計算機通信網(wǎng)教程-計算機通信網(wǎng)概述

計算機通信網(wǎng)課程基礎(chǔ)：

《數(shù)據(jù)通信原理》，《計算機基礎(chǔ)》。參考書：1、林生等著，《計算機通信與網(wǎng)絡(luò)教程》，

清華大學(xué)出版社，2008年第3版。2、唐寶民等著，《通信網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)》，

人民郵電出版社，2009年第2版。3、謝希仁著，《計算機網(wǎng)絡(luò)》第5版，

電子工業(yè)出版社，2008年。

第一章計算機通信網(wǎng)概述

1.1計算機通信網(wǎng)的概念及術(shù)語1、網(wǎng)絡(luò)用數(shù)學(xué)語言說，由節(jié)點和連線構(gòu)成的圖，表示諸對象及其相互聯(lián)系。網(wǎng)絡(luò)除了數(shù)學(xué)定義外，還有具體的物理含義。某種網(wǎng)絡(luò)是從哪一類相同的實際問題中抽象出來的，習(xí)慣上就稱其為什么類型網(wǎng)絡(luò)，如開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、運輸網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)、人際網(wǎng)絡(luò)等。所以，也可以說網(wǎng)絡(luò)是從同類問題中抽象出來，可用數(shù)學(xué)中圖論來描述和研究的一種模型。

第一章計算機通信網(wǎng)概述

2、術(shù)語與概念數(shù)據(jù)：傳輸時可用離散的數(shù)字信號逐一準確表示的信息。數(shù)據(jù)通信：以傳遞數(shù)據(jù)為業(yè)務(wù)的信息交換。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)。計算機通信：計算機之間的數(shù)據(jù)通信。計算機通信網(wǎng)：計算機通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)。計算機網(wǎng)絡(luò)：基于計算機通信網(wǎng)的信息傳遞和共享系統(tǒng)。計算機的泛在化數(shù)字信息的泛在化計算機網(wǎng)絡(luò)的泛在化第一章計算機通信網(wǎng)概述

2、術(shù)語與概念第一章計算機通信網(wǎng)概述

3、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)信源/宿收發(fā)器信源/宿收發(fā)器信道終端系統(tǒng)終端系統(tǒng)簡單數(shù)據(jù)通信模型點到點通信網(wǎng)絡(luò)交換式通信網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備服務(wù)軟件交換設(shè)備傳輸鏈路控制程序電路交換（典型代表：電話網(wǎng)）分組交換（典型代表：Internet）第一章計算機通信網(wǎng)概述

3、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)第一章計算機通信網(wǎng)概述

3、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)第一章計算機通信網(wǎng)概述

3、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)第一章計算機通信網(wǎng)概述

4、通信網(wǎng)絡(luò)的演進過程1880~1960模擬通信網(wǎng)絡(luò)固定電話通信網(wǎng)面向終端的計算機網(wǎng)第一章計算機通信網(wǎng)概述

4、通信網(wǎng)絡(luò)的演進過程1880~1960模擬通信網(wǎng)絡(luò)1960~1990數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)ARPANET（分組交換）計算機的普及程控交換機（PCM、TDM）X.25網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)TCP/IP、OSI-RM因特網(wǎng)、以太網(wǎng)移動通信網(wǎng)、智能網(wǎng)、光纖綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)第一章計算機通信網(wǎng)概述

4、通信網(wǎng)絡(luò)的演進過程1880~1960模擬通信網(wǎng)絡(luò)1960~1990數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)1990~當(dāng)前信息通信網(wǎng)絡(luò)Internet普及（Web）寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)（ATM）SDH/SONET寬帶IP網(wǎng)（DWDM、MPLS）第三代移動通信網(wǎng)無線計算機網(wǎng)（WiFi、WiMax）無線自組織網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)軟交換網(wǎng)第一章計算機通信網(wǎng)概述

4、通信網(wǎng)絡(luò)的演進過程1880~1960模擬通信網(wǎng)絡(luò)1960~1990數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)1990~當(dāng)前信息通信網(wǎng)絡(luò)1.2通信網(wǎng)絡(luò)類型的劃分第一章計算機通信網(wǎng)概述

1、以拓撲圖劃分星形、樹形、總線形、環(huán)形、網(wǎng)狀形、柵格形，此外還有網(wǎng)格、網(wǎng)環(huán)、立方體等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2、以業(yè)務(wù)特征劃分公共電話網(wǎng)——話音業(yè)務(wù)公共電報網(wǎng)——文字業(yè)務(wù)有線電視網(wǎng)——視頻業(yè)務(wù)計算機網(wǎng)——數(shù)字數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)專用通信網(wǎng)——特定用戶的業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)融合第一章計算機通信網(wǎng)概述

3、以所屬行業(yè)劃分電信網(wǎng)有線電視網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)（Internet）固定電話網(wǎng)移動通信網(wǎng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)語音，文字和圖片傳真。語音，短信，接入互聯(lián)網(wǎng)。計算機互聯(lián)、接入互聯(lián)網(wǎng)。視頻圖像，計算機互聯(lián)、接入互聯(lián)網(wǎng)。計算機互聯(lián)。文本、音頻、視頻傳輸。多媒體信息服務(wù)。三網(wǎng)融合第一章計算機通信網(wǎng)概述

4、以覆蓋范圍劃分廣域網(wǎng)（WAN），由一個或若干個網(wǎng)絡(luò)運營機構(gòu)建

設(shè)和管理，其作用范圍從幾百到幾千公里，可遍布一

個國家、地區(qū)乃至全球。城域網(wǎng)（MAN），由一個專業(yè)網(wǎng)絡(luò)運營部門建設(shè)和

管理，其作用范圍一般幾不超過十公里，覆蓋一個城

市或大的園區(qū)。局域網(wǎng)（LAN），由一個單位或部門建設(shè)和管理，其

作用范圍為幾百米～幾公里，覆蓋一個單位或若干棟

建筑物。第一章計算機通信網(wǎng)概述

5、以設(shè)計目標(biāo)和方法劃分本地訪問網(wǎng)，也稱接入網(wǎng)，與局域網(wǎng)概念類似，用于

將用戶的終端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，一般采用比較簡單

的拓撲結(jié)構(gòu)。目前，接入方式的多樣性和寬帶化是其

發(fā)展重點。主干網(wǎng)，也稱傳送網(wǎng)，是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的骨干，涉及到廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)，高可靠性和高速率是其主要實現(xiàn)

目標(biāo)，通常采用網(wǎng)狀、不完全網(wǎng)狀或雙環(huán)拓撲結(jié)構(gòu)。

目前，傳輸網(wǎng)以光纖為主要傳輸介質(zhì)。第一章計算機通信網(wǎng)概述

6、以技術(shù)特點劃分以技術(shù)特點劃分網(wǎng)絡(luò)可謂形形色色，種類繁多：

電路交換/分組交換；

有線（銅線、光纖）/無線（短波、超短波、微波）；

頻分復(fù)用/時分復(fù)用/波分復(fù)用；

有基礎(chǔ)設(shè)施/無基礎(chǔ)設(shè)施；

分級網(wǎng)（電話網(wǎng)）/無級網(wǎng)（Internet）；技術(shù)融合1.3通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢第一章計算機通信網(wǎng)概述

1、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢信息數(shù)字化；業(yè)務(wù)綜合化；互通融合化；傳輸寬帶化；控制智能化；服務(wù)個人化。聽覺、視覺（文字、圖片、影視）；嗅覺、味覺、觸覺。方便應(yīng)用，降低成本。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，業(yè)務(wù)和技術(shù)融合。為各種應(yīng)用提供充足的帶寬資源。提供豐富的服務(wù)和可靠的質(zhì)量保證。任何人在任何地點、任何時間與任何地點的其他人進行任何信息的通信，即五W目標(biāo)。第一章計算機通信網(wǎng)概述

2、三網(wǎng)融合電信網(wǎng)優(yōu)勢

覆蓋面廣、普及率高，組織嚴密、管理嚴格，網(wǎng)絡(luò)基

礎(chǔ)設(shè)施完備，大型網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運營經(jīng)驗豐富。有線電視網(wǎng)優(yōu)勢覆蓋面較廣、普及率較高，帶寬資源和影像資源豐富。Internet優(yōu)勢

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，通信成本低，服務(wù)資源多樣、豐富，

開放性好，自組織能力強。三網(wǎng)融合不只是三種通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的簡單互聯(lián)或資源共享，也是高層業(yè)務(wù)應(yīng)用的融合。其表現(xiàn)為：技術(shù)上的吸收并逐漸趨向一致；業(yè)務(wù)上相互滲透和交叉；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)間實現(xiàn)互聯(lián)互通；應(yīng)用開發(fā)使用統(tǒng)一的通信協(xié)議。最終，通信網(wǎng)絡(luò)成為面向用戶的自由、透明而無縫的信息網(wǎng)絡(luò)。第一章計算機通信網(wǎng)概述

3、下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）下一代網(wǎng)絡(luò)是發(fā)展與演進，不是革命，其關(guān)鍵是融合。

廣義上，NGN指能夠提供語音、數(shù)據(jù)、視頻等多媒體業(yè)務(wù)的，基于分組技術(shù)的，開放式的融合型網(wǎng)絡(luò)。下一代網(wǎng)絡(luò)的特點：開放分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。高速分組化核心網(wǎng)。獨立的網(wǎng)絡(luò)控制層。網(wǎng)絡(luò)互通和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)關(guān)化。多樣化接入方式。業(yè)務(wù)獨立于網(wǎng)絡(luò)；戶用可自定義業(yè)務(wù)特征?；诜纸M交換的三網(wǎng)融合。提供API開發(fā)接口，可由第三方開發(fā)業(yè)務(wù)。有效地繼承已有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各類業(yè)務(wù)。隨時隨地接入網(wǎng)絡(luò)。3、下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）第一章計算機通信網(wǎng)概述

可供參考的技術(shù)實現(xiàn)方式：采用軟交換技術(shù)實現(xiàn)端到端業(yè)務(wù)的交換。采用IP技術(shù)承載各種業(yè)務(wù)。采用IPv6技術(shù)解決地址問題。采用MPLS技術(shù)實現(xiàn)IP層與鏈路層的結(jié)合。采用光傳輸和光交換技術(shù)解決主干網(wǎng)高帶寬問題。采用寬帶接入技術(shù)解決用戶接入問題。關(guān)鍵因素：設(shè)計一套不同于當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，以數(shù)據(jù)為中心的融合型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。第一章計算機通信網(wǎng)概述

1.4通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)及其特性1、什么是網(wǎng)絡(luò)拓撲

拓撲學(xué)是幾何學(xué)的一個分支，它是從圖論演變過來的。拓撲學(xué)將實體抽象成與其大小、形狀無關(guān)的點，將實體間的聯(lián)系抽象成線，進而研究點、線、面之間的關(guān)系。

網(wǎng)絡(luò)拓撲通過設(shè)備結(jié)點與通信線路之間的幾何關(guān)系來表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映出網(wǎng)絡(luò)中各個實體之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。

第一章計算機通信網(wǎng)概述

1.4通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)及其特性1、什么是網(wǎng)絡(luò)拓撲第一章計算機通信網(wǎng)概述

2、圖的基本概念圖：由點集和邊集構(gòu)成的二元組，記為。

其中，，

對任一邊

，有V中的一對與之對應(yīng)。一個圖只由它的點集、邊集所確定，與點和邊的位置、長度及形狀無關(guān)。v1v2v3v4e1e2e3e4e5v1v2v3v4e1e2e3e4e5第一章計算機通信網(wǎng)概述

2、圖的基本概念連路：圖G中，由邊和與之關(guān)聯(lián)的點

依次排成點與邊的交替序列。路徑：無重復(fù)點和邊的連路。v1v2v3v4e1e2e3e4e5環(huán)路：起點與終點重合的路徑。有向圖：。加權(quán)圖：為每個

賦以

一個實數(shù)。45283最短路徑：兩點間累計權(quán)值最小的路徑。第一章計算機通信網(wǎng)概述

2、圖的基本概念子圖：v1v2v3v4e1e2e3e4e5生成圖：樹：無環(huán)路的連通圖。生成樹：包含圖所有點的樹。最小生成樹：權(quán)值累計最小

的樹。最短路徑樹：源點到所有點

的最短路徑構(gòu)成的樹。45243第一章計算機通信網(wǎng)概述

3、通信網(wǎng)絡(luò)的主要拓撲形式星形：中心化結(jié)構(gòu)，構(gòu)成輻射形網(wǎng)絡(luò)，采用集中式控制管理。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、易于建網(wǎng)和控制。缺點：中心易成為性能瓶頸，存在單點故障問題。樹形：與星形拓撲特點類似。第一章計算機通信網(wǎng)概述

總線形：3、通信網(wǎng)絡(luò)的主要拓撲形式環(huán)形：特點：共享總線，結(jié)構(gòu)簡單，易于增加節(jié)點，組網(wǎng)和管理方便；但總線長度受限，每次只能一個用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。特點：環(huán)內(nèi)數(shù)據(jù)單向流動，結(jié)構(gòu)簡單，無距離限制，容易實現(xiàn)，雙向自愈環(huán)可實現(xiàn)自動保護；但控制機制復(fù)雜，節(jié)點增加需停網(wǎng)。第一章計算機通信網(wǎng)概述

3、通信網(wǎng)絡(luò)的主要拓撲形式網(wǎng)狀/柵格形：混合形：特點：選路靈