《大学信息技术导论》第 4 章

《大学信息技术导论》

第 4 章

2004 年 8月

第 4 章计算机网络

4.1 计算机网络基础

4.1.1 计算机网络概述

1 、计算机网络的定义所谓计算机网络，是指利用通讯线路将多个独立的计算机相互连接起来，并在网络软件的支持下实现数据通信和资源共享的计算机的集合

4.1.1 计算机网络概述

2 、网络的功能

资源共享：软件、硬件信息交换：电子邮件、新闻分布式处理：多点协作应用可靠性：冗余、备份

4.1.2 计算机网络的构成

1 、计算机网络的组成

早期网络：完成数据处理与数据通信两大基本功能资源子网—负责数据处理的主计算机与终端通信子网—负责数据通信处理的通信控制处理机与通信线路

资源子网和通信子网两个部分的结构图

通信子网

资源子网

CCP

CCPCCP

CCP

CCP

CCP

主机主机

主机主机

终端

终端终端

终端


资源子网的组成主机终端终端控制器外设软件资源信息资源主机（ host ）大型机、中型机、小型机、工作站

终端（ terminal ）用户访问网络的界面 ; 终端可以是简单的输入、输出终端，也可以是带有微处理机的智能终端 ; 终端可以通过主机连入网内，也可以通过终端控制器、报文分组组装与拆卸装置或通信控制处理机连入网内。


通信子网：通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务；通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络结点；通信控制处理机作为与资源子网的主机、终端的连接的接口，将主机和终端连入网内；通信控制处理机作为通信子网中的分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能；


现代网络：随着微型计算机的广泛应用，大量的微型计

算机是通过局域网连入广域网，而局域网与广域网、广域网与广域网的互连是通过路由器实现的；

在 Internet 中，用户计算机需要通过校园网、企业网或 ISP 联入地区主干网，地区主干网通过国家主干网联入国家间的高速主干网，这样就形成一种由路由器互联的大型、层次结构的互联网络。


由路由器互联的大型、层次结构的互联网络示意图

通信子网

路由器

路由器

路由器

路由器

路由器

路由器主机

局域网

主机

局域网

主机

局域网

主机

局域网

大型机大型机


2 计算机网络的分类按局域网 LAN 按总线 BUS地拓星型 STAR理城域网 MAN 扑环型 RING范结树型 TREE围广域网 WAN 构网状 MESH


2 计算机网络的分类

按有线网按点对点按服务器 / 客户机传通服输信务介方方质无线网式广播式式对等


4.2 数据通信基础

4.2.1 数据通信的基本知识通信系统模型：

信源：模拟信号、数字信号信源：模拟信号、数字信号变换：调制解调、多路复用、数据编码变换：调制解调、多路复用、数据编码信道：带宽与容量、误码率信道：带宽与容量、误码率

变换变换信源信源信宿信宿变换变换

噪声噪声

信道信道


数字信号：当通信中的数据用离散的电信数字信号：当通信中的数据用离散的电信号表示时，就称为数字信号。号表示时，就称为数字信号。模拟信号：当通信中的数据用连续载波表模拟信号：当通信中的数据用连续载波表示时，就称为模拟信号。示时，就称为模拟信号。


主要技术指标：调制速率（波特率）调制速率（波特率）单位时间内传输的波形数，单位为 baud 。 B=1/T 其中 T 表示单位脉冲宽度。

数据传输速率（比特率）数据传输速率（比特率）每秒能传输多少构成数据的位数，它以位 /秒为单位，简称 bps 。


主要技术指标：

带宽：信道所能传输信号的频率范围带宽：信道所能传输信号的频率范围容量：信道每秒钟所能传输的比特数容量：信道每秒钟所能传输的比特数误码率：在通信系统中衡量系统传输可靠性的指标，误码率：在通信系统中衡量系统传输可靠性的指标，它的定义是二进制码元在传输系统中被传它的定义是二进制码元在传输系统中被传错的概率：错的概率： Pe = Ne/N Pe = Ne/N 其中其中 N N 表示表示传传输的二进制码元总数；输的二进制码元总数； NeNe 表示被传错的表示被传错的码码元数。元数。

4.2 数据通信基础4.2.2 数据通信方式数据传输方式 (1) ：单工：单向传输半双工：双向但某个时刻只能单向传输全双工：双向同时传输

4.2 数据通信基础4.2.2 数据通信方式数据传输方式 (2) ：

串行：通信线路只有一条（或 2、 4条），与传输数据无关，用于远距离传输。并行：通信线路与数据传输的位数相同，用于短距离传输。


4.2.2 数据通信方式数据传输方式 (3) ：同步：同步传输采取的是位同步的技术，同步：同步传输采取的是位同步的技术，即各字符没有起止位，即各字符没有起止位，接收端和发送端的接收端和发送端的时钟必须取得同步时钟必须取得同步。能识别每一位。。能识别每一位。异步：发送方与接收方之间在发送数异步：发送方与接收方之间在发送数据前无需协调（同步），只要数据准备好据前无需协调（同步），只要数据准备好即可发送，可以有任意长的发送间歇。即可发送，可以有任意长的发送间歇。


SYN SYN ......

一个或多个SYN字符

控制字符数据字符控制字符

终止位(逻辑“0”)

起始位(逻辑“1”)

t

b0b1b2b3b4b5b6

5字节 4字节 3字节 2字节 1字节


4.2.3 数据传输技术数据传输和调制解调为什么要调制：数字信号不利于长距离传输，由无数个谐波组成，频带很宽 ,因此相应的损耗也很大。一个正弦信号能比其它信号传输到更远的地方。调制方式：调幅、调频和调相。正弦信号的振幅、频率或相位被调制后可用来传递信息。通过改变幅度、频率和相位变化的状态数，可以在一个载波周期中（一个状态变化）编入多位数据。


4.2.3 数据传输技术

基带传输：信号未经调制而传输， LAN 中使用基带传输，需好信道。

频带传输：信号经调制再传输，收端解调。

宽带传输：利用更宽的频带进行多种数据传输。。

4.2 数据通信基础4.2.4 多路复用把若干个彼此无关的信号合并为一个复合信号，并在一条共用信道上进行传输。


4.2.4 多路复用

频分多路复用 FDM ：把若干路信号调制到频谱的不同位置，以便在同一介质中传输。

同步时分多路复用 STDM ：将不同的时隙平均分配给若干路信号。

异步时分多路复用 ATDM ：只有当某一路信号有数据要发送时才把时隙分给它，也称为统计时分复用。

波分多路复用 WDM ：一条物理信道中同时传输多路不同波长的信号。

4.2 数据通信基础4.2.5 交换技术 1 1 线路交换线路交换线路建立：建立点到点连接，呼叫应答线路建立：建立点到点连接，呼叫应答数据传输：通过连接线路进行数据传输数据传输：通过连接线路进行数据传输线路拆除：传输完毕后释放线路线路拆除：传输完毕后释放线路 2 2 报文交换报文交换传输前不需要专门建立链路，只需将相传输前不需要专门建立链路，只需将相关信息封装成报文利用当前链路进行网关信息封装成报文利用当前链路进行网络数据转发。络数据转发。


3 分组交换

数据报：数据报分组自带地址信息数据报：数据报分组自带地址信息

虚电路：永久虚电路虚电路：永久虚电路

交换虚电路电路创建交换虚电路电路创建数据传输数据传输电路释放电路释放


虚电路服务在传送数据之前，首先通过虚呼叫建立一条虚电路，所有分组沿同一条路径传送，并且按发出顺序到达。类似电路交换，建立连接之后，分组中只需要携带连接标识，可以在建立连接时协商参数、开销等。

数据报每个分组单独传送；网络为每个分组单独选路，路径可能不同；分组达到，顺序可能与发出顺序不同；分组中需要携带完整的目的地址。

4.2 数据通信基础虚电路服务

1.3 1.2 1.1

2.3 2.2 2.1

2.32.2

2.1

1.31.2

1.1

A

B

C

A 1

2

3

4

5

B

C

vc1

vc2

v1: A--1---4--B

vc2: A--1--3--5--C

4.2 数据通信基础数据报服务

B.3 B.2 B.1

C.3 C.2 C.1

C.3C.2 C.1

B.3B.2

B.1

A

B

C

A 1

2

3

4

5

B

C

B.3 B.2

B.1

C.3 C.2

C.1

4.2 数据通信基础虚电路和数据报比较

4.2 数据通信基础虚电路路由表的建立

A

ED

CB

H2 H3

H1

H4

H5

依次建立 5 条 VC ：

VC1 ： A--B--E

VC2 ： A--B--D

VC3 ： B--D--E

VC4 ： C--E--D

VC5 ： A--B--C--D

入口

出口

H1

H1

H1

1

2

5

0

1

2

B 0

1

2

B

B

入口

出口

A

A

H2 3

0

1

0

E 0

0

1

D

D

入口

出口

B

B

E

0

1

0

H4 0

0

1

E

H4

入口

出口

H3

B

4 0

0

0

E 0

0

2

D

入口

出口

B

D

C

0

0

0

H5 0

1

0D

A

B

C

D

E

A 2 C 0

H5

C H4

4.3 网络通信基础数据传输模型：数据传输模型：数据通过发送器编码形成一定形式的能量，可以是电、光、数据通过发送器编码形成一定形式的能量，可以是电、光、电磁波或声音。电磁波或声音。能量通过一定的介质（铜、玻璃或空气）进行传输。能量通过一定的介质（铜、玻璃或空气）进行传输。在接收端将能量解码成数据。在接收端将能量解码成数据。

4.3 网络通信基础

4.3.1 4.3.1 网络传输介质和设备网络传输介质和设备双绞线：双绞线：双绞线由两根绞合成有规则的螺旋形图样的绝缘铜线组成。双绞线由两根绞合成有规则的螺旋形图样的绝缘铜线组成。

分类：非屏蔽双绞线分类：非屏蔽双绞线 (UTP):(UTP): 外皮为塑料，不具有屏蔽能力。外皮为塑料，不具有屏蔽能力。屏蔽双绞线：外皮为金属，具有屏蔽能力。屏蔽双绞线：外皮为金属，具有屏蔽能力。 LANLAN 上常用上常用 UTPUTP ，， 33 类传类传 10M10M ，， 55 类传类传 10M/100M10M/100M ，， RJ45头——以太网使用 RJ11头——电话使用

4.3 网络通信基础双绞线

铜线绝缘层外屏蔽层外部保护层

a（）屏蔽双绞线

铜线绝缘层外部保护层

b（）非屏蔽双绞线

4.3 网络通信基础同轴电缆同轴电缆数字传输数字传输 50 50 模拟传输模拟传输 7575

内导体绝缘层外屏蔽层外部保护层

4.3 网络通信基础光纤光纤

光纤芯包层外部保护层

(a)

保护层

包层

光纤芯

(b)

4.3 网络通信基础光纤


光纤光纤输入脉冲输出脉冲

a（）多模光纤

b（）单模光纤

输入脉冲输出脉冲


无线与卫星通信技术无线与卫星通信技术 •电磁波的传播有两种方式： — 以无线方式一种是在自由空间中传播； — 以有线方式在同轴电缆、双绞线、光纤中传输。

•目前以无线方式进行通信的主要有： — 无线（ radio ）； — 微波（ microwave ）； — 红外（ infrared ）； — 可见光（ visible light ）

4.3 网络通信基础无线与卫星通信技术无线与卫星通信技术

微波通信

视距通信

地球表面


地球表面

无线与卫星通信技术无线与卫星通信技术

微波通信

电离层反射

4.3 网络通信基础无线与卫星通信技术无线与卫星通信技术

蜂窝无线通信


卫星

地球表面

卫星

发送

多点接收多点接收

无线与卫星通信技术无线与卫星通信技术卫星通信


常用网络设备常用网络设备中继器：信号还原再生，延长传输距离中继器：信号还原再生，延长传输距离 (Repeater)(Repeater) 集线器：等同于多端口的中继器集线器：等同于多端口的中继器 (Hub)(Hub)

4.3 网络通信基础常用网络设备常用网络设备网桥：分割冲突域，按照网桥：分割冲突域，按照 MACMAC 地址转发数据地址转发数据 (Bridg(Bridge)e)


常用网络设备常用网络设备交换机：等同于多端口的网桥，数据链路层设备交换机：等同于多端口的网桥，数据链路层设备 (Switche(Switcher)r)

4.3 网络通信基础常用网络设备常用网络设备路由器：网络中数据信息的路由转发设备，连接不同路由器：网络中数据信息的路由转发设备，连接不同网段和异构网络环境，网络层设备网段和异构网络环境，网络层设备 (Router)(Router)

4.3 网络通信基础常用网络设备常用网络设备网卡：主机与网络的接入设备（网卡：主机与网络的接入设备（ NICNIC ））

系统接口

Ethernet控制器MAC（）

曼彻斯特编码PLS译码器（）

收发器MAU（）

主机系统总线

同轴电缆

主机系统

AUI接口


Ethernet控制器MAC+MENDEC（）

I EEEAddressEPROM

缓冲存储器

收发器

网卡AUI接口

BNC接口

I / O接计算机总线

接传输介质


4.3.2 OSI4.3.2 OSI 参考模型及网络协议参考模型及网络协议

网络协议：网络协议：网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准；网络协议的三要素：语义、语法与时序；

语义：用于解释比特流的每一部分的意义；语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序的意义；时序：事件实现顺序的详细说明。

4.3 网络通信基础4.3.2 OSI4.3.2 OSI 参考模型及网络协议参考模型及网络协议

通信者活动

邮局服务业务

邮局转送业务

发信者收信者

运输部门的邮件运输业务

书写信件贴邮票送邮箱

收集信件盖邮戳信件分拣

信件打包送运输部门

路由选择运输

转送邮局接收邮包

分发邮件邮件拆包

信件投递信件分拣

阅读信件通信者活动

邮局服务业务

邮局转送业务

4.3 网络通信基础4.3.2 OSI4.3.2 OSI 参考模型及网络协议参考模型及网络协议 OSI 参考模型两大国际组织：国际电报与电话咨询委员会： CCITT

（ Consultative Committee on International

Telegraph and Telephone ）国际标准化组织 : ISO

（ International Standards Organization ）

CCITT 与 ISO 的工作领域是不同的： CCITT 主要是考虑通信标准的制定； ISO 主要是考虑信息处理与网络体系结构。

4.3 网络通信基础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

传输介质传输介质传输介质

主机

CCP

网络层

数据链路层

物理层

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

主机

CCP

网络层

数据链路层

物理层

4.3 网络通信基础OSI 参考模型－数据传输过程

网络层

数据链路层

物理层

数据链路层

物理层

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

传输介质传输介质传输介质

CCP

网络层

A应用进程

OSI环境

B应用进程

A主机 B主机

A CCPB

4.3 网络通信基础OSI 参考模型－数据传输过程

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

A应用进程 B应用进程

比特序列

帧

分组

报文

数据单元

数据单元

数据

数据

传输介质

A主机 B主机

4.3 网络通信基础 TCP/IPTCP/IP 模型模型


TCP/IPTCP/IP 模型与模型与 OSIOSI 模型的对应关系模型的对应关系

4.4 局域网（ LAN ）

总线型拓扑结构总线型拓扑结构

总线型局域网的介质访问控制方法采用的是 “ 共享介质”方式；所有结点都连接到一条作为公共传输介质的总线上；总线传输介质通常采用同轴电缆或双绞线；所有结点都可以通过总线传输介质以“广播” 方式发送或接收数据，因此出现“冲突（ collision ）”是不可避免的；“冲突”会造成传输失败；必须解决多个结点访问总线的介质访问控制（ MAC ， medium access control ）问题。


总线型拓扑结构总线型拓扑结构

总线

结点

结点

总线

(a) (b)

冲突

结点

总线


环型拓扑结构环型拓扑结构

结点使用点—点线路连接，构成闭合的环型结构；环中数据沿着一个方向绕环逐站传输；多个结点共享一条环通路；环建立、维护、结点的插入与撤出。


环型拓扑结构 :结点使用点—点线路连接，构成闭合的环型结构；

结点

结点

(a) (b)


星型拓扑结构 :逻辑结构与物理结构的关系交换局域网的物理结构

(a) (b)

结点

结点

中央结点

中央结点

4.4 局域网（ LAN ）IEEE 802 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

OSI参考模型

逻辑链路控制子层

IEEE 802参考模型

介质访问控制子层

物理层

4.4 局域网（ LAN ）IEEE 802 参考模型

802. 10 可互操作的局域网安全

802. 2 逻辑链路控制子层

802. 3CSMA/ CD

802. 4令牌总线

802. 5令牌环

802. 6城域网

802. 9语音与数据综合局域网

802. 11无线局域网

802. 1 体系结构与网络互联


局域网产品类型与相互之间的关系局域网产品类型与相互之间的关系

局域网

共享介质局域网

交换式局域网

以太网

令牌总线

令牌环

FDDI

快速以太网千兆以太网

FDDI Ⅱ FFOL

交换式以太网

ATM局域网仿真

I P over ATM

MPOA

虚拟局域网

4.4 局域网（ LAN ）虚拟局域网的实现技术

(a) 物理结构

VLAN1

VLAN2

VLAN2

VLAN1

VLAN1

VLAN2

VLAN2

VLAN1 VLAN2

VLAN1

(b) 逻辑结构

•用交换机端口号

定义虚拟局域网；•用 MAC 地址定

义虚拟局域网；•用网络层地址

定义虚拟局域网； •IP 广播组虚拟局域网。

4.5 城域网和广域网

4.5.1 4.5.1 广域网的特征广域网的特征

广域网用来构成能跨越任意远的距离，广域网用来构成能跨越任意远的距离，连接任意多台计算机的网络，并且是可连接任意多台计算机的网络，并且是可扩展的。扩展的。

广域网用包交换机来代替局域网的共享广域网用包交换机来代替局域网的共享介质，保证了其可扩展性和足够的性能。介质，保证了其可扩展性和足够的性能。


广域网的连接类型线路交换网线路交换网

专用线路网专用线路网

分组交换网分组交换网

4.5 城域网和广域网广域网的接入方式广域网的接入方式拨号线连接拨号线连接是借助公用交换电话网(PSTN- Public Switch Telephone Network), 通过电话线以拨号方式接入网络的广域网连接方法。

Modem计算机 Modem 计算机

PSTN

数字信号模拟信号数字信号

4.5 城域网和广域网广域网的接入方式广域网的接入方式拨号线连接

PSTN

Modem 校园网

56K(V. 90)Modem

Ci sco5300

Ci sco

2511

E1I nternet

33.6K(V.34)Modem

4.5 城域网和广域网不对称式数字用户线 xDSL 是 ADSL 、 SDSL 、 HDSL 、 IDSL 和 VDSL 技术的总称。不对称式数字用户线（ ADSL-Asymmetric Digital Subscriber Line)是一种调制技术，它利用普通电话线进行高速数据传输。 ADSL能在现有电话线上传输高带宽数据、多媒体和视频信息，并且允许数据和话音在一根电话线上同时传输，它是单个计算机高速接入网络的最新技术。 ADSL 技术提供的数据传输速率是不对称的，下行速率： 1.5Mbps-8Mbps ，上行速率 :16Kbps-640Kbps ，

4.5 城域网和广域网Cabel Modem Cabel Modem是近几年发展起来的又一种家庭电脑入网的新技术，它是一种以有线电视使用的宽带同轴电缆作为传输介质，利用有线电视网（ CATV）提供高速的数据传输的广域网连接技术。 Cabel Modem 除了提供视频信号业务外，还能提供语音、数据等宽带多媒体信息业务。这种技术也具有不对称的特性，其上、下行速率各不相同。 Cabel Modem的上行速率是 768Kbps,下行速率最高可以达到 38Mbps 。目前有两个 Cabel Modem 标准，它们是 MCNS和 DOSSIS。


DDN DDN （ Digital Data Network)是公共数字数据网，是我国电信部门专为国内用户提供多种不同传输速率（ 64Kbps-2Mbps ）的数字专线租用服务而建立的公共网络系统。 DDN 可为用户提供一条高带宽、高质量的数据传输通道。数字专线有两个标准， T1 是北美标准，带宽为 1.544Mbps ， E1 是欧洲标准，带宽为 2.048Mbps ， DDN 数字专线可提供高质量，高速率的数据传输，它常用于实现远程局域网之间点到点的连接

4.5 城域网和广域网DDN 示例

路由器同步 Modem

路由器

DDN / 256K

HDLC

天津大学北京大学

HDLC


公用分组交换数据网 P S D N 公用分组交换数据网（ P S D N - P a c k e t S w i t c h e d D a t a

N e t w o r k ) , 是一种以分组（ P a c k e t ）为基本数据单元进行数据交换的通信网络。由于公用分组交换数据网使用 X . 2 5 协议标准，故通常也称它为 X . 2 5 网。

X . 2 5 规定的是分组终端与分组交换网的接口规程，它是一组协议，包括物理层协议（ X . 2 1 b i s ）、数据链路层协议 ( L A P B ) 和网络层协议，

XX .. 22 55 的的编编址址规规程程是是 XX .. 11 22 11 ，， XX .. 11 22 11 地地址址用用 11 55 位位十十进进制制数数表表示示

X X X I P Z X X X

D C C 国家码

D N I C

X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10

4.5 城域网和广域网Frame Relay 帧中继（ Frame Relay）是 80 年代出现、近几年才兴起的一种新的公用数据交换网，它是由 X.25发展起来的快速分组交换技术。帧中继与 X.25有基本相同之处是它们都用分组交换技术，都是对等式的点对点通信。从设计思想上看，帧中继与 X.25的差异是，帧中继注重快速传输，而 X.25 强调高可靠性，所以在 X.25网内，对传输的数据进行校验，并具有出错处理机制，而帧中继省略了这个功能，因此，帧中继传输速度快（ 64Kbps-2.048Mbps ）。


Frame Relay 示例

帧中继

同步 Modem路由器

南开大学

天津理工大学

校园网

校园网


ISDN 综合业务数字网是一种信息通信网,可以通过

普通电话线支持话音、数据、图形、视频等多种业务的通信。

ISDN提供两种服务类型，PRI和 BRI: PRI（Primary Rate Interface）是主速率接

口(集群速率)，可提供 30B+D（欧洲标准）或23B+D(北美标准)信道。

BRI（Basic Rate Interface）是基本速率接口,可提供 2B+D信道，


4.5.3 城域网城域网的主要功能城域网的主要功能 IPIP 语音服务语音服务高速网络接入高速网络接入 VODVOD视频点播视频点播远程教育远程教育远程医疗远程医疗远程监控远程监控


城域网建设中的问题城域网建设中的问题光纤的铺设光纤的铺设

光纤的传输方案光纤的传输方案

接入方案的选择接入方案的选择


4.5.4 4.5.4 光传输网络光传输网络摩尔定律和光纤定律

早在 1964年，英特尔公司创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)在一篇很短的论文里断言：每 18个月，集成电路的性能将提高一倍，而其价格将降低一半。这就是著名的摩尔定律 (Moore's Law)。联合国“ 1999 世界电信论坛会议”副主席约翰·罗斯 (John Roth)在 10 月 10 日论坛开幕演说时提出“新摩尔定律”——光纤定律 (Optical Law)， Internet频宽每 9个月会增加一倍的容量，但成本同时降低一半，比芯片变革速度的每 18 个月还快。


ATMATM 技术技术ATM 是一种面向连接的技术；采用小的、固定长度 53 字节的信元作为数据传输单元；能够支持数字、语音、图像、视频等多媒体通信；ATM 以统计时分多路复用方式动态分配网络带宽，网络传输延时小，适应实时通信的要求；ATM没有链路级纠错与流量控制，协议简单，数据交换效率高；ATM采用两级虚电路机制，增加了虚电路分配的灵活性；ATM 的数据传输速率可以在 155Mb/s～ 2.4Gb/s 。

4.5 城域网和广域网ATM 技术ATM 是一种高速分组交换技术，交换的基本数据传输单元是信元；在 ATM 交换方式中，文本、语音、视频等所数据将被分解为长度固定的信元（ Cell ）；信元有一个 5 字节的信元头（ header ）与一个 48 字节的用户数据（ user data ），信元长度为 53 字节。

53字节

信元头用户数据

48字节5字节


SONET/SDH技术：

同步光纤网的概念是由美国贝尔通信研究所首先提出来的；设计同步光纤网的目的是解决光接口标准规范问题，定义同步传输的线路速率的等级体系，以使不同的厂家的产品可以互连，从而能够建立大型的光纤网络；1988年 ITU-T 接受了 SONET 的概念，并重新命名为同步数字体系 SDH ，使之不仅仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输，成为通用性技术体制；ITU-T对 SDH 的速率、复用帧结构、复用设备、线路系统、光接口、网络管理和信息模型等进行了定义，确立了作为国际标准的同步数字体系 SDH ；

4.5 城域网和广域网SONET/SDHSONET/SDH技术：技术：

多路复用器

.

.

.

T1

T1

T1

多路复用器

T3

多路复用器

T3

3:1多路复用器

4:1多路复用器

编码器电光转换器

STS-1

STS-1

STS-1

STS-3

STS-3

STS-3

STS-3

STS-12 OC-12

4.6 INTERNET

4.6.1 INTERNET基本工作原理

网络地址－ IP 地址互连网络中需要有一个全局的地址系统TCP/IP 协议的网络层使用的地址标识符叫做 IP 地址IP v.4 中 IP 地址是一个 32 位的二进制地址；网络中的每一个主机或路由器至少有一个 IP 地址；在 Internet 中不允许有两个设备具有同样的 IP 地址；如果一台主机或路由器连接到两个或多个物理网络，那么它可以拥有两个或多个 IP 地址。

4.6 INTERNET

网络地址－网络地址－ IPIP 地址地址IP 地址采用分层结构；组成：由网络号（ net ID ）＋主机号（ host ID ）

网络号主机号

IP地址

4.6 INTERNET

网络地址－网络地址－ IPIP 地址地址

cc:mailFrom: 168.113.2.144

To: 155.233.25.76

IP数据包

数据

发送分组的主机 — 源主机源 IP 地址

接收分组的主机 —目的主机目的 IP 地址

4.6 INTERNET

IP 地址分类IP 地址长度为 32 位 ( 十进制地址 ) ，采用 x.x.x.x 的格式来表示，每个 x 为 8位，每个 x 的值为 0～ 255 （例如 202.113.29.119 ）； IP 地址中第一个字节的前 5 位用于标识 IP 地址的类别：

A 类地址的第一位为 0 ； B 类地址的前两位为 10 ； C 类地址的前三位为 110 ； D 类地址的前四位为 1110 ；

E 类地址的前五位为 11110 。

4.6 INTERNET

(7 )网络号位 (24 )主机号位A类地址

1 8 16 24 32

10 (14 )网络号位 (16 )主机号位B类地址

110 (21 )网络号位 (8 )主机号位C类地址

1110 (28 )组播地址位D类地址

11110 保留用于实验和将来使用E类地址

主机地址范围

1.0.0.0到127.255.255.255

128.0.0.0到191.255.255.255

192.0.0.0到223.255.255.255

224.0.0.0到239.255.255.255

240.0.0.0到247.255.255.255

0

4.6 INTERNETIP头结构

版本（ 4位）

头长度（ 4位）

服务类型（ 8位）

封包总长度（ 16位）

封包标识（ 16位）标志（ 3位）片断偏移地址（ 13位）

存活时间（ 8位）

协议（ 8位）

校验和（ 16位）

来源 IP地址（ 32位）目的 IP地址（ 32位）

选项（可选）填充（可选）数据

4.6 INTERNET

域名系统域名系统域名 — 用字符表示的网络主机名，是一种主机标识符； IP 地址 — 数字型，难于记忆与理解；

域名 — 字符型，直观，便于记忆与理解； IP 地址 — 用于网络层；域名 — 用于应用层； IP 地址与域名都应该是全网惟一的，并且它们之间具有对应关系。

4.6 INTERNET

域名系统域名系统 TCP/IP 协议中规定的层次型名字管理机制叫做域名系统；域名系统将整个 Internet划分为多个顶级域，并为每个顶级域规定了通用的顶级域名；Internet 主机域名的一般格式为：

主机域名

. . .四级域名三级域名二级域名顶级域名

4.6 INTERNETInternet 域名空间的树状结构

i nt comedu gov mi l net cn uk j p . . .org

组织国家或地区

顶级域名

com edugov i nt net bj sh tj . . .orgac

i bm hp ci sco . . .二级域名

nankai pku . . .tsi nghua

www cs ee . . .

三级域名

四级域名

根

4.6 INTERNET

Internet Internet 服务商服务商

ISP ISP 接入服务提供商接入服务提供商

ICP ICP 信息内容提供商信息内容提供商

ASP ASP 信息化建设服务提供商信息化建设服务提供商

IDC IDC 信息租用服务、托管服务提供商信息租用服务、托管服务提供商

4.6 INTERNET

4.6.2 中国的 Internet 主干网络

三层结构三层结构核心层核心层区域网区域网接入层接入层典型代表典型代表中国公用计算机互联网中国公用计算机互联网 (CHINANE(CHINANET) T)

中国科学技术计算机网中国科学技术计算机网 (CSTNET)(CSTNET)

中国教育和科研计算机网中国教育和科研计算机网 (CERNE(CERNET)T)

中国金桥信息网中国金桥信息网 (ChinaGBNET)(ChinaGBNET)

4.6 INTERNET

4.6.3 Internet 的接入方式 1.1. 专线连接专线连接 2.2. 电话拨号连接电话拨号连接 3.3. 局域网连接局域网连接 4.4. 无线连接无线连接

图 4.9 显示拨号连接方式

图 4.10 通过局域网接入 Internet

4.6 INTERNET

4.6.4 Internet 的接入技术

1. 1. 有线有线接入技术接入技术（（ 11 ）电话线接入）电话线接入（（ 22 ）基于）基于 HFCHFC 网的网的 Cable ModemCable Modem 技术技术（（ 33 ）光纤接入）光纤接入

4.6 INTERNET

4.6.4 Internet 的接入技术 2. 2. 无线接入技术无线接入技术

（（ 11 ）） MMDSMMDS 接入技术接入技术（（ 22 ）） LMDSLMDS 接入技术接入技术（（ 33 ）卫星通信接入技术）卫星通信接入技术（（ 44 ）不可见光纤无线系统）不可见光纤无线系统（（ 55 ）） GSMGSM 接入技术接入技术（（ 66 ）） CDMACDMA 接入技术接入技术（（ 77 ）） CDPDCDPD 接入技术接入技术（（ 88 ）蓝牙技术）蓝牙技术（（ 99 ）） HomeRFHomeRF 技术技术（（ 1010 ）） EDGEEDGE 接入技术接入技术（（ 1111 ）） WCDMAWCDMA 接入技术接入技术

4.6 INTERNET

4.6.5 无线接入技术的应用 1 ．无线接入技术与网络教育应用研究内容 :

（ 1 ）无线信道的网络教育节目的传输和交换通道的平台优化研究；（ 2 ）无线接入和无线通信协议与教育平台接口的研究；（ 3 ）移动授课、训练等课件的研究；（ 4 ）无线接入网络教育的计费与结算接口工具的研究；（ 5 ）无线传输编码与网络教育内容的转换工具集的研究。 2 ．无线局域网（ WLAN ） 3 ． GPRS 与 3G 和 4G

4.6 INTERNET

4.6.6 Internet 的应用 1. 1. 万维网万维网 WWWWWW

超文本（ Hypertext ）技术超媒体（ Hypermedia ）超链接（ Hyperlink ）

在整个 Internet上， WWW站点之间通过超链接相互关联，形成了一个蜘蛛网状的信息网，这也是万维网被称为 World Wide Web 的原因。用户通过浏览器可以浏览万维网上任何 WWW站点，查找自己需要的信息，而并不用关心这些信息所在的实际位置。

4.6 INTERNET

客户机 / 服务器（ C/S ）模式 Browser ： netscape IE 功能强大、使用简便

统一资源定位器 URL URL ：协议： // 域名 [ ：端口 ][/ 文档路径 ] URL 用来标识万维网上的各种站点和文档，可以作到每一个文档在 Internet 的范围内都具有唯一的标识。

4.6 INTERNET

2. 电子邮件 E-mail

电子邮件是人们在 Internet上最先使用的服务。电子邮件系统有它自己的独特之处：方便、快捷、廉价工作模式：用户代理 (UA:User Agent)又称为邮件阅读器。编辑、发送、阅读和管理电子邮件。传输代理 (MTA:Message Transfer Agent) 又称为邮件服务器。起“邮局” 作用，接收用户邮件，根据地址传输，传送到接收方的邮件服务器，并将邮件存放在用户邮箱内

4.6 INTERNET

2. 电子邮件 E-mail

4.6 INTERNET

3. 3. 新闻组新闻组NewsgroupNewsgroup 信息服务的主要功能提供新闻、信息、交谈、评论等信息资源

新闻阅读器（ Newreader ） News Xpress WinVN WinTrumpet Outlook

4.6 INTERNET

4. FTP4. FTP FTP 客户程序接收用户从键盘输入的命令；分析命令并传送给服务程序请求；接收并在本地屏幕上显示来自服务程序的信息；根据命令送或接数据。 FTP 服务程序接收并执行客户程序发过来的命令；与客户程序建立 TCP 连接；完成与客户机交换文件的功能；将执行状态信息返回给客户机。

4.6 INTERNET

4. FTP4. FTP

Software

Program

README

ftp ftp.pku.edu.cn

Username:anonymous

Password:[email protected]

FTP & Anonymous FTP

Anonymous FTP Server

ftp.pku.edu.cn

4.6 INTERNET

5. Telnet5. Telnet

远程访问，共享远程系统的资源。使用远程计算机上的 Internet 信息服务工具，

访问其他 Internet 信息服务。借助匿名 Telnet, 使用户直接连接到 Gopher 、

Archie 、 WWW 、 News等信息服务程序上，访问

这些服务。指定 TCP/UDP 端口号的远程登录，使用户直接

进入一个相应的应用进程，访问该信息服务。

4.6 INTERNET

6. 6. 公告牌服务公告牌服务 BBSBBS

主要功能：电子邮件、信息发布、传输文件、谈天交流、分类讨论可用 Telnet 或浏览器 (IE) 访问 BBS ： telnet bbs.tsinghua.edu.cn

http://sun3000.pku.edu.cn:8800/index

4.6 INTERNET

7. 7. 信息浏览信息浏览 GopherGopher 服务服务菜单驱动的信息查询工具

Gopher 服务器上只有正文信息，内容丰富：计算机信息图书馆讨论组新闻（ News) FTP 其他的 Gopher和信息服务 Phone Books 搜索信息

用 Gopher客户软件访问 gopher.pku.edu.cn

4.6 INTERNET

8. 文件查找 Archic

9. 广域信息服务 WAIS

10. 邮件列表 Maillist

11. 视频会议12. 网格计算（ Grid Computing ）

谢谢 !

下课，再见！

《大学信息技术导论》第 4 章

Documents

Transcript of 《大学信息技术导论》第 4 章

《 大学信息技术导论 》 第 4 章

Documents

Transcript of 《 大学信息技术导论 》 第 4 章

《大学信息技术导论》第 4 章

Transcript of 《大学信息技术导论》第 4 章