1、第1章 计算机网络概论,1.1 计算机网络的形成与发展 1.2 计算机网络定义 1.3 计算机网络的基本功能 1.4 计算机网络的分类 1.5 计算机网络的组成与结构 1.6 计算机网络的拓扑结构 1.7 计算机网络的应用,1.1 计算机网络的形成与发展,计算机网络是计算机技术与通信技术高度发展、紧密结合的产物。它代表了当代计算机体系结构发展的一个重要的方向。计算机网络技术包括了硬件、软件、网络体系结构和通信技术。网络技术的进步正在对当前信息产业的发展产生着重要的影响。计算机网络技术的发展与应用的广泛程度是惊人的。纵观计算机网络的形成与发展历史，大致可以将它划分为4个阶段。 1. 面向终端的计
2、算机通信网络 第1阶段计算机网络，在20世纪50年代中期至60年代末期，人们开始将彼此独立发展的计算机技术与通信技术结合起来，形成了计算机网络的雏形。此时的计算机网络，是指以单台计算机为中心的远程联机系统。,下一页,返回,1.1 计算机网络的形成与发展,美国IBM公司在1963年投入使用的飞机订票系统SABRE-1，就是这类系统的典型代表之一。此系统以一台中央计算机为网络的主体，将全美范围内的2000多个终端通过电话线连接到中央计算机上，实现并完成了订票业务，见图1-1。在单计算机的联机网络中，已经涉及到了多种通信技术、多种数据传输与交换设备。从计算机技术看，这种系统是多个用户终端分时使用主机
3、上的资源，此时的主机既要承担数据的通信工作，又要完成数据处理的任务。因此，主机负荷较重，效率不高。此外，由于每个分时终端都要独占一条通信线路，致使线路的利用率低，系统费用增加。,下一页,返回,上一页,1.1 计算机网络的形成与发展,2. 初级计算机网络 第2阶段计算机网络应该从20世纪60年代末期至70年代中后期开始，以美国的ARPAnet与分组交换技术开始，又称计算机-计算机网络。计算机网络在单处理机联机网络互连的基础上，完成了计算机网络体系结构与协议的研究，形成了初级计算机网络，这时的计算机网络是以分组交换技术为基础理论的。这一阶段研究的典型代表是美国国防部高级研究计划局（advanced
4、 research projects agency，ARPA）的ARPAnet（通常称为ARPA网）。,下一页,返回,上一页,1.1 计算机网络的形成与发展,1969年美国国防部高级计划局提出将多个大学、公司和研究所的多台计算机互连的课题。在1969年ARPAnet只有4个结点，到1973年ARPAnet发展到40个结点，而到1983年已经达到100多个结点。ARPAnet通过有线、无线与卫星通信线路，使网络覆盖了从美国本土到欧洲的广阔地域。ARPAnet是计算机网络技术发展的一个重要里程碑，它对发展计算机网络技术的主要贡献表现在以下几个方面： （1）完成了对计算机网络定义、分类与子课题研究内
5、容的描述； （2）提出了资源子网、通信子网的两级网络结构的概念； （3）研究了报文分组交换的数据交换方法；,下一页,返回,上一页,1.1 计算机网络的形成与发展,（4）采用了层次结构的网络体系结构模型与协议体系； （5）促进了TCP/IP协议的发展； （6）为Internet的形成与发展奠定了基础。 ARPAnet网络首先将计算机网络划分为“通信子网”和“资源子网”两大部分，当今的计算机网络仍沿用这种组合方式，如图1-2所示。在计算机网络中，计算机通信子网完成全网的数据传输和转发等通信处理工作，计算机资源子网承担全网的数据处理业务，并向用户提供各种网络资源和网络服务。,下一页,返回,上一页,1
6、.1 计算机网络的形成与发展,3. 开放式的标准化计算机网络 第三阶段计算机网络可以从20世纪70年代中期计起，20世纪70年代中期国际上各种广域网、局域网与公用分组交换网发展十分迅速，各个计算机生产厂商纷纷开发各自的计算机网络系统，但随之而来的是网络体系结构与网络协议的国际标准化问题。国际标准化组织（International Standards Organization，ISO）提出了开放系统的互连参考模型与协议，ISO在推动开放系统参考模型与网络协议的研究方面做了大量的工作，对网络理论体系的形成与网络技术的发展起到了重要的作用，促进了符合国际标准化的计算机网络技术的发展，但它同时也面临着
7、TCP/IP的严峻挑战。,下一页,返回,上一页,1.1 计算机网络的形成与发展,因此，第3代的计算机网络指的是“开放式的计算机网络”。这里的“开放式”是相对于各个计算机厂家按照各自的标准独自开发的封闭的系统而言的在开放式网络中。所有的计算机网络和通信设备都遵循着共同认可的国际标准，从而可以保证不同厂商的网络产品可以在同一网络中顺利进行通信。事实上，目前存在着两种占主导地位的网络体系结构，一种是ISO（国际标准化组织）的OSI（开放系统互连）体系结构；另一种是TCP/IP（传输控制协议/网际协议）体系结构。,下一页,返回,上一页,1.1 计算机网络的形成与发展,4. 新一代的计算机综合性、智能化
8、、宽带高速网络 第四阶段计算机网络要从20世纪90年代开始。计算机网络向全面互连、高速和智能化发展。这个阶段最具有挑战性的话题是Internet、高速通信网络技术、接入网、网络与信息安全技术。Internet作为国际性的网际网与大型信息系统，正在当今经济、文化、科学研究、教育与人类社会生活等方面发挥着越来越重要的作用。更高性能的Internet2正在发展之中。,下一页,返回,上一页,1.1 计算机网络的形成与发展,宽带网络技术的发展，为社会信息化提供了技术基础，网络与信息安全技术为网络应用提供了重要安全保障。基于光纤通信技术的宽带城域网与接入技术，以及移动计算网络、网络多媒体计算、网络并行计算
9、、网格计算与存储区域网络正在成为网络应用与研究的热点问题。 由此可见。各种相关的计算机网络技术和产业必将对21世纪的经济、政治、军事、教育和科技的发展产生更大的影响。,返回,上一页,1.2 计算机网络定义,在计算机网络发展过程的不同阶段，人们对计算机网络提出了不同的定义。不同的定义反映着当时网络技术发展的水平，以及人们对网络的认识程度。这些定义可以分为3类：广义的观点、资源共享的观点与用户透明性的观点。从目前计算机网络的特点看，资源共享观点的定义能比较准确地描述计算机网络的基本特征。相比之下，广义的观点定义了计算机通信网络，而用户透明性的观点定义了分布式计算机系统。 资源共享观点将计算机网络定
10、义为“以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合”。资源共享观点的定义符合目前计算机网络的基本特征，这主要表现在以下几个方面。,下一页,返回,1.2 计算机网络定义,1. 计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享 计算机资源主要指计算机硬件、软件、数据与信息资源。网络用户不但可以使用本地计算机资源、而且可以通过网络访问联网的远程计算机资源，还可以调用网中几台不同的计算机共同完成一项任务。一般将实现计算机资源共享作为计算机网络的最基本特征。,下一页,返回,上一页,1.2 计算机网络定义,2. 互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机” “自治计算机”就是每台计算
11、机有自己的操作系统，互联的计算机之间可以没有明确的主从关系，每台计算机既可以联网工作，也可以脱机独立工作，联网计算机可以为本地用户服务，也可以为远程网络用户提供服务。,下一页,返回,上一页,1.2 计算机网络定义,3. 联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议 计算机网络是由多个互连的结点组成的，结点之间要做到有条不紊地交换数据，每个结点都必须遵守一些事先规定的约定和通信规则，这些约定和通信规则就是通信协议。这就和人们之间的对话一样，要么大家都说汉语，要么大家都说英语，如果一个说汉语，一个说英语，那么就需要找一个翻译。如果一个人只能说日语，另一个人又不懂日语，而又没有翻译，那么这两人就无法进
12、行交流。,下一页,返回,上一页,1.2 计算机网络定义,我们判断计算机是否互联成计算机网络，主要看它们是不是独立的“自治计算机”。如果两台计算机之间有明确的主/从关系，其中一台计算机能强制另一台计算机开启与关闭，或者控制另一台计算机，那么其中一台计算机就不是“自治”的计算机。根据资源共享观点的定义，由一台中心控制单元与多个从站组成的计算机系统不是一个计算机网络。因此，一台带有多个远程终端或远程打印机的计算机系统也不是一个计算机网络。,返回,上一页,1.3 计算机网络的基本功能,上一节我们从计算机网络的定义帮助读者了解什么是计算机网络，本节我们从计算机网络的功能角度来说明为什么要建立计算机网络。
13、 计算机网络的功能可归纳为资源共享、提供人际通信手段、提高可靠性、节省费用、便于扩充、分组负荷及协同处理等方面。这些方面的功能本身也是相辅相成的，下面我们将分别介绍。,下一页,返回,1.3 计算机网络的基本功能,计算机网络最早是从消除地理距离的限制以共享资源而发展起来的。在第一代面向终端的计算机网络中，多个终端通过通信线路共享中心计算机的资源。在第二代计算机网络中，资源子网中的所有主机都可成为网络用户共享的资源。这里的资源主要指计算机硬件、软件、数据与信息资源。例如，巨型计算机、大型绘图仪、高速激光打印机和大容量存储器，大型软件和企业的大型数据库等都是网络中可以共享的资源。 计算机网络为分布在
14、各地的用户提供了强有力的人际通信手段。通过计算机网络传送电子邮件和发布新闻消息已经得到了普遍的应用。当生活在不同地方的许多个人进行合作时，若其中一个人修改了某些文件，那么其他人通过网络立即可看到这个变化，从而大大地缩短了过去靠信件来往所需要的时间。,下一页,返回,上一页,1.3 计算机网络的基本功能,效率的提高可以轻易地实现过去绝无可能的合作。电子邮件长期以来是Internet上一项最重要的应用功能，现在许多人的名片上不仅有邮政地址、电话和传真号码，还有电子邮件（E-mail）地址。电子邮件的使用极大地缩短了人际通信的时间和空间距离。Internet上还有许多特殊兴趣组（Special Int
15、eresting Group，SIG），加入了某一组后就能和分布在世界各地的许多人就某一共同感兴趣的主题不断交换意见，并展开讨论。你既可以通过网络了解别人的看法，也可以通过网络对别人的看法进行评论与注解以及随时发表自己对有关问题的观点。网络公告牌系统BBS（Bulletin Board System）从某种意义上也有类似的功能，其作用如其名，这个网络上电子公告栏既可供公众阅读，也可张贴布告。,下一页,返回,上一页,1.3 计算机网络的基本功能,计算机网络中拥有可替代的资源提高了整个系统的可靠性。比如说，存储在某一台计算机中的文件若被偶然破坏了，在网络中其他计算机就可承担起它的处理任务，有时性能
16、会降低一些，但系统不还会崩溃。这种在故障情况下仍可降格运行的性能对某些如军事、银行、实时控制等要求可靠性高的应用场合是非常重要的。 一般说来，小型计算机比大型计算机有更高的性能价格比。比如说，大型计算机的速度和处理能力可能是微型计算机的数十倍，但价格可能在千倍以上。一百个用户每人拥有一台微型计算机，互连成网络而共享某些资源，就比他们分时共享一台大型计算机的资源要合算得多，既方便又节省费用。这好比用三匹普通的马联合起来拉一辆重马车会比购买一匹昂贵的超级马来拉更划算。,下一页,返回,上一页,1.3 计算机网络的基本功能,随着工作负荷的不断增长，计算机系统常需要不断扩充。单个计算机系统扩充达到某种极
17、限时，就不得不以更大的计算机来取代它。计算机网络中的主机资源是通过通信线路松耦合互联的，不受共享存储器、内部系统总线互连等紧耦合系统所受到的能力限制，易于扩充。 计算机网络管理可以在各资源主机间分担负荷，使得在某时刻负荷特重的主机可以将任务送给远地空闲的计算机去处理。尤其对于地理跨度大的远程网，还可利用时间差来均衡日夜负荷的不均现象。 在网络操作系统的合理调度和管理下，一个计算机网络中的各个主机可以协同工作来解决一个依靠单台计算机无法解决的目标之一。计算机支持下的协同工作CSCW（Computing Supported Cooperative Work）是计算机应用的一个重要研究方向。这些都离
18、不开计算机网络环境。,返回,上一页,1.4 计算机网络的分类,计算机网络的分类方法有多种。其中最主要的是以下两种分类方法：根据网络所使用的传输技术分类和根据网络的覆盖范围与规模分类。 1.4.1 按网络传输技术进行分类 网络所采用的传输技术决定了网络的主要技术特点，因此根据网络所采用的传输技术对网络进行分类是一种很重要的方法。 在通信技术中。通信信道的类型有两类：广播通信信道与点对点通信信道。在广播通信信道中，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。,下一页,返回,1.4 计算机网络的分类,而在点对点通信信道中，一条通信线路只能连接一对结点，如果两个结点之间没有直接连
19、接的线路，那么它们只能通过中间结点转接。 显然，网络要通过通信信道完成数据传输任务，网络所采用的传输技术也只可能有两类：广播方式与点对点方式。因此，相应的计算机网络也可以分为两类：广播式网络（Broadcast Networks）与点对点式网络（Point-to-Point Networks）。,下一页,返回,上一页,1.4 计算机网络的分类,1. 广播式网络 在广播式网络中，所有联网计算机都共享一个公共通信信道。当一台计算机利用共享通信信道发送报文分组时，所有其他的计算机都会“收听”到这个分组。由于发送的分组中带有目的地址与源地址，接收到该分组的计算机将检查目的地址是否与本结点地址相同。如果
20、被接收报文分组的目的地址与本结点地址相同，则接收该分组，否则丢弃该分组。显然，在广播式网络中，发送的报文分组的目的地址可以有3类：单一结点地址、多结点地址与广播地址。,下一页,返回,上一页,1.4 计算机网络的分类,2. 点对点式网络 与广播式网络相反，在点对点式网络中，每条物理线路连接一对计算机。假如两台计算机之间没有直接连接的线路，那么它们之间的分组传输就要通过中间结点的接收、存储与转发，直至目的结点。由于连接多台计算机之间的线路结构可能是复杂的，因此，从源结点到目的结点可能存在多条路由。决定分组从通信子网的源结点到目的结点的路由需要有路由选择算法。采用分组存储转发与路由选择机制是点对点式
21、网络与广播式网络的重要区别之一。,下一页,返回,上一页,1.4 计算机网络的分类,1.4.2 按网络覆盖范围进行分类 计算机网络按照其覆盖的地理范围进行分类，可以很好地反映不同类型网络的技术特征。由于网络覆盖的地理范围不同，它们所采用的传输技术也就不同，因而形成了不同的网络技术特点与网络服务功能。 按覆盖的地理范围划分，计算机网络可以分为以下3类： 局域网（Local Area Network，LAN）； 城域网（Metropolitan Area Network，MAN）； 广域网（Wide Area Network，WAN）；,下一页,返回,上一页,1.4 计算机网络的分类,1. 局域网
22、局域网用于将有限范围内（如一个实验室、一幢大楼、一个校园）的各种计算机、终端与外部设备互联成网。局域网按照采用的技术，应用范围和协议标准的不同可以分为共享局域网与交换局域网。局域网技术发展非常迅速，并且应用日益广泛，是计算机网络中最为活跃的领域之一。 从局域网应用的角度看，局域网的技术特点主要表现在以下几个方面： （1）局域网覆盖有限的地理范围，它适用于机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备联网的需求；,下一页,返回,上一页,1.4 计算机网络的分类,（2）局域网提供高数据传输速率（10Mb/s10Gb/s）、低误码率的高质量数据传输环境； （3）局域网一般属于一个单位所
23、有，易于建立、维护与扩展； （4）从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共享介质式局域网与交换式局域网两类。 局域网可以用于个人计算机局域网、大型计算设备群的后端网络与存储区域网络、高速办公室网络、企业与学校的主干局域网。 2. 城域网 城市地区网络常简称为城域网。城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络。城域网设计的目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互联的需求，以实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能。,下一页,返回,上一页,1.4 计算机网络的分类,3. 广域网 广域网也称为远程网。它所覆盖的地理范围从几十公里到几千公里。广域网覆盖一个国
24、家、地区、或横跨几个洲，形成国际性的远程网络。广域网的通信子网主要使用分组交换技术。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组网。它将分布在不同地区的计算机系统互联起来，达到资源共享的目的。 随着网络技术的发展，LAN和MAN的界限越来越模糊，各种网络技术的统一，已成为发展的趋势。,返回,上一页,1.5 计算机网络的组成与结构,早期的计算机网络主要是广域网，本节所讨论的计算机网络的组成与结构，主要是针对广域网。 由于计算机网络的基本功能分为数据处理与数据通信两大部分，因此它所对应的结构必然分成两个部分：负责数据处理的计算机与终端设备；负责数据通信的通信控制处理机（commun
25、ication control processor，CCP）与通信线路。 从计算机网络组成的角度看，典型的计算机网络按其逻辑功能可以分为“资源子网”和“通信子网”两部分，图1-2表示了计算机网络的组成结构。,下一页,返回,1.5 计算机网络的组成与结构,1.5.1 计算机资源子网 1. 资源子网的组成 资源子网由拥有资源的主计算机、请求资源的用户终端、终端控制器、联网的外设、各种软件资源与信息资源等组成。 （1）主计算机 主计算机系统简称为主机（host），它可以是大型机、中型机、小型机、工作站或微机。主机是资源子网的主要组成单元，它通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机相连接。普通用户终
26、端通过主机连入网内。,下一页,返回,上一页,1.5 计算机网络的组成与结构,主要为本地用户访问网络上其他主机设备与资源提供服务，同时要为网中远程用户共享本地资源提供服务。随着微型机的广泛应用，连入计算机网络的微型机数量日益增多。它可以作为主机的一种类型，直接通过通信控制处理机连入网内，也可以通过联网的大、中、小型计算机系统间接连入网内。 （2）终端 终端（terminal）是用户访问网络的界面。终端一般是指没有存储与处理信息能力的简单输入、输出设备。也可以是带有微处理机的智能终端。,下一页,返回,上一页,1.5 计算机网络的组成与结构,智能终端除具有输入、输出信息的功能外，本身还具有存储与处理
27、信息的能力。各类终端既可以通过主机连入网中，也可以通过终端控制器、报文分组组装/拆卸装置或通信控制处理机连入网内。 （3）网络中的共享设备 网络共享设备一般是指计算机的外部设备，例如高速网络打印机、高档扫描仪等。 2. 资源子网的基本功能 资源子网负责全网的数据处理业务。并向网络用户提供各种网络资源与网络服务。,下一页,返回,上一页,1.5 计算机网络的组成与结构,1.5.2 计算机通信子网 1. 通信子网的组成 通信子网按功能分类可以分为数据交换和数据传输两部分；通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成。 （1）通信控制处理机 通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络结点。它是一
28、种在数据通信系统中专门负责网络中数据通信、传输和控制的专门计算机或具有同等功能的计算机部件。它一般由配置了通信控制功能的软件和硬件的小型机、微型机承担。,下一页,返回,上一页,1.5 计算机网络的组成与结构,一方面，它作为与资源子网的主机、终端的连接接口，将主机和终端连入网内；另一方面，它又作为通信子网中的分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能，实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用。早期的ARPAnet中，承担通信控制处理机功能的设备是接口报文处理机（interface message processor，IMP）。 （2）通信线路 通信线路，既通信介质。通信线路为通信控
29、制处理机（CCP）与通信控制处理机（CCP）、通信控制处理机（CCP）与主机之间提供数据通信的通道。,下一页,返回,上一页,1.5 计算机网络的组成与结构,计算机网络中采用了多种通信线路：如电话线、双绞线、同轴电缆、光导纤维电缆（简称光缆）等有线通信线路组成的通信信道，也可以使用无线通信、微波与卫星通信等无线通信线路组成通信信道。 需要指出的是：广域网可以明确地划分出资源子网与通信子网，而局域网由于采用的工作原理与结构的限制，不能明确地划分出子网的结构。,下一页,返回,上一页,1.5 计算机网络的组成与结构,（3）信号变换设备 信号变换设备的功能是根据不同传输系统的要求对信号进行变换。例如实现
30、数字信号与模拟信号之间变换的调制解调器，无线通信的发送和接收设备，以及光纤中使用的光-电信号之间的变换和收发设备等。 2. 通信子网的基本功能 通信子网提供网络通信功能，完成全网主机之间的数据传输、交换、控制和变换等通信任务。负责全网的数据传输、转发及通信处理等工作。,下一页,返回,上一页,1.5 计算机网络的组成与结构,1.5.3 现代网络结构的特点 随着微型计算机和局域网的广泛应用，使用大型机与中型机的主机-终端系统的用户日益减少，现代网络结构已经发生变化。随着微型计算机的广泛应用，大量的微型计算机是通过局域网连入广域网，而局域网、广域网与广域网的互联是通过路由器实现的。图1-3给出了目前
31、常见的计算机网络的结构示意图。,返回,上一页,1.6 计算机网络的拓扑结构,1.6.1 计算机网络拓扑的定义 1. 拓扑结构与计算机网络拓扑 对于复杂的计算机网络结构设计，人们引入了拓扑结构的概念。拓扑学是几何学的一个分支，它是从图论演变过来的，拓扑学首先把实体抽象成与其大小、形状无关的点， 将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间的关系。计算机网络拓扑就是通过计算机网络中各个节点与通信线路之间的几何关系来表示网络结构，进而反映出网络中各实体之间的结构关系。,下一页,返回,1.6 计算机网络的拓扑结构,2. 网络拓扑的定义 通常将网络中的计算机主机、终端和其他通信控制与处理设备抽象为节
32、点；通信线路抽象为线路，而将节点和线路连接而成的几何图形称为网络的拓扑结构。网络拓扑结构可以反映出网络中各实体之间的结构关系。 3. 网络拓扑的用途 网络拓扑设计是建设计算机网络的第一步，也是实现各种协议的基础，它对网络性能、系统可靠性与通信费用、建设网络的投资等都有重大影响。计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。,下一页,返回,上一页,1.6 计算机网络的拓扑结构,1.6.2 网络拓扑的分类与基本网络拓扑结构的类型 1. 网络拓扑分类 网络拓扑可以根据通信子网中通信信道类型分为两类：广播信道通信子网的拓扑与点对点线路通信子网的拓扑。 （1）广播式的通信子网 在采用广播信道通信子网中，一个
33、公用的通信信道被多个结点共享。在任一时间内只允许一个节点使用公共通信信道，当一个结点利用公用通信信道“发送”数据时，其他结点只能“收听”正在发送的数据。采用广播信道通信子网的基本拓扑构型主要有4种：总线型、树型、环型、无线通信与卫星通信型。,下一页,返回,上一页,1.6 计算机网络的拓扑结构,要利用广播通信信道完成网络通信任务时，必须解决两个基本问题： 确定通信对象，既有源结点和目的结点。 解决多节点争用公用通信信道的问题。 （2）点对点式的通信子网 在采用点对点线路的通信子网中，每条物理线路连接一对节点。如果两个节点之间没有直接相连的物理线路，则它们之间的通信只能通过中间其他节点转接。在采用
34、点对点线路的通信子网中，任意两个要通信的结点之间可能存在多条路径，因此如何选择路径是需要解决的问题。采用点对点线路的通信子网的基本拓扑构型有4类：星型、环型、树型与网状型拓扑。,下一页,返回,上一页,1.6 计算机网络的拓扑结构,2. 基本网络拓扑结构类型 常见的基本网络拓扑结构有：总线型、星型、环型、树型与网状型拓扑等。如图1-4所示。其中总线型网络拓扑属于广播信道子网中，其它的属于点对点通信子网的拓扑构型。 （1）总线型网络拓扑结构 在总线型网络中，使用单根传输线路（总线）作为传输介质，网络中所有结点都通过接口，串接在总线上。网络中每一个结点发送的信号都在总线中传送，并被网络上其它结点所“
35、收听”，但在任一时刻只能由一个节点使用总线传送信息，网络中所有结点共享该总线的带宽和信道，因而总线的带宽成为网络的瓶颈，网络的效率也随着网络节点数目的增加而急剧下降。,下一页,返回,上一页,1.6 计算机网络的拓扑结构,（2）星型拓扑 在星型拓扑构型中，结点通过点对点通信线路与中心结点连接。中心结点控制全网的通信，任何两结点之间的通信都要通过中心结点，因此。星型拓扑构型简单，易于实现，便于管理，但是网络的中心结点是全网可靠性的瓶颈，中心结点的故障可能造成全网瘫痪。 （3）环形拓扑 在环形拓扑构型中，结点通过点对点通信线路连接成闭合环路。环中数据将沿一个方向逐站传送。环形拓扑结构简单，传输延时确
36、定，但是环中每个结点与连接结点之间的通信线路都会成为网络可靠性的瓶颈。环中任何一个结点出现线路故障，都可能造成网络瘫痪。为保证环的正常工作，需要较复杂的环维护处理。环结点的加入和撤出过程都比较复杂。,下一页,返回,上一页,1.6 计算机网络的拓扑结构,（4）树型拓扑 在树型拓扑构型中，结点按层次进行连接，信息交换主要在上、下结点之间进行，相邻及同层结点之间一般不进行数据交换或数据交换量小。树型拓扑可以看成是星型拓扑的一种扩展，树型拓扑网络适用于汇集信息的应用要求。 （5）网状型拓扑 网状型拓扑又称无规则型。在网状型拓扑构型中，结点之间的连接是任意的，没有规律。网状型拓扑的主要优点是系统可靠性高
37、，但是结构复杂，必须采用路由选择算法与流量控制方法。目前实际存在与使用的广域网结构，基本上都是采用网状型拓扑构型的。,下一页,返回,上一页,1.6 计算机网络的拓扑结构,（6）卫星通信网络的拓扑构型 在卫星通信网络中，通信卫星就是一个中心交换站，通过分布在不同地理位置的地面站与各地区网络相互连接。地区网络可以采用上述任何一种网络拓扑结构。 在实际的网络应用于中，网络拓扑结构往往不是单一类型的，而是上述几种类型混合而成的。,返回,上一页,1.7 计算机网络的应用,由于计算机网络具有资源共享、提供人际通信手段、提高可靠性、节省费用、便于扩充、分组负荷及协同处理等方面的基本功能，使得它在工业、农业、
38、交通运输、邮电通信、文化教育、商业、国防以及科学研究等领域获得越来越广泛的应用。工厂企业可用网络来实现生产的监测、过程控制、管理和辅助决策。铁路部门可用网络来实现报表收集、运行管理和行车调度。邮电部门可利用网络来提供世界范围内快速而廉价的电子邮件、传真和IP电话服务。,下一页,返回,1.7 计算机网络的应用,教育科研部门可利用网络的通信和资源共享来进行情报资料的检索、计算机辅助教育和计算机辅助设计、科技协作、虚拟会议以及远程教育。计划部门可利用网络来实现普查、统计、综合、平衡和预测等。国防工程能利用网络来进行信息的快速收集、跟踪、控制与指挥。商用服务系统可利用网络实现制造企业、商店、银行和顾客
39、间的自动电子销售转帐服务或更广泛意义下的电子商务。计算机网络的应用范围是如此广泛，我们难以一一枚举。下面我们仅举一个航空方面的例子。看一下它是多么离不开计算机网络这样一个现代化的信息处理和传输工具。,下一页,返回,上一页,1.7 计算机网络的应用,航空公司在世界范围的主要城市都设有售票点，各地的售票员应能在旅客在场的情况下了解他所要求的航班的座位情况，这样售出的机票才不会冲突。当旅客不能直达目的地时，还需要及时了解其他航空公司的信息以安排转机，航空公司还可能需要安排到达和离开机场的地面交通、转机旅客的旅馆和货运的调度。为了航班的正确运行，必须随时掌握气象情况、飞机燃料及其他用品的供应、机组人员
40、的搭配和维护日程的安排。,下一页,返回,上一页,1.7 计算机网络的应用,当某目标机场因气象原因而关闭时，必须及时通知机长改变地点并通知机场作好相应准备。航空公司可能还需要及时了解客流、计算盈亏、掌握营业情况，以确定增减航班及调整飞机的大小。所有这一切都需要有远程快速和准确的信息收集、传递、处理和控制。离开了计算机网络是难以完成的。,下一页,返回,上一页,1.7 计算机网络的应用,从以上所述可见，计算机网络的应用已经深入到社会的各个方面。我们还可以列出许多例子。比如说。1999年我国在政府上网方面迈进一大步。这一方面可以将许多政务信息、政策法规、办事制度通过网络更快更广泛地向民众宣传、向民众公
41、开；另一方面也可以更及时地获得民众的反馈意见，进一步缩短政府和民众间的距离。而且，通过政府内部网络实现政务办公自动化，逐步向无纸办公的方向发展，也可以大大提高政府部门的办事效率，从而更好更有效地为人民服务。,下一页,返回,上一页,1.7 计算机网络的应用,又如，保障网络的建立，将有利于住房公积金、养老保险金以及医疗保险金等的统一管理、使用与监控，进一步完善我国的社会保障体系。网络的普及与应用也会对每个人的日常生活甚至于娱乐产生很大影响，这方面最吸引人的莫过于视频点播VOD（Video On Demand），一旦这项应用服务得以实现并普及（尚需要若干年），人们就不再需要按照电视台安排的时间和节目表收看电视节目了，而可以执照个人的爱好，自己安排时间随时点播大量影视数据库中的节目。新的电影或电视节目还可能是交互式的，观众可以在某一时刻选择故事情节的发展方向，以使得其结局成为悲剧或喜剧，或者留下一个悬念。,返回,上一页,图1-1 面向终端的网络,返回,图1-2 计算机网络结构示意图-资源子网和通信子网,返回,图1-2 计算机网络结构示意图-资源子网和通信子网,返回,图1-3 现代计算机网络的结构示意图,返回,图1-4 常见网络拓扑结构,返回,
