计算机网络-上交.docx

1、信 息 技 术 大 平 台 系 列 教 材计 算 机 网 络张尧弼 翁惠玉 编 著上 海 交 通 大 学 出 版 社书 名：计算机网络作 者：张尧弼 翁惠玉 出版社：上海交通大学出版社 ISBN：7-313-03137-8中图分类号 TP.517 开 本: 1/16定 价：23.00 ,)序信息技术（IT）的发展推动着经济和社会的发展，并且渗透到社会的各个领域中，乃至 各家庭中。新的世纪是个信息的世纪，未来的社会是个信息的社会。这必将驱使人们去了解 信息技术，掌握信息技术，最大限度地去运用信息技术，以求发展自己，并且与社会发展同 步。信息技术涵盖了信息获取、加工、传输、存储及控制，涉及到计算机

2、、通信、测控、控 制等专业，因此，不只是非信息专业的学生希望拓宽自己的专业面，掌握信息技术，即使信 息领域各专业的学生也希望打破各自专业的局限性，全面掌握信息技术，促进学科间的交叉 融合。但是信息领域各专业有着各自的专业基础和课程体系，课程总量相当大，这种教育消 费 无 疑 是 种 “豪 华 消 费 ”， 在 四 年 级 的 有 限 时 间 里 是 难 以 完 成 的 。为此，我们筹划了一套信息技术的系统教材，它们是：通信概论、数字信号处理、计算 机网络、数据库、操作系统、计算机组成和体系结构、控制原理和控制工程、现代检测技术 与系统。这些教材基本覆盖了信息技术的基础内容，以不长的篇幅、不多的

3、课时数、不提先 修课要求即 内容上自 封闭作为 教材编写 要求， 以 便为 其他专业的 学生介入 信息领域 提供方便。 前 七 种 教 材 将 由 上 海 交 通 大 学 出 版 社 出 版 ， 争 取 年 内 出 齐 。为统筹协调这套教材的写作和出版，我们组成了这套系列教材的编委会，其成员是：侯 文永、田作华、张冬荣、马伟敏、蔡萍、胡越明、黄上腾、张尧弼、翁惠玉、蒋建伟、王唯 一 、 刘 兴 钊 、 施 文 康 。这是一种尝试，不仅涉及课程上的整合、内容上的整合，而且还涉及先修课预备知识的 整 合 ， 并 且 只 能 在 有 限 的 篇 幅 中 完 成 ， 这 对 作 者 而 言 是 极 大

4、 的 风 险 、 极 大 的 挑 战 ， 毋 庸 而 言 ， 无 论 是 教 材 的 选 题 还 是 内 容 ， 错 误 和 疏 漏 在 所 难 免 ， 恳 请 批 评 指 正 。编委会2002 年前 言上个世纪的最后十年是整个信息技术飞速发展的十年。计算机和通信是信息技术的两大 支柱，这两大技术的发展和结合导致计算机网络技术的迅猛发展。社会发展到今天，可以说 计算机网络已在人类的社会活动中占据着越来越重要的作用。在这十年中，我国的计算机网 络 技 术 也 有 长 足 的 发 展 ， 其 发 展 势 头 还 将 继 续 。计算机网络技术在社会各个领域中的渗透使网络人才的需求越来越大，计算机网络

5、已不 仅仅是高等学校计算机系的课程，而且已经是电类专业的必修课，甚至已成为普通高校计算 机 基 础 教 育 的 内 容 。 本 书 就 是 在 这 一 普 及 性 的 需 求 背 景 下 改 编 的 。作为一本计算机网络的教材，我们认为应从数据通信的基本原理开始，结合国际标准化 组织 ISO 的 开 放 系 统 互 联 OSI 经 典 的 七 层 参 考 模 型 和 在 Internet 上的 TCP/IP 参 考 模 型 ， 来 说 明网络的体系结构，然而它又是一门工程性的技术，所以还应介绍各种具体网络技术的特点 及其实现。由于网络技术的迅猛发展，如千兆以太网等新技术已十分成熟，也有些网络技

6、术 如 Token Bus 等 现 已 较 少 使 用 ， 本 书 作 了 选 择 ， 力 图 包 含 当 今 网 络 实 用 技 术 中 的 一 些 新 发 展 。本书由上海 交通大学 计算机科 学与工程 系张尧弼 、 翁 惠玉编写。 张 尧弼编 写了第 1 第 4 章 ， 翁 惠 玉 编 写 了 第 5第 8 章 。 本 书 编 写 目 标 是 供 计 算 机 网 络 课 程 的 学 生 和 教 师 以 及 从 事 计 算 机 网 络 工 作 的 研 究 和 应 用 人 员 阅 读 使 用 ， 如 果 作 为 教 材 ， 大 约 可 安 排 36 个 学 时 。限 于 编 者 的 学 术

7、水 平 ， 错 误 和 不 妥 之 处 在 所 难 免 ， 敬 请 读 者 不 吝 赐 教 。编 者2002 年 6 月4.14.24.34.44.54.654.7网5.15.25.35.45.55.65.75.8目 录1 概述 .错误！未定义书签。1.1 计 算 机 网 络 的 应 用 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。1.2 网络硬件 .错误！未定义书签。1.3 网络软件 .错误！未定义书签。1.4 参考模型 .错误！未定义书签。1.5 数 据 通 信 服 务 网 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。1.6 因特网 .错误！未定义书签。1.7 本章小结 .错误！未定义书签。2 物理层 .错误

8、！未定义书签。2.1 数 据 通 信 基 础 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。2.2 传输介质 .错误！未定义书签。2.3 数据的编码 .错误！未定义书签。2.4 数 据 通 信 接 口 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。2.5 本章小结 .错误！未定义书签。2.6 习题 .错误！未定义书签。3 数据链路层 .错误！未定义书签。3.1 数 据 链 路 层 的 基 本 概 念 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。3.2 差 错 检 测 和 校 正 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。3.3 数 据 链 路 层 的 滑 动 窗 口 协 议 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。3.4 数 据 链 路 层

9、 示 例 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。3.5 本章小结 .错误！未定义书签。3.6 习题 .错误！未定义书签。4 介 质 访 问 子 层 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。信 道 分 配 问 题 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。多 路 访 问 协 议 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。局域网和 IEEE 802 标准错误！未定义书签。网桥 .错误！未定义书签。高速局域网 .错误！未定义书签。本章小结 .错误！未定义书签。习题 .错误！未定义书签。络 层 .错误！未定义书签。路由算法 .错误！未定义书签。网络互连 .错误！未定义书签。IP： 网 络 互 连 协 议 错误！未定义书签。IP

10、 控制协议 .错误！未定义书签。路由与交换 .错误！未定义书签。Ipv6 错误！未定义书签。本章小结 .错误！未定义书签。习题 .错误！未定义书签。6 传输层 .错误！未定义书签。6.1 传输层概述 .错误！未定义书签。6.2 Internet 的传输协议 错误！未定义书签。6.3 传 输 控 制 协 议 TCP .错误！未定义书签。6.4 用 户 数 据 报 协 议 UDP.错 误 ！ 未 定 义 书 签 。6.5 本章小结 .错误！未定义书签。6.6 习题 .错误！未定义书签。7 应用层 .错误！未定义书签。7.1 DNS域 名 系 统 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。7.2 网络管理

11、.错误！未定义书签。7.3 电 子 邮 件 系 统 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。7.4 万维网 WWW .错误！未定义书签。7.5 本章小结 .错误！未定义书签。7.6 习题 .错误！未定义书签。8 网络安全 .错误！未定义书签。8.1 传 统 的 数 据 加 密 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。8.2 DES 数 据 加 密 标 准 .错误！未定义书签。8.3 公 开 密 钥 算 法 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。8.4 报 文 鉴 别 及 散 列 函 数 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。8.5 数字签名 .错误！未定义书签。8.6 密钥交换 .错误！未定义书签。8.7 防火墙

12、 .错误！未定义书签。8.8 IPSec 错误！未定义书签。8.9 本章小结 .错误！未定义书签。8.10 习题 错误！未定义书签。参 考 书 目 21011 概 述有人把 20 世 纪说成是 信息时代 ， 并与 18 世纪伴 随工 业革命的机 械时代和 19 世纪的 蒸汽 机 时 代 相 提 并 论 。 然 而 ， 这 样 的 评 论 并 未 使 人 感 到 惊 讶 ， 可 见 信 息 在 当 今 社 会 结 构 中 的 地 位 。计 算 机 网 络 技 术 发 展 之 快 ， 可 能 很 多 业 内 人 士 都 感 到 始 料 不 及 。 20 年 前 ， 很 少 有 人 接 触 过 网

13、络 。 现 在 ， 计 算 机 通 信 已 成 为 我 们 社 会 结 构 的 一 个 基 本 组 成 部 分 。有资料统计 ， 1997 年一年 内全世界 信息产业 总投资约 6100 亿美元 ， 其 中， 美国占 41.5%， 远 远 超 过 日 本 和 欧 洲 等 其 他 发 达 国 家 。 高 投 入 带 来 高 产 出 ， 当 年 美 国 生 产 总 值 增 幅 中 的 1/3 来自以网络 化和数字 化为主要 特征的信 息产业。 在这 些高科技 企 业中， 表 现最突出 的就是与 网络技术直接相关的企业，其他企业效益的增长也大都得益于网络技术的推广和应用。网络 化潮流刺激了美国经济的

14、发展。前几年，美国经济的持续稳定增长、企业生产效率的提高都 与 其 在 信 息 技 术 特 别 是 网 络 化 建 设 方 面 的 领 先 地 位 分 不 开 。网络化建设带动了众多产业的发展。计算机网络技术在工农业、电信、交通、金融、商 业、新闻、教育、科研、出版、文化娱 乐 、 旅游 等领 域 的推广和应用， 给上述行 业 注 入了新 的 活力 。现在，大 型 工 矿 企业可通过内部网络 管理 生产、 销售 和开发，农业 管理 部 门 可通过 网络 指导 农 民选择市场热销 的 作物品种 ，金融机构可通过网络 进行各种 业 务 的 管理 ， 网 上 交 易 、网 上 广 告 、网络 购物

15、、网络 报刊 等也都 闯 入了人们的现 实 生 活 。 简 而 言 之，计算机 网络已 遍 布 各 个领 域 。随 着 经济全 球 化 步伐 的 加 快和高科技的广 泛 应用，计算机网络在全 球范围 内 又 有了长 足 的 发 展 ， 网 络 化 已 成 为 推 动 经 济 发 展 的 重 要 手 段 。据 统计，1996 年 全 球 网 上 交 易 额 达 20 30 亿 美 元 ， 1997 年 上 半 年 ， 全 球 网 上 广 告 营 业 额 为 2.17 亿 美 元 ， 比 1996 年 同 期 增 长 了 256%。 随 着 计 算 机 网 络 逐 步 融 入 各 行 各 业 ，

16、网 络 化 技术的推广和应用 将 成为企业 保 持和提高 竞争力 的 法宝 之一。很 难想象 ，一个 拒 网络技术于 门 外 的 企 业 能 在 竞 争 中 立 于 不 败 之 地 。网络化建设 促进 了生产效率的提高和生产 力 自 身 的发展。计算机网络的 兴起 和 蓬勃 发展 改变 了 传 统的信息 采集 、 传递 和 处理 方 式 ， 对劳 动者的 劳 动技能和工 作 效率提出了更高的要 求。网络化建设 向发展中 国家提出 了新的挑 战。 如何 将 这 种 挑战转 变 为发展本 国经济的 机遇， 是 许 多 发 展 中 国 家 必 须 解 决 的 课 题 。近 十 年 中 ， 我 国 网

17、 络 技 术 和 网 络 应 用 的 发 展 也 突 飞 猛 进 。 早 在 1998 年 初 ， 金 桥 工 程 已 建成卫星站 70 个， 主干 网覆盖 30 个大中 城 市 ； 金 卡工 程的 12 个试 点城 市 全 部 实 现了 同 城跨 行和 自 动 取 款 机 联 网 ， 发 卡 达 5400 万 张 ， 全 国 电 子 联 行 系 统 每 天 处 理 5 万 多 笔 业 务 ， 金 额 达 800 1000 亿 元 ； 金 关 工 程 配 额 许 可 证 管 理 等 4 项 业 务 系 统 的 投 入 运 行 ， 促 进 了 我 国 对 外 贸 易 的发展。地方的信息化工程也

18、加 快了建设速度。 上 海信息港已建成了包括信息交互网、科 技网和社区 网在内的 五大信息 工程。 江 苏省启动 了全 省 14 项信息 化工程， 累计投入 资金 4 亿2元 。 深 圳 市 全 面 建 设 的 89 个 应 用 系 统 ， 累 计 投 资 15.3 亿 元 。 陕 西 省 完 成 了 4 个 网 络 在 西 安 的 同 城 互 联 互 通 。 湖 南 省 开 始 实 施 全 省 宏 观 决 策 信 息 网 建 设 和 洞 庭 湖 防 汛 调 度 信 息 工 程 。我国在 1996 2000 年 间 每 年 投 资 约 1000 亿 元 ， 建 成 覆 盖 全 国 的 大 容

19、量 光 缆 干 线 ， 并 辅之 以 数 字 微 波 和 卫 星 通 信 网 ， 为 大 规 模 的 网 络 化 建 设 奠 定 雄 厚 基 础 。截至 2001 年 底， 我国 Internet 的用户数达 3370 万户， 比上 一年增 加 49.8%， 网站数 达 20多 万 个 ， 比 上 一 年 增 加 67%。 展望未来的 十年， 将 是世界 电 信史 上 技 术发展最 为 活 跃的时 期 。 在 电信技 术发展趋 势 上 ，将 呈 现 四 大 特 点 ：一 是 业 务 数 据 化 。 数 据 通 信 与 模 拟 通 信 并 存 了 20 年 之 后 ， 数 据 通 信 业 务 将

20、 于 2005 年前后 超 过 话 音 业 务 量 。二 是 技 术 宽 带 化 。 数 据 业 务 特 别 是 IP 业 务 的 迅 猛 增 长 对 通 信 网 络 形 成 了 巨 大 的 压 力 ， 网 络 宽 带 化 成 为 日 益 紧 迫 的 任 务 。 核 心 网 上 ， SDH（ Synchronous Digital Hierarchy） 正 在 取 代 PDH（P lesiochronous Digital Hierarchy） 、 WDM（ Wave Division Multiplexing） 和 DWDM（D ense Wavelength Division Multip

21、lexing） 已 成 为 提 高 光 纤 传 输 容 量 的 必 然 选 择 。 提 高 “最 后 一 千 米 ” 的 宽 带 将 成 为 21 世 纪 前 十 年 的 重 要 任 务 。三是网络光纤化。目前光纤化的 重 点正 逐 渐从骨干网向接入网延伸。电信网、计算机网 和 有 线 电 视 网 也 将 朝 光 纤 化 的 方 面 发 展 。四是接入无线化。无线互联无 处 不在的特点使它成为未来几年中最有前景的接入业 务 。 这 一 巨 大 的 市 场 吸 引 了 众 多 公 司 进 入 相 关 业 务 领 域 。1.1 计 算 机网 络的 应用网络化建设带动了众多产业的发展。计算机网络技术

22、在工农业、电信、交通、金融、商 业、新闻、教育、科研、出版、文化娱 乐 、 旅游 等领 域 的推广和应用，几乎 给 每个 行 业 注 入 了新的 活力 。现在，大 型 厂 矿 企业通过内部网络 管理 生产、 销售 和开发；铁路部 门 通过计算 机网络大大提高了运能、 保 证了安全；农业 管理 部 门 通过网络 指导 农 民选择市场热销 的 作物 品种 ；金融机构通过网络 进行各种 业 务 的 管理 ，网 上 交 易 、网 上 广 告 、网络 购物 、网络 报 刊 等 也 都 闯 入 了 人 们 的 现 实 生 活 。本节仅以铁路信息网络、 上 海社会 保 障网、 上 海港信息网络为例，说明计算

23、机网络的应 用。1.1.1 铁路信息网络铁路是国 民 经济的基 础设施， 又 是我国 交通运输 体系 的骨干。 我国 铁路运 输所完成 的客、 货 周 转 量 约 占 全 国 客 、 货 周 转 量 的 40 。 铁 路 运 输 部 门 是 一 个 具 有 规 模 宏 大 、 结 构 复 杂 、 功 能综合、运输组织统一、 指 挥 集 中等特点的 传 统 型 产业。为适应国 民 经济的迅速发展，提高 客货运输服 务 质量， 铁路必须 加 速从 传 统产业向 现代 产业的 改 造， 加 快我 国铁路信 息化 进 程， 铁 路 信 息 化 已 成 为 铁 路 现 代 化 的 重 要 标 志 。以

24、上 海 铁 路 局 为 例 ， 上 海 铁 路 局 管 辖 整 个 华 东 地 区 ， 共 有 客 运 站 350 个 ， 每 天 发 售 客 票335 万 张 左 右 ， 春 运 期 间 达 到 45 万 张 以 上 。1987 年 ， 上 海 铁 路 局 提 出 了 “形 成 网 络 ， 建 立 系 统 ”的 八 字 方 针 。 这 八 个 字 成 为 铁 路 部 门 建 立 计算机网络系统的 指导 思 想 ，即必须首先形成计算机网络，然后在计算机网络的基础 上 建 立 计算 机应用系 统。 到 1989 年， 上 海铁路局 实 现 了 39 个车站 联网， 以 后每年以 增 加 2030

25、 个 车 站 的 速 度 联 网 。长 期 以来，客票发 售 一直沿用 传 统的硬板票和人工发 售 的方 式 ，票 种 繁多，计费复杂， 售 票 速 度 慢 ， 旅 客 买 票 难 、 卖 票 难 。 1996 年 ， 上 海 铁 路 局 开 发 使 用 了 铁 路 客 票 发 售 和 预 订 系 统 （ PMIS） 后 ， 客 票 发 售 的 状 况 得 到 改 善 。在货 物 运输 上 ，随 着 国 民 经济的迅速发展，铁路货运量大幅度增 加 ，原有的 传 统 管理 方 式 已不能适应发展的需求。另 外 ，运输质量也非常 重 要，它反映在运输生产经 营 全过程，无 论是 营销 质量、服 务

26、 质量，还是安全质量、资源配置质量，都离不开信息化 手段 。尤其是服 务 质量的好坏与运输信息系统建设密切相关。货运计划、货车及 集 装箱追踪、列车信息 实 时 追 踪 等 ， 都 依 赖 于 信 息 管 理 系 统 。 上 海 铁 路 局 自 1988 年 开 始 实 施 运 输 管 理 信 息 系 统 （ TMIS） 计划。TMIS 是 铁 路 运 输 信 息 化 建 设 中 最 复 杂 、 最 庞 大 的 工 程 ， 可 对 车 辆 、 车 流 、 货 流 、 集 装 箱 等 信 息 实 时 追 踪 。 要 实 现 对 车 辆 信 息 的 追 踪 ， 车 站 之 间 必 须 实 现 联

27、网 ， 全 国 约 有 2000 个大站 需 要 联 网 。 上 海 铁 路 局 起 步 早 ， 在 铁 道 部 TMIS 项 目 总 体 设 计 之 前 就 开 始 实 施 联 网 作 业 。 到 目 前 为 止 ， 已 有 200 多 个 车 站 实 现 了 联 网 。目前， 上 海铁路局已建成了货运站综合 管理 信息系统、编组站系统、列车编组顺序单生 成和 传递 系统、客货票信息共享系统及高度综合信息 管理 系统。铁路信息现代化的主要内容 包括：铁路运输 管理 信息系统（TMIS ）、铁路车辆 管理 信息系统（CMIS）、运输生产计划 系 统 （ FOMS） 、 铁 路 客 票 发 售

28、和 预 订 系 统 （ PMIS） 、 铁 路 调 度 指 挥 管 理 信 息 系 统 （ DMIS） 、 铁 路 办 公 自 动 化 系 统 （ OA） ， 以 及 计 划 、 财 务 、 机 务 、 工 务 、 电 力 等 管 理 信 息 系 统 。这些系统的运 行 ，无不依靠强大的通信网 作 为支撑。铁路长途 传 输网、电话交换网和数 据 通信网构成的铁路通信的基础网络是铁路信息现代化的基础。建设铁路通信网，不仅满 足 铁路运 营管理 系统的需要，为 各 级运输生产人员提供及时、准确、完整的信息和辅助决策 管 理 方案， 实 现均衡运输、紧密运输，提高运输效率，提高运输 管理 现代化水平

29、，而且还可以 建 立 铁路信息资源的网络平台，为铁路运输、科技、工业、工程、文教卫生等事业的发展提 供与社会互联互通信息的条件， 变传 统的通信 传 输网为信息网、经 营 网和效益网的统一体。 这 对 于 促 进 铁路运输 走向 市 场 、 拓展 经 营 、 促 进 运输 业的信息产 业的 同 步 增长具有 重 要意义。目 前 ， 铁 道 部 正 在 大 力 加 强 铁 道 通 信 10 个 网 的 建 设 。 这 10 个 网 是 ： 三 大 基 础 网 （ 传 输 网、交换网、数 据 网）、六大应用网（运输调度 指 挥通信网、电视会议网、客货运综合信息 网、无线移动通讯网、互联网、应急通信

30、网）和通信支撑网。可以预计，随 着 铁路信息网络 的全面建成，我国铁路通信在新技术、高 起 点、新机制的原则下，使铁路通信网 进 一 步 向数 字 化 、 宽 带 化 、 智 能 化 、 综 合 化 、 个 人 化 方 向 发 展 。1.1.2 上海社会保障网上 海社会 保 障网是为 上 海 市 社会 保 险计算机信息 管理 的建设和应用而构筑的网络系统，4是 上 海 信 息 港 五 大 骨 干 应 用 网 络 工 程 之 一 ， 是 上 海 市 信 息 化 应 用 建 设 的 重 要 组 成 部 分 。上 海 市 社 会 保 险 计 算 机 信 息 管 理 系 统 SIMS（ Shangha

31、i Social Insurance Management System）是为社 保进行 现代化和规 范 化 管理 ，并为社会提供多层次社 保 服 务 的一个开放 式 的 信 息 网 络 系 统 。社会 保 险是 国家通过 立法 建 立 的社会 保 障制度。 其目 的是 对 那些 发生年老 、 疾病、 生育、 伤残和失业等风险，暂时或永久丧失 劳 动能 力 和 劳 动机会的人员提供基本生 活保 障。社会 保 障是公 民 的权利和义 务 ，由国家 立法 ，强制 实行 ，基金由单位和个人共 同 分担。社会 保 险是 社会 保 障制度核心，是整个社会 保 障体系中最主要的内容，其涉及面最广、人员最多

32、、资金 最 大 ， 主 要 包 括 养 老 、 医 疗 、 失 业 、 工 伤 和 生 育 等 各 项 保 险 内 容 。上 海 市 人 民 政 府 规 定 从 1993 年 1 月 1 日 起 实 行 社 会 统 筹 和 个 人 账 户 相 结 合 的 操 作 办 法 ，并 对 养 老 金 的 计 发 办 法 做 出 了 新 规 定 。 这 意 味 着 一 旦 建 立 个 人 账 户 就 必 须 对 400 多 万 在 职 人员和 200 多 万 离 退 休 人 员 进 行 管 理 和 操 作 ， 并 依 据 个 人 账 户 的 储 存 额 计 发 养 老 金 ， 其 工 作 量 是 可 想

33、 而 知 的 。 主 要 反 映 在 以 下 三 个 方 面 ：1） 信 息 量 大 。 据 测 算 ， 一 年 产 生 需 要 保 存 的 社 保 信 息 约 为 20G， 相 当 于 存 贮 和 处 理 100亿 个 汉 字 的 信 息 ， 如 此 庞 大 的 信 息 ， 靠 手 工 做 显 然 是 无 法 操 作 的 。2） 操 作 具有 时效性。 社 保 涉及 各 类单位 和每个人 的 各 类信息， 而这 些信息 发生 变 化 都必 须 在 每 月 的 申 报 结 算 中 反 映 出 来 ， 工 作 具 有 时 效 性 。3） 金 额 十 分 庞 大 。 社 保 基 金 每 月 收 缴

34、 和 拨 付 约 在 l0 个 亿 以 上 ， 如 此 巨 大 资 金 的 往 来 管 理 ， 靠 手 工 操 作 是 不 现 实 的 。因此，尽快利用现代化信息 处理 技术建 立 一个高水平、高效率并且真正能与社会主义 市 场 经 济 体 系 相 适 应 的 SIMS 工 程 就 显 得 尤 为 迫 切 。SIMS 工程的总体目标是利用现代化信息 处理 技术及科学的 管理 方 法 全面 实 现计算机 管 理 各 项 社 保 业 务 ， 并 形 成 网 络 ， 对 外 与 工 商 局 、 银 行 等 相 关 的 局 委 办 系 统 联 网 ， 对 内 与 各 区 / 县 社 保 中 心 、 社

35、 区 服 务 中 心 联 网 ， 工 作 人 员 处 理 业 务 全 部 使 用 计 算 机 ， 业 务 覆 盖 养 老 、 医 疗 、 工 伤 等 险 种 。 以 求 达 到 社 保 业 务 处 理 系 统 化 、 规 范 化 、 管 理 的 信 息 化 、 科 学 化 及 现 代 化 。SIMS 工程始建于 1995 年 ， 经 过 四 年 的 建 设 ， 建 立 了 全 市 范 围 内 所 有 结 算 点 的 局 域 网 共 计 25 个 （ 20 个 自 然 区 /县 和 5 个 特 殊 结 算 点 ） ， 建 立 了 市 中 心 主 干 网 络 系 统 ， 完 成 了 市 和 25

36、个结算点的二级网络通信，完成了社会 保 险业 务 和财 务 操 作 的应用软件开发，并已在全 市范 围 内推广应用（包括养老 保 险、医疗 保 险、失业 保 险、补充 保 险等）， 实 现了社 保 业 务处理 的 计 算 机 化 、 个 人 账 户 管 理 的 动 态 化 、 信 息 资 源 交 换 的 网 络 化 。SIMS 工 程 为 社 会 保 险 管 理 的 科 学 化 、 规 范 化 、 现 代 化 创 造 了 条 件 ， 提 高 了 管 理 水 平 、 提高 了 劳 动 生 产 率 ， 减 少 了 运 行 成 本 、 取 得 了 较 好 的 社 会 效 益 和 经 济 效 益 。

37、社 保 计算机环境的网络化之后，为全 市范围 内 实 现超越地 域 的分割、时空的限制、人工的 局 限 并 为 在 更 高 层 次 、 更 广 范 围 上 完 成 更 细 致 的 在 线 操 作 和 在 线 管 理 创 造 了 条 件 。1.1.3 上海港信息网络上 海港是我国最大的港口， 上 海港在我国和 上 海 市 的经济发展中 起着 十分 重 要的 作 用。 上 海 进 出口 物 资总量 的 60 和 上 海口岸 外 贸 进 出 口 物 资的 99都 通过 上 海 港。 此 外 ， 上 海港5还承担了总 吞吐量中 30以 上 的国内中 转货 物 。 1984 年， 上 海港的 货 物 吞

38、 吐量首次 超过 1 亿吨 ， 居 世 界 十 大 港 之 列 。计算机的 逐 步 应用 ， 尤其是 计算机网 络的 逐 步 推广， 使 上 海港的 总吞吐量 逐 年 递 增 ， 1995 年 以 来 ， 年 吞 吐 量 一 直 维 持 在 1.6 亿 吨 以 上 。 近 年 来 ， 上 海 港 的 集 装 箱 业 务 每 年 以 超 30 的 速 度 增 长 ， 1998 年 已 超 过 300 万 个 标 准 箱 ， 1999 年 将 超 过 400 万 标 准 箱 。 迄 今 ， 上 海 港 已 与 世界 上 160 多 个 国 家 和 地 区 的 400 多 个 港 口 和 600 多

39、 家 航 运 公 司 建 立 了 航 运 和 贸 易 联 系 。覆盖全港的 上 海港信息网络的建成和使用，大大 改 善港口的软环境，显著提高港口的现 代 化 管 理 水 平 和 竞 争 能 力 ， 加 速 了 港 口 的 自 我 发 展 。 概 括 地 说 ， 实 现 了 以 下 信 息 处 理 功 能 ：1） 港口 生产 作 业 实 时信息 处理 功能 ： 上 海港信息 网络 对 港口船舶 调度、 货 物 装 卸、 储 存、 疏运等生产 作 业 实 施 实 时跟踪 管理 ，为船、货代 理 、港航生产 作 业有关单位及部 门 提供 实 时 信息服 务 。2） 港 口 管 理 信 息 支 持 功

40、 能 ： 上 海 港 信 息 网 络 对 全 港 计 划 、 财 务 、 商 务 、 人 力 资 源 、 国 有 资 产 、 设 备 、 物 资 等 方 面 信 息 的 管 理 提 供 有 效 支 持 。3） 办公自动 化功能： 上 海港信 息网络提 供电子邮 件服 务 ， 建 立 以公 文流转 为核心的 行 政办 公 自 动 化 系 统 ， 实 现 业 务 流 程 自 动 化 ， 公 文 传 递 电 子 化 ， 文 档 一 体 化 。4） 决 策 支 持 功 能 ： 上 海 港 信 息 网 络 实 现 系 统 集 成 和 信 息 共 享 ， 具 有 运 量 、 货 源 、 揽 货 等预 测

41、分 析 功 能 ， 对 港 口 生 产 计 划 ， 港 口 发 展 提 供 决 策 支 持 。1.2 网 络 硬件目前计算机网络尚无一个被普 遍 认可的分类 法 ，但如从 传 输技术和规模两个方面来 作 一 个 粗 略 的 讨 论 是 有 意 义 的 。从 广 义 上 讲 ， 计 算 机 网 络 有 两 种 类 型 的 传 输 技 术 ： 广 播 式 网 络 和 点 到 点 网 络 。广 播 式 网 络 （ broadcast network） 仅 有 一 条 通 信 信 道 ， 由 网 络 上 的 所 有 机 器 共 享 。 按 某 种 语 法 组 织 的 分 组 或 包 （ packet）

42、 ， 可 以 被 任 何 机 器 发 送 并 被 其 他 所 有 的 机 器 接 收 。 分 组 的 地 址 字 段指 明此分组的源地址和目的地址，每台机器都 将 接收到在信道 上传 播的分组并与它自己 的 地 址 字 段 比 较 。 如 果 是 发 送 给 它 的 ， 则 处 理 该 分 组 ， 否 则 将 被 丢 弃 。广播系统通常也允许在地址字 段 中使用一 段 特殊代码，以便 将 分组发送到所有目标。使 用 此 代 码 的 分 组 发 出 以 后 ， 网 络 上 的 每 一 台 机 器 都 会 接 收 和 处 理 它 。 这 种 操 作 被 称 作 广 播（ broadcasting

43、） 。 某 些 广 播 系 统 还 支 持 向 机 器 的 一 个 子 集 发 送 的 功 能 ， 即 多 址 传 输（ multicasting） 。 一 种 常 见 的 方 案 是 保 留 地 址 字 段 的 某 一 位 来 指 示 多 址 传 输 。 而 剩 下 的 n1 位地址字 段 存放组号。每台机器可以 注 册到任意组或所有的组。当某一分组被发送 给 某个组 时 ， 它 被 发 送 到 所 有 注 册 到 该 组 的 机 器 。与 之 相 反 ， 点 到 点 网 络 （ point-to-point network） 由 一 对 对 机 器 之 间 的 多 条 连 接 构 成 。

44、为 了能从源到达目的地，这 种 网络 上 的分组可能必须通过一台或多台中间机器，通常在源和目 的地址间有多条路径，并且可能长度不一样，因此在点到点网络中路由算 法 十分 重 要。一般 来讲（当然也有例 外 ），小的、地 理上处 于本地的网络 采 用广播方 式 ，而大的网络则 采 用点 到点方 式 。60.1 m 同 一 电 路 板1 m 同 一 系 统10 m 同 一 房 间100 m 同 一 建 筑 物1 km 同 一 园 区10 km 同 一 城 市100 km 同 一 国 家1000 km 同 一 洲 内10000 km 同 一 行 星 上另 一 个 网 络 分 类 的 标 准 是 它

45、的 连 接 距 离 。 图 1.1 列 出 了 按 连 接 距 离 分 类 的 多 处 理 机 系 统 。 最 上 面 的 是 数 据 流 机 器 （ data flow machine） ， 它 是 高 度 并 行 的 计 算 机 ， 具 有 多 个 处 理 单 元 为 同 一 程 序 服 务 。 接 下 来 是 多 计 算 机 系 统 （ multi computers） ， 即 在 非 常 短 、 速 度 很 快 的 总 线 上 发送消息 进行 通信的机器。在多 处理 机之后就是真正的网络，在很长的电缆 上 交换消息而 进 行 通信的机器。它 又 可分为局 域 网、城 域 网和广 域 网

46、。最后，两个或更多网络的连接被称为 互联网。世界 范围 的因特网就是互联网的著名例子。距离是 重 要的分类尺度，因为在不 同 的 连接距离下 所使用的 技术是不 一样的。 作 为网络 教材 ， 本书 将 主要 讨论真 正的网络 及其互联。处 理 器 间 的 距 离 多 个 处 理 器 的 位 置 例子数 据 流 机 器多 计 算 机局 域 网城 域 网广 域 网互 联 网图 1.1 按 连 接 距 离 分 类 的 相 互 连 接 的 多 处 理 机 系 统1.2.1 局域网局 域 网 简 称 为 LAN（ Local Area Network） 。 在 计 算 机 网 络 技 术 中 ， 局

47、域 网 技 术 占 据 着 非 常 重 要的地位，是 处 于 同 一建筑、 同 一家公司、 同 一所大学或方圆几千米的地 域 内的专用网 络 。 局 域 网 建 设 的 主 要 目 的 是 数 据 交 换 和 资 源 共 享 。LAN 有 着 与 其 他 网 络 不 同 的 三 个 特 征 ： 范 围 相 对 较 小 ； 传 输 技 术 多 为 广 播 式 ； 拓 扑 结 构 通常为总线 型 和环 型 。LAN 的 覆 盖 范 围 比 较 小 ， 传 输 介 质 以 同 轴 电 缆 、 双 绞 线 和 光 纤 为 主 。 采 用 基 带 传 输 ， 编码 为 曼 彻 斯 特 、 差 分 曼 彻

48、 斯 特 编 码 或 4B/5D 编码。传 统的 LAN 通常是基于 广播方 式 的， 即用 一条电 缆连 接所有的 机 器。 这就 涉及访问 控制 的问题， 即网 络中 哪 个站点在 什么时 刻 可以发送 数 据 ， 访问控制问 题 将 结 合拓扑结 构 作 介绍。在局 域 网中最常用的拓扑结构是总线 型 和环 型 。在总线 型 网络中，任一时刻只有一台机 器是主站并可发送数 据 。而其他机器则不能发送。当两台或更多机器都 想 发送信息时，需要 一 种 仲裁机制来解决冲突。总线 型 网络 采 用分 布式 访问控制方 式 来解决冲突从而 实 现 对 介质 的 共 享 。 IEEE 802.3，

49、 即 通 常 所 说 的 以 太 网 （ Ethernet） ， 就 是 一 种 基 于 总 线 的 广 播 式 网 络 ， 它使用分 布 式 控制， 速 度为 10 Mb/s。 以太网 上 的计算 机在任意 时 刻都可以 发送信息， 如果两7个或更多的分组发生冲突，计算机就等待一 段 时间，然后再次试图发送。总线 型 拓扑的优点 是扩充容 易 、灵 活 、通信电缆总长度短、成本低。但缺点是如果主干电缆有一 处 断路，整个 网 络 就 瘫 痪 。 此 外 ， 当 网 上 节 点 较 多 时 ， 会 因 数 据 冲 突 增 多 而 使 效 率 降 低 。第二 种 广播 式 系统是环 型 网。环 型 网也必须 采 用某 种 机制来仲裁 对 环网的 同 时访问，通 常 采 用 分 布 式 访 问 控 制 方 式 。 IEEE 802.5（ 令 牌 环 网 ） 就 是 常 见 的 基 于 环 型 的 LAN。 其 速 度 为 4 Mb/s 或 16 Mb/s。 它 不 存 在 访 问 冲 突 问 题 ， 系 统 定 义 了 一 个 被 称 为 “令 牌 ”的 特 殊 的 数 据 帧，“令牌”按序在环中 传递 ，只有握有令牌的站点才有权发送数 据 ，所以数 据传 输延迟 有一个固定的 上 限，通道效率高。环 型 网的缺点是， 对 每个节点的