第1章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建與認(rèn)知11通信技術(shù)發(fā)展概述12計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1.1通信技術(shù)發(fā)展概述1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成和分類(lèi)1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)1.5標(biāo)準(zhǔn)化組織第1章網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建與認(rèn)知蒂姆·伯納斯·李【本章內(nèi)容簡(jiǎn)介】計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)密切結(jié)合而形成的新的技術(shù)領(lǐng)域。本章主要介紹了通信技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義、產(chǎn)生和發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成和分類(lèi)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等。

【本章重點(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念、組成和分類(lèi)，總線(xiàn)型、環(huán)型和星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。1.1通信技術(shù)發(fā)展概述

一般來(lái)說(shuō)，通信是指由一地向另一地進(jìn)行消息的有效傳遞。在各種各樣的通信方式中，利用“電”來(lái)傳遞消息的通信方法稱(chēng)之為電信，這種通信具有迅速、準(zhǔn)確、可靠等特點(diǎn)，而且?guī)缀醪皇軙r(shí)間、地點(diǎn)、空間、距離的限制，因而得到了飛速的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。如今在自然科學(xué)中，“通信”和“電信”幾乎是同義詞了，通信從本質(zhì)上講就是實(shí)現(xiàn)信息傳遞功能的一門(mén)科學(xué)技術(shù)，它要將大量有用的信息無(wú)失真、高效率地進(jìn)行傳輸，同時(shí)還要在傳輸過(guò)程中將無(wú)用信息和有害信息抑制掉。1.1.1通信的基本概念

第1次通信技術(shù)革命是電話(huà)的問(wèn)世。第2次通信技術(shù)革命是電視和有線(xiàn)電視網(wǎng)的出現(xiàn)。第3次通信技術(shù)革命是因特網(wǎng)的迅速崛起所引發(fā)的IP通信技術(shù)。1.1.2通信技術(shù)發(fā)展

1960年第一臺(tái)脈沖編碼調(diào)制PCM數(shù)字電話(huà)在市話(huà)網(wǎng)中應(yīng)用,標(biāo)志著數(shù)字制進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域，通信技術(shù)融入計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)后發(fā)生了革命性的變化，它和計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)相結(jié)合是現(xiàn)代通信技術(shù)的標(biāo)志。1.1.3現(xiàn)代通信技術(shù)的標(biāo)志1.1.4現(xiàn)代通信技術(shù)的特征數(shù)字通信技術(shù)具有以下特點(diǎn)：(1)抗干擾性強(qiáng)，抗噪聲性能好(2)數(shù)字信號(hào)便于存儲(chǔ)、處理、交換和傳輸(3)數(shù)字通信設(shè)備便于集成化和微型化(4)差錯(cuò)可控(5)便于組成數(shù)字網(wǎng)(6)占用信道頻帶寬1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是利用通信設(shè)備和線(xiàn)路把地理上分散的多臺(tái)自主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)，在相應(yīng)軟件(網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)通信、管理和應(yīng)用軟件等)的支持下，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享為目標(biāo)的系統(tǒng)。1.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義1.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展1．聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信階段圖1-1面向終端的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)圖1-2單計(jì)算機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)2．多主機(jī)互聯(lián)的初期網(wǎng)絡(luò)階段1.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展圖1-3多主機(jī)互聯(lián)階段3．開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段

OSI/RM的提出，開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代。1.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展圖1-4開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型1.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展4．網(wǎng)絡(luò)互連與高速網(wǎng)絡(luò)階段進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步向著開(kāi)放、高速、高性能方向發(fā)展。自O(shè)SI參考模型推出，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一直沿著標(biāo)準(zhǔn)化的方向在發(fā)展，而網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化的最大體現(xiàn)是Internet的飛速發(fā)展。Internet是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最輝煌的成就，它已成為世界上最大的國(guó)際性計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)，并已影響著人們生活的各個(gè)方面。由于Internet也使用分層次的體系結(jié)構(gòu)，即TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，使得凡遵循TCP/IP的各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都能相互通信。1.2.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能1．?dāng)?shù)據(jù)通信2．資源共享3．負(fù)荷均衡4．分布處理5．?dāng)?shù)據(jù)信息的綜合處理6．提高安全可靠性1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成和分類(lèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從結(jié)構(gòu)上可以分為兩個(gè)部分：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)和終端，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信的通信控制處理機(jī)和通信線(xiàn)路。從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成角度來(lái)分，典型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在邏輯上可分為兩個(gè)子網(wǎng)，如圖1-5所示。圖1-5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成示意圖1.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的邏輯組成1.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的邏輯組成1．資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)由主機(jī)、用戶(hù)終端、終端控制器、聯(lián)網(wǎng)外部設(shè)備、各種軟件資源與信息資源組成。資源子網(wǎng)負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，向網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)提供各種網(wǎng)絡(luò)資源與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。它們的任務(wù)是利用其自身的硬件資源和軟件資源為用戶(hù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和科學(xué)計(jì)算，并將結(jié)果以相應(yīng)形式送給用戶(hù)或存檔。

2．通信子網(wǎng)通信子網(wǎng)由專(zhuān)用的通信控制處理機(jī)CCP、通信線(xiàn)路與其它通信設(shè)備組成，完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。1.3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟件組成1．網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和協(xié)議軟件2．網(wǎng)絡(luò)通信軟件3．網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)4．網(wǎng)絡(luò)管理及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件1.3.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件1．主體設(shè)備2．聯(lián)接設(shè)備3．預(yù)處理設(shè)備4．信道1.3.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)1．按網(wǎng)絡(luò)的交換功能劃分，主要的交換方法有電路交換、報(bào)文交換、分組交換和信元交換等。

2．按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍劃分，可分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。

3．按物理信道媒體劃分，可分為有線(xiàn)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)等。

4．按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分，可分為總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形型網(wǎng)絡(luò)、星型網(wǎng)絡(luò)等。

5．按使用范圍劃分，可分為公用網(wǎng)和專(zhuān)用網(wǎng)兩大類(lèi)。1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)1．總線(xiàn)型拓樸結(jié)構(gòu)采用一種傳輸媒體作為公用信道，所有結(jié)點(diǎn)都通過(guò)相應(yīng)的硬件接口直接連接到這一公共傳輸媒體上，該公共傳輸媒體即稱(chēng)為總線(xiàn)。用一條稱(chēng)為總線(xiàn)的主電纜將工作站連接起來(lái)的布局方式稱(chēng)為總線(xiàn)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1-6所示。圖1-6總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?．環(huán)形拓樸結(jié)構(gòu)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由結(jié)點(diǎn)和連接結(jié)點(diǎn)的鏈路組成的一個(gè)閉合環(huán)，如圖1-7所示。1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)圖1-7環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?．星型拓樸結(jié)構(gòu)星型拓?fù)涫且灾醒虢Y(jié)點(diǎn)為中心與其它各結(jié)點(diǎn)連接組成的，各結(jié)點(diǎn)與中央結(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的方式連接，如圖1-8所示。1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)圖1-8星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?．樹(shù)型拓樸結(jié)構(gòu)樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的形狀像一棵倒置的樹(shù)，頂端是樹(shù)根，樹(shù)根以下帶分支，每個(gè)分支還可再帶分支，如圖1-9所示。1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)圖1-9樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?．網(wǎng)狀型拓樸結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)是容錯(cuò)能力最強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在這種網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)結(jié)點(diǎn)（或某些結(jié)點(diǎn)）至少與其他結(jié)點(diǎn)有2條以上的直接線(xiàn)路連接，網(wǎng)中無(wú)中心結(jié)點(diǎn)，網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)也稱(chēng)為分布式網(wǎng)絡(luò)或格狀網(wǎng)。

6．混合型結(jié)構(gòu)將總線(xiàn)型、星型、環(huán)型、樹(shù)型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合起來(lái)，取其優(yōu)點(diǎn)構(gòu)成的拓?fù)浞Q(chēng)為混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如將星型拓?fù)浜铜h(huán)型拓?fù)浠旌铣傻摹靶恰h(huán)”拓?fù)?，將星型拓?fù)浜涂偩€(xiàn)型拓?fù)浠旌铣傻摹靶恰偂蓖負(fù)涞取?.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)1．國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(InternationalStandardOrganization，ISO)2．國(guó)際電信聯(lián)盟(InternationalTelecommunicationUnion，ITU)3．歐洲計(jì)算機(jī)制造商協(xié)會(huì)（EuropeanComputerManufacturersAssociation,ECMA）4．歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)（EuropeanTelecommunicationStandardInstitute,ETSI）5．美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(AmericanNationalStandardInstitute，ANSI)6．電子工業(yè)協(xié)會(huì)(ElectronicIndustriesAssociation，EIA)7．電氣與電子工程師學(xué)會(huì)(InstituteofElectricalandElectronicEngineering,IEEE)8．因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)委員會(huì)(Inter