第七章计算机网络基础和Internet文档格式.docx
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资源共享.
7.1.2计算机网络组成部分
具体的讲,一个计算机网络应该具有以下几个主要的组成部分:
物理组成如下:
计算机系统。
网络节点:
负责网络中信息的发送、接收和转发,是计算机和网络接口。
如局域网中的网卡
通信链路:
两个节点之间的通信信道,包括通信线路和相关设备。
双绞线、同轴电缆、光纤、调制解调器、中继器(将数字信号放大
逻辑组成:
★(1一个通信子网。
主要提供通讯功能,由通信链路和互连设备组成。
★(2资源子网。
提供访问网络和处理数据的能力
有主机、终端控制器、终端组成
7.1.2计算机网络的分类1根据网络的覆盖范围划分
局域网(LAN,LocalAreaNetwork,其传输距离一般在几公里以内,覆盖范围通常是一层楼、一个房间或一座建筑物。
城域网(MAN,MetropolitanAreaNetwork,其作用范围介于局域网和广域网之间,传输距离通常为几公里到几十公里,如覆盖一座城市。
广域网(WAN,WideAreaNetwork其传输距离通常为几十到几千公里,覆盖范围常常是一个国家或地区
2根据网络的使用范围划分
公用网(PublicNetwork,是一种付费网络,属于经营性网络,由商家建造并维护,消费者付费使用。
专用网(PrivateNetwork,是某个部门根据本系统的特殊业务需要而建造的网络,这种网络一般不对外提供服务。
例如军队、电力等系统、银行的网络就属于专用网。
3按网络的拓扑结构分类
计算机网络的拓扑结构是指网络中的通信线路和节点的几何结构。
分类:
总线型、星型、环型、树型、网型和混合网型。
1总线型
优点:
简单灵活、建网容易、使用方便、性能好、费用低、易扩展、网络可靠性较高
缺点:
传输效率低,逐渐被星型代替。
2星型结构
星型结构由中央节点集线器与各个节点连接组成
传输性能较优,易于控制管理、易于网络扩展。
费用较高、若中央节点发生故障,网络瘫痪。
3环型
环型拓扑结构是一个环状结构,环型网络中的信息传送是单向的,即沿一个方向从一个结点传到另一个结点;
每个结点需安装中继器,以接收、放大、发送信号。
特点是结构简单,建网容易,便于管理、传输性能好。
其缺点是当某台工作站发生故障,则网络停止工作。
可靠性低、当结点过多时,将影响传输效率,不利于扩展。
4树型:
树型结构是一种分级结构。
在树型结构的网络中,任意两个结点之间不产生回路,每条通路都支持双向传输。
这种结构的特点是扩充方便、灵活,成本低,易推广,适合于分主次或分等级的层次型管理系统。
缺点是网络可靠性较差。
5网型6混合型
在树型结构中加入多余的连接,使一个节点有多于一个的出口,这就构成了网状结构(如图所示,多余的出口可以增加网络的可靠性。
(4根据网络的传输介质划分
有线网:
双绞线、同轴电缆、光纤、电话线。
无线网:
无线电波、红外线、卫星数据通信网。
7.1.3计算机网络的功能
资源共享又可以划分为硬件共享、软件共享和信息共享。
易于进行分布处理
通过不同地点的计算机共同完成一项任务.大型课题,分为许许多多的小题目,由不同的计算机分别完成,然后再集中起来,解决问题。
提高系统的可靠性。
数据通信是计算机网络的最基本功能之一,用于实现计算机之间的信息传送。
分布式计算机系统
7.1.4协议与网络体系结构
在计算机网络中,网络协议与网络体系结构占有重要的地位,只有在了解网络协议和网络体系结构的基础上,才能对计算机网络有更深的认识。
1、协议的概念
2、协议分层
3、网络体系结构
1、网络协议的定义是:
为在网络中进行数据的交换而建立的规则、标准或约定。
我们将计算机网络各层协议的集合,称为网络的体系结构。
1977年国际标准化组织(ISO,InternationalStandardizationOrganization成立了专门的组织,试图让所有的计算机都能互连,并提出了著名的开放系统互连参考模型(OSI,OpenSystemInterconnection。
2、网络体系结构
OSI的七层模型如表所示。
2.OSI参考模型的七层协议及其功能
1物理层(PhysicalLayer
①二进制在线路上的表示和传输二进制“位”信号,即传送比特流,数据单位是比特(Bit。
2数据链路层(DataLinkLayer
数据链路层无差错地传送以帧为单位的数据,对比特流进行校验。
3网络层(NetworkLayer
网络层为分组交换网上的不同主机提供通信,数据传送的单位是分组或包
4传输层(TransportLayer
传输层负责主机中两个进程之间的通信,数据传输的单位是报文段。
5会话层(SessionLayer
会话层完成的主要功能如下:
①允许用户在设备之间建立、维持和终止会话。
②管理会话。
③使用远程地址建立连接。
6表示层(PresentationLayer表示层完成的主要功能有:
①对数据编码格式进行转换。
②数据压缩与恢复。
③建立数据交换格式。
④数据的安全与保密。
⑤其他特殊服务。
7应用层(ApplicationLayer
应用层完成的主要功能如下:
①作为用户应用程序与网络间的接口。
②使用户的应用程序能够与网络进行交互式联系。
(2Internet体系结构p219
Internet使用TCP/IP协议。
TCP/IP是一组协议,是一个完整的体系结构,分为四层,成为国际标准。
TCP/IP协议的层次结构和作用
TCP/IP协议也采用了层次体系结构,所涉及的层次包括网络接口层、网际层、传输层和应用层。
网络接口层
TCP/IP协议对这一层描述得很少,一般网络接口层提供了TCP/IP协议与各种物理网络的接口
2网际层
网络接口层只提供了简单的数据流传送服务,而在Intenet中网络与网络之间的数据传输主要依赖于网际层中的IP协议(InternetProtocol。
IP的功能包括如下3项:
①管理Internet中的地址
②路由选择功能
③数据报的分片与重组
3传输层(TransportLayer:
面向连接的传输控制协议(TCP
面向无连接的用户数据报协议(UDP
4应用层(ApplicationLayer
HTTP:
超文本传输协议
SMTP:
电子邮件传输功能
FTP:
交互式文件传输功能
TELNET:
远程登录功能DNS:
域名服务
★7.2计算机网络基础知识
7.2.1网络传输媒质简介
1、双绞线
传输媒质也称为传输介质或传输媒介。
网络是靠传输媒质连接起来的,传输媒质承担着传递信号的作用。
2、同轴电缆
3、光纤
4、无线传输
双绞线又称双扭线,特点:
两条相互绝缘的铜导线绞合在一起。
采用绞合的结构是为了减少对相邻导线的电磁干扰。
(否则形成电容
绞合次数越高,抵消干扰的功能就越强,制作成本也就越高。
另外,根据双绞线外是否有屏蔽层又可以分为屏蔽双绞线(STP,ShieldedTwistedPair和非屏蔽双绞线(UTP,UnshieldedTwistedPaired。
两者相比,STP性能更好一些,但价格稍贵。
双绞线在每秒几兆比特传输速率时,传输距离可达到几公里。
由于价格便宜,因此被广泛用在电话的用户线和局域网中。
在局域网中常用四对双绞线,即四对绞合线封装在一根保护塑料软管里,如图7-4所示。
同轴电缆有内导体铜芯、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及保护塑料外层组织,如图7-5所示。
由于屏蔽层的作用,同轴电缆有较好的抗干扰能力。
光纤通常是由非常透明的石英玻璃拉成细丝做成的,其传播是利用全反射原理。
多模光纤(光源为发光二极管和单模光纤(昂贵的激光器p244
单模光纤比多模光纤传播的距离要长
无线传输通常使用微波,目前主要有两种形式:
微波接力通信和卫星通信。
(1微波接力
微波是沿直线传播的,收发双方必须直视,而地球表面是一个曲面,因此传播距离受到限制,一般只有50km左右。
若采用100m高的天线塔,则传播距离可以增大到100km。
为实现远距离传输,必须设立若干中继站。
中继站把收到的信号放大后再发送到下一站,因此称为接力通信。
因为工业和天气干扰的主要频谱成份比微波的频率低的多,所以微波受到的干扰比短波通信小得多,因而传输质量较高。
另外微波有较高的带宽,通信容量很大。
微波与通信电缆相比,投资小,可靠性高,但隐蔽性和保密性差。
(2卫星通信
卫星通信的最大特点是:
通信费用与通信距离无关。
卫星使用微波传送信号,要双方传输必须至少有一个上行频率和一个下行频率,才能区分开发送的信号和接收的信号,而不至于混在一起。
7.2.3网络设备简介
网络的互联除传输媒质外还需要一些互连设备,这些设备除了包含物理层协议外,还可能包含数据链路层和网络层协议。
下面列出了一些常用的网络设备。
1、网络适配卡
2、集线器(Hub
3、以太网交换机
4、路由器
5、AMT交换机
6、其他互连设备
网络适配卡简称网卡,外观如图7-8所示,一般插在机器内部的总线槽上,网线则接在网卡上。
每个网卡上都有一个固定的全球唯一地址,又称网卡的物理地址。
网卡包含着物理层协议和部分数据链路层协议。
组建不同的网络,要选择不同的网卡,也就是选择线路的使用方式。
在同一个局域网络中,必须使用工作方式相同的网卡,例如,一个以太网网卡是不能用在令牌环网中的。
1、网络适配卡NIC
集线器充当电子总线的作用,集线器只包含物理层协议,与中继器处于同一协议层次。
一般端口数为8、12、16、32等。
2、集线器
图7-9Hub(集线器
以太网交换机又称为SwitchHub,如图7-10所示。
其外观与Hub相同,但是内部电子线路的工作原理不同,