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1、1第一节 计算机网络的发展和作用计算机网络的发展概况 计算机网络诞生的标志：ARPANET网，美国国防部高级研究项目部门网。计算机网络是管理信息系统的技术基础计算机走出工程和科学计算的第一个应用领域就是管理领域。美国的国家信息信息基础设施（NII），即信息高速公路。第1页/共63页2计算机网络的定义计算机网络（computer network）由连接两台或多台计算机系统和/或设备所需的通信介质、设备和软件所构成。第2页/共63页3网络的收益网络的有效使用能使企业成为一个灵活、强大和有创造性的组织，并使企业具有长期的竞争优势。网络可以共享组织内部有限的硬件、软件和数据库资源。提供了信息接收和传输
2、的效率，提高了组织的效力。第3页/共63页4第二节 数据通信基础数据通信的基本概念1.数据通信：就是通过适当的传输线路将数据信息从一台机器传送道另一台机器，这里可指的机器可以是计算机终端设备或其他任何通信设备。2.数据通信包括：数据处理和数据传输3.数据通信的过程4.数据通信系统的基本构成要素：计算机通信处理机、数据信号转换器、通信信道（传输介质）及通信协议。第4页/共63页5从计算机A向计算机B进行数据通信的过程为：1.当计算机A要向计算机B发送信息时，通过通信处理机取得信道的使用权。2.发送端的计算机A将要发送的信息送给通信处理机。3.通信处理机根据发送方的要求，将要传送的信息划分成若干个
3、数据分组（报文），送到数据信号转换器。4.数据信号转换器把通信处理机传来的数字信号编制成通信信道可以传输的信号，送入信道进行传输。第5页/共63页65.接收端识别到发给自己的信息，通过数据信号转换器把传输来的信号还原成数据信号，送往接收端的通信处理机。6.通信处理机将收到的报文分组存储整理，使一个信息的所有报文分组收齐后，将它们组合在一起，作为一条完整的信息传送给接收端计算机B。第6页/共63页7计算机A计算机B通 信处理机通 信处理机数据信号转换器数据信号转换器通信信道数据信息系统简化模型第7页/共63页8计算机是数据处理和数据收发的主体；通信处理机既可以是大型机的通信前置机，也可以是微机上
4、的通信传输卡；数据信号转换器可以是调制解调器或者编码译码器；通信信道可以是双绞线、屏蔽电缆线、光导纤维或无线电波；通信协议是数据通信系统在数据处理和传输中所应遵循的规程和标准。第8页/共63页9模拟数据通信与数字数据通信1.模拟数据通信：指在传输介质上用模拟信号进行传输。电话通信计算机处理的是数字信号，不能直接按模拟通信的方式通过模拟数据通信方式传送数字信号，需要使用调制解调器（Modem）作为信号转换器。第9页/共63页102.数字数据通信：指在传输介质上用脉冲数字信号进行传输。直接通过通信传输端口将两台计算机连接起来，便可进行数字信息的传输。两台计算机构成的对等式的局域网。用数字通信方式也
5、可以传输模拟信号，需要编码译码器（CODEC）作为数据信号转换器。第10页/共63页113.模拟数据通信与数字数据的差异模拟通信比数字通信的误码率高得多。信号失真较严重，需要通过校验。数字通信可以将多媒体信息合成起来传输，而模拟通信不行。数字通信设备的可用性越来越强。第11页/共63页12常识对于短距离的计算机通信（如局域网），大多采用数字通信方式。电话交换网是覆盖最为广泛的通信体系，使用模拟数据通信作为远程数据通信的主要方式。发展趋势数字通信方式将成为通用的传输方式第12页/共63页13信号传输方向信号传输方向：指通信过程中信号流动的方向。1.单工通信方式：2.半双工通信方式：3.主双工通信
6、方式：ABABAB第13页/共63页14数据通信的主要性能指标1.传输速度：每秒钟能够传输的数据代码的位（bit，比特）数，单位为比特/秒（bit/s）。2.带宽：指通信能够传送信号的频率宽度，也就是可传送信号的最高频率与最低频率之差。带宽由传输介质、接口部件、传输协议和被传输信息特征等因素决定。3.误码率：是衡量数据通信系统正常工作情况下的可靠性度量指标。其意义是二进制码在传输过程中被传错的概率。第14页/共63页15基带传输与频带传输1.基带：数据通信中二进制数字脉冲信号的基本频带，也就是电信号所固有的基本频率范围。2.基带传输：基带信号最基本的形式是矩形脉冲序列，当利用数据传输系统直接传
7、输基带信号时，称为基带传输。只应用于短距离数据传输。3.频带传输4.多路复用的三种类型频分多路复用时分多路复用统计时分多路复用第15页/共63页16差错控制1.定义：指在数据通信过程中发现所传数据是否有出错，并对错误予以处理的控制手段。2.方法：使用纠错码、采用检错码。第16页/共63页17通信传输的介质传输介质的定义与评价有线介质无线介质传输介质的选择第17页/共63页181 传输介质的定义与评价物理特性：表明传输介质的物理特征，如材料、导电率等。连通特性：传输信号的种类（模拟或数字）、调制技术、传输量以及传输的频率范围。地理范围：网上各点之间的最大距离。抗干扰特性：防止噪音和抗电磁干扰的能
8、力。成本花费：包括传输介质本身以及安装和维护的费用。第18页/共63页19有线介质双绞线同轴缆光纤第19页/共63页20双绞线物理特性：使用4对相互螺旋状扭绞得绝缘导线组成，以提高抗电磁干扰的能力。传输特性：能够传输模拟信号，也可以传输数字信号。连通特性：双绞线既能用于点对点，也能用于多点连接。但最长作为点对点使用。地理范围：10Mb/s、100Mb/s为100m左右。抗干扰性：低频时与同轴电缆相当，高频时则相差甚远。价格：便宜。其他：双绞线分3类、5类、超5类、6类。3类用于10M网，5类、超5类用于100M网，6类用于1000M网，高型号类型向下兼容。第20页/共63页21图片安普(AMP
9、)超5类屏蔽双绞线Nexans6类屏蔽双绞线/非屏蔽双绞线安普超5类非屏蔽双绞线第21页/共63页22同轴缆物理特性：分为基带同轴缆（传输数字信号，阻抗50欧姆），宽带同轴缆（传输模拟信号，阻抗75欧姆）。两者都可以在较宽的频率下工作。传输特性：基带同轴缆仅用于数字信号的传输，它又分为粗缆、细缆两种，粗缆抗干扰强，传输距离远，细缆反之。传输速度为10Mbps/s。宽带同轴缆用于传输模拟信号，主要用于有线电视。连通性：基带同轴缆适用于点到点和点到多点。地理范围：基带同轴缆为几千米，宽带同轴缆为几十千米。抗干扰性：同轴缆的抗干扰性强于双绞线。价格：略贵于双绞线。第22页/共63页23第23页/共6
10、3页24光纤物理特性：按照光波的传输模式分为多模光纤和单模光纤两种。多模光纤使用发光二级管作为光源。定向差，光损耗大，传输距离短，价格便宜。单模光纤使用激光作为光源，定向好，光损小，传输距离长，价格昂贵。传输特性：可传输数字信号和模拟信号。连通性：适用于点到点的链路。地理范围：目前最大75km。价格：昂贵。第24页/共63页25光纤图片第25页/共63页26光纤连接器图片FC连接器ST连接器SC连接器第26页/共63页27光纤跳线架第27页/共63页28光纤收发器图片光纤收发器机架式光纤收发阵列第28页/共63页29光纤模块图片GBIC光纤模块普通光纤模块第29页/共63页30在设备上运行的模
11、块第30页/共63页31光纤融接机图片第31页/共63页32光缆融接盒图片第32页/共63页33无线介质微波卫星红外线激光第33页/共63页34各种无线介质的特点微波通信：载波频率为2GHZ至40GHZ。频率高，可同时传送大量信息；由于微波是沿直线传播的，故在地面的传播距离有限。卫星通信：是利用地球同步卫星作为中继来转发微波信号的一种特殊微波通信形式。卫星通信可以克服地面微波通信距离的限制，三个同步卫星可以覆盖地球上全部通信区域。红外通信和激光通信：和微波通信一样，有很强的方向性，都是沿直线传播的。但红外通信和激光通信要把传输的信号分别转换为红外光信号和激光信号后才能直接在空间沿直线传播。第3
12、4页/共63页35无线设备图片ADSL无线路由器以太网无线路由器Cisco的无线笔记本网卡以太网无线网关第35页/共63页36天线图片第36页/共63页37无线设备接口SMA接口TNC接口MMCX/MCX接口MINI PCI接口第37页/共63页38SMA第38页/共63页39TNC第39页/共63页40MMCX/MCX第40页/共63页41MINIPCI第41页/共63页42传输媒体的选择传输媒体的选择取决于以下诸因素；网络拓扑的结构、实际需要的通信容量、可靠性要求、能承受的价格范围。第42页/共63页43数据交换方式1.定义：从发送端发出的数据要通过网络的中间节点，这些中间节点作为交换设备
13、将数据从一个节点传到另一个节点直到达到接收端。2.数据交换的三种方式线路交换报文交换分组交换第43页/共63页44数据处理的基本战略集中式处理（centralized processing）所有的处理均发生在单个位置或单个设备中的一种数据处理策略。分散式处理（decentralized processing）处理设备被放置在各个远程位置的一种数据处理策略。分布式处理（distributed processing）计算机分布在相距较远的位置，相互之间通过远程通信设备连接起来的一种数据处理策略。第44页/共63页45第三节 计算机网络技术计算机网络的基本概念1.定义：凡将地理位置不同，并且有独立功
14、能的多个计算机系统，通过通信设备和通信线路联接起来，以功能完善的网络软件实现网络资源共享的系统。2.组成：主计算机系统、终端设备、通信设备、通信线路等。第45页/共63页463.计算机网络可划分为资源子网和通信子网两级子网。4.计算机网络的主要功能资源共享均衡负荷及分布处理信息的快速传输及集中处理网络用户的通信与合作综合信息服务第46页/共63页47网络体系结构与协议1.通信过程中必须遵循的规则就是通信协议或规程。2.网络的这种分层结构和各层协议的集合就构成了计算机网络的体系结构。3.协议协议（protocol）：通信中的标准开放式系统互连（Open Systems Interconnecti
15、on,OSI)：由国际标准委员会认可的协议。传输控制协议/网际协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol,TCP/IP）：由美国政府开发，以连接美国国防部研究署的一种网络协议，后来被国际标准委员会认可并推广。第47页/共63页48ISO提出ISO/OSI参考模型，七层网络协议：物理层数据链路层网络层传输层对话层表示层应用层第48页/共63页49计算机网络的拓扑结构网络拓扑结构（network topology）：描述网络如何构造或配置的逻辑模型。星型结构（star network）：有一个位于中心点的网络集线器或计算机系统的网络。环型结
16、构总线结构层次型结构可能是这四种拓扑结构中的任意一些组合而成。第49页/共63页50几个需要理解的概念网桥（bridge）一个连接设备，用于连接协议相同的两个或多个网络，它在数据链路层工作。路由器（router）一个设备，在ISO模型的网络层上工作，与网桥相比，具有更复杂的定位软件地址的特性。网关（gateway）一个设备，在ISO模型的传输层或传输层之上工作，以连接局域网或那些使用不同高层协议的网络。第50页/共63页51网络的类型局域网（local area network,LAN）将同一地理区域内的计算机系统和设备连接起来构成的一个网络。区域网（regional network）是将区域
17、连接在一起的远程通信系统。广域网（wide area network,WAN)将地理范围较大的区域连接起来的网络，使用微波、卫星或电话线进行传输。第51页/共63页52私有广域网一些公司设计和完善的只是提供给自己专用的广域网。增值网广域网的一种，由专门的增值网络公司提供，提供的服务比广域网更有效、更快、更经济。国际网络（international network）连接国与国之间系统的网络。第52页/共63页53计算机局域网计算机局域网计算机局域网的概念和特点定义：简称LAN，小范围内将许多数据通信设备以高速线路互联，进行数据通信的计算机网络。特点：覆盖地理范围比较小通信速率较高从应用角度属于一
18、个部门成本低，便于安装和维护，可靠性高第53页/共63页54介质访问控制方式1.定义:网络中多节点之间信息传输的基本控制方式。2.常见的方式：lCSMA/CD方式l令牌访问控制方式lFDDI光纤介质访问控制方式局域网的组成：由传输介质、网络适配器、网络服务器、用户工作站和网络软件组成。第54页/共63页55计算机广域网（WAN）广泛应用于广域网的技术：1.数字程控交换机2.分组交换公共数据网3.综合业务数字网（ISDN）第55页/共63页56分布式处理的选择对象（重点）三种体系结构终端主机文件服务器客户机/服务器第56页/共63页57终端主机应用程序和数据库驻留在同一主机上，用户使用一个“哑”
19、终端与应用程序和数据交互作用（实际是在终端上运行终端仿真软件，终端实际上没有处理能力）。“哑”终端不具有数据处理能力、所有的计算处理、数据访问和格式化、数据显示均由主机上的应用程序完成。第57页/共63页58文件服务器（file server）：应用程序和数据库驻留在同一台主机中，该主机即为文件服务器。文件服务器将数据和程序传输给网络环境中的其他PC，由这些PC来完成执行处理。PC具备对数据进行处理的能力，但不具备数据的存储能力。第58页/共63页59客户机/服务器（client/server）：应用程序和数据库驻留在各个专用主机中，由这些服务器完成大部分或全部的处理工作，将处理结果传送给各个
20、客户机。客户机可以是任何的一种计算机终端，只需要向网络环境中的服务器发出请求，由服务器进行响应。所有客户机的请求和服务器的响应均通过中间件传播。第59页/共63页60中间件（middleware）：是一个软件，它翻译来自客户机的请求，使其能与客户机/服务器环境中其他网络的协议、标准及数据库进行兼容。多个客户机/服务器连接方式多个成为服务器的计算机平台专用于特定的功能，如数据库管理、数据存储、打印、通信、网络安全、程序的执行。每个服务器均可以接受网上所有计算机的访问，每台服务器负责向网络中的其他计算机（客户机）分发所需的程序和数据文件。第60页/共63页61客户机/服务器方法与终端主机和文件服务器方法相比的优越性：降低了成本“适化”的网络环境提高了工作绩效增强了安全性带来的一些问题成本的增加长期和持续的投入控制的失败复杂的多销售商环境第61页/共63页62第四节 计算机网络应用企业信息网络联机事务处理POS系统POS系统是基于计算机网络的商业企业管理信息系统。电子邮电系统电子数据交换系统EDI第62页/共63页63感谢您的观看！第63页/共63页