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第五章 计算机网络基础


(2)字符同步是指保证双方正确传输字符的过程。在字
符同步中,通过识别每块数据的开头专门设置的同步字符 来识别一帧数据的开始,而通过识别结束字符标志来识别 一帧数据的结束。
5.2.2 多路复用技术
频分多路复用
在模拟通信中,当传输介质的带宽超过单一信号的带宽时, 可将若干路信号调制在不同的频率上,使它们互不干扰 地在同一条传输介质上同时转输,到接收端再将它们分 离出来。
5.4.5 局域网的软件
三个层次
1.局域网操作系统 主要有:NETWARE,UNIX和WINDOWS NT/2000SERVER
2.网络数据库管理系统
将网上的各种数据组织起来,科学高效地进行存储,处理, 传输和提供使用。 如:SQL SERVER, ORACAL,VISUAL FOXPRO, DB2, SYBASE 3.网络应用软件 根据用户需要,用开发工具开发出来的用户软件。
5.3 计算机网络互连设备
路由器是在网络层用来联接多个同类或不同类
网络的一种存储转发设备。 具有选择路径的功能,为节点间传送的分组信 息选择一条最佳路径。
5.3 计算机网络互连设备
网关实现的网络互连发生在网络层之上,它是
网络层以上的互连设施的总称。 网关不一定是一台设备,有可能是在一台主机 中实现网关功能的一个软件。 功能:可用来连接不同类的网络,包括异种局 域网的互连,局域网与广域网的互连。
5.4.3局域网的硬件组成
网络接口卡(NIC)---每一台连网的计算机必须有 一块网卡,它将工作站或服务器连到网络上,用来 完成电信号的匹配和实现数据传输。
规模最小的局域网可能只需要一台共享式集线器 (HUB)即可,而大型网络需要主干交换机,二级 交换机,三级交换机或集线器,远程访问路由器、 Internet接入路由器等。
光纤
光纤又称光缆或称光导纤维,是一种能够传送光信 号的介质,采用特殊的玻璃材料或塑料制作。
光纤数据传输性能高于双绞线和同轴电缆,可达到 几Gbps,抗干扰能力强,传输损耗少,安全保密好,但 成本较高,连接难。光纤通常用于网络中的主干线。
光纤分类:单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光 纤(Multi Mode Fiber)。
以太网
现在最常用的局域网类型,带有冲突检测的载波侦听多路 访问。以太网类型很多。
5.4.3局域网的硬件组成
1.网络服务器
为网络提供共享资源并对这些资源进行管理的计算机。 2.网络工作站 是用户在网上操作的计算机 3.网络接口卡 是一种连接设备 4.网络通信介质 主要有:双绞线,同轴电缆,光缆 5.互连设备
单工通信---信息固定地从一端(发送端)传输到另一 端。 例如:计算机和输出设备(如打印机或显示器)之间的通信
发送 单向通道 接收
半双工通信---信息可在两个相反方向上传输,但 不能同时进行。每一端都有发送器和接收器,但 传输信道只有一条。
发送 接收
双向通道
接收 发送
全双工通信---能同时在两个相反方向上传输信息, 因此需要两个独立的传输信道。
2.无线传输(Wireless Transmission) 无线电波: VHF:30MHZ~300MHZ;UHF:300MHZ~3GHZ 微波传输:频率范围为1~20GHz 红外线:电视机的遥控器; 激光:直线传送,可以在长距离范围内保持焦距 卫星信道:是一种特殊的微波中继系统。 红外线信道:用于建立无线LAN,目前频率达10MHz。
网卡
集线器
双绞线
交换机
5.4.4 服务器与工作站
服务器:一般采用高性能的微型机、小型机或大型主机,并 配有大容量硬盘和较大容量内存,服务器中安装有大量的网 络软件,为工作站提供服务。
工作站:一般选用普通的PC机,工作站可以有自己的操作
系统,能独立工作,通过运行工作站网络软件,访问服务器 的共享资源,并与网络上的其他计算机通信。
发送 接收
双向通道
接收 发送
3.同步技术 同步是一切数字网络的关键技术; 只有在同步的基础上,才能保证对数据信息的正确传输。 分类: 位同步和字符同步 (1)位同步技术 接收方计算机能够取得发送方计算机的时钟信号,并依据 接收到的时钟周期来判读接收到的数据,我们称取得发送方 时钟信号来调整接收方计算机的时钟信号的技术叫位同步 技术。
5.3.2 网络通信协议
1.协议的概念 (1).协议(protocol)是通信双方为了实现通信所进行的 约定或所作的对话规则 (2).网络协议的优劣直接影响网络的性能
2.协议的分层
通信层/语言层/认识层 3.协议的组成:
语义:规定通信双方彼此“讲什么” ,即确定协议元
素的类型 语法:规定通信双方彼此“如何讲”,即确定协议元素 的格式 同步:语法同步规定事件执行的顺序
数据通信方式
1.并行与串行通信 (1)并行传输 在多条并行信道上同时进行传输。 常用的就是将构成一 个字符代码的几位二进制码,分别 在几个并行信道上进行传输。 (2)串行传输 串行传输指的是数据流以串行方式,在一条信道上传输 。 2.单工,半双工与全双工通信 按信号的传输方向,数据通信可以分为:
同轴电缆
基带同轴电缆 --50欧姆,用于数据传输;
粗缆传输距离长,性能高,但成本高,主要使用于大型局域网干线。 细缆传输距离短,相对便宜,使用T型头与具有BNC接头的网卡相连, 两端安装50欧终端电阻器来消弱信号反射。 宽带同轴电缆 --75欧姆,用于模拟传输/数据传输; Cable TV技术,300MHz或450MHz; CATV上使用
优点:节点增删、位置变更方便 缺点:故障检测困难
2.星型
以中央节点为中心,其他节点都与中央节点 直接相连。
优点:故障检测容易 缺点:一旦中央节点发生故障,会导致整个 网络瘫痪。
3.树型
分层结构:具有根节点和各分支节点。
4.环型
各节点通过公共传输线形成闭合的环, 可实现任意两点间的通信。
5.3 计算机网络互连设备
中继器对信号的放大
Repeater
5.3 计算机网络互连设备
网桥是一种在数据链路层实现连接两个局 域网互连的存储转发设备。交换机就是一 种网桥设备。
5.3 计算机网络互连设备
网桥具有隔离网段的功能,在网络上适当使 用网桥可以起到调整网络的负载,提高整个 网络传输性能的作用。
5.1.2信技术紧密结合的产物。 四个阶段: 远程终端联机阶段 计算机网络阶段 标准化互连阶段
--开放系统互联参考模型(OSI) --由一台大型计算机和若干台终端 组成
--多台具有自主处理能力的计算机 连接起来为用户提供服务
信息高速公路阶段
--把分散的计算机资源通过高速通 信网实现共享
第5章 计算机网络基础
5.1计算机网络基本知识
什么是计算机网络 计算机网络是指将若干台地理位置不同,且具有独立功 能的计算机,通过通信设备和传输线路相互连接起来, 按照一定的通讯规则进行通信,以实现信息传输和网络
资源共享的一种计算机系统。
计算机网络的组成

从逻辑功能上看,计算机网络可分成资源子网和 通信子网两级子网结构。 资源子网:访问网络和处理数据 通信子网:网络通信(节点机,传输链路,通信软件)
覆盖的地理范围:有限范围(如实验室内、大楼内、校园内)
分为共享式局域网与交换式局域网
5.2数据通信基本概念
通信系统模型 通信的目的是交换信息 信息的载体可以是数字,文字,语音,图形或者图像。 数字通信: 是指在不同的计算机之间传送表示字母,数字符号的二 进制代码0,1比特序列的过程。
信源
时分多路复用
在数字传输中,可以将多路的信号按时间先后顺序排队 轮流使用同一传输信道,在时间上将信道分割成若干个 小的时间片,每路信号占用一个时间片。这样可在时间 上交叉发送每一路信号,实现一条线路传送多路信号的 目的。
5.2.3数据交换技术
信源发出的数据先传送到与它相连的中间节点再由中间节点转 发,最后到达信宿的过程称交换。 一、电路交换:源与目的节点间建立物理通路,直到数据传完。 电路建立,数据传输,电路拆除 二、报文交换:数据传输单元为报文,无需建固定通路,采用 存储转发方式传输,报文中附目的地址。(很少用) 三、分组交换:对报文交换进行改进。报文分成分组存储转发, 在接收端组装成报文。 工作方式:虚电路和数据报
5.3.3 计算机网络互连设备
中继器功能:完成物理层的互连,具有信号再生与 放大的作用。当一个网段已超过最大距离时,可用 中继器来延伸,从而使整个网络的范围得到扩充。 集线器(HUB)是一种特殊的中继器,有多个端口, 作为多个网络电缆段的中间转接设备而将多个网段 连接起来,能对信号起再生与放大作用。
计算机网络是由一组节点和链路组成的。
节点---网络单元
链路---两个节点间的连线
网络拓扑结构:由网络节点和链路组成的 几何图形 计算机网络的拓扑结构有很多种,常见的 主要有如下五种:总线型、星型、树型、 环型和网状型。
总线型
环型
星型
多层星型
树型
网状型
1.总线型
所有节点都连在一条主干电缆(总线)上,任 何一个节点发出的信号均可被网络上的其他节 点接收。
5.网状型
实际上为任意状,主要用于广域网。
B C
D
A
几种局域网类型 (补充)
令牌环网(Token Ring)
由一组用传输介质串联成一个环的站点组成,它最早是 由IBM公司开发的。
ATM (异步传输方式)
一种基于信元的交换和复用技术,信元长度固定为53字节。 多数ATM 网络中的传输速率高达155Mbps,现在主要应 用于主干网的连接。 极强的实时性,适用于信息传输容量差异很大的网络, 可以满足视频图像和实时通信的要求。
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