电子商务网络与安全复习

1、电子商务网络与安全第 1 章 计算机网络概论 计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络 软件（如网络通信协议、信息交换方式以及网络操作系统）等来实现网络中信息传递和资源共享的系统。这里所谓功 能独立的计算机系统，一般指有 CPU 的计算机。计算机网络发展经历了四个阶段：1、联机系统； 2、计算机互联网络； 3、标准化网络； 4、网络互连与高速网络。所谓联机系统，即以一台中央主计算机连接大量在地理上处于分散位置的终端。所谓终端通常指一台计算机的外 部设备，包括显示器和键盘，无中央处理器（CPU ， Central Processing U

2、nit ）和内存。2. 计算机互联网络。 20 世纪 60 年代中期开始，出现了若干个计算机互连系统，开创了计算机之间通信的时代。但 这些网络也存在不少弊端，主要问题是各厂家提供的网络产品实现互连十分困难。这种自成体系的系统称为“封闭” 系统。随后各大计算机公司都陆续推出了自己的网络体系结构，以及实现这些网络体系结构的软件硬件产品。 因此，人们迫切希望建立一系列的国际标准，渴望得到一个 “开放 ”系统，这正是推动计算机网络走向国际标准化 的一个重要因素。3. 标准化网络。 20 世纪 70 年代中期，计算机网络开始向体系结构标准化的方向迈进，即正式步入网络标准化时 代。这一阶段典型的标准化网络

3、结构如图 1.3 所示，通信子网的交换设备主要是路由器和交换机。20 世纪 80 年代，随着微机的广泛使用，局域网获得了迅速发展。美国电气与电子工程师协会（IEEE ）为了适应微机、个人计算机（PC）以及局域网发展的需要，于1980年2月在旧金山成立了 IEEE802局域网络标准委员会，并制定了一系列局域网络标准。在此期间，各种局域网大量涌现。4. 网络互连与高速网络进入 20 世纪 90 年代，随着计算机网络技术的迅猛发展， 特别是 1 993年美国宣布建立国家信息基础设施 NII（NII ， National Information Infrastructure ）后，全世界许多国家纷纷制

4、定和建立本国的 NII ，从而极大的推动了计算机网络技 术的发展。使计算机网络进入一个崭新的阶段，这就是计算机网络互连与高速网络阶段。目前，全球以 Internet 为核心的高速计算机互联网络已经形成， Internet 已经成为人类最重要的、最大的知识宝库。 网络互联和高速计算机网络就成为第四代计算机网络。1.2 计算机网络的组成与功能1.2.1 计算机网络的组成 一般而论，计算机网络有三个主要组成部分：主机，它们各为用户提供服务；通信子网，它主要由结点交换机和 连接这些结点的通信链路所组成；协议为了便于分析，按照数据通信和数据处理的功能，一般从逻辑上将网络分为通信子网和资源子网两个部分。如

5、图1 通信子网 负责完成网络数据传输、转发等通信处理任务。通信子网由通信控制处理机（CCP）、通信线路与其他通信设备组成，负责完成网络数据传输、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。它一方面作为与资源子网的主机、终端连结的接口，将主机 和终端连入网内；另一方面它又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， 实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用。目前通信控制处理机一般为路由器和交换机。通信线路为通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道。 2资源子网 主机Host。终端设备。网络操作系统。网络数据库。应用系

6、统。资源子网主要包括实现网络资源共享的计算机与终端。 资源子网实现全网的面向应用的数据处理和网络资源共享， 它由各种硬件和软件组成。主机Host。它是资源子网的主体，装有本地操作系统、网络操作系统、数据库、用户应用系统等软件。 终端设备。它是用户与网络之间的接口，用户通过网络终端取得网络服务。 网络操作系统。它是建立在各主机操作系统之上的一个操作系统，用于实现不同主机之间的用户通信。网络数据库。它是建立在网络操作系统之上的一种数据库系统。 应用系统。它是建立在上述部件基础的具体应用，以实现用户的需求。1.2.2 计算机网络的功能1数据通信 这是计算机网络最基本的功能，也是实现其他功能的基础。数

7、据通信功能包含以下几项具体内容： 连接的建立和拆除；数据传输控制；差错检测；流量控制；路由选择；多路复用2资源共享 数据共享，软件共享，硬件共享。软件共享：如网站，黄瑞国：网络打印机共享器 3负荷均衡和分布处理4提高系统的安全可靠性 计算机通过网络中的冗余部件可大大提高可靠性，例如在工作过程中，一台机器除了故障，可以使用网中的另一 台机器；网中一条通信线路出了故障，可以取道另一条线路，从而提高了网络整体系统的可靠性。按拓扑结构，计算机网络可分为以下五类。1星形网络 星形拓扑是由中央结点为中心与各结点连接组成的，多结点与中央结点通过点到点的方式连接，拓扑结构如图 1.8(a)所示。网络共享能力较

8、差。 它具有以下特点： 网络结构简单，便于管理。控制简单，建网容易。网络延迟时间较短，误码率较低。通信线路利用率不高。中央 结点负荷太重。网络可靠性低。2树形网络树形网络是将多级星形网络按层次方式排列得到的网络，其拓扑结构如图1.8 (b)所示。介绍一个交换机级联构成树形结构的例子。特点： 结构简单，成本低。每个链路都支持双向传输。结点扩充方便灵活。除叶结点及其相连的链路外，任何一个结点 或链路产生的故障都会影响子网络。星形和树形网络是 LAN 中最常见的实现形式。3总线形网络由一条高速公用总线连接若干个结点所形成的网络即为总线形网络，拓扑结构如图1.10( a)所示。经管学院机房最初就是一总

9、线结构。 (同轴电缆) 特点：结构简单灵活，便于扩充。信道利用率高。传输速率高。可靠性不高。产生冲突问题。4环形网络 环形网中各结点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环形通信线路中，环上任何结点均可请求发送信息，拓扑结构如图1.10 (b)所示。特点： 大大简化了路径选择的控制。可靠性高。结点过多时，网络响应时间长。网络确定时，其延时固定，实时性强。5网状形网 网状形网是广域网中最常采用的一种网络形式。拓扑结构如图1.12 所示。特点： 网络可靠性高。可扩充性好。网络可建成各种形状，采用多种通信信道，多种传输速率。 以上介绍了五种基本的网络拓扑结构，事实上以此为基础，还可构造出一些复合型的网络

10、拓扑结构。例如，中国教育科研计算机网络(CERNET )可认为是网状形网、树形网和环形网的复合，如图1.13所示。其主干网为网状形结构，连接的每一所大学大多是树形结构或环形结构。1.3.2 按网络的规模分类1. 局域网一般用微机通过高速线路相连，作用范围通常在 1 公里以内，一般是一幢楼房或一个单位。2. 城域网作用范围介于广域网和局域网之间，通常为550公里。3. 广域网 又称远程网，作用范围通常为几十到几千公里。城域网：学校的校园网广域网：省检验建议局、银行、公安局等内部网络都属于广域网。1.3.3 按通信传输方式分类1点到点传播型网 网络中的每两台主机、两台结点交换机之间或主机与结点交换

11、机之间都存在一条物理信道。2广播型网 所有主机共享一条信道，某主机发出的数据，其他主机都能收到。1.3.4 按传输介质按网络传输信息采用的物理信道来分类，可划分为：1 有线网络双绞线、同轴电缆、光纤、有线电话线、有线电视电缆、电力线。2 无线网络：微波，红外，蓝牙， WiFi ， 3G1.3.5 按服务方式1客户机 /服务器模式（ Client/Server ）2浏览器 /服务器模式（ Browse/Server ）C/S 结构，即 Client/Server（ 客户机 /服务器 ）结构，是大家熟知的软件系统体系结构，通过将任务合理分配到Client端和 Server 端，降低了系统的通讯开销

12、，可以充分利用两端硬件环境的优势。早期的软件系统多以此作为首选设计标 准。B/S 结构，即 Browser/Server（ 浏览器 /服务器 ）结构，是随着 Internet 技术的兴起，对 C/S 结构的一种变化或者改进 的结构。在这种结构下，用户界面完全通过 WWW 浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服 务器端实现，形成所谓 3-tier 结构。 B/S 结构，主要是利用了不断成熟的 WWW 浏览器技术，结合浏览器的多种 Script 语言（VBScript、JavaScript和ActiveX技术，用通用浏览器就实现了原来需要复杂专用软件才能实现的强大功能，并 节约

13、了开发成本，是一种全新的软件系统构造技术。随着 Windows 98/Windows 2000 将浏览器技术植入操作系统内部， 这种结构更成为当今应用软件的首选体系结构。C/S 与 B/S 区别：Client/Server 是建立在局域网的基础上的 .Browser/Server 是建立在广域网的基础上的 .1硬件环境不同 :C/S 一般建立在专用的网络上 , 小范围里的网络环境 , 局域网之间再通过专门服务器提供连接和数据交换服务 .B/S 建立在广域网之上的 , 不必是专门的网络硬件环境 ,例与电话上网 , 租用设备 . 信息自己管理 . 有比 C/S 更强的 适应范围 , 一般只要有操作

14、系统和浏览器就行2对安全要求不同C/S 一般面向相对固定的用户群 , 对信息安全的控制能力很强 . 一般高度机密的信息系统采用 C/S 结构适宜 . 可 以通过 B/S 发布部分可公开信息 .B/S 建立在广域网之上 , 对安全的控制能力相对弱 , 面向是不可知的用户群 . 3对程序架构不同C/S 程序可以更加注重流程 , 可以对权限多层次校验 , 对系统运行速度可以较少考虑 .B/S 对安全以及访问速度的多重的考虑 , 建立在需要更加优化的基础之上 . 比 C/S 有更高的要求 B/S 结构的程序 架构是发展的趋势，从MS的.Net系列的BizTalk 2000 Exchange 2000等

15、，全面支持网络的构件搭建的系统 .SUN和IBM 推的 JavaBean 构件技术等 ,使 B/S 更加成熟 .4软件重用不同C/S 程序可以不可避免的整体性考虑 ， 构件的重用性不如在 B/S 要求下的构件的重用性好 .B/S 对的多重结构 ，要求构件相对独立的功能 . 能够相对较好的重用 .就入买来的餐桌可以再利用，而不是做在墙上的石头桌子5系统维护不同系统维护是软件生存周期中 ,开销大 , 重要C/S 程序由于整体性 , 必须整体考察 , 处理出现的问题以及系统升级 . 升级难 . 可能是再做一个全新的系统B/S 构件组成 ,方面构件个别的更换 ,实现系统的无缝升级 . 系统维护开销减到

16、最小 .用户从网上自己下载安装就可 以实现升级 .6处理问题不同C/S 程序可以处理用户面固定 , 并且在相同区域 , 安全要求高需求 , 与操作系统相关 . 应该都是相同的系统B/S 建立在广域网上 , 面向不同的用户群 , 分散地域 , 这是 C/S 无法作到的 . 与操作系统平台关系最小 . 7用户接口不同C/S 多是建立的 Window 平台上 ,表现方法有限 ,对程序员普遍要求较高B/S 建立在浏览器上 , 有更加丰富和生动的表现方式与用户交流 . 并且大部分难度减低 ,减低开发成本 . 8信息流不同C/S 程序一般是典型的中央集权的机械式处理 , 交互性相对低3对等服务 (Peer

17、 to Peer)(1) P to P网络模式的优势P to P 网络模式最大优势是可充分利用网络上所有“客户终端”的资源； 存储资源，计算资源( 2) P to P 网络模式的主要应用文件交换：P to P网络中自由地交换文件，这是P2P网络最早的应用之一。集群计算：采用 P2P技术的对等计算，可把 P2P网络中的众多计算机中闲置的计算能力连接起来，构成一个超级 计算机，使用积累的能力执行超级计算机的任务。协同工作： P2P 极适合于协同作业。通过网络对等共享数据与程序，分散在各地的计算机实时地进行协同作业。 其应用范围包括医疗会诊、软件产品开发。搜索引擎： P2P 技术的搜索方法与现在的网

18、络搜索方式不同，它是一种深层次的搜索。例如有一种方案为：一台 机器在网络上搜索 10台计算机，并切求这 1 0台计算机中的每一台按同样的要求向另外10 台计算机搜索，这样，第 N步就达到对 10N 台计算机进行搜索。因此，搜索的速度快、范围广，在搜索的同时还可对搜索的结果(内容)进行复 杂规则的过滤与组织。1.3.6 按企业和公司管理1 内联网( Intranet )Intranet 则强调企业内部各部门的联接，无论是硬件的物理联结范围还是信息交流范围都仅限于企业内部，包括分 店、分公司等。2外联网( Extranet )Extranet 则是通过业务相关的外部企业的 Intranet 与 I

19、nternet 的物理联结，通过安全等技术手段的实施，实现企业 与外部企业之间的虚拟的信息传输网络，它突出各相关企业间的连接，信息交流范围包括交易伙伴、合作对象、相关 公司、销售商店以及主要客户。Intranet Extranet Internet 关系图从企业的角度来看，Internet、Intranet、Extranet 三者的区别在于： Internet 强调各个组织网站之间的物理联结，任何一个上网者都可以随时访问企业Web站点上公开的信息。通过 Web站点，企业可以进行形象宣传，吸引各类潜在客户与合作伙伴，同时，企业也可以通过 Internet 获取其他企业站点以及企业经营相关的一切

20、Web 站点上的公开信息， 通过In ternet，与企业客户进行沟通，实现互动营销；Intranet 则强调企业内部各部门的联接，无论是硬件的物理联结范围还是信息交流范围都仅限于企业内部，包括分 店、分公司等；而 Extranet 则是通过业务相关的外部企业的 Intranet 与 Internet 的物理联结，通过安全等技术手段的实施，实现企 业与外部企业之间的虚拟的信息传输网络，它突出各相关企业间的连接，信息交流范围包括交易伙伴、合作对象、相 关公司、销售商店以及主要客户。1.3.7 其他分类方式（1）按通信速率的不同来分类，可划分为低速网络（数据传输速率在1.5Mbps 以下网络系统）

21、 、中速网络（数据传输速率在 50Mbps 以下的网络系统） 、高速网络（数据传输速率在 50Mbps 以上的网络系统） 。（2）按使用范围的大小分类，可分为公用网和专用网。其中专用网络根据网络环境又可细分为部门网络、企业网 络、校园网络三种。（ 3）按数据交换方式分类，可分为线路交换网络、报文交换网络、分组交换网络、ATM 网络等。（4）按传输的信号分类，可分为数字网和模拟网。（ 5）按采用的网络操作系统分类，可分为Novell 网、 Windows NT 网、 Windows 2000 Server 网、 Unix 网、 Linux网等。第二章 数据通信1 数据通信的基本概念1.1 数字信

22、号和模拟信号 信号是数据的电磁波表示形式。信号可以分为模拟信号与数字信号两种。 模拟信号是随时间连续变化的信号； 数字信号是离散信号。1.2 通信系统模型 信源是产生和发送信息的一端，信宿是接受信息的一端。变换器和反变换器均是进行信号变换的设备，在实际 的通信系统中有各种具体的名称，如信源发出的是数字信号而要以模拟信号传输，则用调制解调器；信源发出的是模 拟信号而要以数字信号传输，则用编码解码器。噪声是通信系统中存在的并叠加在有用信号之上的无用成分，它对系统中的信号传输与处理起扰乱作用，又不 能完全控制。噪声可以从系统的各部分侵入，按其来源可分为通信系统外部噪声和系统内部噪声。无论是模拟信号还

23、是数字信号，在传输过程中都要变成适合信道传输的信号形式，在模拟信道中传输的是模拟 信号，在数字信道中传输的是数字信号。1.3 数据传输方式1. 模拟传输 模拟传输指信道中传输的为模拟信号。 当传输的是模拟信号时，可以直接进行传输。 当传输的是数字信号时，进入信道前要经过调制解调器调制，变换为模拟信号。如图2.3所示，（a）为当信源为模拟数据时的模拟传输，（b）为当信源为数字数据时的模拟传输。其主要优点在于信道的利用率较高，但是其在传输过程中信号会衰减，会受到噪声干扰，且信号放大时噪声也会放大。2. 数字传输数字传输指信道中传输的为数字信号。 当传输的信号是数字信号时，可以直接进行传输。 当传输

24、的是模拟信号时，进入信道前要经过编码解码器编码，变换为数字信号。如图2.4所示，（a）为当信源为数字数据时的数字传输，（b）为当信源为模拟数据时的数字传输。其主要优点信号传输不失真，误码率低，能被复用和有效地利用设备，但是传输数字信号比传输模拟信号所要求的频带要宽的多，因 此数字传输的信道利用率较低。1.4 串行通信与并行通信串行通信指数据流一位一位地传送，从发送端到接收端只要一根传输线即可，易于实现。 并行通信是一次同时传送一个字节（字符）,即 8 个码元。并行传送传输速率高， 一般用于近距离范围要求快速传送的地方 .如计算机与输出设备打印机 的通信一般是采用并 行传送。串行传送是目前主要采

25、用的一种传输方式，特别是在远程通信中一般采用串行通信方式。1.5 单工、半双工与全双工通信 单工通信方式。在单工信道上信息只能在一个方向传送。发送方不能接收，接受方不能发送。半双工通信方式。在半双工信道上，通信双方可以交替发送和接收信息，但不能同时发送和接收。在一段时间内， 信道的全部带宽用于一个方向上的信息传递。全双工通信方式。这是一种可同时进行信息的传递的通信方式。BP 机 单工通信；半双工：对讲机；全双工：电话1.6 异步传输和同步传输 异步传输：把各个字符分开传输，字符与字符之间插入同步信息 。同步传输： 发送方在发送数据之前先发送一串同步字符 SYN ，接收方只要检测到两个以上 SY

26、N 字符确认已进入同 步状态，准备接收数据。奇偶校验一种校验代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制代码的数位中“1的”个数是奇数或偶数来进行校验。采用奇数的称为奇校验，反之，称为偶校验。采用何种校验是事先规定好的。通常专门设置一个奇偶校验位，用它使这 组代码中 “1”的个数为奇数或偶数。 若用奇校验， 则当接收端收到这组代码时， 校验 “1的”个数是否为奇数， 从而确定传 输代码的正确性。与一段信息关联的冗余信息。在 WindowsNTServer 中，带奇偶校验的带区集意味着每行有一个附加的奇偶校验带 区。因此，必须使用至少三个(而不是两个)磁盘才能考虑该附加的奇偶校验信息。奇偶校验带

27、区包含该带区内数据 的XOR (称为排它性 或"的布而操作)。重新生成失败的磁盘时，WindowsNTServer将使用这些带区中与完好磁盘上数据关联的奇偶校验信息重新在失败盘上创建数据。请参阅容错；带区集；带奇偶校验的带区集1. 单向奇偶校验单向奇偶校验 (Row Parity) 由于一次只采用单个校验位， 因此又称为单个位奇偶校验 (Single Bit Parity) 。发送器在数 据祯每个字符的信号位后添一个奇偶校验位，接收器对该奇偶校验位进行检查。典型的例子是面向ASCII 码的数据信号祯的传输，由于 ASCII 码是七位码，因此用第八个位码作为奇偶校验位。单向奇偶校验又分

28、为奇校验 (Odd Parity)和偶校验(Even Parity)，发送器通过校验位对所传输信号值的校验方法如 下：奇校验保证所传输每个字符的 8 个位中 1的总数为奇数；偶校验则保证每个字符的 8个位中 1 的总数为偶数。显然，如果被传输字符的 7 个信号位中同时有奇数个 (例如 1、3、5、7)位出现错误，均可以被检测出来；但如果 同时有偶数个 (例如 2、4、6)位出现错误，单向奇偶校验是检查不出来的。一般在同步传输方式中常采用奇校验，而在异步传输方式中常采用偶校验。2. 双向奇偶校验为了提高奇偶校验的检错能力，可采用双向奇偶校验 (Row and Column Parity) ，也可

29、称为双向冗余校验 (Vertical and Longitudinal Redundancy Checks) 。双向奇偶校验，又称 “方块校验 ”或“垂直水平 ”校验。数字化是信息社会发展的必然趋势1. 目前计算机绝大部分是数字机，而数字机只能对数字数据进行存储和处理，因此，文字、声音、视频、图像等 模拟数据，必须变换为数字数据后才能存入计算机，才能进行处理。2. 数字信号只取有限个离散值，在传输过程中即使受到噪声的干扰，只要没有畸变到不可辨认的程度，就可以用 信号再生的方法进行恢复。所以，数字传输能使信号不失真地正确传送，传输质量优于模拟传输。这就是数字电话比 传统的模拟电话更清晰的原因。并

30、且在传输工程中，数据信号还可以进行压缩、加密，这样就可以提高传输的效率和 安全性。3. 计算机等数字设备的主要器件是集成电路(芯片) ，其造价越来越低。 综上所述，所以人们使用数字设备是大势所趋。2 数字信道的特性2.1带宽。 带宽”(bandwidth)有以下两种不同的意义： 在计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，因此网络带宽表示在单位时间内从网络中 的某一点到另一点所能通过的 “最高数据率 ”.信号的带宽是描述信号的一个重要参数，同时也是描述传输系统的一个重要参数。 信号是由特定的电磁波来传输的，而电磁波都有一定的频率范围。信号的带宽是指信号含有的频带宽度，在实际应

31、用中指信号能量比较集中的频率范围。带宽又叫频宽是指在固定的的时间可传输的资料数量，亦即在传输管道中可以传递数据的能力。在数字设备中，频宽通常以bps表示，即每秒可传输之位数。在模拟设备中，频宽通常以每秒传送周期或赫兹Hertz （Hz）来表示。频宽对基本输出入系统 （BIOS ）设备尤其重要，如快速磁盘驱动器会受低频宽的总线所阻碍。单位时间内能够在线路上传送的数据量，常用的单位是bps（bit per seco nd）。计算机网络的带宽是指网络可通过的最高数据率，即每秒多少比特。严格来说，数字网络的带宽应使用波特率来表示（ba nd）,表示每秒的脉冲数。而比特是信息单位，由于数字设备使用二进制

32、，则每位电平所承载的信息量是1（以2为底2的对数，如果是四进制，则是以 2为底的4的对数，每位电平所承载的信息量为 2）。因此，在数值上，波特与比特是相同的。由于人们对这两个概念分的并不是很清楚，因此常 使用比特率来表示速率，也正是用比特的人太多，所以比特率也就成了一个带宽事实的标准叫法了。描述带宽时常常把比特/秒 ”省略。例如，带宽是 10 M，实际上是 10 Mb/s。这里的 M是10A6。带宽”（bandwidth）有以下两种不同的意义：1指信号具有的频带宽度信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围2在计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，因此网

33、络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的最高数据率”.在网络中有两种不同的速率：信号（即电磁波）在传输媒体上的传播速率（米/秒，或公里/秒）计算机向网络发送比特的速率（比特/秒）这两种速率的意义和单位完全不同。在理解带宽这个概念之前，我们首先来看一个公式：带宽=时钟频率x总线位数/8，从公式中我们可以看到，带宽和时钟频率、总线位数是有着非常密切的关系的。其实在一个计算机系统中，不仅显示器、内存有带宽的概念，在一 块板卡上，带宽的概念就更多了，完全可以说是带宽无处不在。那到底什么是带宽呢？带宽的意义又是什么？简单的说，带宽就是传输速率，是指每秒钟传输的最大字节数（MB/S），即每

34、秒处理多少兆字节，高带宽则意味着系统的高处理能力。为了更形象地理解带宽、位宽、时钟频率的 关系，我们举个比较形象的例子，工人加工零件，如果一个人干，在大家单个加工速度相同的情况下，肯定不如两个 人干的多，带宽就象是加工零件的总数量，位宽仿佛工人数量，时钟工作频率相当于加工单个零件的速度，位宽越宽， 时钟频率越高则总线带宽越大，其好处也是显而易见的。2.2波特率和数据速率波特率：波特率也叫码元速率，表示单位时间内信号波形的变换次数，即通过信道传输的码元个数，单位波特。数据速率：单位时间内信道上传送的信息量（比特数）。一个码元携带的信息量 n （比特）与码元取的离散值个数N，具有如下关系：信道容量

35、：信道中能不失真地传输脉冲序列的最高速率。奈氏定理：奈奎斯特1924年推导出有限带宽无噪声信道的极限波特率。若信道带宽为W，则奈氏定理的最大码元速率为B=2W （Baud），奈氏定理指定的信道容量也叫奈氏极限。例如，有一个带宽为 3kHz的理想低通信道，其码元传输速率为6000baud。而最高数据速率可随编码方式的不同而有不同的取值。若 1个码元能携带2bit的信息量，则最高的数据速率为数据速率 比特/秒”与码元的传输速率 波特”是两个不同的概念。两者在数量上有上述公式所描述的关系。若1个码元只携带1bit的信息量，则两者在数值上是相等的。即。但若使1个码元携带bit的信息量，则 Baud的码

36、元传输速率为bps。例如，有一个带宽为 3kHz的理想低通信道，其码元传输速率为6000baud。而最高数据速率可随编码方式的不同而有不同的取值。若1个码元能携带2bit的信息量，则最高的数据速率为12000bps。这些都是不考虑噪声的理想情况下的极限值。至于有噪声影响的实际信道，则远远达不到这个极限值。2.3误码率误码率可用来表示传输二进制位时出现差错的概率，以下公式中Pe表示误码率，Ne表示出错位数，N为传送的总位数。2.4信道延迟信号在信道中从源端到达宿端需要的时间即为信道延迟， 它与信道的长度及信号传播速度有关。 例如远离地面 3.6 万公里的卫星，上行和下行的时延均约270ms。2.

37、5 基带传输、频带传输1. 基带传输 所谓基带指的是基本频带，也就是数据编码电信号所固有的频带，这种信号可称为基带信号。所谓基带传输就是 对基带信号不加调制而直接在线路上进行传输，它将占用线路的全部带宽，也可称为数字基带传输。2. 频带传输 进行远距离数据传输时，一般要借用已有的通信网（如电话网）,而数据的原始形式是数字信号（基带信号）,它无法在带宽较窄的通信网中传输，需要将带宽很宽的数字信号（基带信号）变换为带宽符合通信网要求的模拟信号，而 这种模拟信号通常由某一频率或某几个频率组成，它占用了一个固有频带，所以称为频带传输。基带信号 （Baseband Signal） 信源（信息源，也称发终

38、端）发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是频率较 低，信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信 号（相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。 ）其由信源决定。说的通俗一点 ,基带信号就是发出的直接表达了要传输 的信息的信号，比如我们说话的声波就是基带信号。 （如果一个信号包含了频率达到无穷大的交流成份和可能的直流成 份，则这个信号就是基带信号。 ）由于在近距离范围内基带信号的衰减不大，从而信号内容不会发生变化。因此在传输距离较近时，计算机网 络都采用基带传输方式。如从计算机到监视器、打印机等外设的信号就是基带传输的

39、。大多数的局域网使用基带传输， 如以太网、令牌环网。常见的网络设计标准10BaseT 使用的就是基带信号。3 调制方式 进行调制时，常把正弦信号作为基准信号或载波信号。调制即利用载波信号的一个或几个参数 的变化来表示数字信号（调制信号）的过程。基于载波信号的三个主要参数，可把调制方式分为三种： 振幅调制、频率调制、相位调制，可分别简称为调幅、调频、调相，如图 2.11 所示。（ 1）调幅（ AM ， Amplitude Modulation ）调幅即指载波的振幅随计算机送出的基带数字信号变化而变化。 （ 2）调频（ FM， Frequency Modulation ）调频即指载波的频率随计算机

40、送出的基带数字信号变化而变化。（3）调相（PM, Phase Modulation）调相指载波的初始相位随计算机送出的基带数字信号变化而变4 多路复用技术4.1 频分多路复用（ FDM ）在物理信道能提供比单个原始信号宽得多的带宽的情况下，可将该物理信道的总带宽按频率分 割成若干个和传输的单个信号带宽相同的子信道，每一个子信道传输一路信号，如图2.16 所示。4.2 时分多路复用（ TDM ）将一条物理线路按时间分成一个个的时间片，每个时间片称为一帧，每帧长125us,再分为若干时隙，轮换地为多个信号所使用。如下图所示。5 数据通讯媒体5.1 有线介质 （ 1 ） 双绞线把两根互相绝缘的铜导线

41、用规则的方法扭绞起来就构成了双绞线，如图2.23所示。互绞可以使线间及周围的电磁干扰最小。电话系统中使用双绞线较多，差不多所有的电话都用双绞线连接到电话交换机。通常将一对或多对双绞线捆成电缆，在其外面包上硬的护套。双绞线用于模拟传输或数字传输，其通信距离一般为几公里到十几公里。对于模拟传输，当传 输距离太长时要加放大器，以将衰减了的信号放大到合适的数值。对于数字传输则要加中继器，以将 失真了的数字信号进行整形。双绞线主要用于点到点的连接，如星形拓扑结构的局域网中，计算机与集线器Hub 之间常用双绞线来连接，但其长度不超过 100 米。双绞线也可用于多点连接。作为一种多点传输介质，它比同轴 电缆

42、的价格低，但性能要差一些。双绞线按其是否有屏蔽，可分为屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线。双绞线还可以按其电气特性进行分级或分类。电气工业协会/电信工业协会（EIA/TIA ）将其定义为7种型号。局域网中常用第 5类和第6类双绞线，它们都为无屏蔽双绞线，均由4对双绞线构成一条电缆。双绞线制作过程（1） 用压线钳或剪刀等锐气刮去15mm的外皮（2）分清四对铜线：橙、白橙；绿、白绿；蓝、白蓝；棕、白棕。（3）按标准排列铜线，并插入 RJ-45头。（4）用压力钳用力压。T568B标准方式T568A标准方式双绞线制作过程，（3）了解接线方式：T568A标准方式如果电脑间用集线器 （Hub ）或交换机（Switc

43、h ）相连，则双绞线两端都按照 T568B的标准进行连接， 叫做直通线。如果是两台电脑相连，一端是T568B接法，一端是T568A接法。（2）同轴电缆同轴电缆由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及保护塑料外层所组成。这种结构中的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁场，也可用来防止外界电磁场干扰中心导体的信号，因而具有很好的抗干扰特性，被广泛用于较高速率的数据传输。通常按特性阻抗数值的不同，将其分为基带同轴电缆（50"同轴电缆）和宽带同轴电缆（75 同轴电缆）。基带同轴电缆的特性阻抗为50 ",仅用于传输数字信号，并使用曼彻斯特编码方式和基带传输方式，即直接把数

44、字信号送到传输介质上，无需经过调制，故把这种电缆称为基带同轴电缆。宽带同轴电缆的特性阻抗为 75 'J,带宽可达300500MHz,用于传输模拟信号。它是公用天线电视系统 CATV中 的标准传输电缆，目前在有线电视中广为采用。在这种电缆上传送的信号采用了频分多路复用的宽带信号，故75同轴电缆又称为宽带同轴电缆。（3）光缆光导纤维电缆，简称光缆，是网络传输介质中性能最好、应用前途广泛的一种。以金属导体为核心的传输介质，其所能传输的数字信号或模拟信号，都是电信号。而光纤则只能用光脉冲形成的数 字信号进行通信。有光脉冲相当于1,没有光脉冲相当于 0。光纤通常由极透明的石英玻璃拉成细丝作为纤芯

45、，外面分别有包层、吸收外壳和防护层等构成， 图2.25是一根光纤剖面的示意图。包层较纤芯有较低的折射率。当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，其折射角将大于入射角，如图（a）所示。因此，如果入射角足够大，就会出现全反射，即光线碰到包层时就会折射回纤芯。这个过程不断重复，光也就 沿着光纤向前传输。图（b ）画出了光波在纤芯中传输的示意图。典型的光纤传输系统的结构如图所示。光纤传输速率可达几千 Mbps。目前投入使用的光纤在几公里范围内速率可达几百Mbps。在1km范围内，能以1000Mbps的速率发送数据，大功率的激光器可以驱动100km长的光纤而不带中继器。（4）其他有线介质传输介质有线

46、电话线，有线电视光缆，电力线5.4无线介质（1）微波：微波通信是把微波信号作为载波信号，用被传输的模拟信号或数字信号来调制它，故微波通信是模拟传 输。由于微波的频率很高，故可同时传输大量信息。又由于微波能穿透电离层而不反射到地面，故只能使微波沿地球表面由源向目标直接发射。微波在空间是直线传播，而地球表面是个曲面，因此其传播距离受到限制，一般只有50km左右。但若采用100m高的天线塔，则距离可增大到100km。此外，因微波被地表吸收而使其传输损耗很大。也即利用位于 36000km高的人造（2）卫星：将微波中继站放在人造卫星上时，便形成了卫星通信系统。如图所示。 同步地球卫星作为中继器的一种微波

47、通信。（3）红外线红外线可能是最新的无线传输介质，它利用红外线来传输信号常见于电视机等家电中的红外线遥控器，在发送端设有红外线发送器，接收端有红外线接收器。发送器和接收器可任意安装在室内或室外，但需使它们处于视线范围内，即两者彼此都可看到对方，中间不允许 有障碍物。（4）激光在空间传播的激光束可以调制成光脉冲以传输数据，和地面微波或红外线一样，可以在视野范围内安装两 个彼此相对的激光发射器和接收器进行通信，如图2.29所示。激光通信与红外线通信一样是全数字的，不能传输模拟信号；激光也具有高度的方向性，从而难于窃听、插入数据及干扰；激光同样受环境的影响，特别当空气污染、下雨下雾、能见度很差时，可

48、能使通信中断。（5）射频射频卡又叫非接触式IC卡，诞生于90年代初，是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功地将射频识技术和IC卡技术结合起来，解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题， 是电子器件领域 的一大突破。由于 存在着磁卡和接触式IC卡不可比拟的优点，使之一经问世，便立即引起广泛的关注，并以惊人的速度得到推广应用。射频卡（简称RF卡）是一种以无线方式传送数据的集成电路卡片，它具有数据处理及安全认证功能等特有的优点。（6）蓝牙蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用蓝牙”技

49、术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网In ternet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM （即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙的起源：蓝牙这个名称来自于第十世纪的一位丹麦国王 Harald Blatand , Blatand在英文里的意思可以被解释为 Bluetooth（蓝牙）因为国王喜欢吃蓝梅，牙龈每天都是蓝色的所以叫蓝牙。在行业协会筹备阶段，需要一个极具有表现 力的

50、名字来命名这项高新技术。行业组织人员，在经过一夜关于欧洲历史和未来无限技术发展的讨论后，有些人认为 用Blatand国王的名字命名再合适不过了。Blatand国王将现在的挪威，瑞典和丹麦统一起来；他的口齿伶俐，善于交际,就如同这项即将面世的技术，技术将被定义为允许不同工业领域之间的协调工作，保持着个各系统领域之间的良好交 流，例如计算，手机和汽车行业之间的工作。名字于是就这么定下来了。蓝牙的创始人是瑞典爱立信公司，爱立信早在1994年就已进行研发。1997年，爱立信与其他设备生产商联系， 并激发了他们对该项技术的浓厚兴趣。1998年2月，5个跨国大公司，包括爱立信、诺基亚、IBM、东芝及In

51、tel组成了一个特殊兴趣小组（SIG），他们共同的目标是建立一个全球性的小范围无线通信技术，即现在的蓝牙。第三章局域网3.1局域网介质访问控制方式3.1.1载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD是carrier sense multiple access/collision detected 的缩写，可译为载波侦听多路访问/冲突检测”或带有冲突检测的载波侦听多路访问”所谓载波侦听（carrier sense，意思是网络上各个工作站在发送数据前都要总线上有没有数据传输。若有数据传输（称总线为忙），则不发送数据；若无数据传输（称总线为空），立即发送准备好的数据。所谓多路访问（multiple a

52、ccess）意思是网络上所有工作站收发数据共同使用同一条总线，且发送数据是广播式的。 所谓冲突（collision ），意思是，若网上有两个或两个以上工作站同时发送数据，在总线上就会产生信号的混合，哪个 工作站都同时发送数据，在总线上就会产生信号的混合，哪个工作站都辨别不出真正的数据是什么。这种情况称数据 冲突又称碰撞。为了减少冲突发生后又的影响。工作站在发送数据过程中还要不停地检测自己发送的数据，有没有在 传输过程中与其它工作站的数据发生冲突，这就是冲突检测（collision detected ）。CSMA/CD工作原理1. 载波监听总线，即先听后发使用CSMA/CD方式时，总线上各结点都

53、在监听总线，即检测总线上是否有别的结点发送数据。如果发现总线是空闲的，即没有检测到有信号正在传送，则可立即发送数据。如果监听到总线忙，即检测到总线上有数据正在传送， 这时结点要持续等待直到监听到总线空闲时才能将数据发送出去，或等待一个随机时间，再重新监听总线，一直到总 线空闲再发送数据。这也称作先听后发（LBT，Listen Before Talk）。2. 总线冲突检测，即边发边听当两个或两个以上结点同时监听到总线空闲，开始发送数据时，就会发会碰撞，产生冲突。另外，传输延迟可能 会使第一个结点发送的数据未到达目的结点，另一个要发送数据的结点就已监听到总线空闲，并开始发送数据，这也 会导致冲突的

54、产生。发生冲突时，两个传输的数据都会被破坏，产生碎片，使数据无法到达正确的目的结点。为确保 数据的正确传输，每一结点在发送数据时要边发送边检测冲突。这也称作边发边听（LWT，Listen While Talk ）。当检测到总线上发生冲突时，就立即取消传输数据，随后发送一个短的干扰信号JAM （阻塞信号），以加强冲突信号，保证网络上所有结点都知道总线上已经发生了。在阻塞信号发送后，等待一个随机时间，然后再将要发送的数据发送一次。 如果还有冲突发生，则重复监听、等待和重传的操作。CSMA/CD控制规程：控制规程的核心问题：解决在公共通道上以广播方式传送数据中可能出现的问题（主要是数据碰撞问题） 控

55、制过程包含四个处理内容：侦听、发送、检测、冲突处理（1）侦听：通过专门的检测机构，在站点准备发送前先侦听一下总线上是否有数据正在传送（线路是否忙）？若 忙”则进入后述的 退避”处理程序，进而进一步反复进行侦听工作。若闲”，则一定算法原则（“X坚持”算法）决定如何发送。（2）发送：当确定要发送后，通过发送机构，向总线发送数据。（3）检测：数据发送后，也可能发生数据碰撞。因此，要对数据边发送，边检测，以判断是否冲突了。（4）冲突处理：当确认发生冲突后，进入冲突处理程序。有两种冲突情况： 侦听中发现线路忙 发送过程中发现数据碰撞 若在侦听中发现线路忙，则等待一个延时后再次侦听，若仍然忙，则继续延迟等

56、待，一直到可以发送为止。每 次延时的时间不一致，由 退避算法 确定延时值。 若发送过程中发现数据碰撞，先发送阻塞信息，强化冲突，再进行侦听工作，以待下次重新发送（方法同）3.1.2令牌环访问控制令牌环技术是1969年由IBM提出来的。它适用于环形网络，并已成为流行的环访问技术。这种介质访问技术的 基础是令牌。令牌是一种特殊的帧，用于控制网络结点的发送权，只有持有令牌的结点才能发送数据。由于发送结点在获得发送权后就将令牌删除，在环路上不会再有令牌出现，其它结点也不可能再得到令牌，保证 环路上某一时刻只有一个结点发送数据，因此令牌环技术不存在争用现象，它是一种典型的无争用型介质访问控制方 式。令牌

57、有“忙”和“闲”两种状态。当环正常工作时，令牌总是沿着物理环路，单向逐结点传送传送顺序与结点在 环路中的排列顺序相同。当某一个结点要发送数据时，它须等待空闲令牌的到来。它获得空令牌后，将令牌置“忙”，并以帧为单位发送数据。如果下一结点是目的结点，则将帧拷贝到接收缓冲区，在帧中标志出帧已被正确接收和复制，同时将帧送回环上， 否则只是简单地将帧送回环上。帧绕行一周后到达源结点后，源结点回收已发送的帧，并将令牌置“闲”状态，再将 令牌向下一个结点传送。图3.2给出了令牌环的基本工作过程。3.2局域网连接设备1网卡。MAC地址Personal Computer Memory Card International Association 媒体访问控制地址，或称为硬件地址， 是用来定义网络设备的位置的如何查看MAC地址？点“开始”-“运行”输入“CMD ”回车然后在DOS状态下输入