信息基础及概论 9

信息系统工程概论(4)符长青博士第5章计算机网络工程

第一代计算机网络：以单个计算机为中心的远程联机系统第二代计算机网络：以通信子网为中心第三代计算机网络：具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络第四代计算机网络：从二十世纪八十年代末开始，局域网技术发展成熟，出现了光纤及高速网络技术、无线网络和智能网络，整个网络就像一个对用户透明的巨大的计算机系统，发展为以Internet为代表的国际互联网计算机网络的分类

（1）按距离分类

①局域网（LAN）：一般限定小于10公里的区域范围内，其特点是配置容易，不存在寻径问题，由单个的广播信道来连结网上计算机，速率高。局域网通常用于一个单位内。

②城域网（MAN）：规模局限在一座城市的范围内，大约10公里至100公里的区域范围。③广域网（WAN）：也称为远程网，网络跨越国界、洲界，区域范围达到几百公里至几千公里。（2）按传输介质分类①有线网：采用同轴电缆或双绞线来连接的计算机网络。它价格便宜，安装方便，但易受干扰，传输率较低，传输距离短。②光纤网：采用光导纤维做传输介质，传输距离长，传输率高，抗干扰能力强，不会受到电子监听设备的监听。不过其价格高，安装技术要求也高。③无线网：采用空气做传输介质，用电磁波作为载体来传输数据，建设成本低，联网方式灵活方便，易于扩展，是一种很有前途的连网方式。网络协议和接口

协议是实现计算机互连的前提，是计算机网络工作的基础。网络协议是指在网络环境中，要对同层通信实体间交换的报文的格式、如何交换以及必要的差错控制设施（如超时重发）做出全网一致的约定，这些约定（规则）称为网络协议。网络接口是指在网络环境中，要求对相邻层实体间合作所需交换的信息格式、交换规则及必要的差错控制加以规定，这些规定称为接口。

OSI/RM最初用来做为开发网络通信协议族的一个工业参考标准，是各个层上使用的协议国际化标准。整个OSI/RM模型共分7层，当接收数据时，数据是自下而上传输的；当发送数据时，数据是自上而下传输的。它定义了每一层该做什么，但未确切描述用于各层的协议和服务。OSI参考模型（1）（1）物理层物理层协议规定不同种类传输设备、传输媒介如何将数字信号从一端传送到另一端。它是完全面向硬件的，通过一系列协议定义了以下特征：①机械特征：规定线缆与网络接口卡的连接头的形状、几何尺寸、引脚线数、引线排列方式和锁定装置等一系列外形特征。②电气特征：规定在传输过程中多少伏特电压代表“1”，多少伏特电压代表“0”。③功能特征：规定了连接双方每个连接线的作用（数据线、控制线、定时线和地线）④过程特征：具体规定了通信双方的通信步骤。（2）数据链路层数据链路层通过一系列协议实现①封装成帧：把数据组成一定大小的数据块（帧），以帧为单位发送、接受和校验数据。②流量控制：实时控制传输速率，以免出现发送数据过快而丢失数据的情况。③差错控制：对接收的数据进行检验，如果发现错误，则通知发送方重传。④传输管理：对数据链路进行管理。OSI参考模型（2）

（3）网络层网络层用于从发送端向接收端传送分组，负责确保信息到达预定的目标。如果通信双方在网络中不是邻接的，当一个数据分组从发送端发送到接收端时，就可能要经过多个网络结点，这些结点暂时存储“路过”的数据分组，再根据网络的“交通状况”选择下一个结点将数据分组发出去，直到发送到接收方为止。工作在网络层上的协议主要有IP协议和IPX协议。（4）传输层传输层实现发送端和接收端的端到端的数据分组传送，负责实现数据包无差错、按顺序、无丢失何无冗余地传输。在传输层上，所执行的任务包括检错和纠错。工作在传输层的协议有TCP协议、UDP协议和SPX协议。（5）会话层会话层主要负责管理远程用户或进程间的通信，包括通信控制，检查点设置，重建中断的传输链路，名字查找和安全验证。OSI参考模型（3）

（6）表示层表示层以下的各层只关心从源地到目的地可靠地传输数据，而表示层则关心的是所传送信息的语义与语法。它负责将接收到的数据转换为计算机内的表示方法或特定程序的表示方法。也就是说，它负责通信协议的转换、数据的翻译、数据的加密和字符的转换等工作。（7）应用层应用层就是直接提供服务给使用者的应用软件的层。应用层可实现网络中一台计算机上的应用程序与另一台计算机上的应用程序之间的通信，就像在统一计算机上操作一样。在OSI参考模型中应用层的规范具体包括各类应用过程的接口和用户接口。IEEE802系列规范

IEEE802将数据链路层分成了两个子层：逻辑链路控制（LLC）和截至访问控制层（MAC）。包括以下内容：

·802.1：802协议概论。·802.2：逻辑链路控制层（LLC）协议·802.3：以太网的CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议·802.4：令牌总线（TokenBus）协议。·802.5：令牌环（TokenRing）协议.·802.6：城域网协议。·802.7：宽带技术协议。·802.8：光纤技术协议。·802.9：局域网上的语言/数据集成规范。·802.10：局域网安全互操作标准。·802.11：无线局域网（WLAN）标准协议。TCP/IP协议族

（1）应用层：对应于OSI模型的应用层和表示层，应用程序通过本层的协议利用网络。包括FTP，TFTP，HTTP，SMTP，DHCP，NFS，Telnet，DNS，SNMP，（2）传输层：对应于OSI模型的会话层和传输层，负责提供流控制、错误校验和排序服务。包括TCP，UDP（3）网际层：对应于OSI模型的网络层，用来处理信息的路由及主机地址解析。包括IP，ARP，RARP，ICMP），IGMP（4）网络接口层：对应于OSI模型的数据链路层和物理层，TCP/IP协议不包含具体的物理层和数据链路层，只定义了网络接口层作为物理层的接口规范，处在TCP/IP协议的最底层，负责管理为物理网络准备数据所需的全部服务程序和功能（5）端口：传输层的所有服务都包含端口号，区分每个数据包包含那些应用协议。网络带宽和传输方式

（1）带宽：指可传送的最高频率与最低频率之差，即传输的频率范围，它决定了信道最大的数据传输率。单位是位/秒（bps），比特率。

①基带传输：信号以其原始频率传输，一个信号占用整个带宽。可以双向传输。常用于局域网。②宽带传输：可同时进行多路传输，一般只能单向传输。（2）传输方式

①异步传输：一次只传送一个字符，并且每个字符前加一个起始位，字符后跟一个终止位。用于传输速率低于2400bit/s的低速传输。②同步传输：每次传送一组字符（即数据块），并在首尾加上由处理机规定的线路确认的字符。同步传输主要用于高速传输。（3）传输方向①单工：信号在传输线中只能沿一个方向传送。②半双工：信号在传输线中可以沿两个方向传送，但某一时刻只能沿一个方向传送。③全双工：允许数据在同一时刻进行双向传送，如系统之间传送。网络拓扑结构

网络的拓扑结构是抛开网络物理连接来讨论网络系统的连接形式，网络中各站点相互连接的方法和形式称为网络拓扑。拓扑图给出网络服务器、工作站配置和相互间的连接

（1）星型结构（2）环型结构（3）总线型结构（4）分布式结构（5）树型结构（6）网状拓扑结构（7）蜂窝拓扑结构

在计算机网络中还有其他类型的拓扑结构，但使用最多的是总线型和星型结构。局域网的组成

（1）服务器

①塔（台）式服务器②机架式服务器③机柜式服务器④刀片式服务器（2）工作站（3）网络适配器（网卡）（4）传输介质

①双绞线（TP）②同轴电缆③光纤（5）交换机局域网的特征

局域网是广泛使用的网络技术，它可提供系统内各种独立的数据设备间的相互通信。局域网没有路由问题，任何两点之间可用一条链路，所以可以不需要单独设置网络层，而将寻址、排序、流控、差错控制等功能放在数据链路层中实现。

局域网分布范围小，投资少，配置简单等，具有如下特征：

①传输速率高：可达100Mbps，1000Mbps，10GMbps。②支持传输介质种类多，传输控制简单，通信费用低。③局域网拓扑结构灵活，便于扩展、重构系统，易于管理。④传输质量好，误码率低，保密性能较好。

局域网系统方案的选择

1．FDDI网络技术2．ATM网络技术3．千兆以太网技术4．交换式网络平台

虚网（VLAN）划分是最传统的以太网安全技术，它将一个物理上连接的网络在逻辑上完全分开，这种隔离不仅是数据访问的隔离，也是广播域的隔离，就如同是物理上完全分离的网络一样，是一种安全的防护。虚网通过分割多个广播域，在二层虚网之间无法互访，虚网之间的访问需通过三层，这样，可以用更为多样的手段进行过滤和控制，避免一些潜在的安全隐患。很多网络交换机把每个端口设为一个虚网，端口之间在二层不能进行互访，以实现端口隔离。城域网

城域网（MAN）是一种覆盖城市及其郊区范围的，可提供丰富业务和支持多种通信协议的公用网。城域网是广域网和局域网的交接区，是电信网、计算机网、控制网和有线电视网的四网融合区。城域网最初产生于局域网互连和数据新业务发展的需要，在1990年发展成为IEEE所规范的一种覆盖城域范围的特定新型计算机网络，正式形成并成为分布式排队总线（DQDB）的IEEE802.6标准。以后随着形式的变化逐渐发展成为新兴运营商的区域性多业务通信网，传统电信运营商也开始在其相应的局间中继网范围大量建设类似的多业务区域性通信网。近年来，城域网已经成为社会和业界关注的热点和竞争点。

由于城市具有经济发达、人口密集、产业区集中，覆盖地域紧凑、信息交流旺盛等特点，更高的接入带宽一直是用户最迫切的需求。城域网建设正是针对用户的这一需求，为用户提供宽带接入服务。因此，今天的城域网，一般指的都是宽带IP城域网。城域网的架构

城域网（MAN）关键之处是使用了广播式介质（802.6）,使用两条光缆，所有的计算机都连结在上面。DQDB城域网中的两条总线均有一个端点（head-end），这是一个启动传输活动的设备。如果目的计算机在发送者的右面，则使用上方总线；否则使用下方总线。

（1）城域间的骨干网络：骨干网络通常是通过光纤“长距离”连接。

（2）地区和城域的传输核心：地区性的传输环在一个较大的城域内连接城市，这是传统的SONET/SDH（同步光纤网/同步数字系列）环占主导地位的领域。

（3）城域内数据中心：数据中心已成为城域网内非常重要的一部分。

（4）城内汇聚网络：其功能是在城域网内的一个独立城市内，汇聚各个大楼的业务。

（5）接入网：城域网的最后部分是“接入”网络，目前主导的接入技术是采用铜缆，速率为1.5Mbps，以及为高端用户实现高速商务连接，会在光缆上采用1000M以太网技术。

城域核心网技术

目前普遍应用的光纤通讯网络，是在原有的电子通讯系统基础上，将有线通讯线路由铜线改为光纤。由于在用户节点之间需要进行光／电、电／光转换，存在着信息传输的“瓶颈”问题，使得进一步提高网络容量和速率受到限制。为了解决这个问题，二十世纪八十年代，提出了波分复用（WDM）全光网又称WDM光网络方案，利用光交换来打破电子交换的容量“瓶颈”，并具有与现有同步数字体系（SDH／SONET）网络的兼容性以及今后IP多业务的可融合性。

全光网络由一些功能块组成，这些功能块实现对业务信号的传输、复用、路由、监控管理和自愈保护，而这些功能都完全在光域中进行。在全光网络中，端用户节点之间的信号通道一直保持光的形式，即端到端的全光路，中间没有光电转换器。信号在网络通道中始终以光的形式（即在光域内）传递，不需要进行光／电、电／光转换。全光网络的特点，一是可减少传统通信网节点所需进行的庞大的光／电／光转换工作量及设备，提高网络整体的交换速度。二是整个光传送网络对链路信息格式透明兼容。充分利用光纤频谱资源，实现超大容量、超高速率的通信服务。全光网络中的关键技术

（1）光交叉连接（OXC）OXC是全光网中的核心器件，它与光纤组成了一个全光网络。OXC交换的是全光信号，它在网络节点处，对指定波长进行互连，从而有效地利用波长资源，实现波长重用，也就是可以使用较少数量的波长，互连较大数量的网络节点。（2）光分插复用（OADM）

OADM具有选择性，可以从传输设备中选择下路信号或上路信号，或仅仅通过某个波长信号，但不影响其他波长信道的传输。它能提高网络的可靠性，降低节点成本，提高网络运行效率。（3）掺饵光纤放大器（EDFA）

在光纤通信中采用波分复用（WDM）技术能实现超大容量、超高速的光传输。掺饵光纤放大器（EDFA）是一种新型光纤放大器，其增益特性与编振无关，以及对数据速率与格式透明等特点。EDFA可用于100个信道以上的密集波分复用（DWDM）传输系统、接入网中的光图像信号分配系统、空间光通信，以及用于研究非线性现象等。（4）密集波分复用（DWDM）密集波分复用（DWDM）技术采用“虚光纤”的方法，使得一根光纤中传输多路不同波长的光信号，可以构建成点对点的光传输网，成为提升传输容量的最理想技术手段。广域网（WAN）

广域网是一种跨越大的地域的网络，通常跨越几个国家。广域网包含运行用户程序的计算机和子网两部分。子网的主要功能是把消息从一台主机传送到另一台主机上，通过将通讯部分（子网）和应用部分（主机）分开，使得网络的设计得到简化。子网通常由传输线和路由器组成。

子网连接到广域网中的接入方式：

1．X.25网络（公用分组数据交换网）2．FR方式3．帧中继方式（公用帧中继网）4．PSTN（公共电话网）5．DDN专线方式（公用数字数据网）网络传输介质互联设备

（1）T型连接器与接插件（BNC）同轴电缆与T型连接器之间是依赖于接插件（BNC）进行连接的。（2）非屏蔽双绞线连接器（RJ－45）

RJ－45有8根连针，在10BASE-T标准中，仅使用4根，第3对和第4对作备用。（3）网卡也称网络适配器，是计算机连接网络的硬件设备，它的作用是防止电缆无匹配电阻或阻抗不正确。（4）调制解调器（Modem）

Modem的功能是将计算机的数字信号转换成模拟信号或反之，以便在电话线路或微波线路上传输。调制是把数字信号转换成模拟信号；解调是把模拟信号转换成数字信号，它一般通过RS-232接口与计算机相连。（5）其他连接部件设备DB-25（RS-232）接口是目前微机与线路接口的常用方式。DB-15接口用于连接网络接口卡的AUI接口，可将信息通过收发器电缆送到收发器，然后进入主干介质。VB35同步接口用于连接远程的高速同步接口。网络物理层互联设备（1）

网络设备计算机与网络连接设备网内互联设备（物理层）中继器、集线器（HUB）网络布线、网络辅助设备网卡、调制解调器网间互联设备（数据链路层）网桥、交换机网间互联设备（网络层）路由器网关网间互联设备（应用层）网络物理层互联设备

1、中继器2、集线器（hub）①无源（Passive）集线器②有源（Active）集线器③智能（Intelligent）集线器3、集线器按配置形式又可分

①切换式集线器②共享式集线器③堆叠共享式集线器数据链路层互联设备

1．网桥（Bridge）

（1）本地网桥（2）远程网桥2．交换机（switch）

①端口交换②帧交换③信元交换3．虚拟网的划分

①静态端口分配②动态虚拟网③多虚拟网端口配置网络层互联设备

路由器（Router）是在多个网络和介质之间实现网络互联的一种设备，是一种比网桥更复杂的网络互联设备。它用于连接多个逻辑上分开的网络。逻辑网络是指一个单独的网络或一个子网。路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。路由器适用于大型交换网络，支持备用网络路径，支持网状网络拓扑，交换机，网桥要求，无环路拓扑，互联各种局域网和广域网。

①本地路由器：本地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同轴电缆和双绞线。②远程路由器：远程路由器是用来与远程传输介质连接并要求相应的设备，如电话线要配调制解调器。

应用层互联设备

网关（Gateway）被用来连接不同类型而协议差别又较大的网络，其主要功能是把一种协议变成另一种协议，把一种数据格式变成另一种数据格式，以求两者的统一，并提供中转中间接口，以便在两个不同类型的网络系统之间进行通信。由于协议转换是一件复杂的事，一般来说，网关只进行一对一转换，或是少数几种特定应用协议的转换，网关很难实现通用的协议转换。用于网关转换的应用协议有电子邮件、文件传输和远程工作站登录等。

网关（Gateway）和多协议路由器（或特殊用途的通信服务器）组合在一起可以连接多种不同的系统。目前，网关已成为网络上每个用户都能访问大型主机的通用工具。和网桥一样网关也有本地的和远程的两种

国际互联网（Internet）

国际互联网（Internet），简称互联网或因特网，是把世界上的上百个国家大大小小几千万台计算机连为一体，在全世界范围内实现全方位的资源共享和信息交换。IP协议提供统一的地址格式，由32Bit位组成，使用“点分十进制”方式表示①A类地址：以0开头，第一字节表示网络号，第二、三、四字节表示网络中的主机号，网络数量少，最多可以表示126个网络号，每一网络中最多可以有16777214个主机号。②B类地址：以l0开头，第一、二字节表示网络号，第二、三字节表示网络中的主机号，最多可以表示16384个网络号，每一网络中最多可以有66534个主机号。③C类地址：以110开头，第一、二、三字节表示网络号，第四字节表示网络中的主机号，网络数量比较多，可以有2097152个网络号，每一网络中最多可有254个主机号网络号不能以127开头，第一字节不能全为0，也不能全为l。主机号不能全为0，也不能全为l。IPv6

IPv6与IPv4比较优点有：（1）IPv6具有更大的地址空间：IPv4中IP地址长度为32位，IPv6中为128位（2）IPv6使用更小的路由表：IPv6的地址分配一开始就遵循聚类原则，使路由器能在路由表中用一条记录表示一个子网，减小了路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度（3）IPv6增加了增强的组播支持及对流的支持：这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量（QoS）控制提供了良好的网络平台。（4）IPv6加入了对自动配置的支持：使得网络的管理更加方便和快捷（5）IPv6具有更高的安全性：在使用IPv6网络时，用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行检验，极大地增强了网络的安全性域名系统

域名就是网上计算机地址。互联网上的每一台计算机都有一个IP地址，相当于号码，便于其它计算机能准确无误地访问，不会走错门，它的原本形式是***.***.***.***，这不便于记忆，于是人们就用一串形象的，直观的字符来代替，这就是域名。

①域名机构性代码有七类：COM：商业机构组织；EDU：教育机构组织；INT：国际机构组织；GOV：政府机构组织；MIL：军事机构组织；NET：网络机构组织；ORG：非赢利机构组织。

②地理性国别域名：CN中国；US美国；JP日本；FR法国；CA加拿大；UK英国等。域名的商业价值

域名是企业的网上商标，这里面就必然有其商业价值，否则就不会出现那么多的域名抢注现象。互网联发展初期，很多人还未能认识到它的前景，就连国际上许多著名的大公司也没有及时注意到它的发展，更谈不上采取对策，这就给了那些不怀好意者以可乘之机。有些投机者甚至一人独注了上千个域名，以期从中牟利。

随着信息业的发展，域名也逐渐成为一种无形资产。

如果说商标保护有工商局在管理着，那么企业的域名保护只能是由企业自己来掌握，因为互联网是开放的，自由的，这就是互联网的游戏规则。企业务必要提高对域名的商业价值的认识，尽早注册属于自己企业的域名，将自己企业的域名保护好。

DNS服务器

DNS服务器，就是域名服务器。

在互联网中，采用域名技术，并没有改变互联网的IP地址的分配和寻址机制。当用户在寻址时以域名形式提交请求，必须转换为对应的IP地址，才能进行网络通信，这种转换就称之为域名解析。在互联网上域名解析工作是交由一台服务器自动进行，这台服务器就是DNS服务器。

域名解析方法有两种：（1）递归解析：要求名字服务器系统一次性完成全部名字-地址变换。（2）反复解析：毎次请求一个服务器，不行再请求别的服务器。互联网的接入上网方式

（1）无线接入（2）有线接入（3）网卡上网（4）MODEM上网（5）ISDN上网（6）ADSL上网（7）光纤接入技术互联网的基本功能

互联网基本功能（1）信息浏览与搜索（2）电子邮件（3）文件传输（FTP）（4）远程登录（Telnet）（5）电子公告（BBS）（6）新闻组（Newsgroup）网络计算机（NC）

网络计算机（NC）是专用于高速网络环境下的一种计算机终端设备。它一般不需要硬盘、软驱及光驱等外部存储器，而是通过网络获取大部分资源，其所需要的应用程序和数据都存储在服务器上。NC与PC相比较，具有以下优势：①性价比高：常规配置下，PC比NC贵一倍左右，PC资源利用率很低，软件利用率仅为5%。②安全性好：NC本地不存储数据，也不独立运行应用软件，不存在本地数据丢失的风险，也很难在本地感染计算机病毒，更不易成为计算机病毒的传染源。③易于维护管理：仅需系统对服务器进行软、硬件的升级，大大降低了系统维护的成本。

云计算

云计算（cloudcomputing）是并行计算、分布式计算和网格计算的发展，它将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务，使用户终端可简化成一个单纯的输入输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力！网络服务提供商透过云计算可在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和“超级计算机”同样强大的网络服务。

云所提供的应用和数据可广泛用于许多用户，云服务和云存储是跨企业和跨平台。对云的访问是通过互联网（Internet）完成的，任何授权用户都可以在世界上的任何地方使用任何一台计算机上，通过互联网（Internet）连接访问这些文档和应用。

云计算实现了从计算机到使用者，从应用到任务，从孤立的数据到可以随处访问、可与任何人共享的数据的转变。数据资源在云中，使用者可以不再从事数据资源管理的任务，他甚至无须记住数据的位置，就可以方便地使用它们。云计算的特点

①超大规模、功能强大：云中成千上万台计算机群所形成的巨大的计算能力、存储能力是传统上单台计算机根本无法比拟。②虚拟化：支持用户在任意位置、任意时间使用各种终端获取服务。③智能化：云计算基于海量数据的数据挖掘技术来获得大量的新知识。云计算使知识可以用公式表示为：知识=海量数据+海量的分析。

④高可靠性：云使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，要比使用本地计算机可靠。⑤高通用性：云计算不针对特定应用，在云的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个云可以同时支撑不同的应用运行。⑥高可扩展性：云的规模可以动态伸缩，满足用户规模增长的需要。⑦按需服务：云是易于访问的，一旦你连接到云中，那么那里存放的文件、数据、图片、应用和设备等都可以在任何时间、任何地点使用。

⑧极其廉价：由于云的特殊容错措施，可采用极其廉价的节点来构成，云的通用性使资源的利用率大幅提升。

物联网

物联网是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、激光扫描器、智能卡、手机等信息传感设备，按约定的协议，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念是在1999年提出的，其核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络。物联网和互联网最大的区别在于后者仅仅是人与人之间的信息交互，是一个虚拟世界，而物联网则是依靠网络实现物与物之间的两两互联，它是对现实物理世界的所有有价值物体的感知和互联，不需要人的参与就可以智能运转。物联网上传输的数据既包括了人与人之间通过电脑交换的数据，还包括了物件之间更大量的数据交换，以及人与物件之间交换的数据。物联网应分为三个层面：

（1）设备层：如电子标签、激光扫描器、手机等信息传感设备，用于感知和获取信息。（2）连接层：通过无线或有线方式，利用互联网或移动通讯网来传输获取信息。（3）应用层：即用于控制和管理获取信息的软件系统。物联网的应用范围和特点

物联网的应用需求极其广泛，遍及电力安全监控、智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、资产管理、智能设备管理、节能管理，以及敌情侦查和情报搜集等多个领域。凡是需要对大量设备进行连接、监测、集成、分析和管理的应用，都可以用物联网技术。

物联网概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物，而另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在物联网时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，实现人类社会与物理系统的整合。在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。有研究机构预计10年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，其产业要比互联网大30倍，从而为信息产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。智慧地球

2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次仅有两名代表的会议，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”概念，建议美国政府投资新一代的智慧型基础设施。他认为在物联网基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而达到“智慧”状态。如果在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，不仅仅能够在短期内有力的刺激经济、促进就业，而且能掀起互联网浪潮之后的又一次科技革命。为了实施这一全新的战略，IBM已经推出了各种“智慧”的解决方案，如智慧医疗、智慧电网、智慧油田、智慧城市、智慧企业等。智慧地球的概念是建立在互联网和物联网的基础上的，其表达公式如下：

互联网+物联网=智慧地球

智慧地球作为一个智能项目，被认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处，已被世界各国当作应对国际金融危机、振兴经济的重点领域，受到人们的高度重视。无线网络

1．无线广域网（WWAN）2．无线城域网(WMAN）3．无线局域网（WLAN）（1）单跳网络（2）多跳网络4．无线个人网（WPAN）5．无线接入（AP）6．上网本信息交互网的交换中心

信息交互网建立目的是要实现城市范围内的信息交换。（1）对全国四大具有国际出口的国际互联网在本市的节点，以及其他接入本交换网的专网、信息应用系统和其他互联网（Internet）服务提供者（ISP）提供高速、可靠的数据交换连接。实现“同城信息，本地交换”。（2）网络管理。对中心的高速局部网络及骨干网的各节点路由器实施监控，故障处理，统计网络业务量，用户情况登记，远程路由管理与维护，安全管理，计费等。实现数据传输路径的有序管理。（3）接入服务。交换中心提供对其他节点的接入服务，接入方式包括“局域网、主机、各骨干主节点可通过各自的局域网接入，某些重要信息源亦可以主机方式接入。中心支持专线、无线等多种物理接入方式。（4）其他服务信息交互网的信息导航三网融合

三网融合是指电信网、广播电视网、计算机网络在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中，三大网络通过技术改造，其技术功能趋于一致，业务范围趋于相同，网络互联互通、资源共享，能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。

融合并不意味着三大网络的物理合一，而主要是指高层业务应用的融合。三网融合应用广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居等多个领域。以后的手机可以看电视、上网，电视可以打电话、上网，电脑也可以打电话、看电视。三者之间相互交叉，形成你中有我、我中有你的格局。三网融合的起因

目前，人们工作和生活中主要使用着四种独立的（基于不同通信传输协议）电子网络系统：电信网、广播电视网、计算机网和控制网。其中控制网又因为各种自动控制设备接口协议模式的不同，再分为视频监控网、消防网、考勤网、防盗报警网、周边安防网、停车场网、门禁网，以及各种建筑设备自动控制网等，特征各异，五花八门。

在一个建筑物的弱电线槽内会有几条，甚至十几条网线，各种功能的子系统，各唱各的调（协议），各走各的道（网线）。这种分散混乱的局面完全不符合可持续发展、节能环保的理念和要求，既造成了电子材料和能源等方面极大的浪费，又大大降低了系统的可靠性、稳定性和可维护性。

模拟设备与数字设备的对比

电子计算机采用二进制表示指令和数据，任何需要利用计算机进行采集、存储、运算、处理和传输的信息必须是数字量。人们把将模拟信号转换为表示同样信息的数字信号的过程称之为数字化