計算機網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)論

第一章計算機網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)論教化部人才培育模式改革和開放教化試點教材《計算機網(wǎng)絡(luò)》教學(xué)課件中心廣播電視高校出版社臨夏電大老師：馬俊清內(nèi)容簡介本章主要介紹信息技術(shù)的發(fā)展背景，以及信息技術(shù)在社會發(fā)展中的重要地位，并介紹信息技術(shù)具體的典型應(yīng)用和信息技術(shù)發(fā)展的新方向。學(xué)習(xí)目標(biāo)通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)當(dāng)做到：1.了解人類信息文明史的幾個里程碑階段。2.駕馭信息技術(shù)的發(fā)展過程，特殊是因特網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r。3.了解網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍和發(fā)展前景。1.1信息技術(shù)發(fā)展簡史1.1.1語言的產(chǎn)生古代的人類通過學(xué)會運用和制造工具進行生產(chǎn)勞動，在相互溝通信息的基本須要的激勵下，經(jīng)過長期的變遷，由原來的以簡潔的聲音溝通消息，到可以運用更困難的語言自由地交換思想，這個長達上百年萬年的漫長的進化過程使得當(dāng)時的人類不同于一般的動物，在信息文明的發(fā)展方面邁出了特別關(guān)鍵性的一步。1.1.2文字的產(chǎn)生大約在上萬年前，人類產(chǎn)生了文字。盡管東西方文明的發(fā)展有很大差距，但都是運用一些特定的符號來表達確定的意思。有了文字的幫助，人類第一次把在生產(chǎn)勞動中學(xué)習(xí)積累起來的學(xué)問，以恰當(dāng)?shù)奈淖中问奖４嫦聛?，和其他的人進行溝通。這樣做的結(jié)果，學(xué)問就可以用圖形或文字的形式保存在石壁上、涂寫在獸皮上、或者烙在竹簡上相互溝通或留傳給后人。1.1.3印刷術(shù)的產(chǎn)生上面說的方法雖然可行，但效果并不好。大約在上千萬年前，中國的蔡倫獨創(chuàng)了紙的制造工藝，于是大批的紙張被制造出來，以刻板（一凹板和凸版的形式）的方式復(fù)制了很多的書。大約在此后不久，又出現(xiàn)了“活字排版術(shù)”。從今，人類就擺脫了原始的落后狀態(tài)，而可以接受先進得多的印刷技術(shù)來大量復(fù)制信息了。由于可以存放大量信息的書本可以被高效率地復(fù)制，這些書本的攜帶又比帶竹簡等便利很多。運用這種方式以后，人類社會的信息的傳播速度明顯提高，人類的文明程度也因此而得以快速提升。1.1.4電話電報技術(shù)的產(chǎn)生距今約200年前，莫爾斯獨創(chuàng)了電報，解決了信息不能夠遠距離高速傳送的問題。這樣一來，就可以借助電流在電線中流淌或磁波在空中的傳播，將信息發(fā)到幾百里路以外的地方去。這種方法幫助人們有效地克服了空間和時間的限制，在傳遞信息方面獲得了相當(dāng)大的自由。電報雖然傳得快，但是輸入手續(xù)比較麻煩，要翻譯成特定的代碼，不能干脆讀懂，須要專業(yè)人員的幫助才能夠運用。大約在100多年前，獨創(chuàng)家貝爾獨創(chuàng)了電話。由于電話運用便利，運用者只要干脆對著話筒講話，從耳機里聽就可以便利地溝通信息。在短時間內(nèi)可以溝通的信息量也大為增加。電話技術(shù)的獨創(chuàng)大大改寫了人類社會的信息獨創(chuàng)程度，極大地促進了人類社會各方面的發(fā)展。電話技術(shù)沿用至今，雖經(jīng)很多的改進提高，其基本思路至今日仍無多大的變更。1.1.5集成電路和計算機技術(shù)的獨創(chuàng)公元1964年，世界上的第一臺數(shù)字電子計算機誕生了。當(dāng)時這臺計算機的體積特別大，要用一個很大的房間才能夠放得下，而且電能的消耗高，用了大約6，000只電子管，每秒鐘能夠運算的速度極其有限。但這終歸是開天辟地的一個創(chuàng)舉，有了數(shù)字電子計算機，就可以開展對文字的高速處理，此舉將人類對信息的處理速度提高到一個嶄新的高度。此后，集成電路技術(shù)應(yīng)運而生。將從前要運用很大、很困難而昂貴電路的設(shè)備變成了只要用指甲蓋那么大的集成電路就可以實現(xiàn)了。這個類似天方夜潭式的奇跡現(xiàn)在已經(jīng)變成現(xiàn)實。今日，數(shù)字電子計算機的體積、能耗、處理速度、存儲信息的容量都大大提高。這方面Intel公司創(chuàng)始人之一摩爾（GordonMoore）于60年頭末曾提出，硅技術(shù)將依據(jù)以后所稱的摩爾定律不斷提高芯片的集成度和速度，大約每18個月存儲器芯片的集成度翻番，微處理器速度提高一倍，而價格下降一半。今日，數(shù)字電子計算機技術(shù)已經(jīng)深化到我們生活的各個角落，我們幾乎每天都要和數(shù)字電子計算機打交道。數(shù)字電子計算機的獨創(chuàng)給人類信息文明史譜寫了光輝一章。1.1.6現(xiàn)代通訊技術(shù)的進步一、程控交換技術(shù)程控交換技術(shù)是傳統(tǒng)電話交換技術(shù)的電腦化產(chǎn)物。原來的電話系統(tǒng)的交換是接受人工轉(zhuǎn)接或者用繼電器轉(zhuǎn)接的。運用計算機化的程控交換機后，全部的電話交換都沒有了硬件的接通和拆除過程，整個電話的轉(zhuǎn)接業(yè)務(wù)都通過執(zhí)行計算機指令的軟件方式來實現(xiàn)。二、衛(wèi)星通信衛(wèi)星是人們用于克服地理位置給人們信息傳遞所造成的障礙而發(fā)展起來的通信技術(shù)。衛(wèi)星通信的特點是沒有通信死角，但不行能供應(yīng)太大的通信容量。假如用來向很多地方同時廣播信息，則它的信道利用率很高。三、蜂窩通信為了本地通信的便利，人類又開發(fā)了蜂窩狀電話通信系統(tǒng)。蜂窩電話的思想是在地面上每隔一段距離就設(shè)一個無線通信的基站，每一個基站負責(zé)和自己覆蓋范圍內(nèi)的移動通信手機相聯(lián)系，基站與基站之間用有線信道方式來相互連通。這樣形成的網(wǎng)絡(luò)是由很多基站合作而成，它們的分布形態(tài)類似蜂窩，由此而得名。四、光釬通信光纖是當(dāng)今傳輸信息的媒體里面最具有優(yōu)勢的媒體之一。光纖信道具有帶寬大，體積小，保密性能好，抗干擾實力強，價格便宜等很多優(yōu)點，是今后通信傳輸系統(tǒng)所運用的媒體的住流。1.1.7計算機網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)(Internet)的產(chǎn)生一、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生計算機的產(chǎn)生和運用為人類信息文明的發(fā)展帶來了革命性的契機。但是單就計算機本身而言，它雖然可以在很短的時間內(nèi)處理大量的信息，但是單臺的計算機終歸只能在自己有限的范圍內(nèi)工作，即使它的存儲容量再大也是極其有限的，因此，便產(chǎn)生了在計算機之間交換數(shù)據(jù)的需求；另外，每臺計算機在工作時，要配備打印機等外部設(shè)備，如何節(jié)約昂貴的外部設(shè)備的需求，也導(dǎo)致了將計算機通過通信信道相互連接，以便共享外設(shè)的考慮。于是，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運而生。從實質(zhì)上來講，計算機網(wǎng)絡(luò)是信息傳播技術(shù)與信息處理技術(shù)的結(jié)合。因此，計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的有機結(jié)合。二、Internet的發(fā)展簡史人類信息文明從剛過去的上一世紀的70年頭起先，出現(xiàn)了一場更大的演化。這就是Internet的前身美國國防部高級探討規(guī)劃局的ARPA網(wǎng)。原來的探討宗旨是探討如何在特別期間仍保持通信網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)工作。使幾個高校和國家級探討院參與了這個探討項目，探討的最重要結(jié)果是產(chǎn)生了一套通信標(biāo)準，稱為TCP/IP協(xié)議。這個協(xié)議并不是一個簡潔的標(biāo)準，它囊括了以11個最主要的新型通信標(biāo)準為代表的上百個通信協(xié)議。由于TCP/IP協(xié)議是本著包涵各種不同現(xiàn)存主要網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)這樣一個現(xiàn)實狀況下開發(fā)出來的一套技術(shù)（IP本身就四因特網(wǎng)的意思），所以很簡潔得到各個網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)廠家的支持。這個網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準的核心內(nèi)容叫做“包交換”（PacketSwitching)。人們依據(jù)這個標(biāo)準，開發(fā)了大量的網(wǎng)上應(yīng)用。今日，Internet發(fā)展得特別快，已經(jīng)成為整個世界的一個主要的通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準。絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，無論是老的還是新發(fā)覺的，都無不傾向于發(fā)展成可以和Internet相連接、相配套運用，否則就會有缺乏發(fā)展生命力之慮。人們正在主動考慮，充分利用這個技術(shù)來為現(xiàn)代文明社會建設(shè)的各個方面服務(wù)。各國政府紛紛圍圍著這個技術(shù)制定了發(fā)展規(guī)劃。近來，Internet的技術(shù)又演化出Intranet技術(shù)，這是把現(xiàn)在的在Internet上行之有效的技術(shù)用在不對外的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的新用法。Internet技術(shù)的發(fā)展正方興未艾，已經(jīng)成為各國和世界建設(shè)信息高速馬路，發(fā)展信息化社會的主要手段。1.2計算機網(wǎng)絡(luò)的用途1.2.1數(shù)字通信數(shù)字通信，是現(xiàn)代社會通信的主流。因為計算機技術(shù)的普及，全部的信息都已經(jīng)存放到計算機存儲器里去了。由于計算機內(nèi)信息的表達都是二進制的，所以把這些內(nèi)容都稱之為“數(shù)字”。數(shù)字通信就是計算機化了的信息通信。一、網(wǎng)絡(luò)電話技術(shù)：把電話的語音信號打“包”(packet)，在速率夠的狀況下（一般要求大于12kbps），就可以利用因特網(wǎng)來傳遞語音信號，這種電話的成本特別低廉。二、視頻會議技術(shù)：視頻信號包含有較高的信息量。經(jīng)過壓縮技術(shù)的處理之后，可以以較低的速率的信道來傳輸（目前最低的壓縮標(biāo)準是64kbps,但質(zhì)量好一些的分別要384-2048kbps）。三、電子郵件的服務(wù)：電子郵件生怕是當(dāng)前最流行的通信工具之一。利用因特網(wǎng)的傳輸功能把各個用戶輸入的信件在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)快速傳遞，使得每一封信的綜合投遞價格降到幾分錢。目前有很多網(wǎng)站向用戶供應(yīng)完全免費的電子郵政服務(wù)。電子郵件的流行使得信息的傳遞速度以秒來計算，成本低得可以忽視不計。1.2.2分布式計算分布式計算是對應(yīng)于集中式計算而言的。從不太嚴密的說法來說，全部的基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用都是一種分布式計算。但從更嚴格的定義上來講，分布式計算機就是指將若干臺計算機通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，將一個程序分散到這幾臺計算機上去同時進行，然后把每一臺計算機計算的結(jié)果搜集匯總到一起來，整理得出一個結(jié)果。這種做法是計算機網(wǎng)絡(luò)化的一個基本功能。還有一種用法是遠程計算。如一個地方?jīng)]有大型的計算機，但人們可以通過計算機將一個須要大量計算的題目送到遠處的網(wǎng)絡(luò)上去計算，并返回結(jié)果。很好玩的一個例子是利用地球白晝的變更，，當(dāng)亞洲的人在白天的時候，美洲正值黑夜。這時，可以將一些須要大規(guī)模計算的內(nèi)容從亞洲送到美洲去計算，然后返回結(jié)果。因為這時候美洲的計算機用戶大多在睡覺，那里的大型計算機系統(tǒng)比較有空閑，而亞洲的人都在工作，所以機器會比較忙。這樣調(diào)度的結(jié)果可以使得計算機的運行負荷勻整而且開支也會削減。1.2.3網(wǎng)絡(luò)門戶服務(wù),IDC和ASP計算機發(fā)展到今日,又出現(xiàn)了所謂的"網(wǎng)門"的概念.網(wǎng)門是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展到現(xiàn)階段所出現(xiàn)的一個嶄新的概念.從傳統(tǒng)的因特網(wǎng)的出現(xiàn),產(chǎn)生了所謂的信息化的概念.第一階段的計算機信息化概念,是將全部的信息都放到計算中心或者信息中心的大型計算機上進行集中處理。將原來呈自然分散狀態(tài)的信息硬性集中放在一處的做法的缺點是無法很好地被廣袤用戶利用。因而后來很快被分布式的局域網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)絡(luò)的互連體所替代。這個分布的模式大約發(fā)展到前幾年已經(jīng)為大眾所接受，成為當(dāng)前信息系統(tǒng)的典型模式。到了去年下半年，國際上又出現(xiàn)了新的改進模式，既是在物理網(wǎng)絡(luò)普遍通達的基礎(chǔ)上開展集中的系統(tǒng)信息服務(wù)——網(wǎng)門的概念。網(wǎng)門簡潔地講，就是用一個統(tǒng)一的網(wǎng)頁入口界面，將大量的網(wǎng)上信息分們別類地向用戶供應(yīng)服務(wù)的技術(shù)。IDC是InternetDateCenter的縮寫，ASP是ApplicationServiceProvider的縮寫。分別翻譯成互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)上應(yīng)用服務(wù)的供應(yīng)商。IDC的業(yè)務(wù)主要集中在網(wǎng)絡(luò)通信的環(huán)境方面，而ASP主要用于支持網(wǎng)上的高層應(yīng)用。它們的基本概念如下，社會上一般單位普遍具有如下的特點：1、缺乏計算機專業(yè)人才，特殊是高級專業(yè)技術(shù)人才。因此在飛速發(fā)展的信息技術(shù)方面，主要是在系統(tǒng)的管理、運行和應(yīng)用開發(fā)方面，始終保持跟蹤先進水平就顯得比較力不從心。2、由于預(yù)算等緣由，設(shè)備不行能隨應(yīng)用的需求的增加而不斷更新。所以，能夠供應(yīng)集中一大批高層次的技術(shù)人才，集開發(fā)運行維護管理于一身，以一個大型的信息服務(wù)平臺通過高速通信網(wǎng)絡(luò)向大量的社會上的各單位供應(yīng)高檔次的、有特色的、可不斷升級換代的、牢靠的網(wǎng)上信息化服務(wù)，是一個在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境上開展多種信息化的最佳途徑。1.2.4信息查詢計算機網(wǎng)絡(luò)是供應(yīng)資源共享的最好工具.而這里的資源是指硬件、軟件和信息資源。在這三類資源中，信息資源是最重要的。Internet是一個連接全世界各種計算機的超級大網(wǎng)。它上面的信息量之大，內(nèi)容之豐富，堪稱為信息的汪洋大海?！八褜ひ妗笨梢宰坑谐尚У貛椭覀冊诨ヂ?lián)網(wǎng)環(huán)境中搜尋我們所感愛好的信息。我們所須要做的只是依據(jù)我們要找尋的內(nèi)容，用少量“關(guān)鍵”詞來概括歸納出這些信息的內(nèi)容，輸入到連在互聯(lián)網(wǎng)上的計算機中去，它會很快地把你所感愛好的內(nèi)容所在的網(wǎng)絡(luò)地址——排列出來，讓你按圖索驥，很快就找到你所要的內(nèi)容。1.2.5網(wǎng)上教化網(wǎng)上教化是利用Internet技術(shù)開發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)的一種綜合應(yīng)用。它充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)可以跨越空間和時間的特點，在網(wǎng)絡(luò)平臺上向?qū)W生供應(yīng)各種與教化相關(guān)的信息。作到“任何人、在任何時間、任何地點、可以學(xué)習(xí)任何課程”。網(wǎng)上教化可以可以充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點，向?qū)W生供應(yīng)網(wǎng)上課程點播、網(wǎng)上答疑、習(xí)題庫和試題庫、交作業(yè)、網(wǎng)上溝通和數(shù)字圖書館等服務(wù)。并可以依據(jù)學(xué)生在網(wǎng)上的表現(xiàn)，自動賜予適合學(xué)生本人狀況的指導(dǎo)和建議。網(wǎng)上學(xué)習(xí)給學(xué)生創(chuàng)建了充分的選擇余地，他可以依據(jù)自己的愛好，選擇網(wǎng)上隨意一位老師上的課程，假如還沒有聽懂，他還可以換一個老師講的同一個課程，從不同的角度去學(xué)習(xí)，去體會，以提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。網(wǎng)上教化現(xiàn)在充分利用了計算機網(wǎng)絡(luò)的特點，將各種學(xué)習(xí)的需求通過計算機網(wǎng)絡(luò)的途徑來供應(yīng)，在很大程度上解決了教化資源不足和克服了傳統(tǒng)教化方法上課時滿堂灌等方面的弊端。網(wǎng)上教化就像是為你請了一個永不知疲乏的全能家庭老師，使你們?nèi)胰硕寄芟硎芙K身教化的便利。1.2.6虛擬現(xiàn)實虛擬，又是現(xiàn)實，這一對沖突的詞在互聯(lián)網(wǎng)上找到了和諧的統(tǒng)一。所謂“虛擬”，就是指你本人并沒有身臨其境；而“現(xiàn)實”，就是你感覺到像真的一樣。在互聯(lián)網(wǎng)上開發(fā)出來的這一個特色應(yīng)用的確迷人。不信，你可以試一下，首先，讓我們帶上虛擬現(xiàn)實專用的眼鏡上網(wǎng)去。然后，讓我們?nèi)シ▏屠枳咭蝗?。在配備有虛擬顯示應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)計算機顯示屏的功能菜單上連續(xù)選擇和點擊——旅游-歐洲-法國-巴黎-艾菲爾鐵塔。轉(zhuǎn)瞬間我們就來到了艾菲爾塔的入口處。你信步走進電梯，門自動關(guān)閉。電梯緩緩上升，巴黎全景盡收眼底。隨著電梯不斷上升，你看到的外面的景色也不斷變更，外邊的房子、河流也隨之變小。但是假如你把手伸出去試圖摸一下你看到的物體，你遇到的不是鐵塔的電梯窗戶，而是你坐在前面的桌子了?，F(xiàn)在虛擬現(xiàn)實的技術(shù)還在接著不斷地進步?，F(xiàn)在已經(jīng)探討出“感覺手套”，假如你在上述“虛擬旅游”中同時帶上“感覺手套”的話，那你的巴黎之行生怕還要更“逼真”一些。虛擬現(xiàn)實的用途特別大，但須要特別高的計算機處理實力和通信速率才可以應(yīng)用。隨著今后我們可以得到的通信信道帶寬的大大增加，費用的快速下降，虛擬現(xiàn)實就可以用來網(wǎng)上開會，做探討，培訓(xùn)、做試驗等做很多有用的應(yīng)用，你可以設(shè)想通過網(wǎng)絡(luò)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)來實現(xiàn)很多的應(yīng)用的例子。1.2.7電子商務(wù)現(xiàn)在計算機網(wǎng)絡(luò)的一個熱門話題就是電子商務(wù)。電子商務(wù)的定義可以分成廣義和窄義的兩類。廣義的電子商務(wù)事實上應(yīng)有盡有。英文稱之為EB（ElectronicBusiness),包括各行各業(yè)的電子化，網(wǎng)絡(luò)化。概括地說是電子業(yè)務(wù)，可以是電子商務(wù)，電子政務(wù)，電子醫(yī)務(wù)，電子軍務(wù)等。窄義的電子商務(wù)含義則比較明確，英文叫做EC（ElectronicCommerce)，指人們利用電子化網(wǎng)絡(luò)化手段進行商務(wù)活動?？梢栽诰W(wǎng)上做電子商情、電子廣告、電子交易、電子購物、電子簽約、電子支付、電子轉(zhuǎn)帳和電子結(jié)算等活動。我們現(xiàn)在一般指的電子商務(wù)都是后面這一種。電子商務(wù)的普及，可以實現(xiàn)足不出戶，購買任何商品?？梢栽诩依镛k公上班，享受各種服務(wù)如醫(yī)療保健、圖書資料查閱、網(wǎng)上炒股、家政服務(wù)、網(wǎng)上消遣等。1.2.8家庭自動化家庭自動化現(xiàn)在也是一個大熱門?？梢酝ㄟ^計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)自動化的內(nèi)容著實不少。首先，家庭要連接到計算機網(wǎng)絡(luò)上去。網(wǎng)絡(luò)的速度當(dāng)然越高越好，最好還是完全實時的連接。然后，就有可能在很多方面實現(xiàn)家庭自動化了。如首當(dāng)其沖的就是家庭保安系統(tǒng)?，F(xiàn)在有一種特地用于家庭自動化的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準，可以利用電力線來傳送各種家庭自動化的信號，這樣各個家庭不必更改布線或者重新布線就可以便利地實現(xiàn)自動化。本節(jié)小結(jié)總之，信息網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用的例子舉不勝舉?，F(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用總的來說具備下列特點，就是高速化、立體化、多媒體化、交互化和特性化。高速化很重要，因為很多的網(wǎng)上應(yīng)用必需有高速率的網(wǎng)絡(luò)來支持才會發(fā)揮效果。如視頻會議、視頻點播等。但是如虛擬現(xiàn)實之類的應(yīng)用仍舊須要很大的帶寬和具備高速處理實力的計算機；所謂的立體化，是指充分發(fā)揮各種數(shù)字通信設(shè)施的功能，同時供應(yīng)空中、地面、海上和太空等多方位的通信實力，無線和有線通信相結(jié)合。構(gòu)筑一個全方位多功能的網(wǎng)絡(luò)運用環(huán)境；而交互化，則是人類獲得和交換信息的高級階段必需所具備的特點，交互化的特點能夠充分賜予用戶選擇的自由，任何時候，他都可以選擇任何節(jié)目來聽或看，或者任何時候，他都可以和其他人交談等；多媒體化的發(fā)展前景也是自不待言的，人與外部世界作信息溝通的工具無非是眼睛、耳朵和嘴巴。換言之就是視覺、聽覺和說話的實力。在平常，人們一般不大會從應(yīng)用的角度來劃分計算機網(wǎng)絡(luò)的類型或者功能。在現(xiàn)實社會中的計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中也不會有一種單純的服務(wù)業(yè)務(wù)。而總是用一個網(wǎng)絡(luò)同時支持多種業(yè)務(wù)，多個網(wǎng)絡(luò)又相互之間協(xié)調(diào)連接，各種業(yè)務(wù)的應(yīng)用相互滲透，從而形成一個較為完整的信息服務(wù)系統(tǒng)。1.3計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成1.3.1計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)

最簡潔的計算機網(wǎng)絡(luò)的連接是在兩臺計算機之間用通信信道相互連通所形成的系統(tǒng).但大多數(shù)計算機的連接不會是僅僅兩臺機器的相連,而是有很多的機器通過適當(dāng)?shù)耐ㄐ磐緩较嗷ミB接起來的(圖1-1).網(wǎng)絡(luò)的連接形式有個術(shù)語叫做“網(wǎng)絡(luò)拓撲”（NetworkTopology）。網(wǎng)絡(luò)的拓撲中用點來表示連網(wǎng)的計算機，用線來表示連接計算機的通信線路。這樣，任何一個計算機網(wǎng)絡(luò)都可以用一個拓撲圖來表示出來。計算機網(wǎng)絡(luò)里計算機之間的相互連接方式可以有多種選擇。原委須要接受什么方式來連接網(wǎng)絡(luò)，完全應(yīng)應(yīng)視須要而定。如在近距離內(nèi)共享資源時，網(wǎng)絡(luò)就往往接受簡潔的連接方式——總線網(wǎng)（Bus）或樹形（Tree)，這兩種方式的連接比較簡潔易行。而用在遠距離通信時，因為每個點的計算機分布較散，且分布也呈不規(guī)則形態(tài)，就比較適合接受不規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)拓撲。在通信主干網(wǎng)上由于對網(wǎng)絡(luò)故障自動復(fù)原等功能要求較高，故常常接受環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（Ring)。其他還有依據(jù)須要將網(wǎng)絡(luò)接成星形的，全連接型的或者其它的拓撲形態(tài)的。總線形的拓撲比較簡潔，最適合局域網(wǎng)的運用。用總線網(wǎng)連接計算機的時候，全部連在網(wǎng)上的計算機都可以接受到某一臺計算機發(fā)出的信號，它們依據(jù)到來信號的傳遞方式在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中被稱為“廣播”方式。假如在一個困難連接的網(wǎng)絡(luò)中，某一臺計算機和另一臺計算機要建立通信關(guān)系，他們不接受廣播方式，而是沿著確定的線路一步一步地傳下去，直至到達目的地。這種方式就叫做點對點通信。比較大而困難的網(wǎng)絡(luò)一般接受點對點或者點對點的變種變種方式來通信?？偩€形：全部節(jié)點都連到一條主干電纜上

優(yōu)點：安裝簡潔便利，成本低，鋪設(shè)電線最短。

缺點：故障診斷困難，總線故障會引起整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓，增加新節(jié)點難，監(jiān)控難。環(huán)形：各節(jié)點形成閉合的環(huán)，可實現(xiàn)隨意兩點間通信

優(yōu)點：簡潔安裝和監(jiān)控。

缺點：容量有限，環(huán)中隨意一處故障都會造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓，增加新節(jié)點難。星形：各站點通過點到點的鏈路與中心站相連

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡潔、建網(wǎng)易，故障診斷易，增加新節(jié)點易，監(jiān)控易。

缺點：太依靠中心節(jié)點，牢靠性低。樹形：總線型和星型的綜合

網(wǎng)狀：以上各種拓撲結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的綜合應(yīng)用。

光數(shù)調(diào)制解調(diào)器華為AR28-11路由器神州數(shù)碼DCS-2026B交換機Internet老師機老師機老師機老師機老師機水星Ｓ１０８Ｍ集線器電大在線遠程教學(xué)平臺（６１.１７８.１９３.１１８）教學(xué)資源室Ｗeb服務(wù)器（６１.１７８.１９３.１１５）投影儀ＶＣＤ、錄象機、共放實物展臺多媒體中心限制機２Ｍ光纖接入信息中心多媒體教室水星Ｓ１０８Ｍ集線器老師機ＴＰ－ＬＩＮＫ集線器

學(xué)朝氣學(xué)朝氣學(xué)朝氣ＴＰ－ＬＩＮＫ集線器學(xué)朝氣學(xué)朝氣ＶＯＤ點播服務(wù)器（６１.１７８.１９３.１１７）衛(wèi)星小站典型的計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲示例（臨夏電大分校網(wǎng)絡(luò)拓撲圖）微機室二微機室一教學(xué)樓各辦公室視頻終端VideoTelephone語音網(wǎng)關(guān)Telephone雙向會議系統(tǒng)1.3.2計算機網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)從計算機網(wǎng)絡(luò)的最基本的組成結(jié)構(gòu)說來，可以把一個網(wǎng)絡(luò)大致分成三個部分。它們分別是通信子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)高層和網(wǎng)上應(yīng)用。三個部分各有各的分工，聯(lián)接起來就能夠組成一個完整的網(wǎng)絡(luò)。具體來說，通信子網(wǎng)實現(xiàn)基本數(shù)據(jù)的傳輸，向網(wǎng)絡(luò)的高層供應(yīng)信息傳遞的服務(wù)；通信子網(wǎng)完成的是面對底層傳輸媒體為主的，消退各種不同通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的差異的任務(wù)；而網(wǎng)絡(luò)的高層的功能也是信息的傳遞，不過它的重點是放在支撐網(wǎng)上應(yīng)用的角度上，下面就是三個組成成分的基本組成結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。一、計算機網(wǎng)絡(luò)的通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)是用來保證整個計算機網(wǎng)絡(luò)通信的基本傳輸?shù)牟糠?。它?dān)負著與通信媒體的連接的任務(wù)，并要在相鄰節(jié)點之間完成相互通信的限制，消退各種不同通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間的差異，保證跨越在網(wǎng)絡(luò)兩頭的計算機之間的通信聯(lián)系的正確。計算機網(wǎng)絡(luò)的通信子網(wǎng)部分擔(dān)負著向網(wǎng)絡(luò)的高層供應(yīng)確定質(zhì)量的傳輸服務(wù)。通信子網(wǎng)由物理信道，信道鏈路的通信限制軟件組成?？梢韵蚋邔庸?yīng)盡力而為的通信支持。二、計算機網(wǎng)絡(luò)的高層服務(wù)這里的高層的概念是相對于子網(wǎng)而言的，指的是這些層次的位置位于子網(wǎng)的上面。計算機網(wǎng)絡(luò)的高層的內(nèi)容也是傳輸服務(wù)的，即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點到對方的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的端的完整通信服務(wù)。這個端到端的概念又和網(wǎng)絡(luò)層上端到端有所不同。網(wǎng)絡(luò)層只管在通信端口上的數(shù)據(jù)傳輸，而運輸層則要管到操作系統(tǒng)之間。要知道計算機網(wǎng)絡(luò)在其鏈路層運用局域網(wǎng)時，網(wǎng)卡的位置是在計算機主機內(nèi)的，從外部看起來通信子網(wǎng)和高層的區(qū)分不太明顯，而假如在運用其它遠程通信信道作為計算機網(wǎng)絡(luò)的通信子網(wǎng)連接的話，區(qū)分就特別明顯了。這時，通信子網(wǎng)是由電信公司或者其它通信信道的供應(yīng)商來供應(yīng)，而對應(yīng)于高層的軟件模塊則駐留在計算機的主機中，向它的更高層供應(yīng)通信的完整服務(wù)。這時候，你看到的是更明確的分工——因為子網(wǎng)根本就不在用戶這一邊。計算機網(wǎng)絡(luò)高層服務(wù)的目的是要完成將網(wǎng)上的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信徹底分開。而應(yīng)用只是簡潔地通過固定的模式調(diào)用網(wǎng)絡(luò)通信部分的牢靠傳輸服務(wù)為其本身的應(yīng)用目的服務(wù)。三、計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用服務(wù)我們前面介紹的這些通信功能其實不是根本目的，而是為達到目的而必需供應(yīng)的手段。只有網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用才是真正的目的。計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用特別廣，幾乎全部的方面都可以應(yīng)用。要達到便利的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，就要對網(wǎng)上的應(yīng)用作一些規(guī)范，全部的具體應(yīng)用都可以在這些規(guī)則的規(guī)范下便利地進行。人們針對計算機網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用的須要，規(guī)定了幾個方面的具體規(guī)則，這些規(guī)則可以被用來支持各種應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求，使得開發(fā)應(yīng)用的人們在具體編程時不須要同時顧及網(wǎng)絡(luò)傳輸時將會相應(yīng)地發(fā)生那些事情，而只須要專心編他的具體應(yīng)用軟件就可以了。大致來說，典型計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用的支撐環(huán)境由下面這幾個方面所組成；1.網(wǎng)絡(luò)書目服務(wù)：網(wǎng)絡(luò)上存在大量的信息，怎樣把這些信息有組織、有條理地運用起來，是網(wǎng)絡(luò)書目服務(wù)的任務(wù)。2.網(wǎng)絡(luò)域名服務(wù)：由于互聯(lián)網(wǎng)是由很多大小網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的。所以，怎樣幫助網(wǎng)絡(luò)的運用者找到想要去的地方，告知如何可以到達那里，便是域名服務(wù)的概念。3.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)：數(shù)據(jù)庫在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中尤其重要。因為絕大多數(shù)的信息在計算機上都是以數(shù)據(jù)庫的形式存在的，在網(wǎng)上，數(shù)據(jù)庫怎樣和Web主頁或者其它界面相連接，各個環(huán)節(jié)之間如何協(xié)同工作，向網(wǎng)上的用戶供應(yīng)相應(yīng)的服務(wù)，便是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的任務(wù)。1.4網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準體系現(xiàn)在世界上并存著多個計算機網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準體系。為了簡化起見，我們在這里僅介紹其中與我們關(guān)系較大的部分。因特網(wǎng)的標(biāo)準當(dāng)然首推最重要，名字叫TCP/CP協(xié)議族；還有開放式系統(tǒng)互連的國際標(biāo)準ISO/OSI七層標(biāo)準模型；還有個局域網(wǎng)的標(biāo)準集IEEE-803.x。這些都是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)里用得多的標(biāo)準。因特網(wǎng)的TCP/IP標(biāo)準是從長期的實踐中發(fā)展起來的，因此它是個經(jīng)過考驗的比較牢靠的標(biāo)準。而ISO/OSI七層協(xié)議是從理論動身設(shè)計出來的標(biāo)準，因此層次比較清晰，功能分明。但缺乏實際的產(chǎn)品的考驗。IEEE-803系列局域網(wǎng)標(biāo)準是個集合了20來個各種局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準集，差不多囊括了全部互聯(lián)網(wǎng)所連接的物理網(wǎng)絡(luò)的類型。本書著重介紹TCP/IP標(biāo)準。

1.5計算機網(wǎng)絡(luò)的新進展及發(fā)展趨勢1.5.1通信技術(shù)的進步通信技術(shù)是現(xiàn)代先進技術(shù)中發(fā)展得很快的一個領(lǐng)域。隨著因特網(wǎng)的規(guī)模的日益擴大，地帶寬的需求也日益增大，通信網(wǎng)絡(luò)在這個刺激下也突飛猛進地發(fā)展起來。最近的進步主要表現(xiàn)在交換方式趨于純IP化、光纖接受波分復(fù)用技術(shù)擴容和計算機接受無線接入方式這三個大的方面。下面分別就這個三個方面做一介紹。一、交換方式的變更是在因特網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的前提下發(fā)生的。由于傳統(tǒng)的通信交換方式幾乎毫無例外地運用了在須要通信時干脆接通一條電路將通信雙方連接起來的電路交換方式，令信道的容量利用率得不到提高。在信道利用方面雖然也接受了一些動態(tài)調(diào)度帶寬的技術(shù)措施，但并不根本解決問題。純IP包交換技術(shù)的出現(xiàn)和成熟為通信交換技術(shù)供應(yīng)了一個嶄新的途徑，特殊是在高速處理器和寬帶信道就緒的條件前提下，包交換技術(shù)更成為一個頗具吸引力的方式。干脆在光纖上傳輸信息包，用“線速”路由交換機來交換信息。就具備了全速交換的實力。用這種方式來交換信息，不再須要通過在光纖上搭建困難的SDH和ATM傳輸基礎(chǔ)設(shè)施，再在上面來建設(shè)IP網(wǎng)的傳統(tǒng)途徑，可以節(jié)約費用，加大敏捷性，增加功能，削減管理困難程度。但是假如須要嚴格的同步傳輸，則IP網(wǎng)目前做不到，因為它本身就不是按這種種模式工作的。二、光纖的波分復(fù)用技術(shù)（WDM，WavelengthDivisionMultiplexing)。光纖的帶寬幾乎是無限的，但怎樣把這些帶寬充分地運用起來是一個問題。波分復(fù)用技術(shù)較好地解決了這個問題。其思想是用不同的波譜的光束做載波，每種栽波調(diào)制一路數(shù)據(jù)信號，將各束調(diào)制后的光信號集中到一起，形成一束混合光，再送到光纖里去傳輸。這束光在傳輸?shù)穆烦讨兄恍柰宦饭夥糯笃骶湍軌驅(qū)崿F(xiàn)多路信號的增加，等到信號傳到接收端，再依據(jù)發(fā)送時相像的方式反向把各個光束分解開來，再通過各個接口電路里去。三、無線接入方式（WirelessAccess）。無線接入方式最近已經(jīng)成為一種很熱門的網(wǎng)絡(luò)接入方式。由于光纖的傳輸容量特別大，可以用來在遠距離上傳輸大容量的信息，就是不能夠支持移動的通信，人們被動地讓光纖電纜等有線傳輸媒體給“綁”在桌子面前。讓網(wǎng)絡(luò)的運用者獲得最大的自由，包括可以在移動中便利地運用獲得高速的傳輸服務(wù)在內(nèi)，都是現(xiàn)代通信孜孜以求的奮斗目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)的無線接入方式最近由于下面兩種技術(shù)的進步，獲得了長足的發(fā)展。目前，這些技術(shù)還在不斷地高速發(fā)展，這一波進展（GSM方式）可以被稱為是其次代的無線數(shù)字接入技術(shù)。目前第三代技術(shù)標(biāo)準（CDMA）正在形成中。時分復(fù)用多路訪問（IDMA)：是指用單個高速的信道來攜帶多個較低速率的信號的技術(shù)。每個較低速率的信號以時間片輪換安排的形式輪番在高速信道中傳輸，每路信號都得到輪番傳輸?shù)臋C會。這樣就可以實現(xiàn)很多的計算機在一個高速無線信道中傳輸?shù)哪康?。碼分復(fù)用多路訪問（CDMA）：是用多種不同代碼相對較低速率的信號進行編碼，放在同一個高速信道中進行傳輸?shù)募夹g(shù)。TDMA和CDMA是繼供應(yīng)模擬移動通信的FDMA方式之后出現(xiàn)的新一代數(shù)碼通信技術(shù)。1.5.2多媒體技術(shù)的進步多媒體(Multimedia)是適應(yīng)人類與外部世界交往便利而開發(fā)出來的適應(yīng)人的耳、鼻、嘴和眼等器官的感官的信息溝通技術(shù)。計算機多媒體技術(shù)的發(fā)展給人類帶來了極大的便利。首先，人類可以借助多媒體技術(shù)實現(xiàn)自然的人際溝通。大家在網(wǎng)絡(luò)上可以像干脆見面交談一樣地溝通信息。這和寫信還是大不相同了。有了多媒體技術(shù)的幫助，甚至不識字的老人都可以借助網(wǎng)絡(luò)來溝通信息，因為他感覺與他平常和別人交往時并沒有什么區(qū)分。這就把計算機信息技術(shù)往前大大地推動了。1.5.3網(wǎng)上應(yīng)用的進步我們在前面講計算機網(wǎng)絡(luò)典型應(yīng)用時已經(jīng)提到過的“虛擬現(xiàn)實”等技術(shù)都是網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用發(fā)展的重要進步，這里不再重提，下面介紹另外的幾個進展。一、先進網(wǎng)管技術(shù)規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)必須要有網(wǎng)絡(luò)管理軟件，一個完善的網(wǎng)絡(luò)管理須要完成的任務(wù)是：1.性能管理。有很多因素可以導(dǎo)致計算機網(wǎng)絡(luò)性能的下降。計算機網(wǎng)絡(luò)也像其它的設(shè)備系統(tǒng)一樣，要常常進行調(diào)整，否則就不能發(fā)揮其全面的性能。有特地的軟件可以用來做這件事。長期或者全局來講，可以通過統(tǒng)計分析網(wǎng)上的信息來分析各個時期性能，短期的或者局部的，可以用儀器來檢測