《(ppt)-网络的拓扑结构及其特点,网络的功能和分类,网络传输介》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(ppt)-网络的拓扑结构及其特点,网络的功能和分类,网络传输介（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本章主要介绍计算机网络的基本概念，网络的组成要素，网络的硬件系统和软件系统组成及其作用，网络的拓扑结构及其特点，网络的功能和分类，网络传输介质，网络协议和标准化组织，数据通信的基本知识，网络操作系统，网络计算模型，为以后各章内容的学习奠定必要的基础。,第二讲 计算机网络概述（2）,了解网络的系统组成及组成部分的作用 掌握计算机网络的基本知识和基本概念 了解网络的功能和特点 了解网络的分类方法 理解网络的拓扑结构及其特点和应用 了解各种常用传输介质的特点及应用 了解常见网络协议和标准化组织 理解网络通信基本概念 了解网络操作系统及特点 了解网络计算模型,本章学习目标,1.1 计算机网络的定义与发
2、展 1.2 计算机网络系统的组成 1.3 计算机网络的分类 1.4 网络拓扑结构与网络传输介质 1.5 常用网络设备 1.6 计算机网络通信基础 1.7 网络操作系统及网络计算模型,本章内容,1.6 计算机网络通信基础,1.6.1 数据通信基本概念 1.几个术语： 1)数据定义为有意义的实体。数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据是在某区间内连续变化的值；数字数据是离散的值。 2)信号是数据的电子或电磁编码。信号可分为模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；数字信号则是一系列离散的电脉冲。 3)信息是数据的内容和解释。,1.6.1 数据通信基本概念,4)信源通信过程中
3、产生和发送信息的设备或计算机。 5)信宿通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。 6)信道信源和信宿之间的通信线路。 7）码元和码元长度：在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一位二进制数字。这样的时间间隔内的信号称为二进制码元，而这个间隔被称为码元长度。 8）数据分组：把较大的数据块分成较小的数据段。不同的网络或层中，分组名称也不同，如 帧 (frame)、信元(cell)、IP数据报等。通常数据分组也称为数据包。,1.6.1 数据通信基本概念,2.模拟信号和数字信号的表示 模拟信号和数字信号可通过参量(幅度)来表示：,1.6.1 数据通信基本概念,3.模拟数据和数字数据的表示 模拟数据
4、和数字数据都可以用模拟信号或数字信号来表示，因而无论信源产生的是模拟数据还是数字数据，在传输过程中都可以用适合于信道传输的某种信号形式来传输。 1)模拟数据可以用模拟信号来表示。模拟数据是时间的函数，并占有一定的频率范围，即频带。这种数据可以直接用占有相同频带的电信号，即对应的模拟信号来表示。模拟电话通信是它的一个应用模型。,1.6.1 数据通信基本概念,2)数字数据可以用模拟信号来表示。如Modem可以把数字数据调制成模拟信号；也可以把模拟信号解调成数字数据。用Modem拨号上网是它的一个应用模型。 3)模拟数据也可以用数字信号来表示。对于声音数据来说，完成模拟数据和数字信号转换功能的设施是
5、编码解码器CODEC。它将直接表示声音数据的模拟信号，编码转换成二进制流近似表示的数字信号;而在线路另一端的CODEC,则将二进制流码恢复成原来的模拟数据。数字电话通信是它的一个应用模型。 4)数字数据可以用数字信号来表示。数字数据可直接用二进制数字脉冲信号来表示，但为了改善其传播特性，一般先要对二进制数据进行编码。数字数据专线网DDN网络通信是它的一个应用模型。,1.6.2 通信信道及其分类,一、信道: 是信号传输的通道，在数据通信系统中，也将通信线路称为信道，它包括传输媒体和通信设备。传输媒体可以是有形媒体，如电缆、光纤等，也可以是无形媒体，如传输电磁波的空间。 二、信道可以按不同的方法进
6、行分类： 1.信道按所使用的传输介质分类：,1.6.2 通信信道及其分类,有线信道：使用有形的媒体作为传输介质的信道称之为有线信道。有线信道包括电话线、双绞线、同轴电缆和光缆等； 无线信道：以电磁波在空间传播方式传送信息的信道称之为无线信道。无线信道包括无线电、微波、红外线和卫星通信信道等 2.按传输信号的类型分类： 模拟信道：能传输模拟信号的信道称为模拟信道。模拟信号的电平随时间连续变化，语音信号是典型的模拟信号。如果利用模拟信道传送数字信号，则必须经过数字与模拟信号之间的变换（A/D变换器）。调制解调器就是完成这种变换的。,1.6.2 通信信道及其分类,数字信道：能传输离散数字信号的信道称
7、为数字信道。离散的数字信号在计算机中指由“0”和“1”的二进制代码组成的数字序列。当利用数字信道传输数字信号时不需要进行变换，通常需要进行数字编码。 3.信道按使用方式可以分为专用信道和公用信道： 专用信道：专用信道是一种连接于用户设备之间的固定电路，它可以由用户自己架设或向电信部门租用。 公用信道：也称公共交换信道，它是一种通过交换机转接、为大量用户提供服务的信道。,1.6.3 数据通信的主要技术指标,1、数据传输速率 指单位时间内所传送的二进位序列的位（bit）数，是度量通信系统每秒传送的信息量。用每秒比特数（bit/s或bps）表示 。 常用的单位换算关系式如下： 1Kbps=1024b
8、ps；1Mbps=1024Kbps；1Gbps=1024Mbps 2、信号传输速率 单位时间内通过信道传输的码元数，单位是波特（Baud），所以也称波特率。 比特率与波特率的关系 SBlog2n；,1.6.3 数据通信的主要技术指标,3、信道容量 信道传输信息的最大能力，数字信道用信道的最大数据传输率表示，模拟信道由信道的带宽来表示； 信道容量表示信道的最大数据传输率，数据传输速率是实际的传输速率，不可混淆。 4、误码率-二进制数据位传输时出错的概率 二进制数据位传输时出错的概率。用于衡量通信系统的传输可靠性。 误码率公式： Pe Ne/N。,1.6.4 数据通信技术,一、数据通信系统基本模型
9、,1.6.4 数据通信技术,二、数据通信方式 1.单工通信信息单向流动 2.半双工通信同一时刻一个信道只允许单向传输，改变传输方向，需通过开关装置进行设置。通信效率低，节省传输信道。 3.全双工通信同一时刻可以在两个方向进行传输；效率高，结构复杂，成本高。,1.6.4 数据通信技术,三、模拟数据通信与数字数据通信 1.模拟数据通信通过通信线路来传输模拟数据或数字数据对应的模拟信号。 2.数字数据通信利用数字传输技术在数字设备之间传输数字数据或模拟数据对应的数据信号。,1.6.4 数据通信技术,四、信号传输方式 1.基带传输基带就是数字信号所占用的基本频带，在信道上直接传输数字信号就是基带传输；
10、 2.频带传输在模拟信道中传输频带信号，可以实现多路复用，提高传输信道利用率。这种方式是计算机网络远距离通信通常所采用的。 3.宽带传输采用CATV或光纤作传输媒介，划分为若干子频带，分别来传输视频信号，音频信号和数字信号。传输距离远，可以同时提供多个信道，技术复杂，传输成本较高。,1.6.4 数据通信技术,五、并行通信与串行通信 1.并行通信方式同时在两个设备之间传输多个数据位。用于近距离通信，如计算机内的总线结构。特点：速度快，处理简单。 2. 串行通信方式数据在通信线路上是一位一位传输的。首先发送设备将n位并行数据进行“并串”转换硬件转换成串行方式，以供接收方使用。特点：速度慢，成本低。
11、,1.6.4 数据通信技术,六、同步传输和异步传输 1.同步传输以数据块为单位进行传输，每个数据块的头尾都要附加一个特殊的字符或比特序列来标志块的开始和结束。还要附加校验序列对数据块进行差错控制。同步指数据块间的时间间隔是固定的，必须严格规定它们的时间关系。 2.异步传输以字符为单位进行传输，每个字符都需要附加一位起始位引导和停止位结束，无数据发送时，发方可连续发送停止位。接收方根据10的跳变来判断新字符的开始。异步指字符间的时间间隔是可变的，无需严格限制它们之间的时间关系。,七、多路复用技术,1. 频分多路复用技术（FDM）,FDM把信道的频谱分割成若干个互不重叠的子信道，各相邻子信道间留有
12、保护带，每个子信道传送一路信号,2. 时分多路复用（TDM）,TDM将物理信道按时间分成许多等长的时间片，轮流、交替地分配给多路信源。分为同步和异步TDM两种。,七、多路复用技术,3. 波分多路复用(WDM),WDM的原理同FDM相似，用于光纤通信。光信号用波长而不是频率来表示所使用的光载波。WDM和FDM不同之处是光波频率很高。 密集波分多路复用DWDM可在一根光纤上复用80路以上的光信号。,4. 三种复用技术的比较,FDM适合于传输模拟信号，TDM适合于传输数字信号，而WDM传输的是光波信号。TDM和FDM相比，技术上比较复杂，但有抗干扰能力强，可以逐级再生整形，避免干扰的积累等优点，而且
13、数字信号较容易实现自动转换，易于集成化。计算机通信中广泛使用TDM和WDM。,1.6.5 数据交换技术,1. 线路交换 所谓线路交换是通过网络中的节点在两个站之间建立一条专用的通讯线路。如图1的电话系统，这种线路交换系统，在两个站之间有一个实际的物理连接，这种连接是节点之间的连接序列。在传输任何数据之间都必须建立点到点的线路。 2.报文交换 报文交换方式的数据传输单位是报文，报文就是站点一次性要发送的数据块，其长度不限且可变。当一个站要发送报文时，它将一个目的地址附加到报文上，网络节点根据报文上的目的地址信息，把报文发送到下一个节点，一直逐个节点地转送到目的节点。,1.6.5 数据交换技术,3
14、.分组交换 分组交换是报文交换的一种改进，分组交换网中限制了传输的数据单位的长度，一个报文如果超出了规定的长度，就必须分割成较少的单位，我们通常称这些较少的数据单位为分组。分割出的这些分组逐个地被发送出去，在网络中按照类似于流水线的方式进行传输，从而可以使各个交换器处于并行操作状态，大大缩短报文的传输时间。分出的每一个报文分组均含有数据和目标地址，同一个报文的不同分组可以在不同的路径中传输，到达指定目标以后，再将他们重新组装成完整的报文。,1.7 网络操作系统和计算模型,1.7.1 网络操作系统概述 一、.网络操作系统的功能 作为操作系统，除了应具有单机操作系统的功能之外,网络操作系统(NOS
15、)还提供以下功能： 1）高效可靠的网络通信能力 2）支持多用户环境、多用户协同工作、对应用程序和数据文件提供保护 3）提供各种网络服务功能，包括文件服务、打印服务、数据库服务等。 4）具备安全和存取控制 5）提供网络资源控制和网络管理功能 6）向网络用户提供各种服务,1.7.1 网络操作系统概述,二、典型的网络操作系统 1. Microsoft Windows NT4.0/2000/2003 2. NetWare类 3. Unix系统 4. Linux,1.7.1 网络操作系统概述,三、网络操作系统的选择 Windows NT/2000/2003 Server：简单易用的操作系统，适合中小型企
16、业及网站建设。 Linux：具有高的安全性和稳定性，一般用做网站的服务器和邮件服务器。 Novell：是工业控制、生产企业、证券系统比较理想的操作系统。 UNIX：具有非常好的安全性和实时性，广泛用在金融、银行、军事及大型企业网络上。,1.7.2 网络应用计算模型,1、主机-终端式网络模型 大型机为中心的集中式计算模式，也称为分时共享模式。这种方式中，主机具有处理数据的能力，而所有的终端设备是无智能型的终端，即没有计算处理能力。在通信软件的控制下，终端用户分时轮流地使用主机系统的CPU资源和数据资源。这种网络模型的特点是：系统提供专门的用户界面，终端连接到主机或终端控制器上，用户命令被传输到主机并执行，系统采用严格的控制和管理。这种网络模型主要应用于银行等具有特殊安全和稳定要求的网络系统中，而且大都将UNIX作为网络操作系统。,1.7.2 网络应用计算模型,2、以服务器为中心的网络模型 以服务器为中心的网络模型，也叫工作站/服务器模型，是一种集中管理、分散处理的计算模式，使用NetWare 、Windows NT等作
