第章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)研究報(bào)告

第4章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4.1通信技術(shù)基礎(chǔ)4.1.1通信方式模擬和數(shù)字傳輸數(shù)字傳輸通過(guò)數(shù)字信號(hào)傳遞信息稱為數(shù)字傳輸；多數(shù)計(jì)算機(jī)利用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行通信；“開(kāi)”、“關(guān)”兩種離散的電脈沖構(gòu)成比特，進(jìn)而組成字或節(jié)。模擬傳輸：聲音，包括人的語(yǔ)音，通過(guò)模擬信號(hào)傳輸；模擬信號(hào)是連續(xù)的正弦波；連續(xù)變化。4.1通信技術(shù)基礎(chǔ)（續(xù)）4.1.1通信方式（續(xù)）同步傳輸和異步傳輸異步傳輸（AsynchronousTransmission）：將數(shù)據(jù)分成小組進(jìn)行傳送，發(fā)送方可以在任何時(shí)刻發(fā)送這些比特組，而接收方從不知道它們會(huì)在什么時(shí)候到達(dá)；同步傳輸（SynchronousTransmission）：通過(guò)數(shù)據(jù)幀的方式進(jìn)行傳輸；同步傳輸通常要比異步傳輸快速得多。4.1通信技術(shù)基礎(chǔ)（續(xù)）4.1.1通信方式（續(xù)）單工、半雙工、全雙工傳輸單工傳輸：有些網(wǎng)絡(luò)的通道能夠單向傳輸信息，如商用無(wú)線電廣播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；半雙工傳輸：有些網(wǎng)絡(luò)的通道允許信息雙向傳輸，但在某一特定時(shí)刻，僅有一個(gè)方向允許信息傳送，如CB無(wú)線電收發(fā)裝置；全雙工傳輸：一些網(wǎng)絡(luò)的通道允許同時(shí)向兩個(gè)方向傳輸信息，如公用電話網(wǎng)。4.1通信技術(shù)基礎(chǔ)（續(xù)）4.1.2傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)雙絞線同軸電纜光纜無(wú)線傳輸傳輸性能指標(biāo)信道容量4.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)4.2.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）星型結(jié)構(gòu)：以中央節(jié)點(diǎn)為中心，將其他多個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的線路聯(lián)接到中央節(jié)點(diǎn)上。優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單延遲小容易擴(kuò)充缺點(diǎn)可靠性差利用率不高圖4?1星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)（續(xù)）4.2.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（續(xù)）（2）環(huán)型結(jié)構(gòu)：多個(gè)節(jié)點(diǎn)彼此串接并首尾相連，形成閉合環(huán)形。優(yōu)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)管理簡(jiǎn)單通信線路節(jié)點(diǎn)少缺點(diǎn)傳輸效率降低一個(gè)節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)影響全網(wǎng)工作圖4?2環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)（續(xù)）4.2.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（續(xù)）（3）總線結(jié)構(gòu)：多個(gè)節(jié)點(diǎn)聯(lián)接在一條公共的總線上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)采用廣播式發(fā)送信息，信號(hào)沿著總線向兩側(cè)傳送，并可以被其他所有節(jié)點(diǎn)收到。優(yōu)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)增加和拆卸十分方便所需線路很少可靠性高響應(yīng)速度快缺點(diǎn)故障隔離困難圖4?3總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)（續(xù)）4.2.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（Protocol）是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合。三要素語(yǔ)法，用來(lái)規(guī)定信息格式；語(yǔ)義，用來(lái)說(shuō)明通信雙方應(yīng)當(dāng)怎么做；時(shí)序，詳細(xì)說(shuō)明事件的先后順序。主要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IP、ICMP、ARP、RARP、TCP、UDP、FTP、Telnet、SMTP、HTTP等協(xié)議4.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)（續(xù)）4.2.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指通信系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，它為網(wǎng)絡(luò)硬件、軟件、協(xié)議、存取控制和拓?fù)涮峁?biāo)準(zhǔn)；目前，最具規(guī)范性影響的是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在1979年提出的開(kāi)放系統(tǒng)互連（OSI，OpenSystemInterconnection）的參考模型；在實(shí)踐中應(yīng)用最為廣泛的則是互聯(lián)網(wǎng)中所實(shí)施的TCP/IP體系結(jié)構(gòu)。4.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)（續(xù)）4.2.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）OSI模型圖4?4OSI參考模型4.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)（續(xù)）4.2.3網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）TCP/IP模型圖4?5TCP/IP協(xié)議集4.3局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)4.3.1局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)局域網(wǎng)是在小范圍內(nèi)將許多數(shù)據(jù)通信設(shè)備以高速線路互聯(lián)，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)的主要特點(diǎn)覆蓋地理范圍比較??；通信速率較高；從應(yīng)用角度通常屬于一個(gè)部門所有；成本低，便于安裝和維護(hù)，可靠性高。4.3局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)（續(xù)）4.3.2局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE（國(guó)際電子電氣工程師協(xié)會(huì)）推動(dòng)了局域網(wǎng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，由此產(chǎn)生了IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)；以太網(wǎng)（IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)）是最常用的局域網(wǎng)組網(wǎng)方式；其他主要的局域網(wǎng)類型有令牌環(huán)（TokenRing，IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)）和FDDI（光纖分布數(shù)字接口，IEEE802.8）。4.3局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)（續(xù)）4.3.3局域網(wǎng)絡(luò)的組成局域網(wǎng)絡(luò)一般由傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)適配器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、用戶工作站和網(wǎng)絡(luò)軟件等組成。圖4?6一個(gè)典型的局域網(wǎng)4.3局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)（續(xù)）4.3.4廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)是能夠?qū)⒌乩砦恢孟嗑噍^遠(yuǎn)的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)通信線路聯(lián)接起來(lái)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。圖4?7廣域網(wǎng)4.3局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)（續(xù)）4.3.5存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)（storagenetwork）打破了傳統(tǒng)模式中存儲(chǔ)設(shè)備高度依賴于計(jì)算機(jī)的限制，以高性能網(wǎng)絡(luò)為橋梁，將存儲(chǔ)能力與計(jì)算能力分離開(kāi)來(lái)。存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)最重要的兩種形式是網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)（NetworkAttachedStorage，NAS）和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（StorageAreaNetwork，SAN）。4.3局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)（續(xù)）4.3.5存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)（續(xù)）NAS模式圖4?8NAS的基本結(jié)構(gòu)4.3局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)（續(xù)）4.3.5存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)（續(xù)）SAN模式圖4?9SAN的基本結(jié)構(gòu)4.4互聯(lián)網(wǎng)4.4.1互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展1960年，美國(guó)國(guó)防部計(jì)劃建立ARPA網(wǎng)；1973年ARPA網(wǎng)擴(kuò)展成互聯(lián)網(wǎng)；1983年1月1日起，ARPA網(wǎng)將其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)核協(xié)議改為TCP/IP協(xié)議；1986年美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)建立了大學(xué)之間互聯(lián)的骨干網(wǎng)絡(luò)NSFnet；1991年8月，蒂姆·伯納斯·李創(chuàng)立HTML、HTTP；隨著出現(xiàn)Mosaic、Netscape等網(wǎng)頁(yè)瀏覽器軟件，互聯(lián)網(wǎng)邁向大眾用戶。4.4互聯(lián)網(wǎng)（續(xù)）4.4.2互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用萬(wàn)維網(wǎng)（worldwideweb，WWW）電子郵件（E-mail）即時(shí)消息（InstantMessaging）IP電話和視頻會(huì)議文件分享在線視頻和網(wǎng)絡(luò)電視網(wǎng)絡(luò)游戲和虛擬世界Web2.04.4互聯(lián)網(wǎng)（續(xù)）4.4.2互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（續(xù)）云計(jì)算圖4?11云計(jì)算4.5網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體系架構(gòu)基于互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器的瀏覽器/服務(wù)器（B/S結(jié)構(gòu)），也叫做多層應(yīng)用體系圖4?12多層服務(wù)器體系4.5網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體系架構(gòu)（續(xù)）圖4?13多層體系下的物理結(jié)構(gòu)4.5網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體系架構(gòu)（續(xù)）圖4?14多層體系結(jié)構(gòu)與遺留系統(tǒng)集成本章習(xí)題通信系統(tǒng)包括哪些基本要素？當(dāng)前的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)中主要采用哪些通信技術(shù)？什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？計(jì)