第5章 網(wǎng)絡(luò)與通信

大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社第5章網(wǎng)絡(luò)與通信

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通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)世界網(wǎng)絡(luò)技術(shù)Internet通信與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.1通信基礎(chǔ)5.1.1通信發(fā)展歷程5.1.2通信原理5.1.3通信技術(shù)5.1.4典型的通信系統(tǒng)大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.1.1通信發(fā)展過程1837年：摩爾斯研制出世界上第一臺(tái)電磁式電報(bào)機(jī)；1875年：貝爾（A.G.Bell）發(fā)明了世界上第一臺(tái)電話機(jī)；1896年：波波夫、馬可尼分別發(fā)明了無線電報(bào)；1906年：美國物理學(xué)家費(fèi)森登成功地研究出無線電廣播；1920年：美國建立了世界上第一家商業(yè)無線電廣播電臺(tái)；1935年：美國紐約帝國大廈設(shè)立了第一座電視臺(tái)；1925年：美國無線電公司研制出第一部實(shí)用的傳真機(jī)；1946年：美國研制出世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC；1969年：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)，后來Internet在全球普及；21世紀(jì)：出現(xiàn)了第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3G）。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.1.2

通信原理通通信系統(tǒng)的基本組成模型信是將消息從一地（信源）傳送到另一地（信宿）的過程。一個(gè)完整的通信系統(tǒng)由信源、信道、信宿、發(fā)送設(shè)備和接受設(shè)備五部分組成.發(fā)送設(shè)備把要傳送的文字、聲音、圖像等原始信息轉(zhuǎn)換為適宜于傳送的信號(hào)形式并發(fā)送出去。接收設(shè)備從來自信道的各種微弱傳輸信號(hào)和噪聲中選擇所需要的信號(hào)，并把它還原為原始信息。在信號(hào)傳送的過程中，還會(huì)受到信道和通信系統(tǒng)中的各種干擾，其中主要是來自信道的干擾，將噪聲抽象為從信道引入的，并將噪聲的產(chǎn)生源稱為噪聲源。模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)系統(tǒng)傳送的信號(hào)有模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之分。模擬信號(hào)：是一種連續(xù)變化的物理信號(hào)，如語音信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：是一種離散的物理信號(hào)。模擬通信系統(tǒng)：直接傳送模擬信號(hào)的通信系統(tǒng)（例如早期的電話系統(tǒng)）。數(shù)字通信系統(tǒng)：用數(shù)字信號(hào)作為載體傳送消息的通信系統(tǒng)。5.1.2通信原理tt大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.1.4通信系統(tǒng)1.通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)網(wǎng)型：傳輸鏈路多，經(jīng)濟(jì)性差，冗余度大，但連接質(zhì)量和定性好。星形：經(jīng)濟(jì)，節(jié)省鏈路，但要設(shè)置轉(zhuǎn)接中心，其不足影響整網(wǎng)性能。環(huán)形和總線型：在計(jì)算機(jī)通信中常用，要求各節(jié)點(diǎn)具有較強(qiáng)的信息識(shí)別和處理能力。復(fù)合型：由網(wǎng)形和星形復(fù)合成，小區(qū)域或子網(wǎng)絡(luò)是星形，而區(qū)域或子網(wǎng)間是網(wǎng)形，既經(jīng)濟(jì)又具一定的可靠性。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.1.3通信技術(shù)2.交換技術(shù)1)線路交換(CircuitSwitching)：交換系統(tǒng)按照用戶的要求，在終端之間建立暫時(shí)的物理接續(xù)通路，類似于鐵路的軌道叉接，直到該業(yè)務(wù)結(jié)束拆除線路連接后，該通路才能改作他用。2）報(bào)文交換(MessageSwitching)：交換系統(tǒng)在需要通信的終端之間并不建立專用的通路，而是把需要傳輸?shù)南⒓由习瞻l(fā)地址標(biāo)記等輔助信息后，送入傳輸信息的“隊(duì)列”，在存儲(chǔ)器中暫存起來，然后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)路由（即網(wǎng)絡(luò)“交通”）情況，選取適當(dāng)?shù)耐钒严⑺偷侥康牡亍?）分組交換(PacketSwitching)：交換系統(tǒng)把長的報(bào)文分成若干個(gè)較短的分組，然后將分組編號(hào)，各組報(bào)文可按不同的路徑進(jìn)行傳輸，當(dāng)各組報(bào)文都到達(dá)終端后，終端按分組編號(hào)重組報(bào)文。數(shù)據(jù)報(bào)虛電路大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.1.3通信技術(shù)3.數(shù)字傳輸中的差錯(cuò)控制技術(shù)1）差錯(cuò)原因與類型：所謂差錯(cuò)是指接收端收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送端實(shí)際發(fā)出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。產(chǎn)生差錯(cuò)主要是因?yàn)橥ㄐ啪€路上噪聲干擾的結(jié)果。根據(jù)噪聲類型不同，可將差錯(cuò)分為隨機(jī)錯(cuò)和突發(fā)錯(cuò)。差錯(cuò)的嚴(yán)重程度由誤碼率來衡量，誤碼率Pe等于錯(cuò)誤接收的碼元數(shù)與所接收的碼元總數(shù)之比。由于信道中的噪聲是客觀存在的，所以不管信道質(zhì)量多高，都要進(jìn)行差錯(cuò)控制。2）差錯(cuò)控制的作用與機(jī)制：差錯(cuò)控制的主要作用是通過發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤，以便采取相應(yīng)的措施減少數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。差錯(cuò)控制的核心是對(duì)傳送的數(shù)據(jù)信息加上與其滿足一定關(guān)系的冗余碼，形成一個(gè)加強(qiáng)的、符合一定規(guī)律的發(fā)送序列。所加入的冗余碼稱為校驗(yàn)碼（FrameCheckSequence，簡稱FCS）。校驗(yàn)碼按功能的不同被分為糾錯(cuò)碼和檢錯(cuò)碼。糾錯(cuò)碼不僅能發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯(cuò)誤，還能利用糾錯(cuò)碼中的信息自動(dòng)糾正錯(cuò)誤。檢錯(cuò)碼只能用來發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯(cuò)誤，但不能自動(dòng)糾正所發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，需要通過反饋重發(fā)來糾錯(cuò)。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.1.4典型的通信系統(tǒng)1.短波與超短波通信系統(tǒng)

短波:波長100-10m的電磁波。短波通信也稱高頻無線通信。有時(shí)把中波的高頻段（1.5-3MHZ）歸入短波波段。主要用來傳遞語言、文字、圖像等信息。主要靠電離層反射（天波）方式傳播。超短波：波長10-1m的電磁波?？蛇M(jìn)行電視、雷達(dá)和移動(dòng)臺(tái)通信。超短波更易受地形、建筑和環(huán)境干擾的影響。主要為直線視距傳播。信號(hào)質(zhì)量好，信道帶寬大，更有利于傳輸綜合業(yè)務(wù)信息（語音、數(shù)據(jù)、圖像等）。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.1.4典型的通信系統(tǒng)2.微波通信系統(tǒng)

波長為1m～1mm（頻率為300MHz～300GHz）的電磁波稱為微波。長距離的微波通信又稱為微波中繼通信。微波中繼通信與衛(wèi)星通信、光纖通信是當(dāng)今三大傳輸手段。

3.衛(wèi)星通信系統(tǒng)

衛(wèi)星通信指的是利用人造地球衛(wèi)星中的通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，在地球站之間傳輸信息的無線通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、跟蹤遙測(cè)指令站、地球站以及地面?zhèn)鬏斁€路組成，地面?zhèn)鬏斁€路由電纜、光纜或微波接力組成。4.光纖通信系統(tǒng)

光纖通信是以光波作為信息載體，以光導(dǎo)纖維（簡稱光纖）為傳輸媒介的通信方式。優(yōu)點(diǎn)：如通信容量大、傳輸損耗低、中繼距離長、抗電磁干擾、輕便好用、保密性好、使用壽命長、成本低等，它也是世界上各個(gè)國家正在優(yōu)先發(fā)展的通信系統(tǒng)。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.1.4典型的通信系統(tǒng)5.移動(dòng)通信系統(tǒng)

移動(dòng)通信指的是通信雙方至少有一方在移動(dòng)中（或者臨時(shí)停留在某一個(gè)非預(yù)定的位置）進(jìn)行通信。目前廣泛使用的有公用蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)、無繩電話、集群移動(dòng)通信系統(tǒng)、移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)和主要應(yīng)用于礦井下的泄漏電纜通信系統(tǒng)。 蜂窩技術(shù)是移動(dòng)通信的覆蓋技術(shù)。為了能在有限的頻帶、很大的地理范圍內(nèi)容納大量用戶，可以把需要覆蓋的區(qū)域分成一個(gè)個(gè)小塊地理區(qū)域（小區(qū)），每個(gè)小區(qū)由一個(gè)基站覆蓋（即處于該小區(qū)范圍內(nèi)的用戶由該基站管理，并經(jīng)由該基站接入移動(dòng)電話網(wǎng)），若干相鄰的小區(qū)按一定數(shù)目劃分為區(qū)群。各基站通過移動(dòng)交換中心相連，移動(dòng)交換中心（MSC）則通過中繼線路連接到其他移動(dòng)交換中心或公用交換電話網(wǎng)（PSTN）。 下圖是以七個(gè)小區(qū)為一個(gè)區(qū)群的例子5.1.4典型的通信系統(tǒng) 6.綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)是由電話綜合數(shù)字網(wǎng)（IDN）發(fā)展演變而成的，它提供了端到端的數(shù)字連接，為用戶進(jìn)網(wǎng)提供了一組標(biāo)準(zhǔn)的多用途網(wǎng)絡(luò)接口，其業(yè)務(wù)范圍涵蓋了現(xiàn)有通信網(wǎng)的全部業(yè)務(wù)和多種多樣的新型業(yè)務(wù)，并繼續(xù)向?qū)拵Щ?、高速化方向發(fā)展。7.數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)通信與信息網(wǎng)絡(luò)幾乎目前所有的通信系統(tǒng)都是以數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)建立起來的。隨著通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)在不僅可以享用傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)，如電話、傳真等，而且可以享用多種信息服務(wù)，如電子郵件、網(wǎng)上瀏覽、信息搜索、電子商務(wù)、網(wǎng)上娛樂等等。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)5.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程5.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類5.2.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能5.2.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展幾乎是和計(jì)算機(jī)的發(fā)展同時(shí)起步的。伴隨著世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生，以計(jì)算機(jī)為主體的各種遠(yuǎn)程信息處理技術(shù)也隨之產(chǎn)生和發(fā)展起來，計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合催生了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 因特網(wǎng)始于1957年。美國政府成立了美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃署（ARPA）。20世紀(jì)60年代末，建成了具有4個(gè)中心節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)—ARPAnet，從此以后，“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”這個(gè)詞便漸漸地被廣泛使用。到1971年2月，ARPAnet已經(jīng)擁有15個(gè)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)入實(shí)用階段。在隨后的幾年里，RPAnet的節(jié)點(diǎn)迅速增加，ARPAnet也成為當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。

20世紀(jì)80年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展和完善，全世界越來越多的計(jì)算機(jī)通過各種方式連接起來，組成了一個(gè)超級(jí)的“網(wǎng)絡(luò)”，也就是今天的Internet。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按照計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍可分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和接入網(wǎng)。1）局域網(wǎng)LAN：局域網(wǎng)的地理覆蓋范圍相對(duì)較小，一般最大距離不超過10公里；通信頻帶較寬，數(shù)據(jù)傳輸速率較高；傳輸距離較短，因而失真小，誤碼率也很小，可靠性較高；能支持多種傳輸介質(zhì)；支持簡單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和多點(diǎn)通信。2）城域網(wǎng)MAN：城域網(wǎng)的地理覆蓋范圍比局域網(wǎng)大，通?？筛采w一個(gè)城市，所以又稱為都市網(wǎng)。覆蓋范圍一般不超過十至幾十公里，通信線路通常采用光纖或微波。3）廣域網(wǎng)WAN：廣域網(wǎng)是指實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)距離連接的網(wǎng)絡(luò)，通常是指跨城市、跨地區(qū)甚至跨國家的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。由于廣域網(wǎng)分布距離很遠(yuǎn)，所以傳輸速率比局域網(wǎng)低，構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。4）接入網(wǎng)AN：是近年來由于用戶對(duì)高速上網(wǎng)需求的增加而出現(xiàn)的一種網(wǎng)絡(luò)。接入網(wǎng)是局域網(wǎng)（或校園網(wǎng)）和城域網(wǎng)之間的橋接區(qū)。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按照計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為總線型、環(huán)形、星形和樹形四種。1.總線型各工作站和服務(wù)器掛在一條總線上，工作站地位平等，無中心節(jié)點(diǎn)控制。信息多以基帶形式串行傳遞，又稱廣播式網(wǎng)絡(luò)?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般由兩個(gè)終節(jié)點(diǎn)來限定其長度。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、安裝容易、增加或撤消設(shè)備方便、成本較低。單一工作站故障并不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的其他站點(diǎn)?？煽啃暂^高。缺點(diǎn)：總線斷開通信就斷開。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類2.環(huán)形各節(jié)點(diǎn)首尾相連形成閉合環(huán)形。網(wǎng)絡(luò)信息是單向傳送的，與雙向傳送相比，它不會(huì)由于兩幀數(shù)據(jù)相對(duì)發(fā)送而造成丟失。適合于信息量小的場合。優(yōu)點(diǎn)：布局簡單，成本低。缺點(diǎn)：一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不能正常工作?？煽啃暂^差。5.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類3.星形以一臺(tái)設(shè)備作為中央節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)（工作站和服務(wù)器）都與中央節(jié)點(diǎn)相連接，又稱為集中式網(wǎng)絡(luò)。中央節(jié)點(diǎn)可以是服務(wù)器、集線器或控制器，任意兩個(gè)外圍節(jié)點(diǎn)不能直接通信，必須通過中央節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。外圍節(jié)點(diǎn)與中央節(jié)點(diǎn)的通信是雙向的。優(yōu)點(diǎn)：建網(wǎng)容易，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。只要中央節(jié)點(diǎn)正常，個(gè)別外圍節(jié)點(diǎn)故障不會(huì)影響其他設(shè)備。可靠性差。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.2.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類4.樹形樹形結(jié)構(gòu)是總結(jié)型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展。樹形網(wǎng)是一種分層網(wǎng)或廣播網(wǎng)，結(jié)構(gòu)可以對(duì)稱，聯(lián)系固定，具有一定的容錯(cuò)能力，一個(gè)分支和節(jié)點(diǎn)的故障不影響另一分支節(jié)點(diǎn)的工作，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)送出的信息都可以傳遍整個(gè)傳輸介質(zhì)（廣播式網(wǎng)絡(luò)）。5.2.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和設(shè)計(jì)的目的，一般有以下幾項(xiàng)功能：1）資源共享2）信息快速傳輸和集中處理功能3）均衡負(fù)載及分布處理4）綜合信息服務(wù)功能大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成5.3.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議5.3.3網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)5.3.4Internet的接入方式大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一般由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）、通信介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)軟件五部分組成。1.服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的核心，提供網(wǎng)絡(luò)共享資源并對(duì)其進(jìn)行管理。OS就運(yùn)行在服務(wù)器上，它決定了網(wǎng)絡(luò)性能。一般由具有高檔微機(jī)（大內(nèi)存）或?qū)Ｓ梅?wù)器（具有大硬盤）擔(dān)任。網(wǎng)絡(luò)常用的服務(wù)器有文件服務(wù)器、打印服務(wù)器、通信服務(wù)器等。一個(gè)局域網(wǎng)至少有一個(gè)服務(wù)器，或在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行多個(gè)服務(wù)器程序。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成2.工作站指連接到網(wǎng)絡(luò)中并通過應(yīng)用程序執(zhí)行任務(wù)的個(gè)人計(jì)算機(jī)，是用戶與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口。通常由PC機(jī)來充當(dāng)，分為有盤工作站、無盤工作站（引導(dǎo)程序裝在網(wǎng)卡的EPROM上，稱為開機(jī)ROM），可防止服務(wù)器從工作站傳入病毒。3.網(wǎng)絡(luò)適配器連接網(wǎng)絡(luò)所必需的部件，將服務(wù)器或工作站連入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享和相互通信?；竟δ苁菍?shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的物理連接和電信號(hào)匹配；接收和執(zhí)行工作站和服務(wù)器送來的各種控制命令；實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的存取控制、信息幀的發(fā)送和接收、差錯(cuò)校驗(yàn)和串并代碼的轉(zhuǎn)換等；提供收發(fā)數(shù)據(jù)的緩沖能力；實(shí)現(xiàn)無盤工作站的引導(dǎo)和連接到服務(wù)器。4.通信介質(zhì)傳輸信息的媒體，決定了網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度、每段網(wǎng)絡(luò)的最大長度、可靠性。常用的有雙絞線、同軸電纜和光纖等。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成5.網(wǎng)絡(luò)軟件1）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS）：運(yùn)行在服務(wù)器上，由連網(wǎng)的用戶（客戶）共享，它對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行管理和控制，是用戶與網(wǎng)絡(luò)資源之間的接口。NOVELL的NetWare，Microsoft的WindowsNT系列以及UNIX等。2）網(wǎng)絡(luò)通信軟件：管理計(jì)算機(jī)間的信息傳輸，如網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序。3）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件：實(shí)現(xiàn)文件服務(wù)器與工作站間的連接，包括網(wǎng)卡上實(shí)現(xiàn)的軟件。4）網(wǎng)絡(luò)DBMS：MSSQLServer,Oracle,Sybase,Infomix等5）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議1.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通常分層實(shí)現(xiàn)，每層完成獨(dú)立的功能。2.開放系統(tǒng)互連參考模型開放系統(tǒng)互連參考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel，OSI/RM）是1984年10月國際化標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）提出的，它是一個(gè)指導(dǎo)信息互連、互通和協(xié)作的國際標(biāo)準(zhǔn)。開放是指只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，位于世界上任何地方的任何系統(tǒng)之間就可以進(jìn)行通信，開放系統(tǒng)指遵守互連協(xié)議的實(shí)系統(tǒng)，如電話和郵政系統(tǒng)。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議ApplicationlayerPresentationSessionTransportNetworkDatalinkPhysical大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議1）物理層（比特）任務(wù)：考慮如何在傳輸介質(zhì)上傳輸數(shù)據(jù)比特流，確定與傳輸介質(zhì)接口的一些特性。機(jī)械特性：接口形狀、尺寸、引腳數(shù)目、排列順序等電氣特性：接口電纜上各線的電壓范圍功能特性：每條線某一電平代表的意義規(guī)程特性：指明各種事件的出現(xiàn)順序大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議2）數(shù)據(jù)鏈路層（幀）(1)向網(wǎng)絡(luò)提供良好的服務(wù)接口(2)將物理層的比特流編成幀(3)差錯(cuò)檢驗(yàn)和流量控制。差錯(cuò)檢測(cè)碼、差錯(cuò)糾錯(cuò)碼停等協(xié)議：只有一幀完成發(fā)送成功才發(fā)下一幀順序接收的管道協(xié)議：又稱“回退n“，為控制發(fā)送速度及緩沖區(qū)的限制，需對(duì)發(fā)送方已發(fā)出但未確認(rèn)的幀的數(shù)目進(jìn)行限制，稱發(fā)送窗口，接收言方順序接收。選擇重傳協(xié)議：接收方緩存出錯(cuò)幀后的幀，只求對(duì)方重傳錯(cuò)幀。5.3.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議3）網(wǎng)絡(luò)層（最復(fù)雜、分組）主要解決多節(jié)點(diǎn)傳送時(shí)的路由選擇，尋找最佳通信路徑，將信息傳送到目的地。提供的兩種服務(wù)方式：虛電路、數(shù)據(jù)報(bào)。靜態(tài)策略：擴(kuò)散法（分發(fā)）、固定路由選擇法（手制路由表）、隨機(jī)路由選擇法、基于流量的路由選擇法動(dòng)態(tài)策略：孤立路由選擇法（盡快發(fā)給具最短隊(duì)列的鏈路）、集中路由選擇法（路由控制中心制作路由表）、分布路由選擇法（路由表中包括對(duì)應(yīng)目的地路由中下一節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)）大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議4）傳輸層（最關(guān)鍵、報(bào)文）在源端（計(jì)算機(jī)）和目的端提供可靠的、經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)，獨(dú)立于物理網(wǎng)絡(luò)。用戶不能對(duì)通信子網(wǎng)加以控制，無法采用更優(yōu)的通信處理機(jī)來解決網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)低劣的問題，唯一辦法就是在網(wǎng)絡(luò)層上加傳輸層，彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量的缺陷。運(yùn)輸層提供兩種服務(wù)：面向連接、無連接的運(yùn)輸服務(wù)。如:TCP/IP-TCP（傳輸控制協(xié)議，面向連接）UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，面向無連接）

大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議5）會(huì)話層當(dāng)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)連接時(shí)，存在著邏輯對(duì)話，會(huì)話可以使一個(gè)遠(yuǎn)程終端登錄到遠(yuǎn)地的計(jì)算機(jī)，進(jìn)行文件傳輸或進(jìn)行其它的應(yīng)用。負(fù)責(zé)管理、終止進(jìn)程間的會(huì)話，控制每一站究竟什么時(shí)候可以傳送和接收數(shù)據(jù)。(1）令牌與對(duì)話管理如遠(yuǎn)程終端是半雙工交互式通信，要使用令牌(2）活動(dòng)會(huì)話服務(wù)用戶之間的合作稱為活動(dòng)，任一時(shí)刻，一個(gè)會(huì)話連接只為一個(gè)活動(dòng)使用，一個(gè)活動(dòng)可跨多個(gè)會(huì)話連接，多個(gè)活動(dòng)可順序地使用一個(gè)會(huì)話連接(3）同步與重新同步（同步點(diǎn)、同步序號(hào)）不參與具體的傳輸，它提供包括訪問驗(yàn)證和會(huì)話管理在內(nèi)的建立和維護(hù)應(yīng)用層之間的通信的機(jī)制。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議6）表示層不同類型的計(jì)算機(jī)使用的語法不同。完成不同數(shù)據(jù)格式編碼之間的轉(zhuǎn)換，主要解決用戶信息的語法表示問題，如同接口之間的翻譯。將欲交換的數(shù)據(jù)從適合于某一用戶的抽象語法轉(zhuǎn)換為適合于OSI系統(tǒng)內(nèi)部使用的傳送語法；數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮，加密和解密等工作也由表示層負(fù)責(zé)。如:文本：ASCII，EBCDIC圖形：TIFF，JPEG，GIF，PICT聲音：MIDI，MPEG，QUICKTIME大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議7）應(yīng)用層直接為用戶的應(yīng)用程序進(jìn)程訪問OSI環(huán)境提供服務(wù)，確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶的需要。不僅提供進(jìn)程所需要的信息交換和遠(yuǎn)地操作，還作為應(yīng)用進(jìn)程的代理，完成一些為進(jìn)行語義上有意義的信息交換所必須的功能。如：HTTP協(xié)議、FTP協(xié)議、SMTP協(xié)議、telnet等。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議3.TCP/IP協(xié)議TCP/IP是一個(gè)四層的體系結(jié)構(gòu)，包含應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。最著名的就是兩個(gè)協(xié)議：網(wǎng)際協(xié)議IP和傳輸控制協(xié)議TCP。IP協(xié)議對(duì)應(yīng)于OSI七層模型的網(wǎng)絡(luò)層，它規(guī)定了所有在網(wǎng)絡(luò)上流通的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了Internet上通信所必須遵守的基本規(guī)則，這些規(guī)定確保了路由的正確選擇和報(bào)文的正確傳輸。TCP協(xié)議在IP協(xié)議之上，對(duì)應(yīng)于OSI七層模型的傳輸層，它提供面向連接的可靠數(shù)據(jù)服務(wù)，以保證數(shù)據(jù)正確無誤地到達(dá)目的地?，F(xiàn)在人們經(jīng)常提到的TCP/IP并不一定是指TCP和IP這兩個(gè)具體的協(xié)議，而往往是表示整個(gè)TCP/IP協(xié)議簇。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.4.1Internet基礎(chǔ)4.IP地址IP地址：是Internet上主機(jī)或路由器的數(shù)字標(biāo)識(shí),用來惟一地標(biāo)識(shí)該設(shè)備，由32位二進(jìn)制數(shù)(四個(gè)字節(jié))組成。采用點(diǎn)分十進(jìn)制地址：8位一組以小點(diǎn)分隔,將每個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)（0—255）表示。IP地址由類別、網(wǎng)絡(luò)號(hào)、主機(jī)號(hào)組成，由國際組織NIC統(tǒng)一分配。位8……1516……2324……31A類0網(wǎng)絡(luò)號(hào)占7位地址范圍1-126127診斷用，全0為本地網(wǎng)主機(jī)號(hào)（224-2=16,777,214）占24位注意：主機(jī)地址各位不能全是1（廣播地址）或0（網(wǎng)絡(luò)上無主機(jī)）B類10網(wǎng)絡(luò)號(hào)占14位地址范圍128-19110000000-10111111主機(jī)號(hào)（216-2=65,534），占16位C類110網(wǎng)絡(luò)號(hào)占21位地址范圍192-22311000000-11011111主機(jī)號(hào)（28-2臺(tái)）占8位D類1110留給Internet體系結(jié)構(gòu)委員會(huì)(IAB)使用，占28位E類11110留作實(shí)驗(yàn)或?qū)硎褂?.4.1Internet基礎(chǔ)5.域名主機(jī)域名命名系統(tǒng)（域名系統(tǒng)DNS）：使用名字來為計(jì)算機(jī)主機(jī)命名，為避免命名重復(fù)，通常把主機(jī)的名字用幾部分組成，采用一種層次型的命名機(jī)制。這種命名方法稱為主機(jī)域名命名系統(tǒng)（DNS）DNS格式：計(jì)算機(jī)名.[機(jī)構(gòu)名.][網(wǎng)絡(luò)名.]頂級(jí)域名常用組織類頂級(jí)域名常用地理類頂級(jí)域名5.3.3網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS）NOS：對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理的操作系統(tǒng)軟件，它負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)上的硬件和軟件資源，使它們協(xié)調(diào)一致地工作。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)一般運(yùn)行在服務(wù)器上，并由聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)用戶共享，這類用戶又被稱為客戶。為防止一次由一個(gè)以上的用戶對(duì)文件進(jìn)行訪問，一般網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)都具有文件加鎖功能。NOS還負(fù)責(zé)管理用戶和打印機(jī)之間的連接。NOS還對(duì)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的通信進(jìn)行管理，這是通過NOS中的媒體訪問技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。NOS的各種安全特性可用來管理每個(gè)用戶的訪問權(quán)限，確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全保密。NOS從根本上說是一種管理器，用來管理連接、資源和通信量。目前常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有NOVELL公司的Netware、Microsoft公司的Windows系列以及UNIX操作系統(tǒng)等。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.3.4Interne的接入方式電話撥號(hào)上網(wǎng)方式Modem+直撥電話+用戶賬號(hào)（ISP）寬帶接入方式DSL(用戶數(shù)字環(huán)路)：基于普通電話線的寬帶接入技術(shù)，它在同一銅線上分別傳送數(shù)據(jù)和語音信號(hào)，數(shù)據(jù)信號(hào)并不通過電話交換機(jī)設(shè)備；并且不需要撥號(hào)，一直在線，屬于專線上網(wǎng)方式。ADSL(非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路，上行640bps,下行8Mbps)：網(wǎng)卡+ADSLMODEM。VDSL(高速數(shù)字用戶環(huán)路)：DSL家族數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罡甙姹?，短距離內(nèi)的最大下傳速率可達(dá)55Mbps，上傳速率可達(dá)19.2Mbps，甚至更高適合用戶集中、用小交換機(jī)的住宅小區(qū)LAN：重鋪線路，光纖到樓，雙絞線入戶，不需MODEM，需網(wǎng)卡,線路穩(wěn)定，10-1000Mbps。5.4Interne在中國

中國信息基礎(chǔ)設(shè)施CII（ChinaInformationInfrastructur）的建設(shè)，連接因特網(wǎng)成為最關(guān)注的熱點(diǎn)之一。第一階段：與Internet的E-MAIL連通。1987年9月中國學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)（CANET）與Internet交換第一封E-mail，標(biāo)志著我國開始進(jìn)行Internet網(wǎng)。90年CANET在InterNIC注冊(cè)頂級(jí)域名CN。92年中國研究網(wǎng)絡(luò)（CRN）建成。第二階段：與Internet實(shí)現(xiàn)全功能TCP/IP連接。94年4月，接通了一條64bps的國際線路，三個(gè)網(wǎng)絡(luò)的用戶對(duì)Internet進(jìn)行了全方位的訪問。同時(shí)，93年中國高能物理研究所與Stanford大學(xué)建立了直接聯(lián)系，并在94年建立全方位的Internet連接，標(biāo)志我國正式加入Internet。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.4Interne在中國到目前為止，我國陸續(xù)建造了基于Internet技術(shù)的并可以和Internet互連的9個(gè)全國范圍的公用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：①中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET②中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)CSTNET③中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)CHINANET④中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET⑤中國網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)CNCNET⑥中國移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)CMNET⑦中國國際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)CIETNET⑧中國長城互聯(lián)網(wǎng)CGWNET⑨中國衛(wèi)星集團(tuán)互聯(lián)網(wǎng)CSNET

大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.4Interne在中國1.中國教育科研互連網(wǎng)(CERNET)是第一個(gè)覆蓋全國的、由10所高校承擔(dān)自行設(shè)計(jì)、建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)，由原國家教委主管。網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)在清華大學(xué)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分為三個(gè)層次；主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)（8個(gè)網(wǎng)點(diǎn)）、校園網(wǎng)。非營利性，主要為學(xué)校、科研和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)及非營利部門服務(wù)。2.中國科學(xué)技術(shù)網(wǎng)(CSTNET)是中關(guān)村地區(qū)教育與科研示范網(wǎng)（NCFC）和中國科學(xué)院網(wǎng)（CASnet）的基礎(chǔ)上建設(shè)、發(fā)展起來的覆蓋全國范圍的大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，由中科院管理。服務(wù)主要包括網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)、信息資源服務(wù)、超級(jí)計(jì)算服務(wù)和域名注冊(cè)服務(wù)。受國務(wù)院信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組委托，管理中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC），負(fù)責(zé)向全國提供域名注冊(cè)服務(wù)。3.中國公用計(jì)算機(jī)互連網(wǎng)（CHINANET)由郵電部門經(jīng)營管理，結(jié)構(gòu)分為核心層、區(qū)域?qū)印⒔尤雽?。網(wǎng)絡(luò)共有10個(gè)B類IP地址，用戶主要是單機(jī)撥號(hào)入網(wǎng)。原則上所有商業(yè)用戶都只能通過它與Internet連接，其商業(yè)業(yè)務(wù)除由郵電部經(jīng)營外，還有各種商業(yè)公司經(jīng)營，其策略是積極擴(kuò)展市場。大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.5通信與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用5.5.1通信與網(wǎng)絡(luò)的社會(huì)應(yīng)用5.5.2通信與網(wǎng)絡(luò)的日常應(yīng)用大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.5.1通信與網(wǎng)絡(luò)的社會(huì)應(yīng)用手機(jī)3G互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)大學(xué)IT（第六版）中國石油大學(xué)出版社5.5.2通信與網(wǎng)絡(luò)的日常應(yīng)用1．WWW瀏覽2.信息搜索（1）世界著名四大檢索系統(tǒng)EICompendexWeb：是EI工程索引的網(wǎng)絡(luò)版WebofScience：是SCI科學(xué)引文索引的網(wǎng)絡(luò)版。WebofScienceProceedings：是ISTP科學(xué)技術(shù)會(huì)議錄索引的集成。ISR：IndextoScientificReviews：科學(xué)評(píng)論索引，尚無Web版。（2）