网络基础知识

网络节点各层功能实现的一般方法：较 低层协议主要由硬件实精品现课件，较高层协议主要由OSI模型1
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OSI模型2
第七层 应用层 直接向用户提供网络各种应用服务。
第六层 第五层
表示层 会话层
为通信双方提供数据表示形式，包括数据格式转换、 数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。
为表示层之间提供建立和使用会话连接的方法。
广域网（WAN）可以不受地理限制的超 大型网络集合。如因特网。
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网络的分类
➢ 按网络所用传输介质的特性则可分为基带
网和宽带网。
基带网是指所用的传输介质的通频带受限 制，只能传送某一频带内的信号。如以太网。
宽带网是指所用的介质的通频带较宽，可 以在同一线路上传送不同频带的多个通道信号。 如有线电视网。
➢ 按传输技术又可分为广播式网络和点到点
网络。
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基带网与宽带网
4．计算机网络的拓扑结构
网络中各节点相对于其他节点的物理位置 以及整个网络的形状，称为网络的拓扑结构。
五种常见的计算机网络拓扑结构
总线型结构：在一条线路上连接了所有站 点和其他共享设备。
星型结构：每个节点都单独用一条线路与 中心相连，形成辐射状网络构型。
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多路复用2
时分多路复用（TDM）：
TDM是将传输时间划分为许多个很短的 互不重叠的时间片段，而将若干个时间片段轮换 地依次给多个信号使用。同固定序号的时间片段 组成一个子信道，每个子信道所占用的带宽相 同。， TDM适用于数字通信。
频率
源1
组成子信道A的时隙 源2
源3
可
用 频
ABCDABCDABCDABCD
并行通信：
即同时传输多个数据位(bit)的通信。
至少有8个数据位同时从一个设备传送到另一个
设备，发送设备将8个数据位通过8条数据线传
送给接收设备。接收设备在收到这些数据后，
不需经过任何改变就可以直接使用。计算机内
部的总线数据传送通常都是以并行方式进行传
输的。
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通信方式1
串行通信：
即一次传输一个数据位(bit)的通信。 每次由源地传到目的地的数据只有一位，与同 时传输好几位数据的并行传输相比，串行数据 传输的传输速度要比并行传输慢，但在实际应 用中往往选择串行数据传输，这是因为实现串 行数据传输的硬件具有经济性和实用性。
第四层 第三层 第二层 第一层
传输层 网络层 数据链路层 物理层
为用户提供透明可靠的“端到端”传输连接，并具有 差错控制和流量控制功能。是通信子网和资源子网的 接口。
通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的 路径，具有拥塞控制、网络互联的功能。
通过差错控制和流量控制等协议，在相互通信的节点 之间建立起无差错传输数据帧的“逻辑连接”（即数 据链路）。
网络体系结构：网络系统的物理整体以
及分层的协议集合，即网络层次结构和各层协
议的整体，也就是整个网络系统逻辑上的构造
和功能分配。可以说，网络体系结构是网络的
灵魂。
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网络体系结构
层次之间的关系：下层为上层提供服务，
上层利用下层的服务完成本层的功能。
主机A的系统 （N）层服务用户 主机B的系统
（N＋1）层 （N＋1）实体
线路交换的数据传输经历三个过程：
1）线路建立 2）数据传输 3）线路拆除
线路交换的优缺点。
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线路交换
报文交换：
又叫转储交换，其原理是中间节点接 收数据（报文）后先存储起来，等到线路空闲 时再发出去。这种交换方式不需要建立专用通 道，源节点将目的节点的地址附在报文上，传 给相邻的中间节点，再由中间节点存储转发， 直至目的节点收到为止。
网络基础知识
计算机网络基本知识 局域网
网络操作系统简介 局域网组建实例
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一、计算机网络的基础知识
计算机网络是利用通信线路和设备，把分 布在不同地理位置上、功能独立的多台计算机 连接起来，再通过功能完善的相关软件，以实 现计算机资源共享和信息传递的系统。
计算机网络是计算机技术与通信技术相结 合的产物。无论是理论还是应用都还在不断地 发展中。
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拓扑结构1
树型结构：各节点发送的信息从根节点开 始，然后逐级发送到整个网络。
环型结构：各节点经过环接口连成环状构 型。
网型结构：每个节点用多条链路与其他节 点相连。
计算机网络的拓扑结构示意图，请参考教 程第6页。
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拓扑结构2
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拓扑结构图
5．网络协议
在计算机网络中各节点之间需要不断地交 换数据和传递控制信息。要实现协调有序的交 换与传送，必须事先制定好一套规则，这套规 则明确规定了节点之间相互通信、数据交换和 数据管理的一系列约定。
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多路复用1
源1 源2 源3 源4 源5 源6
频率
可
子信道A
用
子信道B
频
子信道C
段
子信道D
时间
图 2.24 FDM子 信道 示意 图
多 路 复 用 器 MUX
通道（1） 通道（2） 通道（3） 通道（4） 通道（5） 通道（6）
多 路 复 用 器 MUX
目标1 目标2 目标3 目标4 目标5 目标6
报文交换的优缺点。
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报文交换
分组交换：
分组交换是把线路交换和报文交换的优 点结合起来产生的一种交换技术。在分组交换中， 报文分为几个小的数据包（称为分组），将分组 或者以类似报文交换方式（称为数据报方式）或 者以类似线路交换方式（称为虚电路方式）进行 传输。
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分组交换1
数据报方式：
每个分组包含一个顺序信息，在网络上 各分组独立地传输，传输过程中，可能经过不同 的节点，到达的顺序也可能打乱。当所有的分组 都到达目的地后，重新按顺序排列还原。
分布式处理 可以将复杂的任务分配到不 同的主机上来共同完成。
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网络的功能
2．计算机网络的组成
网络是由一系列节点和连接这些节点的链 路所组成。
网络={节点，链路}
节点是各种处理设备的统称。如用户计 算机、路由器等；连接两个节点之间数据传输 的线路称为链路。如电话线、电缆等。
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网络的组成1
（N＋1）实体
（N）层
提 供 服 务
（N）实体
提
供 提供（N）层服务 服
务
（N）层协议
（N）实体
提供（N-1）层服务
（N-1）层
通过（N-1）层连接进行通信 （N）层服务提供者
层次的概念
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则络 或体 约系 定结 。构网
各络 层协 次议 功就 能是 的对 规网
层次关系
7．网络开放系统互连参考模型
若要将计算机输出的数字信号利用模拟 通信系统输出或接收，则必须将数字信号与模拟 信号互相转换，这就要通过调制解调器来实现。
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模拟通信1
（3）通信技术指标
位：是承载信息的最小单位，即二进制 位，比特（bit)。
帧：是数据通信的最小单位。
信道带宽：就是信道允许通过的信号的 频率范围，单位是Hz。若要将计算机输出的数字 信号利用模拟通信系统输出或接收，则必须将数 字信号与模拟信号互相转换，这就要通过调制解 调器来实现。
调制方式有以下三种： （1）幅移键控法—振幅调制 （2）频移键控法—频率调制 （3）相移键控法—相位调制
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数据编码1
基带信号
0
1
0
0
1
1
1
0
0
幅移键控 频移键控 相移键控
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数据编码2
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数据编码3
模拟数据的数字信号编码：即模数转换 （ A / D ），最常用的方法是脉冲调制PCM。
模拟信号的数字化的三步骤： 采样、电平量化、编码。
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数据编码4
（5）多路复用技术
号。
多路复用是指一个信道同时传输多路信
频分多路复用（FDM）：
即将信道的可用频带（带宽）按频率分 割多路信号的方法划分为若干互不交叠的频段， 每路信号占据其中一个频段，从而形成许多个子 信道，通常采用频分多路复用器（MUX）来实现。 适用与模拟通信。
局域网通常采用差分曼彻斯特编码。
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数字通信1
高H 低L 高H 低L 高H 低L
1
0
1
1
0
0
“1攠高电平
（a）不归零制编码
（b）曼彻斯特编码
（c）差分曼彻斯特编码 精品课件
“0攠低电平
中间跳 “0攠上跳 “1攠下跳
中间总有跳变 “0攠开头跳
数字通信2
（2）模拟通信
模拟信号：连续变化的信号。
电话系统就是典型的模拟通信。
串行通信的三种方法：
单工，半双工，全双工。
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通信方式2
（7）数据交换技术
在计算机网络中，计算机之间传输的数 据往往要经过多个节点才能从源地址到达目的地 址。数据交换技术就是实现数据如何通过中间节 点进行传递转发的方法。
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数据交换1
线路交换：
又叫电路交换，其特征是在源节点与 目的节点之间建立一条利用中间节点连接而成 的专用通信线路。最普通的线路交换例子是电 话系统。
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模拟通信2
信号传输率：又称波特率，表示每秒信 道所传送信号波形个数，单位-baud(波特）。
数据传输速率：又称比特率，表示每秒 信道所传送信息量的比特值，单位-bit/s。
[注意]比特率与波特率的比较。
误码率：传送中数据出错的概率。
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模拟通信3
（4）数据编码
数字数据的模拟信号编码：即数模转换 （D/A），用数字脉冲波对连续变化的载波进行 调制，变换成模拟信号。