、同軸電纜和光纖等）和網絡適配器互聯在一質（如雙絞線、同軸電纜和光纖等）和網絡適配器互聯在一起的計算機，并受網絡操作系統監控的網絡系統。起的計算機，并受網絡操作系統監控的網絡系統。 計算機網絡就是將地理位置不同，并具有獨立功能的多計算機網絡就是將地理位置不同，并具有獨立功能的多個計算機系統通過通信設備和通信線路

43、連接起來，并且以功個計算機系統通過通信設備和通信線路連接起來，并且以功能完善的網絡軟件（網絡協議、信息交換方式以及網絡操作能完善的網絡軟件（網絡協議、信息交換方式以及網絡操作系統等）實現網絡資源共享的系統。系統等）實現網絡資源共享的系統。 1.2.3計算機網絡的功能計算機網絡的功能 （1）數據通信）數據通信（2）資源共享）資源共享（3）提高系統的可靠性）提高系統的可靠性（4）進行分布處理）進行分布處理（5）集中處理）集中處理1.2.4計算機網絡的分類計算機網絡的分類 1. 按覆蓋范圍分類按覆蓋范圍分類 計算機網絡由于覆蓋的范圍不同，所采用的傳輸技術也計算機網絡由于覆蓋的范圍不同，所采用的傳輸技

44、術也不同，按照其覆蓋的地理范圍進行分類，可以較好的反映不不同，按照其覆蓋的地理范圍進行分類，可以較好的反映不同類型網絡的技術特征。按覆蓋的地理范圍，計算機網絡可同類型網絡的技術特征。按覆蓋的地理范圍，計算機網絡可以分為局域網、城域網和廣域網。以分為局域網、城域網和廣域網。（1） 局域網局域網局域網的主要特點可以歸納如下：局域網的主要特點可以歸納如下：地理范圍有限，參加組網的計算機通常處在地理范圍有限，參加組網的計算機通常處在1 2km的的范圍內；范圍內；數據傳輸率高，一般為數據傳輸率高，一般為4Mb/s 10Gb/s；數據傳輸可靠，誤碼率低；數據傳輸可靠，誤碼率低；大多采用星型、總線型或環型拓

45、撲結構，結構簡單，實大多采用星型、總線型或環型拓撲結構，結構簡單，實現容易；現容易；通常網絡歸一個單一組織所擁有和使用，也不受任何公通常網絡歸一個單一組織所擁有和使用，也不受任何公共網絡當局的規定約束，容易進行設備的更新和新技術的引共網絡當局的規定約束，容易進行設備的更新和新技術的引用，不斷增強網絡功能。用，不斷增強網絡功能。 （2）城域網）城域網城域網（城域網（Metropolitan Area Network，簡稱，簡稱MAN）是）是介于局域網與廣域網之間的一種高速網絡。最初，城域網的介于局域網與廣域網之間的一種高速網絡。最初，城域網的主要應用是互連城市范圍內的許多局域網，目前城域網的應主

46、要應用是互連城市范圍內的許多局域網，目前城域網的應用范圍已大大拓寬，能用來傳輸不同類型的業務，包括實時用范圍已大大拓寬，能用來傳輸不同類型的業務，包括實時數據、語音和視頻等。城域網能有效地工作于多種環境，其數據、語音和視頻等。城域網能有效地工作于多種環境，其主要特點有：主要特點有：地理覆蓋范圍可達地理覆蓋范圍可達100km；數據傳輸速率為數據傳輸速率為50kb/s2.5Gb/s以上；以上；工作站數大于工作站數大于500個；個；傳錯率小于傳錯率小于10-9；傳輸介質主要是光纖；傳輸介質主要是光纖；既可用于專用網，又可用于公用網。既可用于專用網，又可用于公用網。（3）廣域網）廣域網廣域網（廣域網（

47、Wide Area Network，簡稱，簡稱WAN）所涉及的）所涉及的范圍可以為市、省、國家，乃至世界范圍，其中最著名的就范圍可以為市、省、國家，乃至世界范圍，其中最著名的就是是Internet，當人們提到計算機網絡時，通常指的就是廣域，當人們提到計算機網絡時，通常指的就是廣域網。廣域網的主要特點有：網。廣域網的主要特點有：廣域網最根本的特點就是分布范圍廣，一般從幾十到幾廣域網最根本的特點就是分布范圍廣，一般從幾十到幾千公里；千公里；數據傳輸率差別較大，從數據傳輸率差別較大，從9.6kb/s22.5Gb/s以上；以上；錯誤率較高，一般在錯誤率較高，一般在10-310-5 左右；左右；采用不規

48、則的網狀拓撲結構；采用不規則的網狀拓撲結構；屬于公用網絡。屬于公用網絡。2. 網絡組建屬性分類網絡組建屬性分類根據計算機網絡的組建、經營和用戶，特別是數據傳輸根據計算機網絡的組建、經營和用戶，特別是數據傳輸和交換系統的擁有性，可以將其分為公用網和專用網。和交換系統的擁有性，可以將其分為公用網和專用網。（1）公用網）公用網公用網是由國家電信部門組建并經營管理，面向公眾提公用網是由國家電信部門組建并經營管理，面向公眾提供服務。任何單位和個人的計算機和終端都可以接入公用網，供服務。任何單位和個人的計算機和終端都可以接入公用網，利用其提供的數據通信服務設施來實現自己的業務。利用其提供的數據通信服務設施

49、來實現自己的業務。（2）專用網）專用網專用網往往由一個政府部門或一個公司組建經營，未經專用網往往由一個政府部門或一個公司組建經營，未經許可其他部門和單位不得使用。其組網方式可以由該單位自許可其他部門和單位不得使用。其組網方式可以由該單位自行架設通信線路，也可利用公用網提供的行架設通信線路，也可利用公用網提供的“虛擬網虛擬網”功能。功能。 3. 按通信傳播方式分類按通信傳播方式分類 （1） 廣播式網絡廣播式網絡在廣播信道中，多個站點共享一條通信信道，在發送消在廣播信道中，多個站點共享一條通信信道，在發送消息時，首先在數據的頭部加上一段地址字段，以指明此數據息時，首先在數據的頭部加上一段地址字段，

50、以指明此數據應被哪臺機器接收，數據發送到信道上后，所有的站點都將應被哪臺機器接收，數據發送到信道上后，所有的站點都將接收到。一旦收到數據，各站點將檢查它的地址字段，如是接收到。一旦收到數據，各站點將檢查它的地址字段，如是發送給它的，則處理該數據，否則將它丟棄。廣播式網絡通發送給它的，則處理該數據，否則將它丟棄。廣播式網絡通常也允許在它的地址字段中使用一段特殊的代碼，以便將數常也允許在它的地址字段中使用一段特殊的代碼，以便將數據發送到所有的目標。使用此代碼的數據發出以后，網絡某據發送到所有的目標。使用此代碼的數據發出以后，網絡某些廣播系統還支持向機器的一個子集發送的功能，即組播。些廣播系統還支持

51、向機器的一個子集發送的功能，即組播。 （2）點到點式網絡）點到點式網絡點到點式網絡是由很多結點構成，連接到點到點式網絡點到點式網絡是由很多結點構成，連接到點到點式網絡兩臺計算機不可能直接相連。點到點式網絡的通信，必須通兩臺計算機不可能直接相連。點到點式網絡的通信，必須通過多個中間結點進行中轉，在中轉過程中還可能存在著多條過多個中間結點進行中轉，在中轉過程中還可能存在著多條路徑，距離也可能不一樣，因此在點到點式網絡中路由算法路徑，距離也可能不一樣，因此在點到點式網絡中路由算法顯得特別重要。一般來說，在局域網中多采用廣播方式，而顯得特別重要。一般來說，在局域網中多采用廣播方式，而在廣域網中多采用點

52、到點方式。在廣域網中多采用點到點方式。 【任務實施】【任務實施】操作操作1參觀計算機網絡實驗室或機房參觀計算機網絡實驗室或機房參觀所在學校的計算機網絡實驗室或機房，根據所學的參觀所在學校的計算機網絡實驗室或機房，根據所學的知識，對該網絡的基本功能和類型進行簡單分析；了解不同知識，對該網絡的基本功能和類型進行簡單分析；了解不同崗位工作人員的崗位職責。崗位工作人員的崗位職責。操作操作2參觀校園網參觀校園網參觀所在學校的網絡中心和校園網，根據所學的知識，參觀所在學校的網絡中心和校園網，根據所學的知識，對該網絡的基本功能和類型進行簡單分析；了解不同崗位工對該網絡的基本功能和類型進行簡單分析；了解不同崗

53、位工作人員的崗位職責。作人員的崗位職責。操作操作3參觀其他計算機網絡參觀其他計算機網絡根據具體條件，找出一項計算機網絡應用的具體實例，根據具體條件，找出一項計算機網絡應用的具體實例，對該網絡的基本功能和類型進行簡單分析；了解不同崗位工對該網絡的基本功能和類型進行簡單分析；了解不同崗位工作人員的崗位職責。作人員的崗位職責。 任務任務1.3認識常用的網絡設備認識常用的網絡設備 【任務目的】【任務目的】（1）理解）理解OSI參考模型；參考模型；（2）了解計算機網絡的軟硬件組成；）了解計算機網絡的軟硬件組成； （3）認識計算機網絡中常用的網絡設備。）認識計算機網絡中常用的網絡設備。【工作環境與條件】【

54、工作環境與條件】（1）已經聯網并能正常運行的機房和校園網；）已經聯網并能正常運行的機房和校園網；（2）已經聯網并能正常運行的其他網絡。）已經聯網并能正常運行的其他網絡。 【相關知識】【相關知識】1.3.1網絡體系結構網絡體系結構 計算機網絡是一個非常復雜的系統，需要解決的問題很計算機網絡是一個非常復雜的系統，需要解決的問題很多并且性質各不相同，所以人們在設計網絡時，提出了多并且性質各不相同，所以人們在設計網絡時，提出了“分分層次層次”的思想。的思想。“分層次分層次”是人們處理復雜問題的基本方法，是人們處理復雜問題的基本方法，對于一些難以處理的復雜問題，通常可以分解為若干個較容對于一些難以處理的

55、復雜問題，通常可以分解為若干個較容易處理的小一些的問題。在計算機網絡設計中，可以將網絡易處理的小一些的問題。在計算機網絡設計中，可以將網絡總體要實現的功能分配到不同的模塊中，并對每個模塊要完總體要實現的功能分配到不同的模塊中，并對每個模塊要完成的服務及服務實現過程進行明確的規定，每個模塊就叫做成的服務及服務實現過程進行明確的規定，每個模塊就叫做一個層次。一個層次。 計算機網絡采用層次結構，具有如下優點：計算機網絡采用層次結構，具有如下優點：各層之間相互獨立。高層并不需要知道低層是如何實現各層之間相互獨立。高層并不需要知道低層是如何實現的，而僅需要知道該層通過層間的接口所提供的服務。的，而僅需要

56、知道該層通過層間的接口所提供的服務。靈活性好。當任何一層發生變化時，只要接口保持不變，靈活性好。當任何一層發生變化時，只要接口保持不變，則其他各層均不受影響。另外，當某層提供的服務不再需要則其他各層均不受影響。另外，當某層提供的服務不再需要時，甚至可將其取消。時，甚至可將其取消。各層都可以采用最合適的技術來實現，各層實現技術的各層都可以采用最合適的技術來實現，各層實現技術的改變不影響其它層。改變不影響其它層。易于實現和維護。因為整個的系統已被分解為若干個易易于實現和維護。因為整個的系統已被分解為若干個易于處理的部分，這種結構使得一個龐大而又復雜系統的實現于處理的部分，這種結構使得一個龐大而又復

57、雜系統的實現和維護變得容易控制。和維護變得容易控制。有利于促進標準化。因為每一層的功能和所提供的服務有利于促進標準化。因為每一層的功能和所提供的服務都有了精確的說明。都有了精確的說明。1.3.2OSI參考模型參考模型 在在OSI參考模型中，網絡的各個功能層分別執行特定的參考模型中，網絡的各個功能層分別執行特定的網絡操作。理解網絡操作。理解OSI參考模型有助于更好地理解網絡，選擇參考模型有助于更好地理解網絡，選擇合適的組網方案，改進網絡的性能。合適的組網方案，改進網絡的性能。1. OSI參考模型的層次結構參考模型的層次結構OSI參考模型共分七層，從低到高的順序為：物理層、參考模型共分七層，從低到

58、高的順序為：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。 2. OSI參考模型中信息的流動過程參考模型中信息的流動過程在在OSI參考模型中，通信是在系統進程之間進行的。在實參考模型中，通信是在系統進程之間進行的。在實際傳輸過程中，除物理層外，在各對等層之間只有邏輯上的際傳輸過程中，除物理層外，在各對等層之間只有邏輯上的通信，并無直接的通信，較高層間的通信要使用較低層提供通信，并無直接的通信，較高層間的通信要使用較低層提供的服務。的服務。 1.3.3計算機網絡的組成計算機網絡的組成 1. 網絡硬件網絡硬件網絡硬件包括網絡服務器、

59、網絡工作站、傳輸介質和網網絡硬件包括網絡服務器、網絡工作站、傳輸介質和網絡設備等。絡設備等。網絡服務器是網絡的核心，是網絡的資源所在，它為使網絡服務器是網絡的核心，是網絡的資源所在，它為使用者提供了主要的網絡資源。用者提供了主要的網絡資源。網絡工作站實際上就是一臺入網的計算機，它是用戶使網絡工作站實際上就是一臺入網的計算機，它是用戶使用網絡的窗口。用網絡的窗口。傳輸介質是網絡通信時，信號的載體，包括雙絞線、光傳輸介質是網絡通信時，信號的載體，包括雙絞線、光纜、無線電波等。纜、無線電波等。網絡設備是在網絡通信過程中完成特定功能的通信部件，網絡設備是在網絡通信過程中完成特定功能的通信部件，常見的網

60、絡設備有集線器、交換機、路由器等。常見的網絡設備有集線器、交換機、路由器等。2. 網絡軟件網絡軟件網絡軟件是一種在網絡環境下使用和運行或者控制和管網絡軟件是一種在網絡環境下使用和運行或者控制和管理網絡工作的計算機軟件。根據軟件的功能，計算機網絡軟理網絡工作的計算機軟件。根據軟件的功能，計算機網絡軟件可分為網絡系統軟件和網絡應用軟件兩大類型。網絡系統件可分為網絡系統軟件和網絡應用軟件兩大類型。網絡系統軟件是控制和管理網絡運行、提供網絡通信、分配和管理共軟件是控制和管理網絡運行、提供網絡通信、分配和管理共享資源的網絡軟件，它包括網絡操作系統、網絡協議軟件、享資源的網絡軟件，它包括網絡操作系統、網絡