第5章 网络软件 开发技术 （一） 软件开发技术基础 计算机教学实验中心

提出问题 若建立市场信息网络系统，要做哪些工作？…… 什么是计算机网络？它如何构成？ 计算机网络有哪些功能？为什么要使用网络？ 什么是网络协议？ 什么是网络的体系结构？ ……

什么是计算机网络？ 一般地说，将分散的多台计算机、终端和外部设备用通信线路互连起来，实现彼此间通信，且可以实现资源共享的整个体系叫做计算机网络。 计算机网络必须具备以下3个要素： 至少有两台具有独立操作系统的计算机系统； 计算机之间要有通信手段将其互连（如用双绞线、电话线、同轴电缆或光纤等有线通信，也可以使用微波、卫星等无线媒体）； 网络协议 一系列通讯规则和约定，用以控制网络中设备之间进行信息交换。 示意图 家用微机连接到Internet的操作手续：①向电信部门办理注册手续，②将电话线通过通信设备调制解调器连接到家中的微机上，③装上网络协议软件，即可。

计算机网络的功能 ①数据通信(Communication Medium) 计算机网络最基本的功能，是完成网络中各计算机系统之间的通信。 ②资源共享(Resource Sharing) 网络中所有用户可以共享网络中的资源（硬件、软件和信息资源）。 ③分布处理(Distribution Processing) 指在网络系统中若干台在结构上独立的计算机可以互相协作完成同一个任务的处理。在处理过程中，每台计算机独立承担各自的任务，使用各自的资源环境。

计算机网络的共享资源 硬件资源 是指在网络系统中连接的各种硬件设备，例如，大型计算机系统、海量存储器、打印机、绘图仪、数字化扫瞄仪等。 软件资源 通常将一些大型应用软件安装在软件资源中心的服务器上，用户通过计算机网络系统，申请调用服务器上的这些应用软件。 信息资源 是指在网络计算机系统中存放的大量数据库和文件，它们提供诸如图书资料、科技动态、股票行情、经济快讯、银行储户信息、学校学籍信息等数据。 计算机网络要实现上述三项基本功能，必须以性能可靠、功能完善的各种设备和技术作为基础。支持计算机网络的主要技术是计算机技术和通信技术。

计算机网络的作用 1）实现系统资源共享 提高资源利用率，节省大量重复配备设备和资源的投资。 1）实现系统资源共享 提高资源利用率，节省大量重复配备设备和资源的投资。 2）集中管理和分布处理相结合 典型的应用是全国联网的预售飞机票管理系统。 3）均衡负荷 可以在整体上实现资源的统一调度和管理。 4）高可靠性 在网络环境中，各计算机系统可以通过网络互为后备设备，当某系统不能正常工作时，可以使用后备系统以应急。 5）综合服务 网络应用的时代。 6）远程通信 计算机网络环境下的远程通信提供了一种快速、方便、便宜的通信方式。

一. 网络基础 Internet基础 网络分类 网络传输介质 网络协议和体系结构 OSI参考模型和TCP/IP

⒈因特网概述 因特网？ 因特网是在TCP/IP协议基础上建立的国际互联网。它是“计算机网络的网络”，即将全世界不同国家、不同地区、不同部门和机构的不同类型的计算机网络互联在一起，形成一个世界范围的信息网络。

Internet快速发展 ● 1983年，TCP、IP协议研制成功 （Transmission Control Protocol）、 （Internet Protocol） ARPA的鲍勃•凯恩，斯坦福的温登•泽夫合作发明， ARPA网机全部采用TCP/IP；Internet 作为使 用TCP/IP协议连接的， 各个网络的总称被正式采用Internet，是各网联结总称 ● 1985年， NSFNet 美国国家基金会资助建立，连接美5大超级计算中心的科技网也得到军方的支持（NSFNet，MILNet） ● 1986年，多协议路由器 Cisco公司发明 ● 1984年， HTML 超文本置标语言 （HyperText Markup Languge） 日内瓦欧洲粒子物理实验室，Time Berners-Lee ● 1989年，WWW研制成功 （world wide web）1991年公布

Internet 快速发展 TCP/IP协议在UNIX系统中的实现 更进一步推动了这一发展 ● 1993年，Mosaic开发成功 ● 1990年，电子邮件，FTP，消息组等Internet 应用受到人们的欢迎， TCP/IP协议在UNIX系统中的实现 更进一步推动了这一发展 ● 1993年，Mosaic开发成功 美国伊利诺依大学国家超级计算机中心开发成功了浏览工具， NCSA的青年科学家 Marc Andreeason， Netscape 1994年 推出， Internet Explorer 1996年 ● 90年代， 网络的交换技术，ATM，GB以太网等技术的发展 ● 1995年， Java技术 SUN公司（James Cosling），网络程序设计语言、Write once run anywhere ，Applet 小程序、虚拟机、平台无关，人们称是一场“革命” ● 瘦客户机 手上电脑（HPC） ● Internet2， NGI(Next Generation Internet) 等的研究； ● Internet的商业化运做

Internet的组成 成千上万个互相连接起来的计算机设备: 主机，端系统 通信链路 路由器：在网络上传递(转发)数据分组 PC机, 服务器 移动计算机, PDA 各种各样的网络软件 通信链路 光纤, 铜线, 无线电, 卫星 路由器：在网络上传递(转发)数据分组 协议：控制信息的发送接收 如TCP,IP,HTTP, FTP, PPP

网络结构 网络的边缘: 主机（端系统） 网络的核心: 路由器 由网络构成的网络 访问网络物理介质: 通信链路 主机 主机 通信链路 路由器

因特网的边缘 端系统 (主机): 在“网络的边界” 运行网络应用程序，如 WWW, email等 客户/服务器模型 客户发出请求, 接收服务器的服务 例如, WWW客户(浏览器)/ 服务器; email客户/服务器 peer-peer模型: 主机之间的交互完全对称 例如: Windows 98用户互相访问

因特网时代的到来 因特网的出现标志着网络时代的到来 因特网是全球性的网络 丰富的信息和便利的使用是其规模迅速增长的主要驱动力。 截止到2000年, Internet的规模为 网络数105（以数十万计） 主机数107 （以数千万计） 用户数108 （以数亿计） 主干速率为2.5Gbit/s 美国政府资助的“下一代因特网计划”目标是 主干网的速率比现在的因特网高1000倍 端到端的速率要达到100Mbit/s~10Gbit/s

⒉网络分类 按地域范围分类 按拓扑结构分类 按通信传播方式分类

⑴按地域范围分类 局域网(Local Area Network ，LAN) 范围：小，＜20KM 传输技术：基带，10-1000Mbps，延迟低，出错率低（10-11） 拓扑结构：总线，环形 城域网(Metropolitan Area Network ，MAN) 范围：中等，＜100KM 传输技术：宽带/基带 拓扑结构：总线 广域网(Wide Area Network ，WAN) 范围：大，＞100KM 传输技术：宽带，延迟大，出错率高 拓扑结构：不规则，点到点

⑵按拓扑结构分类 网络中计算机之间的连接是有形状要求的。 星形 有一个中心节点，其它节点与其构成点到点连接。 树形一个根结点、多个中间分支节点和叶子节点构成。 总线所有节点挂接到一条总线上，广播式信道；需要有介质访问控制协议以防止冲突。 环形 所有节点连接成一个闭合的环，结点之间为点到点连接。 全连接 点到点全连接，随节点数的增长，建造成本急剧增长，只适用于节点数很少的广域网中。 不规则点到点部分连接，多用于广域网，由于连接的不完全性，需要有交换节点。

⑶按通信传播方式分类 仅有一条通道，由网络上所有的计算机共享。 在网络中信息传播的方式是不同的。 点对点传播方式的网络： 广播方式网络： 由一对对机器间的多条链路构成。这种网络上的报文分组在信源和信宿之间可能需通过一台或多台中间设备进行传播。 广播方式网络： 仅有一条通道，由网络上所有的计算机共享。 一般来说，局域性网络使用广播方式；广域性网络使用点对点方式。

⒊计算机网络传输介质 计算机网络中信息靠什么传输？ 与电话、电报、电视的传输方式是一致的 电话靠电信通信网 电视靠卫星和有线电视网（同轴电缆） 电报靠无线电 …… 金属导体 双绞线、 同轴电缆 光纤 无线介质 无线电、短波、微波、卫星、光波

红外线和毫米波 红外线传输 光波传输 用于短距离通信，如电视、录象机等的遥控 也可用于无线LAN 缺点：不能穿透固体 缺点：不能穿透雨和浓雾，易受天气影响

常用传输媒体的比较 传输介质 传输速率 传输距离 抗干扰性 价格 应用 双绞线 10-1000Mbps 几十千米 可以 低 电话通信 传输介质 传输速率 传输距离 抗干扰性 价格 应用 双绞线 10-1000Mbps 几十千米 可以 低 电话通信 50同轴电缆 10Mbps 3千米内 较好 较高 局域网 75同轴电缆 300-450MHz 100千米 较好 较高 闭路电视 光纤 几十Gbps 30千米以上 很好 较高 远程通信 短波 < 50MHz 全球 较差 较低 远程低速通信 微波中继 4-6GHz 几百千米 好 中等 远程通信 卫星 500MHz 18000千米 很好 与距离无关 远程通信

⒋ 网络协议及体系结构 什么是协议？ 协议是一种约定，用以确保交流各方清晰地表达思想。 什么是网络协议？ 人际交流协议 协议是一种约定，用以确保交流各方清晰地表达思想。 邮寄协议示例 什么是网络协议？ 网络协议是定义并实现网络通信的一组规则和参数。计算机之间、Internet中所有的通信活动都是由协议所控制。 定义了网络实体间发送和接收报文的格式、顺序以及当传送和接收消息时应采取得动作 什么是通信协议？ 通信协议是一组规则和标准，用以确保计算机之间互联，并在尽可能少发生错误的前提下交换信息。

体系结构标准化网络 为什么需要标准化？ 不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构的标准化的原动力 标准化的时机？ 各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方面的研究日趋成熟是其基础 从20世纪70年代开始，国际标准组织ISO开始制订计算机网络标准，80年代推出了计算机网络体系结构的标准：开放系统互连参考模型。它的英文缩写恰好反过来，简称OSI参考模型。

标准化过程的演变 厂商标准：IBM-SNA，DEC-DNA 缺 点：适用范围：兼容性？ 技术垄断：竞争？ 标准不统一：用户利益？ 国际标准 缺 点：适用范围：兼容性？ 技术垄断：竞争？ 标准不统一：用户利益？ 国际标准 Open System Interconnection/ Recommended Model(开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型) OSI参考模型是一种概念上的网络模型 规定了网络体系结构的框架 只说明了做什麼（WHAT TO DO）而未规定怎样做（HOW TO DO） 事实上的标准：TCP/IP(因特网的骨干协议)

网络协议三要素 语法 数据与控制信息的结构或格式（解决“怎么讲”的问题）； 语义 控制信息的含义，需要做出的动作及响应（解决“讲什么”的问题）； 时序 规定了操作的执行顺序（解决“什么时候”做以及做的“先后顺序”问题）。 浏览交大1主页，在IE浏览器地址栏中按“IP地址”格式书写地址: http://WWW.XJTU.EDU.CN Connection : 202.117.35.169/index.htm 通过交大网站访问“计算机教学实验中心”: 先连接“交大”, 再点击“计教中心”网址, 然后浏览其他内容。

人的协议和网络协议之间的对比 Hi Got the time? 2:00 <file> time TCP connection req. reply. Get http://www.xjtu.edu.cn/index.htm <file> time

网络体系结构 网络通信一步到位固然简单，但如果遇到不同类型的网络、不同类型的数据结构、不同的数据格式怎么处理？ 也可以规定：凡遇到不一致的通信，统统都不处理。那样，岂不是受到太多的限制吗？怎么办？ 实际上，网络之间的通信通常采用“分而治之”方法，把网络通信分解为多层通信结构。每一层有相应的协议，各层之间规定有相应的接口标准。 日常生活中结构举例

网络通信的环境现状 网络的状况是多样性的： 多种通信媒介——有线、无线、…… 不同种类的设备——通用、专用、…… 不同的操作系统——Unix、DOS、Windows、…… 不同的应用环境——固定、移动、…… 不同种类业务——分时、交互、实时、…… 它们互相交织，形成了非常复杂的系统应用环境。这种状态称为网络的异质性。

如何解决“异质环境通信”问题? 网络体系结构定义了一个框架，它使这些用不同媒介连接起来的不同设备和网络系统在不同的应用环境下实现互操作性，并满足各种业务的需求。 这个框架实际上构造了一种异质性的“生存空间”——任何厂商的任何产品、以及任何技术只要遵守这个空间的行为规则，就能够在其中生存并发展。 网络体系结构解决异质性问题采用的是分层方法——把复杂的网络互联问题划分为若干个较小的、单一的问题，在不同层上予以解决。

协议是对等实体之间互相交流所使用的语言。 网络体系结构的几个基本概念 实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。表示不同系统中同一层次的对等体。 对等层：两个不同系统的同名层次。 对等实体：位于不同系统的同名层次中的两个实体。 接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的操作及下层对上层的服务。 服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供给其相邻上层。 协议是对等实体之间互相交流所使用的语言。

开放系统互联参考模型（OSI/RM） OSI/RM国际标准的正式文本是ISO 7498 OSI体系结构将网络的不同功能划分为7层。 应用层Application 表示层Presentation 会话层Session 传输层Transport 物理层Physical 数据链路层Data Link 网络层Network 7 6 5 4 3 2 1 处理网络应用 数据表示 主机间通信 端到端的连接 寻址和最短路径 介质访问（接入） 二进制传输 7层协议与邮寄协议的比较

OSI参考模型 PDU（协议数据单元）、 SPDU（Session PDU）、PPDU（Presentation PDU）

TCP/IP参考模型 OSI/RM太复杂，不实用 TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划——实现若干台主机之间的相互通信。 现在TCP/IP已成为Internet上通信的标准。 TCP/IP定义五层协议的体系结构 应用层Application 传输层transport 数据链路层Data Link 网络层Network 5 4 3 2 1 物理层Physical

TCP/IP与OSI参考模型的对应关系 OSI参考模型 TCP/IP概念层次 应用层 7 6 5 表示层 4 3 会话层 2 1 传输层 物理层 数据链路层 网络层 7 6 5 4 3 2 1 OSI参考模型 网络接口 (数据链路层 +物理层) TCP/IP概念层次 LAN 的协议有IEEE 802.3以太网协议 、IEEE 802.5令牌网协议 WAN采用的协议有HDLC、帧中继、X.25、PPP等协议

TCP/IP与应用层 应用层协议支持了文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、Web浏览等应用。 ●FTP、TFTP、NFS 应用层 传输层 ●SMTP、POP3 WWW应用 ●HTTP 远程登录 ●Telnet、rlogin 网络管理 ●SNMP 域名系统 ●DNS 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层

数据封装 一台计算机要发送数据到另一台计算机，数据首先必须打包，打包的过程称为封装。 封装就是在数据前面加上特定的协议头部。 数 据 协议头 数 据 数 据 协议头 发送邮件的例子：信装入写有源地址和目的地址的信封中发送，还要写明用航空或挂号…。

多层数据封装 网络体系结构中每一层都要依靠下一层提供的服务。为了提供服务，下层把上层的PDU作为本层的数据封装，然后加入本层的头部（和尾部）。头部中含有完成数据传输所需的控制信息。 数据自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程。到达目的地后自下而上递交的过程就是不断拆封的过程。由此可知，在物理线路上传输的数据，其外面实际上被包封了多层“信封”。 某一层只能识别由对等层封装的“信封”，而对于被封装在“信封”内部的数据仅仅是拆封后将其提交给上层，本层不作任何处理。

数据多层封装 数据 数据 段 数据包 帧 比特 段头 数据 段头 数据 包头 帧头 段头 数据 包头 帧尾 电脉冲 拆封 封装 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 11 0 电脉冲

实际例子：TCP/IP协议的封装 应用层 TCP头 传输层 网际层 IP头 TCP头 数链层 帧头 IP头 TCP头 帧尾 应用层数据

IP地址 IP网络中每台主机都必须有一个惟一的IP地址； IP地址是一个逻辑地址； IP是层次性地址：网络号+主机号 32位，4个字节，常用点分的十进制标记法： 如 00001010 00000010 00000000 00000001 记为 10.2.0.1 IP地址划分为五类：A-E类，常用的为A、B、C类 A类地址：允许27-2个网络， 每个网络224-2个主机； B类地址：允许214 个网络，每个网络216-2个主机； C类地址：允许221 个网络，每个网络28-2 个主机。

IP地址分类 A类 B类 C类 地址范围 A类： 0.0.0.0 ～ 126.255.255.255 1 7bits 24 bits 14 bits 16 bits 网络号 主机号 21bits 8bits 地址范围 A类： 0.0.0.0 ～ 126.255.255.255 B类： 128.0.0.0 ～ 191.255.255.255 C类： 192.0.0.0 ～ 223.255.255.255

保留的IP地址 以下这些IP地址具有特殊的含义: 本机 本网中的主机 局域网中的广播 对指定网络广播 网络地址 回路 00...00 0000 ... 0000 本机 00...00 主 机 号 本网中的主机 11...11 1111 ... 1111 局域网中的广播 1111 ... 1111 网络号 对指定网络广播 网络号 0000 ... 0000 网络地址 127 任 意 值 回路 一般来说，主机号部分为全“1”的IP地址保留用作广播地址；主机号部分为全“0”的IP地址保留用作网络地址。

域名服务DNS DNS是一种帮助人们在Internet上用名字来唯一标识自己的计算机，并保证主机名和IP地址一一对应的网络服务。DNS用于在主机名和IP地址间进行转换。 三个组成部分：域名空间,名字服务器,解析程序 域名服务器负责管理存放主机名和IP地址的数据库文件，以及域中的主机名和IP地址映射。域名服务 器是一个分布式的系统。 域名空间：分布式的、层次型（分级）的树形结构，根没有名字，顶层域由组织域（如org、com、edu）和国家域（如cn）构成。在往下分还可分为若干层子域，如下页图。通常用点来分隔域的层次，如 www.xyz.com。

交大的Web服务器：WWW.XJTU.EDU.CN … … 根 INT MIL NET COM JP CN IBM intel edu eng www xjtu jack www ftp

DNS顶级域名 域名 含义 com 商业组织，比如HP，Sun，IBM公司等 edu 教育机构，比如U.C.Berkeley，Stanford University，MIT等 gov 政府部门，比如 NASA，the National Science Foundation mil 军队组织，比如 the U.S Army 和 Navy net 网络组织和ISP等 org 非商业组织 arpa 用于返向地址查询的 cn 居于国家代码的域名，cn 表示“中国” 顶级域名之下是二级域名。二级域名通常是由NIC授权给的其他单位或组织自己管理的。一个拥有二级域名的单位可以根据自己的情况再将二级域名分为更低级的域名授权给单位下面的部门管理。 DNS域名树的最下面的叶节点为单个的计算机。域名的级数通常不多于5个。 在DNS树中，每一个节点都用一个简单的字符串（不带点）标识。这样，在DNS域名空间的任何一台计算机都可以用从叶节点到根的节点标识，中间用点“.”相连接的字符串来标识： 叶节点名.三级域名.二级域名.顶级域名

域名解析 DNS名字服务器：存放域树结构和主机信息的数据库。为减小查询流量负载，提高可靠性，DNS名字空间被划分成若干不交叉的区域（Zone），分别存放在该区域的DNS服务器中。 解析程序：从名字服务器中提取信息把主机域名翻译成IP地址。 解析过程为： 首先从本地Hosts文件查找。 没找到就向本地DNS名字服务器发出请求； 若本地DNS服务器也找不到，它就把请求发给顶层域名字服务器，然后由顶层域名字服务器把请求传递给相应子域的名字服务器。 最后由该名字服务器把域名对应的IP地址按相反的路径传递给发出请求的站点。

authorititive name server DNS查询举例 requesting host ctec.xjtu.edu.cn www.umass.edu root name server authorititive name server dns.umass.edu local name server 202.117.0.20 1 2 3 4 5 6 主机 ctec.xjtu.edu.cn 要求 www.umass.edu 的IP 地址 1. 联系本地域名服务器, 202.117.0.20 2.如有必要202.117.0.20 会联系根域名服务器root name server 3.如有必要根域名服务器会联系授权域名服务器, dns.umass.edu

⒌ Internet传输层协议 传输层和网络层之间的关系 TCP协议 UDP协议 端口

传输层和网络层之间关系 主机和主机之间的通信是在网络层完成的。因此,网络层为主机之间提供了逻辑通信 。 但是，一个主机上可能有多个应用进程。IP协议只能将分组数据送到主机，而不能解决将分组数据送到哪个应用进程。如何解决这个问题？？ 解决将分组数据送到指定应用进程的工作是传输层完成的。 传输层向上面的应用层提供通信服务，实际上是为应用进程之间提供了逻辑通信。

传输层和网络层区别示意图 逻辑通信是指：尽管通信实体之间并没有物理上直接进行连接，但是从实体上层的角度来看，它们之间就好像具有物理连接一样可以直接通信。

端口（Port） 传输层是如何知道数据应该传送给应用层的哪一个应用进程呢？？？ TCP和UDP协议都借助于端口（port）与上层的应用进程进行交互。 端口是一个编号和与编号对应的数据结构。

端口号 端口号指示了正在使用的上层协议。端口号可以用来识别应用进程。它是一个16位二进制数，取值为0~65535。 F T P T e l n t S M T P D N S T F P S N M P 保留的端口号： ＜255，公共应用 255-1023，公司 ＞1023，未规定 应用层 21 23 25 53 69 161 传输层 TCP UDP

传输层复用和分用 复用：应用层中不同进程的报文通过不同的端口向下交给传输层，再往下就共用网络层提供的服务。 分用：当这些报文被网络传输到目的主机后，目的主机的传输层就使用其分用功能，通过不同的端口将报文分别交付到相应的应用进程。

TCP协议和UDP协议 Internet的传输层协议包括TCP和UDP，它们都借助于端口（port）与上层的应用进程进行交互。 TCP（Transmission Control Protocol）提供一种面向连接的、可靠的字符流服务。通信前必须先连接，再通信。 UDP（User Datagram Protocol）为应用层提供一种非常简单的服务。它不需事先连接，发报后无需确认。

两类服务: 面向连接的和无连接的服务 目的：在主机系统之间传输数据。 TCP – 传输控制协议 [RFC 793] 用于因特网的面向连接的服务 传输前需建立连接 可靠的, 有序的 字节流传输 流量控制与拥塞控制 UDP – 用户数据报协议 [RFC 768] 用于因特网的无连接的服务 不可靠的数据传输 无流量控制 无拥塞控制

TCP和UDP的应用范围 使用TCP服务的应用: 使用UDP服务的应用: 流媒体, 电信会议, 因特网电话 HTTP (WWW) FTP (file transfer) Telnet (remote login) SMTP (email) 使用UDP服务的应用: 流媒体, 电信会议, 因特网电话

⒍ C/S计算模式 C/S模式即客户/服务器（client/server model）计算模型。 按照C/S计算模型，一个应用被分成两部分： 客户——和用户直接交互，向用户显示信息以及从用户收集信息； 服务器——负责存储、提取和处理数据，执行客户请求的各项任务。 客户是指向服务器发送请求并从服务器接收响应结果的任何软件程序；服务器是指任何运行在联网计算机上并提供某种服务的软件程序。 WWW、E-mail、FTP、Telnet等应用系统都采用这种模型。

结束 本次课程内容到此告一段落。 本章其余内容下次课程再继续讲授。 再见！

计算机网络示意图 其他外设 打印机 介质 客户机 资源服务器 网络协议 返回

星形结构 有一个中心节点，其它节点与其构成点到点连接 主要特点：集中式控制，容易安装、便于管理，某个主机或线路发生故障，不会影响整个系统的正常工作。 缺点：架设线路的总长度较长，费用较大，且对中心主机的可靠性要求很高;一旦发生故障，整个网络系统将会瘫痪。 星形拓扑 返回

树形结构 一个根结点、多个中间分支节点和叶子节点构成。 树形网络是总线形网络的变形，都属于用广播信道的网络。 特点：连接线路简单，容易扩充和进行故障隔离。但结构较复杂，对主机（根）的依赖性太大，不利于提高网络的资源共享能力。 实际上，把总线形网络通过多层集线器与主机相连接，就形成了物理上的树形拓扑结构了。 服务器 树形拓扑 返回

总线结构 所有节点挂接到一条总线上，广播式信道。没有中央主机。 总线结构的网络采用广播式传输；当网络中任意一台主机发送信息时，其他主机要么等待，要么只能接收而不能再发送信息，直到总线空闲为止。 特点：网络简单、便宜、容易安装、扩充，适合于构造宽带局域网。但是对总线依赖性大，总线出现故障将导致整个网络瘫痪。需要有介质访问控制协议以防止冲突。 总线形拓扑 返回

环形结构 环形 所有节点连接成一个闭合的环，结点之间为点到点连接。 主要特点： 环中各台主机发出的信息沿环顺一个方向流动。这种访问方式没有竞争现象，所以在负载较重时仍然能传送信息。 缺点：网上响应时间会随着环上结点的增加而变慢，且当环上某一结点有故障时，整个网络都会受到影响。 环形网 环形拓扑 返回

全连接结构 点到点全连接，随节点数的增长（Nx(N-1)/2），建造成本急剧增长，只适用于节点数很少的广域网中。 全连接 返回

不规则结构 点到点部分连接，多用于广域网，由于连接的不完全性，需要有交换节点。 不规则拓扑 返回

人际交流的协议 早上甲乙两人见面： 陌生人问路： 甲：“早上好!” 乙：“早上好！” 甲：“请问，西安交大怎么走？” 乙：“乘7路公共汽车，在交大站（兴庆公园）下车就是！” 甲：“谢谢！” 乙：“不客气。” 返回

邮寄信件协议 邮寄信件的信封必须按规定的格式书写。 邮寄信件协议如下： 7 1 4 9 收信人地址： 西安交通大学 计算机教学实验中心 4 9 收信人地址： 西安交通大学 贴邮 票处 计算机教学实验中心 刘志强 收 发信人地址：天津市和平区中环公寓2门401 邮编：030010 返回

体系结构举例 中国公司的经理为了要和在美国的韩国公司的经理谈生意，要双方请翻译进行交流，从而使简单的交流要经过三层次处理。 一：中方经理口述报文内容 二：秘书翻译为英文 三：电信局用国际通用电文码发报至美国 四：美国电信局将报文码译成英文内容 五：秘书将英文内容译为韩文 六：美方韩国经理得知电报内容 返回

OSI/RM与邮寄协议的比较示意图 返回 物理层 结点邮箱层 数据链路层 结点邮局层 网络层 邮件分检层 传输层 邮政传输层 会话层 接收用户信件 数据链路层 结点邮局层 网络层 邮件分检层 传输层 邮政传输层 会话层 实现投递层 表示层 异类邮件处理层 应用层 综合服务层 传递以邮政袋为单位的信件 1 2 3 4 5 6 7 分检、按路径分类信件，并负责连接 接收信件，海路空投递 实现一次投递传送 不同类邮件的标准化处理 提供各种便民服务、如邮包、月饼等 提供各种应用服务、如FTP、E-mail等 处理异类数据的表示、格式转换及安全 实现一次连接的通信操作 提供下接、上传数据操作 提供连接和路由选择操作 提供连接和路由选择操作，传输以帧为单位的数据包 通过物理介质，传送、接收原始的Bit流 返回

ARPANet ARPANet 是冷战的产物。 1957年10月4日，苏联第1颗人造地球卫星“Sputnik I” 发射上天（80kg）。同年11月3日，发射了第2颗“Sputnik （500kg），并带了一只活狗。 1858年1月31日，迫于政治压力，美国将只有8公斤的人造地球卫星”Explorer I“送上天。 出于“霸权”政治的需要，美国于1969年开始实施ARPANet（Advanced Research Projects Agency Network）网络计划，即Internet的前身。 ARPANet（阿帕网）是美国国防部出资为军方建立的计算机网络，其目的是：建立在战争条件下能够生存的全国性计算机网络。即一个没有“指挥中心”的机构，网络中任何一个节点被毁坏都不会影响其它节点的工作。 返回

4个结点 1969年12月，美国在加利福尼亚大学洛杉矶分校、斯坦福研究所、加利福尼亚大学圣巴巴拉分校和犹他大学等四所大学建立了阿帕网，联接了四个不同的计算机系统：SIGMA-7、SDS904、IBM360/75和PDP-10。 返回

双绞线 内导体芯线 外套 铜屏蔽 箔屏蔽 绝缘 返回

屏蔽双绞线 (STP) 非屏蔽双绞线 (UTP) 3类、5类 双绞线外没有任何附加屏蔽 以箔屏蔽以减少 干扰和串音 返回

宽带 一条电缆同时传输不同频率的几路模拟信号，75 ，用于模拟传输，300—450MHz，100km，需要放大器 同轴电缆 基带 一条电缆只用于一个信道，50，用于数字传输 宽带 一条电缆同时传输不同频率的几路模拟信号，75 ，用于模拟传输，300—450MHz，100km，需要放大器 铜芯 绝缘层 外导体屏蔽层 保护套 返回

光纤 依靠光波承载信息 高传送速率 通信容量大 传输损耗小 适合长距离传输 抗干扰性能好 保密性好 轻便 单芯光缆 多芯光缆 玻璃封套 塑料外套 玻璃内芯 依靠光波承载信息 高传送速率 通信容量大 传输损耗小 适合长距离传输 抗干扰性能好 保密性好 轻便 多芯光缆 玻璃内芯 塑料外套 玻璃封套 外壳 返回

无线介质 使用电磁波 无需物理连接 固定终端点（基站）和终端之间是无线链路 BS 基站覆盖的无线电区域 BS 基站 用户计算机和终端 返回

地面微波接力 两个地面站之间传送 距离：50 -100 km 地面站之间的直视线路 微波传送塔 地球 返回

卫星 地球 地面站 使用微波 使用转发器 接收和转发

地球同步卫星 与地面站相对固定位置 使用3个卫星覆盖全球 22,300 公里 地球 返回