【正文】 工作站 1 工作站 2 工作站 3 電話線或 I S D N I S P M o d e m 代理服務(wù)器 I n t e r n e t 8 透明、全數(shù)字、優(yōu)質(zhì)的傳輸介質(zhì)，其傳輸速率范圍為 64 KB/s ~ 2 MB/s。 局域網(wǎng)共享上網(wǎng) 圖 29 專線接入方式 局域網(wǎng)連入互聯(lián)網(wǎng)的方式非常普遍，基本原理是通過(guò)局域網(wǎng)上的服務(wù)器共享上網(wǎng)，也就是說(shuō)局域網(wǎng)上的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)授權(quán)后都可以經(jīng)由服務(wù)器共享上網(wǎng)。比如校園網(wǎng)通過(guò)光纖連入互聯(lián)網(wǎng)，而學(xué)校內(nèi)部的電腦可以共享這根光纖上網(wǎng)，光纖局域網(wǎng)內(nèi)的傳輸速率范圍為 10 ~ 100 MB/s。 有線電視電纜上網(wǎng) 傳統(tǒng)的有線電視網(wǎng)只能實(shí)現(xiàn)單向傳輸，經(jīng)過(guò)改造后可以實(shí)現(xiàn)雙向傳輸。終端設(shè)備是一個(gè)電纜調(diào)制解調(diào)器，它是利用有線電視網(wǎng)作為接入網(wǎng)的接入設(shè)備。有線電視電纜傳輸速率下行最高可達(dá) 36MB/s，上行最高可達(dá) 10MB/s。目前我國(guó)有許多地區(qū)的有線電視網(wǎng)也開(kāi)通了這項(xiàng)服務(wù)。 光纖上網(wǎng) 光纖是一種直徑為 50 ~ 100 微米的特殊傳輸介質(zhì)，一般由石英玻璃或塑料制成，外裹一層折射率較低的材料，多根光纖連在一起，就組成了光纜。光纖通信網(wǎng)才是真正意義上的寬帶網(wǎng)，傳輸速度最快、單根光纖的傳輸速度 可以達(dá)到 100MB/s ~ 10GB/s，而且相當(dāng)穩(wěn)定。 無(wú)線接入 無(wú)線接入技術(shù)分為兩種：一種是固定接入方式，如微波、衛(wèi)星和短波等。另一種是移動(dòng)接入方式，利用手機(jī)上網(wǎng)除了可以進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)瀏覽、收發(fā)電子郵件等常規(guī)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)外，還可以發(fā)送短信息、下載鈴聲、下載屏保等，傳輸速率約 KB/s（ GSM） ~163KB/s（ CDMA）。 活動(dòng) 二 ： 以學(xué)院校園網(wǎng)為例，聯(lián)系組網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)知識(shí)， 研究 聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)通信的，引出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議及常用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備。 D N S 郵件服務(wù)器 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器 租賃通信專線 （ I S D N 、 A D S L 、 D D N 、 X 2 . 5 企業(yè)內(nèi)部網(wǎng) I n t r a n e t 幀中繼等） F T P 服務(wù)器 防火墻 路由器 W W W 服務(wù)器 I n t e r n e t 9 ◆ 組織： 提問(wèn) 二 名學(xué)生回答，聯(lián)系 組網(wǎng)技術(shù)實(shí)訓(xùn) 。 ◆ 考核 ： 計(jì)入平時(shí)成績(jī) ， 考核學(xué)生思維能力及信息搜集能力。 ◆ 資料： 六、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 （一） 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 如果不使用統(tǒng)一的語(yǔ)言，那么兩個(gè)人之間是很難進(jìn)行交談的。同 樣，對(duì)于兩臺(tái)計(jì)算機(jī)而言，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的語(yǔ)言，也是很難進(jìn)行通信的 ，所以要組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，并保證通信實(shí)體之間正確而自動(dòng)地進(jìn)行信息交換，必須制定一組共同遵守的規(guī)則和約定。這組規(guī)則和約定就是協(xié)議（ Protocol）。協(xié)議這個(gè)術(shù)語(yǔ)原本用于外交活動(dòng)，特指進(jìn)行外交活動(dòng)所必須遵從的規(guī)則。 （二） 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 的 層 次 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，為簡(jiǎn)化其復(fù)雜程度，通常把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié) 議分成若干個(gè)層次。每一層次完成一定的功能，每一層次又建立在它的下層之上。層和協(xié)議的集合構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。比較流行和知名的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有：美國(guó)國(guó)防部提出的“ TCP/IP 協(xié)議族”。 （ 三 ） TCP/IP協(xié)議 族 TCP/IP 是一整套數(shù)據(jù)通信協(xié)議，其名字是由這些協(xié)議中的其中兩個(gè)協(xié)議組成，即傳輸控制協(xié)議（ Transmission Control Protocol， TCP）和網(wǎng)間協(xié)議（ Inter Protocol，IP）。它包括網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)用來(lái)建立和斷開(kāi)連接的規(guī)則。 TCP控制信息在 Inter傳輸前的打包和 到達(dá)目的地后的重組。 IP控制信息包從源到目的地的傳輸路徑。 IP 處理每個(gè)信息包的所有地址信息，確保每個(gè)信息包都打上了正確的目的地地址標(biāo)簽。 TCP/IP 協(xié)議被各界公認(rèn)為是異種計(jì)算機(jī)、異種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)彼此通信的重要協(xié)議，也是目前最為可行的協(xié)議。 七、網(wǎng)絡(luò)互連 美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署（ DPARA）早在 70 年代就在世界上第一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)APRANET上開(kāi)展了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連的研究。如今在 APRANET 發(fā)展起來(lái)的 Inter已是全世界最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 網(wǎng)絡(luò)互連的內(nèi)容主要包括局域網(wǎng)與局域網(wǎng)互連，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和公用網(wǎng) 如分組交換網(wǎng)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)的互連。網(wǎng)絡(luò)互連的目的是使一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的用戶能訪問(wèn)其他網(wǎng)絡(luò)的資源，使不同網(wǎng)絡(luò)上用戶能夠互相通信和交換信息。網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備根據(jù)它所工作的網(wǎng)絡(luò)層次和所支持的協(xié)議可分為四種類型： 中繼器（集線器）：工作在 OSI模型的物理層，在不同電纜線之間復(fù)制位信號(hào)。 網(wǎng)橋（交換機(jī)）：工作在 OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層，在局域網(wǎng)間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。 10 路由器：工作在 OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層，在不同的網(wǎng)絡(luò)之間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組。 網(wǎng)關(guān)：工作在 OSI模型的高層次上，提供高層次的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)接口。 （一）中 繼 器（集 線 器） 中繼器（ Reapeater）是工作在網(wǎng)絡(luò)物理層的一種介質(zhì)連接設(shè)備。由于信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中有衰減和噪音，使有用的數(shù)據(jù)信號(hào)變得越來(lái)越弱。為了保證有用數(shù)據(jù)的完整性，并在一定范圍內(nèi)傳送，中繼器把它接收到的弱信號(hào)提出，再生放大保持與源數(shù)據(jù)相同。 集線器（ Hub）是一種特殊的中繼器，可作為多個(gè)網(wǎng)段的轉(zhuǎn)接設(shè)備。集線器作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)間的中央節(jié)點(diǎn)，克服了介質(zhì)單一通路的缺陷。 采用集線器組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有布線靈活、可靠性高、容易維護(hù)及擴(kuò)充方便等優(yōu)點(diǎn)。 （二） 網(wǎng)橋 （交 換 機(jī)） 網(wǎng)橋（ Bridge）是在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，連接兩個(gè)局域網(wǎng)的設(shè)備。它是連接兩 個(gè)網(wǎng)絡(luò)的“橋梁”，所以又稱為橋接器。網(wǎng)橋的主要功能是決定是否讓網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)橋到另一端網(wǎng)絡(luò)上。它不但能擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離或范圍，而且可提高網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和安全性。 網(wǎng)橋可以是專門的硬件設(shè)備，也可以由計(jì)算機(jī)安裝的網(wǎng)橋軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，這是計(jì)算機(jī)上會(huì)安裝多個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器。傳統(tǒng)的網(wǎng)橋連接的網(wǎng)絡(luò)必須是同一類型，如以太網(wǎng)與以太網(wǎng)相連?，F(xiàn)在有些網(wǎng)橋突破了這種限制，智能化增強(qiáng)，與路由器類似。 互連技術(shù)也是一種網(wǎng)絡(luò)分段技術(shù)，分段不僅可提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，還可提高網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度。如一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的物理連線距離雖然在規(guī)定范圍內(nèi)但負(fù)荷很重，就可以 用網(wǎng)橋把網(wǎng)絡(luò)分成若干個(gè)網(wǎng)段，把網(wǎng)段內(nèi)部的通信限制在各自的網(wǎng)段內(nèi)，減少對(duì)其他網(wǎng)段帶寬的干擾。 但如果這些網(wǎng)絡(luò)是共享式的網(wǎng)絡(luò)，如以太網(wǎng)，網(wǎng)上用戶共享同一線路的帶寬，同時(shí)上網(wǎng)的用戶增加，爭(zhēng)用有限的帶寬，必然導(dǎo)致平均帶寬減少，響應(yīng)延遲。因此，網(wǎng)絡(luò)分段不能解決瓶頸問(wèn)題，于是又出現(xiàn)了交換技術(shù)。 交換技術(shù)的核心是交換機(jī)（ Switch）。交換機(jī)是一種類似于集線器的多端口的網(wǎng)絡(luò)部件。它和網(wǎng)橋一樣屬于數(shù)據(jù)鏈路層上的硬件設(shè)備。交換機(jī)的基本功能也是路徑選擇和數(shù)據(jù)交換，通常是由軟件完成路徑選擇功能，而由硬件連接來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。交換機(jī) 與網(wǎng)橋的最大的區(qū)別在于：它能夠在端口間同時(shí)建立多路聯(lián)接，而網(wǎng)橋每次只能建立單路聯(lián)接。相對(duì)于網(wǎng)橋，交換機(jī)的數(shù)據(jù)吞吐性能更好，端口集成度更高，每端口成本更低，使用更加靈活和方便。 （三）路由器 路由器（ Router）是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)的設(shè)備，可連接遵守不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。它是局域網(wǎng)與局域網(wǎng)、局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的通信咽喉，是確保各網(wǎng)絡(luò)之間通信暢通的重要關(guān)隘。路由器能識(shí)別數(shù)據(jù)目的地址所在的網(wǎng)絡(luò)，并能從多條路徑中選擇最佳的路徑 11 發(fā)送數(shù)據(jù)。 路由器有兩種基本類型：本地路由器和遠(yuǎn)程路由器。本地路由器所提供的接口是用來(lái)連接網(wǎng)絡(luò) 傳輸介質(zhì)的，如光纖、同軸電纜、雙絞線等。對(duì)于遠(yuǎn)程路由器而言，所提供的接口則必須與遠(yuǎn)程傳輸介質(zhì)相適配，如電話線要通過(guò)調(diào)制解調(diào)器， DDN（數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)）需要 DTU（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元），無(wú)線連接要通過(guò)無(wú)線接收機(jī)和發(fā)射機(jī)。 （四） 網(wǎng)關(guān) 如果兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)不僅網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不一樣，而且硬件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都大相徑庭，那么就的使用網(wǎng)關(guān)來(lái)進(jìn)行連接。網(wǎng)關(guān)（ Gateway）又稱為協(xié)議轉(zhuǎn)換器，是在傳輸層及以上層次上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備。 網(wǎng)關(guān)的基本功能體現(xiàn)在 OSI 模型的高層，它將協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)重新分組，以便能在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間進(jìn)行通信。所有其他互 連設(shè)備需要低層協(xié)議相同，而網(wǎng)關(guān)僅需在最頂層相同。網(wǎng)關(guān)和多協(xié)議路由器（或特殊用途的通信服務(wù)器）組合在一起，可以聯(lián)接多種不同的系統(tǒng)。 活動(dòng) 三 ： 分析數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳輸方式。 ◆ 組織： 提問(wèn) 二 名學(xué)生回答，聯(lián)系 組網(wǎng)技術(shù)實(shí)訓(xùn) 。 ◆ 考核： 計(jì)入平時(shí)成績(jī) ， 考核學(xué)生思維能力及信息搜集能力。 ◆ 資料： 一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成 一般的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信系統(tǒng)模型可用下圖表示。圖中，信源指發(fā)送信息的一端，信宿指接受信息的一端。變換器和反變換器均為信號(hào)變換裝置，分別將信號(hào)變?yōu)檫m宜信道傳輸或信宿處理的類型。比如信源發(fā)出數(shù)字信號(hào)，通過(guò)變換器變?yōu)槟M信號(hào) 后就可在模擬信道上傳輸，在經(jīng)反變換器變回?cái)?shù)字信號(hào)后傳遞給信宿。此時(shí)變換器成調(diào)制器，反變換器成解調(diào)器。考慮到一般采用雙向通信，故將調(diào)制器和解調(diào)器做成一個(gè)設(shè)備稱調(diào)制解調(diào)器（ Modem）。模擬信號(hào)通過(guò)變換在數(shù)字信道上傳出時(shí)，變換器稱編碼器，反變換器稱解碼器，做成一個(gè)設(shè)備稱為編碼解碼器（ CODEC）。另外，電磁信號(hào)在信道中傳送時(shí)，可能會(huì)受到外界的干擾，我們稱之為噪聲。 12 數(shù)字通信系統(tǒng)的模型如下圖所示。如果信源發(fā)出的是模擬數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)進(jìn)入信道前經(jīng)編碼器變換成數(shù)字信號(hào)在傳輸媒體上傳送，到達(dá)接收端還要由解 碼器恢復(fù)為原來(lái)的模擬數(shù)據(jù)，才能為信宿接受。 數(shù)據(jù)通信是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他數(shù)據(jù)裝置與通信線路，完成數(shù)據(jù)編碼信號(hào)的傳輸、轉(zhuǎn)接、存儲(chǔ)和處理的通信技術(shù)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)就是以計(jì)算機(jī)為中心，用通信線路連接分布于各地的設(shè)備，實(shí)施數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中只要求信源和信宿中數(shù)據(jù)的形式是數(shù)字的，在信道中傳輸是則可以根據(jù)需要采取模擬傳輸方式或數(shù)字傳輸方式。模擬傳輸方式信道利用率高，但信號(hào)易衰減，易受噪聲干擾。數(shù)字傳輸方式信道利用率低，但信號(hào)可達(dá)到不失真?zhèn)魉停`碼率極低，且設(shè)備易于集成化，造價(jià)更為便宜。隨著衛(wèi)星和光纖等 高帶寬技術(shù)的發(fā)展，限制數(shù)字傳輸技術(shù)發(fā)展的帶寬因素已經(jīng)消除，傳統(tǒng)的模擬傳輸系統(tǒng)迅速被數(shù)字傳輸系統(tǒng)所取代就成了必然趨勢(shì)。 活動(dòng) 四 ： 分析包交換與 Inter接入 。 ◆ 組織： 提問(wèn) 二 名學(xué)生回答， 采用比較方法認(rèn)識(shí)多種互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方式 。 ◆ 考核： 計(jì)入平時(shí)成績(jī) ， 考核學(xué)生思維能力及信息搜集能力。 ◆ 資料： （一）包交 換 包交換有時(shí)也稱為分組交換或報(bào)文分組交換。包交換（ Packet Switching）技術(shù)經(jīng)常使用在計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸上。其基本思想包括：數(shù)據(jù)分組、路由選擇與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。 在包交換網(wǎng)絡(luò)中，文件和信息被分解成包 （ Packet），每個(gè)包的長(zhǎng)度有一個(gè)上限（通常在 2020kbit以內(nèi)，典型的是 128字節(jié)），在這些包上用表示信息源和目的地的代碼打上電子標(biāo)簽。在網(wǎng)絡(luò)中，包作為一個(gè)整體進(jìn)行交換，各個(gè)包之間不發(fā)生任何聯(lián)系，可以斷續(xù)地傳送，也可以經(jīng)由不同的路徑傳送。包在傳輸途中，會(huì)稍微停留在經(jīng)過(guò)的每一個(gè)可能節(jié)點(diǎn)上，等到節(jié)點(diǎn)收到完整的包后會(huì)再往下一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送，直至到達(dá)目的地。目的計(jì)算機(jī)把這些包集中起來(lái)，并把每包中的信息重新集合成原來(lái)的數(shù)據(jù)。在包交換中， 13 每個(gè)包從源到目的地的最佳路徑是由途經(jīng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)決定的。 p2p1 p1 p1 p1p2p3 p2 p2p1p3 p3 p3 p2p3 圖 217 包交換示意圖 包括正確順序進(jìn)入包交換網(wǎng)，但包到達(dá)目的地時(shí)順序卻不一定正確。這時(shí)目的計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)信息重新排序。 包交換是在 Inter上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，它有很多?yōu)點(diǎn)。其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，長(zhǎng)數(shù)據(jù)流可分解成易于管理的小數(shù)據(jù)包，小的數(shù)據(jù)包沿著大量不同的路徑進(jìn)行傳輸，避免了網(wǎng)絡(luò) 中的交通擁擠。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地后，更換受損數(shù)據(jù)包的成本較低，因?yàn)槿绻粋€(gè)數(shù)據(jù)包在傳輸途中被改變了，只要重新傳輸這個(gè)數(shù)據(jù)包就可以了。 包交換傳輸?shù)膯挝恍?，適合在交換機(jī)（計(jì)算機(jī)）的主存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，通信效率高，靈活性高，可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)面向連接或無(wú)連接的通信，并能充分利用通信線路，因此現(xiàn)有的公共數(shù)據(jù)交換網(wǎng)都采用包交換技術(shù)。 （二） 網(wǎng) 接入 目前，計(jì)