远程通信与网络

远程通信与网络6.1通信系统概述数据通信的基本概念信息源发送设备传输媒体接收设备接收者通信系统的概念模型

信源数据通信媒介接收者信邮递员收信人(只能看)报告麦克风与投影仪与会听众(能听能看)电子邮件电话线接收者(只能看)图6-1通信的三个基本元素2数据通信的基本概念6.1续信号类型数字信号模拟信号数据率度量传输速度bps;波特率(每秒信号变化的次数)低速(窄带)信道<300bps;声带信道=9600bps;高速(宽带)信道>5千万bps数据流向单工eg.无线电广播半双工eg.打双工eg.发电子邮件传输方式并行传输和串行传输信道容量信道容量:信道的最大数据率;一个极限参数带宽:在一给定介质上可同时传送信号的频率范围基带300～9600bps和宽带256000～100万bps3数字通讯系统是以计算机为中心，结合分散在远程的终端装置或其他计算机，通过通讯线路彼此连接起来，进行数据或信息的传输、交换、存储和处理的设备总称。信源通信媒体信源信号转换设备调制设备信号复原设备解调设备数字通讯系统(加)4计算机终端线道通讯处理器：调制解调器;多路复用器；网络互联设备网络软件计算机通讯系统(加)接受者主机终端多路器调制解调器调制解调器多路器前端处理器主机前端处理器通讯媒介(通道)5传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路，计算机网络中采用的传输介质分有线和无线两大类。有线传输介质:双绞线、同轴电缆和光纤无线传输介质:卫星、红外线和微波传输介质6.1续6有线传输介质6.1续双绞线(Twistedpaircable)分屏蔽双绞线STP（较高的带宽,成本高）与非屏蔽双绞线UTP（成本低而流行），两对线型的接插头称为RJ11，四对线型的接插头称为RJ45。STP<=155Mbps常见16MbpsUTP分五级:1,2类UTP:声音和低数据传输速率<4Mbps3类UTP:10Mbps4类UTP:16Mbps5类UTP:100Mbps长度限制:100米7有线传输介质6.1续同轴电缆(Coaxialcable)比双绞线贵和快;噪声小;抗干扰较强75Ω宽带电缆:只发送数字信号10Mbps50Ω基带电缆:发送数字信号和模拟信号同轴电缆光纤(Coaxialcable)信号衰减小,不受电磁干扰,安全性高,不易被窃听;轻而细,不占空间;贵;连接技术要求较高单模光纤(贵和大容量)和多模光纤250亿bps带宽>200M8无线传输介质6.1续无线传输介质(电磁波,频率)无线电传输低频衰减大;高频被遮挡易受电子设备干扰微波传输直线传播基于地面的微波系统30英里基于卫星的微波系统延迟0.5～5秒红外线传输传输距离较短＜几百码可被强光侵害无需物理连接→无线网络，设备可移动对无线频率干扰不敏感，防窃听较好卫星通信和激光通信(加)9接口部件6.1续调制解调器modem：在通信过程中将数据信号转换成模拟信号或者将模拟信号转换成数据信号的设备。外置式和内置式14400～56600bps适配器网络接口卡：简称网卡，用来负责计算机和网络之间的集中数据转换。通信控制部件多路复用器时分多路复用器TDM频分多路复用器FDM前端处理器协议转换器10数据交换技术6.1续电路交换四步：呼叫请求；建立连接；数据传送；拆除连接。使用设备简单，操作简单；数据传输延迟小；建立连接时间长；线路独占使用，利用率不高报文交换存储－转发方式不适用于交互式或实时通信分组交换电路＋报文按固定长度分组，每次发送一个分组数据报；虚电路；信元交换异步传输模式53B(5+48)虚电路灵活;数据传输速率高;116.2网络概述计算机网络的概念计算机网络是一个将地理位置分散、具有独立功能的多台计算机通过通信设备和线路连接起来，在相应网络软件的支持下实现信息互通和资源共享的系统。网络介质：数据传输的物理通道协议：网络设备间进行通信的一组约定节点：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：是指两个相邻节点之间的通信线路。12网络发展

6.2续联机系统以资源共享为目标－互联网络标准化网络网际互连及高速网络13网络类型（按网络覆盖范围划分）6.2续局域网LAN（localareanetwork）在一个有限的范围内（一栋大楼或一个学校），将各种计算机、终端和外围设备互联而形成的网络。<10㏎城域网MAN（metropolitanareanetwork）覆盖几十㏎范围内企业、单位的多个局域网互联而成的网络。是介于局域网和广域网之间的一种高速网络。公司;蜂窝移动广域网WAN（wideareanetwork）覆盖几十㏎到几千㏎的范围，可达到一个国家、地区，或几个洲的国际远程网。Internet是一个最大的广域网。14网络类型（按传输技术划分）6.2续广播式网络只有一条通信信道都接收;非目的地址的机器丢弃接收信息传输距离比较短的小型网络eg.局域网点到点网络一对对机器之间的多条连接线路由算法传输距离远的大型网络15计算机网络从功能上可分为两部分:资源子网和通信子网。

网络拓扑结构(加)主机主机主机主机主机主机通信子网通信链路通信设备通信子网资源子网16网络拓扑结构6.2续计算机网络的拓扑结构表示网络中的结点与通信线路之间的几何关系，反映网络中各实体间的结构关系。拓扑结构主要有：星形、总线、环形、树形及网形17“点”－>网络中的具体设备，如工作站、服务器等“线”－>网络中的电缆等通信媒体点-点网络共享信道网络C拓扑结构类型18网络拓扑结构

6.2续19......通信控制器PC1PC2PC3点阵打印机硬盘驱动器激光打印机星形网络......PC1PC2PC3点阵打印机激光打印机b.总线形网络......PC1PC2PC3硬盘驱动器激光打印机c.环形网络网络拓扑结构

6.2续20混合局域网拓扑结构6.2续......集线器PC1PC2PC3星形环..PC4..PC5物理连接数据流21......集线器PC1PC2PC3..PC4..PC5星形总线集线器..PC4..PC5混合局域网拓扑结构

6.2续22........................服务器服务器集线器集线器集线器集线器菊花链形混合局域网拓扑结构

6.2续23数据处理模式6.2续集中式系统与分布式系统根据信息系统的硬件、软件、数据等信息资源在空间的分布情况，系统的结构又可分为集中式和分布式两大类型。集中式系统信息资源在空间上集中配置的系统称为集中式系统超型微机/小型机；DBMS；数据；多用户应用程序终端终端打印机复印机通讯设备远程通信24数据处理模式6.2续集中式系统与分布式系统集中式系统的优点信息资源集中，管理方便，规范统一；专业人员集中，便于组织人员培训和提高工作系统安全措施方便；信息资源利用率高集中式系统的不足随着系统规模扩大和功能提高，集中式系统复杂性迅速增长，管理维护困难；对组织变革和技术发展适应性差；不利于发挥用户在系统开发、维护和管理方面的积极性系统比较脆弱25数据处理模式6.2续集中式系统与分布式系统分布式系统利用计算机网络把分布在不同地点的计算机硬件、软件、数据等信息资源联系在一起，服务于一个共同的目标而实现相互通信和资源共享，就形成了信息系统的分布式结构。具有分布式结构系统的系统称为分布式系统。微机工作站服务器外设微机工作站服务器外设26数据处理模式6.2续集中式系统与分布式系统分布式系统的优点可以根据应用需要和存取方便来配置资源有利于发挥用户在系统开发、维护、和信息资源管理方面的积极性系统拓展方便，以渐进方式合理建设，合理使用系统开发所需资源系统健壮性好分布式系统的不足由于信息资源分散，系统开发、维护和管理标准不易统一配置在不同地点的信息资源分属不同系统，管理协调有一定难度安全保密措施难度大27网络体系结构6.2续网络计算模式随着计算机网络技术在信息系统中得到日益广泛应用，基于计算机网络技术的分布式系统在信息处理上的计算模式有:文件服务器(FileServer)/工作站结构模式客户/服务器(Client/Server)模式对称式结构模式(加)浏览器/服务器结构(Browers/Server)模式(加)28文件服务器/工作站结构文件服务器结构——NETWARE选用一台容量大，磁盘访问速度快的机器作为文件服务器，其目的是为工作站保存大量的文件以便共享。该结构网络中各工作站不能相互访问，只能通过服务器间接交换数据，服务器可以作为工作站的逻辑盘服务器的磁盘采用智能化管理模式，统一对工作站的文件访问进行最短路径访问。运行网络体系结构6.2续29网络体系结构客户机/服务器（Client/Server）C/S是基于资源不对称且为实现共享提出来的，将数据和应用分布到多个处理机上。主要包括三部分：数据库服务器，客户端应用程序，网络。C/S将应用一分为二：客户端（前台）负责完成与用户交互任务，客户程序发送、请求和分析从服务器的数据。服务器（后台）负责为应用程序管理数据。传统两层C/S又成为胖客户机（fatclient）/瘦服务器（thinserver）30网络体系结构输入数据输出数据请求按钮业务处理开始数据存取请求业务处理结束SQL请求开始SQL请求结束业务处理开始数据存取请求业务处理结果DBMS执行SQL两层C/S结构处理流程业务处理请示和处理数据处理结束表示层业务处理程序数据存储程序数据层数据登录/更新/读取的请求数据登录/更新/读取的结果31网络体系结构传统两层C/S结构的特点优点对特定数据集进行操作，保证系统的并发性灵活性机扩充性好缺点开发成本高，对客户端软硬件配置要求较高软硬件组合与集成能力有限；客户端程序设计复杂，随着功能扩展，客户端变得臃肿平台限制，软件移植困难，新技术不能轻易运用软件维护和升级困难数据安全性不好32网络体系结构..客户机......客户机客户机客户机..客户机数据库服务器数据库服务器应用服务器三层C/S结构与两层C/S结构相比，增加了一个应用服务器，可以将整个应用逻辑驻留在应用服务器上，只有表示层存于客户端机上，这种结构又称为“瘦客户机（thinclient）”。三层C/S结构将应用功能分为表示层，功能层，数据层三部分。33网络体系结构输入数据输出数据请求按钮业务处理开始数据存取请求业务处理结束SQL请求开始SQL请求结束业务处理开始数据存取请求业务处理结果DBMS执行SQL业务处理请示和处理数据处理结束表示层业务处理程序数据存储程序数据层功能层数据登录/更新/读取的请求数据登录/更新/读取的结果三层C/S结构处理流程34客户/服务器模式(Client/Server)请求响应结果.客户/服务器模式——WindowsNT，Windows2000,WindowsXP服务器不再是简单的作为大型运行程序或数据库文件的集中保存设备，而是为客户端完成确切的操作，且仅将操作结果传送给客户端客户端之间不能相互访问，除非有特别的支持（如微软网络，相当于存在响应服务器）请求响应用户数与响应时间（事务处理能力）是对服务器性能的衡量网络体系结构6.2续35对称式结构(加)对称式结构——WindowsforGroups每个机器既是工作站，同时又是服务器Windows系列采用这种思想，每个机器可以被其他机器共享，作为其它机器的打印机服务器，或是光驱提供者，也可运行网络数据库供其它机器共享缺点是由于机器之间的性能接近，而起不到服务器所应起的作用网络体系结构6.2续36网络体系结构浏览器/服务器（Browser/Server）B/S结构是三层C/S架构在WEB技术下延伸。Web三层体系结构，即客户端浏览器/Web服务器/数据库服务器（B/W/D，Browser/WebServer/DatabaseServer）结构，该体系结构就是所谓的B/S模式。..用户..用户..用户．．．WEB服务器数据库服务器ODBC数据请求返回数据数据请求返回数据Lan连接HTTP连接37网络体系结构B/S结构的特点优点系统安装、修改和维护全在服务器端解决，用户使用时仅仅需要一个浏览器就可以运行全部的模块，真正达到“零客户端”；使信息系统在信息处理技术上实现了集文本、图片、声音、视频信息为一体的高度交互环境，界面友好，信息处理的广度和深度大为增加；由于互联网技术采用统一的与平台无关的通讯协议，浏览器、服务器及相关接口软件应用程序独立于计算机软硬件平台，系统的开放性和可移植性好；扩大的计算机应用系统的功能覆盖范围，充分利用网络资源与Internet结合使一些新的计算机应用的实现成为了可能缺点（相对三层C/S）系统扩展能力差，安全性难以控制在数据查询等响应速度上效率远远低于C/S结构38浏览器/服务器结构(Browers/Server)（加）请求请求请求请求响应响应中间件结构—基于WEB的数据库系统无论什么服务器均采用统一的客户前端（如浏览器），对于无法进行响应的请求，由服务器方以客户的身份再向其它服务器进行请求，并将所获得的结果以原请求方可以接受的形式返回，完成这种功能的服务器称为中间件服务器。中间件是Intranet的需求，是Web技术向新的阶段发展的标志。在数据库应用方面有关安全性尚需研究。网络体系结构6.2续396.3通信软件与协议网络协议是指网络通信双方认同的信息交换规则或约定。为减少协议设计的复杂性，大多数网络都按层（layer）或级（level）的方式来组织，每一层都建立在它的下层之上。层和协议的集合被称为网络体系结构。在网络体系方面，有两个重要的参考模型，即OSI参考模型和TCP/IP参考模型。40开放式系统互连参考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel）国际标准委员会认可七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。基于OSI模型开发的成功系统:帧中继、ATM、ISDN、FDDIOSI参考模型6.3续41应用层表示层对话层传输层网络层数据链路层物理层信息（和用户交互）信息（处理格式差异）信息（进程管理）信息（保证传输）信息分组（报文）帧（分割打包）位(原始位流）主机B主机A应用层表示层对话层传输层网络层数据链路层物理层路由选择交换单元名称物理介质OSI参考模型分层过程图

42物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层网络接入层Internet层传输层应用层OSI模型与TCP/IP模型对应图

消息消息消息消息分组桢比特TCP/IP参考模型6.3续

TCP/IP参考模型包括主机至网络层、互联网层、传输层、应用层。43网络接入层Internet层传输层应用层LANWAN

InternetIPTCPUDP传输层FTPHTTPSMTPDNSDNSTFTPTCP/IP参考模型对应的各层协议

44传统局域网使用的就是以太网技术，包括采用总线拓扑结构、具有冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD的总线争用的IEEE802.3标准技术。快速以太网

IEEE于1995年通过了100Mbps快速以太网的100BASE-T标准，并正式命名为IEEE802.3u标准，作为对IEEE802.3标准的补充。100BASE-T标准不但在最大程度上保持了IEEE802.3标准的完整性，而且保留了核心以太网的细节规范。以太网Ethernet协议

6.3续45国际电报咨询委员会CCITT用于公用网64Kbps面向连接的，支持交换式虚电路和永久式虚电路Ｘ.25标准

6.3续46分组交换帧中继异步传输模式ATM光纤分布式数据接口FDDI数据通信服务实例

6.3续47管理网络资源的软件网络操作系统WindowsNTWindows2000ServerWindows2003ServerUnixNetwareLinux通信软件6.3续网络管理软件管理网络的软件工具和实用程序486.4网络互联网络互联两原则尽量避免因网间互联而影响或降低网内的通信性能不能因为网络互联而对各个网络内部提出修改协议的要求网络互联五形式同种局域网互联LAN+B+LAN异种局域网互联LAN+G+LAN’局域网与广域网互联LAN+G+WAN同种局域网通过广域网互联LAN+G+WAN+G+LAN异种局域网通过广域网互联LAN+G+WAN+G+LAN’49中继器／重发器repeater连接同类型网段。对信号进行整形，防止因线路的阻抗造成信号的衰减和畸变，增加信息传输的距离。不能成环；不能无限连接集线器hub多口中继器网桥连接两个同网络协议的网络路由器连接两个以上的同类网络网关连接不同类的网络，或连接局域网和广域网，或将局域网连接到远程主机上。交换机（Switch）连接多网段的中规模以上的局域网互联设备

6.4续506.5

Internet概述Internet是全球的、开放的信息互连网络。Internet是一个集各个部门、各个领域的各种信息资源为一体的供网上用户共享的数据资源网。Internet执行TCP/IP协议;采用了目前最流行的客户机／服务器工作模式谁是Internet的控制者？Nobody.Internet既不是组织也不是个某个名称的东西。它就是一种存在。它通过用户之间的协作运转。我国的CHINANET、CERNET等都是该网的一部分。51

Internet的结构大学、企业网络地区网络全国主干网园区网区域网主干网园区网52Internet如何运作?6.5续TCP/IP(传输控制协议/网间协议)：管理Internet的协议.TCP/IP成功的关键在于它以很小的包发送信息，而这些小的信息包并不需要顺序到达对方——甚至不需要按同一路径来传送。而这些信息——无论它们被怎样分割，无论选取哪条路径——都能完整无缺地组合起来。一份文件发行(1)(2)(3)(4)一个文件包裹53文档在Internet上的传输(1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)用户的计算机中间站点中间站点目的站点接收者54物理地址与IP地址6.5续拨号用户物理地址00-3d-87-14-3a-d9IP地址物理地址00-0c-1b-00-5a-f6IP地址物理地址00-60-97-CO-9F-67IP地址IP地址问题：同一个装置可以拥有多个IP地址吗？55

IP地址6.5续IP地址是通过一个唯一的号码（32bit）和一个名字识别机器的方法。INTERNETPROTOCOLXXX.XXX.XXX.XXX0~25518网络地址+主机地址

又称为localhost，即本机10.1.*.*及192.168.0.*一般用于内部局域网问题：谁负责分配IP地址？INTERNET网络协会负责网络地址分配的委员会；局域网是系统管理员;一般的上网用户是由ISP的dhcp服务器临时分配的。56

IP地址的种类6.5续网络号机器号A类08162432网络号机器号B类网络号机器号C类0110101.X.Y.Z~126.X.Y.Z128.X.Y.Z~191.X.Y.Z192.X.Y.Z~223.X.Y.ZA类C类1677214254B类65534问题：32位的IP地址够用吗？IPv616个字节(128位)57域名系统DNS6.5续DNS采用层次结构：主机名.机构名.网络名.顶层域名从左到右，域的范围变大具有实际含义，比IP地址好记

本地DNSServereduDNSDNS根DNS1234567858因特网域名6.5续com

商业机构edu

教育gov

政府机构org

非盈利性机构mil

军事机构net

网络资源或组织问题：查询IP及域名？59因特网域名6.5续rec

娱乐休闲资源info

信息服务store

商场arts

文化艺术团体nom

个人地区标识

cn,de,ca,sg,fr等域名注册CNNICINTERNIC负责美国及其它地区

RIPE-NIC负责欧洲地区

APNIC负责亚太地区60因特网服务提供商6.5续计时收费信息量收费61如何接入因特网6.5续城市地面固定电话铜线网调制解调器接入56KbpsISDN“一线通”128Kbps不对称的数字用户环路ADSL512K~8M有线电视HFC网宽带接入500K~40M移动通信接入600M（共享）卫星通信接入LAN接入系统10-100MDDN专线N×64Kbps（N=1~32）光纤100M以上626.6Internet的基本功能电子邮件（E-mail）远程登录（Telent）文件传输（FTP）讨论组Usenet聊天室IP与视频会议电子公告牌BBS63认识电子邮件地址6.6续用户名@电子邮件服务器zhour0806@126信箱At：在什么之上邮局64电子邮件系统的构成6.6续客户机邮件服务器客户机信箱SMTPPOP3INTERNET信封收件人地址zhour0806@126.

com消息发件人地址zhangxm@263,net发信日期邮件标题邮件具体内容zhour0806SimpleMailTransferProtocol发信PostOfficeProtocol收信65

电子邮件服务器6.6续SMTP服务器信箱信箱信箱

服务器POP3IMAP电子邮件服务器地址解析交互式电子邮件访问协议IMAP（InteractiveMailAccessProtocol）66远程登录原理6.6续INTERNET用户本地计算机远程服务器客户机服务器Telnet运行Telnet应用程序67

远程登录Telnet6.6续Telnet

是从本地机器以终端方式访问远程的服务器的方式。Telnet的应用:

高性能超级计算机:完成复杂的运算

ARCHIE服务器:查找所需的软件

BBS:电子公告板公共文献检索系统:电子图书馆开始/运行浏览器地址栏输入帐号和口令进入主机系统68电子公告牌（BBS）6.6续NetTerm特点：纯文本方式、数据量小交互速度比较快地域性较强附加功能：在线聊天、邮件功能如：在浏览器的地址栏中输入69文件传送原理6.6续FTP服务器文件客户机文件请求响应控制连接数据连接客户机与服务器之间建立双重连接数据端口号20，命令端口号为21下载（download）上载（upload）70有效的Email地址文件传送工具FTP6.6续使用FTP传送文件要求在远程机上有一个账号，提供匿名FTP服务的主机上有一个公共的anonymous账号。Anonymous或Guest匿名服务器FTP账号口令71文件传送工具6.6续Windows自带的命令行方式文件传送工具。在浏览器地址栏输入ftp://ftp主机目前Windows环境下较为流行的FTP客户端软件：WS-FTP和CuteFTPWS-FTP本地远程72INTERNET6.6续多媒体电话通话方式：声音、视频、图像、文字因特网PSTNPSTN因特网因特网PSTN73INTERNET6.6续InternetPhone可以使任何一位Internet互联网上装备有声卡的多媒体电脑用户拨叫国际长途。Net2Phone、MediaRing、CollTalk、NetMeeting74其它应用(加)756.7万维网Browser（浏览器）Hyperlink（超链接）HTTP（超文本传输协议）URL（统一资源定位器）Helper与Viewer网页与主页HTML（超文本标记语言）76浏览器CommunicatorInternetexplorer77Helper与Viewer帮助器程序Helper插件程序（Plug_in）Viewer将不同的文件交给不同的程序去处理，开放各种文件的特殊处理。直接在浏览器中显示特殊的文件。78端口(Port)的概念目的：解决一个IP地址提供多种服务的问题2021ftpFileTransferProtocol 文件传输协议23telnetTelnet 终端仿真协议25smtpSimpleMailTransferProtocol简单邮件发送协议37timeTime 时间43nicnameWhoIs "绰号"whois服务53dom