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1、第二章 信息系统的技术基础（计算机网络通讯）,数据(data)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。（运送信息的实体） 信号(signal)数据的电气的或电磁的表现。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。 “模拟的”(analogous)连续变化的。 “数字的”(digital)取值是离散数值。 调制把数字信号转换为模拟信号的过程。 解调把模拟信号转换为数字信号的过程。,2.1 数据通信的基础知识,一、几个术语的解释,调制解调器,PC 机,公用电话网,调制解调器,数字比特流,数字
2、比特流,模拟信号,模拟信号,正文,正文,PC 机,模拟数据通信和数字数据通信,二、数据通信系统的模型,2.1 数据通信的基础知识,三、模拟的和数字的数据、信号,2.1 数据通信的基础知识,并行通信传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位通过对应的数据线传送给接收设备，接收设备可同时接收到这些数据，不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信。,串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的，先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经并-串转换硬件转换成串行方式，再逐位经传输线到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供
3、接收方使用。,四、并行通信和串行通信,2.1 数据通信的基础知识,五、串行通信的方向性结构,串行数据通信的方向性结构有三种，即单工、半双工和全双工。,单工、半双工、全双工,单工数据传输只支持数据在一个方向上传输； 半双工数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信； 全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。,2.1 数据通信的基础知识,计算机网络的概念 局域网技术 Internet技术 多媒体网络 OSI参考模型,2.2 计算机网络
4、,一、计算机网络的概念,2.2 计算机网络,网络介质：数据传输的物理通道，双绞线、同轴电缆、光纤、微波、卫星信道等。 协议：网络设备间进行通讯的一组约定。网络协议具体规定了设备间通讯的电气性能、数据组织方式等。 结点：网络中某分支的端点或网络中若干条分支的公共汇交点。 链路：是指两个结点之间的通讯线路。,2.2 计算机网络,二、计算机网络的几个概念,1、计算机网络硬件 网络服务器 工作站 传输介质 网络连接设备,2、计算机网络软件 网络操作系统 网络协议 网络管理软件 其他工具软件等,2.2 计算机网络,计算网络由硬件和软件组成。,三、计算机网络的组成,为用户提供分时共享方式共享CPU资源、并
5、具有强大的数据存储和信息处理的能力，目前厂商主要有IBM（如ES9000，S/390等）、SGI（如Cray J系列和Cray T系列）和富士通等。,一、网络服务器,2.2.1 计算机网络硬件,大型主机服务器,大型主机服务器,高端服务器,高端服务器,大型主机服务器,适应于企业级网络，目前，生产小型机的厂商比较著名的有SGI（如Origin系列和Onyx2系列等）、SUN（如Ultra Enterprise系列等）、IBM（如AS/400，RS6000等）、HP和DEC等。 生产UNIX工作站服务器的著名厂商有Sun(如Ultra系列)、SGI（如OCTANE、和等）。,小型机服务器,高端服务器
6、,小型机服务器,2.2.1 计算机网络硬件,随着性能迅速提高，如Intel CPU处理器不断提高和采用多处理器技术，其功能可与RISC服务器相匹配，而价格要低得多。目前，提供PC服务器知名度较高厂商主要有IBM（如Netfinity 3500、7000等）、Compag(如 ProLiant 1200、1600、2500、3000、5500、6000、7000等)、HP和DEC等。,PC服务器,网络服务器的角色,视频 Server,Database Server,Mail Server,Web Server,同轴电缆,传送语音、视频和数据； 使用其他较为廉价的网络电缆无法实现更远距离的数据传送
7、； 技术成熟，并具有良好的数据安全性。,同轴电缆,二、传输介质(线缆),铜线,铜线,聚氯乙烯 套层,聚氯乙烯 套层,屏蔽层,绝缘层,绝缘层,无屏蔽双绞线 UTP,屏蔽双绞线 STP,双绞线电缆,铜缆或铜线连接到以太网的示意图,主机箱,主机箱,主机箱,双绞线,集线器,BNC T 型接头,收发器电缆,网卡,插入式 分接头,MAU,MDI,保护外层,外导体屏蔽层,内导体,收发器,DB-15 连接器,BNC 连接器 插口,RJ-45 插头,2.2.1 计算机网络硬件,传输介质:光缆,在光缆中，光导纤维以调制的光脉冲形式传送数字数据信号。光缆上没有电信号，因此这种传送数据的方式比较安全。 由于信号纯净，
8、衰减小，所以光缆是实现高速、大容量数据传输的好方法。 光缆传输不受电信号的干扰，而且传输速率可以达到100Mbps，理论上速率可以达到1Gbps。光纤传送信号（光脉冲）的距离可以很远。,折射角,入射角,包层 （低折射率的媒体）,包层 （低折射率的媒体）,纤芯 （高折射率的媒体）,包层,纤芯,光线在光纤中的折射,高折射率 (纤芯),低折射率 (包层),光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射,光纤的工作原理,多模光纤,2.2.1 计算机网络硬件,多模光纤与单模光纤,非导向传输媒体,无线网络传输,无线传输所使用的频段很广。 短波通信主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差。 微波在空间主要是直线
9、传播。 地面微波接力通信 卫星通信,无线电,微波,红外线,可见光,紫外线,X射线,射线,双绞线,同轴电缆,卫星,地面微波,调幅 无线电,调频 无线电,海事 无线电,光纤,电视,LF,MF,HF,VHF,UHF,SHF,EHF,THF,波段,104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016,100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024,移动 无线电,电信领域使用的电磁波的频谱,2.2.1 计算机网络硬件,S3026,核心层,汇聚层,接入层,Quidway
10、S8500/8000/6500,Quidway S5000,Quidway S3000,Quidway S2000,Quidway S3000V,Quidway NetEngine 80/5000,Quidway R3600/2600/1700,10G/2.3G/RPR MPLS VPN,Quidway NetEngine 40/20,Quidway A8010 Expert,Quidway WA1000,Quidway MA5200,Quidway NetEngine16E/08E/05,Quidway MA5200,MDNTM iTELLIN OpenDSETM/CAMSTM iManag
11、erTM N2000/QuidviewTM 媒体分发网络 业务平台 网络管理平台,ViewpointTM 视频平台,Quidway Eudemon 100/200/1000,2.2.1 计算机网络硬件,三、网络连接设备,复旦大学校园网物理拓扑图,622M ATM,155M ATM,100M FE,10M Ether,5500 SW,2820 SW,1924 SW,学生活动中心,复旦二附中,复旦附中,HUB,http:/ A8010 GW,总部网络中心,小型办事 机构,分部,生产中心,小型办事 机构,MPLS 域,PBX/ VOIP,视讯 语音 数据,视讯 语音 数据,VLAN1 VLAN2 V
12、LAN3,VLAN1 VLAN2 VLAN3,Viewpoint 8620GK,ViewPoint 8620MCU,PBX,E1,业务系统,不同业务VLAN隔离； 支持802.1P/Q；,终结VLAN； 根据端口地址进行分类（TOS），支持Diffsvr；,根据TOS重新划分VLAN； 支持802.1P/Q;,组成不同业务的VPN； 支持各种QOS保证方法；,完成VLAN到MPLS标签的映射； 作为MPLS的PE；,ROUTER,视讯VPN,语音VPN,数据VPN,PBX/ VOIP,2.2.1 计算机网络硬件,国电北京数据网组网案例,水规院,北供,POS STM1,国家电力数据网,西单,六铺
13、炕,成套设备局,安华桥,电力出版社,华能总公司,华电总公司,华北院,白广路,三建委,三建委,高培,华北网调,电科院,华北电力大学,三峡办,NE80,NE08E,S8016,GE,FE,NE1,图例：,NE05,华能国际,电建所,2.2.1 计算机网络硬件,网卡（通信适配器）提供了电缆和计算机之间的接口。网卡通常叫做NIC，安装在每台计算机或者服务器的扩展槽内。安装网卡后，网线要接到网卡的端口，从而实现计算机和网络其他部件的物理连接。,网络连接设备网卡,2.2.1 计算机网络硬件,2.2.1 计算机网络硬件,网络连接设备网卡,网络连接设备无线网卡,2.2.1 计算机网络硬件,接受数据信号并将其转
14、换成电信号 接受电信号并将其转换成数据信号 进行串行/并行转换 对数据进行缓存 实现以太网协议 控制计算机和布线系统之间的数据流； 具有MAC地址，决定是否处理收到的数据。,网卡的作用,2.2.1 计算机网络硬件,网络连接设备集线器(hub),2.2.1 计算机网络硬件,Hub,网络连接设备交换机,2.2.1 计算机网络硬件,网络连接设备交换机,2.2.1 计算机网络硬件,网络连接设备交换机,2.2.1 计算机网络硬件,2.2.1 计算机网络硬件,中低端路由器,2.2.1 计算机网络硬件,网络连接设备路由器,定位于骨干网边缘、企业网中心 17槽、双总线4G、双主控、12个通用板位/24 IO槽 3电源（21备份） 整机性能2.2.2Mpps,高端路由器,2.2.1 计算机网络硬件,定位于骨干网边缘、企业网中心 11槽、2G总线、双主控、6个通用板位/12 IO 槽。 2电源（11备份） 整机性能1.2Mpps,高端路由器,2.2.1 计算机网络硬件,Router,Router,R
