计算机网络工程

计算机网络工程 曾青松张纬仁编著冶金工业出版社2006 7 31 第1章计算机网络工程概述 1 1计算机网络工程的基本概念1 2网络拓扑结构1 3计算机网络分类小结 1 1计算机网络工程的基本概念 1 1 1计算机网络的定义及构成1 计算机网络的定义将地理位置不同 且相互之间相对独立的各个计算机系统通过一定的通信设备 线路等连接起来 辅以功能完善的网络操作系统及一系列网络协议 从而实现网络资源共享 相互通信的系统就称为计算机网络2 计算机网络的构成计算机网络的构成可以从不同的角度进行分类描述 如从网络硬件出发 包含了用户计算机 通信设备及连接线路等 从构成层次出发 包含了通信子网和资源子网 1 1 2计算机网络的功能及应用 1 计算机网络的功能1 资源共享2 数据通信3 均衡负荷4 分布处理5 网络应用计算机网络的应用1 办公自动化办公自动化 OfficeAutomation OA 又称电子办公 它是用现代化的技术来改进旧的办公手段和方法 在政府部门 各机关单位 企业管理等均有普遍应用的趋势 例如 函电公文的来往 文件档案的保管 数据信息的采集 传输 处理 统计和显示等均采用计算机技术2 生产分布式实时控制系统 1 1 3计算机网络的形成及展望 1 计算机网络的形成为使不同地理位置的用户能够方便地使用计算机 高效地处理分散的信息 充分利用各个计算机系统的资源 实现资源共享 需将不同地点的计算机系统连接起来 计算机网络正是顺应这一要求而产生发展起来的2 计算机网络的发展1 面向终端的第一代计算机网络2 分组交换技术为标志的第二代计算机网络3 网络体系结构形成及协议标准化4 Internet的普及与高速网络技术的发展 1 2网络拓扑结构 计算机网络的拓扑结构是指网络中的通信线路和各种设备间的几何排序 它反映网络的物理布局 表示设备之间的结构关系 a 物理连接 b 拓扑结构图 几种常用的拓扑结构 1 2 1星型 星型结构的优点 结构相对简单 控制容易实现 当须增加结点时成本低且容易实现 只需增加与中心结点的线路并相应改变中心结点的控制方法星型结构的缺点 中心结点的负荷太重 因为所有结点间的通信均须通过该结点 且中心结点要么增加通信处理机要么就会影响网络的通信速度 会成为网络通信容量的瓶颈 由于中心结点作为控制中心 故其故障会使整个网络失去通信能力 即其可靠性较低 但或许可通过增加中心结点的备用机来缓解 1 2 2环型 环型结构的优点 通信设备和线路比较节省 由于无信道选择问题 控制易于实现 网络管理软件比较简单环型结构的缺点 当信息传输需经过多个中间结点时 都要存储转发 延长了信息到达目的地的传输时间 网络吞吐能力差 不适宜于大信息流量的情况下使用 故常用于较小范围的局域网中 此外 一旦环路中断会使整个网络瘫痪 而且整个环路中环节比较多 很容易出现环路中断的情况 1 2 3树型 树型结构的优点 通信线路连接较简单 网络管理软件也不复杂 维护方便 树型结构的缺点 资源共享能力差 可靠性也不高 特别是当根结点出现故障时 影响到整个系统的正常运行 而当分叉结点受损时 则和该结点相连的终端均不能工作 1 2 4总线型 总线型结构的优点 网络结构简单 控制实现也较容易 结点的插入和拆卸非常方便 易于网络的扩充 此外 网络上一个结点发生故障时 对整个系统的影响很小 故其可靠性较高 是目前应用最广泛的局域网结构 总线型结构的缺点 当多个结点要同时发送信息时 须采用某种控制机制来解决总线竞用问题 但相比其他结构的控制方法并不显得很复杂 1 2 6无线型 无线分布结构的优点 信息传输速率快 容量大 特别适合于国家与国家间长距离的传输 且传输过程中所受干扰较少 无线分布结构的缺点 主要是目前的技术仍有所缺乏 还不能大力推广 特别是控制技术相对复杂 1 2 5随机分布型 随机分布结构的优点 由于结点间存在多条通路 故某一线路或结点发生故障时不会影响整个网络的工作 具有较高的可靠性 而且资源共享方便 随机分布结构的缺点 由于这种网络采用分散控制方式 即没有一个结点来集中管理整个网络的通信过程 故各结点都应具有选道和信息控制的功能 从而网络管理软件比较复杂 硬件成本较高 1 3计算机网络分类 1 3 1局域网 局域网的特点 1 地理覆盖范围有限 参加组网的计算机通常处在几千米以内 例如在一座办公大楼内 一个地点集中的企业或企业的内部 一个校园 几幢相邻的建筑物内等 2 具有较高的通频带宽 数据传输速率较高 一般在1Mb s以上 3 数据传输可靠 误码率低 位错率一般不高于10 12 4 局域网大多采用总线拓扑结构 环型结构也较常用 结构简单 实现容易 网上的计算机一般采用多路访问技术来访问信道 5 网络的控制主要采用分布式 从而减少了对某个结点的依赖性 避免或减小了一个结点故障对整个网络的影响 6 通常网络只归一个单一组织所拥有和使用 也不受其他公共网络当局的规定约束 容易进行设备的更新和新技术的引用 不断增强网络功能 投资小收益高 1 3 2城域网 城域网特点 它支持综合业务和高速报文交换 它的等时服务可用于话音和活动图像的传输 它的无连接服务和面向连接服务可用于计算机数据和静止图像的传输与交换 它的数据传输速率可达40Mb s以上 而且当两结点间的距离在50公里以内时 不必使用重发器 1 3 3广域网 广域网WAN 是WideAreaNetwork的简称 又叫远程网 当人们提到计算机网络时 通常指的是广域网 广域网最根本的特点就是其机器分布范围广 一般从数公里到数千公里 可以是跨城市 跨国家 甚至是跨国家的计算机网络 广域网的这一特点决定了它的一系列特性 1 3 4互联网 互联网即是Internet 是从其意译过来的 音译则为因特网 表示网络之间的连接 Internet起源于美国国防部高级研究计划局 ARPA 为改善美国政府和国防研究机构之间的通信联系 而建立起来的一个实验性通信网络ARPANETInternet是一个开放性的网络系统 没有一个权威性的Internet全面管理机构 Internet服务供应商 Internet协会和Internet上个域的组织分别负责Internet上不同层次的管理 Internet服务供应商ISP InternetServerProvider 提供底层结构 经由Internet传递的信息要被路由器选择通过一个或多个主干网络 这些主干网络由大的Internet服务供应商拥有 Internet服务供应商负责Internet的日常维护和运行 小结 了解