⑴ 計算機網路的定義與分類
計算機網路是由傳輸介質連接在一起的一系列設備(網路節點)組成。一個節點可以是一台計算機、列印機或是任何能夠發送或接收由網路上其他節點產生數據的設備。
計算機網路的分類
1. 按地域劃分
按照網路的規模,可以將網路分為區域網、城域網、廣域網和互聯網。網路的規模是以網上相距最遠的兩台計算機之間的距離來衡量的。
(1)區域網(LAN)
區域網(Local Area Network)的應用場合:
● 同一房間內的所有主機,覆蓋距離為10 m數量級。
● 同一樓內的所有主機,覆蓋距離為100 m數量級。
● 同一校園內、廠區內或院落內的所有主機,覆蓋距離為1 km數量級,這種情況也被稱為校園網。
(2)城域網(MAN)
城域網(Metropolitan Area Network)指所有主機(工作站點)分布在同一城區內,覆蓋范圍大約在10~100 km的數量級。
(3)廣域網(WAN)
廣域網(Wide Area Network)指網路中所有主機與工作站點分布的地理范圍能夠覆蓋10km以上的范圍,包括10 km,100 km與1 000 km及以上的數量級,比如同一個大城市,同一個國家或同一個洲甚至跨越幾個洲等。
(4)互聯網(Internet)
互聯網實質上是指兩個或多個網路互聯所形成的網路。Internet是目前世界上最大的、應用十分廣泛的互聯網路。
2. 按資源共享方式劃分
(1)對等網
在計算機網路中,倘若每台計算機的地位平等,都可以平等地使用其他計算機內部的資源,每台機器磁碟上的空間和文件都成為公共財產,這種網就稱之為對等網。對等網非常適合於小型的、任務輕的區域網,例如在普通辦公室、家庭、游戲廳、學生宿舍內建立對等區域網。
(2)客戶/伺服器網路
如果網路所連接的計算機較多,在10台以上且共享資源較多時,就需要考慮專門設立一個計算機來存儲和管理需要共享的資源,這台計算機被稱為文件伺服器,其他的計算機稱為工作站,工作站里的資源就不必與他人共享。如果想與某人共享一份文件,就必須先把文件從工作站拷貝到文件伺服器上,或者一開始就把文件安裝在伺服器上,這樣其他工作站上的用戶才能訪問到這份文件。這種網路稱為客戶/伺服器(Client/Server)網路。
3. 按拓撲結構劃分
把網路中各個站點相互連接的方法和形式稱為網路拓撲。構成網路的拓撲結構有很多種,主要有匯流排型拓撲、星型拓撲、環型拓撲、樹型拓撲和網狀型拓撲,以下為大家分別介紹各種拓撲結構的網路。
(1)匯流排型網路
匯流排型網路採用單一信道作為傳輸介質,所有站點通過專門的連接器連到這個公共信道(匯流排)上,任何一個站點發送的信號都沿著介質傳輸,並且能夠被匯流排上其他站點接收到,它是一種廣播網。區域網技術中的乙太網是匯流排型網路的一個實例。
(2)星型網路
星型網路是由中央節點和通過點?點鏈路接到中央節點的各站點組成,站點間的通信必須通過中央節點進行。中央節點採用集中式通信控制策略,因此相當復雜,而其他各站點的通信處理負擔都很小。
(3)環型網路
環型網路是由節點和連接節點的點?點鏈路組成的一個閉合環,每個節點從一條鏈路上接收數據,然後以同樣的速率串列在另一條鏈路上發送出去。鏈路大多數是單方向的,即數據在環上只沿一個方向傳輸。區域網技術中的令牌環網是環型網的一個實例。
(4)樹型網路
樹型網路是星型網路的一種變體。像星型網路一樣,網路節點都連接到控制網路的中央節點上。但並不是所有的設備都直接接入中央節點,絕大多數節點是先連接到次級中央節點上再連到中央節點上。
(5)網狀型網路
網狀型網路的每一個節點都與其他節點有一條專業線路相連。網狀型拓撲廣泛用於廣域網中。由於網狀網路結構很復雜,所以我們在此只給出如圖1-10所示的抽象結構圖。
⑵ 計算機在現代社會中的地位與作用是什麼
計算機是20世紀對人類影響最大的創造了,其出現給人們的生活帶來了巨大的變化,尤其是在網路發展起來後,人類的交流變得無比輕松,知識的傳遞也變得迅捷無比。
計算機的作用:早期的計算機是用來進行科學計算的、後來計算機慢慢應用到政府機關、學校、商業領域進行事務處理。計算機可以高效的對文檔進行編排,處理,資料庫的出現更為當今社會信息爆炸式增長提供了一個便捷的處理工具(數據的保存、修改、查詢、刪除等)。
計算機不聯網,亦可以用來娛樂,電影、音樂、游戲(單機、區域網)都可以啊。同時也可以學習啊,在計算機上面裝上軟體,可以編程,可以計算數學題、可以寫文學作品。在工廠里,計算機可以對機器進行實時或非同步控制等等。
隨著計算機的發展,人工智慧出現,計算機的能力將會變得更強。將會做更多的事情,且更加人性化。
(2)計算機網路中每台計算機的地位擴展閱讀:
計算機的好處:
使用計算機進行計算(初等計算均可完成)。
利用計算機進行估算。如在八年級上用有理數逼近無理數的思想,就需要藉助計算機用有理數近似表示無理數;在九年級下冊,研究一元一次方程的近似解都藉助計算機更快捷。
利用計算機進行探索規律。如在七年級上使用計算器驗證、探索「黑洞數」的規律。
利用計算機處理較復雜的數據,計算機為數學應用提供了先進的計算工具,更便於處理實際數據,特別是處理隨機實驗得來的數據,使數學應用在中學有了廣闊的空間。如在八年級下鼓勵學生用計算機方便地計算一組數據的標准差與方差,這對分析數據,研究數據的波動大有好處。
利用計算機產生隨機數進行模擬實驗。如在九年級上「生**相同的概率」一節內容就可以利用計算機產生隨機數進行模擬實驗,可見計算器可以把靜態的變成動態的,把抽象的東西具體化,直觀化,使人們的思維得到一定程度的延伸。可見,使用計算機是一種先進的計算工具,既可以節省學生許多時間學習其他更有價值的內容,又可激發其學習興趣。
⑶ 按網路計算機的不同地位分類,計算機網路可分為客戶端/伺服器網和( )
按網路計算機的不同地位分類,計算機網路可分為客戶端/伺服器網和(對等網 )
出處如下:
一、按網路的地理位置分類
1.區域網(lan):一般限定在較小的區域內,小於10km的范圍,通常採用有線的方式連接起來。
2.城域網(man):規模局限在一座城市的范圍內,10~100km的區域。
3.廣域網(wan):網路跨越國界、洲界,甚至全球范圍。
目前區域網和廣域網是網路的熱點。區域網是組成其他兩種類型網路的基礎,城域網一般都加入了廣域網。廣域網的典型代表是internet網。
二、按傳輸介質分類
1.有線網:採用同軸電纜和雙絞線來連接的計算機網路。
同軸電纜網是常見的一種連網方式。它比較經濟,安裝較為便利,傳輸率和抗干擾能力一般,傳輸距離較短。
雙絞線網是目前最常見的連網方式。它價格便宜,安裝方便,但易受干擾,傳輸率較低,傳輸距離比同軸電纜要短。
2.光纖網:光纖網也是有線網的一種,但由於其特殊性而單獨列出,光纖網採用光導纖維作傳輸介質。光纖傳輸距離長,傳輸率高,可達數千兆bps,抗干擾性強,不會受到電子監聽設備的監聽,是高安全性網路的理想選擇。不過由於其價格較高,且需要高水平的安裝技術,所以現在尚未普及。
3.無線網:採用空氣作傳輸介質,用電磁波作為載體來傳輸數據,目前無線網聯網費用較高,還不太普及。但由於聯網方式靈活方便,是一種很有前途的連網方式。
區域網常採用單一的傳輸介質,而城域網和廣域網採用多種傳輸介質。
三、按網路的拓撲結構分類
網路的拓撲結構是指網路中通信線路和站點(計算機或設備)的幾何排列形式。
1.星型網路:各站點通過點到點的鏈路與中心站相連。特點是很容易在網路中增加新的站點,數據的安全性和優先順序容易控制,易實現網路監控,但中心節點的故障會引起整個網路癱瘓。
2.環形網路:各站點通過通信介質連成一個封閉的環形。環形網容易安裝和監控,但容量有限,網路建成後,難以增加新的站點。
3.匯流排型網路:網路中所有的站點共享一條數據通道。匯流排型網路安裝簡單方便,需要鋪設的電纜最短,成本低,某個站點的故障一般不會影響整個網路。但介質的故障會導致網路癱瘓,匯流排網安全性低,監控比較困難,增加新站點也不如星型網容易。
樹型網、簇星型網、網狀網等其他類型拓撲結構的網路都是以上述三種拓撲結構為基礎的。
四、按通信方式分類
1.點對點傳輸網路:數據以點到點的方式在計算機或通信設備中傳輸。星型網、環形網採用這種傳輸方式。
2.廣播式傳輸網路:數據在共用介質中傳輸。無線網和匯流排型網路屬於這種類型。
五、按網路使用的目的分類
1.共享資源網:使用者可共享網路中的各種資源,如文件、掃描儀、繪圖儀、列印機以及各種服務。internet網是典型的共享資源網。
2.數據處理網:用於處理數據的網路,例如科學計算網路、企業經營管理用網路。
3.數據傳輸網:用來收集、交換、傳輸數據的網路,如情報檢索網路等。
目前網路使用目的都不是唯一的。
六、按服務方式分類
1.客戶機/伺服器網路:伺服器是指專門提供服務的高性能計算機或專用設備,客戶機是用戶計算機。這是客戶機向伺服器發出請求並獲得服務的一種網路形式,多台客戶機可以共享伺服器提供的各種資源。這是最常用、最重要的一種網路類型。不僅適合於同類計算機聯網,也適合於不同類型的計算機聯網,如pc機、mac機的混合聯網。這種網路安全性容易得到保證,計算機的許可權、優先順序易於控制,監控容易實現,網路管理能夠規范化。網路性能在很大程度上取決於伺服器的性能和客戶機的數量。目前針對這類網路有很多優化性能的伺服器稱為專用伺服器。銀行、證券公司都採用這種類型的網路。
2.對等網:對等網不要求文件伺服器,每台客戶機都可以與其他每台客戶機對話,共享彼此的信息資源和硬體資源,組網的計算機一般類型相同。這種網路方式靈活方便,但是較難實現集中管理與監控,安全性也低,較適合於部門內部協同工作的小型網路。
七、其他分類方法
如按信息傳輸模式的特點來分類的atm網,網內數據採用非同步傳輸模式,數據以53位元組單元進行傳輸,提供高達1.2gbps的傳輸率,有預測網路延時的能力。可以傳輸語音、視頻等實時信息,是最有發展前途的網路類型之一。
另外還有一些非正規的分類方法:如企業網、校園網,根據名稱便可理解。
從不同的角度對網路有不同的分類方法,每種網路名稱都有特殊的含意。幾種名稱的組合或名稱加參數更可以看出網路的特徵。千兆乙太網表示傳輸率高達千兆的匯流排型網路。了解網路的分類方法和類型特徵,是熟悉網路技術的重要基礎之一
⑷ 組成計算機網路的各種設備在網路中各自起什麼作用
一般地說,將分散的多台計算機、終端和外部設備用通信線路互聯起來,彼此間實現互相通信,並且計算機的硬體、軟體和數據資源大家都可以共同使用,實現資源共享的整個系統就叫做計算機網路。
連入網上的每台計算機本身都是一台完整獨立的設備。它自己可以獨立工作。例如
們可以對它進行啟動、運行和停機等操作。
們還可以通過網路去使用網路上的另外一台計算機。例如可以在身邊的這台計算機上去調用另一台計算機上某一目錄下的一個文件。
計算機之間可以用雙絞線、電話線、同軸電纜和光纖等有線通信,也可以使用微波、衛星等無線媒體把它們連接起來。例如,你家裡的一台微機要想聯到internet網路上去,只要向郵電部門辦一個手續,將你家裡的那根電話線通過通信設備數據機(modem)連接到你的那台微機上,再裝上相應的軟體,你就可以撥號查詢internet網上的信息。
上面講到還要裝上相應的軟體,這軟體就是實現網路協議的一些程序。因為不同類型的計算機通信需要遵循共同的規則和約定,就像
們講不同語言的人進行對話需要一種標准語言才能溝通,在計算機網路中雙方需共同遵守的規則和約定就叫計算機網路協議,由它解釋、協調和管理計算機之間的通信和相互間的操作。
自20世紀60年代出現計算機網路以來,至今已有30多年的歷史。隨著計算機技術和通信技術的發展及相互滲透結合,促進了計算機網路的誕生和發展。通信領域利用計算機技術,可以提高通信系統性能。通信技術的發展又為計算機之間快速傳輸信息提供了必要的通信手段。計算機網路在當今信息時代對信息的收集、傳輸、存儲和處理起著非常重要的作用。其應用領域已滲透到社會的各個方面。信息高速公路更是離不開它。因此,計算機網路對整個信息社會有著極其深刻的影響,已引起人們高度重視和極大興趣。
⑸ 計算機網路系統中的每台計算機都是
計算機網路系統中,每台計算機都是各自獨立的計算機系統。
1、計算機網路系統就是利用通信設備和線路將地理位置不同、功能獨立的多個計算機系統互聯起來,以功能完善的網路軟體實現網路中資源共享和信息傳遞的系統。
⑹ 計算機網路系統中每台計算機的地位是相互制約還是相互控制還是各自獨立的還是毫無關系的
看是什麼系統了
⑺ 按計算機在網路中所處地位可分為什麼和什麼
客戶機跟伺服器
參考圖書計算機網路自頂向下方法--(美)馬薩諸塞大學 紐約理工大學
⑻ 計算機網路中處於中心地位的是
計算機網路中處於中心的是伺服器。
⑼ 如何正確描述計算機網路系統中每台計算機的地位
如何正確描述計算機網路系統中每台計算機的地位 這需要根據網路類型來判斷,而且並不是容易說清楚的。按主機在網路中的地位分類,可以有這幾種(並不
⑽ 計算機網路技術
第一章 計算機網路概述
1.1 計算機網路的定義和發展歷史
1.1.1 計算機網路的定義
計算機網路是現代通信技術與計算機技術相結合的產物,是在地理上分散的通過通信線路連接起來的計算機集合,這些計算機遵守共同的協議,依據協議的規定進行相互通信,實現網路各種資源的共享。
網路資源:所謂的網路資源包括硬體資源(如大容量磁碟、列印機等)、軟體資源(如工具軟體、應用軟體等)和數據資源(如資料庫文件和資料庫等)。
計算機網路也可以簡單地定義為一個互連的、自主的計算機集合。所謂互連是指相互連接在一起,所謂自主是指網路中的每台計算機都是相對獨立的,可以獨立工作。
1.1.2 計算機網路的發展歷史
課後小結:
1. 計算機網路的定義.
2. 網路資源的分類.
課後作業:預習P2-P8.
第二講
教學類型:理論課
教學課題:1.2~1.3
教學目標:1.了解計算機網路的功能和應用;2. 了解計算機網路的系統組成
教學重點、難點:計算機網路的功能和應用;網路的系統組成
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
1.2 計算機網路的功能和應用
1. 計算機網路的功能
(1)實現計算機系統的資源共享
(2)實現數據信息的快速傳遞
(3)提高可靠性
(4)提供負載均衡與分布式處理能力
(5)集中管理
(6)綜合信息服務
2.計算機網路的應用
計算機網路由於其強大的功能,已成為現代信息業的重要支柱,被廣泛地應用於現代生活的各個領域,主要有:
(1)辦公自動化
(2)管理信息系統
(3)過程式控制制
(4)互聯網應用(如電子郵件、信息發布、電子商務、遠程音頻與視頻應用)
1.3計算機網路的系統組成
1.3.1 網路節點和通信鏈路
從拓撲結構看,計算機網路就是由若干網路節點和連接這些網路節點的通信鏈路構成的。計算機網路中的節點又稱網路單元,一般可分為三類:訪問節點、轉接節點和混合節點。
通信鏈路是指兩個網路節點之間承載信息和數據的線路。鏈路可用各種傳輸介質實現,如雙絞線、同軸電纜、光纜、衛星、微波等。
通信鏈路又分為物理鏈路和邏輯鏈路。
1.3.2 資源子網和通信子網
從邏輯功能上可把計算機網路分為兩個子網:用戶資源子網和通信子網。
資源子網包括各種計算機和相關的硬體、軟體;
通信子網是連接這些計算機資源並提供通信服務的連接線路。正是在通信子網的支持下,用戶才能利用網路上的各種資源,進行相互間的通信,實現計算機網路的功能。
通信子網有兩種類型:
(1)公用型(如公用計算機互聯網CHINANET)
(2)專用型(如各類銀行網、證券網等)
1.3.3 網路硬體系統和網路軟體系統
計算機網路系統是由計算機網路硬體系統和網路軟體系統組成的。
網路硬體系統是指構成計算機網路的硬設備,包括各種計算機系統、終端及通信設備。
常見的網路硬體有:
(1)主機系統; (2)終端; (3)傳輸介質; (4)網卡;(5)集線器; (6)交換機; (7)路由器
網路軟體主要包括網路通信協議、網路操作系統和各類網路應用系統。
(1)伺服器操作系統
常見的有:Novell公司的NetWare、微軟公司的 Windows NT Server及 Unix系列。
(2)工作站操作系統
常見的有: Windows 95、Windows 98及Windows 2000等。
(3)網路通信協議
(4)設備驅動程序
(5)網路管理系統軟體
(6)網路安全軟體
(7)網路應用軟體
課後小結:
1. 計算機網路的功能和應用
2. 網路的系統組成
課後作業:預習P8-P10
第三講
教學類型:理論課
教學課題:1.4計算機網路的分類
教學目標:1.掌握計算機網路的分類;2. 了解計算機網路的定義和發展;3. 了解計算機網路的功能和應用;4. 了解計算機網路的系統組成
教學重點、難點:掌握計算機網路的分類
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
1.4 計算機網路的分類
1.4.1 按計算機網路覆蓋范圍分類
由於網路覆蓋范圍和計算機之間互連距離不同,所採用的網路結構和傳輸技術也不同,因而形成不同的計算機網路。
一般可以分為區域網(LAN)、城域網(MAN)、廣域網(WAN)三類。
1.4.2按計算機網路拓撲結構分類
網路拓撲是指連接的形狀,或者是網路在物理上的連通性。如果不考慮網路的的地理位置,而把連接在網路上的設備看作是一個節點,把連接計算機之間的通信線路看作一條鏈路,這樣就可以抽象出網路的拓撲結構。
按計算機網路的拓撲結構可將網路分為:星型網、環型網、匯流排型網、樹型網、網型網。
1.4.3 按網路的所有權劃分
1.公用網
由電信部門組建,由政府和電信部門管理和控制的網路。
2.專用網
也稱私用網,一般為某一單位或某一系統組建,該網一般不允許系統外的用戶使用。
1.4.4 按照網路中計算機所處的地位劃分
(1)對等區域網
(2)基於伺服器的網路(也稱為客戶機/伺服器網路)。
課後小結:
1. 計算機網路的定義;2. 計算機網路的功能和應用;3. 計算機網路的分類
課後作業:(P10)1 、4、5、6
第四講
教學類型:理論課
教學課題:1.1計算機網路的定義和發展
教學目標:1. 了解數據通信的基本概念;2. 了解數據傳輸方式
教學重點、難點:數據傳輸方式
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入:由現在的網路通訊中的一些普通關鍵詞引入新課
講授新課:(多媒體幻燈片演示或板書)
第二章 數據通信基礎
2.1 數據通信的基本概念
2.1.1 信息和數據
1.信息
信息是對客觀事物的反映,可以是對物質的形態、大小、結構、性能等全部或部分特性的描述,也可表示物質與外部的聯系。信息有各種存在形式。
2.數據
信息可以用數字的形式來表示,數字化的信息稱為數據。數據可以分成兩類:模擬數據和數字數據。
2.1.2 信道和信道容量
1.信道
信道是傳送信號的一條通道,可以分為物理信道和邏輯信道。
物理信道是指用來傳送信號或數據的物理通路,由傳輸及其附屬設備組成。
邏輯信道也是指傳輸信息的一條通路,但在信號的收、發節點之間並不一定存在與之對應的物理傳輸介質,而是在物理信道基礎上,由節點設備內部的連接來實現。
2.信道的分類
信道按使用許可權可分為專業信道和共用信道。
信道按傳輸介質可分為有線信道、無線信道和衛星信道。
信道按傳輸信號的種類可分為模擬信道和數字信道。
3.信道容量
信道容量是指信道傳輸信息的最大能力,通常用數據傳輸率來表示。即單位時間內傳送的比特數越大,則信息的傳輸能力也就越大,表示信道容量大。
2.1.3 碼元和碼字
在數字傳輸中,有時把一個數字脈沖稱為一個碼元,是構成信息編碼的最小單位。
計算機網路傳送中的每一位二進制數字稱為「碼元」或「碼位」,例如二進制數字10000001是由7個碼元組成的序列,通常稱為「碼字」。
2.1.4 數據通信系統主要技術指標
1.比特率:比特率是一種數字信號的傳輸速率,它表示單位時間內所傳送的二進制代碼的有效位(bit)數,單位用比特每秒(bps)或千比特每秒(Kbps)表示。
2.波特率:波特率是一種調制速率,也稱波形速率。在數據傳輸過程中,線路上每秒鍾傳送的波形個數就是波特率,其單位為波特(baud)。
3.誤碼率:誤碼率指信息傳輸的錯誤率,也稱誤碼率,是數據通信系統在正常工作情況下,衡量傳輸可靠性的指標。
4.吞吐量:吞吐量是單位時間內整個網路能夠處理的信息總量,單位是位元組/秒或位/秒。在單信道匯流排型網路中,吞吐量=信道容量×傳輸效率。
5.通道的傳播延遲:信號在信道中傳播,從信源端到達信宿端需要一定的時間,這個時間叫做傳播延遲(或時延)。
2.1.5 帶寬與數據傳輸率
1.信道帶寬
信道帶寬是指信道所能傳送的信號頻率寬度,它的值為信道上可傳送信號的最高頻率減去最低頻率之差。
帶寬越大,所能達到的傳輸速率就越大,所以通道的帶寬是衡量傳輸系統的一個重要指標。
2.數據傳輸率
數據傳輸率是指單位時間信道內傳輸的信息量,即比特率,單位為比特/秒。
一般來說,數據傳輸率的高低由傳輸每一位數據所佔時間決定,如果每一位所佔時間越小,則速率越高。
2.2 數據傳輸方式
2.2.1 數據通信系統模型
2.2.2 數據線路的通信方式
根據數據信息在傳輸線上的傳送方向,數據通信方式有:
單工通信
半雙工通信
雙工通信
2.2.3 數據傳輸方式
數據傳輸方式依其數據在傳輸線原樣不變地傳輸還是調制變樣後再傳輸,可分為基帶傳輸、頻帶傳輸和寬頻傳輸等方式。
1.基帶傳輸
2.頻帶傳輸
3.寬頻傳輸
課後小結:
1. 什麼是信息、數據?
2. 什麼是信道?常用的信道分類有幾種?
3. 什麼是比特率?什麼是波特率?
4. 什麼是帶寬、數據傳輸率與信道容量?
課後作業:(P20)二1、2、3、4、5、6
第五講
教學類型:理論課
教學課題:2.2~2.4
教學目標:1.理解數據交換技術;2. 理解差錯檢驗與校正技術
教學重點、難點:數據交換技術、差錯檢驗與校正技術
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容與過程:
導入:由現在的網路通訊中的一些普通關鍵詞引入新課
講授新課:(多媒體幻燈片演示或板書)
2.3 數據交換技術
通常使用四種交換技術:
電路交換
報文交換
分組交換
信元交換。
2.3.1 電路交換
電路交換(也稱線路交換)
在電路交換方式中,通過網路節點(交換設備)在工作站之間建立專用的通信通道,即在兩個工作站之間建立實際的物理連接。一旦通信線路建立,這對端點就獨占該條物理通道,直至通信線路被取消。
電路交換的主要優點是實時性好,由於信道專用,通信速率較高;缺點是線路利用率低,不能連接不同類型的線路組成鏈路,通信的雙方必須同時工作。
電路交換必定是面向連接的,電話系統就是這種方式。
電路交換的三個階段:
電路建立階段
數據傳輸階段
拆除電路階段
2.3.2 報文交換
報文是一個帶有目的端信息和控制信息的數據包。報文交換採取的是「存儲—轉發」(Store-and-Forward)方式,不需要在通信的兩個節點之間建立專用的物理線路。
報文交換的主要缺點是網路的延時較長且變化比較大,因而不宜用於實時通信或互動式的應用場合。
在 20 世紀 40 年代,電報通信也採用了基於存儲轉發原理的報文交換(message switching)。
報文交換的時延較長,從幾分鍾到幾小時不等。現在,報文交換已經很少有人使用了。
2.3.3 分組交換
分組交換也稱包交換,它是報文交換的一種改進,也屬於存儲-轉發交換方式,但它不是以報文為單位,而是以長度受到限制的報文分組(Packet)為單位進行傳輸交換的。分組也叫做信息包,分組交換有時也稱為包交換。
分組在網路中傳輸,還可以分為兩種不同的方式:數據報和虛電路。
分組交換的優點
高效 動態分配傳輸帶寬,對通信鏈路是逐段佔用。
靈活 以分組為傳送單位和查找路由。
迅速 必先建立連接就能向其他主機發送分組;充分使用鏈路的帶寬
可靠 完善的網路協議;自適應的路由選擇協議使網路有很好的生存性
2.3.4 信元交換技術
(ATM,Asynchronous Transfer Mode,非同步傳輸模式)
ATM是一種面向連接的交換技術,它採用小的固定長度的信息交換單元(一個53Byte的信元),話音、視頻和數據都可由信元的信息域傳輸。
它綜合吸取了分組交換高效率和電路交換高速率的優點,針對分組交換速率低的弱點,利用電路交換完全與協議處理幾乎無關的特點,通過高性能的硬體設備來提高處理速度,以實現高速化。
ATM是一種廣域網主幹線的較好選擇。
2.4 差錯檢驗與校正
數據傳輸中出現差錯有多種原因,一般分成內部因素和外部因素。
內部因素有噪音脈沖、脈動噪音、衰減、延遲失真等。
外部因素有電磁干擾、太陽噪音、工業噪音等。
為了確保無差錯地傳輸,必須具有檢錯和糾錯的功能。常用的校驗方式有奇偶校驗和循環冗餘碼校驗。
2.4.1 奇偶校驗
採用奇偶校驗時,若其中兩位同時發生錯誤,則會發生沒有檢測出錯誤的情況。
2.4.2 循環冗餘碼校驗。
這種編碼對隨機差錯和突發差錯均能以較低的冗餘充進行嚴格的檢查。
課後小結:
1. 數據通信的的一些基本知識
2. 三種交換方式的基本工作原理
3. 兩種差錯校驗方法:奇偶校驗和循環冗餘校驗
課後作業:(P20)二7、8、9
第六講
教學類型:復習課
教學課題:第一章與第二章
教學目標:通過復習掌握第一、二章的重點
教學重點、難點:第一、二章的重點
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容:第一、二章的內容
第七講
教學類型:測驗一
第八講
教學類型:理論課
教學課題:第三章 計算機網路技術基礎
教學目標:1. 掌握幾種常見網路拓撲結構的原理及其特點;2. 掌握ISO/OSI網路參考模型及各層的主要功能
教學重點、難點:1. 掌握幾種常見網路拓撲結構的原理及其特點;2. 掌握ISO/OSI網路參考模型及各層的主要功能
教學方法:教師講解、演示、學生認真學習並思考、記憶;教師講授與學生理解協調並重的教學法
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入:提問學生對OSI的七層模型和TCP/IP四層模型的理解。
引導學生總結重要原理並認真加以研究。
教師總結歸納本章重要原理的應用,進入教學課題。
講授新課:(多媒體幻燈片演示或板書)
第三章 計算機網路技術基礎
3.1 計算機網路的拓撲結構
3.1.1 什麼是計算機網路的拓撲結構
網路拓撲是指網路連接的形狀,或者是網路在物理上的連通性。
網路拓撲結構能夠反映各類結構的基本特徵,即不考慮網路節點的具體組成,也不管它們之間通信線路的具體類型,把網路節點畫作「點」,把它們之間的通信線路畫作「線」,這樣畫出的圖形就是網路的拓撲結構圖。
不同的拓撲結構其信道訪問技術、網路性能、設備開銷等各不相同,分別適應於不同場合。它影響著整個網路的設計、功能、可靠性和通信費用等方面,是研究計算機網路的主要環節之一。
計算機網路的拓撲結構主要是指通信子網的拓撲結構,常見的一般分為以下幾種:
1.匯流排型;2.星型;3.環型;4.樹型;5.網狀型
3.1.2 匯流排型拓撲結構
匯流排結構中,各節點通過一個或多個通信線路與公共匯流排連接。匯流排型結構簡單、擴展容易。網路中任何節點的故障都不會造成全網的故障,可靠性較高。
匯流排型結構是從多機系統的匯流排互聯結構演變而來的,又可分為單匯流排結構和多匯流排結構,常用CSMA/CD和令牌匯流排訪問控制方式。
匯流排型結構的缺點:
(1)故障診斷困難;(2)故障隔離困難;(3)中繼器等配置;(4)實時性不強
3.1.3 星型拓撲結構
星型的中心節點是主節點,它接收各分散節點的信息再轉發給相應節點,具有中繼交換和數據處理功能。星型網的結構簡單,建網容易,但可靠性差,中心節點是網路的瓶頸,一旦出現故障則全網癱瘓。
星型拓撲結構的訪問採用集中式控制策略,採用星型拓撲的交換方式有電路交換和報文交換。
星型拓撲結構的優點:
(1)方便服務;(2)每個連接只接一個設備;(3)集中控制和便於故障診斷;(4)簡單的訪問協議
星型拓撲結構的缺點:
(1)電纜長度和安裝;(2)擴展困難;(3)依賴於中央節點
3.1.4 環型拓撲結構
網路中節點計算機連成環型就成為環型網路。環路上,信息單向從一個節點傳送到另一個節點,傳送路徑固定,沒有路徑選擇問題。環型網路實現簡單,適應傳輸信息量不大的場合。任何節點的故障均導致環路不能正常工作,可靠性較差。
環型網路常使用令牌環來決定哪個節點可以訪問通信系統。
環型拓撲結構的優點:
(1)電纜長度短;(2)適用於光纖;(3)網路的實時性好
環型拓撲結構的缺點:
(1)網路擴展配置困難;(2)節點故障引起全網故障;(3)故障診斷困難;(4)拓撲結構影響訪問協議
3.1.5 其他類型拓撲結構
1.樹型拓撲結構
樹型網路是分層結構,適用於分級管理和控制系統。網路中,除葉節點及其聯機外,任一節點或聯機的故障均隻影響其所在支路網路的正常工作。
2.星型環型拓撲結構
3.1.6 拓撲結構的選擇原則
拓撲結構的選擇往往和傳輸介質的選擇和介質訪問控制方法的確定緊密相關。選擇拓撲結構時,應該考慮的主要因素有以下幾點:
(1)服務可靠性; (2)網路可擴充性; (3)組網費用高低(或性能價格比)。
3.2 ISO/OSI網路參考模型
建立分層結構的原因和意義:
建立計算機網路的根本目的是實現數據通信和資源共享,而通信則是實現所有網路功能的基礎和關鍵。對於網路的廣泛實施,國際標准化組織ISO(International Standard Organization),經過多年研究,在1983年提出了開放系統互聯參考模型OSI/RM(Reference Model of Open System Interconnection),這是一個定義連接異種計算機的標准主體結構,給網路設計者提供了一個參考規范。
OSI參考模型的層次
OSI參考模型共有七層,由低到高分別是:物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
1.OSI參考模型的特性
(1)是一種將異構系統互聯的分層結構;
(2)提供了控制互聯系統交互規則的標准骨架;
(3)定義了一種抽象結構,而並非具體實現的描述;
(4)不同系統上的相同層的實體稱為同等層實體;
(5)同等層實體之間的通信由該層的協議管理;
(6)相鄰層間的介面定義了原語操作和低層向上層提供的服務;
(7)所提供的公共服務是面向連接的或無連接的數據服務;
(8)直接的數據傳送僅在最低層實現;
(9)每層完成所定義的功能,修改本層的功能並不影響其它層。
2.有關OSI參考模型的技術術語
在OSI參考模型中,每一層的真正功能是為其上一層提供服務。在對這些功能或服務過程以及協議的描述中,經常使用如下一些技術術語:
(1)數據單元
服務數據單元SDU(Service Data Unit)
協議數據單元PDU(Protocol Data Unit)
介面數據單元IDU(Interface Data Unit)
服務訪問點SAP(Service Access Point)
服務原語(Primitive)
(2)面向連接和無連接的服務
下層能夠向上層提供的服務有兩種基本形式:面向連接和無連接的服務。
面向連接的服務是在數據傳輸之前先建立連接,主要過程是:建立連接、進行數據傳送,拆除鏈路。面向連接的服務,又稱為虛電路服務。
無連接服務沒有建立和拆除鏈路的過程,一般也不採用可靠方式傳送。不可靠(無確認)的無連接服務又稱為數據報服務。
3.2.1 物理層
物理層是OSI模型的最低層,其任務是實現物理上互連系統間的信息傳輸。
1.物理層必須具備以下功能
(1)物理連接的建立、維持與釋放;2)物理層服務數據單元傳輸;(3)物理層管理。
2.媒體和互聯設備
物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等;
通信用的互聯設備如各種插頭、插座等;區域網中的各種粗、細同軸電纜,T型接/插頭,接收器,發送器,中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。
3.2.2 數據鏈路層
數據鏈路可以粗略地理解為數據信道。數據鏈路層的任務是以物理層為基礎,為網路層提供透明的、正確的和有效的傳輸線路,通過數據鏈路協議,實施對二進制數據正確、可靠的傳輸。
數據鏈路的建立、拆除、對數據的檢錯、糾錯是數據鏈路層的基本任務。
1.鏈路層的主要功能
(1)鏈路管理;(2)幀的裝配與分解;(3)幀的同步;(4)流量控制與順序控制;(5)差錯控制;(6)使接收端能區分數據和控制信息;(7)透明傳輸;(8)定址
2.數據鏈路層的主要協議
(1)ISO1745-1975;(2)ISO3309-1984;(3)ISO7776
3.鏈路層產品
獨立的鏈路產品中最常見的是網卡,網橋也是鏈路產品。
數據鏈路層將本質上不可靠的傳輸媒介變成可靠的傳輸通路提供給網路層。在IEEE802.3情況下,數據鏈路層分成兩個子層:一個是邏輯鏈路控制,另一個是媒體訪問控制。
3.2.3 網路層
網路層是通信子網與資源子網之間的介面,也是高、低層協議之間的介面層。網路層的主要功能是路由選擇、流量控制、傳輸確認、中斷、差錯及故障的恢復等。當本地端與目的端不處於同一網路中,網路層將處理這些差異。
1.網路層的主要功能
(1)建立和拆除網路連接;
(2)分段和組塊;
(3)有序傳輸和流量控制;
(4)網路連接多路復用;
(5)路由選擇和中繼;
(6)差錯的檢測和恢復;
(7)服務選擇
2.網路層提供的服務
OSI/RM中規定,網路層中提供無連接和面向連接兩種類型的服務,也稱為數據報服務和虛電路服務。
3.路由選擇
3.2.4 傳輸層
傳輸層是資源子網與通信子網的介面和橋梁。傳輸層下面三層(屬於通信子網)面向數據通信,上面三層(屬於資源子網)面向數據處理。因此,傳輸層位於高層和低層中間,起承上啟下的作用。它屏蔽了通信子網中的細節,實現通信子網中端到端的透明傳輸,完成資源子網中兩節點間的邏輯通信。它是負責數據傳輸的最高一層,也是整個七層協議中最重要和最復雜的一層。
1.傳輸層的特性
(1)連接與傳輸;(2)傳輸層服務
2.傳輸層的主要功能
3.傳輸層協議
3.2.5 會話層
會話層、表示層和應用層一起構成OSI/RM的高層,會話層位於OSI模型面向信息處理的高三層中的最下層,它利用傳輸層提供的端到端數據傳輸服務,具體實施服務請求者與服務提供者之間的通信,屬於進程間通信的范疇。
會話層還對會話活動提供組織和同步所必須的手段,對數據傳輸提供控制和管理。
1.會話層的主要功能;
(1)提供遠程會話地址;
(2)會話建立後的管理;
(3)提供把報文分組重新組成報文的功能
2.會話層提供的服務
(1)會話連接的建立和拆除;
(2)與會話管理有關的服務;
(3)隔離;
(4)出錯和恢復控制
3.2.6 表示層
表示層為應用層服務,該服務層處理的是通信雙方之間的數據表示問題。為使通信的雙方能互相理解所傳送信息的含義,表示層就需要把發送方具有的內部格式編碼為適於傳輸的比特流,接收方再將其解碼為所需要的表示形式。
數據傳送包括語義和語法兩個方面的問題。OSI模型中,有關語義的處理由應用層負責,表示層僅完成語法的處理。
1.表示層的主要功能
(1)語法轉換;(2)傳送語法的選擇;(3)常規功能
2.表示層提供的服務
(1)數據轉換和格式轉換;
(2)語法選擇;
(3)數據加密與解密;
(4)文本壓縮
3.2.7 應用層
OSI的7層協議從功能劃分來看,下面6層主要解決支持網路服務功能所需要的通信和表示問題,應用層則提供完成特定網路功能服務所需要的各種應用協議。
應用層是OSI的最高層,直接面向用戶,是計算機網路與最終用戶的介面。負責兩個應用進程(應用程序或操作員)之間的通信,為網路用戶之間的通信提供專用程序。
課後小結:
1.計算機網路的拓撲結構的分類
2.OSI參考模型的層次
課後作業:預習P37~P39
第九講
教學類型:理論課
教學課題:3.3~3.4
教學目標:
1. 掌握共享介質方式的CSMA/CD和令牌傳遞兩種數據傳輸控制方式的基本原理
2. 了解幾種常見的網路類型
教學重點、難點:理解數據傳輸控制方式
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入:提問學生對OSI的七層模型和TCP/IP四層模型的理解。
引導學生總結重要原理並認真加以研究。
教師總結歸納本章重要原理的應用,進入教學課題。
講授新課:(多媒體幻燈片演示或板書
3.3 數據傳輸控制方式
數據和信息在網路中是通過信道進行傳輸的,由於各計算機共享網路公共信道,因此如何進行信道分配,避免或解決通道爭用就成為重要的問題,就要求網路必須具備網路的訪問控制功能。介質訪問控制(MAC)方法是在區域網中對數據傳輸介質進行訪問管理的方法。
3.3.1 具有沖突檢測的載波偵聽多路訪問
沖突檢測/載波偵聽(CSMA/CD法)
CSMA/CD是基於IEEE802.3標準的乙太網中採用的MAC方法,也稱為「先聽後發、邊發邊聽」。它的工作方式是要傳輸數據的節點先對通道進行偵聽,以確定通道中是否有別的站在傳輸數據,若信道空閑,該節點就可以佔用通道進行傳輸,反之,該節點將按一定演算法等待一段時間後再試,並且在發送過程中進行沖突檢測,一旦有沖突立即停止發送。通常採用的演算法有三種:非堅持CSMA、1-堅持CSMA、P-堅持CSMA。
目前,常見的區域網,一般都是採用CSMA/CD訪問控制方法的邏輯匯流排型網路。用戶只要使用Ethernet網卡,就具備此種功能。