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计算机网络技术.pdf
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计算机网络定义 计算机网络是指把若干台地理位置不同且具有独立功能的计算机,通过通信设备和线路互 相连接起来,在相应软件(网络操作系统、网络协议、网络通信、管理和应用软件等)支持下 以实现信息传输和资源共享的一种信息系统。 自主计算机的互联集合 数据通信:提供电子邮件、IP电话等信息交换; 资源共享:方便用户共享分散在各地的有用信息数据;共享网络上软件,节省软件费 用;共享网络上费用昂贵的硬件设备; 分布式数据处理和负荷均衡 提高可靠性:网络上计算机可以互为后备;可从网络上不同路径访问所需计算机,提 高可靠性。 计算机网络功能 计算机网络与电信网的区别 计算机网络的拓扑结构 总线形 简单灵活,可靠性高,网络响应速度快,设备量少、价格低、安装使用方便,信道利用率 高,便于广播式工作,总线的故障对系统是毁灭性的。 环形 结构简单,传输延时确定。环中结点间的通信线路会成为网络可靠性的瓶颈。环中任 何一个结点出现线路故障,都可能造成网络瘫痪。为保证环的正常工作,需要较复杂 的环维护处理。环结点的加入和撤出过程比较复杂。 星形 目前多采用集线器或交换机作为中心结点。结构简单,易于实现和管理。中心结
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计算机网络定义
计算机网络是指把若干台地理位置不同且具有独立功能的计算机,通过通信设备和线路互
相连接起来,在相应软件(网络操作系统、网络协议、网络通信、管理和应用软件等)支持下
以实现信息传输和资源共享的一种信息系统。
自主计算机的互联集合
数据通信:提供电子邮件、IP电话等信息交换;
•
资源共享:方便用户共享分散在各地的有用信息数据;共享网络上软件,节省软件费
用;共享网络上费用昂贵的硬件设备;
•
分布式数据处理和负荷均衡
•
提高可靠性:网络上计算机可以互为后备;可从网络上不同路径访问所需计算机,提
高可靠性。
•
计算机网络功能
计算机网络与电信网的区别
计算机网络的拓扑结构
总线形
•
简单灵活,可靠性高,网络响应速度快,设备量少、价格低、安装使用方便,信道利用率
高,便于广播式工作,总线的故障对系统是毁灭性的。
环形
•
结构简单,传输延时确定。环中结点间的通信线路会成为网络可靠性的瓶颈。环中任
何一个结点出现线路故障,都可能造成网络瘫痪。为保证环的正常工作,需要较复杂
的环维护处理。环结点的加入和撤出过程比较复杂。
星形
•
目前多采用集线器或交换机作为中心结点。结构简单,易于实现和管理。中心结点是
全网可靠性的瓶颈,中心结点的故障可能造成全网瘫痪。
树形
•
为星型结构的扩展,是一种分层网。不同层次的结点可是一台主机或一个网络。结构
简单,成本低,结点扩充灵活,寻找链路路径方便。不同层次的网络可采用不同技术
来实现。除叶结点外,任何结点或链路产生的故障会影响到整个网络。
网形
•
可靠性高,任意两个结点间存在两条或以上的通信路径。扩充性好,易形成更大的网
从拓扑学上看,计算机网络是由一组结点和链路组成。网络中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。
第1章 计算机网络基础知识
2019年4月11日
12:29
分区 计算机网络技术 的第 1 页
可靠性高,任意两个结点间存在两条或以上的通信路径。扩充性好,易形成更大的网
络。系统配置灵活,不同链路可使用不同介质、传输速率和方式。结构和控制复杂,
管理难度大,成本高,需使用路由选择算法。常用于广域网。
混合型
•
混合型拓扑结构比较灵活,广域网中通常采用混合型拓扑结构。
计算机网络的分类
范围由小到大: LAN、MAN、WAN
在客户端需要安装专门的客户端软件,需要针对不同的操作系统系统开发不同版
本的软件。
○
任何一台计算机出现问题,都需进行安装和维护。
○
当系统软件升级时,每台客户机都需重新安装,维护和升级的成本非常高。
○
C/S
•
客户端不用安装专门的软件,一般只要有操作系统和浏览器就行。
○
所有升级和维护的工作都在服务器上执行,不需对客户端进行任何改变,大大降
低了开发和维护的成本。
○
B/S对安全的控制能力相对弱,适用于交互性要求较多,安全性要求不是很高的应
用环境。
○
B/S
•
计算机网络工作模式
带宽
•
延时
•
延时带宽积
•
往返延时RTT
•
计算机网络的主要性能指标
传播延时
•
取决于信道,m/(m/s)
传输延时
•
发送延时,bit/(bit/s),提高链路带宽减小传输延时,光纤信道的发送速率高。
排队延时
•
取决于网络中当时的通信量
端到端延时
分区 计算机网络技术 的第 2 页
取决于网络中当时的通信量
延时带宽积
链路的延时带宽积又称为以比特为单位的链路长度。
延时带宽积 = 传播延时*带宽
往返延时RTT
往返延时RTT (Round-Trip Time) 表示从发送端发送数据开始,到发送端收到来自接收
端的确认(接收端收到数据后立即发送确认),总共经历的延时。是两方向的端到端延时之
和。
数据通信
数据通信是指两台或两台以上的计算机之间以二进制的形式进行信息传输与交换的过程。
码元速率
•
Baud,波特率,受信道带宽的限制,误码率,通过使用更好的传输介质来提高数据速
率
数据速率
•
bit/s,信息速率,误信率,通过使用先进的调制技术来提高数据速率
两个速率
理想低通(无噪)信道的最高码元传输速率= 2W Baud
•
W 是理想低通信道的带宽,单位为赫(Hz)
•
每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2 个码元。
•
Nyquist准则 无噪
C = Wlog2(1+S/N) b/s
–W 为信道的带宽(以Hz为单位);
–S 为信道内所传信号的平均功率;
–N 为信道内部的高斯噪声功率;
–C 为信道的极限信息传输速率;
香农公式 有噪
UTP
•
双绞线外无任何屏蔽层
有线通信
分区 计算机网络技术 的第 3 页
STP
•
屏蔽双绞线(STP)在双绞线和外皮之间增加了一个铝箔屏蔽层,用来减少干扰和串
音,具有较高的数据传输速率。
50欧姆
○
75欧姆
○
同轴电缆
•
多模光纤(短距离)
○
单模光纤(长距离)
○
光纤
•
微波
•
主要是直线传播,分为地面微波接力通信和卫星通信系统,传输距离长
红外线
•
主要用于短距离通信
激光
•
点对点通信,发送器和接收器必须精确校准,只传输数字信号
无线通信
基带传输
局域网、短距离
频带传输
用户拨号上网、接收发送需要调制解调器
宽带传输
借助频带传输,它可将链路容量分解成两个或更多的信道,每个信道可以携带不同的信号、
传输距离近100公里
同步传输效率高于异步传输
非归零编码(Non-return to zero, NRZ)
•
曼彻斯特编码(Manchester),用在以太网
•
差分曼彻斯特编码(Difference Manchester),用在令牌环网
•
二进制数据转化为数字信号
频分多路复用FDM (Frequency Division Multiplexing)
•
时分多路复用TDM (Time Division Multiplexing)
•
每路数据总是使用每个TDM 帧的固定时隙
统计时分复用STDM (Statistical Time Division Multiplexing)
•
按需动态分配时隙,数据中需携带地址信息
波分复用WDM (Wavelength Division Multiplexing)
•
波长分复用,即光的频分复用
Bit 1->自己的m bit码片序列;bit 0->自己码片序列的二进制反码
码分复用CDM(Code Division Multiplexing)
•
多路复用类型
分区 计算机网络技术 的第 4 页
Bit 1->自己的m bit码片序列;bit 0->自己码片序列的二进制反码
○
码片序列相互正交
○
各个用户的信号由不同的地址码序列来区分
○
电路交换
•
电路建立阶段
○
数据传输阶段
○
电路拆除阶段
○
需要建立一条临时的专用线路,经历三个阶段
电路交换是面向连接的,适合大量数据的传输,建立连接时间长,线路利用率低(计
算机数据的突发性)。
报文交换
•
以报文为单位传送,存储转发;线路利用率高,不适于实时通信或交互式通信,网络
的延迟比较长。要求中间结点必须有路径选择以及较大的缓存。
分组交换
•
把长的报文分为若干个小的分组,以分组为单位进行与报文交换相同的方法进行传
输。分组是规定了最大长度的数据单元,分组头部包含分组编号。
数据报
○
每个分组独立进行路由选择,对故障有较强的适应能力,但时延较大,容易由于
网络阻塞而丢失分组以及不能保证分组按序到达。
虚电路
○
按序到达,所有分组通过事先建立好的逻辑电路顺序传送,节点制作差错检测,
不做路由选择,根据虚电路号决定转发端口。
本质区别是路由
高效、灵活。迅速、可靠。
数据交换技术
分区 计算机网络技术 的第 5 页
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- Mindy_BpStudio2023-07-31非常有用的资源,有一定的参考价值,受益匪浅,值得下载。
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