《通信與計算機網(wǎng)絡(luò)》PPT課件.ppt

無線傳輸介質(zhì)：常用于有線鋪設(shè)不便的特殊地理環(huán)境，或者作為地面通信系統(tǒng)的備份和補充。 使用較多的是微波通信和衛(wèi)星通信。 微波：是一種通過空氣發(fā)送的高頻無線電信號，它是直線傳輸?shù)?，所以發(fā)送器和接收器之間不能有障礙物，必須是直線的。典型的微波站是成系統(tǒng)的，每個站在接收到信號后，將它放大，再將其轉(zhuǎn)發(fā)。 衛(wèi)星通信：可以看成是一種特殊的微波通信，使用地球同步衛(wèi)星作為中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)微波信號，可以突破地面微波的距離限制，通信量大、傳輸距離遠、可靠性高等優(yōu)點。,微波通信： 微波盤必須被放在一個相對較高的位置，如高山上，塔頂，或在較高的建筑物上（每隔30米就有一個微波中轉(zhuǎn)站）,衛(wèi)星通信： 信息傳播衛(wèi)星就是一個中繼站，它將來自地球的信號彼此轉(zhuǎn)播 （衛(wèi)星距地球約22，000米高）,4. 數(shù)據(jù)通信的主要性能指標 數(shù)據(jù)通信的任務是傳送數(shù)據(jù)信息，人們希望傳輸速度快、信息量大、可靠性高，把這些要求具體到技術(shù)上，主要有以下幾頂指標： 傳輸速率：是指每秒能夠傳輸數(shù)據(jù)代碼的位位，單位為比特/秒（bit/s）如10mbps,1Gbps,3.3 數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò),帶寬:是指信道能夠傳送信號的頻率寬度，也就是可傳送信號的最高頻率與最低頻率之差。一般信道的帶寬越大，其容量就越大，信號的失真就越小，傳輸速率就越高。 誤碼率：二進制碼在傳輸過程中被傳錯的概率。它是衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)正常工作情況下的可靠性指標。在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，對誤碼率有較高的要求，一般要低于10-6 交通運輸比喻數(shù)據(jù)通信： 傳輸介質(zhì)=交通公路；傳輸速率=公路上允許行駛的車速 帶寬=公路的車道數(shù)；誤碼率=交通事故發(fā)生的概率 顯然：公路上的車道越多，車速越高，交通事故率越低，則車輛流通速度越快，交通系統(tǒng)的運行越好。,三、計算機網(wǎng)絡(luò)概述 計算機網(wǎng)絡(luò)：就是用傳輸介質(zhì)把分布在不同地理位置的計算機和其他通信設(shè)備連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的分布式系統(tǒng)。 （一）計算機網(wǎng)絡(luò)的功能 1、數(shù)據(jù)通信：這是計算機網(wǎng)絡(luò)最基本的功能，電子郵件廣泛使用已取代了傳統(tǒng)的電話、電報、郵遞通信等方式，網(wǎng)上電話、視頻會議等各中通信方式正在發(fā)展。這不僅改變了傳統(tǒng)通信方式，也解除了利用軟盤和磁帶傳遞信息的不便，從而提高計算機系統(tǒng)的整體性能，方便了人們的工作和生活。,3.3 數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò),2、資源共享 ：是網(wǎng)絡(luò)最具吸引力的一種功能，它是指網(wǎng)絡(luò)用戶可以共享網(wǎng)絡(luò)中各種硬件和軟件資源，使網(wǎng)絡(luò)中各地區(qū)的資源互通有無、分工協(xié)作，從而大大提高系統(tǒng)資源的利用率。 利用網(wǎng)絡(luò)可以共享主機設(shè)備，如大型機，小型機，以完成特殊處理任務 可以共享外部設(shè)備，如打印機，繪圖儀，掃描儀等，以節(jié)約投資 最重要的是，利用計算機網(wǎng)絡(luò)共享軟件、數(shù)據(jù)等信息資源，可最大限度地降低成本和提高效率。 3、提高計算機的可靠性和可用性：網(wǎng)絡(luò)中的各臺計算機通過網(wǎng)絡(luò)彼此互為后備，一旦某臺計算機出現(xiàn)故障，其任務可由其他計算機代替，提高系統(tǒng)可靠性；當網(wǎng)絡(luò)中某臺計算機負擔過重時，可將任務轉(zhuǎn)交給網(wǎng)絡(luò)中較空閑的計算機完成，以均衡各臺計算機負載，提高每臺計算機的可用性。 4、易于進行分布式信息處理：用戶可以根據(jù)問題性質(zhì)，選擇網(wǎng)絡(luò)中最適合的資源來處理，使問題得到快速而經(jīng)濟的解決。對于較大型問題可通過一定算法將任務分給不同的計算機協(xié)同工作，實現(xiàn)分布處理。,（二）網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)拓撲：是指網(wǎng)絡(luò)布局的方法（如何選擇適當線路，線路容量，連接方式等，以使整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理，成本低廉）。 常見的拓撲結(jié)構(gòu)有星型、環(huán)型、總線型、樹型等 ，如下圖所示： 星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)有一個中央節(jié)點，任何兩個節(jié)點的通信要經(jīng)過中央節(jié)點。 優(yōu)點：這種拓撲結(jié)構(gòu)簡單、建網(wǎng)容易、便于管理， 缺點：但它屬于集中控制，對中央節(jié)點的依賴性大，一旦中 央節(jié)點出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡(luò)就會癱瘓，主機負載過重，可靠性低，通信線路利用率低。,環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中，各個節(jié)點連成環(huán)狀，信息沿著一個方向傳遞，通過各個中間節(jié)點的存儲轉(zhuǎn)發(fā)，最后到達目的節(jié)點。 優(yōu)點：這種拓撲結(jié)構(gòu)管理簡單，實時性強 缺點：可靠性差，總路徑長度較短，一旦一個節(jié)點出現(xiàn)故障，則可能造成全網(wǎng)不能工作，并且當環(huán)中節(jié)點過多時，傳輸效率降低，響應時間變長。（串行工作方式）,3、總線結(jié)構(gòu)：各節(jié)點都連接在一條公共的傳輸總線上。 優(yōu)點：由于節(jié)省了電纜和其他連接設(shè)備，使用的電纜較少，安裝容易，網(wǎng)絡(luò)連接成本較低 缺點：網(wǎng)絡(luò)線路對整個系統(tǒng)較大，一旦出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡(luò)中在該節(jié)點之后的所有節(jié)點將全部停止工作，而且常會因負載過重降低傳輸速度。 （串行工作方式）,4、樹型結(jié)構(gòu)：各個節(jié)點按層次進行連接。 優(yōu)點：易于擴展，出現(xiàn)故障易于恢復，一個分支的隔離和修復不會影響到其他分支的正常工作（并行） 缺點：這種拓撲結(jié)構(gòu)比較復雜，成本較高,3.3 數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò),除此之外，還有一些其他類型的拓撲結(jié)構(gòu)，如網(wǎng)絡(luò)型等。實際的信息系統(tǒng)開發(fā)中，較少采用單一結(jié)構(gòu)，而是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應用方式、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及現(xiàn)場環(huán)境，以及布線費用、適應節(jié)點高速的靈活性和網(wǎng)絡(luò)可靠性等方面進行綜合考慮，往往要采用一些混合型結(jié)構(gòu)。,（三）網(wǎng)絡(luò)的類型 1、按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋的地理范圍分 局域網(wǎng): (local area network,LAN)覆蓋有限的區(qū)域。通常在幾公里幾十公里范圍內(nèi)，常用于一幢大樓內(nèi)或緊鄰樓群間的通信。局域網(wǎng)的傳輸速率通常為10-100MBPS。一個組織中可構(gòu)建一人或多個局域網(wǎng)，一個局域網(wǎng)可以包含多個子網(wǎng)，使得所有計算機可以共享局域網(wǎng)的軟、硬件，各用戶之間還可以彼此通信，互相交換信息。例：部門級網(wǎng)，校園網(wǎng)，企業(yè)網(wǎng)等。 城域網(wǎng)： （metropolitan area network,MAN）是將一個城市范圍內(nèi)的計算機互聯(lián)，這種網(wǎng)絡(luò)連接距離可以在10100公里。MAN比LAN擴展的距離更長，連接的計算機數(shù)量更多，在地理位置上可以說是LAN延伸。在一個大型城市或都市地區(qū)，一個MAN通常連接著多個LAN。如一個MAN連接政府機構(gòu)的LAN、醫(yī)院的LAN、電信的LAN、公司企業(yè)的LAN等等。由于光纖連接的引入，使MAN中高速的LAN互聯(lián)成為可能。MAN的運行方式與LAN相似。,3.3 數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò),廣域網(wǎng)：（wide area network,WAN ）它所覆蓋的范圍比MAN更廣，一般是在不同城市和不同國家之間的LAN或者MAN互聯(lián)，地理范圍可以幾百公里幾千公里。廣域網(wǎng)要使用公共的通信系統(tǒng)，利用各種通信設(shè)施覆蓋廣大的地理區(qū)域，如長途電話、衛(wèi)星傳輸和海底電纜。例如，國際銀行業(yè)務網(wǎng)絡(luò)和航班訂票系統(tǒng)。Internet可以視為世界上最大的廣域網(wǎng)。 2、按網(wǎng)絡(luò)的所有權(quán)分類 公共網(wǎng)絡(luò)(public network)：是一種組織或個人可共同使用的網(wǎng)絡(luò)。電話系統(tǒng)、因特網(wǎng)是普遍使用的公共網(wǎng)絡(luò)。特點：資源有限，但用戶是無限的。因而為了獲得公共網(wǎng)絡(luò)的使用權(quán)，必定出現(xiàn)競爭問題。例如， 電話系統(tǒng)的線路是有限的，隨著用戶數(shù)的增加，高峰時段拔打電話總會出現(xiàn)“線路忙”信號，需等待線路釋放。 電話拔號上網(wǎng)，INTER服務商擁有的IP地址是有限的，當這些IP地址均被 占用時，你的上網(wǎng)將被告知“忙”，同樣需要等待被釋放的IP地址。,專用網(wǎng)(private network):是指組織擁有或租用通信介質(zhì)，擁有獨占使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的權(quán)力。那些對通信線路要求高可靠性的組織，往往使用專用網(wǎng)，這種網(wǎng)是組織獨占使用的。例如： 早期的銀行系統(tǒng)使用專用網(wǎng)來實現(xiàn)全國范圍內(nèi)總行與各分行之間的信息溝通。如果組織的網(wǎng)絡(luò)覆蓋很大的地理范圍，那么組織則可能需要對通信線路有壟斷使用權(quán)，但無須網(wǎng)絡(luò)線路的所有權(quán)。在這種情況下，組織可從通信提供商那里租用通信線路。這樣就能保障線路滿足組織的應用需求，公司只要按租用期支付一定費用，因為是專用的，安全性較易控制，相對來說傳輸速度較快。 增值網(wǎng)（value-added network）：是一種半公用網(wǎng)。這類網(wǎng)絡(luò)除了提供一地到另一地的信息傳輸外，還可提供一些附加服務。例如： 如果組織需要使用電子數(shù)據(jù)交換（EDI）的處理方式與遍布世界各地的供應商和顧客進行信息交流，那么可以選擇通過購買全部網(wǎng)絡(luò)所需的硬、軟件來構(gòu)建屬于自己的網(wǎng)絡(luò)；也可以選擇從通信服務提供商那里租用專線和，并開發(fā)軟件以便對EDI信息傳輸中所涉及到的信息進行必須的格式轉(zhuǎn)換。但是上述做法無論是在經(jīng)濟上還是技術(shù)上或在其他方面都是不可行的。因此，我們一般還是選擇付費的VAN服務。,如果選擇使用VAN,所付費用一般根據(jù)傳輸?shù)男畔⒘縼碛嬎?。這是增值網(wǎng)的一個優(yōu)點。與租用專線不同，組織不必為保證線路的暢通而付費；與公用網(wǎng)相似的是，VAN也是由通信服務提供商擁有并經(jīng)營，供許多企業(yè)用戶使用；與專用網(wǎng)相似的是：VAN提供通信業(yè)務以外的服務。一般而言，信息傳輸速度比公用網(wǎng)要快，而且能提供比公用網(wǎng)更高的安全性。增值 是VAN最重要的特征。 虛擬專用網(wǎng)（virtual private network,VPN）:是部署于公共網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中的一種網(wǎng)絡(luò)，它并不為用戶提供專線或通信介質(zhì)，但保證組織使用網(wǎng)絡(luò)。所有用戶的大量信息都將被在這個網(wǎng)絡(luò)中一起傳送。VPN提供者為組織信息傳輸提供數(shù)據(jù)加密服務，以保證隱私權(quán)。它使用和專用網(wǎng)絡(luò)相同的安全性、管理以及服務質(zhì)量策略，適用于跨國公司、跨地區(qū)和分支機構(gòu)多的企業(yè)、集團。它能將用戶在呼地所用的電話、ISDN、交換等利用公共通信網(wǎng)組成一個虛擬的專用網(wǎng)，彼此間的通信如同置身于同一個辦公樓內(nèi)一樣便捷，節(jié)省了用戶租用長途專線組網(wǎng)的巨額開支，同時可利用多種業(yè)務功能對網(wǎng)絡(luò)中每個 成員進行權(quán)限設(shè)置，從而控制通信費用。見圖3-5，公用網(wǎng)與專用網(wǎng)比較 優(yōu)點：虛擬專網(wǎng)提供了靈活性高、資費便宜、覆蓋全面的長途通信，管理方便，用戶只能業(yè)務進行申請，維護，管理工作全由電信運營部門集中負責，通信質(zhì)量穩(wěn)定、可靠無延遲、無干擾，是現(xiàn)代企業(yè)理想的通信方式。因為組織通過因特網(wǎng)實施電子商務，所以虛擬專網(wǎng)已成為因特網(wǎng)上的流行趨勢。,（四）網(wǎng)絡(luò)的接口部件 調(diào)制解調(diào)器 網(wǎng)絡(luò)適配器 多路復用器 中繼器 集線器 網(wǎng)橋 路由器 網(wǎng)關(guān),3.3 數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò),3.3 數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò),四、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議 （一）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與體系結(jié)構(gòu) （二）開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型 根據(jù)層次化模型的設(shè)計原則，該模型將整個網(wǎng)絡(luò)分為七個層次：物理層 、 數(shù)據(jù)鏈路層、 網(wǎng)絡(luò)層 、傳輸層 、 會話層 、表示層 、應用層 （三）Internet的分層結(jié)構(gòu) TCP/IP參考模型共分為四層：應用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層和主機至網(wǎng)絡(luò)層。,五、Internet Internet上的資源浩如煙海，它提供的典型服務有以下幾個方面： 電子郵件E-mail WWW 電子公告板BBS 網(wǎng)絡(luò)新聞服務Usenet 文件傳輸協(xié)議FTP 遠程登錄Telnet,3.3 數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò),六、計算機網(wǎng)絡(luò)應用 （一）企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)（Intranet）及其應用 Intranet是使用Internet技術(shù)組建的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng) ，以WWW方式向企業(yè)內(nèi)的用戶提供各種信息資源。Intranet所定義的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)除訪問Internet公用資源外，純粹用于企業(yè)內(nèi)部信息交流，它強調(diào)的是提高企業(yè)的內(nèi)部效率。各種財務、人事、制造等應用軟件確實成功的幫助企業(yè)提高了企業(yè)的工作效率。 （二）企業(yè)外部網(wǎng)（Extranet）及其應用 Extranet（企業(yè)外部網(wǎng)）是Intranet的一種延伸，它不僅僅局限于一個企業(yè)內(nèi)部，而是把相互合作企業(yè)的Intranet網(wǎng)絡(luò)連在一起，是一種廣義上的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)。 Extranet把企業(yè)內(nèi)部已存在的網(wǎng)絡(luò)擴展到企業(yè)之外，從而可以完成一些合作性的商業(yè)應用（如企業(yè)和其客戶及供應商之間的電子商務、供應管理等）。,3.3 數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò),（三）聯(lián)機事務處理 聯(lián)機事務處理是指利用計算機網(wǎng)絡(luò)，將分布于不同地理位置的業(yè)務處理計算機設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務管理中心網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，以便于在任何一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上都可以進行統(tǒng)一、實時的業(yè)務處理活動或客戶服務。 （四）