【正文】 第8章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信進(jìn)入21世紀(jì)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，尤其是Internet技術(shù)的發(fā)展已成為引導(dǎo)社會(huì)發(fā)展的重要因素。Internet是一個(gè)全球開(kāi)放性的信息互連網(wǎng)絡(luò)，它的前身是美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（ARPA）于1969年研制的用于支持軍事研究的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)ARPANET。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，充分實(shí)現(xiàn)了相互通信、資源共享的目的。本章主要內(nèi)容：= 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)= 數(shù)據(jù)通信= 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)= 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)= 網(wǎng)絡(luò)互連= Internet的連接與瀏覽 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)在今天這個(gè)社會(huì)，網(wǎng)絡(luò)已成為一切信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是人們?nèi)粘９ぷ?、學(xué)習(xí)和生活的重要組成部分。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義概括地說(shuō)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是由不同通信媒體連接的、物理上互相分開(kāi)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和處理的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用通信線路和通信設(shè)備將分布在不同地點(diǎn)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接在一起，各個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都遵守共同的通信協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的系統(tǒng)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能主要包括以下幾個(gè)方面：1. 資源共享這里所說(shuō)的“資源”指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件資源資源，資源共享就是使網(wǎng)絡(luò)中的用戶能夠分享網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部或部分資源。2. 數(shù)據(jù)通信是指文字、數(shù)字、圖像、語(yǔ)音、視頻等信息通過(guò)電子郵件、電子數(shù)據(jù)交換、電子公告牌、遠(yuǎn)程登錄和信息瀏覽的方式進(jìn)行的傳輸、收集與處理。數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最基本的功能。3. 分布式處理是指將分散在各個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源進(jìn)行集中控制與管理，從而將復(fù)雜的問(wèn)題，交給多個(gè)計(jì)算機(jī)分別同時(shí)進(jìn)行處理，以提高工作效率。4. 均衡任務(wù)，互相協(xié)作利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可以將任務(wù)量大的作業(yè)交給網(wǎng)絡(luò)上的較空閑的計(jì)算機(jī)完成，分擔(dān)工作任務(wù)，從而提高了計(jì)算機(jī)的協(xié)作性與可靠性。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類通常人們按照地理范圍的不同，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為三類：局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。1. 局域網(wǎng)局域網(wǎng)（LAN，Local Area Network）在地理上有一個(gè)有限范圍，例如一個(gè)校園、一個(gè)企業(yè)等，目前局域網(wǎng)發(fā)展非常迅速。根據(jù)所采用的技術(shù)、應(yīng)用的范圍和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的不同，局域網(wǎng)又可以分為局域地區(qū)網(wǎng)、高速局域網(wǎng)等。2. 城域網(wǎng)城域網(wǎng)（MAN，Metropolitan Area Network）是地理范圍介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的一種高速網(wǎng)絡(luò)。3. 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)（WAN，Wide Area Network）所覆蓋的地理范圍可以達(dá)到幾千公里，例如一個(gè)洲、國(guó)家、地區(qū)，形成一個(gè)國(guó)際性的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。另外，還可以按以下幾種方法對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類： 按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為：樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)、星型網(wǎng)絡(luò)、總線型網(wǎng)絡(luò)和環(huán)型網(wǎng)絡(luò)。這四種網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如圖81所示。樹(shù)型網(wǎng)絡(luò) 星型網(wǎng)絡(luò) 總線型網(wǎng)絡(luò) 環(huán)型網(wǎng)絡(luò)圖81 三種不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 根據(jù)傳輸介質(zhì)（如同軸電纜、雙絞線、光纖、衛(wèi)星、微波等）的不同，可以對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類。 按帶寬速率，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為低速網(wǎng)、中速網(wǎng)和高速網(wǎng)。 各種網(wǎng)絡(luò)采用的通信協(xié)議往往不同，例如以太網(wǎng)使用CSMA協(xié)議，令牌環(huán)網(wǎng)采用令牌傳遞協(xié)議，Internet網(wǎng)采用的是TCP/IP協(xié)議等。 數(shù)據(jù)通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)通信就是將一臺(tái)計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)和信息通過(guò)信道傳送給網(wǎng)絡(luò)中的其他的計(jì)算機(jī)。如何將不同計(jì)算機(jī)中的信息進(jìn)行高質(zhì)量的傳輸，是數(shù)據(jù)通信技術(shù)要解決的問(wèn)題。 數(shù)據(jù)通信的基本概念1. 信號(hào)信號(hào)就是數(shù)據(jù)的具體表現(xiàn)形式。在通信技術(shù)中所使用的信號(hào)一般是電信號(hào)，是隨時(shí)間變化的電壓或電流。在通信系統(tǒng)中，各種電路、設(shè)備是實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)奶幚碓O(shè)置，而傳輸?shù)闹黧w是信號(hào)。信號(hào)的特性表現(xiàn)為它的時(shí)間性和頻率性。2. 信道信道就是通信系統(tǒng)中用來(lái)傳遞信息的通道，即傳輸信息所經(jīng)過(guò)的路徑，由相應(yīng)的發(fā)送信息和接收信息的設(shè)備及傳輸介質(zhì)組成。3. 帶寬在數(shù)據(jù)通信的過(guò)程中，信道兩端的發(fā)送設(shè)備所能夠達(dá)到的信號(hào)的最大發(fā)送速率稱為帶度，單位是Hz。例如，某信道的帶寬是8000Hz，表示該信道最多可以以每秒8000次的速率發(fā)送信號(hào)。4. 信道容量信道容量是指單位時(shí)間內(nèi)信道上所能傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)。通常情況下，增加信道的帶寬可以增加信道容量。5. 傳輸速率就是單位時(shí)間內(nèi)傳送的信息量。6. 傳輸延遲數(shù)據(jù)通信的傳輸延遲就是發(fā)送和接收信號(hào)的時(shí)間、電信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間與傳輸介質(zhì)的中轉(zhuǎn)時(shí)間之和。 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)1. 調(diào)制和解調(diào)調(diào)制就是用數(shù)據(jù)的原始電信號(hào)控制載波的若干個(gè)參數(shù)（如幅度、頻率、相位等），使這些參數(shù)按原始信號(hào)的規(guī)律發(fā)生變化。通過(guò)調(diào)制，可以使數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)在載波上傳輸。而解調(diào)就是信號(hào)接收端將收到的模擬信號(hào)復(fù)原成數(shù)字信號(hào)的過(guò)程。實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)過(guò)程的設(shè)置稱為調(diào)制解調(diào)器（Modem）。2. 基帶傳輸技術(shù)沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)制的電信號(hào)表現(xiàn)為方波的形式，它所占據(jù)的頻帶通常從直流和低頻開(kāi)始，所以稱為基帶信號(hào)。在近距離的范圍內(nèi)，信號(hào)的功率不會(huì)衰減太多，信號(hào)的容量也不會(huì)發(fā)生多大變化。所以在近距離傳輸時(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)大多采用基帶傳輸方式。3. 頻帶傳輸技術(shù)如果要將數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)捷^遠(yuǎn)的地方，就要使用頻帶傳輸技術(shù)，否則信號(hào)功能衰減會(huì)使信號(hào)變?nèi)鯇?dǎo)致對(duì)方接收不到信息。在頻帶傳輸中，如果調(diào)制后的模擬信號(hào)超出音頻范圍，則稱為寬帶傳輸或載波傳輸。寬帶傳輸是網(wǎng)絡(luò)通信中廣泛采用的頻帶傳輸方式。4. 信道復(fù)用技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中，信道的連接方式主要有兩種：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接和共享信道（即信道復(fù)用）。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接就是通信的雙方處于信道的兩端，其他設(shè)備不與它們發(fā)生信道共享與交互。共享信道就是多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接到同一個(gè)信道上的不同支點(diǎn)上，網(wǎng)絡(luò)中的任何用戶都可以通過(guò)此信道發(fā)送信息。信道復(fù)用包括三種復(fù)用方式：頻分多路復(fù)用、時(shí)分多路復(fù)用和碼分多路復(fù)用。 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)就是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送端和接收端之間的物理通道。通過(guò)接口，雙方可以通過(guò)傳輸介質(zhì)傳輸模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。目前常用的傳輸介質(zhì)有：雙絞線、同軸電纜、光纖和無(wú)線傳輸