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1、计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础第五章第五章第五章第五章 计算机网络基础计算机网络基础计算机网络基础计算机网络基础 5.1 5.1 计算机网络概述计算机网络概述 5.2 5.2 网络的构成要素网络的构成要素 5.3 5.3 局域网局域网 5-4 5-4 InternetInternet 5-5 5-5 网络安全网络安全25-1 计算机网络概述计算机网络概述内容：内容：q5.1.1 计算机网络的组成和功能计算机网络的组成和功能q5.1.2 计算机网络的分类计算机网络的分类q5.1.3 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机
2、文化基础35.1.1 计算机网络的组成和功能计算机网络的组成和功能计算机网络的定义计算机网络的定义计算机网络计算机网络用通信设备和传输媒体将若用通信设备和传输媒体将若干具有独立功能的计算机连干具有独立功能的计算机连接起来，在相关通信软件的接起来，在相关通信软件的支持下，实现信息传递、资支持下，实现信息传递、资源共享、协同工作的计算机源共享、协同工作的计算机系统。系统。计算机技术和通信技术相结合计算机技术和通信技术相结合包括各种包括各种计算机计算机、各种、各种外部设外部设备备、连接电缆连接电缆、各种、各种通信控通信控制设备制设备及相关及相关软件软件。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算
3、机文化基础45.1.1 计算机网络的组成和功能计算机网络的组成和功能计算机网络的硬件和软件计算机网络的硬件和软件硬件是网络系统赖以存在的基础硬件是网络系统赖以存在的基础线路控制器线路控制器(Line Controller)主计算机或终端设备与线路上调制解调器的接口。主计算机或终端设备与线路上调制解调器的接口。通信控制器通信控制器(Communication Controller)用以对数据通信各个阶段进行控制。用以对数据通信各个阶段进行控制。通信处理机通信处理机(Communication Processor)作为数据交换的开关，负责通信信息的变换处理。作为数据交换的开关，负责通信信息的变换处
4、理。前端处理机前端处理机(Front End Processor)负责通信处理工作。负责通信处理工作。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础55.1.1 计算机网络的组成和功能计算机网络的组成和功能计算机网络的硬件和软件计算机网络的硬件和软件硬件是网络系统赖以存在的基础硬件是网络系统赖以存在的基础集中器集中器(Concentrator)多路选择器多路选择器(Multiplexes)是通过通信线路分别和多个远程终端相连接的设备。是通过通信线路分别和多个远程终端相连接的设备。主机主机(Host Computer,HOST)网络中具有独立工作能力的计算机。网络中具有独立工作能力的计
5、算机。终端终端(Terminal)网络中具有信息输入输出能力的设备。网络中具有信息输入输出能力的设备。传输介质传输介质用来进行信息传递的有线或无线介质。用来进行信息传递的有线或无线介质。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础65.1.1 计算机网络的组成和功能计算机网络的组成和功能计算机网络的硬件和软件计算机网络的硬件和软件软件是实现网络功能、挖掘网络潜力的工具软件是实现网络功能、挖掘网络潜力的工具网络协议和协议软件网络协议和协议软件通过协议程序实现网络协议功能。通过协议程序实现网络协议功能。网络通信软件网络通信软件实现网络工作站之间的通信。实现网络工作站之间的通信。网络操作
6、系统网络操作系统用以实现系统资源共享、管理用户对不同资源访问的系统用以实现系统资源共享、管理用户对不同资源访问的系统软件，是最主要的网络软件。软件，是最主要的网络软件。网络管理及网络应用软件网络管理及网络应用软件对网络资源进行管理和对网络进行维护。对网络资源进行管理和对网络进行维护。为网络用户提供服务并为网络用户解决实际问题。为网络用户提供服务并为网络用户解决实际问题。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础网络软件的重点不网络软件的重点不是在网络中互连的是在网络中互连的各个独立的计算机各个独立的计算机本身的功能，而是本身的功能，而是在如何实现网络本在如何实现网络本身的特有功能
7、。身的特有功能。75.1.1 计算机网络的组成和功能计算机网络的组成和功能计算机网络的组成计算机网络的组成从逻辑功能的角度从逻辑功能的角度分为分为通信子网通信子网和和资源资源子网子网两个部分两个部分通信子网通信子网负责完成数据传输和负责完成数据传输和转发等通信处理任务。转发等通信处理任务。资源子网资源子网完成各类信息处理和完成各类信息处理和加工任务。加工任务。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础85.1.1 计算机网络的组成和功能计算机网络的组成和功能计算机网络的组成计算机网络的组成通信子网通信子网网络系统的中心，处网络系统的中心，处于网络内层，它由网于网络内层，它由网络中
8、的络中的通信控制设备通信控制设备、通信设备通信设备、通信线路通信线路以及以及作为信息交换的作为信息交换的计算机计算机所组成。所组成。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础95.1.1 计算机网络的组成和功能计算机网络的组成和功能计算机网络的组成计算机网络的组成资源子网资源子网处于网络系统的外围，处于网络系统的外围，由各种由各种计算机计算机、通信通信终端终端、输入输出设输入输出设备、备、各种各种软件资源软件资源和各种和各种数据资源数据资源组成。组成。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础105.1.1 计算机网络的组成和功能计算机网络的组成和功能计算机网络的功
9、能计算机网络的功能信息交换信息交换完成计算机网络中各个结点之间的通信任务。完成计算机网络中各个结点之间的通信任务。电子邮件、新闻发布、网页浏览、信息共享等都要依靠信电子邮件、新闻发布、网页浏览、信息共享等都要依靠信息交换来实现。息交换来实现。资源共享资源共享共享硬件资源、软件资源、数据资源。共享硬件资源、软件资源、数据资源。资源共享为用户使用网络提供了方便。资源共享为用户使用网络提供了方便。共享方式分为对等模式和客户机共享方式分为对等模式和客户机/服务器模式两类。服务器模式两类。远程传输远程传输分布在相距很远的用户也可以互相传输数据信息，分布在相距很远的用户也可以互相传输数据信息，互相交流，协
10、同工作。互相交流，协同工作。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础115.1.1 计算机网络的组成和功能计算机网络的组成和功能计算机网络的功能计算机网络的功能集中管理集中管理实现日常工作的集中管理，提高工作效率，增加经济效益。实现日常工作的集中管理，提高工作效率，增加经济效益。计算机网络技术的发展和应用，已使得现代的办公手段、经计算机网络技术的发展和应用，已使得现代的办公手段、经营管理等发生了变化。营管理等发生了变化。分布处理分布处理网络中的若干台计算机可以互相协作共同完成一个任务。网络中的若干台计算机可以互相协作共同完成一个任务。将一个比较复杂的任务分解成若干个部分，由网络
11、内若干台将一个比较复杂的任务分解成若干个部分，由网络内若干台计算机分别完成。计算机分别完成。均衡负荷均衡负荷信息处理任务被均匀的分配给网络上的各台计算机。信息处理任务被均匀的分配给网络上的各台计算机。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础125.1.2 计算机网络的分类计算机网络的分类计算机网络的分类计算机网络的分类按照网络的使用性质按照网络的使用性质公用网络公用网络专用网络专用网络按照使用的传输介质按照使用的传输介质有线网络有线网络无线网络无线网络按照网络的通信速度按照网络的通信速度高速网络高速网络低速网络低速网络按交换方式按交换方式线路交换网络线路交换网络报文交换网络报文
12、交换网络分组交换网络分组交换网络按照网络通信所涉及的地理范围按照网络通信所涉及的地理范围局域网局域网城域网城域网广域网广域网计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础135.1.2 计算机网络的分类计算机网络的分类计算机网络的分类计算机网络的分类局域网局域网(Local Area Network；LAN)是最常见、应用最广的一种网络。是最常见、应用最广的一种网络。局域网所覆盖的地区范围较小，一般局域网所覆盖的地区范围较小，一般来说可以是来说可以是几米至几公里几米至几公里以内。以内。在计算机数量配置上没有太多的限制，在计算机数量配置上没有太多的限制，少的可以只有少的可以只有两台两台
13、，多的可达，多的可达几百台几百台。一般位于一个建筑物或一个单位内，一般位于一个建筑物或一个单位内，通常不存在寻径问题，也不包括网络通常不存在寻径问题，也不包括网络层的应用。层的应用。IEEE的的802标准委员会定义了多种主要的标准委员会定义了多种主要的LAN网：网：以太网以太网(Ethernet)、令牌环网、令牌环网(Token Ring)、光纤分布式接口网络、光纤分布式接口网络(FDDI)、异步、异步传输模式网传输模式网(ATM)以及最新的无线局域网以及最新的无线局域网(WLAN)。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础145.1.2 计算机网络的分类计算机网络的分类计算机
14、网络的分类计算机网络的分类城域网城域网(Metropolitan Area Network；MAN)指在一个城市，但不在同一地理小指在一个城市，但不在同一地理小区范围内的计算机互联。区范围内的计算机互联。所覆盖的范围在所覆盖的范围在10至至100公里。公里。采用的是采用的是IEEE802.6标准。标准。与与LAN相比扩展的距离更长，连接相比扩展的距离更长，连接的计算机数量更多。的计算机数量更多。城域网多采用城域网多采用ATM技术做骨干网。技术做骨干网。在一个大型城市或都市地区，一个在一个大型城市或都市地区，一个MAN网网络通常连接着多个络通常连接着多个LAN网。如连接政府机网。如连接政府机构的
15、构的LAN、医院的、医院的LAN、电信的、电信的LAN、公、公司企业的司企业的LAN等等。由于光纤连接的引入，等等。由于光纤连接的引入，使使MAN中高速的中高速的LAN互连成为可能。互连成为可能。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础155.1.2 计算机网络的分类计算机网络的分类计算机网络的分类计算机网络的分类广域网广域网(Wide Area Network；WAN)一般是在不同城市之间的一般是在不同城市之间的LAN或或者者MAN网络的互联。网络的互联。地理范围可从几百公里到几千公地理范围可从几百公里到几千公里。里。通常采用网状结构。通常采用网状结构。所连接的用户多，带宽有
16、限，用所连接的用户多，带宽有限，用户终端的连网速率一般较低。户终端的连网速率一般较低。广域网的通信子网主要使用广域网的通信子网主要使用分组交换分组交换技术，技术，常使用公用分组交换网、卫星通信网和常使用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网。新的光纤标准和提供无线分组交换网。新的光纤标准和提供更宽带宽和更快传输速率的全球光纤通更宽带宽和更快传输速率的全球光纤通信网络的引入，广域网的数据传输速率信网络的引入，广域网的数据传输速率大大提高，传输误码率也大大降低。大大提高，传输误码率也大大降低。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础165.1.3 计算机网络的体系结构计算机网络
17、的体系结构网络协议及网络体系结构网络协议及网络体系结构网络协议网络协议为了使计算机与计算机之间能够正确可靠地传递信息，必须有为了使计算机与计算机之间能够正确可靠地传递信息，必须有一套关于信息传输顺序的一套关于信息传输顺序的规定规定、信息格式的、信息格式的标准标准、信息内容的、信息内容的约定约定。这些规定、标准和约定称为。这些规定、标准和约定称为网络协议网络协议。包含包含四个要素四个要素，语法语法、语义语义、同步同步、时序时序语法用来规定各种数据与控制信息的格式和结构语法用来规定各种数据与控制信息的格式和结构语义用来规定通信信息的某个部分所表示的意义语义用来规定通信信息的某个部分所表示的意义同步
18、用来规定通信的各个步骤的实现方式同步用来规定通信的各个步骤的实现方式时序用来对事件实现顺序进行详细说明时序用来对事件实现顺序进行详细说明计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础175.1.3 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构网络协议及网络体系结构网络协议及网络体系结构网络体系结构网络体系结构为减少设计上的复杂性，计算机网络都采用为减少设计上的复杂性，计算机网络都采用“分层分层”结构。结构。所谓分层，是从逻辑结构上把一个复杂的系统分解为若干比较简单的系所谓分层，是从逻辑结构上把一个复杂的系统分解为若干比较简单的系统，将系统功能分类归并，以使问题的解决变得比较容易。统，将系
19、统功能分类归并，以使问题的解决变得比较容易。在分层结构中在分层结构中每一层都建立在它的前一层的基础之上，每一层都有相应的每一层都建立在它的前一层的基础之上，每一层都有相应的通信协议，相邻两层之间的通信约束称为通信协议，相邻两层之间的通信约束称为接口接口。相同或相似的功能被归纳到同一层中，每一个层都只与其上相同或相似的功能被归纳到同一层中，每一个层都只与其上下层的接口通信，使用下层所提供的服务，并且向上层提供下层的接口通信，使用下层所提供的服务，并且向上层提供服务。服务。这种逻辑结构上的分层、各层之间的关系安排以及所有相关的这种逻辑结构上的分层、各层之间的关系安排以及所有相关的协议的总和称为网络
20、的协议的总和称为网络的体系结构体系结构。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础185.1.3 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型开放系统互连基本参考模型开放系统互连基本参考模型(Open System Interconnection Basic Reference Model，OSI/RM)国际标准化组织国际标准化组织(ISO)于于1981年正式推荐的网络系统结构年正式推荐的网络系统结构-七层参考模型七层参考模型计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础195.1.3 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构开放系统
21、互连参考模型开放系统互连参考模型OSI模型有模型有7层结构层结构每层都可以由若干个子层组成每层都可以由若干个子层组成从上到下分别是从上到下分别是应用层应用层、表示层表示层、会话层会话层、传传输层输层、网络层网络层、数据链路层数据链路层、物理层物理层。前三层对应于资源子网前三层对应于资源子网后四层对应于通信子网后四层对应于通信子网计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础205.1.3 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型OSI/RM是一个计算机互联的国际标准，所谓开放，就是指任何是一个计算机互联的国际标准，所谓开放，就是指任何不同的计算
22、机系统，只要遵循不同的计算机系统，只要遵循OSI标准，就可以与同样遵循该标准，就可以与同样遵循该标准的任何计算机系统进行通信。标准的任何计算机系统进行通信。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础如果主机“系统A”中的某个进程P1要向主机“系统B”中的某个进程P2传递数据。P1先将数据交给应用层，应用层在数据上加上必要的控制信息，然后将其传递给表示层；表示层收到应用层提交的数据后，加上本层的控制信息，然后提交给会话层；依次类推；到达物理层后，由于是按照比特流来传输信息，所以不再加上控制信息。当这串比特流传递到主机“系统B”后，就从物理层开始逐步向上上升，每一层根据对应的协议进行
23、必要的操作，在剥离本层的相关信息后，将其余部分提交给上层。最后，就由进程P2接收到发送过来的数据。215.1.3 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型由于由于OSI/RM标准模型的建立标准模型的建立,使得各种计算机网络向它靠拢使得各种计算机网络向它靠拢,大大大推动了网络通信技术的发展。大推动了网络通信技术的发展。OSI分层的优点：分层的优点：人们可以很容易的讨论和学习协议的规范细节。人们可以很容易的讨论和学习协议的规范细节。层间的标准接口方便了工程模块化。层间的标准接口方便了工程模块化。创建了一个更好的互连环境。创建了一个更好的互连环境。降低了复杂度
24、，使程序更容易修改，产品开发的速度更快。降低了复杂度，使程序更容易修改，产品开发的速度更快。每层利用紧邻的下层服务，更容易记住个层的功能。每层利用紧邻的下层服务，更容易记住个层的功能。需要说明的是需要说明的是OSI七层模型是一个七层模型是一个理论模型理论模型，其作用只是提供一个概念性和，其作用只是提供一个概念性和功能性的结构、确定研究和改进标准的规范、为保持相关标功能性的结构、确定研究和改进标准的规范、为保持相关标准的一致性提供参考。因此，准的一致性提供参考。因此，OSI参考模型及其相关标准只是参考模型及其相关标准只是一个一个技术规范技术规范，而不是一个，而不是一个工程规范工程规范。计算机文化
25、基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础225.2 网络的构成要素网络的构成要素内容：内容：q5.2.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念q5.2.2 数据传输介质数据传输介质q5.2.3 网卡网卡q5.2.4 网络互联设备网络互联设备计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础235.2.1 基本概念基本概念数据通信数据通信数据通信数据通信实现远程计算机、终端间的相互实现远程计算机、终端间的相互通信，以达到硬件、软件资源及通信，以达到硬件、软件资源及数据处理、信息资源的共享。数据处理、信息资源的共享。是计算机技术与通信技术结合的产是计算机技术与通信技术结合的产物物在通信
26、过程中，信息以信号的形式在通信过程中，信息以信号的形式出现。出现。电压电流随时间连续变化的电压电流随时间连续变化的模拟模拟信号信号电压电流随时间不连续变化的电压电流随时间不连续变化的数数字信号字信号计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础245.2.1 基本概念基本概念数据通信数据通信数据通信系统数据通信系统通过通信线路和通信控制处理设备将分布在各处的数据终端通过通信线路和通信控制处理设备将分布在各处的数据终端设备连接起来，执行数据传输功能的系统。设备连接起来，执行数据传输功能的系统。通信过程：通信过程：建立物理连接建立物理连接、建立数据链路建立数据链路、数据传送数据传送、传送
27、结束传送结束并拆除数据链路并拆除数据链路、拆除物理连接拆除物理连接计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础由由信源信源、信宿信宿和和信道信道组成组成信源：数据的发信源：数据的发送方送方信宿：数据的接信宿：数据的接收方收方信道：传送信号信道：传送信号的物理通道的物理通道275.2.1 基本概念基本概念信道和带宽信道和带宽信道信道信道信道(information channels)表示向某一方向传输信息的媒质或渠道，表示向某一方向传输信息的媒质或渠道，它是通信电路的一个逻辑组成部分，其作用是把携有信息的信号从输入它是通信电路的一个逻辑组成部分，其作用是把携有信息的信号从输入端传递到
28、输出端。端传递到输出端。通常，一条通信线路中包含一个发送信道和一个接收信道。通常，一条通信线路中包含一个发送信道和一个接收信道。无线信道无线信道：电磁波的空间传播渠道。电磁波的空间传播渠道。有线信道有线信道：电磁波的导引传播渠道。：电磁波的导引传播渠道。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础285.2.1 基本概念基本概念信道和带宽信道和带宽带宽带宽带宽通常指信号所占据的频带带宽通常指信号所占据的频带宽度；在被用来描述信道时，宽度；在被用来描述信道时，带宽是指能够有效通过该信道带宽是指能够有效通过该信道的信号的最大频带宽度。的信号的最大频带宽度。对于模拟信道对于模拟信道带宽以
29、赫兹带宽以赫兹(Hz)为单位。为单位。对于数字信道对于数字信道直接用波特率或符号率来描述。直接用波特率或符号率来描述。波特率波特率单位时间内可传输的二进制位单位时间内可传输的二进制位的位数的位数(bps)计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础305.2.1 基本概念基本概念通信方式和传输方式通信方式和传输方式传输方式传输方式在数据通信中通过信道传输在数据通信中通过信道传输的二进制信息的传输方式的二进制信息的传输方式并行传输并行传输将组成信息的将组成信息的“字字”或或“字节字节”的的若干个位若干个位(bit)同时进行传输同时进行传输传输速度较高，但需多条传输线传输速度较高，但需
30、多条传输线串行传输串行传输将组成信息的将组成信息的“字字”或或“字节字节”的的若干个位若干个位(bit)按照顺序一个一个地按照顺序一个一个地进行传输进行传输传输速度较低，只需一条传输线传输速度较低，只需一条传输线计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础345.2.1 基本概念基本概念多路复用技术多路复用技术多路复用多路复用(multiplexing)两个或多个用户共享公用信道的一种机制两个或多个用户共享公用信道的一种机制(传输介质的带宽超过了传输单个信号所需的带宽时多个终传输介质的带宽超过了传输单个信号所需的带宽时多个终端能共享一条高速信道端能共享一条高速信道)。在远距离传输时
31、，可大大节省电缆的成本、安装与维护费用。在远距离传输时，可大大节省电缆的成本、安装与维护费用。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础355.2.1 基本概念基本概念多路复用技术多路复用技术频分多路复用频分多路复用(FDMA)频分制是将频分制是将传输频带分传输频带分成成N部分部分，每一个部分，每一个部分均可作为一个独立的传均可作为一个独立的传输信道使用。输信道使用。频分制通信又称频分制通信又称载波通载波通信信，它是模拟通信的主，它是模拟通信的主要手段。要手段。由于各子信道相互独立，由于各子信道相互独立，故一个信道发生故障时故一个信道发生故障时不影响其他信道。不影响其他信道。计算
32、机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础365.2.1 基本概念基本概念多路复用技术多路复用技术时分多路复用时分多路复用(TDMA)时分制是将时分制是将传输时间分传输时间分成成N部分部分，每一个部分，每一个部分均可作为一个独立的传均可作为一个独立的传输信道使用。输信道使用。时分制通信也称时分制通信也称时间分时间分割通信割通信，它是数字电话，它是数字电话多路通信的主要方法。多路通信的主要方法。当有多路信号准备传输当有多路信号准备传输时，一个信道就能在不时，一个信道就能在不同的时间片传输多路信同的时间片传输多路信号。号。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础375.2
33、.1 基本概念基本概念多路复用技术多路复用技术码分多路复用码分多路复用(CDMA)码分制技术的基础是微波扩频通信。码分制技术的基础是微波扩频通信。CDMA通信系统给每个用户分配一个唯一的正交码。在发送端，对要传通信系统给每个用户分配一个唯一的正交码。在发送端，对要传输的数据用该地址码进行输的数据用该地址码进行正交编码正交编码，然后实现信道复用；在接收端，用，然后实现信道复用；在接收端，用与发端相同的地址码进行与发端相同的地址码进行正交解码正交解码。CDMA的特点是的特点是频率和时间资源均为共享频率和时间资源均为共享，适用于频率和时间资源紧缺，适用于频率和时间资源紧缺的情况。的情况。计算机文化基
34、础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础385.2.1 基本概念基本概念多路复用技术多路复用技术波分多路复用波分多路复用(WDMA)码分制技术是频分制技术在光纤媒体中的应用码分制技术是频分制技术在光纤媒体中的应用主要用于全光纤网组成的通信系统中主要用于全光纤网组成的通信系统中是在一跟光纤上同时传送多个波长不同的光载波的复用技术是在一跟光纤上同时传送多个波长不同的光载波的复用技术计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础395.2.2 数据传输介质数据传输介质有线介质有线介质传输介质传输介质通信双方交换信息的物理通通信双方交换信息的物理通路路通信中实际传输信息的介质通信中实际传
35、输信息的介质有线介质有线介质各种具有传输能力的导引体。各种具有传输能力的导引体。常用的有线介质为常用的有线介质为双绞线双绞线、同轴电缆同轴电缆和和光缆光缆。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础双绞线双绞线电缆通常由电缆通常由4对双绞线组合而对双绞线组合而成，它能使外部的成，它能使外部的电磁干扰降低到最电磁干扰降低到最低程度，以保护传低程度，以保护传递的信息。递的信息。同轴电缆同轴电缆由中心的内由中心的内导体和外边的屏蔽网导体和外边的屏蔽网组成，它传输信号时组成，它传输信号时反射和损耗都较小，反射和损耗都较小，有基带和宽带之分。有基带和宽带之分。光纤光纤具有容量大、带具有容量
36、大、带宽高、抗干扰的良好宽高、抗干扰的良好特性，是目前通信传特性，是目前通信传输网络的主要传输介输网络的主要传输介质。实际应用中常将质。实际应用中常将若干根光纤组合形成若干根光纤组合形成光缆来使用。光缆来使用。405.2.2 数据传输介质数据传输介质无线介质无线介质传输介质传输介质通信双方交换信息的物理通路通信双方交换信息的物理通路通信中实际传输信息的介质通信中实际传输信息的介质无线介质无线介质无线传输是利用各种电磁波来无线传输是利用各种电磁波来进行的，它的传输介质是各种进行的，它的传输介质是各种具有传播特性的自由空间。具有传播特性的自由空间。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文
37、化基础微波通信微波通信是利用是利用地面微波进行的地面微波进行的通信。远距离通通信。远距离通信时需要进行中信时需要进行中继。成本低，受继。成本低，受环境影响较大。环境影响较大。卫星通信卫星通信是利用是利用地球同步通信卫地球同步通信卫星进行的微波通星进行的微波通信。卫星通信的信。卫星通信的覆盖范围大，成覆盖范围大，成本低，是目前远本低，是目前远距离通信的主力距离通信的主力。红外通信红外通信使用红使用红外光作为传输介外光作为传输介质，是目前无线质，是目前无线局域网中通常采局域网中通常采用的通信手段，用的通信手段，许多许多PC机、笔机、笔记本电脑、手持记本电脑、手持数码设备配置有数码设备配置有红外发射
38、器端口。红外发射器端口。415.2.3 网卡网卡网卡（网卡（Network Interface Card，NIC）也称为网络适配器，）也称为网络适配器，计算机与局域网是通过网卡进行连接的，大多数局域网采用计算机与局域网是通过网卡进行连接的，大多数局域网采用以太（以太（Ethernet）网卡，网卡上的逻辑电路能够实现通信信）网卡，网卡上的逻辑电路能够实现通信信息格式的形成、数据打包和拆包、通信规程控制、拓扑结构息格式的形成、数据打包和拆包、通信规程控制、拓扑结构形成和差错控制等。大多数计算机在出厂设置中已经内置了形成和差错控制等。大多数计算机在出厂设置中已经内置了网卡，如果没有配置网卡的计算机想
39、接入网络，至少得外接网卡，如果没有配置网卡的计算机想接入网络，至少得外接一个扩展槽以便插入网卡。一个扩展槽以便插入网卡。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础425.2.3 网卡网卡网络上的每一个结点都有一块网卡，每块网卡均由生产厂网络上的每一个结点都有一块网卡，每块网卡均由生产厂家分配一个全球唯一的家分配一个全球唯一的48位二进制数（个字节）的位二进制数（个字节）的MAC地址，该地址码就成为安装了该网卡的计算机的物地址，该地址码就成为安装了该网卡的计算机的物理地址。网卡通过传输介质（双绞线、光纤或无线电波）理地址。网卡通过传输介质（双绞线、光纤或无线电波）把结点与网络连接起
40、来，将需要发送的数据从计算机传把结点与网络连接起来，将需要发送的数据从计算机传送到网络，需要接收的数据从网络传送到结点。送到网络，需要接收的数据从网络传送到结点。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础435.2.4 网络互联设备网络互联设备中继器（Repeater）中继器是在OSI模型的第一层物理层面上延长网络的设备。它仅仅是在两个原始总线之间简单地来回传送信号的设备，而不会考虑信号的含义。但在传送信号时，中继器通常会对信号进行某种形式的再生放大。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础445.2.4 网络互联设备网络互联设备网桥（Bridge）网桥类似于中继
41、器，但是比中继器更复杂。它是在OSI模型的第二层数据链路层面上连接两个网络的设备。与中继器相似，它也是连接2条总线，但是不必在连接上传输所有的报文。相反，网桥要检查每条报文的目的地址（MAC地址），只有当报文的目的地址是在网桥另一边的计算机时，才在连接上转发这个报文。因此，如果是在网桥同一侧的两台计算机之间相互传输报文的话，是不会干扰到网桥另一侧的通信的。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础455.2.4 网络互联设备网络互联设备交换机（Switch）交换机本质上就是具有多个连接的网桥，可以连接若干条总线。因此，通过交换机连接形成的网络包括若干从交换机延伸出来的总线，它们就
42、类似于车轮的辐条。与网桥一样，交换机也要考虑所有报文的目的地址，并且仅转发那些目的地址位于其它辐条的报文。另外，被转发的每一个报文只会被转送至相应的辐条，因此，最大限度地减轻了每根辐条的传输流量。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础465.2.4 网络互联设备网络互联设备交换机（Switch）计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础475.2.4 网络互联设备网络互联设备路由器（Router）路由器是在OSI模型的第三层网络层面上连接2个网络、并对分组报文进行转发的设备。与中继器、网桥和交换机的功能不同，路由器具有连接不同类型网络的能力、并能够选择数据传送的
43、路径。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础485.2.4 网络互联设备网络互联设备路由器（Router）计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础当某个WiFi网络中的某台机器想要给以太网中的某台机器发送报文时，它首先会把报文发送至其网络中的接入点（Access Point，AP），接入点再把报文发送到与之相连的路由器，该路由器把报文转发至与以太网相连的路由器，在那里该报文被发送给总线上的一台机器，然后这台机器把报文转发至它在以太网中的最终目的地。495.2.4 网络互联设备网络互联设备网关（Gateway）网关是OSI参考模型中负责将从传输层到应用层的数据进
44、行转换和转发的设备。它不仅转发数据，还负责对数据进行转换。通常会使用一个表示层（或应用层）网关，在2个不能进行直接通信的协议之间进行翻译，最终实现两者之间的通信。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础505.2.4 网络互联设备网络互联设备网关（Gateway）计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础互联网与手机邮件服务器之间设置了一道网关。网关负责读取完各种不同的协议后，对它们逐一进行合理的转换，再将相应的数据转发出去。这样一来，即使应用的是不同的电子邮件协议，计算机与手机之间也能互相发送邮件。515.3 局域网局域网内容：内容：q5.3.1 局域网概述局域
45、网概述q5.3.2 局域网的拓扑结构局域网的拓扑结构q5.3.3 以太网以太网q5.3.4 无线局域网无线局域网计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础525.3.1 局域网概述局域网概述局域网的组成与特点局域网的组成与特点局域网技术是网络研究和应用的一个热点，也是技术发展最快局域网技术是网络研究和应用的一个热点，也是技术发展最快的领域之一。的领域之一。局域网传输距离较短，通常采用光纤或专用电缆连接，局域网传输距离较短，通常采用光纤或专用电缆连接，有较高的数据传输速率。有较高的数据传输速率。主干线路传输速率：主干线路传输速率：100Mb/s或或1000Mb/s用户端的传输速率：
46、用户端的传输速率：10Mb/s或或100Mb/s在局域网的应用中在局域网的应用中除了通常的电子邮件之外除了通常的电子邮件之外主要是各种办公系统、财务系统、人事、仓库、物流、市场主要是各种办公系统、财务系统、人事、仓库、物流、市场等信息管理和业务管理系统。等信息管理和业务管理系统。计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础535.3.1 局域网概述局域网概述局域网的组成局域网的组成计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础双绞线、同轴双绞线、同轴电缆、光纤或电缆、光纤或者无线电波者无线电波 网络网络服务器服务器计算机计算机网络接网络接口卡口卡传输介质传输介质计算机计算
47、机计算机计算机网络网络 打印机打印机计算机、计算机、服务器、打印服务器、打印机等设备都可以通过局机等设备都可以通过局域网互相连接起来域网互相连接起来网络上的每台计算机都装有网络接网络上的每台计算机都装有网络接口卡口卡(NIC,简称网卡简称网卡)，网卡通过传输，网卡通过传输介质把节点相互连接起来介质把节点相互连接起来545.3.1 局域网概述局域网概述计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础介质访问地址介质访问地址(MAC地址地址)：为了相互区别，局域网中的每：为了相互区别，局域网中的每台计算机都有一个惟一的地址，称为台计算机都有一个惟一的地址，称为MAC地址地址数据传输方法：数
48、据传输方法：必须把要传输的数据分成小块（称为必须把要传输的数据分成小块（称为“帧帧”，frame），每台计算机），每台计算机每次只传输一个帧，确保任何计算机都有传输数据的机会每次只传输一个帧，确保任何计算机都有传输数据的机会 有效载荷有效载荷(传输的数据传输的数据)校验校验信息信息发送计算机发送计算机MAC地址地址目的计算机目的计算机MAC地址地址控制控制信息信息发给哪一台发给哪一台计算机？计算机？哪一台计算机发哪一台计算机发送的数据帧送的数据帧需要传输的数据，如程序、需要传输的数据，如程序、邮件、邮件、MP3MP3音乐等音乐等注意：不同类型的局域网，注意：不同类型的局域网，MACMAC地址规
49、定不地址规定不同，数据帧的格式不同，有效载荷最大长度同，数据帧的格式不同，有效载荷最大长度不同，校验方法不同不同，校验方法不同校验信息随同数据一起进行传校验信息随同数据一起进行传输，供接收节点在收到数据之输，供接收节点在收到数据之后验证数据传输是否正确后验证数据传输是否正确555.3.1 局域网概述局域网概述计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础计算机文化基础网卡网卡：就是计算机的网络通信控制器：就是计算机的网络通信控制器主要功能：主要功能：将数据分成将数据分成“帧帧”，接收，接收/发送数据帧发送数据帧网卡及其安装网卡及其安装笔记本电脑使用的网卡笔记本电脑使用的网卡v网网络络中中每每台台计
50、计算算机机(工工作作站站或或服服务务器器)都都必必须须安安装装网网卡卡，不同类型的网络，需安装使用不同类型的网卡不同类型的网络，需安装使用不同类型的网卡v由由于于芯芯片片组组集集成成度度的的提提高高，现现在在网网卡卡的的功功能能大大多多已已集集成成在芯片组中，即所谓的在芯片组中，即所谓的“集成网卡集成网卡”565.3.1 局域网概述局域网概述局域网具有如下特点：局域网具有如下特点：局域网是一个用于数据局域网是一个用于数据通信的计算机网络。通信的计算机网络。局域网的覆盖范围较小局域网的覆盖范围较小且有限。且有限。局域网提供了一个低误局域网提供了一个低误码率、高传输速率的数据码率、高传输速率的数据