第一章网络工程基础知识

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1.1 计算机网络
计算机网络的定义
计算机网络是指在协议控制下由 一台或多台计算机、若干台终端设备、 数据传输设备，以及用于终端和计算 机之间或者若干台计算机之间数据流 动的通信控制处理机等所组成的系统 的集合。
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简言之：
计算机网络是现代通信技术与计算机技术相 结合的产物。
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（3）功能： a:实现整个网络系统内连接，为传输层提供整个网络范 围内两个终端用户之间数据传输的通路。 b:提供建立，保持和释放通信连接手段。
4.传输层
（1）建立在网络层和会话层之间，是网络体系结构中高低 层之间衔接的一个接口层，它是整个分层体系协议的核心。 （2）功能： 从会话层接受数据，根据需要把数据切成较小的数据 片，并把数据传送给网络层，确保数据片正确到达网络层， 从而实现两层间数据的透明传送。
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本章小结

计算机网络的概念
相互连接的自治计算机的集合
计算机网络的功能
通信、共享、可靠性、节约投资、分布处理
计算机网络的分类
按地域分布、拓扑结构、传播方式等

OSI七层参考模型
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、
表示层、应用层
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作业：

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3.带宽:指信道允许的最高频率和最低频率之 差。它是物理信道的频带宽度。单位：赫兹 （Hz） 4. 信道容量:指物理信道上能够传输数据的最 大能力。 5. 误码率:指二进制码元在数据传输中被传错 的概率,也称为“出错率”。
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1.5 网络通信设备
在网络中，各个计算机之间必须通过网络 传输设备构成规定的链路。
中心 处理机 星型拓扑图
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环型 环型拓扑结构是由连接成封闭回路的网络 结点组成的，每一个结点与它左右相邻的结 点连接（见下图）。
环型拓扑图
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树型 树型拓扑结构又称为分级的集中式网络。 是星型结构的扩展，它采用分层结构，具有 一个节点和多层分支节点（见下图）。

网关（Gate Way） 连接两个完全不同结构的网络，发生在网络层上， 是网络层以上的互联设备总称。
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ISO:国际标准化组织
OSI:开放系统互连
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OSI七层模型介绍 :
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1. 物理层
(1) 物理层是OSI/ISO的第一层，它虽然处于最底层，却 是整个开放系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提 供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。 (2)数据单位是位 (3)物理层的主要功能 为数据端设备提供传送数据的通路,数据通路可以是 一个物理媒体,也可以是多个物理媒体连接而成.一次完整 的数据传输,包括激活物理连接,传送数据,终止物理连接. 所谓激活,就是不管有多少物理媒体参与,都要在通信的两 个数据终端设备间连接起来,形成一条通路。
第一章 网络工程基础知识
1.1 计算机网络 1.2 计算机网络发展史 1.3 计算机网络分类 1.4 网络通信基本概念 1.5 网络通信设备 补充

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第一章 网络工程基础知识
本章重点：
了解计算机网络的含义 掌握计算机网络的主要功能 理解网络的分类形式 了解计算机网络的五种结构（总线型、星型 及网络设备的使用） OSI七层参考模型
且没有信道竞争。

广播式结构网：一个共同的传播介质把各个计算
机连接起来，所有主机共享一条信道。由于信道共 享而容易引起信道访问冲突。
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1.4 网络通信基本概念

通信系统的主要指标：
1.数据传输速率S(比特率):指在有效带宽上,单位时间 内传送的二进制代码的有效位数(bit)数。它是一种 信号传输速率。 单位：bit/s kbit/s Mbit/s 2.波特率：指数字信号经过调制后的速率，即二进制 转换后的模拟信号每秒钟变化的次数。它是波形速 率。

调制解调器（MODEM） （1）它是通过电话线,连接网络的小型设备。一种数 字形式的电信号与模拟形式的电信号之间互相转换。 当前最便宜、最普及的网络户联设备。 （2）作用： 调制：将计算机的数字信号转换成电话使用的模 拟信号。
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解调：将电话使用的模拟信号转换成计算机能识 别的数字信号。 （3）传输速率一般为33.6Kbit/s、56Kbit/s 网络适配器（网卡） （1）完成工作站与局域网传输介质之间的物理连 接和电信号匹配接收、执行工作站与服务器送来的 各种控制命令。是计算机网络的专门附加接口电路。 （2）利用双绞线或同轴电缆以10Mbit/s或 100Mbit/s速度传输信息。 中继器（Repeater）
①在局域网上
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②减少网络堵塞 ③提供不同类别的局域网之间的连接能力。 ④实现高速通信 网桥（Bridge）
(1)从一个网段将数据帧转发至另一个网段，被广 泛地用于扩展局域网的范围。 （2）功能：在延长网络跨度上类似于中继器，它 提供智能化连接服务，起到调整网络负载，提高整 个网络传输性能的作用。
采用局域网，传 输速率较高，误 码率较低。组网 方便，技术简单。
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2.城域网：是指介于局域网和广域网之间的一种大范 围的高速网络，它是将一个个局域网连接起来的， 从而形成一个规模较大的都市范围内的网络。覆盖 范围一般为几十公里。
采用城域网，实 现了大量用户、 各种信息传输， 但没能迅速推广 到世界各国。

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按速率和带宽分类
网络带宽的单位为赫兹（Hz）传输速率为每秒传输的
比特数（bit/s）。


低速网 中速网 高速网
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按传输介质分类
同轴电缆

有线网
双交线 光纤网

无线网：主要有卫星无线网
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按通信方式分类

点对点通信方式网：采用点对点的连接方式，

路由器（Router）
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(1)路由器在Internet中起着数据转发和信息资源 进出的枢纽作用，是Internet的核心设备。它是局 域网和广域网之间进行互联的关键设备。 （2）功能：负载平衡，阻止广播风暴，控制网络 流量以及提高系统容错能力。简言之：支持多协议， 提供多种不同的物理接口，从而使不同的厂家，不 同规格的网络产品之间以及不同协议的网络之间进 行非常有效的网络互联。
试比较五种拓扑结构的异同点。

什么是OSI？分别叙述其功能模型。
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1.3 计算机网络分类
按地理范围分类 按网络结构分类 按速率和带宽分类 按传输介质分类 按通信方式分类

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1.局域网：指在有限的地理区域内构成的计算机网络， 通常以一个单位或一个部门为限。这种网只能容纳有 限数量（几台或几十台）的计算机，它覆盖范围一般 不超过几公里。
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5. 会话层
（1）用于建立、管理以及终止两个应用系统之间的会话，它 是用户连接到网络的接口。最重要的特征是数据交换。 （2）基本任务是负责两主机间的原始报文的传输 （3）功能：会话层连接到传输层的映射，会话连接的流量 控制、数据传输、会话连接恢复与释放、会话连接管理、差 错控制。
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50年代 计算机-终端
终端
中央主机
终端
பைடு நூலகம்
终端
中央主机
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前置处 理机
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集中器
终端
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前置处 理机
中央主机
前置处 理机
中央主机 60年代末 计算机计算机
前置处 理机
中央主机
典型代表ARPA网
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70年代中期 局域网
80年代局域网迅速发展 90年代网络互连，Internet崛起
计算机网络结构
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总线型拓扑 总线型拓扑结构采用单根传输线作为传输 介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直 接连接到传输介质或总线上（见下图）。任 何一个站点发送的信号都可以沿着介质传播， 而且能被其他所有站点接收。
总线型拓扑图
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星型拓扑 星型拓扑结构是由通过点到点链路接到中 央结点的各站点组成的（见下图）。
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3.广域网：也称远程网。由相距较远的局域网 或城域网互联而成。有四种通信方式：

公用电话网（PSTN）
综合服务数字网（ISDN）


DDN专线

帧中继（Frame Relay）
传输距离远，传输 速率较低，误码率 较高。机制复杂。
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4.因特网：国际互联网，分布在世界各地。它 是将成千上万个局域网和广域网互联形成一 个规模空前的超级计算机网络。
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（1）又称重发器，用来连接相同拓扑结构的局域 网，是网络中最简单的设备。如果传输距离长的话， 就要安装一个“中继器” （2）作用：清除噪声，放大整型信号，增大网段 以延长网络距离 集线器（Hub） （1）提供连接成物理上的星型拓扑，实现网络的 连通，相当与多口的中继器，完成计算机结点的连 接。 （2）功能：
6. 表示层
（1）为在应用过程之间传送的信息提供表示方法的服务， 它关心的只是发出的信息的语法和语义。 （2）特定的功能：不同数据编码格式的转换，提供数据压 缩、解压缩服务，对数据进行加密、解密。
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7. 应用层
(1)是OSI的最高层,为网络用户之间的通信提供专用的程 序。 （2）主要功能是通过一些编码规则定义在通信中传送这些 信息所需要的传送语法。
环型拓扑图
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网状型 网状型拓扑结构是一种无规定的连接方式， 其中的每个节点均可能与任何节点相连。 （见下图）。
终端 节点
终端
终端
终端
节点 节点 终端 终端
计算机系
节点
终端
终端
终端
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小结： 在实际组建网络时，网络拓扑结构不是单 一类型的，而是有几种基本类型混合而成。 如局域网常采用总线型、星型、环型和树型 结构，广域网常采用树型和网状型结构。 思考题 试比较5种拓扑结构的优缺点？
计算机网络包括三部分：多台计算机（以及终 端）实体、通信线路和通信设备、网络软件。

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计算机网络的功能
计算机网络最主要的功能之一——资源共享
资源共享
数据传输
打印文件 给你发E-mail
mail
没关系！
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提高可靠性
分布式数据处理
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1.2 计算机网络发展史
计算机网络的发展过程大致分为四个阶 段，按时间先后顺序分别为： 面向终端的计算机网络 两级结构的计算机网络 计算机互联网络（Internet） 宽带综合业务数字网
2. 数据链路层
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(1)数据链路可以粗略地理解为数据通道。物理层要为终 端设备间的数据通信提供传输媒体及其连接。 (2)数据单位是帧 (3)分为两层:介质访问控制层(MAC) 逻辑链路控制层(LLC) (4)数据链路层协议分为两类:面向字符型 面向比特型
3.网络层
(1)高层协议与低层协议之间的界面，提供路由，为信息包 的传送选择一条最佳路径。 （2）数据单位是包
Internet是世界上发展最快、应 用最广泛的网络。

物理连接
物理连接：指网络的硬件设备的连接。
逻辑连接：指实现两个中间设备之间的信息交换时所涉及
到的路由选择和协议转换问题，是一种高层技术。
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按网络拓扑结构分类 拓扑结构：网络的组成形式
网络信道分布



总线型 星型 环型 树型 网状型