第四章 数据通信和计算机网络
《计算机网络基础》课程标准
《计算机网络基础》课程标准前言：《计算机网络基础》是电子商务专业的一门专业基础课，面向电子商务专业新生开设，课程总学时为68学时，依据电子商务的人才培养方案要求以及电子商务专业毕业生所从事岗位的实际需求，坚持“授之以鱼不如授之以渔”的理念，培养学生综合运用所学知识解决工作实际问题的能力。
一、课程的说明：计算机网络是计算机技术和通信技术密切结合而形成的新的技术领域，是当今计算机界公认的主流技术之一，也是迅速发展并在信息社会中得到广泛应用的一门综合性学科。
作为信息类学生应该了解并掌握一定程度的计算机网络与数据通信的知识及应用。
通过本课程的学习使学生能够在已有的计算机基础知识、计算机系统结构和计算机原理等基础上，对网络技术有一个系统的、全面的了解；理解计算机网络的体系结构和基本原理，尤其是TCP/IP 协议簇和IEEE 802系列，培养实际动手能力，使学生能充分运用并掌握科学的现代化网络管理方法和手段，为本专业服务，为今后能够迅速地适应社会各方面管理工作的需要服务，为Internet开发与管理和局域网的组建、规划和管理打下良好基础，从而为社会培养高素质的现代化信息管理人材学习本课程需掌握一定的计算机文化基础知识，并可以为后续课程——电子商务网站建设、网络组建与应用、网页设计与制作等积累相应的基础知识。
计算机网络教学总时数为64学时（其中理论学时为54学时，实验学时为8学时，参观2学时），另外自学4学时，共分10章。
附课内总学时讲授主要知识点及课内学时分配表：二、课程培养目标：通过本课程的教学，使学生对计算机网络从整体上有一个较清晰的了解，了解计算机网络的基本概念，了解网络新技术的新发展，从网络层次结构模型的应用层到物理层来对计算机网络体系结构进行描述，掌握计算机网络各层协议的基本工作原理及其所采用的技术，对当前计算机网络的主要种类和常用的网络协议有较清晰的概念，学会计算机网络的一些基本设计方法，对典型计算机网络(Internet)的特点和具体实现有基本印象，初步培养在TCP/IP协议工程和LAN上的实际工作能力，学会计算机网络操作和日常管理和维护的最基本方法，为后续各课程的学习打下扎实基础。
数据通信与计算机网之接入网技术介绍课件
移动网络接入技术可以提供高速的数据传输速率， 满足用户高速上网的需求。
移动网络接入技术可以提供高质量的语音和视频 通话，满足用户通信的需求。
接入网技术的挑战 与未来发展
技术挑战
1
带宽需求：随着数 据通信技术的发展， 带宽需求不断增长， 接入网技术需要不 断升级以满足需求。
6
成本问题：接入网 技术需要解决成本 问题，以满足大规 模部署和普及的需
求。
未来发展趋势
F 接入网技术的节能和环保
E
接入网技术的安全性和可靠性
D
接入网技术的智能化和自动化
C
云计算技术的应用
B
物联网技术的发展
A
5G技术的普及和应用
接入网技术在5G时代的应用
5G网络需要更高 速率、更低时延 的接入网技术
05
电力线通信：利用电力线传 输数据，提供经济、便捷的 上网服务
02
光纤接入：通过光纤传输数 据，提供高速、稳定的上网 服务
04
卫星接入：通过卫星传输数 据，提供全球范围内的上网 服务
06
混合接入：结合多种接入技 术，提供稳定、高速的上网 服务
企业网络接入
企业内部网络：实现企业内部各部门之间的信息共享 和协同工作
无线接入技术： 如Wi-Fi、 3G/4G/5G等
卫星接入技术： 如卫星互联网 等
电力线通信技 术：如PLC等
混合接入技术： 如HFC、 FTTN等
接入网技术的发展历程
早期：电话线拨号上网， 速度慢，不稳定
21世纪初：光纤接入技 术（FTTH）逐渐普及， 提供了高速稳定的网络 连接
数据通信与计算机网络复习题与答案全
第1章计算机网络概论一、填空题1．在20世纪50年代，(计算机)和（通信）技术的互相结合，为计算机网络的产生奠定了理论基础。
2．从传输范围的角度来划分计算机网络，计算机网络可以分为（局域网）、（城域网）和（广域网）。
其中，Internet属于（广域网）。
3．从资源共享的角度来定义计算机网络，计算机网络指的是利用（通信线路）将不同地理位置的多个独立的（自治计算机系统）连接起来以实现资源共享的系统。
4．从逻辑功能上，计算机网络可以分成（资源子网）和（通信子网）两个部分。
5．（ARPAnet）的诞生是计算机网络发展历史中的一个里程碑事件，为Internet的形成奠定了理论和技术基础。
6．局域网的主要技术要素包括（网络拓扑）、（传输介质）和（介质访问控制方法）。
7．Internet是由分布在世界各地的计算机网络借助于（路由器）相互联接而形成的全球性互联网。
8．在通信技术中，通信信道的类型有两类:点对点式和（广播式）。
在点对点式通信信道中，一条通信线路只能连接一对结点。
而在（广播式）通信信道中，多个结点共享一个通信信道，一个结点广播信息，其他结点必须接收信息。
9．在数据传输系统中，传输介质是发送者和接收者之间的物理路径，可以分为（导向）介质和（非导向）介质。
采用（导向）介质传输数据的网络称为（有线网），而不采用（非导向）介质传输数据的网络称为（无线网）。
10．对于通信子网，早期ARPAnet中承担通信控制处理机功能的设备是（接口报文处理机/IMP），而现代计算机网络中承担该功能的设备是（路由器/router）。
11.Internet是全球最大的、开放的、由众多网络互联而成的计算机网络，狭义的Internet是指由上述网络中采用IP协议的网络互联而成的，广义的Internet是指狭义Internet加上所有 (1) C 的网络。
Internet体系结构具有良好扩充性的主要原因在于它(2)B。
广义Internet的这种基于单一主干核心结构的弊端在于(3) D 。
计算机网络课后习题与答案
计算机⽹络课后习题与答案第⼀章计算机⽹络概论第⼆章数据通信技术1、基本概念（1）信号带宽、信道带宽，信号带宽对信道带宽的要求答：信号带宽是信号所占据的频率范围；信道（通频）带宽是信道能够通过的信号的频率范围；信号带宽对信道带宽的要求：信道（通频）带宽>信号带宽。
（2）码元传输速率与数据传输速率概念及其关系？答：码元传输速率（调制速率、波特率）是数据信号经过调制后的传输速率，表⽰每秒传输多少电信号单元，单位是波特；数据传输速率（⽐特率）是每秒传输⼆进制代码的位数，单位是b/s或bps；两者的关系：⽐特率＝波特率×log2N，N为电脉冲信号所有可能的状态。
（3）信道容量与数据带宽答：信道容量是信道的最⼤数据传输速率；信道带宽W是信道能够通过的信号的频率范围，由介质的质量、性能决定。
（4）数字信号的传输⽅式、模拟信号的传输⽅式答：数字信号传输:数据通信1）数/模转换-->模拟通信系统-->模/数转换2）直接通过数字通信系统传输模拟信号传输1）模拟通信：直接通过模拟通信系统2）数字通信:模/数转换-->数字通信系统-->数/模转换2、常⽤的多路复⽤技术有哪些？时分复⽤与统计复⽤技术的主要区别是什么？答：常⽤的多路复⽤技术有空分多路复⽤SDM、频分多路复⽤FDM、时分多路复⽤TDM 和波分多路复⽤WDM；时分复⽤与统计复⽤技术的主要区别是：时分多路复⽤：1）时隙固定分配给某⼀端⼝2）线路中存在空闲的时隙统计时分多路复⽤（按排队⽅式分配信道）：1）帧的长度固定2）时隙只分配给需要发送的输⼊端3、掌握T1和E1信道的带宽计算⽅法。
答：每⼀个取样值⽤8位⼆进制编码作为⼀个话路，则24路电话复⽤后T1标准的传输⽐特率为多少？8000×(8×24+1)=1544000b/sE1 标准是32路复⽤（欧洲标准）传输⽐特率为多少？8000×(8×32)= 2048000bps 4、⽐较电路交换、报⽂交换、分组交换的数据报服务、分组交换的虚电路服务的优缺点？5、指出下列说法错误在何处：（1）“某信道的信息传输速率是300Baud”；（2）“每秒50Baud的传输速率是很低的”；（3）“600Baud和600bps是⼀个意思”；（4）“每秒传送100个码元，也就是每秒传送100个⽐特”。
数据通信与计算机网络答案
(1)根桥是桥ID最小的桥,因此根桥为B1,当生 成树形成后,B1的J、K，B4的I，B6的P， B2的D，B3、B5和B7没有根端口。
4.37 下图给出了一个通过网桥连接的LAN拓扑，每个链路的值表示该链 路的花费，请给出对应的生成树。假设桥1关机，请问现在生成树又是怎 样？
LAN1
LAN2
7.43 把一个1024字节的IP分组划分为若干个分段,各分段要 通过一个分组最大长度为128字节的X.25网络,问需要多少个 分段?不计更地层的开销,仅考虑X.25和IP分组的开销,传输效 率是多少?
答:X.25的分组可以分为数据分组和控制分组两种,它们都有一个公共的部 分即分组头,它由3个字节构成。
2007年9月19日作业
3.35 若某面向字符同步规程的帧数据段中出现下列字符串，问字符填充后的输 出是什么？ A DLE STX B C DLE DLE DLE DLE ETB 答案： A DLE DLE STX B C DLE DLE DLE DLE DLE DLE DLE ETB 3.36 若某面向比特同步规程的帧数据段中出现下列位串，问比特填充后输出是 什么？ 0100000111110101111110 答案：参看P106 010000011111001011111010 3.37 某PPP帧的信息部分为十六进制7C 7D 5E 5D 69 3A 7D 5D 7D 5D 6A 5D， 问其原始信息是啥？ 答案： 7C F 5D 69 3A 7D 7D 6A 5D
所需分段数：1024/104=9.85,第1到9个分组 为127个字节，第10个分组长度为111个字 节。 传输效率：1024/（9*127+111） =1024/1254=81.65%
2007年10月24日作业
计算机网络与数据通信
计算机网络与数据通信计算机网络和数据通信是现代社会中不可或缺的关键技术，它们在全球范围内促进了信息的传递和分享。
本文将通过介绍计算机网络的基础概念、网络通信的原理以及网络安全的重要性，探讨计算机网络与数据通信在我们日常生活中的影响。
一、计算机网络的基础概念计算机网络是由一组互相连接的计算机系统组成的系统。
它们通过通信链路和交换设备相互连接，以实现数据的传输和资源共享。
计算机网络有许多不同的类型，包括局域网、广域网和互联网等。
1. 局域网（LAN）局域网是指在较小的区域内连接计算机系统的网络。
它们通常在一个办公室、学校或家庭中使用，通过交换机或无线设备连接在一起。
局域网可以共享打印机、文件和其他资源，使用户能够更方便地共享信息。
2. 广域网（WAN）广域网是指通过公共网络连接在不同地区的计算机系统的网络。
它们通常跨越较大的地理范围，包括城市、国家甚至是全球范围。
广域网使用路由器和电信网络来传输数据，以实现跨地区的通信。
3. 互联网互联网是全球最大的计算机网络，它连接了世界各地的数十亿个设备。
互联网使用标准的Internet协议（IP）来实现数据的传输和交换。
它不仅提供了无限的资源和信息，还支持各种应用程序和服务，如电子邮件、在线购物和社交媒体等。
二、网络通信的原理计算机网络的通信主要依赖于网络协议和数据包交换的原理。
1. 网络协议网络协议是计算机网络中用于数据传输和交换的规则和标准。
它们定义了数据的格式、传输速率、错误检测和纠正方法等细节。
常见的网络协议包括传输控制协议/因特网协议（TCP/IP）、用户数据报协议（UDP）和超文本传输协议（HTTP）等。
2. 数据包交换数据包交换是指将数据分割成较小的数据包并通过网络传输的方式。
每个数据包都带有源地址和目标地址，以确保正确的传输路径。
在接收端，数据包会重新组装成原始数据。
三、网络安全的重要性随着计算机网络的普及和发展，网络安全问题越来越受到重视。
网络安全指的是保护计算机系统和网络免受未经授权的访问、损坏或攻击的措施。
计算机通信与网络_第4章习题答案
计算机通信与⽹络_第4章习题答案第四章练习题答案4.01局域⽹标准的多样性体现在四个⽅⾯的技术特性，请简述之。
答：局域⽹技术⼀经提出便得到了⼴泛应⽤，各计算机和⽹络设备⽣产⼚商纷纷提出⾃⼰的局域⽹标准，试图抢占和垄断局域⽹市场。
因此，局域⽹标准⼀度呈现出特有的多样性。
局域⽹标准的多样性体现在局域⽹的四个技术特性：(1)传输媒体传输媒体指⽤于连接⽹络设备的介质类型，常⽤的有双绞线、同轴电缆、光纤，以及微波、红外线和激光等⽆线传输媒体。
⽬前⼴泛应⽤的传输媒体是双绞线。
随着⽆线局域⽹的⼴泛应⽤，⽆线正得到越来越多的应⽤。
(2)传输技术传输技术指借助传输媒体进⾏数据通信的技术，常⽤的有基带传输和宽带传输两种。
传输技术主要包括信道编码、调制解调以及复⽤技术等，属于物理层研究的范畴。
(3)⽹络拓扑⽹络拓扑指组⽹时计算机和通信线缆连接的物理结构和形状。
常⽤的有星形、总线形和环形。
不同的⽹络拓扑需要采⽤不同的数据发送和接收⽅式。
(4)媒体访问控制⽅法访问控制⽅法指多台计算机对传输媒体的访问控制⽅法，这⾥的访问，是指通过传输媒体发送和接收数据。
常⽤的有随机争⽤、令牌总线和令牌环等访问控制⽅法。
⽬前局域⽹中⼴泛采⽤的是⼀种受控的随机争⽤⽅法，即载波监听多点接⼊/冲突检测(CSMA/CD)⽅法。
4.02逻辑链路控制（LLC）⼦层有何作⽤？为什么在⽬前的以太⽹⽹卡中没有LLC⼦层的功能？答：在局域⽹发展的早期，有多种类型的局域⽹，如802.4令牌总线⽹、802.5令牌环⽹等。
为了使数据链路层能更好地适应多种局域⽹标准，IEEE 802委员会在局域⽹的数据链路层定义了两个⼦层，即逻辑链路控制LLC (Logical Link Control)⼦层和媒体接⼊控制MAC (Medium Access control)⼦层。
与接⼊传输媒体有关的内容放在MAC⼦层，⽽与传输媒体⽆关的链路控制部分放在LLC⼦层。
这样可以通过LLC⼦层来屏蔽底层传输媒体和访问控制⽅法的异构性，实现多种类型局域⽹之间的互操作。
第四章 数据通信
图4-4 信号的频谱图
信道的宽度是指信道频率响应曲线上幅度取其频 带中心处倍的两个频率之间的区间宽度。如图 4-5所示。
图4-5 信道带宽
数据通信的主要质量指标
1.工作速率 工作速率主要包括符号速率和信息传输速率。 符号速率又叫信号速率，记为N。它表示单位时 间内(每秒)信道上实际传输的符号个数或脉冲个 数(可以是多进制)。符号速率的单位是波特，即 每秒的符号个数。信息传输速率，简称传信率， 通常记为R。
3．波分多路复用(WDM) 所谓波分多路复用，是指在一根光纤上同时 传输多个波长不同的光载波。实际上WDM是 FDM的一个变种，用于光纤信道。 波分多路复用的工作原理：要传输的光波的 波长（频率）是不同的，它们通过合波器（通常 是棱镜或光栅）后，就可使用一条共享的光纤传 输，到达目的地结点后，再经过分波器（棱镜或 光栅）分成多束光波。
4.1.6 差错控制
差错控制首先要进行差错控制编码，一般采 用抗干扰编码或纠错编码。下面介绍其中的奇偶 检验码、方块码、定比码和循环冗余码。 1．奇偶校验码 内存中最小的单位是比特，也称为“位”， 每个位只有两种状态分别以1和0来表示，每8个 连续的比特叫做一个字节（byte）。不带奇偶 校验的内存每个字节只有8位，如果其某一位存 储了错误的值，就会导致其存储的相应数据发生 变化，进而导致应用程序发生错误。
2．单工、半双工和全双工通信 单工方式，信息只能在一个方向上传送。发送方 只能发送，不能接收。如无线电广播和电视广播 都是单工通信。 半双工方式，通信双方可以交替发送和接收信息， 但不能同时发送和接收。这种方式一般用于计算 机网络的非主干线路中。 全双工方式，是一种可以同时进行双向信息传送 的通信方式。这种通信方式主要用于计算机与计 算机之间的通信。
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4.3 国际互联网
4.3. 1 网络协议
（2）寻址
协议的“寻址”功能使得设备彼此识别，同时可 以进行路径选择，如图3-2。
A
B
数据包 发送方 选择哪条路径？
数据包 C
图3-2 路径选择
(1) (2)
(3)
(4)
(1)
(2)
中间站点
(3) (4) (1) (2)
(3)
(4)
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目的站点
接收者
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4.3 国际互联网
4.3. 1 网络协议和OSI模型 一、网络协议的本质 互联网中有各种不同类型的计算机，计算机之间互相 通信必须通过共同的语言，这就是网络协议。网络协议可 以使得不同类型的计算机能够互相解释对方传过来的信号，
光纤传输
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4.2 计算机通信网络的概念及实现技术
4.2.2 通信介质 在计算机网络中，采用两根光纤（一来一去）组成传输系 统。光纤的数据传输率可达几千 Mbps ，传输距离达几十公里。 光纤通信具有损耗低、数据传输率高、抗电磁干扰等特点。对于 高性能、高吞吐率的局域网，使用光纤十分合适。 （5）无线传输媒体
辨别网络中的设备，从而保证信息能够被正确的接收。
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4.3 国际互联网
4.3. 1 网络协议
网络中的计算机之间进行通信时，的语言被称为
“协议”。只有能够讲，而且可以理解这些“语言” 的计算机才能在网络上与其他计算机彼此通信。从这 个意义上讲，“协议”就是网络的本质。
4.2.2 通信介质 越高距离越远，但超过一定距离后就要用中继站接力。另 外两种无线通信技术，即红外通信和卫星通信也像微波通 信一样，有很强的方向性，是沿直线传播的。 • 微波通信的特殊形式—卫星通信。卫星通信利用地球
同步卫星作中继来转发微波信号。卫星通信可以克服地面
微波通信距离的限制。一个同步卫星可以覆盖地球 1/3以
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4.2 计算机通信网络的概念及实现技术
4.2.1 计算机通信网络的分类
星型结构
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4.2 计算机通信网络的概念及实现技术
4.2.1 计算机通信网络的分类 星型结构 网络上的多个结点均以自己单独的链路与处理中心相连，这 种网络结构简单，便于管理，从终端到处理中心的时延小，缺点 是通信线路总长度长，因而花费在线路上的成本较高。
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4.2 计算机通信网络的概念及实现技术
4.2.2 通信介质 （4）光纤 光纤是广岛纤维的简称。由能传导光的石英玻璃纤维，外 加保护层构成。比金属导线重量轻，体积小。 光纤传输电信号时，在发送端先要将其转换成光信号，而 在接受端又要由光检波器还原成电信号。
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4.2 计算机通信网络的概念及实现技术
4.2.1 计算机通信网络的分类
（2）广播式拓扑结构。 这种网络结构采用广播方式，即只有一个由所有结点共享的 通信线路。随之而来的问题即是任意一个结点发出的报文都会由 于共享一条线路而传送至其他所有结点，因而为避免这种混淆， 报文中应当有一些说明信息，说明该报文的发往地，这时如果其 他结点接到这些报文时就不予理睬。广播式网络拓扑结构有两种： 1）总线式。 在总线式电缆网络中，任何瞬间仅只有一台机器是主机，可 以发送信息。如果有两台机器同时需要发送信息，则需要有某种 仲裁机制来解决可能引起的冲突。
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4.2 计算机通信网络的概念及实现技术
4.2.1 计算机通信网络的分类 网络的拓扑结构常分为两类：点到点式和广播式。 （1）点到点式。 这种网络结构又称之为存储转发通信子网。其结构方式为每 根链路连接一对结点，这一对结点间彼此可以直接通信。但网络 由多根链路组成，必然会产生结点间的非直接通信，即，有的结 点要通过某些中间的结点菜能和其他结点通信，这样在每一中间 结点处，接口报文处理器都需要将报文整个接收下来，并存储起 来，直到所要求的线路空闲时，再向前传输。按此原理构成的网 络拓扑结构即是点到点式结构。 点到点式结构又可以分为三种：
1. 2. 3.
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4.3 国际互联网
4.3. 1 网络协议 二、网络协议的功能 （1）分割与重组 协议的“分割”功能将较大的数据单元分割成较 小的数据包，其反过程为“重组”如图3-1所示。
用户 A 用户 B
报文
报文
图3-1 分割与重组
择同轴电缆。
光纤在国际和国内长话传输中的地位日趋重要。 宽带无线接入技术的发展极为迅速。 无线网将成为计算机网络发展的主流趋势，并且将越 来越多地应用到各个领域中。
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4.3 国际互联网
(1) (2)
(3)
(4)
用户的计算机
中间站点
协议的流量控制功能是指在信息流过大时，所采 取的一系列措施，如图3-5示。
信息流控制
传输信道
图3-5 信息流控制
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4.3 国际互联网
4.3. 1 网络协议 （6）差错控制 （7）同步 （8）干路传输 （9）连接控制
• 无线传输媒体是大气。
• 目前有三种技术可通过大气传播：微波、红外和激光。 •
微波通信的工作频率很高，与通常的无线电波不一样，
是沿直线传播的，由于地球表面是曲面，微波在地面的传 播距离有限，直接传播的距离与天线的高度有关，天线
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4.2 计算机通信网络的概念及实现技术
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4.2 计算机通信网络的概念及实现技术
4.2.1 计算机通信网络的分类 按拓扑结构分类 拓扑是几何学的一个分支，是一种研究与大小、形式无关的线 和面的特征的方法，运用拓扑学的观点来研究计算机网络的结构 便称之为网络的拓扑结构，换句话说它是用以研究网络上各个结 点的物理布局的。 这里的结点是指网络中起到信息转换或信息访问作用的设备， 起信息转换作用的结点如集线器、交换中心等；起信息访问作用 的结点如终端、微机等。 链路是指两个结点间的通信线路（注意链路这一概念与路径、 通路之间的区别，后者指的是报文从发送结点到接收结点中间经 过的一串链路和构成的信道。）
管理信息系统
Management Information Systems
主讲教师：马飞 博士
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第四章 数据通信和计算机网络
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4.1 数据通信
主机
主机 通讯媒介 (通道) 调制 调制 解调器 解调器
终端 前端 处理器
多路器
多路器 接受者
前端处理 器
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4.2 计算机通信网络的概念及实现技术
4.2.1 计算机通信网络的分类
按地理覆盖距离分类 局域网—LAN 指在一个局部的地理范围内将各种计算机、外部设备和数据 库等互相连接起来组成的计算机网。 广域网—WAN 指在一个国家甚至全球的广泛地理范围内所建立的计算机网。 国际互联网—Internet 现今世界上最大、最流行的计算机网络，又被人们称之为全 球性、开放型的信息资源网.
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4.3 国际互联网
4.3. 1 网络协议
（4）排序
数据设备
1 数据设备
2
3 数据设备 3 2 1 数据设备
图3-4 排序
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4.3. 1 网络协议
（5）信息流控制
X
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4.3. 1 网络协议
（3）封装与拆装
协议的“封装”功能是指在数据单元（数据包） 的始端或者末端增加控制信息，其相反的过程是“拆 装”，如图3-3。
用户 A 用户 B
数据
数据
封装 数据 数据
拆装
控制信息
控制信息
图3-3 数据封装与拆装
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4.2 计算机通信网络的概念及实现技术
4.2.1 计算机通信网络的分类
总线网络拓扑结构
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4.2 计算机通信网络的概念及实现技术
4.2.1 计算机通信网络的分类 2）卫星和无线电式。 每个结点都有自己的发送和接收信息的天线，用以接收来自 卫星或其他无线电的信息，这种结构适用于地理位置范围广阔的 部门之间的通信。
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