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第7章計算機網絡基礎

F7.1計算機網絡概述

J7.2計算機網絡的組成與拓撲結構

0m7.3Internet基礎

口錄

7.4Inteiiiet的服務及應用

下一頁

7.5WWW與Web瀏覽器

2

2011-1-15計算機文化基礎

7.1計算機網絡概述

7.L1計算機網絡的產生與發展

f7.L2計算機網絡的組成

目錄7.L3計算機網絡的功能

-7.1.4計算機網絡的分類

下一頁

結束

3

2011-1-15計算機文化基礎

7.1.1計算機網絡的產生與發展

1.計算機網絡的定義

計算機網絡是指將一

群具有獨立功能的計算機

通過通信設備及傳輸媒體

被互聯起來，在通信軟件

的支持下，實現計算機間

小資源共享、信息交換或協

一同工作的系統。計算機網

下一］絡是計算機技術和通信技

一一,術緊密結合的產物，兩者

空二的迅速發展及相互滲透，

形成了計算機網絡技術。圖7-1計算機網絡示意圖

4

2011-1-15計算機文化基礎

7.1.1計算機網絡的產生與發展

2.計算機網絡的發展歷程

F1）以數據通訊為主的第一代計算機網絡

f2）以資源共享為主的第二代計算機網絡

，3）體系結構標準化的第三代計算機網絡

一4）以Internet為核心的第四代計算機網絡

下一頁

結束

次回

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以數據通訊為主的第一代計算機網絡

>1954年，美國軍方的半自動地面防空系統將遠

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，再將處理好的數據通過通信線

路送回到各自的終端設備。

目錄

>這種以單個計算機為中心、面向終端設備的

［一頁

網絡結構，嚴格來講，是一種聯機系統，只是計

下一頁

算機網絡的雛形，我們一般稱之為第一代計算機

結束

網絡。

次回

6

2011-1-15計算機文化基礎

以資源共享為主的第二代計算機網絡

A美國國防部高級研究計劃局(ARPA,

AdvancedResearchProjectsAgency)于1968年主

，寺研制，次年將分散在不同地區的4臺計算機連接

，起來，建成了ARPA網。

口三A到了1972年，有50多家大學和研究所與ARPA

網連接，1983年，入網計算機達到100多臺。

卜一頁

下一頁>ARPA網的建成標志著計算機網絡的發展進入

結束了第二代，它也是Internet的前身。

次回

7

2011-1-15計算機文化基礎

以資源共享為主的第二代計算機網絡

第二代計算機網絡是以分組交換網為中心的

群算機網絡，它與第一代計算機網絡的區別在于:

＞一是網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；

目錄

?二是計算機網絡功能以資源共享為主，而不是

卜一頁

以數據通信為主。

下一頁

結束

次回

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體系結構標準化的第三代計算機網絡

＞由于ARPA網的成功，到了20世紀70年代，不少公

司推出了自己的網絡體系結構。最著名的有IBM公司

的和DEC公司的DNA(DigitalNetwork

Architecture)。

/＞隨著社會的發展，需要各種不同體系結構的網絡進

行互連，但是由于不同體系的網絡很難互連，因此，

國際標準化組織(ISO)在1977年設立了一個分委員

一會,專門研究網絡通信的體系結構。

—＞1983年，該委員會提出的開放系統互連參考模型

下一頁(OSI-RM)各層的協議被批準為國際標準，給網絡

結束的發展提供了一個可共同遵守的規則，從此計算機網

、尸「絡的發展走上了標準化的道路，因此我們把體系結構

—標準化的計算機網絡稱為第三代計算機網絡

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2011-1-15計算機文化基礎

以Internet為核心的第四代計算機網絡

＞進入20世紀90年代，Internet的建立將分散在

世界各地的計算機和各種網絡連接起來，形成了

覆蓋世界的大網絡。隨著信息高速公路計劃的提

出和實施，Internet迅猛發展起來，它將當今世

目錄界帶入了以網絡為核心的信息時代。

卜一頁

＞目前這階段計算機網絡發展特點呈現為：高

下一頁

速互連、智能與更廣泛的應用

結束

次回

10

2011-1-15計算機文化基礎

7.1.2計算機網絡的組成

A從物理連接上講，計算機網絡由計算機系統、

/通信鏈路和網絡節點組成。計算機系統進行

f各種數據處理，通信鏈路和網絡節點提供通

信功能。

目充》從邏輯功能上看，可以把計算機網絡分成通

信子網和資源子網兩個子網。

［一頁

下一頁

結束

次回

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2011-1-15計算機文化基礎

計算機系統

計算機網絡中的計算機系統主要擔負數據處理

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。

目錄

卜--頁

下一頁

結束

次同

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2011-1-15計算機文化基礎

網絡節點

網絡節點主要負責網絡中信息的發送、接

收和轉發。

網絡節點是計算機與網絡的接口，計算機

通過網絡節點向其他計算機發送信息，鑒別和

接收其他計算機發送來的信息。

■在大型網絡中，網絡節點一般由一臺通信

一二」處理機或通信控制器來擔當，此時的網絡節點

工」還具有存儲轉發和路徑選擇的功能，在局域網

—一中使用的網絡適配器也屬于網絡節點。

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2011-1-15計算機文化基礎

通信鏈路

通信鏈路是連接兩個節點的通信信道，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，也可以是微波、紅外等無線介質。

相關的通信設備包括中繼器、調制解調器

目錄等，中繼器的作用是將數字信號放大，調制解

卜一頁調器則能進行數字信號和模擬信號的轉換，以

下一頁便將數字信號通過只能傳輸模擬信號的線路來

傳輸。

結束

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2011-1-15計算機文化基礎

通信子網

通信子網提供計算機網絡的通信功能，由網

'絡節點和通信鏈路組成。通信子網是由節點處

理機和通信鏈路組成的一個獨立的數據通信系

統。

目錄

卜一頁

下一頁

結束

板回

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2011-1-15計算機文化基礎

資源子網

資源子網提供訪問網絡和處理數據的能力,

由主機、終端控制器和終端組成。

主機負責本地或全網的數據處理，運行各

種應用程序或大型數據庫系統，向網絡用戶提

供各種軟硬件資源和網絡服務；

目錄終端控制器用于把一組終端連入通信子網,

并負責控制終端信息的接收和發送。終端控制

卜一頁

器可以不經主機直接和網絡節點相連，當然還

下一頁有一些設備也可以不經主機直接和節點相連，

結束如打印機和大型存儲設備等。

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2011-1-15計算機文化基礎

7.1.3計算機網絡的功能

1.數據通信

2.資源共享

目錄3.分布式處理

［一頁

下一頁4.提高系統的可靠性

結束

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2011-1-15計算機文化基礎

數據通信

數據通信是計算機網絡的基本功能之一，

用于實現計算機之間的信息傳送。

如在網上收發電子郵件，發布新聞消息，

進行電子商務、遠程教育、遠程醫療，傳遞文

字、圖像、聲音、視頻等信息。

卜一頁

下一頁

結束

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2011-1-15計算機文化基礎

資源共享

計算機資源主要是指計算機的硬件、軟件

和數據資源。

>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的重復勞

目錄

動與大型軟件的重復購置，進而實現分布式計

［一頁算的目標；

下一頁>共享數據資源可以促進人們相互交流，達

結束到充分利用信息資源的目的。

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2011-1-15計算機文化基礎

分布式處理

W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

f絡中不同的計算機，以達到均衡使用網絡資

一源，實現分布處理的目的。

［一頁

下一頁

結束

返回

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2011-1-15計算機文化基礎

提高系統的可靠性

在計算機網絡系統中，可以通過結構化和

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。當某臺計算機發生故障，不

目錄

至于影響整個系統中其他計算機的正常工作，

［一頁

使被損壞的數據和信息能得到恢復。

下一頁

結束

次回

21

2011-1-15計算機文化基礎

7.1.4計算機網絡的分類

1.根據網絡的覆蓋范圍劃分：局域網、城域網、

廣域網、國際互聯網。

2.按網絡的拓撲結構劃分:總線型網絡、星形

網絡、環形網絡、樹狀網絡和混合型網絡等。

目錄3.按傳輸介質劃分：有線網和無線網

［一頁4.按網絡的使用性質劃分：公用網和專用網。

下一頁

結一束

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2011-1-15計算機文化基礎

局域網和城域網

>局域網(LAN,LocalAreaNetwork),一般用微機通

高速通信線路連接，覆蓋范圍從幾百米到幾公里，通常

V用于覆蓋一個房間、一層樓或一座建筑物。局域網傳輸速

1率高，可靠性好，適用各種傳輸介質，建設成本低。

>城域網(MAN,MetropolitanAreaNetwork),是在

且迄一座城市范圍內建立的計算機通信網，通常使用與局域網

上，相似的技術，但對媒介訪問控制在實現方法上有所不同，

至，它一般可將同一城市內不同地點的主機、數據庫以及LAN

結束等互相連接起來。

次回

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2011-1-15計算機文化基礎

廣域網環口國際互聯網

廣域網(WAN,WideAreaNetwork),用于連接不同

城市之間的LAN或MAN,廣域網的通信子網主要采用分組交

換技術，常常借用傳統的公共傳輸網(如電話網)，這就使

廣域網的數據傳輸相對較慢，傳輸誤碼率也較高。隨著光纖

通信網絡的建設，廣域網的速度將大大提高。廣域網可以覆

蓋一個地區或國家。

且」國際互聯網，又叫因特網(Internet),是覆蓋全球的

上，最大的計算機網絡，但實際上不是一種具體的網絡技術，因

下一頁特網將世界各地的廣域網、局域網等互聯起來，形成一個整

一體，實現全球范圍內的數據通信和資源共享。

次回

24

2011-1-15計算機文化基礎

網絡的拓撲結構

把網絡中的計算機等設備抽象為點，把網

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

目錄出的網絡結構，我們稱之為網絡的拓撲結構。

卜一頁

下一頁

結束

板回

25

2011-1-15計算機文化基礎

有線網和無線網

有線網采用雙絞線、同軸電纜、光纖或電

話線作傳輸介質。采用雙絞線和同軸電纜連成

的網絡經濟且安裝簡便，但傳輸距離相對較短。

以光纖為介質的網絡傳輸距離遠，傳輸率高，

抗干擾能力強，安全好用，但成本稍高。

■無線網主要以無線電波或紅外線為傳輸介質,

二,聯網方式靈活方便，但聯網費用稍高，可靠性

三|和安全性還有待改進。另外，還有衛星數據通

信網，它是通過衛星進行數據通信的。

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2011-1-15計算機文化基礎

公用網和專用網

公用網(PublicNetwork),是一種付費

網絡，屬于經營性網絡，由商家建造并維護，

消費者付費使用。

專用網(PrivateNetwork),是某個部門根

據本系統的特殊業務需要而建造的網絡，這種

一網絡一般不對外提供服務。例如軍隊、銀行、

二二電力等系統的網絡就屬于專用網。

下一頁

結束

次回

27

2011-1-15計算機文化基礎

7.2計算機網絡的組成與拓撲結構

計算機網絡系統一般可分為網絡硬件和網

絡軟件。

,網絡硬件由主體設備、連接設備和傳輸介

質三部分組成。

目錄

'網絡軟件包括網絡操作系統、網絡協議和

X應用軟件。

下一頁

結束

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2011-1-15計算機文化基礎

7.2計算機網絡的組成與拓撲結構

721網絡硬件

722網絡軟件

目錄

7.2.3計算機網絡的協議與體系結構

卜一頁

下一頁724計算機網絡的拓撲結構

結束

29

2011-1-15計算機文化基礎

7.2.1網絡硬件

.L網絡的主體設備

f2.網絡的連接設備

j3.網絡的傳輸介質

上一頁

下一頁

結束

30

2011-1-15計算機文化基礎

1.網絡的主體設備

計算機網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（客戶機）兩

類。

服務器是為網絡提供共享資源的基本設備，在其上

運行網絡操作系統，是網絡控制的核心。其工作速度、

磁盤及內存容量的指標要求都較高，攜帶的外部設備多

口耳且大都為高級設備。

_工作站是網絡用戶入網操作的節點，有自己的操作

系統。用戶既可以通過運行工作站上的網絡軟件共享網

>絡上的公共資源，也可以不進入網絡，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

派向微機并攜帶相應的外部設備，如打印機、掃描儀、鼠標

等。

31

2011-1-15計算機文化基礎

2.網絡的連接設備

1

2網卡

集線器

3

中繼器

4

網橋

5

目錄路山器

6

?"一頁交換機

7

下一頁網關

結束

次回

32

2011-1-15計算機文化基礎

網卡

網卡又叫網絡適配器（NIC）,是計算機網

絡中最重要的連接設備之一，如圖所示，一般插

在機器內部的總線槽上，網線則接在網卡上。

次回

33

2011-1-15計算機文化基礎

網卡的作用

①提供固定的網絡地址。

②接收網線上傳來的數據，并把數據轉換為

本機可識別和處理的格式，通過計算機總線傳

輸給本機。

目錄③把本機要向網上傳輸的數據按照一定的格

卜一頁式轉換為網絡設備可處理的數據形式，通過網

線傳送到網上。

下一頁

結束

34

2011-1-15計算機文化基礎

網卡的分類

①網卡的總線類型：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標準的網卡。作為一種新型的總線技術,

USB也被應用到網卡中。

②網卡的速度：有10M、100M及1000M的，目前10/100Mbps自

適應的網卡使用廣泛，性價比最高。

③網卡的接口類型：網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接口的網卡使用廣泛。

目錄

網卡通常插入主機的主板擴展槽中，應當斷電操作。在安裝

上泊網卡后，往往還要進行協議的配置。比如運行Windows系統的計

算機，可給網卡配置IPX/SPX協議和NetBEUI協議。如果要連接

〔Internet,必須配置TCP/IP協議。

次回

35

2011-1-15計算機文化基礎

集線器

集線器是計算機網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絡設備相連，形成帶集線

目錄器的總線結構（通過Hub再連接成總線拓撲或星形

一—拓撲）。

卜一頁

_Hub上的端口彼此相互獨立，不會因某一端口

日的故障影響其他用戶。

一集線器只包含物理層協議。

返回

36

2011-1-15計算機文化基礎

集線器

集線器有多種：

A按帶寬的不同可分為10Mbps、100Mbps和

10/100MbpSo

A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

目錄

疊式。

［一頁

A按端口數的不同，可分為4口、8口、12口、16口、

下一頁

24口和32口等。

結束

37

2011-1-15計算機文化基礎

中繼器

中繼器的作用是為了放大電信號，提供電

流以驅動長距離電纜，增加信號的有效傳輸距

離。從本質上看可以認為是一個放大器，承擔

信號的放大和傳送任務。

目錄中繼器屬于物理層設備，用中繼器可以連

［一頁接兩個局域網或延伸一個局域網，它連起來的

下一頁

仍是一個網絡，與集線器處于同一協議層次。

結束

次回

38

2011-1-15計算機文化基礎

網橋

網橋是網絡中的一種重要設備，它通過連

接相互獨立的網段從而擴大網絡的最大傳輸距

離。網橋是一種工作在數據鏈路層的存儲■轉發

設備。

作為網段與網段之間的連接設備，它實現

目錄數據包從一個網段到另一個網段的選擇性發送,

卜一頁即只讓需要通過的數據包通過而將不必通過的

數據包過濾掉，來平衡各網段之間的負載，從

下一頁

而實現網絡間數據傳輸的穩定和高效。

結束

39

2011-1-15計算機文化基礎

路由器

路由器屬于網間連接設備，它能夠在復雜的網

絡環境中完成數據包的傳送工作。它能夠把數據包

按照一條最優的路徑發送至目的網絡。

路由器工作在網絡層，并使用網絡層地址(如

IP地址等)。路由器可以通過調制解調器與模擬線

目錄路相連，也可以通過通道服務單元/數據服務單元

卜一頁(CSU/DSU)與數字線路相連。

下一頁路由器比網橋功能更強，網橋僅考慮了在不同

網段數據包的傳輸，而路由器則在路由選擇、擁塞

結束

控制、容錯性及網絡管理方面做了更多的工作。

次回

40

2011-1-15計算機文化基礎

交換機

交換機發展迅猛，基本取代了集線器和網橋，并增

強了路由選擇功能。

交換和路由的主要區別在于交換發生在OSI參考模

型的數據鏈路層，而路由發生在網絡層。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（VLAN）的支持、

目錄對鏈路匯聚的支持，有的甚至具有防火墻功能。交換機

卜一頁的外觀與Hub相似。

從應用領域來分，交換機可分為局域網交換機和廣

下一頁

域網交換機；

結束

從應用規模來分，交換機可分為企業級交換機、部

板回門級交換機和工作組級交換機。

2011-1-15計算機文化基礎

網關

網關又稱協議轉換器，是軟件和硬件的結合產品，

主要用于連接不同結構體系的網絡或用于局域網與主機

之間的連接。網關工作在OSI模型的傳輸層或更高層，

在所有網絡互連設備中最為復雜，可用軟件實現。網關

/沒有通用產品，必須是具體的某兩種網絡互連的網關。

目前廣域網大多數采用X.25公用數據網，為了能從

一局域網上訪問X.25的資源，就需要有一種設備把X.25和

一局域網的差別隱藏起來。中繼器、網橋或路由器都不足

J3以彌補這兩者間巨大的差異，于是引入了網關。

結束

次回

42

2011-1-15計算機文化基礎

網關

網關的另一種應用是在一些大型企業中，這些

企業中昂貴的大型主機或小型機一般不支持諸如

NetWareIPX/SPX這樣的網絡協議，直接將這

些主機聯入局域網是不可能的，一種可行的做法

且二是用局域網上的一臺工作站作為網關來協調工作

…站和主機間的通信。這樣，局域網里的用戶通過

正網關就能與這些大型主機或小型機通信。

結束

43

2011-1-15計算機文化基礎

3.網絡的傳輸介質

，"輸介質是網絡中連接收發雙方的物理通路,

也是通信中實際傳送信息的載體。

,通常，評價一種傳輸介質的性能指標主要包

括以下內容：

目錄傳輸距離：數據的最大傳輸距離。

上阻抗干擾性：傳輸介質防止噪聲干擾的能力。

下一頁

結束

次回

44

2011-1-15計算機文化基礎

3.網絡的傳輸介質

?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、接

口部件、傳輸協議以及傳輸信息的特性等因素所決定。它在

一定程度上體現了信道的傳輸性能，是衡量傳輸系統的一個

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。

目錄

?衰減性：信號在傳輸過程中會逐漸減弱。衰減越小，不加放

上且大的傳輸距離就越長。

日?性價比：性價比越高說明我們的投入越值，對于降低網絡建

基/設的整體成本很重要。

45

2011-1-15計算機文化基礎

網絡的傳輸介質

根據傳輸介質形態的不同，我們可以把

傳輸介質分為有線傳輸介質和尢線傳輸介質。

目錄

［一頁

下一頁

結束

46

2011-1-15計算機文化基礎

網絡傳輸介質

1.有線傳輸介質

有線傳輸介質指用來傳輸電或光信號的導線

或光纖。有線介質技術成熟，性能穩定，成本

較低，是目前局域網中使用最多的介質。有線

傳輸介質主要有雙絞線、同軸電纜和光纖等。

目錄

2.無線傳輸

卜一頁

無線傳輸的主要形式有無線電頻率通信、紅外

下一頁通信、微波通信和衛星通信等。

結束

47

2011-1-15計算機文化基礎

雙線線

?雙絞線是把兩條相互絕緣的銅導線絞合在一起。采用

絞合的結構是為了減少對相鄰導線的電磁干擾。

?根據單位長度上的絞合次數不同，把雙絞線劃分為不

同規格。絞合次數越高，抵消干擾的能力就越強，制作成

本也就越高。

?根據雙絞線外是否有屏蔽層又可分為屏蔽雙絞線和非

目錄

屏蔽雙絞線，用的較多的是非屏蔽雙絞線。電氣工業協會

［一頁

(EIA)將非屏蔽雙絞線又進行了分類，主要有：1類線、

下一頁2類線、3類線、4類線、5類線、超5類線、6類線。目前用

結束的比較廣泛的是超5類線或6類線。

次回

48

2011-1-15計算機文化基礎

雙絞線

屏蔽雙絞線比非屏蔽雙絞線增加了一層金

屬絲網，這層絲網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10/100Mbps局域網時，使用距

八離最大為100米。由于價格較低，因此被廣泛使

一用。在局域網中常用四對雙絞線，即四對絞合

1線封裝在一根塑料保護軟管里。

結束

49

2011-1-15計算機文化基礎

內導體銅芯絕緣層外導體,屏蔽層塑料保護層

同軸電纜

同軸電纜有內導體銅芯、絕緣層、網狀編織的外

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10mm,特性阻抗為750,使用

目錄中經常被頻分復用，因此又被稱為寬帶同軸電纜，是

卜一頁有線電視（CATV）中的標準傳輸電纜。細纜直徑為5

mm,特性阻抗為500,經常用來傳送沒有載波的基帶

下一頁

信號，因此又被稱為基帶同軸電纜。

結束

50

2011-1-15計算機文化基礎

圖7?9光纜佟|7?8光導短理

）光纖是由非常透明的石英玻璃拉成細絲做成

目錄的，信號傳播利用了光的全反射原理，當光從一

J種高折射率介質射向低折射率介質時，只要入射

「二角足夠大，就會產生全反射，這樣一來，光就會

卜一辦

不斷在光纖中折射傳播下去。

次回

51

2011-1-15計算機文化基礎

光纖的優點和缺點

優點：

(1)帶寬高，目前可以達到100Mbps?2Gbps。

(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。由于光纖中傳輸的是光信號，所

目錄以不但不受其他電磁信號的干擾，也不會干擾其他通

彳百家統。

［一頁(5)體積小，重量輕。

下一頁缺點：

正接光纖需要專用設備，成本較高，并且安裝、連

結束

接難度大。

次回

52

2011-1-15計算機文化基礎

無線電頻率通信和紅外通信

1）無線電頻率通信

?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

線局域網的主流技術。

/2）紅外通信

口錄紅外通信是以紅外線作為傳輸載體的一種通信方式。

上一，它以紅外二極管或紅外激光管作為發射源，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,

工二日具有直線傳輸、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

域網的標準，即IEEE802.il標準。

53

2011-1-15計算機文化基礎

微波通信和衛星通信

1）微波通信

微波是沿直線傳播的，收發雙方必須直視，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

目錄送到下一站。

微波受到的干擾比短波通信小得多，因而傳輸

一卜一幣質量較高。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

54

2011-1-15計算機文化基礎

微波通信和衛星通信

2）衛星通信

衛星通信以空間軌道中運行的人造衛星作為中

繼站，地球站作為終端站，實現兩個或者多個

地球站之間的長距離大容量的區域性通信及至

全珠通信。

目錄

衛星通信具有傳輸距離遠、覆蓋區域大、靈活、

卜一頁可靠、不受地理環境條件限制等獨特優點。以

下一頁覆蓋面積來講，一顆通信衛星可覆蓋地球面積

結束的三分之一多；若在地球赤道上等距離放上三

顆衛星，就可以覆蓋整個地球。

55

2011-1-15計算機文化基礎

7.2.2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。

目錄

卜一頁

下一頁

結束

56

2011-1-15計算機文化基礎

網絡系統軟件

網絡系統軟件是控制和管理網絡運行、提供網

絡通信、分配和管理共享資源的網絡軟件，它包括

網絡操作系統、網絡協議軟件、通信控制軟件和管

理軟件等。

網絡操作系統(NOS,NetworkOperating

system)是指能夠對局域網范圍內的資源進行統一調

度和管理的程序，它是計算機網絡軟件的核心程序,

目錄

是網絡軟件系統的基礎。

卜一頁

網絡協議軟件(如TCP/IP協議軟件)是實現各

下一頁種網絡協議的軟件，它是網絡軟件中最重要的核心

結束部分，任何網絡軟件都要通過協議軟件才能發生作

用。

57

2011-1-15計算機文化基礎

網絡應用軟件

網絡應用軟件是指為某一個應用目的而開發

的網絡軟件（如遠程教學軟件、電子圖書館軟

件、Internet信息服務軟件等）。網絡應用軟件

為用戶提供訪問網絡的手段、網絡服務、資源

共享和信息的傳輸。

卜一頁

下一頁

結束

58

2011-1-15計算機文化基礎

7.2.3計算機網絡的協議與體系結構

1.協議的概念

2.協議分層

3.網絡體系結構

目錄

1)OSI參考模型

卜一頁

下一頁2)[nternet參考模型

結束

3)OSI參考模型與TCP/IP

次回

參考模型的比較

59

2011-1-15計算機文化基礎

網絡協議

數據交換、資源共享是計算機網絡的最終

目的。要保證有條不紊地進行數據交換，合理

地共享資源，各個獨立的計算機系統之間必須

達成某種默契，嚴格遵守事先約定好的一整套

通信規程，包括嚴格規定要交換的數據格式、

目錄

控制信息的格式和控制功能以及通信過程中事

卜一頁

件執行的順序等。這些通信規程我們稱之為網

下一頁

絡協議(Protocol)o

結束

60

2011-1-15計算機文化基礎

網絡協議的三個要素

網絡協議主要由以下三個要素組成：

(1)語法，即用戶數據與控制信息的結構或

格式。

(2)語義，即需要發出何種控制信息，以及

卜一頁完成的動作與做出的響應。

下一頁

(3)時序，是對事件實現順序的詳細說明。

結束

61

2011-1-15計算機文化基礎

妙議分層

＞網絡協議對計算機網絡是不可缺少的，一

個功能完備的計算機網絡需要制定一整套復雜

的協議集。

＞對于結構復雜的網絡協議來說，最好的組

織方式是層次結構，計算機網絡的協議就是分

目錄層的，層與層之間相對獨立，各層完成特定的

［一頁功能，每一層都為上一層提供某種服務，最高

下一頁層為用戶提供諸如文件傳輸、電子郵件、打印

結束等網絡服務。

次回

62

2011-1-15計算機文化基礎

妙議分層

1^,議分層的原因有以下幾點：

f(1)分層有助于網絡的實現和維護。

1(2)分層有助于技術發展。

(3)分層有助于網絡產品的生產。

目錄

一(4)分層能促進標準化工作。

下一頁

結束

次回

63

2011-1-15計算機文化基礎

網絡體系結構

＞計算機網絡的協議是按照層次結構模型來組織

的，我們將網絡層次結構模型與計算機網絡各層

協議的集合稱為網絡的體系結構或參考模型。

＞世界上第一個網絡體系結構是IBM公司于1974

年提出的，命名為“系統網絡體系結構SNA”。在

目錄

此之后，許多公司紛紛提出了各自的網絡體系結

卜一頁

構，如DEC公司的“數字網絡體系結構DNA”、

下一頁

Honeywell公司的“分布式系統體系結構DSA”等。

結束

次回

64

2011-1-15計算機文化基礎

網絡體系結構

>這些網絡體系結構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，結果導致了不同網絡

之間難以互連。

>1977年，國際標準化組織提出了開放系統互連

目錄

參考模型(OSI,OpenSystemInterconnection)

卜一頁

的概念，1984年10月正式發布了整套OSI國際

下一頁

標準。

結束

65

2011-1-15計算機文化基礎

OSI參考模型

OSI參考模型將網絡的功能劃分為7個層次：物理層、數

鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。

如圖所示。

主機A主機B信息交換單位

應用層應用層協議應用層Message（信息報文）

表示層表示層協議表示層Message

目錄會話層y—會話層協議會話層Message

傳輸層傳輸層協議傳輸層

［一頁Message

網絡層網絡層

?—―??—―?Packet（分組）

下一頁網絡層??網絡層

數據鏈路層數據鏈路層

?——?數據鏈路層??數據鏈路層?—―?Frame（幀）

結束

物理層———?物理層??物理層?A物理層Bits（二進制流）

傳輸介質路由器路由器傳輸介質

圖7-10OSI參考模型

66

2011-1-15計算機文化基礎

物理層

位于OSI參考模型的最底層，提供一個物理連接，

郵傳數據的單位是比特。

其功能是對上層屏蔽傳輸媒體的區別，提供比特流

傳輸服務。也就是說，有了物理層后，數據鏈路層及

目錄

以上各層都不需要考慮使用的是什么傳輸媒體，無論

卜一頁

是用雙絞線、光纖，還是用微波，都被看成是一個比

下一頁

特流管道。

結束

次回

67

2011-1-15計算機文化基礎

數據鏈路層

A負責在各個相鄰節點間的線路上無差錯地傳送以幀

(Frame)為單位的數據。每一幀包括一定數量的數

據和一些必要的控制信息。

，》其功能是對物理層傳輸的比特流進行校驗，并采用

I檢錯重發等技術，使本來可能出錯的數據鏈路變成不

,出錯的數據鏈路，從而對上層提供無差錯的數據傳輸。

1=1錄

一頁A換句話說，就是網絡層及以上各層不再需要考慮傳

下一頁輸中出錯的問題，就可以認定下面是一條不出錯的數

結束據傳輸信道，把數據交給數據鏈路層，它就能完整無

u誤地把數據傳給相鄰節點的數據鏈路層。

68

2011-1-15計算機文化基礎

網絡層

計算機網絡中進行通信的兩臺計算機之間

可能要經過多個節點和鏈路，也可能要經過多個

/通信子網，網絡層數據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，

一使發送端的傳輸層傳下來的分組能夠正確無誤地

一按照目的地址發送到接收端，使傳輸層及以上各

日層設計時不再需要考慮傳輸路由。

結束

返回

69

2011-1-15計算機文化基礎

傳輸層

在發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。

與數據鏈路層提供的相鄰節點間比特流的

無差錯傳輸不同，傳輸層保證的是發送端和接

二1收端之間的無差錯傳輸，主要控制的是包的丟

一幣失、錯序、重復等問題。

下一頁

結束

70

2011-1-15計算機文化基礎

會話層

會話層雖然不參與具體的數據傳輸，但它

f卻對數據傳輸進行管理。

會話層建立在兩個互相通信的應用進程之

間，組織并協調其交互。例如，在半雙工通信

中，確定在某段時間誰有權發送，誰有權接收;

4或當發生意外時（如已建立的連接突然斷了），

一確定在重新恢復會話時應從何處開始，而不必

下一頁重傳全部數據。

結束

次回

71

2011-1-15計算機文化基礎

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據轉換、

數據壓縮和數據加密。

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系統內部使用

，上的傳送語法。有了這樣的表示層，用戶就可

一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。

結束

72

2011-1-15計算機文化基礎

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。這就是說，應用層不僅要提供應用

一進程所需要的信息交換等操作，而且還要作為互

一相作用的進程的用戶代理，來完成一些為進行語

日義上有意義的信息交換所必需的功能。

結束

返回

73

2011-1-15計算機文化基礎

OSI模型各層主要功能的歸納總結

A應用層：與用戶應用進程的接口，即相當于“做什么?”

A表示層：數據格式的轉換，即相當于“對方看起來像什么?”

?會話