通
链路层
信
子
物理层
网
互连物理传输媒体
双向箭头线表示概念上的通信线路，空心箭头表示实际通信线路。
12
8.1.4 计算机网络组成
通信基础知识
1、通信系统基本要素 信源
传输媒体
信宿
2、数字数据编码 数据
非归零编码 曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码
1 0 0 11 0 1 0
跳变0
无跳变 1
13
通信基础知识 (基本概念） 3.带宽
半双工通信（双向交替） 通信双方不能同时进行收发
全双工通信（双向同时） 通信双方可同时收发信息
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5.数据传输方式
串行传输 以比特为单位
并行传输 以字符为单位
串 数据通
行 传 输
信发送 装置
ASSCII码字符T 1010100
数 1 ASSCII码字符T
数
并
据0
据
行
通1
通
传 输
信 发
0
送1
信 接 收
装0
装
置0
置
数据通 信接收
装置
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6. 数据传输介质
双绞线 非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP） 组网方便，价格最便宜，应用广泛 五类双绞线最大传输率为100Mb/s 传输距离小于100m
同轴电缆 基带同轴电缆：速率10Mb/s，传输距离1000m 宽带同轴电缆：速率20Mb/s，传输距离100km 它是有线电视系统CATV中的标准传输电缆
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TCP/IP
TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议用于保 证被传送信息的完整性。
IP（Internet Protocol）网际互连协议负责将消息从一个地方 传送到另一个地方。
OSI参考模型
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
TCP/IP模型
集线器类型
无源 有源 智能
不对信号做任何处理，工作站到集线器之间的距离在30米以内。
对信号可再生和放大，工作站到集线器之间的距离可达600m。
具有有源集线器的全部功能外，还提供网络管理、智能选择网 络传输通路等功能。
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中继器
在OSI模型的物理层上实现信号放大和再生。传输介质超过了网 段长度后，可用中继器延伸网络的距离，对弱信号予以再生放 大。集线器与交换器属于特殊类型的中继器。
网络。Internet网上联有大大小小成千上万个不同拓扑结构的局域网、城
域网和广域网。因此，Internet网本身的拓扑只是一种虚拟拓扑结构，无
固定形式。
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8.1.4 计算机网络组成
物理网 为实现计算机之间的数据通信、协同工作和资源共享等功能将各 自独立的计算机在物理上互相连接起来,是实现网络通信的基础。
分组交换 将报文划分成一个个平均大小保持不变的小组作为 交换单位，其他与报文交换相同。
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8. 计算机网络的硬件与软件组成
➢网络的主体设备
主体设备（HOST）
中心站（服务器） 提供共享资源 工作站（客户机） 用户入网操作的结点
大多数时候服务器是网络的核心
386以上档次的电脑都可作为组网的工作站。
常
SPX（Sequenced Packet Protocol）为运行在传输层上的顺序包 交换协议，在通信用户之间建立并使用应答进行差错检测。
一组工业标准协议，简称为TCP/IP协议。它具体包括了100多个
TCP/IP 不同功能的协议，是互联网络上的“交通规则”。其中最主要
协议包 的是TCP和IP协议。 TCP/ IP协议的主要特点：标准化，几乎任何网络软件或设备都 能在该协议下运行；可路由性，这使得用户可以将多个局域网 连成一个大型互联网络。
应用层 Telnet、SMTP、FTP、DNS
、 传输层 TCP UDP协议
网际网层IP协议 网络接口层
TCP/IP资料：
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➢网络软件系统
•网络操作系统软件：具有网络功能的操作系统
特点
复杂性——要对全网资源进行管理，以实现整个系统的资源 共享。实现计算机之间通信与同步。
1. 按地理范围分类
城域网
广域网 它的通信传输装置和媒体一般由电信部门提供。
在一个学校范围内的计算机网络通常我们称为校园网。实质上它是由若干 个局域网连接构成的一个规模较大的局域网，也可视校园网为一种介于普 通局域网和城域网之间规模较大的、结构较复杂的局域网络。
8
8.1.3 计算机网络的分类
2.按拓扑结构分类
9
环型拓扑结构
特点： 传输速率高，传输距离远 各结点的地位和作用相同 各结点传输信息的时间固定 容易实现分布式控制 站点的故障会形起整个网络的崩溃
特点： 信息交换在上、下结点之间进行 通信线路连接简单，网络管理软件也 不复杂，维护方便 资源共享能力差，可靠性低
树型 拓扑
Internet网是当今世界上规模最大、用户最多、影响最广泛的计算机互联
文件服务器
用
域名服务器
服
打印服务器
务
通信服务器
器
数据库服务器
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➢网络互联设备简介
• 由于网络的普遍应用，为了满足在更大范围内实现相互通信 和资源共享，导致了网络之间的互联。
• 网络互联时，必须解决在物理上如何把两种网络连接起来的 问题（如两个网络互访与通信时，要解决其协议方面的差别、 速率与带宽的差别等）。要解决这些问题，协调、转换机制 的部件就是中继器、网桥、路由器和网关等。
国际标准组织（ISO）提出的开放系统互联（OSI）参考模型。它将数据 从一个站点到达另一个站点的工作按层分割成七个不同的任务。
网络体系结构：指计算机网络的各个层和在各层上使用的协议。
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开放系统互连OSI参考模型
应用层 表示层 会话层
应用层
资
表示层
源 子
会话层
网
传输层
传输层
网络层 链路层 物理层
网络层
指信道能传送信号的频率宽度，可传送的信号的最高频率与最低频率之差。
数字信 号
比特率：单位时间内传输二进制代码有效位数，单位为b/s 波特率：线路中每秒传送的波形的个数，其单位为baud
两者的换算关系为：
比特率 = 波特率 × log 2 N
模拟信 号
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4.线路通信方式
单工通信（单向） 信息流是单方向的且不能改变
光纤和光 端设备
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无线介质
在电磁波频谱中，目前可用于通信的有无线电波、微波、红外、可见光。
地面微波通信
卫星微波通信
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7.交换技术
电路交换
报文交换
分组交换
电路交换 是一种直接交换方式。发送点与接收点之间构成一 条实际连接的专用物理线路。
报文
报文控制信息 报文正文信息
结束信息
以报文为交换单位，临时选择通信 网络中的一条线路传送数据。
协议三要素
协议 一套关于信息传输顺序，信息格 式和信息内容等的约定。
语法：数据与控制信息的结构或格式 语义：用来说明通信双方应当怎么做 同步：详细说明事件如何实现
例:甲乙两个人通电话
语法：电话号码；
语义：响铃（表示有电话打进），乙接电话，通话等一系列的动作；
同步：甲先拨电话，响铃，乙接听电话，等一系列的通话时序。
星型 拓扑
特点： 通信协议简单 对外围站点要求不高 单个站点故障不会影响全网
电路利用率低，连线费用大 网络性能依赖中央结点 每个站点需要有一个专用链路
特点： 结构简单，可靠性高 布线容易，连线总长度小于星型结构 对站点扩充和删除 总线任务重，易产生瓶颈问题 总线本身的故障对系统是毁灭性的
总线拓扑结构
NetBEUI
NetBEUI（NetBIOS Extend User Interface）是网络基本输入输 出系统扩展用户接口。是一个小但效率高的通信协议。
IPX/ SPX
IPX（Internet Packet Exchange Protocol）是在网络层运行互连 网包交换协议。使应用程序能在互连网络上发送包和接收包。
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光缆
光缆的芯线是由光导纤维做成，它传输光脉冲数字信号。 多模光纤：由发光二极管产生用于传输的光脉冲，通过内部的多次反 射沿芯线传输。可以存在多条不同入射角的光线在一条光纤中传输。 单模光纤：使用激光，光线与芯轴平行，损耗小，传输距离远，具有 很高的带宽，但价格更高。在2.5Gb/s的高速率下，单模光纤不必采用 中继器可传输数十公里。
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调制解调器
一种通过公用电话网（PSTN）连接计算机的设备。实现 模拟信号和数字信号的转换。
模拟信号
电话网数字信号数字信号 Nhomakorabea调制
调制解调器的技术指标 传输速率：9600b/s、14400b/s、
28800b/s、33.6kb/s、56kb/s、112kb/s
解制
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➢网络软件系统
•局域网上流行的传输协议软件有：
通过中继器连接两个网段
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网桥
在OSI模型的数据链路层上实现互连的设备 。网桥的主要功能 有：过滤和转发;连接不同的传输介质，但无路径选择能力 。 网桥能够读取目标地址信息，并决定是否向网络的其他段转发
同一网段不转发
不同网段 网桥转发
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路由器
连接多个网络或网段的网络设备，在OSI模型的网络层上实现互
包括硬件、软件和数据资源的 共享。
3．分布式处理
网络系统中若干台计算机可以 互相协作共同完成一个任务。
软件共享
硬件共享
6
8.1.3 计算机网络的分类
1．按地理范围分类 局域网
局域网内传输速率较高，误码率低，结构简单容易实现。 具体标准是美国电气工程师协会制订的IEEE 802系列标准。