《通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》PPT課件.ppt

無(wú)線傳輸介質(zhì)：常用于有線鋪設(shè)不便的特殊地理環(huán)境，或者作為地面通信系統(tǒng)的備份和補(bǔ)充。 使用較多的是微波通信和衛(wèi)星通信。 微波：是一種通過(guò)空氣發(fā)送的高頻無(wú)線電信號(hào)，它是直線傳輸?shù)?，所以發(fā)送器和接收器之間不能有障礙物，必須是直線的。典型的微波站是成系統(tǒng)的，每個(gè)站在接收到信號(hào)后，將它放大，再將其轉(zhuǎn)發(fā)。 衛(wèi)星通信：可以看成是一種特殊的微波通信，使用地球同步衛(wèi)星作為中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)微波信號(hào)，可以突破地面微波的距離限制，通信量大、傳輸距離遠(yuǎn)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。,微波通信： 微波盤(pán)必須被放在一個(gè)相對(duì)較高的位置，如高山上，塔頂，或在較高的建筑物上（每隔30米就有一個(gè)微波中轉(zhuǎn)站）,衛(wèi)星通信： 信息傳播衛(wèi)星就是一個(gè)中繼站，它將來(lái)自地球的信號(hào)彼此轉(zhuǎn)播 （衛(wèi)星距地球約22，000米高）,4. 數(shù)據(jù)通信的主要性能指標(biāo) 數(shù)據(jù)通信的任務(wù)是傳送數(shù)據(jù)信息，人們希望傳輸速度快、信息量大、可靠性高，把這些要求具體到技術(shù)上，主要有以下幾頂指標(biāo)： 傳輸速率：是指每秒能夠傳輸數(shù)據(jù)代碼的位位，單位為比特/秒（bit/s）如10mbps,1Gbps,3.3 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),帶寬:是指信道能夠傳送信號(hào)的頻率寬度，也就是可傳送信號(hào)的最高頻率與最低頻率之差。一般信道的帶寬越大，其容量就越大，信號(hào)的失真就越小，傳輸速率就越高。 誤碼率：二進(jìn)制碼在傳輸過(guò)程中被傳錯(cuò)的概率。它是衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)正常工作情況下的可靠性指標(biāo)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，對(duì)誤碼率有較高的要求，一般要低于10-6 交通運(yùn)輸比喻數(shù)據(jù)通信： 傳輸介質(zhì)=交通公路；傳輸速率=公路上允許行駛的車(chē)速 帶寬=公路的車(chē)道數(shù)；誤碼率=交通事故發(fā)生的概率 顯然：公路上的車(chē)道越多，車(chē)速越高，交通事故率越低，則車(chē)輛流通速度越快，交通系統(tǒng)的運(yùn)行越好。,三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：就是用傳輸介質(zhì)把分布在不同地理位置的計(jì)算機(jī)和其他通信設(shè)備連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的分布式系統(tǒng)。 （一）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能 1、數(shù)據(jù)通信：這是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最基本的功能，電子郵件廣泛使用已取代了傳統(tǒng)的電話、電報(bào)、郵遞通信等方式，網(wǎng)上電話、視頻會(huì)議等各中通信方式正在發(fā)展。這不僅改變了傳統(tǒng)通信方式，也解除了利用軟盤(pán)和磁帶傳遞信息的不便，從而提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體性能，方便了人們的工作和生活。,3.3 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),2、資源共享 ：是網(wǎng)絡(luò)最具吸引力的一種功能，它是指網(wǎng)絡(luò)用戶可以共享網(wǎng)絡(luò)中各種硬件和軟件資源，使網(wǎng)絡(luò)中各地區(qū)的資源互通有無(wú)、分工協(xié)作，從而大大提高系統(tǒng)資源的利用率。 利用網(wǎng)絡(luò)可以共享主機(jī)設(shè)備，如大型機(jī)，小型機(jī)，以完成特殊處理任務(wù) 可以共享外部設(shè)備，如打印機(jī)，繪圖儀，掃描儀等，以節(jié)約投資 最重要的是，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)共享軟件、數(shù)據(jù)等信息資源，可最大限度地降低成本和提高效率。 3、提高計(jì)算機(jī)的可靠性和可用性：網(wǎng)絡(luò)中的各臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)彼此互為后備，一旦某臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，其任務(wù)可由其他計(jì)算機(jī)代替，提高系統(tǒng)可靠性；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某臺(tái)計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)過(guò)重時(shí)，可將任務(wù)轉(zhuǎn)交給網(wǎng)絡(luò)中較空閑的計(jì)算機(jī)完成，以均衡各臺(tái)計(jì)算機(jī)負(fù)載，提高每臺(tái)計(jì)算機(jī)的可用性。 4、易于進(jìn)行分布式信息處理：用戶可以根據(jù)問(wèn)題性質(zhì)，選擇網(wǎng)絡(luò)中最適合的資源來(lái)處理，使問(wèn)題得到快速而經(jīng)濟(jì)的解決。對(duì)于較大型問(wèn)題可通過(guò)一定算法將任務(wù)分給不同的計(jì)算機(jī)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)分布處理。,（二）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌菏侵妇W(wǎng)絡(luò)布局的方法（如何選擇適當(dāng)線路，線路容量，連接方式等，以使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理，成本低廉）。 常見(jiàn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星型、環(huán)型、總線型、樹(shù)型等 ，如下圖所示： 星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)中央節(jié)點(diǎn)，任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信要經(jīng)過(guò)中央節(jié)點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、建網(wǎng)容易、便于管理， 缺點(diǎn)：但它屬于集中控制，對(duì)中央節(jié)點(diǎn)的依賴(lài)性大，一旦中 央節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就會(huì)癱瘓，主機(jī)負(fù)載過(guò)重，可靠性低，通信線路利用率低。,環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)連成環(huán)狀，信息沿著一個(gè)方向傳遞，通過(guò)各個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，最后到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)管理簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性強(qiáng) 缺點(diǎn)：可靠性差，總路徑長(zhǎng)度較短，一旦一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，則可能造成全網(wǎng)不能工作，并且當(dāng)環(huán)中節(jié)點(diǎn)過(guò)多時(shí)，傳輸效率降低，響應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)。（串行工作方式）,3、總線結(jié)構(gòu)：各節(jié)點(diǎn)都連接在一條公共的傳輸總線上。 優(yōu)點(diǎn)：由于節(jié)省了電纜和其他連接設(shè)備，使用的電纜較少，安裝容易，網(wǎng)絡(luò)連接成本較低 缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)線路對(duì)整個(gè)系統(tǒng)較大，一旦出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡(luò)中在該節(jié)點(diǎn)之后的所有節(jié)點(diǎn)將全部停止工作，而且常會(huì)因負(fù)載過(guò)重降低傳輸速度。 （串行工作方式）,4、樹(shù)型結(jié)構(gòu)：各個(gè)節(jié)點(diǎn)按層次進(jìn)行連接。 優(yōu)點(diǎn)：易于擴(kuò)展，出現(xiàn)故障易于恢復(fù)，一個(gè)分支的隔離和修復(fù)不會(huì)影響到其他分支的正常工作（并行） 缺點(diǎn)：這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本較高,3.3 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),除此之外，還有一些其他類(lèi)型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如網(wǎng)絡(luò)型等。實(shí)際的信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，較少采用單一結(jié)構(gòu)，而是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方式、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，以及布線費(fèi)用、適應(yīng)節(jié)點(diǎn)高速的靈活性和網(wǎng)絡(luò)可靠性等方面進(jìn)行綜合考慮，往往要采用一些混合型結(jié)構(gòu)。,（三）網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型 1、按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋的地理范圍分 局域網(wǎng): (local area network,LAN)覆蓋有限的區(qū)域。通常在幾公里幾十公里范圍內(nèi)，常用于一幢大樓內(nèi)或緊鄰樓群間的通信。局域網(wǎng)的傳輸速率通常為10-100MBPS。一個(gè)組織中可構(gòu)建一人或多個(gè)局域網(wǎng)，一個(gè)局域網(wǎng)可以包含多個(gè)子網(wǎng)，使得所有計(jì)算機(jī)可以共享局域網(wǎng)的軟、硬件，各用戶之間還可以彼此通信，互相交換信息。例：部門(mén)級(jí)網(wǎng)，校園網(wǎng)，企業(yè)網(wǎng)等。 城域網(wǎng)： （metropolitan area network,MAN）是將一個(gè)城市范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)，這種網(wǎng)絡(luò)連接距離可以在10100公里。MAN比LAN擴(kuò)展的距離更長(zhǎng)，連接的計(jì)算機(jī)數(shù)量更多，在地理位置上可以說(shuō)是LAN延伸。在一個(gè)大型城市或都市地區(qū)，一個(gè)MAN通常連接著多個(gè)LAN。如一個(gè)MAN連接政府機(jī)構(gòu)的LAN、醫(yī)院的LAN、電信的LAN、公司企業(yè)的LAN等等。由于光纖連接的引入，使MAN中高速的LAN互聯(lián)成為可能。MAN的運(yùn)行方式與LAN相似。,3.3 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),廣域網(wǎng)：（wide area network,WAN ）它所覆蓋的范圍比MAN更廣，一般是在不同城市和不同國(guó)家之間的LAN或者M(jìn)AN互聯(lián)，地理范圍可以幾百公里幾千公里。廣域網(wǎng)要使用公共的通信系統(tǒng)，利用各種通信設(shè)施覆蓋廣大的地理區(qū)域，如長(zhǎng)途電話、衛(wèi)星傳輸和海底電纜。例如，國(guó)際銀行業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和航班訂票系統(tǒng)。Internet可以視為世界上最大的廣域網(wǎng)。 2、按網(wǎng)絡(luò)的所有權(quán)分類(lèi) 公共網(wǎng)絡(luò)(public network)：是一種組織或個(gè)人可共同使用的網(wǎng)絡(luò)。電話系統(tǒng)、因特網(wǎng)是普遍使用的公共網(wǎng)絡(luò)。特點(diǎn)：資源有限，但用戶是無(wú)限的。因而為了獲得公共網(wǎng)絡(luò)的使用權(quán)，必定出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。例如， 電話系統(tǒng)的線路是有限的，隨著用戶數(shù)的增加，高峰時(shí)段拔打電話總會(huì)出現(xiàn)“線路忙”信號(hào)，需等待線路釋放。 電話拔號(hào)上網(wǎng)，INTER服務(wù)商擁有的IP地址是有限的，當(dāng)這些IP地址均被 占用時(shí)，你的上網(wǎng)將被告知“忙”，同樣需要等待被釋放的IP地址。,專(zhuān)用網(wǎng)(private network):是指組織擁有或租用通信介質(zhì)，擁有獨(dú)占使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的權(quán)力。那些對(duì)通信線路要求高可靠性的組織，往往使用專(zhuān)用網(wǎng)，這種網(wǎng)是組織獨(dú)占使用的。例如： 早期的銀行系統(tǒng)使用專(zhuān)用網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)總行與各分行之間的信息溝通。如果組織的網(wǎng)絡(luò)覆蓋很大的地理范圍，那么組織則可能需要對(duì)通信線路有壟斷使用權(quán)，但無(wú)須網(wǎng)絡(luò)線路的所有權(quán)。在這種情況下，組織可從通信提供商那里租用通信線路。這樣就能保障線路滿足組織的應(yīng)用需求，公司只要按租用期支付一定費(fèi)用，因?yàn)槭菍?zhuān)用的，安全性較易控制，相對(duì)來(lái)說(shuō)傳輸速度較快。 增值網(wǎng)（value-added network）：是一種半公用網(wǎng)。這類(lèi)網(wǎng)絡(luò)除了提供一地到另一地的信息傳輸外，還可提供一些附加服務(wù)。例如： 如果組織需要使用電子數(shù)據(jù)交換（EDI）的處理方式與遍布世界各地的供應(yīng)商和顧客進(jìn)行信息交流，那么可以選擇通過(guò)購(gòu)買(mǎi)全部網(wǎng)絡(luò)所需的硬、軟件來(lái)構(gòu)建屬于自己的網(wǎng)絡(luò)；也可以選擇從通信服務(wù)提供商那里租用專(zhuān)線和，并開(kāi)發(fā)軟件以便對(duì)EDI信息傳輸中所涉及到的信息進(jìn)行必須的格式轉(zhuǎn)換。但是上述做法無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)上還是技術(shù)上或在其他方面都是不可行的。因此，我們一般還是選擇付費(fèi)的VAN服務(wù)。,如果選擇使用VAN,所付費(fèi)用一般根據(jù)傳輸?shù)男畔⒘縼?lái)計(jì)算。這是增值網(wǎng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。與租用專(zhuān)線不同，組織不必為保證線路的暢通而付費(fèi)；與公用網(wǎng)相似的是，VAN也是由通信服務(wù)提供商擁有并經(jīng)營(yíng)，供許多企業(yè)用戶使用；與專(zhuān)用網(wǎng)相似的是：VAN提供通信業(yè)務(wù)以外的服務(wù)。一般而言，信息傳輸速度比公用網(wǎng)要快，而且能提供比公用網(wǎng)更高的安全性。增值 是VAN最重要的特征。 虛擬專(zhuān)用網(wǎng)（virtual private network,VPN）:是部署于公共網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中的一種網(wǎng)絡(luò)，它并不為用戶提供專(zhuān)線或通信介質(zhì)，但保證組織使用網(wǎng)絡(luò)。所有用戶的大量信息都將被在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中一起傳送。VPN提供者為組織信息傳輸提供數(shù)據(jù)加密服務(wù)，以保證隱私權(quán)。它使用和專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)相同的安全性、管理以及服務(wù)質(zhì)量策略，適用于跨國(guó)公司、跨地區(qū)和分支機(jī)構(gòu)多的企業(yè)、集團(tuán)。它能將用戶在呼地所用的電話、ISDN、交換等利用公共通信網(wǎng)組成一個(gè)虛擬的專(zhuān)用網(wǎng)，彼此間的通信如同置身于同一個(gè)辦公樓內(nèi)一樣便捷，節(jié)省了用戶租用長(zhǎng)途專(zhuān)線組網(wǎng)的巨額開(kāi)支，同時(shí)可利用多種業(yè)務(wù)功能對(duì)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè) 成員進(jìn)行權(quán)限設(shè)置，從而控制通信費(fèi)用。見(jiàn)圖3-5，公用網(wǎng)與專(zhuān)用網(wǎng)比較 優(yōu)點(diǎn)：虛擬專(zhuān)網(wǎng)提供了靈活性高、資費(fèi)便宜、覆蓋全面的長(zhǎng)途通信，管理方便，用戶只能業(yè)務(wù)進(jìn)行申請(qǐng)，維護(hù)，管理工作全由電信運(yùn)營(yíng)部門(mén)集中負(fù)責(zé)，通信質(zhì)量穩(wěn)定、可靠無(wú)延遲、無(wú)干擾，是現(xiàn)代企業(yè)理想的通信方式。因?yàn)榻M織通過(guò)因特網(wǎng)實(shí)施電子商務(wù)，所以虛擬專(zhuān)網(wǎng)已成為因特網(wǎng)上的流行趨勢(shì)。,（四）網(wǎng)絡(luò)的接口部件 調(diào)制解調(diào)器 網(wǎng)絡(luò)適配器 多路復(fù)用器 中繼器 集線器 網(wǎng)橋 路由器 網(wǎng)關(guān),3.3 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),3.3 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),四、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議 （一）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與體系結(jié)構(gòu) （二）開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型 根據(jù)層次化模型的設(shè)計(jì)原則，該模型將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分為七個(gè)層次：物理層 、 數(shù)據(jù)鏈路層、 網(wǎng)絡(luò)層 、傳輸層 、 會(huì)話層 、表示層 、應(yīng)用層 （三）Internet的分層結(jié)構(gòu) TCP/IP參考模型共分為四層：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層和主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層。,五、Internet Internet上的資源浩如煙海，它提供的典型服務(wù)有以下幾個(gè)方面： 電子郵件E-mail WWW 電子公告板BBS 網(wǎng)絡(luò)新聞服務(wù)Usenet 文件傳輸協(xié)議FTP 遠(yuǎn)程登錄Telnet,3.3 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),六、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 （一）企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)（Intranet）及其應(yīng)用 Intranet是使用Internet技術(shù)組建的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng) ，以WWW方式向企業(yè)內(nèi)的用戶提供各種信息資源。Intranet所定義的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)除訪問(wèn)Internet公用資源外，純粹用于企業(yè)內(nèi)部信息交流，它強(qiáng)調(diào)的是提高企業(yè)的內(nèi)部效率。各種財(cái)務(wù)、人事、制造等應(yīng)用軟件確實(shí)成功的幫助企業(yè)提高了企業(yè)的工作效率。 （二）企業(yè)外部網(wǎng)（Extranet）及其應(yīng)用 Extranet（企業(yè)外部網(wǎng)）是Intranet的一種延伸，它不僅僅局限于一個(gè)企業(yè)內(nèi)部，而是把相互合作企業(yè)的Intranet網(wǎng)絡(luò)連在一起，是一種廣義上的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)。 Extranet把企業(yè)內(nèi)部已存在的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到企業(yè)之外，從而可以完成一些合作性的商業(yè)應(yīng)用（如企業(yè)和其客戶及供應(yīng)商之間的電子商務(wù)、供應(yīng)管理等）。,3.3 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),（三）聯(lián)機(jī)事務(wù)處理 聯(lián)機(jī)事務(wù)處理是指利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，將分布于不同地理位置的業(yè)務(wù)處理計(jì)算機(jī)設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)管理中心網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，以便于在任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上都可以進(jìn)行統(tǒng)一、實(shí)時(shí)的業(yè)務(wù)處理活動(dòng)或客戶服務(wù)。 （四）