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通信与网络基础本文由ziqilinlin贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 通信与网络基础 教师:xxx 2010-8-15 办公自动化第四章 通信和计算机 网络 1 4.1 数据通信基础 一、数据通信的基本概念 1通信 用特定的方法，通过某种媒介或传输线路， 用特定的方法，通过某种媒介或传输线路，将信息从一地传 到另一地的过程称为通信。 到另一地的过程称为通信。 通信分为：模拟通信、数字通信和数据通信。 通信分为：模拟通信、数字通信和数据通信。 模拟通信：在频率和幅度上随时间连续变化 例子？ 模拟通信：在频率和幅度上随时间连续变化 例子？ 数字通信：以有限个数位来表示的离散电子脉冲 离散电子脉冲信号 数字通信：以有限个数位来表示的离散电子脉冲信号 例子？ 例子？ 2010-8-15 2 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 数据信号的传输 在数据通信系统中，信号的传输方式有两种，分别为： 在数据通信系统中，信号的传输方式有两种，分别为： 基带传输和频带传输。 基带传输和频带传输。 1基带传输 不改变信号性质，将基带信号直接在信道中传输 直接在信道中传输。 不改变信号性质，将基带信号直接在信道中传输。 基带传输是一种简单基本的通信方式。基带传输设 基带传输是一种简单基本的通信方式。 备简单，费用便宜。一条通道只传输一路数字信号。 备简单，费用便宜。一条通道只传输一路数字信号。 2频带传输 也称为载波传输。用数据信息调制载波信号。 也称为载波传输。用数据信息调制载波信号。一条 通道可以传输多路信号。线路利用率高。 通道可以传输多路信号。线路利用率高。 2010-8-15 3 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 复用方式 用一对传输线路传输多路信息的方法称为复用，即通过在一 用一对传输线路传输多路信息的方法称为复用，即通过在一 条线路上同时传输多个信号。 条线路上同时传输多个信号。多路复用的目的在于提高通信 线路的利用率，充分利用现有资源。 线路的利用率，充分利用现有资源。同时也能有效提高通信 的能力。并且通过共享线路达到分摊成本， 的能力。并且通过共享线路达到分摊成本，降低通信费用的 目的。 目的。 多路复用的三种技术为：频分多路复用（FDM）、时分多路 ）、时分多路 多路复用的三种技术为：频分多路复用（ ）、 复用（ ）。下面分别做以介 复用（TDM）和波分多路复用（WDM）。下面分别做以介 ）和波分多路复用（ ）。 绍。 频分多路复用 频分多路复用（ 模拟信号传输中 频分多路复用（FDM）应用于模拟信号传输中。频分多路复 ）应用于模拟信号传输中。 用器是把传输介质的可用带宽分割成一个个频段 可用带宽分割成一个个频段， 用器是把传输介质的可用带宽分割成一个个频段，每个输入 装置都有一个频段。 装置都有一个频段。 2010-8-15 4 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 时分多路复用 数字信号的传输而开发的 时分多路复用（ 时分多路复用（TDM）是为数字信号的传输而开发的。时 ）是为数字信号的传输而开发的。 分多路复用器采用时分技术， 分多路复用器采用时分技术，把传输线路的可用时间进行分 配。即将时间分成若干小时间片，每个用户占用一个指定的 将时间分成若干小时间片， 时间片。这样就可以每个用户轮流使用同一信道。 时间片。这样就可以每个用户轮流使用同一信道。 波分多路复用 光信号的复用技术。 波分复用（ 波分复用（WDM）是用于光信号的复用技术。是在一根光 ）是用于光信号的复用技术 纤中同时传输多个波长的光信号。 纤中同时传输多个波长的光信号。基本原理是在发送端将不 同的光信号组合起来， 同的光信号组合起来，再将组合起来的光信号通过一条光缆 进行传输，在接收端在将组合的光信号区分开来， 进行传输，在接收端在将组合的光信号区分开来，在经过处 理即可恢复原信号后送入不同的终端。 理即可恢复原信号后送入不同的终端。 2010-8-15 5 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 信道：通信系统中一路信号的通道。 信道：通信系统中一路信号的通道。 信道带宽：传输介质、传输装置允许通过的频率范 信道带宽：传输介质、传输装置允许通过的频率范 也用来指信号的频率分布范围。 信号的频率分布范围 围，也用来指信号的频率分布范围。 数据传输率：单位时间内传送的信息量，比特 秒 数据传输率：单位时间内传送的信息量，比特/秒 （bit per second;bps） ） 我家的宽带是1M？最高下载速度是多少KB/s? 我家的宽带是 ？最高下载速度是多少 误码率：指二进制位在传输系统中被传错的概率。 误码率：指二进制位在传输系统中被传错的概率。 Pe=Ne/N 2010-8-15 6 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 通信方式 单工通信 单工通信是指在两个通信设备之间， 单工通信是指在两个通信设备之间，信息只沿着一个方向传 就是说，在通信的两个设备之间， 递。就是说，在通信的两个设备之间，一方是的作用是发送 信息，另一方的作用是接收信息。如有线电视广播系统、寻 信息，另一方的作用是接收信息。 有线电视广播系统、 呼系统和信息采集系统等都属于单工通信的例子 等都属于单工通信的例子。 呼系统和信息采集系统等都属于单工通信的例子。 半双工通信 半双工通信是指在两个通信设备之间， 半双工通信是指在两个通信设备之间，信息交换是双向传递 但信息的双相交换不能同时进行 就是说， 不能同时进行。 的，但信息的双相交换不能同时进行。就是说，在相同时间 内仅能有一个设备在一个方向上传递信息给另一个设备。 内仅能有一个设备在一个方向上传递信息给另一个设备。这 种通信要求双方的通信设备既有发信号的功能， 种通信要求双方的通信设备既有发信号的功能，同时还应有 系统就是半双工的例子。 接收信号的功能。 对讲机系统就是半双工的例子 接收信号的功能。如对讲机系统就是半双工的例子。 2010-8-15 7 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 通信方式 全双工通信 全双工通信是指在两个通信设备之间， 同时进行双向传递。 全双工通信是指在两个通信设备之间，可同时进行双向传递。 通常全双通信之间的设备连线可以采用二线或是四线电路连 计算机网络就是实现全双工通信的例子。 接。计算机网络就是实现全双工通信的例子。 2010-8-15 8 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 差错控制 1 奇偶校验 奇偶码是将所需要传输的数据码分组， 奇偶码是将所需要传输的数据码分组，然后再每个 分组的后面加上一位校验位 能差错，但不能纠错。 校验位。 分组的后面加上一位校验位。能差错，但不能纠错。 奇校验： 奇校验：11000110110_? 偶校验： 偶校验：11000110110_? 2 循环冗余检验（CRC）（ 循环冗余检验（ ）（WINRAR 校验码） 校验码） ）（ 循环冗余检验码是典型而重要的线性分组码。 循环冗余检验码是典型而重要的线性分组码。它 易于实现、方法简单，同时还有很强的检错能力。 易于实现、方法简单，同时还有很强的检错能力。 在计算机网络中得到了广泛的应用。 在计算机网络中得到了广泛的应用。 2010-8-15 9 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 数据交换方式 1线路交换 线路交换（Circuit Switching），也被称为面向连接 线路交换（ ），也被称为面向连接 ），也被称为 的交换。 的交换。线路交换时通过网络中的节点在发送端和接收端之 建立一条专用的通信线路。 间建立一条专用的通信线路。 线路建立 数据传送 线路拆除 优点是可充分保证通信容量，一旦建立一条线路，没有任何活 优点是可充分保证通信容量，一旦建立一条线路， 是可充分保证通信容量 延时也较小， 动能减少线路的容量。线路交换的延时也较小 动能减少线路的容量。线路交换的延时也较小，不会发生线 路阻塞。 路阻塞。 缺点是线路资源耗费较大，信道利用率低。 缺点是线路资源耗费较大，信道利用率低。 例如： 例如：电话网络 2010-8-15 10 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 2报文交换 （存储 转发方式） 存储转发方式 转发方式） 以信息的逻辑单位报文为单位进行交换和处理 报文为单位进行交换和处理。 以信息的逻辑单位 报文为单位进行交换和处理。 在报文交换中，报文被每个节点暂时存储。在电路交换中， 在报文交换中，报文被每个节点暂时存储。在电路交换中， 节点象一个交换设备一样，只负责转发数据。例如， 节点象一个交换设备一样，只负责转发数据。例如，你的电 话通话不会被中间节点所存储。因为报文交换会导致传输延 话通话不会被中间节点所存储。因为报文交换会导致传输延 所以这种连接方式并不适用于电话网络。 迟，所以这种连接方式并不适用于电话网络。 在线路路交换中， 在线路路交换中，两节点间的所有信息交换都使用同一条 路径。而在报文交换中，不同的报文可能经过不同的路由。 路径。而在报文交换中，不同的报文可能经过不同的路由。 由于路由的选择因时而异， 由于路由的选择因时而异，同时不同的报文可以分时共享同 一公共线路，这样，网络的利用率就提高了。 一公共线路，这样，网络的利用率就提高了。 2010-8-15 11 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 3.分组交换 分组交换 分组交换网络需要将较大的数据分成较小的数据 分组交换网络需要将较大的数据分成较小的数据 并依次发出。 段，并依次发出。 优点：可以根据网络情况选择空闲路径，传送适当 优点：可以根据网络情况选择空闲路径， 的分组，避免了线路拥挤，减少了延迟。 的分组，避免了线路拥挤，减少了延迟。 2010-8-15 12 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 数据通信的基本结构 信息的传递是通过通信系统来实现的， 信息的传递是通过通信系统来实现的，通信系统一般由信源 发送者）、发送设备、信道（传输媒介）、接受设备、 ）、发送设备 ）、接受设备 （发送者）、发送设备、信道（传输媒介）、接受设备、信 接受者） 宿（接受者）五个基本组件构成 。 2010-8-15 13 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 四、数字调制和解调 2010-8-15 14 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 模数转换 将模拟信号数字化需要三个步骤： 脉冲幅度调制(PAM (PAM将模拟信号数字化需要三个步骤 ： 脉冲幅度调制 (PAM-Pulse (PCMAmplitude Modulation) 、 脉 码 调 制 (PCM-Pulse Code Modulation)和编码 和编码。 Modulation)和编码。 (a) 模拟信号 (b) 脉冲幅度调制信号 2010-8-15 15 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 计算机网络 计算机网络的定义 “利用通信设备和线路，将分布在不同地理位置的、 利用通信设备和线路，将分布在不同地理位置的、 通信设备和线路 功能独立的多个计算机系统连接起来， 功能独立的多个计算机系统连接起来，以功能完 善的网络软件 网络通信协议及网络操作系统等） 网络软件（ 善的网络软件（网络通信协议及网络操作系统等） 实现网络中资源共享和信息传递的系统” 资源共享和信息传递的系统 实现网络中资源共享和信息传递的系统” ； 从网络的覆盖范围进行分类 局域网LAN (Local Area Network) 局域网 例如：校园网、 例如：校园网、企业网等 特点：覆盖范围小， 系统使用的多是局域网） 特点：覆盖范围小，速度快 （OA系统使用的多是局域网） 系统使用的多是局域网 2010-8-15 16 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 城域网MAN (Metropolitan Area Network) 城域网 例如：部门、 例如：部门、城市 广域网WAN (Wide Area Network) 广域网 特点：覆盖范围广，甚至整个国家和全世界。速度低。 特点：覆盖范围广，甚至整个国家和全世界。速度低。 例如： 例如：internet 2010-8-15 17 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 4.2 局域网 局域网 局域网拓扑结构 星形 环形 全互联 总线形 树形 “拓扑结构”指各站点在网络上的互连方式 拓扑结构”指各站点在网络上的互连方式 2010-8-15 18 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.3 局域网 总线形拓扑(bus topologe) 总线形拓扑(bus 所有的站点都连接在同一根传输线， 所有的站点都连接在同一根传输线，即“总线” 总线” 上。 优点：总线形网络结构简单，易于扩充。 优点：总线形网络结构简单，易于扩充。 缺点：故障检测较困难。 缺点：故障检测较困难。 若两个以上站点同时发送信息， 若两个以上站点同时发送信息，通过介质访问 控制方式(CSMA/CD 让站点竞争使用总线， CSMA/CD) 控制方式 CSMA/CD)让站点竞争使用总线，避免冲 突(collision)。 。 2010-8-15 19 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.3 局域网 星形拓扑(star topologe) 星形拓扑(star 中央结点到各站点之间呈辐射状连接。 中央结点到各站点之间呈辐射状连接。 优点：星形网络中任何单个的故障只影响其本身， 优点：星形网络中任何单个的故障只影响其本身，而 不会影响到整个网络。 不会影响到整个网络。 缺点： 中央结点的可靠性要求很高， 缺点：对中央结点的可靠性要求很高，且系统的扩展 比较困难。中心节点负担过重。 比较困难。中心节点负担过重。 多主机方式（双主机） 多主机方式（双主机） 2010-8-15 20 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.3 局域网 环形拓扑(ring topologe) 环形拓扑(ring 站点与站点之间首尾相接，形成一个环， 站点与站点之间首尾相接，形成一个环，数据 只能沿单方向传输。 只能沿单方向传输。 优点：保证了站点访问的公平性。 优点：保证了站点访问的公平性。 缺点：站点的故障会引起全网故障 全网故障。 缺点：站点的故障会引起全网故障。扩充不方 网络规模不能太大。 便，网络规模不能太大。 2010-8-15 21 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.3 局域网 树形拓扑（广泛应用的结构） 树形拓扑（广泛应用的结构） 树形拓扑是从总线形拓扑演变而来的， 树形拓扑是从总线形拓扑演变而来的，形状像一棵倒挂 的树。其特点与总线形拓扑大致相似， 的树。其特点与总线形拓扑大致相似，不同之处是树形拓扑故 障易于检测和隔离。 障易于检测和隔离。 全互联拓扑 任何一个站点都与其它站点直接互连，构成网状网络， 任何一个站点都与其它站点直接互连，构成网状网络， 可提高网络的速度和可靠性。 可提高网络的速度和可靠性。 优点： 优点：可靠性高 确定： 确定：网络太复杂 2010-8-15 22 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 传输介质 传输介质是数据传输系统中发送设备和接收设备之 间的物理路径。 间的物理路径。 传输介质主要分为有线介质和无线介质。 传输介质主要分为有线介质和无线介质。常用的网 络传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线介 络传输介质包括双绞线、同轴电缆、 双绞线 质等。 质等。 2010-8-15 23 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.1 数据通信基础 1双绞线 双绞线是将两条绝缘铜线螺旋形地绞在一起制成的数据传 输线。既可传输模拟信号，又可传输数字信号。 输线。既可传输模拟信号，又可传输数字信号。 优点：价格低廉，施工方便。 优点：价格低廉，施工方便。 缺点：易受干扰，信号传输衰减受频率的影响较大， 缺点：易受干扰，信号传输衰减受频率的影响较大，传输 距离不能太长。 距离不能太长。 非屏蔽双绞线通常使用RJ-45连接器 连接器 非屏蔽双绞线通常使用 （RJ-45 Connector）来连接到计 ） 算机上。 算机上。非屏蔽双绞线的传输距离 可达100米。 可达 米 2010-8-15 24 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 RJ45连接器 一种排线顺序： 一种排线顺序：花黄花蓝花绿花橙 线对 T 是 火线 管脚 R 是 零线 1 2 3 4 5 6 7 8 Pair 2 T2 Pair 2 R2 Pair 3 T3 Pair 1 R1 Pair 1 T1 Pair 3 R3 Pair 4 T4 Pair 4 R4 1 8 RJ-45 连接器 水晶头） （水晶头） 2010-8-15 25 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.1 数据通信基础 2同轴电缆 同轴电缆由四部分组成： 同轴电缆由四部分组成： 铜线(称内导体 称内导体)，绝缘介质， 称外导体)， 铜线 称内导体 ，绝缘介质，屏蔽层 (称外导体 ，塑料保 称外导体 护层。 护层。 同轴电缆的频率特性好、抗干扰能力强。 同轴电缆的频率特性好、抗干扰能力强。 有线电视网络使用同轴电缆。 有线电视网络使用同轴电缆。 2010-8-15 26 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.1 数据通信基础 3光纤 光纤是一种能够传导光信号的极细的传输介质， 光纤是一种能够传导光信号的极细的传输介质，由玻璃或 塑料等物质材料做成。光纤的结构包括纤芯、 塑料等物质材料做成。光纤的结构包括纤芯、覆层和保护 层三部分。 层三部分。 传输速率极高 传输距离长 抗干扰能力强 保密性好 成本低 2010-8-15 27 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.1 数据通信基础 目前常用的光纤分为多模光纤(Mutimode)和单模光纤 和单模光纤 目前常用的光纤分为多模光纤 (Singlemode)两种 。 两种 2010-8-15 28 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.1 数据通信基础 4无线介质 移动通信） （1）微波通信 （移动通信） ） 微波通信是在对流层视距离范围内利用无线电波进行传输 的一种通信方式，它的频率为1GHz至20GHz。 在空中的传播特性 的一种通信方式，它的频率为 至 。 与光波相近，直线前进，遇到阻挡就被反射或被阻断， 与光波相近，直线前进，遇到阻挡就被反射或被阻断，超过视距以后 需要中继转发。 需要中继转发。 微波通信由于其频带宽、容量大、 微波通信由于其频带宽、容量大、可以用于各种电信业务传 如电话、电报、数据、 送，如电话、电报、数据、传真以及彩色电视等均可通过微波电路传 输。 2010-8-15 29 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.1 数据通信基础 短波收音机） （2）短波通信 （短波收音机） ） 短波通信是利用地面发射的无线电波在电离层反射， 短波通信是利用地面发射的无线电波在电离层反射，或电离层 与地面之间多次反射而达到接收点的一种远距离通信方式。 与地面之间多次反射而达到接收点的一种远距离通信方式。工作频率 范围为3 范围为 30MHz。 。 优点是投资少， 通信质量不稳定 ，产生多径效应以及衰落现象 ，优点是投资少， 建设快，通信距离远， 建设快，通信距离远，因而在军事通信以及移动通信方面仍有实用价 值。 2010-8-15 30 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.1 数据通信基础 （3）卫星通信 ） 卫星通信利用空间3600km高空的同步卫星作为微波中转站， 高空的同步卫星作为微波中转站， 卫星通信利用空间 高空的同步卫星作为微波中转站 进行远距离传输。 进行远距离传输。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成 。 优点是具有广播多址传输功能、覆盖面积大、传输距离远， 优点是具有广播多址传输功能、覆盖面积大、传输距离远，适用 于广域网络的远程传输。但卫星成本高，传输延迟较长，安全问题突 于广域网络的远程传输。但卫星成本高，传输延迟较长， 出。 2010-8-15 31 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.1 数据通信基础 （4）红外线传输通信 ） 红外传输系统利用墙壁或屋顶反射红外线而形成整个房间内的通 信系统。这种系统常常用于室内家用电器的遥控技术上， 信系统。这种系统常常用于室内家用电器的遥控技术上，特别是在电 音响的遥控上得到普遍的使用。红外通信的设备相对便宜， 视、音响的遥控上得到普遍的使用。红外通信的设备相对便宜，但是 这种方式的缺点是传输距离有限，容易受到室内空气状况的影响。 这种方式的缺点是传输距离有限，容易受到室内空气状况的影响。 2010-8-15 32 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 4.2 局域网 五、以太网(Ethernet) 以太网(Ethernet) 以太网是使用最广泛的局域网技术 以太网基本工作原理 基本拓扑结构：总线型。 基本拓扑结构：总线型。 介质存取方式：CSMA/CD共享总线争用 介质存取方式：CSMA/CD共享总线争用 方式。 方式。 CSMA/CD一般采用的操作 一般采用的操作： CSMA/CD一般采用的操作： 侦听空闲发送冲突等待 侦听空闲发送冲突等待发送 2010-8-15 33 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.3 局域网 传统的以太网(Ethernet) 传统的以太网(Ethernet) 传输速率：10、 传输速率：10、100Mbps( 每秒10 10兆 每秒10兆bit) 以太网10BASE 粗缆以太网10BASE粗缆以太网10BASE-5 细缆以太网10BASE以太网10BASE 细缆以太网10BASE-2 双绞线以太网10BASE以太网10BASE 双绞线以太网10BASE-T 共享 10Mbps 互连设备：集线器(Hub) 互连设备：集线器(Hub) 交换机、路由器等。 交换机、路由器等。 集线器与交换机、路由器的差异？ 集线器与交换机、路由器的差异？ 2010-8-15 双绞线 100m 100m HUB 集线器 100m 100m 34 10BASE-T以太网的连接 络 办公自动化第四章 通信和计算机网 6.3 局域网 高速以太网(Fast Ethernet) 高速以太网(Fast 传输速率为100Mbps的以太网。 的以太网。 传输速率为 的以太网 服务器群 100M S.H 100M 交换机 100M S.H 10M 10M S.H 10M 10M 2010-8-15 高速以太网(100Mbps)常用连接方式 办公自动化第四章 通信和计算机网 35 络 6.3 局域网 千兆以太网(Gigabit Ethernet) 千兆以太网(Gigabit 传输速率为1000Mbps的以太网。 的以太网。 传输速率为 的以太网 1000 路由 交换机 1000 路由 交换机 1000 S.H 100 S.H 10 2010-8-15 1000 1000Mbps 主干网 1000 路由 交换机 1000 S.H 100 S.H 10 36 1000M 1000 S.H 100 S.H 10 100 10 100 10 100 100Mbpsss 10Mbps 10 1000/100/10大型以太网连接示意图 大型以太网连接示意图 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 4.3 网络间的连接 七层协议： 国际标准化组织(ISO)于1981年提出了一个开 放系统互连(0pen system interconnection,OSI)基本参考模型，俗称七层 协议。 分层、模块化、接口连接：相互独立，便于开发， 分层、模块化、接口连接：相互独立，便于开发，便于维护 2010-8-15 37 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.2 计算机网络概述 计算机网络概述 七层之中，1-3层接近于硬件，4-7层则以软件实现为主。 OSI 模型 每一层都有其特定功能 每一层都有其特定功能 每一层在通信中用到的 规则称为协议 规则称为协议 层与层之间通过接口连 层与层之间通过接口连 接 信息发送由上向下 发送由上向下直传 信息发送由上向下直传 到物理层 接收信息的过程恰好相 接收信息的过程恰好相 由下至上到相应的应 反由下至上到相应的应 用层 AP X 7 应用 层 6 表示 层 5 会话 层 4 传送 层 3 网络 层 2 链路 层 1 物理 层 38 应用层协议 表示层协议 会话层协议 传送层协议 网络层协议 链路层协议 物理层协议 AP Y 7 应用 层 6 表示 层 5 会话 层 4 传送 层 3 网络 层 2 链路 层 1 物理 层 2010-8-15 物理传输介质 网 络 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.2 计算机网络概述 计算机网络概述 五、 网络互连设备 网内互连的设备有网卡、中继器、集线器等。 网间互连的设备有网桥、路由器、网关等。 应用层 表示层 网 关 会话层 传送层 网络层 链路层 物理层 路由器 网 桥 中继器 会话层 传送层 网络层 链路层 物理层 应用层 表示层 网络互连设备与OSI参考模型的关系 网络互连设备与OSI参考模型的关系 OSI 2010-8-15 39 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 网络互联方式 网卡(Network Adapter) 网卡(Network 网卡又称网络适配器，是一块网络接口电路板。 网卡负责接收网络上的数据包，解包后将数据传输 给工作站；它还能将工作站上的数据打包后送入网络。 每一块网卡出厂时都给定一个48位的地址码(固化 在ROM中)，这是厂商向IEEE注册购买的，不会重复。 ROM ) IEEE 该地址码就是局域网中每一台主机的物理地址(Media Access Control, MAC地址)，该地址全球唯一。 网卡的种类繁多，我们普通用户常用的为 10/100Mbps自适应网卡。 2010-8-15 40 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 网络互联方式 网卡 水晶头 集线器 路由器 2010-8-15 网桥 41 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 4.4 一、广域网的特点 广域网 跨越地域大，分布范围可以从几公里到数千公里，乃 至一个城市、省、国家、全球范围。所以不能像局域网 那样采用专用网络介质传输信息，而是借助于已有的公 共通信网络。 2010-8-15 42 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 4.4 二、广域网连接方式 广域网 采用星型拓扑， 1. 集中式连接 采用星型拓扑 ， 网络中有 一个主处理中心设备,站点直接与中心设备相连接， 一个主处理中心设备,站点直接与中心设备相连接， 对于站点较集中的地方也可以通过集线器与中心设 备相连。 备相连。 2010-8-15 43 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 4.4 广域网 2. 分布式连接 网络中的任何一个节点都至少与其 它两个节点连接。 优点：节点路径多，可减少网络冲突和阻塞，且局部故障 不会影响到整个网络； 缺点：是网络管理复杂；这种结构常用于建立主干网。 2010-8-15 44 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 4.4 广域网 3. 全互联式连接 全互联式连接与分布式连接 类似， 类似 ， 只是网络中任何一个节点都要与其它节点一 一相连。 一相连。 4. 不规则连接 通常广播式网络都属于不规则拓 扑结构， 如无线网络或卫星微波网。 扑结构 ， 如无线网络或卫星微波网 。 这种网络覆盖 面广，通信范围大。 面广，通信范围大。 2010-8-15 45 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 4.4 广域网 三、通信网络 公共交换电话网络(PSTN) 公共交换电话网络(PSTN) 电 话 网 络 传 递 语 音 信 号 ， 频 率 300Hz 3400Hz，振幅0V-48V。 需要对数字信号进行调制, 实现调制和解调 功能的设备就称为调制解调器(Modem)。 调制解调器(Modem)： ： 调制解调器 数字信号转换为模拟信号(DA) 调制数字信号转换为模拟信号 调制 数字信号转换为模拟信号 解调把调制后的信号还原为数字信号 把调制后的信号还原为数字信号(AD) 解调 把调制后的信号还原为数字信号 2010-8-15 46 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.4 广域网 Modem有内置和外置两种，外置式通过R-S232接 口与计算机连接。内置Modem卡直接插到计算机主板的 扩展槽上。 公共电话线 Modem Modem 目前，一些家庭用户接入 的方式就是 目前，一些家庭用户接入Internet的方式就是使用调制 的方式就是使用调制 通过电话拨号与 服务提供商(ISP)相连。 相连。 解调器通过电话拨号与Internet服务提供商 服务提供商 相连 解调器通过电话拨号与 用户计算机输出的数字信号经Modem调制为模拟信号， 调制为模拟信号， 用户计算机输出的数字信号经 调制为模拟信号 通过电话线发送给ISP，ISP的Modem将模拟信号解调 通过电话线发送给 ， 的 将模拟信号解调 为数字信号并发送到Internet上；反之亦然。 为数字信号并发送到 上 反之亦然。 2010-8-15 拨号Modem的最大传输速率为 的最大传输速率为56Kbps。 拨号 的最大传输速率为 。 办公自动化第四章 通信和计算机网 47 络 6.4 数字用户线路(DSL) 数字用户线路(DSL) 广域网 DSL(Digital Subscriber Line)是一项技术，它利用普 是一项技术， 是一项技术 电话线传输高带宽的数字信号 传输高带宽的数字信号。 有多种格式， 通电话线传输高带宽的数字信号。DSL有多种格式，如 有多种格式 ADSL、HDSL、SDSL等。 、 、 等 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)是非对称 是非对称 数字用户线， 下行信息 信息(从 到用户设备)的传输速率可 数字用户线，它下行信息 从ISP到用户设备 的传输速率可 到用户设备 高达8Mbps，上行信息 从用户设备到 信息(从用户设备到 高达 ，上行信息 从用户设备到ISP)的传输速率也接近 的传输速率也接近 1Mbps。 。 ADSL需要专用的调制解调器 需要专用的调制解调器 2010-8-15 48 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.4 广域网 ADSL是目前最普及的宽带入网方式，由电信商提供经营， ADSL是xDSL家族成员中的一员，被欧美等发达国家誉为 “现代信息高速公路上的快车”。它运行在普通电话线上， 因其下行速率高、频带宽、性能优、电话上网两不耽误等 特点而深受广大用户的喜爱，成为继MODEM，ISDN之后的又 一种全新更快捷，更高效的接入方式。 ADSL是最低速率为512Kbps，而 普通拨号上网的速率只 有56K。安装完成后，用户还可根据需要在线升速到1M或2M。 ADSL的速度可支持高速下载、网络游戏、在线影视等各种 宽带应用。 2010-8-15 49 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.4 综合业务数字网(ISDN) 综合业务数字网(ISDN) 广域网 ISDN(Integrated Service Digital Network)是一个完全数 字化的线路交换电话网。 ISDN不遵照ISO标准，它使用CCITT制定的ISDN标准。其基本 速率为2B+D(1个D信道和2个B信道)，可以达到128 Kbps。 ISDN网络需要有专门设备：ISDN交换机、ISDN用户交换机、 网络终端、接入单元和各类ISDN终端设备等。 ISDN的发展并不理想，迄今为止它并没能取代模拟和数字混 合使用的电话网。 2010-8-15 50 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.4 (4) 移动电话WAP上网 移动电话WAP上网 广域网 WAP建立了一个比较松散的层次结构，WAP协议层： 无线应用环境层WAE (Wireless Application Environment) 无线会话层协议WSP (Wireless Session Protocol) 无线传输协议层WTP (Wireless Transaction Protocol) 无线传输安全层协议WTLS (Wireless Transport Layer Security) 无线数据报协议WDP (Wireless Datagram Protocol)。 2010-8-15 51 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.4 广域网 WAP访问互联网 2010-8-15 52 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.4 广域网 四、异步传递方式ATM 四、异步传递方式ATM ATM是异步传递方式(Asynchronous Transfer Mode)的缩 写，一种快速包交换和多路复用技术，具有较高的传输速率。 通信传输方式的发展: 通信传输方式的发展: 专线通信 专线通信 电路交换 - 包交换 - 信元交换 快速分组交换技术ATM） （快速分组交换技术ATM） ATM信元： ATM信元 信元： Cell(信元) Cell(信元)：ATM的数据包 特点：很小，定长，只有53字节。其中用户数据占48字 特点： 节，另有5字节信头，用作路由选择。 2010-8-15 53 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.5 因特网 Internet是连接分布在世界各地的成千上万 是连接分布在世界各地的成千上万 个计算机网络的网络，也称为国际互联网。 个计算机网络的网络，也称为 最大的广域网 因特网 2010-8-15 54 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.5 一、TCP/IP协议 一、TCP/IP协议 因特网 TCP/IP是Internet实现网络互连的通信协议。 TCP/IP是Internet实现网络互连的通信协议。 实现网络互连的通信协议 TCP/IP是一个协议集合，大部分以软件方式存在。见图6 49。 TCP/IP是一个协议集合，大部分以软件方式存在。见图6-49。 是一个协议集合 TCP/IP协议可以运行在多种物理网络上。 TCP/IP协议可以运行在多种物理网络上。 协议可以运行在多种物理网络上 IP和TCP协议是其中最重要的2 IP和TCP协议是其中最重要的2个。 协议是其中最重要的 2010-8-15 55 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.5 因特网 总之:IP定义数据分组格式和 总之:IP定义数据分组格式和 网络互联协议(TCP/IP) 网络互联协议 确定传送路径。 确定传送路径。 网际协议IP 网际协议IP(Internet Protocol) 尽力传送” 但不保证可靠。 它“尽力传送”，但不保证可靠。 功能：解决数据传输问题 定义Internet数据分组的格式，简称IP包； 定义IP地址和域名系统； 确定传输路径。即经过路由器连接，将IP包从 源节点传送到目的节点。 节点。 节点 2010-8-15 56 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.5 因特网 传输控制协议TCP TCP(Transmission Control Protocol) 功能：解决传输的可靠性问题 TCP检测数据报在传送中是否丢失，如果 丢失就重新传一次；TCP也能检测到那些未按顺 序到达的数据包，并把顺序调整正确；TCP还能 检测到一个数据包多个副本到达目的地情况，把 多余的滤除。 即解决丢失重发、顺序调整、多余包剔 除等通信中可能出差错的问题。 2010-8-15 57 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.5 因特网 应用层的协议有： 超文本传输协议HTTP (Hyper Text Transfer 超文本传输协议HTTP Protocol)， Protocol)， 简单电子邮件传输协议SMTP (Simple Mail 简单电子邮件传输协议SMTP Protocol)， Transfer Protocol)， 文件传输协议FTP (File Transfer Protocol)， 文件传输协议FTP Protocol)， 远程登录协议TELNET (TELecommunications 远程登录协议TELNET )， NETwork )， 简单网管协议SNMP (Simple Network Management 简单网管协议SNMP Protocol)， Protocol)， 域名系统DNS(Domain Name System)等 。 域名系统DNS DNS(Domain System)等 2010-8-15 58 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.5 TCP/IP协议模型 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 因特网 应用层 HTTP、SMTP、 FTP、Telnet SNMP、DNS TCP IP 局域网:以太 网、光纤网 广域网:ATM、 、 广域网 X.25、桢中继 、 PPP RS-232 传输层 网际互连层 网络接口层 物理层 OSI模型 模型 2010-8-15 物理层 Hardware TCP/IP模型 模型 图6-49 TCP/IP协议模型 协议模型 59 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.5 因特网 二、IP地址与域名 二、IP地址与域名 IP地址 IP地址是Internet管理机构分配给网上的 每一台计算机或互联设备(例如路由器)的唯一地址， 它出现在IP数据报的报头，以便能够准确地识别发 出该数据报的计算机。 2010-8-15 60 办公自动化第四章 通信和计算机网 络 6.5 因特网 IP地址 IP地址 IP地址由网络地址和主机地址两部分组成。 IP协议规定了五类网络地址，其中A、B、C三类地址用于 不同规模的物理网络，D类为多播(multicast)地址，E类是 实验性地址。 0 7 8 15 16 2