【文章內(nèi)容簡介】 星型網(wǎng)絡(luò)的堆疊式擴(kuò)展 OUT IN OUT IN 堆疊口 星型網(wǎng)絡(luò)的堆疊式擴(kuò)展通過對集線器的堆疊式連接實現(xiàn)。 兩臺或多臺集線器被堆疊在一起后，這些集線器從邏輯上就被認(rèn)為是一臺集線器了。 通過集線器堆疊和級連兩種方式的綜合應(yīng)用可以極大地增強(qiáng)星型網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展能力。 集線器堆疊和級連可綜合應(yīng)用 （ 2）環(huán)型網(wǎng)絡(luò) 環(huán)型網(wǎng)絡(luò)是將計算機(jī)連成一個環(huán)，每臺計算機(jī)按位置不同有一個順序編號。在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中信號按計算機(jī)編號順序以接力方式傳輸。 A B C D E F （ 3） 總線型網(wǎng)絡(luò) 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用一條稱為公共總線的傳輸介質(zhì) ， 各計算機(jī)直接與總線連接 ， 信息沿總線介質(zhì)逐個節(jié)點廣播傳送 。 總線型網(wǎng)絡(luò)組建例 — 10Base2總線型網(wǎng)絡(luò) 總線型網(wǎng)絡(luò)的組建較為容易，這里以使用細(xì)同軸電纜的 10Base2總線型網(wǎng)絡(luò)為例，直觀地介紹總線型網(wǎng)絡(luò)的組建技術(shù)。 10Base2總線型網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì) 銅芯 絕緣層 金屬網(wǎng) 保護(hù)層 — 同軸電纜 10Base2總線型網(wǎng)絡(luò)配件 — T型頭 10Base2總線型網(wǎng)絡(luò)配件 — BNC頭 10Base2總線型網(wǎng)絡(luò)配件間的連接 T型頭與做好的電纜的連接 10Base2總線型網(wǎng)絡(luò)配件間的連接 總線型網(wǎng)絡(luò)兩端 T型頭的連接 端接器 計算機(jī)網(wǎng)卡 網(wǎng)卡是可以插到計算機(jī)主板上的一種板卡 。 擔(dān)負(fù)著計算機(jī)之間數(shù)據(jù)通訊的信號發(fā)送和接收工作 。 計算機(jī)網(wǎng)卡的接口 ■ BNC口（用于建立總線型網(wǎng)絡(luò)） ■ RJ45口（用于建立星型網(wǎng)絡(luò)） RJ45口 BNC口 10Base2總線型網(wǎng)絡(luò)的限制 10Base2總線型網(wǎng)絡(luò)兩個端結(jié)器間的長度為網(wǎng)絡(luò)全長 ， 按照信號的衰減率與信號的傳輸速度來推算： ■ 全長不能超過 185米 ■ 所連接的計算機(jī)不能超過 30臺 ■ 兩個 T型頭間網(wǎng)線長度不能短于 。 （ 4）衛(wèi)星和無線電式 ? 衛(wèi)星和無線電式 每個結(jié)點都有自己的發(fā)送和接收信息的天線，用以接收來自衛(wèi)星或其他無線電的信息，這種結(jié)構(gòu)適用于地理范圍廣闊的部門之間通信。 第 6章 通信與網(wǎng)絡(luò) ? 二、計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的概念與實現(xiàn)技術(shù) ? （二）構(gòu)成 ? 是一個最簡單的計算機(jī)通信網(wǎng)，它由以下五類基本元素組成 （ P143） LAN的組成 硬件 軟件 計算機(jī)及計算機(jī)外部設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)接口卡（網(wǎng)卡） 傳輸介質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（ ） 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) ? Netware ? Window NT ? 調(diào)制 解調(diào)器 ? 集線器 ? 路由器 ? 網(wǎng)關(guān) ? 雙絞線 ? 同軸電纜 ? 光纖 ? 無線傳輸媒體：微波等 第 6章 通信與網(wǎng)絡(luò) ? 二、計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的概念與實現(xiàn)技術(shù) ? （二）構(gòu)成 ? 1. 通信介質(zhì) （ 1）通信介質(zhì) ——雙絞線 (Twisted pair cable) ? 分為屏蔽雙絞線（ STP）和非屏蔽雙絞線（ UTP），其中屏蔽雙絞線具有較高的帶寬，因成本高而較少出現(xiàn)，非屏蔽雙絞線因成本低而流行，兩對線型的接插頭稱為 RJ11，四對線型的接插頭稱為RJ45。 ? 雙絞線共分 5大類 ： 1類 (CAT1)：用于音頻傳輸； 2類 (CAT2)：速率為 1Mbps，早期用于 1M的令牌網(wǎng)； 3類 (CAT3)：稱為音頻電纜，可用于 10M以太網(wǎng)； 4類 (CAT4)：主要用于 16M令牌網(wǎng)，也勉強(qiáng)可用 于 10/100M以太網(wǎng) 5類 (CAT5)：速率為 100M，可用于 10/100M以太網(wǎng) （ 2）通信介質(zhì) ——同軸電纜 (Coaxial cable) ? 粗纜（ RG11）：直徑為 10mm，阻抗為 50?，帶寬 10M，連接方式是以針狀的插針刺入電纜中并接觸到電纜中心的導(dǎo)體。需要通過外部收發(fā)器來將信號傳入計算機(jī)或發(fā)向網(wǎng)絡(luò)。接插頭稱為 AUI。 ? 細(xì)纜（ RG58）：直徑為 5mm，帶寬 10M，連接方式是簡單串接，因此可靠性低，一點短、斷路將會波及全網(wǎng)，接插頭稱為 BNC，簡稱 T型頭，與設(shè)備端連接處不得再有線路出現(xiàn)。需要終端匹配器，阻抗為 50?。 （ 3）通信介質(zhì) ——光纖：分單模與多模兩種。 ? 單模光纖（傳送激光）： 內(nèi)徑為 10微米 (9)的光纖介質(zhì)，光沿軸路徑直線傳輸，頻率單一，速率高，可達(dá)百 G，用紅外激光管作光源 (ILD)。傳輸遠(yuǎn)，達(dá)數(shù)十公里、成本高。 ? 多模光纖（傳送可見光）： 內(nèi)徑為 50微米 ()的光纖介質(zhì)，光沿非軸路徑在壁之間波浪式反射，多頻率共存（多色光），用發(fā)光二極管作光源(LED)。傳輸距離近， 2公里左右，損耗大，成本低。其中多模突變光損耗更大。 應(yīng)用： 在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用兩根光纖（一來一去）組成傳輸系統(tǒng)。光纖傳輸率達(dá)幾千 Mbps，傳輸距離達(dá)幾十公里 。 （ 4）無線傳輸媒體 目前有三種技術(shù)可通過大氣傳播：微波、紅外線和激光。 微波通信的特殊形式 ——衛(wèi)星通信（容量大，距離遠(yuǎn)） ? （ 5）傳輸媒體的選擇 ? 雙絞線：低通信容量的局域網(wǎng)中，雙絞線的性能 /價格比最好。 ? 同軸電纜：大多數(shù)局域網(wǎng)需要連接較多設(shè)備而且通信容量相當(dāng)大，可以選擇同軸電纜。 ? 光纖：若通信網(wǎng)絡(luò)采用數(shù)字傳輸技術(shù)，應(yīng)選用光纖，優(yōu)點是：頻帶寬、速度高、體積小、重量輕等。 ? 無線： 計算機(jī) 計算機(jī) 模擬信道 MODEM MODEM 模擬信號 利用模擬信道進(jìn)行通信 2. 網(wǎng)絡(luò)通信處理器 （ 1）網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備 ——調(diào)制解調(diào)器 ? 將計算機(jī)輸出的 數(shù)字 信號轉(zhuǎn)換為電話線路可以傳輸?shù)?模擬 信號，然后再在接收端將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以理解的數(shù)字信號。 ? 與計算機(jī)的連接方式有：內(nèi)部連接和外部連接。 ? 數(shù)據(jù)傳輸速度用比特 /秒 (bit/s)衡量，從 32kb/s到 56kb/s，目前已達(dá) 128kb/s。 ? （ 2）多路復(fù)用器 ? 由于傳輸介質(zhì)的能力往往超出傳輸單一信號的能力，為了有效地利用傳輸系統(tǒng)，采用多路復(fù)用技術(shù)能把多個信號組合起來在一條物理電纜上進(jìn)行傳輸。實現(xiàn)這種功能的設(shè)備就是多路復(fù)用器。在通信通道的信號發(fā)送端用多路復(fù)用器合并幾個終端的傳送；在信號的接受端，用一臺相同的設(shè)備進(jìn)行分解。 ? （ 3）前端處理 ? 前端處理機(jī)一般是小型或微型機(jī)，專門為大型主干計算機(jī)處理數(shù)據(jù)通信控制功能。 ? （ 4）交換機(jī) ? 隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，大量分布的終端、個人計算機(jī)和工作站將通過 CBX（ puterized branch exchange） 計算機(jī)化交換機(jī) 連到局域網(wǎng)中的一些主計算機(jī)端口。 ? 當(dāng) 用戶需要使用遠(yuǎn)程計算機(jī) 時， CBX可以借助公共的、專用的或租用的傳輸服務(wù)系統(tǒng)，達(dá)到遠(yuǎn)程通信的目的。 （ 5）網(wǎng)絡(luò)互連 ? 網(wǎng)絡(luò)互連的目的是使一個網(wǎng)絡(luò)上的某一主機(jī)能夠與另一網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)進(jìn)行通信，即使一個網(wǎng)絡(luò)上的用戶能訪問其他網(wǎng)絡(luò)上的資源，可使 不同網(wǎng)絡(luò)上的用戶相互通信和交換信息 。 （ 5）網(wǎng)絡(luò)互連 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 可使一個網(wǎng)絡(luò)上的某一主機(jī)連到另一網(wǎng)絡(luò)上的一個主機(jī)。 1） 中繼器 (Repeater)（擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)電纜長度） 中繼器是最簡單的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，它連接同一個網(wǎng)絡(luò)的兩個或多個網(wǎng)段。 中繼器的主要功能就是將收到的信號重新整理，使其恢復(fù)原來的波形和強(qiáng)度，然后繼續(xù)傳遞下去，以實現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的信號傳輸。 用中繼器擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)段 1 網(wǎng)段 2 中繼器 2） 網(wǎng)橋 (Bridge)（同一類型局域網(wǎng)連接） 網(wǎng)橋是用于 兩個相似網(wǎng)絡(luò) 連接的設(shè)備，可對網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行簡單管理，即它不僅能擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離和范圍，還可使網(wǎng)絡(luò)具有一定的可靠性和安全性。 用網(wǎng)橋連接網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò) 1 網(wǎng)絡(luò) 2 A B C D 網(wǎng)橋 3）路由器 (Router) 路由器是用于連接不同技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，它為不同網(wǎng)絡(luò)之間的用戶提供最佳的通信路徑，因此路由器有時俗稱為 “ 路徑選擇器 ” 。只能 連接相同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò) 。 用路由器連接兩個不同類型的網(wǎng)絡(luò) 路由器 網(wǎng)絡(luò) 1 網(wǎng)絡(luò) 2 4)網(wǎng)關(guān) (gateway) 運行在 OSI模型的最高層，對物理層到應(yīng)用層均能支持。這是一種連接兩個異構(gòu)系統(tǒng)，特別是 兩個不同協(xié)議系統(tǒng) 的設(shè)備。它可執(zhí)行協(xié)議的轉(zhuǎn)換，使不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通信。 （ 6）利用交換機(jī)實現(xiàn)專用帶寬 實際應(yīng)用中一般將網(wǎng)絡(luò)劃分成多個小的共享式網(wǎng)絡(luò)，主要連接部分用交換機(jī)實現(xiàn)獨享帶寬。 集線器 集線器 交換機(jī) 高速用戶 服務(wù)器 專用帶寬 共享帶寬 第 6章 通信與網(wǎng)絡(luò) ? 二、計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的概念與實現(xiàn)技術(shù) ? （二）構(gòu)成 ? 、協(xié)議與軟件 （ 1） OSI網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 網(wǎng)際互聯(lián) 即通過主干網(wǎng)絡(luò)把不同標(biāo)準(zhǔn) 、 不同結(jié)構(gòu)甚至不同協(xié)議類型的局域網(wǎng)在一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持下聯(lián)系起來 ， 從而實現(xiàn)更大范圍的信息資源共享 。 ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 )提出了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議的基本框架 ， 稱為開放系統(tǒng)互聯(lián) (OSI)參考模型 。 該模型把網(wǎng)絡(luò)功能分為七個層次 ： 、協(xié)議與軟件 OSI參考模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 應(yīng)用層 表示層 對話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 交換單元名稱 信息 信息 信息 信息 信息分組 幀 位 主機(jī) A 主機(jī) B 應(yīng)用層 表示層 對話層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 路由選擇 TCP/IP 1）應(yīng)用層協(xié)議 應(yīng)用層協(xié)議規(guī)定用戶級別的對話規(guī)則 ，包括事務(wù)服務(wù) 、 文件傳輸 、 遠(yuǎn)程作業(yè) 、 電子郵件 、 網(wǎng)絡(luò)管理 、 終端輸入及屏幕管理這樣一些通信任務(wù)的處理規(guī)則 。 2）表示層協(xié)議 表示層協(xié)議所約定的是傳輸信息時的表達(dá)形式 ， 也就是信息的語法 （ 數(shù)據(jù)格式 ） 與語義（ 解釋規(guī)則 、 控制信息和錯誤處理等 ） ， 包括對各種數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示方法 、 數(shù)據(jù)編碼 、 數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)的加密和壓縮等 。 3）會話層協(xié)議 會話層協(xié)議處理不同機(jī)器上用戶之間的會話連接 ， 包括會話的建立 、 對會話的控制 （ 例如允許信息雙向傳輸或某一時刻只能單向傳輸 ） ， 以及結(jié)束會話連接等 。 4）傳輸層協(xié)議 傳輸層協(xié)議涉及通信中數(shù)據(jù)從一端到另一端的透明傳送 ， 以及在出現(xiàn)錯誤時的恢復(fù)處理 。 傳輸層要保證信息傳送的正確無誤 ， 并且使會話層不受硬件技術(shù)變化的影響 。 5）網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議約定對數(shù)據(jù)的分組 、 從源端機(jī)到目端機(jī)的路徑選擇 、 擁擠控制 ， 以及跨網(wǎng)絡(luò)傳送信息中可能出現(xiàn)的不同尋址方式 、 不同分組長度的處理規(guī)則 。 6）數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議約定數(shù)據(jù)的正確傳送規(guī)則 。 在這一層發(fā)送方把送出的信息分裝成數(shù)據(jù)幀 ， 然后依序傳送各幀 ， 提供錯誤檢測手段 ，接收和處理回執(zhí)幀 ， 重發(fā)噪聲干擾破壞后的數(shù)據(jù)幀 ， 解決傳輸速度的匹配 。 7）物理鏈路層協(xié)議 物理鏈路層協(xié)議規(guī)定物理鏈路的參數(shù) ， 如信號的幅度 、 寬度 、 鏈路的電氣 和機(jī)械特性等 。 （ 2）幾種典型的局域網(wǎng)絡(luò)介紹 依據(jù)介質(zhì)中數(shù)據(jù)傳輸控制方法的不同： 1)以太網(wǎng)（ Ether） 2)令牌環(huán)網(wǎng)（ TokenRing） 3） FDDI網(wǎng) 4） 5)監(jiān)牙技術(shù) 1)以太網(wǎng)（ Ether） ? 是按照 IEEE ，傳輸速率為 10 Mbps，一般只能作為小型網(wǎng)絡(luò)或工作組網(wǎng)絡(luò)的選型，不宜作為主干網(wǎng)。 2)令牌環(huán)網(wǎng)（ TokenRing） ? 是按照 IEEE 。該網(wǎng)絡(luò)可以在較高的通信量情況下，仍能保證一定的傳輸效率。令牌技術(shù)在我國應(yīng)用不多。 3)FDDI（光纖分布式數(shù)據(jù)接口） ? 采用光纖作為傳輸介質(zhì)，傳輸速率可達(dá) 100Mbps，傳輸距離遠(yuǎn)，可靠性高，適合于作為局域網(wǎng)主干網(wǎng)。 4） 5)監(jiān)牙技術(shù)：設(shè)備間的無線連接。 （ 3）因特網(wǎng)與 TCP/IP協(xié)議 ? TCP:傳輸控制協(xié)議 ? IP：網(wǎng)際協(xié)議 ? TCP/IP協(xié)議符合 OSI國際標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品 Inter的出現(xiàn) 國際互聯(lián)網(wǎng) Inter 改變了 網(wǎng)絡(luò) 的工作方式 國際互聯(lián)網(wǎng) 國際互聯(lián)網(wǎng) Inter Inter 在中國 1987：年中國科學(xué)院高能物理所通過國際連網(wǎng)線路進(jìn)入 Inter，進(jìn)行專項科學(xué)項目的國際交流。 1991：高能物理所利用與 Inter的連接開始為全國科學(xué)技術(shù)與教育界的專家提供服務(wù)，形成了高能物理網(wǎng)。 1994：中科院教育與科研示范網(wǎng)、國家教委科研教育網(wǎng)、國家公共數(shù)據(jù)網(wǎng)先后連入 Inter。