第四章
计算机网络与因特网
?网络的类型与组成
?网络的功能
?熟练且理性的应用网络
4.1 网络与通信基础 p130
一、网络的组成与分类,
1、网络的 三要素
?主机 (结点 )
?通信子网
?协议及网络软件
一般意义：将异地计算机连接起来的系统
(以实现资源共享为目的 )
? 数据通信（基本功能）
? 资源共享（最终目的）
? 分布式处理
? 系统的可靠性、可用性
2、网络的目的,
3、网络的分类
A.局域网 （ LAN）（范围小、结点有限）
B.广域网 （ WAN）（范围大，结点无限）
? 资源子网
用户计算机（含软硬件）
? 通信子网
传输线（线路，信源、干线）
交换单元（如交换机、路由器等）
传输线
二、数据通信基础
1、概念,P132 图 4-2
（ 1） 数据通信模型
信源 --数据传输子系统 --信宿
（ 2）传输子系统组成,
? 信道（ channel）分：有线 /无线与模拟 /数字
? 调制解调器 （信号转换）
? 多路复用器 （共享一个信道）
? 交换机 （临时连接一传输数据一拆除连接）
通信系统性能指标
Modem的作用
数据通信模型
信
源
信
宿
发
送
器
传 输
系 统
接
收
器
数
据
数
据
信
号
信
号
计算机 A
（数据传输子系统）
计算机 B
通信系统性能指标,
? 信道容量 （ 允许值 ）
? 数据传输 速率 （ 实际值 ）
kbps,Mbps,Gbps
? 误码率 （出错位数 /数据总数）
? 端 --端 延迟 (从源到宿的时间 )
2、多路复用技术
目的,使多个数据通信 合用 一条传输线
(1)“时分, 多路复用技术
?同步时分 （效率不高）
?异步时分（效率高，但要加地址信息）
(2)“频分” 多路复用技术（电视）
(3)“波分, 多路复用技术（广播）
时间轴
终端 4
F B L
缓冲区 传输线 终端 3
终端 2
终端 1 E A K
G C M
H D
D
N
时间片
多路复用器
NMLKHGFEDCBA
开
始
3、交换技术
（ 1） 电路交换 （如电话）线路效率低
（ 2） 分组交换 （包交换）线路效率高,实时性差
传输信息分成 n个数据 包
包的格式,源、宿 地址 +信息 +CRC(纠错码）
（ 3） 异步移码模式,又称：信元中断交换
ATM（ Asynchronous Transfer Mode）
? 在高速可靠的信道上实现, 快速分组交换技术,
? 信元：固定长度 53B；简化传输控制；
? 适用于多媒体信息传输 。
三、传输介质,
1,有线信道 介质,
（ 1）双绞线（有屏蔽、无屏蔽）
5类线,100Mbps，性能价格比高
（ 2）同轴电缆：传输远，可靠
（ 3）光导纤维（光缆）
?组成：缆芯（单股、多股）；
?包层；吸收外壳；防护层。
?优点：远；可靠；信号编码效率高；
(a) 双绞线
(b) 同轴电缆
内层导线
金属屏蔽 外绝缘层
绝缘体
①
②
③
④
外绝缘层
2、无线信道
特点,
?省去架没物理信道；距离有限；
?约束条件多，安全问题
（ 1）无线电波（详见 p10）
（ 2）卫星（详见 p11）
（ 3）微波（详见 p10）
（ 4）红外线
（ 5）激光
小结，习题
4.2 计算机局域网
一,特点与组成,
1、特点,
?逻辑范围（某单位）
?地理范围
?专线，快，可靠
2.物理组成,
? 网卡、电缆、集线器、计算机
? 工作站 /服务器 （统称为, 结点, ）
? 本地资源 /网络资源
二、常用局域网,
?按 介质 分类：有线网；无线网
? 按 拓扑 结构分类：星型网；环型网；总线
?按 访问控制 方法分类,
以太网 ；环型网；
FDDI网；交换式局域网
可见：有不同构架的局域网，各具特色，
各有不同的控制方法，有不同的使用环境。
1.以太网工作原理 1
1.共享的总线结构（总线拓扑结构）
2.采用广播方式进行通信；每个结点一个 MAC地址
3.以数据帧（ frame）为传输单位，一次传输一帧
4.采用带冲突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD)
方法 （后详）
终端器 终端器
Ethernet
以太网工作原理 2
信息帧 的格式和 MAC地址（ 48bit）,
?发送的数据字节数目是 不定长 的,
?介质访问地址 MAC（ Media Access
Address）是每一块网卡 唯一 的,
?每次通信时，总线上的所有结点,都要 检
测信息帧中的 MAC地址，来决定是否应
该接收该信息帧，这个任务由每个结点的
网卡完成,
?信息帧发送与接受过程
?CSMA/CD方法处理过程
终端器 终端器
A B
D C
Ethernet
发送的数据 CRC 同步码
帧
类
型
接收结点
MAC 地址
发送结点
MAC 地址
8B 6B 6B 2B 46~1500B 4B
帧头部 帧数据区
Ethernet
如何构建以太网 （使用 总线 集线器 1）
集线器的作用：连接各结点，信息分发，放大。
传输速率,10Mbps,100Mbps,1Gbps
集线器分类,总线 式 （共享带宽） / 交换 式 （独占带宽）
集线器
Ethernet
如何构建以太网 （使用 交换式 集线器 2）
? 每一个结点都 独享 一定的带宽,
多对节点可同时通信（星形拓扑）
? 可按层次方式互相连接起来,
构成 多层次 的局域网
? 与总线式以太网完全 同构
以太网
交换器
工作组交换器 1
工作组交换器 2
部门交换器
部门服务器
1000Mbps 至中央服务器
10Mbps/100Mbps
至桌面
Ethernet
使用 HUB构造的树型局域网
2.光纤分布式数字接口网 (FDDI)
? 与以太网的区别（ 拓扑、传输介质、帧格式，远，快 ）
? 与以太网是 异构 的。
? 异构网络的连接要使用 网桥 或 路由器
光纤传输线 FDDI网
以太网 以太网
FDDI作为局域网主干
3.ATM局域网
? 交换式局域网（使用 ATM交换机构建）
? 数据传输速率高（ 155Mbps/622Mbps）
? 同样的技术可构建广域网 (ATM广域网 )
? 短信元 (cell)固定长,
53字节（有效载荷 48字节），无 CRC
? 也可以作为局域网的主干
ATM
交换器
ATM
交换机
与 Ethernet,FDDI
是异构的
4.无线局域网
? 传输介质,无线电波 S频段
? 通信设备,无线网卡,无线 hub,无线网桥
? 无线局域网采用的协议,
? IEEE 802.11(2Mbps);802.11a(25Mbps)
? 802.11b(11Mbps);蓝牙（ IEEE 802.15）近距离
? 是有线局域网网络的扩充,(同构的 )
? 贵,慢 (2M),不稳定
小结,
1.不同类型的局域网,不同的用途
Ethernet; FDDI; ATM; 无线网
2.不同类型的局域网,异构的 ;如何连接?
3.如何构造 Ethernet局域网?
总线式集线器 交换式集线器 ;
4.Ethernet的工作原理 (CSMA/CD)
计算机网络与因特网
?网络的类型与组成
?网络的功能
?熟练且理性的应用网络
4.1 网络与通信基础 p130
一、网络的组成与分类,
1、网络的 三要素
?主机 (结点 )
?通信子网
?协议及网络软件
一般意义：将异地计算机连接起来的系统
(以实现资源共享为目的 )
? 数据通信（基本功能）
? 资源共享（最终目的）
? 分布式处理
? 系统的可靠性、可用性
2、网络的目的,
3、网络的分类
A.局域网 （ LAN）（范围小、结点有限）
B.广域网 （ WAN）（范围大，结点无限）
? 资源子网
用户计算机（含软硬件）
? 通信子网
传输线（线路，信源、干线）
交换单元（如交换机、路由器等）
传输线
二、数据通信基础
1、概念,P132 图 4-2
（ 1） 数据通信模型
信源 --数据传输子系统 --信宿
（ 2）传输子系统组成,
? 信道（ channel）分：有线 /无线与模拟 /数字
? 调制解调器 （信号转换）
? 多路复用器 （共享一个信道）
? 交换机 （临时连接一传输数据一拆除连接）
通信系统性能指标
Modem的作用
数据通信模型
信
源
信
宿
发
送
器
传 输
系 统
接
收
器
数
据
数
据
信
号
信
号
计算机 A
（数据传输子系统）
计算机 B
通信系统性能指标,
? 信道容量 （ 允许值 ）
? 数据传输 速率 （ 实际值 ）
kbps,Mbps,Gbps
? 误码率 （出错位数 /数据总数）
? 端 --端 延迟 (从源到宿的时间 )
2、多路复用技术
目的,使多个数据通信 合用 一条传输线
(1)“时分, 多路复用技术
?同步时分 （效率不高）
?异步时分（效率高，但要加地址信息）
(2)“频分” 多路复用技术（电视）
(3)“波分, 多路复用技术（广播）
时间轴
终端 4
F B L
缓冲区 传输线 终端 3
终端 2
终端 1 E A K
G C M
H D
D
N
时间片
多路复用器
NMLKHGFEDCBA
开
始
3、交换技术
（ 1） 电路交换 （如电话）线路效率低
（ 2） 分组交换 （包交换）线路效率高,实时性差
传输信息分成 n个数据 包
包的格式,源、宿 地址 +信息 +CRC(纠错码）
（ 3） 异步移码模式,又称：信元中断交换
ATM（ Asynchronous Transfer Mode）
? 在高速可靠的信道上实现, 快速分组交换技术,
? 信元：固定长度 53B；简化传输控制；
? 适用于多媒体信息传输 。
三、传输介质,
1,有线信道 介质,
（ 1）双绞线（有屏蔽、无屏蔽）
5类线,100Mbps，性能价格比高
（ 2）同轴电缆：传输远，可靠
（ 3）光导纤维（光缆）
?组成：缆芯（单股、多股）；
?包层；吸收外壳；防护层。
?优点：远；可靠；信号编码效率高；
(a) 双绞线
(b) 同轴电缆
内层导线
金属屏蔽 外绝缘层
绝缘体
①
②
③
④
外绝缘层
2、无线信道
特点,
?省去架没物理信道；距离有限；
?约束条件多，安全问题
（ 1）无线电波（详见 p10）
（ 2）卫星（详见 p11）
（ 3）微波（详见 p10）
（ 4）红外线
（ 5）激光
小结，习题
4.2 计算机局域网
一,特点与组成,
1、特点,
?逻辑范围（某单位）
?地理范围
?专线，快，可靠
2.物理组成,
? 网卡、电缆、集线器、计算机
? 工作站 /服务器 （统称为, 结点, ）
? 本地资源 /网络资源
二、常用局域网,
?按 介质 分类：有线网；无线网
? 按 拓扑 结构分类：星型网；环型网；总线
?按 访问控制 方法分类,
以太网 ；环型网；
FDDI网；交换式局域网
可见：有不同构架的局域网，各具特色，
各有不同的控制方法，有不同的使用环境。
1.以太网工作原理 1
1.共享的总线结构（总线拓扑结构）
2.采用广播方式进行通信；每个结点一个 MAC地址
3.以数据帧（ frame）为传输单位，一次传输一帧
4.采用带冲突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD)
方法 （后详）
终端器 终端器
Ethernet
以太网工作原理 2
信息帧 的格式和 MAC地址（ 48bit）,
?发送的数据字节数目是 不定长 的,
?介质访问地址 MAC（ Media Access
Address）是每一块网卡 唯一 的,
?每次通信时，总线上的所有结点,都要 检
测信息帧中的 MAC地址，来决定是否应
该接收该信息帧，这个任务由每个结点的
网卡完成,
?信息帧发送与接受过程
?CSMA/CD方法处理过程
终端器 终端器
A B
D C
Ethernet
发送的数据 CRC 同步码
帧
类
型
接收结点
MAC 地址
发送结点
MAC 地址
8B 6B 6B 2B 46~1500B 4B
帧头部 帧数据区
Ethernet
如何构建以太网 （使用 总线 集线器 1）
集线器的作用：连接各结点，信息分发，放大。
传输速率,10Mbps,100Mbps,1Gbps
集线器分类,总线 式 （共享带宽） / 交换 式 （独占带宽）
集线器
Ethernet
如何构建以太网 （使用 交换式 集线器 2）
? 每一个结点都 独享 一定的带宽,
多对节点可同时通信（星形拓扑）
? 可按层次方式互相连接起来,
构成 多层次 的局域网
? 与总线式以太网完全 同构
以太网
交换器
工作组交换器 1
工作组交换器 2
部门交换器
部门服务器
1000Mbps 至中央服务器
10Mbps/100Mbps
至桌面
Ethernet
使用 HUB构造的树型局域网
2.光纤分布式数字接口网 (FDDI)
? 与以太网的区别（ 拓扑、传输介质、帧格式，远，快 ）
? 与以太网是 异构 的。
? 异构网络的连接要使用 网桥 或 路由器
光纤传输线 FDDI网
以太网 以太网
FDDI作为局域网主干
3.ATM局域网
? 交换式局域网（使用 ATM交换机构建）
? 数据传输速率高（ 155Mbps/622Mbps）
? 同样的技术可构建广域网 (ATM广域网 )
? 短信元 (cell)固定长,
53字节（有效载荷 48字节），无 CRC
? 也可以作为局域网的主干
ATM
交换器
ATM
交换机
与 Ethernet,FDDI
是异构的
4.无线局域网
? 传输介质,无线电波 S频段
? 通信设备,无线网卡,无线 hub,无线网桥
? 无线局域网采用的协议,
? IEEE 802.11(2Mbps);802.11a(25Mbps)
? 802.11b(11Mbps);蓝牙（ IEEE 802.15）近距离
? 是有线局域网网络的扩充,(同构的 )
? 贵,慢 (2M),不稳定
小结,
1.不同类型的局域网,不同的用途
Ethernet; FDDI; ATM; 无线网
2.不同类型的局域网,异构的 ;如何连接?
3.如何构造 Ethernet局域网?
总线式集线器 交换式集线器 ;
4.Ethernet的工作原理 (CSMA/CD)
