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计算机网络的主干是双绞线吗

发布时间: 2022-10-10 14:07:38

计算机网络按照通信方式分几类

按照通信方式:1、广播式传输网络、
2、点对点传输网络。

⑴按地理范围分类

①局域网LAN(Local Area Network)

局域网地理范围一般几百米到10km之内,属于小范围内的连网。如一个建筑物内、一个学校内、一个工厂的厂区内等。局域网的组建简单、灵活,使用方便。

②城域网MAN(Metropolitan Area Network)

城域网地理范围可从几十公里到上百公里,可覆盖一个城市或地区,是一种中等形式的网络。

③广域网WAN(Wide Area Network)

广域网地理范围一般在几千公里左右,属于大范围连网。如几个城市,一个或几个国家,是网络系统中的最大型的网络,能实现大范围的资源共享,如国际性的Internet网络。

⑵按传输速率分类

网络的传输速率有快有慢,传输速率快的称高速网,传输速率慢的称低速网。传输速率的单位是b/s(每秒比特数,英文缩写为bps)。一般将传输速率在Kb/s—Mb/s范围的网络称低速网,在Mb/s—Gb/s范围的网称高速网。也可以将Kb/s网称低速网,将Mb/s网称中速网,将Gb/s网称高速网。

网络的传输速率与网络的带宽有直接关系。带宽是指传输信道的宽度,带宽的单位是Hz(赫兹)。按照传输信道的宽度可分为窄带网和宽带网。一般将KHz—MHz带宽的网称为窄带网,将MHz—GHz的网称为宽带网,也可以将kHz带宽的网称窄带网,将MHz带宽的网称中带网,将GHz带宽的网称宽带网。通常情况下,高速网就是宽带网,低速网就是窄带网。

⑶按传输介质分类

传输介质是指数据传输系统中发送装置和接受装置间的物理媒体,按其物理形态可以划分为有线和无线两大类。

①有线网

传输介质采用有线介质连接的网络称为有线网,常用的有线传输介质有双绞线、同轴电缆和光导纤维。

●双绞线是由两根绝缘金属线互相缠绕而成,这样的一对线作为一条通信线路,由四对双绞线构成双绞线电缆。双绞线点到点的通信距离一般不能超过100m。目前,计算机网络上使用的双绞线按其传输速率分为三类线、五类线、六类线、七类线,传输速率在10Mbps到600Mbps之间,双绞线电缆的连接器一般为RJ-45。

●同轴电缆由内、外两个导体组成,内导体可以由单股或多股线组成,外导体一般由金属编织网组成。内、外导体之间有绝缘材料,其阻抗为50Ω。同轴电缆分为粗缆和细缆,粗缆用DB-15连接器,细缆用BNC和T连接器。

●光缆由两层折射率不同的材料组成。内层是具有高折射率的玻璃单根纤维体组成,外层包一层折射率较低的材料。光缆的传输形式分为单模传输和多模传输,单模传输性能优于多模传输。所以,光缆分为单模光缆和多模光缆,单模光缆传送距离为几十公里,多模光缆为几公里。光缆的传输速率可达到每秒几百兆位。光缆用ST或SC连接器。光缆的优点是不会受到电磁的干扰,传输的距离也比电缆远,传输速率高。光缆的安装和维护比较困难,需要专用的设备。

②无线网

采用无线介质连接的网络称为无线网。目前无线网主要采用三种技术:微波通信,红外线通信和激光通信。这三种技术都是以大气为介质的。其中微波通信用途最广,目前的卫星网就是一种特殊形式的微波通信,它利用地球同步卫星作中继站来转发微波信号,一个同步卫星可以覆盖地球的三分之一以上表面,三个同步卫星就可以覆盖地球上全部通信区域。

⑷按拓扑结构分类

计算机网络的物理连接形式叫做网络的物理拓扑结构。连接在网络上的计算机、大容量的外存、高速打印机等设备均可看作是网络上的一个节点,也称为工作站。计算机网络中常用的拓扑结构有总线型、星型、环型等。

①总线拓扑结构

总线拓扑结构是一种共享通路的物理结构。这种结构中总线具有信息的双向传输功能,普遍用于局域网的连接,总线一般采用同轴电缆或双绞线。

总线拓扑结构的优点是:安装容易,扩充或删除一个节点很容易,不需停止网络的正常工作,节点的故障不会殃及系统。由于各个节点共用一个总线作为数据通路,信道的利用率高。但总线结构也有其缺点:由于信道共享,连接的节点不宜过多,并且总线自身的故障可以导致系统的崩溃。

②星型拓扑结构

星型拓扑结构是一种以中央节点为中心,把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。这种结构适用于局域网,特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式。这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路。

星型拓扑结构的特点是:安装容易,结构简单,费用低,通常以集线器(Hub)作为中央节点,便于维护和管理。中央节点的正常运行对网络系统来说是至关重要的。

③环型拓扑结构

环型拓扑结构是将网络节点连接成闭合结构。信号顺着一个方向从一台设备传到另一台设备,每一台设备都配有一个收发器,信息在每台设备上的延时时间是固定的。

这种结构特别适用于实时控制的局域网系统。

环型拓扑结构的特点是:安装容易,费用较低,电缆故障容易查找和排除。有些网络系统为了提高通信效率和可靠性,采用了双环结构,即在原有的单环上再套一个环,使每个节点都具有两个接收通道。环型网络的弱点是,当节点发生故障时,整个网络就不能正常工作。

④树型拓扑结构

树型拓扑结构就像一棵“根”朝上的树,与总线拓扑结构相比,主要区别在于总线拓扑结构中没有“根”。这种拓扑结构的网络一般采用同轴电缆,用于军事单位、政府部门等上、下界限相当严格和层次分明的部门。

树型拓扑结构的特点:优点是容易扩展、故障也容易分离处理,缺点是整个网络对根的依赖性很大,一旦网络的根发生故障,整个系统就不能正常工作

② 计算机网络由什么组成

计算机网络的组成包括:计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的,也可以是无形的,如无线网络的传输介质就是空间)以及相应的应用软件四部分。

虽然网络类型的划分标准各种各样,但是从地理范围划分是一种大家都认可的通用网络划分标准。按这种标准可以把各种网络类型划分为局域网、城域网、广域网和互联网四种。

局域网一般来说只能是一个较小区域内,城域网是不同地区的网络互联,不过在此要说明的一点就是这里的网络划分并没有严格意义上地理范围的区分,只能是一个定性的概念。


(2)计算机网络的主干是双绞线吗扩展阅读

计算机网络的社会背景:

中国计算机网络设备制造行业是改革开放后成长起来的,早期与世界先进水平存在巨大差距;但受益于计算机网络设备行业生产技术不断提高以及下游需求市场不断扩大,我国计算机网络设备制造行业发展十分迅速。

近两年,随着我国国民经济的快速发展以及国际金融危机的逐渐消退,计算机网络设备制造行业获得良好发展机遇,中国已成为全球计算机网络设备制造行业重点发展市场。

③ 在计算机网络中常用的有线通信介质中包括什么

在计算机网络中常用的有线通信介质中包括同轴电缆、双绞线、光纤。

1、同轴电缆

同轴电缆的中央是铜芯,铀芯外包着一层绝缘层,绝缘层外再是一层屏蔽层,屏蔽层氢电线很好地包起来,再往外就是外包皮了。由于同轴电缆的这种结构,它对外界具有很强的抗干扰能力。同轴电缆是局域网最普遍使用的传输媒体。

2、双绞线

在局域网中,双绞线用的非常广泛,这主要是因为它们低成本、高速度和高可靠性。双绞线有两种基本类型:屏蔽双绞线(STP)、和非屏蔽双绞线(UTP),它们都是由两根绞在一起的导线来形成传输电路。两根导线绞在一起主要是为了防止干扰(线对上的差分信号具有共模抑制干扰的作用)。

3、光纤

有些网络应用要求很高,它要求可靠、高速地长距离传送数据,这种情况下,光纤就是一个理想的选择。光纤具有园柱形的形状,由三部分组成:纤芯、包层和护套。纤芯是最内层部分,它由一根或多根非常细的由玻璃或塑料制成的绞合线或纤维组成。

每一根纤维都由各自的包层包着,包层是玻璃或塑料涂层,它具有与纤芯不同的光学特性。最外层是护套,它包着一根或一束已加包层的纤维。护套是由塑料或其他材料制成的,用它来防止潮气、擦伤、压伤或其它外界带来的危害。

(3)计算机网络的主干是双绞线吗扩展阅读

1、双绞线

双绞线可分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP,适合于短距离通信。

非屏蔽双绞线价格便宜,传输速度偏低,抗干扰能力较差。屏蔽双绞线抗干扰能力较好,具有更高的传输速度,但价格相对较贵。双绞线需用RJ-45或RJ-11连接头插接。

2、同轴电缆

同轴电缆由绕在同一轴线上的两个导体组成。具有抗干扰能力强,连接简单等特点,信息传输速度可达每秒几百兆位,是中、高档局域网的首选传输介质。

3、光纤

应用光学原理,由光发送机产生光束,将电信号变为光信号,再把光信号导入光纤,在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号,并把它变为电信号,经解码后再处理。与其它传输介质比较,光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。

主要用于要求传输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。具有不受外界电磁场的影响,无限制的带宽等特点,可以实现每秒万兆位的数据传送,尺寸小、重量轻,数据可传送几百千米,但价格昂贵。

④ 计算机网络的拓扑结构分为哪些

计算机网络的最主要的拓扑结构有总线型拓扑、环形拓扑、树形拓扑、星形拓扑、混合型拓扑以及网状拓扑。除了总线型、环型、星型还有树形、混合型和网状拓扑结构。

环形拓扑、星形拓扑、总线型拓扑是三个最基本的拓扑结构。在局域网中,使用最多的是星形结构。

1、总线型拓扑:

总线型拓扑是一种基于多点连接的拓扑结构,是将网络中的所有的设备通过相应的硬件接口直接连接在共同的传输介质上。总线拓扑结构使用一条所有PC都可访问的公共通道,每台PC只要连一条线缆即可。在总线型拓扑结构中,所有网上微机都通过相应的硬件接口直接连在总线上, 任何一个结点的信息都可以沿着总线向两个方向传输扩散,并且能被总线中任何一个结点所接收。

7、蜂窝拓扑结构:

蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。

⑤ 计算机网络-物理层-导引型传输媒体

传输媒体也称为传输介质或传输媒介,它就是数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路。传输媒体可分为两大类,即导引型传输媒体和非导引型传输媒体(这里的“导引型”的英文就是guided,也可译为“导向传输媒体”)。在导引型传输媒体中,电磁波被导引沿着固体媒体(铜线或光纤)传播,而非导引型传输媒体就是指自由空间,在非导引型传输媒体中电磁波的传输常称为无线传输。

双绞线也称为双扭线,是最古老但又是最常用的传输媒体。把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起,然后用规则的方法绞合(ws)起来就构成了双绞线。 绞合可减少对相邻导线的电磁干扰。 使用双跤线最多的地方就是到处都有的电话系统。 几乎所有的电话都用双绞线连接到电话交换机 。这段从用户电话机到交换机的双绞线称为用户线或用户环路(subscriberloop)。通常将一定数量的这种双绞线捆成电缆,在其外面包上护套。

模拟传输和数字传输都可以使用双绞线,其通信距离一般为几到十几公里。 距离太长时就要加放大器以便将衰减了的信号放大到合适的数值(对于模拟传输),或者加上中继器以便对失真了的数字信号进行整形(对于数字传输)。 导线越粗,其通信距离就越远,但导线的价格也越高 。在数字传输时,若传输速率为每秒几个兆比特,则传输距离可达几公里。由于双绞线的价格便宜且性能也不错,因此使用十分广泛。

为了提高双绞线抗电磁干扰的能力,可以在双绞线的外面再加上一层用金属丝编织成的屏蔽层。 屏蔽双绞线,简称为STP(Shielded Twisted Pair)。它的价格当然比无屏蔽双绞UTP(Unshielded Twisted Pair)要贵一些。

现在最常用的UTP是5类线(Category5或CAT5)。5类线与3类线的最主要的区别就是大大增加了每单位长度的绞合次数。3类线的绞合长度是7.5至10cm,而5类线的绞合长度是0.6至0.85cm。上图表示5类线具有比3类线更高的绞合度。此外,5类线在线对间的绞合度和线对内两根导线的绞合度都经过了更精心的设计,并在生产中加以严格的控制, 使干扰在一定程度上得以抵消,从而提高了线路的传输速率。

无论是哪种类别的 双绞线,衰减都随传输频率的升高而增大。使用更粗的导线可以降低衰减 ,但却增加了导线的重量和价格。信号应当有足够大的振幅,以便在噪声干扰下能够在接收端正确地被检测出来。双绞线的最高速率还与数字信号的编码方法有很大的关系。

同轴电缆由内导体铜质芯线(单股实心线或多股绞合线)、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层(也可以是单股的)以及保护塑料外层所组成。由于外导体屏蔽层的作用,同轴电缆具有很好的抗干扰特性,被广泛用于传输较高速率的数据。

在局域网发展的初期曾广泛地使用同轴电缆作为传输媒体。但随着技术的进步,在局域网领域基本上都采用双绞线作为传输媒体。 目前同轴电缆主要用在有线电视网的居民小区中。 同轴电缆的带宽取决于电缆的质量。目前高质量的同轴电缆的带宽已接近1GHz。

光纤通信就是利用光导纤维(以下简称为光纤)传递光脉冲来进行通信。有光脉冲相当于1,而没有光脉冲相当于0。由于可见光的频率非常高,约为10°MHz的量级,因此个光纤通信系统的传翰带宽远远大于目前其他各种传输煤体的带宽。

光纤是光纤通信的传输媒体。在发送端有光源,可以采用发光二极管或半导体激光器,它们在电脉冲的作用下能产生出光肽冲。在接收端利用光电二极管做成光检测器,在检测到光脉冲时可还原出电脉冲。

光纤通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝,主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。纤芯很细,其直径只有8~100μm(1μm=10(负6次方)m)。光波正是通过纤芯进行传导的。包层较纤芯有较低的折射率。当光线从高折射率的煤体射向低折射幸的蝶体时,其折射角将大于入射角(图2-8)。因此,如果入射角足够大,就会出现全反射,即光线碰到包层时就会折射回纤芯。这个过程不断重复,光也就沿着光纤传翰下去。

图2-9画出了光波在纤芯中传播的示意图,现代的生产工艺可以制造出超低损耗的光纤,即做到光线在纤芯中传输数公里而基本上没有什么衰耗。这一点乃是光纤通信得到飞速发展的最关键因素。

图2-9中只画了一条光线,实际上,只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某个临界角度,就可产生全反射。因此, 可以存在多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输。这种光纤就称为多模光纤(图2-10a)。 光脉冲在多模光纤中传输时会逐渐展宽,造成失真。因此多模光纤只适合于近距离传输。 若光纤的直径减小到只有一个光的被长,则光纤就像一根波导那样,它可使光线一直向前传播,而不会产生多次反射。这样的光纤称为单模光纤(图2-10b)。 单模光纤的纤芯很细,其直径只有几个微米,制造起米成本较高。同时单模光纤的光源要使用昂贵的半导体激光器,而不能使用较便宜的发光二极管。但单模光纤的衰耗较小,在100 Gbit/s的高速率下可传输100公里而不必采用中继器。在光纤通信中常用的三个波段的中心分别位于850nm,1300nm和1550nm[ 单位nm是“纳米”,即10(负9次方)米。1310nm=1.31μm]。后两种情况的衰减都较小。850m波段的衰减较大,但在此波段的其他特性均较好。所有这三个波段都具25000-30000GHz的带宽,可见光纤的通信容量非常大。

由于光纤非常细,连包层一起的直径也不到0.2m。因此必须将光纤做成很结实的光缆。一根光缆少则只有一根光纤,多则可包括数十至数百根光纤,再加上加强芯和填充物就可以大大提高其机械强度。必要时还可放入远供电源线。最后加上包带层和外护套,就可以使抗拉强度达到几公斤,完全可以满足工程施工的强度要求。

光纤不仅具有通信容量非常大的优点,而且还具有其他的一些特点:

(1)传输损耗小,中继距离长,对远距离传输特别经济。

(2)抗雷电和电磁干扰性能好。这在有大电流脉冲干扰的环境下尤为重要。

(3)无串音干扰,保密性好,也不易被窃听或截取数据。

(4)体积小,重量轻。

由于生产工艺的进步,光纤的价格不断降低,因此现在已经非常广泛地应用在计算机网络、电信网络和有线电视网络的主干网络中,因为它提供了很高的带宽,而且性价比很高。在高速局域网中也使用得很多。

这是在20世纪初就已大量使用的方法一在电线杆上架设的互相绝缘的明线。架空明线安装简单,但通信质量差,受气候环境等影响较大。在许多国家现在都己停止了铺设架空明线。目前在我国的一些农村和边远地区的通信仍使用架空明线。

电脑网络和电话线都是用光缆线的吗外部线的

电脑网络线跟电话线是不一样的,电话线是直通的,就是二条平行线.或四条,而电脑线是双绞线,是二条相绞的.那样做的目地可以提高抗干扰的能力.而光纤是光导纤维的结构,光导纤维是质量非常高的、传导光极好的、很细的玻璃或塑料丝。光纤由芯子、包层和涂敷层组成.它的抗干扰能力要远远超过双绞线,且传输效率高保密性好.

⑦ 双绞线是不是计算机网络的一种通线路

双绞线是现在计算机网络的主流传输介质;过去的计算机网络通信介质还包括同轴电缆……

⑧ 在“计算机网络”一书中,提到电话线为“双绞线”,可是我用双网卡共享上网,用568B接法,好像也叫“双绞线”

双绞线指的是一类线并不是专门指某一种线```双绞线指的是内芯线是2条互相绞起来的

双绞线常见的有3类线,5类线和超5类线,以及最新的6类线,前者线径细而后者线径粗,型号如下:
1)一类线:主要用于语音传输(一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆),不同于数据传输。
2)二类线:传输频率为1MHZ,用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输,常见于使用4MBPS规范令牌传递协议的旧的令牌网。
3)三类线:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆,该电缆的传输频率16MHz,用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输主要用于10BASE-T。
4)四类线:该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输主要用于基于令牌的局域网和 10BASE-T/100BASE-T。
然后再下面的几类就是我们常说的以太网网线了

双绞线的定义()===---
双绞线的英文名字叫Twist-Pair。是综合布线工程中最常用的一种传输介质。
双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可以降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。“双绞线”的名字也是由此而来。双绞线一般由两根22-26号绝缘铜导线相互缠绕而成,实际使用时,双绞线是由多对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管里的。典型的双绞线有四对的,也有更多对双绞线放在一个电缆套管里的。这些我们称之为双绞线电缆。在双绞线电缆(也称双扭线电缆)内,不同线对具有不同的扭绞长度,一般地说,扭绞长度在38.1cm至14cm内,按逆时针方向扭绞。相临线对的扭绞长度在12.7cm以上,一般扭线的越密其抗干扰能力就越强,与其他传输介质相比,双绞线在传输距离,信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制,但价格较为低廉。

⑨ 《计算机网络》数据交换有几种方式,各自的优缺点是什么

自己看

计算机网络的应用
计算机网络在资源共享和信息交换方面所具有的功能,是其它系统所不能替代的。计算机网络所具有的高可靠性、高性能价格比和易扩充性等优点,使得它在工 业、农业、交通运输、邮电通信、文化教育、商业、国防以及科学研究等各个领域、各个行业获得了越来越广泛的应用。我国有关部门也已制订了"金桥"、"金关 "和"金卡"三大工程,以及其它的一些金字号工程,这些工程都是以计算机网络为基础设施,为促使国民经济早日实现信息化的主干工程,也是计算机网络的具体 应用。计算机网络的应用范围实在太广泛,本节仅能涉及一些带有普遍意义和典型意义的应用领域。
(1)办公自动化OA(Office Automation)
办公自动化系统,按计算机系统结构来看是一个计算机网络,每个办公室相当于一个工作站。它集计算机技术、数据库、局域网、远距离通信技术以及人工智 能、声音、图像、文字处理技术等综合应用技术之大成,是一种全新的信息处理方式。办公自动化系统的核心是通信,其所提供的通信手段主要为数据/声音综合服 务、可视会议服务和电子邮件服务。
(2)电子数据交换EDI(Electronic Data Interchange)
电子数据交换,是将贸易、运输、保险、银行、海关等行业信息用一种国际公认的标准格式,通过计算机网络通信,实现各企业之间的数据交换,并完成以贸易为中心的业务全过程。EDI在发达国家应用已很广泛,我国的"金关"工程就是以EDI作为通信平台的。
(3)远程交换(Telecommuting)
远程交换是一种在线服务(Online Serving)系统,原指在工作人员与其办公室之间的计算机通信形式,按通俗的说法即为家庭办公。
一个公司内本部与子公司办公室之间也可通过远程交换系统,实现分布式办公系统。远程交换的作用也不仅仅是工作场地的转移,它大大加强了企业的活力与快速反应能力。近年来各大企业的本部,纷纷采用一种被之为"虚拟办公室"(Virtual Office)的技术,创造出一种全新的商业环境与空间。远程交换技术的发展,对世界的整个经济运作规则产生了巨大的影响。
(4)远程教育(Distance Ecation)
远程教育是一种利用在线服务系统,开展学历或非学历教育的全新的教学模式。远程教育几乎可以提供大学中所有的课程,学员们通过远程教育,同样可得到正规大学从学士到博士的所有学位。这种教育方式,对于已从事工作而仍想完成高学位的人士特别有吸引力。
远程教育的基础设施是电子大学网络EUN(Electronic University Network)。EUN的主要作用是向学员提供课程软件及主机系统的使用,支持学员完成在线课程,并负责行政管理、协作合同等。这里所指的软件除系统软 件之外,包括CAI课件,即计算机辅助教学(Computer Aided Instruction)软件。CAI课件一般采用对话和引导式的方式指导学生学习发现学生错误还具有回溯功能,从本质上解决了学生学习中的困难。
(5)电子银行
电子银行也是一种在线服务系统,是一种由银行提供的基于计算机和计算机网络的新型金融服务系统。电子银行的功能包括:金融交易卡服务、自动存取款作 业、销售点自动转帐服务、电子汇款与清算等,其核心为金融交易卡服务。金融交易卡的诞生,标志了人类交换方式从物物交换、货币交换到信息交换的又一次飞 跃。
围绕金融交易卡服务,产生了自动存取款服务,自动取款机(CD)及自动存取款机(ATM)也应运而生。自动取款机与自动存取款机大多采用联网方式工 作,现已由原来的一行联网发展到多行联网,形成覆盖整个城市、地区,甚至全国的网络,全球性国际金融网络也正在建设之中。
电子汇款与清算系统可以提供客户转帐、银行转帐、外币兑换、托收、押汇信用证、行间证券交易、市场查证、借贷通知书、财务报表、资产负债表、资金调拨 及清算处理等金融通信服务。由于大型零售商店等消费场所采用了终端收款机(POS),从而使商场内部的资金即时清算成为现实。销售点的电子资金转帐是 POS与银行计算机系统联网而成的。
当前电子银行服务又出现了智能卡(IC)。IC卡内装有微处理器、存储器及输入输出接口,实际上是一台不带电源的微型电子计算机。由于采用IC卡,持卡人的安全性和方便性大大提高了,
(6)电子公告板系统BBS(Bulletin Board System)
电子公告板是一种发布并交换信息的在线服务系统。BBS可以使更多的用户通过电话线以简单的终端形式实现互联,从而得到廉价的丰富信息,并为其会员提供网上交谈、发布消息、讨论问题、传送文件、学习交流和游戏等的机会和空间。
(7)证券及期货交易
证券及期货交易是由于其获利巨大、风险巨大,且行情变化迅速,投资者对信息的依赖格外显得重要。金融业通过在线服务计算机网络提供证券市场分析、预 测、金融管理、投资计划等需要大量计算工作的服务,提供在线股票经纪人服务和在线数据库服务(包括最新股价数据库、历史股价数据库、股指数据库以及有关新 闻、文章、股评等)。
(8)广播分组交换
广播分组交换实际上是由一种无线广播与在线系统结合的特殊服务,该系统使用户在任何地点都可使用在线服务系统。广播分组交换可提供电子邮件、新闻、文 件等传送服务,无线广播与在线系统通过调制解调器,再通过电话局可以结合在一起。移动式电话也属于广播系统。
(9)校园网(Campus Network)
校园网是在大学校园区内用以完成大中型计算机资源及其它网内资源共享的通信网络。一些发达国家已将校园网确定为信息高速公路的主要分支。无论在国内还 是国外,校园网的存在与否,是衡量该院校学术水平与管理水平的重要标志,也是提高学校教学、科研水平不可或缺的重要支撑环节。
共享资源是校园网最基本的应用,人们通过网络更有效地共享各种软、硬件及信息资源,为众多的科研人员提供一种崭新的合作环境。校园网可以提供异型机联网的 公共计算环境、海量的用户文件存储空间、昂贵的打印输出设备、能方便获取的图文并茂的电子图书信息,以及为各级行政人员服务的行政信息管理系统和为一般用 户服务的电子邮件系统。
(10)信息高速公路
如同现代信息高速公路的结构一样,信息高速公司也分为主干、分支及树叶。图像、声音、文字转化为数字信号在光纤主干线上传送,由交换技术再送到电话线或电缆分支线上,最终送到具体的用户"树叶"。主干部分由光纤及其附属设备组成,是信息高速公路的骨架。
我国政府也十分重视信息化事业,为了促进国家经济信息化,提出个"金桥"工程--国家公用经济信息网工程、"金关"工程--外贸专用网工程、"金卡" 工程--电子货币工程。这些工程是规模宏大的系统工程,其中的"金桥工程"是国民经济的基础设施,也是其它"金"字系列工程的基础。
“金桥”工程包含信息源、信息通道和信息处理三个组成部分,通过卫星网与地面光纤网开发,并利用国家及各部委、大中型企业的信息资源为经济建设服务。 “金卡”工程是在金桥网上运行的重要业务系统之一,主要包括电子银行及信用卡等内容。“金卡”工程又称为无纸化贸易工程,其主要实现手段为EDI,它以网 络通信和计算机管理系统为支撑,以标准化的电子数据交换替代了传统的纸面贸易文件和单证。其它的一些“金”字系列工程,如“金税”工程、“金智”工程、 “金盾”工程等亦在筹划与运作之中。这些重大信息工程的全面实施,在国内外引起了强烈反响,开创了我国信息化建设事业的新纪元。
(11)企业网络
集散系统和计算机集成制造系统是两种典型的企业网络系统。
集散系统实质上是一种分散型自动化系统,又称做以微处理机为基础的分散综合自动化系统。集散系统具有分散监控和集中综合管理两方面的特征,而更将"集 "字放在首位,更注重于全系统信息的综合管理。80年代以来,集散系统逐渐取代常规仪表,成为工业自动化的主流。工业自动化不仅体现在工业现场,也体现在 企业事务行政管理上。集散系统的发展及工业自动化的需求,导致了一个更庞大、更完善的计算机集成制造系统CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)的诞生。
集散系统一般分为三级:过程级、监控级和管理信息级。集散系统是将分散于现场的以微机为基础的过程监测单元、过程控制单元、图文操作站及主机(上位 机)集成在一起的系统。它采用了局域网技术,将多个过程监控、操作站和上位机互连在一起,使通信功能增强,信息传输速度加快,吞吐量加大,为信息的综合管 理提供了基础。因为CIMS具有提高生产率、缩短生产周期等一系列极具吸引力的优点,所以已经成为未来工厂自动化的方向。
(12)智能大厦和结构化综合布线系统
智能大厦(Intelligent Building)是近十年来新兴的高技术建筑形式,它集计算机技术、通信技术、人类工程学、楼宇控制、楼宇设施管理为一体,使大楼具有高度的适应性(柔 性),以适应各种不同环境与不同客户的需要。智能大厦是以信息技术为主要支撑的,这也是其具有"智能"之名称的由来。有人认为具有三A的大厦,可视为智能 大厦。所谓三A就是CA(通信自动化)、OA(办公自动化)和BA(楼宇自动化)。概括起来,可以认为智能大厦除有传统大厦功能之外,主要必须具备下列基 本构成要素:高舒适的工程环境、高效率的管理信息系统和办公自动化系统、先进的计算机网络和远距离通信网络及楼宇自动化。
智能大厦及计算机网络的信息基础设施是结构化综合布线系统SCS(Structure Cabling System)。在建设计算机网络系统时,布线系统是整个计算机网络系统设计中不可分割的一部分,它关系到日后网络的性能、投资效益、实际使用效果以及日 常维护工作。结构化布线系统是指在一个楼宇或楼群中的通信传输网络能连接所有的话音、数字设备,并将它们与交换系统相连,构成一个统一、开放的结构化布线 系统。在综合布线系统中,设备的增减、工位的变动,仅需通过跳线简单插拔即可,而不必变动布线本身,从而大大方便了管理、使用和维护。
网络的分类
按照网络的类型特征,对网络进行分类是了解网络、学习网络技术的重要基础之一。从不同的角度对网络分类则有不同的分类方法。常见的分类方法有以下几种:
1、按分布地理范围分类
按分布地理范围分类,计算机网络可以分为广域网、局域网和城域网三种。
广域网(Wide Area Network,简称WAN)又称远程网,其分布范围可达数百公里乃至更远,可以覆盖一个地区,一个国家,更至全世界。
局域网(Local Area Network,简称LAN)是将小区域内的计算机及各种通信设备互连在一起的网络,其分布范围局限在一个办公室、一个建筑物或一个企业内。
城域网(Metropolitan Area Network,简称MAN)的分布范围介于局域网与广域网之间,其目的是在一个较大的地理区域内提供数据、声音和图像的传输。
2、按交换方式分类
按网络的交换方式分类,计算机网络可以分为电路交换网,报文交换网和分组交换网三种。
电路交换(Circuit Switching)方式类似于传统的电话交换方式,用户在开始通信之前,必须申请建立一条从发送端到接收端的物理通道,并且在双方通信期间始终占用该信道。
报文交换(Message Switching)方式的数据单元是要发送一个完整报文,其长度不受限制。报文交换采用存储转发原理,这点像古代的邮政通信,邮件由途中的驿站逐个存储 转发一样。每个报文中含有目的地址,每个用户节点要为途径的报文选择适当的路径,使其能最终达到目的端。
分组交换(Packet Switching)方式也称包交换方式,1969年首次在ARPANET上使用,现在人们都公认ARPANET是分组交换网之父,并将分组交换网的出现 作为计算机网络新时代的开始。采用分组交换方式通信前,发送端先将数据划分为一个个等长的单位(即分组),这些分组逐个由各中间节点采用存储转发方式进行 传输,最终达到目的端。由于分组长度有限,可以在中间节点机的内存中进行存储处理,其转发速度可大大提高。
3、按拓扑结构分类
按拓扑结构分类,计算机网络可分为星形网、总线网、环形网、树型网和网形网。
星形网是最早采用的拓扑结构形式,其每个站点都通过连接电缆与主控机相联,相关站点之间的通信都由主控机进行,所以要求主控机有很高的可靠性,这种结构是一种集中控制方式。
环形网中各工作站依次相互连接组成一个闭合的环形,信息可以沿着环形线路单向(或双向)传输,由目的站点接收。环形网适合那些数据不需要在中心主控机上集中处理而主要在各站点进行处理的情况。
总线结构网中各个工作站通过一条总线连接,信息可以沿着两个不同的方向由一个站点传向另一个站点,是目前局域网中普遍采用的一种网络拓扑结构情形。
除了以上分类方法以外,还可按所采用的传输媒体分为双绞线网,同轴电缆网、光纤网、无线网;按信道的带宽分为窄带网和宽带网;按不同用户分为科研网、教育网、商业网和企业网等。
计算机网络的拓扑结构和传输媒体
1、网络的拓扑结构
“拓扑”"这个名词是从几何学中借用来的。网络拓扑是指网络形状,或者是它在物理上的连通性。下面介绍几种最为主要的网络拓扑结构。
(1)星形拓扑
星形拓扑是由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成,如图 7.5所示。中央节点执行集中工通信控制策略,因此中央节点相当复杂,而各个站点的通信处理负担都很小。星形网采用的交换方式有电路交换和报文交换,尤以 电路交换方式更为普遍。这种结构一旦建立通道连接,就可以无延迟地在连通的两个站点之间传送数据。目前流行的专用交换机 PBX( Private Branch eXchange)就是星形拓扑结构的典型实例。

星形拓扑结构有以下优点:
① 控制简单。在星形网络中,任何一个站点只和中央节点相连接,因而媒体访问控制方法很简单,致使访问协议也十分简单。
② 故障诊断和隔离容易。在星形网络中,中央节点对网络连接线路可以逐一地隔离开来进行故障检测和定位,单个连节点的故障只影响一个设备,不会影响整个网络。
③ 方便服务。中央节点可方便地对各个站点提供服务和网络重新配置。
星形拓扑结构的缺点:
① 电缆长度和安装工作量相当可观。因为每个站点都要和中央节点直接连接,需要耗费大量的电缆、安装、维护的工作量也剧增。
② 中央节点的负担较重,易形成瓶颈。一旦发生故障,则全网受影响,因而对中央节点的可靠性和冗余度方面的要求很高。
③ 各站点的分布处理能力较低。
星形拓扑结构广泛应用于网络智能集中于某个中央站点的场合。从目前的趋势看,计算机的发展已从集中的主机系统发展到大量功能很强的微型机和工作站,在这种形势下,传统的星形拓扑使用会有所减少。
(2)总线拓扑
总线拓扑结构采用一个信道作为传输媒体,所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输媒体上,该公共传输媒体即称为总线。任何一个站发送的信号都沿着传输媒体传播,而且能被所有的其它站点所接收。总线拓扑结构见图 7.6所示。
因为所有站点共享一条公用的通信信道,所以一次只能有一个设备传输信号。通常采用分布式控制策略来确定哪个站点可以发送。发送时,发送站将报文分成分 组,然后逐个依次发送这些分组,有时还要与其它站来的分组交替地在传输媒体上传输。当分组经过各站时,其中的目的站会识别到分组所携带的目的地址,然后复 制下这些分组的内容。

总线拓扑结构的优点:
① 总线结构所需要的电缆数量少。
② 总线结构简单,又无源工作,有较高的可靠性。
③ 易于扩充,增加和减少用户比较方便。
总线拓扑结构的缺点:
① 总线传输距离有限,通信范围受限制。
② 故障诊断和隔离比较困难。
③ 分布式协议不能保证信息的及时传输。
④ 不具有实时功能,站点必须是智能的,要有媒体访问控制功能,从而增加了站点的硬件和软件开销。
(3)环形拓扑
环形拓扑网络由站点和连接站点的链路组成一个闭合环,如图 7.7所示,每个站点能够接收从一链路传来的数据,并以同样的速率串行地把该数据沿环送到另一链路上。这种链路可以是单向的,也可以是双向的。数据以分组形式发送,如果环上 A站希望发送一个报文到 C站,就先要把报文分成若干个分组,每个分组除了数据还要加上某些控制信息,其中包括 C站的地址。 A站依次把每个分组送到环上,开始沿环传输, C站识别到带有它自己地址的分组时,便将其中的数据复制下来。由于多个设备连接在一个环上,因此需要用分布式控制策略来进行控制。

环形拓扑结构的优点:
① 电缆的长度短。环形拓扑结构的网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似,但比起星形拓扑结构的网络要短得多。
② 减少或增加工作站时,仅需简单的连接操作。
③ 可使用光纤。光纤的传输速度率很高,十分适合于环形拓扑的单向传输。
环形拓扑结构的缺点:
① 节点的故障会引起全网络的故障。这是因为环上的数据传输要通过接在环上的每一个节点,一旦环中某个节点发生故障就会引起全网络的故障。
② 故障检测困难。这与总线拓扑结构相似,因为不是集中控制,故障检测需要在网上各个节点进行,因此故障检测就较为困难。
③ 环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传送的方式,在负载很轻时,信道利用率相对来说比较低。
总的来说,不管局域网或广域网,网络的拓扑选择,需要考虑诸多因素,网络要既利于安装,又有利于扩展,网络的可靠性也是要考虑的重要因素,以外网络拓扑结构的选择还会影响传输媒体的选择和媒体访问控制方法的确定。
2、传输媒体
传输媒体是通信网中发送方和接收方之间的物理通路,计算机网络中采用的传输媒体可以分为有线和无线两大类。双绞线、同轴电缆和光纤是常用的三种有线传输媒体,无线电通信、微波通信、红外线通信以及激光通信的信息载体都属于无线传输媒体。
传输媒体的特性对网络数据通信质量有很大的影响,这些特性是:
① 物理特性,说明传输媒体的特征。
② 传输特征,包括信号形式、调制技术、传输速度及频带宽度等内容。
③ 连通性,采用点到点连接还是多点连接。
④ 地域范围,网上各点间的最大距离。
⑤ 抗干扰性,防止噪声、电磁干扰对数据传输影响的能力。
⑥ 相对价格,以元件、安装和维护的价格为基础。
以下分别介绍其中最为常用的传输媒体的特性。
(1)双绞线
由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成,线对扭在一起可以减少相互间的辐射电磁干扰。双绞线是最常用的传输媒体,早就用于电话通信中的模拟信号传输,也 可用于数字信号的传输。双绞线一般是铜质的,能提供良好的传导率。双绞线既可用于传输模拟信号,也可用于传输数字信号。对于模拟信号来说,大约每 5 -6km需要一个放大器;对于数字信号来说,每 2 -3km使用一个中继器。
双绞线也可用于局域网,如 10BASE-T和 100BASE-T总线,可分别提供 10Mbit/s和 100Mbit/s的数据传输速率。通常将多对双绞线封装于一个绝缘套里组成双绞线电缆,局域网中常用的 3类双绞线和 5类双绞线,均由 4对双绞线组成,其中 3类双绞线常用于 10BASE-T总线局域网, 5类双绞线常用于 100BASE-T总线局域网。
双绞线普遍话用于点到点的连接,双绞线可以很容易地在 15km或更大范围内提供数据传输。局域网的双绞线主要用于一个建筑物或几个建筑物间的通信,但在 10Mbit/s和 100Mbit/s传输速率的 10BASE-T和 100BASE-T的总线传输距离都不超过 100m。
双绞线的抗干扰性能不如同轴电缆,但价格比同轴电缆要便宜。
(2)同轴电缆
同轴电缆也像双绞线一样由一对导体组成,但它们是按 "同轴 "的形式构成线对,其最里层是内芯,向外依次为绝缘层、屏蔽层,最外则是起保护作用的塑料外套,内芯和屏蔽层构成一对导体。
同轴电缆分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基带同轴电缆又可以分为粗缆和细缆两种,都用于直接传送数字信号;宽带同轴电缆用于频分多路复用的模拟信号传输,也可用于不使用频分多路复用的高速数据通信和模拟信号的传输,闭路电视所使用的 CATV电缆就是宽带同轴电缆。
同轴电缆适用于点到点连接和多点连接,基带电缆每段可支持几百台设备,在大系统中还可以用转接器将各段连接起来;宽带同轴电缆可支持数千台设备,但在高数据传输速率( 50Mbit/s)下使用宽带电缆时,设备数目限制在 20-30台。
同轴电缆的传输距离取决于传输信号的形式和传输的速率,典型基带电缆的电大距离限制在几公里。在相同速率条件下,粗缆传输距离较细缆长。
同轴电缆的抗干扰性能比双绞线好,但在价格上较双绞线贵,但比光纤要便宜。
(3)光纤
光纤是光纤纤维的简称,它由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成。相对于金属导线来说具有重量轻、线径细的特点。用光纤传输信号时,在发送端先要将电信号转换成光信号,而在接收端要由光检测器还原成电信号。
光纤在计算机网络中普遍采用点到点连接,从地域范围来看可以在 6 -8km的距离内不用中继器传输,因此光纤适合于在几个建筑物之间通过点到点的链路连接局域网。由于光纤具有不受电磁干扰和噪音影响的独有特征,适宜在长 距离内保持高速数据传输率,而且能提供很好的安全性。
网络除了有线媒体以外,还可以通过无线传输媒体进行无线传输,目前常用的技术有无线电波、微波、红外线和激光。随着便携式计算机的出现和普及,以及在军事、野外等特殊场合下移动产品的通信联网需要,促进了无线通信网络的发展,出现了无线网络产品。
计算机网络的协议及其作用
两个计算机间通信时对传输信息内容的理解、信息表示形式以及各种情况下的应答信号都必需进行一个共同的约定,我们称为协议( Protocol)。一般来说,协议要由如下三个要素组成:
(1)语义( Semantics)。涉及用于协调和差错处理的控制信息。
(2)语法( Syntax)。涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。
(3)定时( Timing)。涉及速度匹配和排序等。
协议本质上无非是一种网上交流的约定,由于联网的计算机类型可以各不相同,各自使用的操作系统和应用软件也不尽相同,为了保持彼此之间实现信息交换和资源共享,它们必须具有共同的语言,交流什么、怎样交流及何时交流,都必须遵行某种互相都能够接受的规则。
目前,全球最大的网络是因特网( Internet),它所采用的网络协议是 TCP/IP协议。它是因特网的核心技术。 TCP/IP协议,具体的说就是传输控制协议( Transmission Control Protocol,即 TCP)和网际协议( Internet Protocol,即 IP)。其中 TCP协议用于负责网上信息的正确传输,而 IP协议则是负责将信息从一处传输到另一处。
TCP/IP协议本质上是一种采用分组交换技术的协议。其基本思想是把信息分割成一个个不超过一定大小的信息包来传送。目的是:一方面可以避免单个用户长时间地占用网络线路;另一方面,可以在传输出错时不必重新传送全部信息,只需重传出错的信息包就行了。
TCP/IP协议组织信息传输的方式是一种 4层的协议方式。下表是一种简化了的层次模型:
应用层 Telnet、FTP和e-mail等
传输层 TCP和UDP
网络层 IP、ICMP和IGMP
网络接口层 设备驱动程序及接口卡
模型中,最底层为 TCP/IP的实现基础,主要用于访问具体局域网,如以大网等。中间两层为 TCP/IP协议,其中的 UDP为一种建立在 IP协议基础上的用户数据协议( User Data gram Protocol,即 UDP)。最上层为建立在 TCP/IP协议基础上的一些服务: TELNET(远程登录),允许某个用户登录到网上的其它计算机上(要求用户必须拥有该机帐号),然后像使用自己的计算机一样使用远端计算机: FTP( File Transfer Protocol,文件传输协议),允许用户在网上计算机之间传送程序或文件; SMTP( Simple Message Transfer Protocol,简单邮件传送协议),允许网上计算机之间互通信函; DNS( Domain Name Service,域名服务协议),用于将域名地址转换成 IP地址等。
因特网(Internet)及其应用
因特网概述
因特网( Internet)是一个建立在网络互连基础上的最大的、开放的全球性网络。因特网拥有数千万台计算机和上亿个用户,是全球信息资源的超大型集合体。所有 采用 TCP/IP协议的计算机都可以加入因特网,实现信息共享和互相通信。与传统的书籍、报刊、广播、电视等传播媒体相比,因特网使用更方便,查阅更快捷,内 容更丰富。今天,因特网已在世界范围内得到了广泛的普及与应用,并正在迅速地改变人们的工作方式和生活方式。
因特网起源于 20世纪 60年代中期由美国国防部高级研究计划局( ARPA)资助的 ARPANET,此后提出的 TCP/IP协议为因特网的发展奠定了基础。 1986年美国国家科学基金会( NSF)的 NSFNET加入了因特网主干网,由此推动了因特网的发展。但是,因特网的真正飞跃发展应该归功于 20世纪 90年代的商业化应用。此后,世界各地无数的企业和个人纷纷加入,终于发展演变成今天成熟的因特网。
我国正式接入因特网是在 1994年 4月,当时为了发展国际科研合作的需要,中国科学院高能物理研究所和北京化工大学开通了到美国的因特网专