计算机网络的组成与结构(结构)

计算机网络的组成与结构(结构)汇报人：AA2024-01-18计算机网络概述计算机网络的组成计算机网络的结构计算机网络的传输介质计算机网络的设备计算机网络的通信原理目录01计算机网络概述计算机网络的定义与发展定义计算机网络是由多台自主工作的计算机通过通信设备和传输介质互联，以实现资源共享、信息交换和协同工作的系统。发展历程从20世纪60年代的ARPANET开始，计算机网络经历了从局域网到广域网、从低速到高速、从单一数据通信到多媒体通信的发展历程。

计算机网络的重要性信息共享计算机网络使得不同地理位置的用户能够方便地共享信息，提高了信息的利用率和传播速度。协同工作计算机网络使得不同用户之间可以实时地进行协同工作，提高了工作效率和团队协作能力。远程服务计算机网络使得用户可以远程访问和使用各种服务，如远程医疗、远程教育等，扩大了服务范围并提高了服务质量。按覆盖范围分类局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）。按传输介质分类有线网络、无线网络。按拓扑结构分类星型网络、环型网络、总线型网络、树型网络、网状网络。按通信方式分类电路交换网络、报文交换网络、分组交换网络。计算机网络的分类02计算机网络的组成主机包括服务器和工作站，是数据处理和存储的主要设备。通信设备如路由器、交换机、集线器等，用于实现网络数据的传输和交换。传输介质如双绞线、同轴电缆、光纤等，用于连接网络中的各个设备。网络硬件提供网络通信、资源管理、任务调度等功能。操作系统实现网络协议功能，如TCP/IP协议栈。网络协议软件用于网络设备的配置、监控和管理。网络管理软件提供电子邮件、远程登录、文件传输等网络服务。网络应用软件网络软件TCP/IP协议超文本传输协议，用于Web浏览器和服务器之间的通信。HTTP协议DNS协议SMTP协议01020403简单邮件传输协议，用于电子邮件的传输。传输控制协议/网际协议，是Internet的基础协议。域名系统，用于将域名解析为IP地址。网络协议03计算机网络的结构定义总线型结构是指各工作站和服务器均连接在一条公共的总线上，各计算机地位平等，无中心节点控制，公用总线上的信息多以基带形式串行传递。优点总线型结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端口的故障一般不会影响整个网络的正常工作、简便易行等优点。缺点总线的传输距离有限，通信范围受到限制；故障诊断和隔离较困难；分布式协议不能保证信息的及时传送，不具有实时功能，站点必须有介质访问控制功能，且不同功能的站点对介质访问控制的要求不同。总线型结构定义01星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点，其他节点（工作站、服务器）都与中央节点直接相连。优点02结构简单，便于管理；控制简单，便于建网；网络延迟时间较小，传输误差较低。缺点03中央节点的可靠性问题是网络可靠性的瓶颈，一旦中央节点出现故障，整个网络就会瘫痪；对中央节点的要求较高，价格也较贵；各站点的分布处理能力较低。星型结构定义环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环，这种结构在公用数据网中使用较多，如SDH光传输网普遍采用环型结构。优点信息流在网中是沿着固定方向流动的，两个节点仅有一条道路，简化了路径选择的控制；环路上各节点都是自举控制，故控制软件简单；由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点，当环中节点过多时，势必影响信息传输速率，使网络的响应时间延长。缺点环路是封闭的，不便于扩充；可靠性低，一个节点故障，将会造成全网瘫痪；维护难，对分支节点故障定位较难。环型结构网状结构是指将多个子网或多个网络连接起来构成网际网或者互联网的结构。定义节点间路径多，碰撞和阻塞可大大减少；局部的故障不会影响整个网络的正常工作，可靠性高；网络扩充和主机入网比较灵活、简单。优点网络关系复杂，建网不易，网络控制机制比较复杂。缺点网状结构04计算机网络的传输介质双绞线是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成的传输介质，两根导线按一定密度互相绞在一起，以降低信号干扰的程度。定义根据是否有屏蔽层，双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）。类型双绞线是最常见的传输介质之一，主要用于局域网中的短距离通信，如以太网等。应用双绞线同轴电缆同轴电缆由一根空心的外圆柱导体（屏蔽层）和一根位于中心轴线的内导线组成，内导线和屏蔽层之间用绝缘材料隔开。类型根据特性阻抗的不同，同轴电缆可分为50Ω和75Ω两种类型。应用同轴电缆主要用于电视信号传输和宽带网络接入等领域。定义03应用光纤具有传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等优点，因此被广泛应用于长距离通信、高速局域网等领域。01定义光纤是光导纤维的简称，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。02类型根据传输模式的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。光纤01无线传输介质是指利用无线电波、微波、红外线、激光等电磁波在空间中传播信息的传输介质。定义02无线传输介质包括无线电波、微波、红外线、激光等。类型03无线传输介质具有无需布线、灵活性强等优点，因此被广泛应用于移动通信、无线局域网等领域。应用无线传输介质05计算机网络的设备功能网卡是计算机与网络之间的接口，负责将计算机内部的数据转换为网络可以传输的格式，同时接收来自网络的数据并转换为计算机可以处理的格式。类型根据传输速率、接口类型和总线类型等不同标准，网卡可分为多种类型，如以太网卡、无线网卡、PCI网卡等。网卡中继器是网络中的信号放大设备，用于接收并放大来自上一节点的信号，然后将其传输到下一节点，以扩展网络的传输距离。功能中继器通过再生数字信号来扩展网络的传输距离，它接收来自上一节点的信号，将其放大并重新定时，然后发送到下一节点。原理中继器集线器是网络中的多端口中继设备，它提供了多个端口，允许多个设备连接到一个网络上，同时将这些设备连接到一个共享的传输介质上。集线器采用广播方式发送数据，当某个端口接收到数据时，它会将数据复制到其他所有端口上，以便所有连接的设备都能接收到数据。集线器原理功能交换机交换机是网络中的智能交换设备，它根据MAC地址表将数据帧从一个端口转发到另一个端口，实现不同设备之间的通信。功能交换机通过学习和维护MAC地址表来转发数据帧。当交换机接收到数据帧时，它会检查帧中的源MAC地址和目的MAC地址，并根据MAC地址表决定将帧转发到哪个端口。原理VS路由器是网络中的互联设备，它连接不同的网络，并根据网络层的信息将数据分组从一个网络转发到另一个网络。原理路由器通过维护路由表来实现数据分组的转发。当路由器接收到数据分组时，它会检查分组中的目的IP地址，并根据路由表决定将分组转发到哪个网络接口。同时，路由器还具备网络地址转换（NAT）、防火墙等功能，以保障网络安全和性能。功能路由器06计算机网络的通信原理123数据通信通过信号在信道中传输实现，信号可分为模拟信号和数字信号，信道可分为有线信道和无线信道。信号与信道数据传输速率指单位时间内传输的数据量，带宽指信道传输数据的能力，两者共同决定网络传输效率。数据传输速率与带宽误码率指数据传输过程中发生错误的概率，网络需采取差错控制机制以确保数据传输的可靠性。误码率与可靠性数据通信基础同步传输与异步传输同步传输以固定时钟为基准进行数据传输；异步传输以字符为单位进行传输，每个字符前附加起始位，后附加停止位。单工、半双工与全双工通信单工通信只允许数据单向传输；半双工通信允许数据双向交替传输；全双工通信允许数据双向同时传输。并行传输与串行传输并行传输多位数据同时传输，速度快但成本高；串行传输数据逐位传输，成本低但速度慢。数据传输方式模拟数据编码通过调制技术将模拟数据转换为模拟信号进行传输，如振幅调制、频率调制和相位调制等。数字数据编码将数字数据转换为数字信号进行传输，常见编码方式包括非归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码等。模拟信号数字化通过采样、量化和编码三个步骤将模拟信号转换为数字信号进行处理和传输。数据编码技术多路复用技术频分多路复用（FDM）将信道的总带宽划分为多个子信道，每个子信道传输一路信号，各