通信与计算机网络.ppt

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1、无线传输介质：常用于有线铺设不便的特殊地理环境，或者作为地面通信系统的备份和补充。使用较多的是微波通信和卫星通信。微波：是一种通过空气发送的高频无线电信号，它是直线传输的，所以发送器和接收器之间不能有障碍物，必须是直线的。典型的微波站是成系统的，每个站在接收到信号后，将它放大，再将其转发。卫星通信：可以看成是一种特殊的微波通信，使用地球同步卫星作为中继站来转发微波信号，可以突破地面微波的距离限制，通信量大、传输距离远、可靠性高等优点。,微波通信：微波盘必须被放在一个相对较高的位置，如高山上，塔顶，或在较高的建筑物上（每隔30米就有一个微波中转站）,卫星通信：信息传播卫星就是一个中继站，它将来自

2、地球的信号彼此转播（卫星距地球约22，000米高）,4.数据通信的主要性能指标数据通信的任务是传送数据信息，人们希望传输速度快、信息量大、可靠性高，把这些要求具体到技术上，主要有以下几顶指标：传输速率：是指每秒能够传输数据代码的位位，单位为比特/秒（bit/s）如10mbps,1Gbps,3.3 数据通信与计算机网络,带宽:是指信道能够传送信号的频率宽度，也就是可传送信号的最高频率与最低频率之差。一般信道的带宽越大，其容量就越大，信号的失真就越小，传输速率就越高。误码率：二进制码在传输过程中被传错的概率。它是衡量数据通信系统正常工作情况下的可靠性指标。在计算机网络系统中，对误码率有较高的要求，

3、一般要低于10-6交通运输比喻数据通信：传输介质=交通公路；传输速率=公路上允许行驶的车速带宽=公路的车道数；误码率=交通事故发生的概率 显然：公路上的车道越多，车速越高，交通事故率越低，则车辆流通速度越快，交通系统的运行越好。,三、计算机网络概述计算机网络：就是用传输介质把分布在不同地理位置的计算机和其他通信设备连接起来，实现数据通信和资源共享的分布式系统。（一）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，电子邮件广泛使用已取代了传统的电话、电报、邮递通信等方式，网上电话、视频会议等各中通信方式正在发展。这不仅改变了传统通信方式，也解除了利用软盘和磁带传递信息的不便，从而提高

4、计算机系统的整体性能，方便了人们的工作和生活。,3.3 数据通信与计算机网络,2、资源共享：是网络最具吸引力的一种功能，它是指网络用户可以共享网络中各种硬件和软件资源，使网络中各地区的资源互通有无、分工协作，从而大大提高系统资源的利用率。利用网络可以共享主机设备，如大型机，小型机，以完成特殊处理任务可以共享外部设备，如打印机，绘图仪，扫描仪等，以节约投资最重要的是，利用计算机网络共享软件、数据等信息资源，可最大限度地降低成本和提高效率。3、提高计算机的可靠性和可用性：网络中的各台计算机通过网络彼此互为后备，一旦某台计算机出现故障，其任务可由其他计算机代替，提高系统可靠性；当网络中某台计算机负担

5、过重时，可将任务转交给网络中较空闲的计算机完成，以均衡各台计算机负载，提高每台计算机的可用性。4、易于进行分布式信息处理：用户可以根据问题性质，选择网络中最适合的资源来处理，使问题得到快速而经济的解决。对于较大型问题可通过一定算法将任务分给不同的计算机协同工作，实现分布处理。,（二）网络拓扑结构 网络拓扑：是指网络布局的方法（如何选择适当线路，线路容量，连接方式等，以使整个网络结构合理，成本低廉）。常见的拓扑结构有星型、环型、总线型、树型等，如下图所示：星型结构的网络有一个中央节点，任何两个节点的通信要经过中央节点。优点：这种拓扑结构简单、建网容易、便于管理，缺点：但它属于集中控制，对中央节点

6、的依赖性大，一旦中 央节点出现故障，整个网络就会瘫痪，主机负载过重，可靠性低，通信线路利用率低。,环型网络中，各个节点连成环状，信息沿着一个方向传递，通过各个中间节点的存储转发，最后到达目的节点。优点：这种拓扑结构管理简单，实时性强 缺点：可靠性差，总路径长度较短，一旦一个节点出现故障，则可能造成全网不能工作，并且当环中节点过多时，传输效率降低，响应时间变长。（串行工作方式）,3、总线结构：各节点都连接在一条公共的传输总线上。优点：由于节省了电缆和其他连接设备，使用的电缆较少，安装容易，网络连接成本较低缺点：网络线路对整个系统较大，一旦出现故障，网络中在该节点之后的所有节点将全部停止工作，而且

7、常会因负载过重降低传输速度。（串行工作方式）,4、树型结构：各个节点按层次进行连接。优点：易于扩展，出现故障易于恢复，一个分支的隔离和修复不会影响到其他分支的正常工作（并行）缺点：这种拓扑结构比较复杂，成本较高,3.3 数据通信与计算机网络,除此之外，还有一些其他类型的拓扑结构，如网络型等。实际的信息系统开发中，较少采用单一结构，而是根据网络应用方式、网络操作系统及现场环境，以及布线费用、适应节点高速的灵活性和网络可靠性等方面进行综合考虑，往往要采用一些混合型结构。,（三）网络的类型 1、按网络的覆盖的地理范围分局域网:(local area network,LAN)覆盖有限的区域。通常在几公

8、里几十公里范围内，常用于一幢大楼内或紧邻楼群间的通信。局域网的传输速率通常为10-100MBPS。一个组织中可构建一人或多个局域网，一个局域网可以包含多个子网，使得所有计算机可以共享局域网的软、硬件，各用户之间还可以彼此通信，互相交换信息。例：部门级网，校园网，企业网等。城域网：（metropolitan area network,MAN）是将一个城市范围内的计算机互联，这种网络连接距离可以在10100公里。MAN比LAN扩展的距离更长，连接的计算机数量更多，在地理位置上可以说是LAN延伸。在一个大型城市或都市地区，一个MAN通常连接着多个LAN。如一个MAN连接政府机构的LAN、医院的LAN

9、、电信的LAN、公司企业的LAN等等。由于光纤连接的引入，使MAN中高速的LAN互联成为可能。MAN的运行方式与LAN相似。,3.3 数据通信与计算机网络,广域网：（wide area network,WAN）它所覆盖的范围比MAN更广，一般是在不同城市和不同国家之间的LAN或者MAN互联，地理范围可以几百公里几千公里。广域网要使用公共的通信系统，利用各种通信设施覆盖广大的地理区域，如长途电话、卫星传输和海底电缆。例如，国际银行业务网络和航班订票系统。Internet可以视为世界上最大的广域网。2、按网络的所有权分类公共网络(public network)：是一种组织或个人可共同使用的网络。电

10、话系统、因特网是普遍使用的公共网络。特点：资源有限，但用户是无限的。因而为了获得公共网络的使用权，必定出现竞争问题。例如，电话系统的线路是有限的，随着用户数的增加，高峰时段拔打电话总会出现“线路忙”信号，需等待线路释放。电话拔号上网，INTER服务商拥有的IP地址是有限的，当这些IP地址均被 占用时，你的上网将被告知“忙”，同样需要等待被释放的IP地址。,专用网(private network):是指组织拥有或租用通信介质，拥有独占使用网络设备的权力。那些对通信线路要求高可靠性的组织，往往使用专用网，这种网是组织独占使用的。例如：早期的银行系统使用专用网来实现全国范围内总行与各分行之间的信息沟

11、通。如果组织的网络覆盖很大的地理范围，那么组织则可能需要对通信线路有垄断使用权，但无须网络线路的所有权。在这种情况下，组织可从通信提供商那里租用通信线路。这样就能保障线路满足组织的应用需求，公司只要按租用期支付一定费用，因为是专用的，安全性较易控制，相对来说传输速度较快。增值网（value-added network）：是一种半公用网。这类网络除了提供一地到另一地的信息传输外，还可提供一些附加服务。例如：如果组织需要使用电子数据交换（EDI）的处理方式与遍布世界各地的供应商和顾客进行信息交流，那么可以选择通过购买全部网络所需的硬、软件来构建属于自己的网络；也可以选择从通信服务提供商那里租用专线

12、和，并开发软件以便对EDI信息传输中所涉及到的信息进行必须的格式转换。但是上述做法无论是在经济上还是技术上或在其他方面都是不可行的。因此，我们一般还是选择付费的VAN服务。,如果选择使用VAN,所付费用一般根据传输的信息量来计算。这是增值网的一个优点。与租用专线不同，组织不必为保证线路的畅通而付费；与公用网相似的是，VAN也是由通信服务提供商拥有并经营，供许多企业用户使用；与专用网相似的是：VAN提供通信业务以外的服务。一般而言，信息传输速度比公用网要快，而且能提供比公用网更高的安全性。增值 是VAN最重要的特征。虚拟专用网（virtual private network,VPN）:是部署于公

13、共网络基础设施中的一种网络，它并不为用户提供专线或通信介质，但保证组织使用网络。所有用户的大量信息都将被在这个网络中一起传送。VPN提供者为组织信息传输提供数据加密服务，以保证隐私权。它使用和专用网络相同的安全性、管理以及服务质量策略，适用于跨国公司、跨地区和分支机构多的企业、集团。它能将用户在呼地所用的电话、ISDN、交换等利用公共通信网组成一个虚拟的专用网，彼此间的通信如同置身于同一个办公楼内一样便捷，节省了用户租用长途专线组网的巨额开支，同时可利用多种业务功能对网络中每个 成员进行权限设置，从而控制通信费用。见图3-5，公用网与专用网比较优点：虚拟专网提供了灵活性高、资费便宜、覆盖全面的

14、长途通信，管理方便，用户只能业务进行申请，维护，管理工作全由电信运营部门集中负责，通信质量稳定、可靠无延迟、无干扰，是现代企业理想的通信方式。因为组织通过因特网实施电子商务，所以虚拟专网已成为因特网上的流行趋势。,（四）网络的接口部件 调制解调器网络适配器 多路复用器中继器 集线器网桥路由器 网关,3.3 数据通信与计算机网络,3.3 数据通信与计算机网络,四、网络体系结构与协议（一）网络协议与体系结构（二）开放系统互联参考模型 根据层次化模型的设计原则，该模型将整个网络分为七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层（三）Internet的分层结构 TCP/IP参考模

15、型共分为四层：应用层、传输层、网络互联层和主机至网络层。,五、Internet Internet上的资源浩如烟海，它提供的典型服务有以下几个方面：电子邮件E-mail WWW 电子公告板BBS 网络新闻服务Usenet 文件传输协议FTP 远程登录Telnet,3.3 数据通信与计算机网络,六、计算机网络应用（一）企业内部网（Intranet）及其应用 Intranet是使用Internet技术组建的企业内部网，以WWW方式向企业内的用户提供各种信息资源。Intranet所定义的企业网络除访问Internet公用资源外，纯粹用于企业内部信息交流，它强调的是提高企业的内部效率。各种财务、人事、制

16、造等应用软件确实成功的帮助企业提高了企业的工作效率。（二）企业外部网（Extranet）及其应用 Extranet（企业外部网）是Intranet的一种延伸，它不仅仅局限于一个企业内部，而是把相互合作企业的Intranet网络连在一起，是一种广义上的企业内部网。Extranet把企业内部已存在的网络扩展到企业之外，从而可以完成一些合作性的商业应用（如企业和其客户及供应商之间的电子商务、供应管理等）。,3.3 数据通信与计算机网络,（三）联机事务处理 联机事务处理是指利用计算机网络，将分布于不同地理位置的业务处理计算机设备或网络与业务管理中心网络联接，以便于在任何一个网络节点上都可以进行统一、实时的业务处理活动或客户服务。（四）POS系统 POS（Point Of Sales）系统是基于计算机网络的商业企业管理信息系统，它将柜台上用于收款结算的商业收款机与计算机系统联成网络，对商品交易提供实时的综合信息管理和服务。（五）电子数据交换系统EDI 电子数据交换系统（Electronic Data Interchange，简称EDI）是将商贸业务中贸易、运输、金融、海关和保险等相关业务信息，用国际公认的标准格式，通过计算机网络，按照协议在贸易合作者的计算机系统之间快速传递，完成以贸易为中心的业务处理过程。,3.3 数据通信与计算机网络,