計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

內(nèi)容概要

　　《特色專業(yè)·普通高等教育計(jì)算機(jī)類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》按照協(xié)議層次體系結(jié)構(gòu)自頂向下的方式，從讀者所熟悉的應(yīng)用層協(xié)議開(kāi)始，依次講述傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、局域網(wǎng)、物理層、多媒體網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)安全。在每一層的內(nèi)容組織上，本書(shū)遵循層次功能和服務(wù)概述、實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)和原理、協(xié)議實(shí)例、設(shè)備實(shí)例、安全隱患的順序，并配備豐富且符合教學(xué)實(shí)際的實(shí)踐任務(wù)，使讀者能夠理論聯(lián)系實(shí)際，同時(shí)完整了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議、操作過(guò)程及安全隱患。在寫作方法上，本書(shū)力求由易到難、由淺入深，便于讀者理解?！　　短厣珜I(yè)·普通高等教育計(jì)算機(jī)類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》可作為高等院校相關(guān)專業(yè)本科生或研究生的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教材。書(shū)中包含了《全國(guó)碩士研究生入學(xué)統(tǒng)一考試計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)綜合考試大綱》所要求的全部?jī)?nèi)容，亦可作為研究生入學(xué)考試的參考資料。

書(shū)籍目錄

前言第1章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)概述1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的概念及其應(yīng)用1.2 網(wǎng)絡(luò)邊緣1.3 網(wǎng)絡(luò)核心1.4 網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)1.5 協(xié)議和層次體系結(jié)構(gòu)1.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全隱患1.7 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的歷史及進(jìn)展1.8 本章小結(jié)1.9 思考與練習(xí)1.10 實(shí)踐第2章 應(yīng)用層2.1 應(yīng)用層協(xié)議的基本原理2.2 域名系統(tǒng)2.3 WWW應(yīng)用及HTTP2.4 電子郵件應(yīng)用及協(xié)議2.5 文件傳輸協(xié)議2.6 終端仿真協(xié)議2.7 應(yīng)用層的安全隱患2.8 本章小結(jié)2.9 思考與練習(xí)2.10 實(shí)踐第3章 傳輸層3.1 傳輸層的功能及服務(wù)3.2 可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑?.3 傳輸層協(xié)議實(shí)例:UDP3.4 傳輸層協(xié)議實(shí)例:TCP3.5 擁塞控制原理3.6 傳輸層的安全隱患3.7 本章小結(jié)3.8 思考與練習(xí)3.9 實(shí)踐第4章 網(wǎng)絡(luò)層4.1 網(wǎng)絡(luò)層概述4.2 路由選擇算法4.3 Internet的網(wǎng)絡(luò)層4.4 網(wǎng)絡(luò)層互聯(lián)設(shè)備4.5 IP的新進(jìn)展4.6 網(wǎng)絡(luò)層的安全隱患4.7 本章小結(jié)4.8 思考與練習(xí)4.9 實(shí)踐第5章 數(shù)據(jù)鏈路層5.1 數(shù)據(jù)鏈路層的功能及服務(wù)5.2 數(shù)據(jù)鏈路層的成幀原理5.3 差錯(cuò)檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)5.4 數(shù)據(jù)鏈路層編址5.5 數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議實(shí)例5.6 數(shù)據(jù)鏈路層的安全隱患5.7 本章小結(jié)5.8 思考與練習(xí)5.9 實(shí)踐第6章 局域網(wǎng)技術(shù)6.1 局域網(wǎng)參考模型6.2 以太網(wǎng)6.3 無(wú)線局域網(wǎng)6.4 數(shù)據(jù)鏈路層互聯(lián)設(shè)備6.5 局域網(wǎng)的安全隱患6.6 本章小結(jié)6.7 思考與練習(xí)6.8 實(shí)踐第7章 物理層7.1 數(shù)字通信的基礎(chǔ)概念7.2 數(shù)字通信的理論基礎(chǔ)7.3 調(diào)制與編碼技術(shù)7.4 信道復(fù)用技術(shù)7.5 物理層互聯(lián)設(shè)備7.6 物理層的安全隱患7.7 本章小結(jié)7.8 思考與練習(xí)7.9 實(shí)踐第8章 多媒體網(wǎng)絡(luò)8.1 多媒體應(yīng)用8.2 多媒體應(yīng)用相關(guān)的通信協(xié)議8.3 多媒體網(wǎng)絡(luò)的安全隱患8.4 本章小結(jié)8.5 思考與練習(xí)8.6 實(shí)踐第9章 網(wǎng)絡(luò)安全9.1 網(wǎng)絡(luò)安全概述9.2 網(wǎng)絡(luò)安全體系9.3 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)9.4 網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議9.5 本章小結(jié)9.6 思考與練習(xí)9.7 實(shí)踐參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算和通信技術(shù)的一種融合，它將物理上互連的眾多資源匯聚起來(lái)，使計(jì)算機(jī)的功能得以擴(kuò)展和延伸。以因特網(wǎng)（Internet）為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上匯集的海量計(jì)算資源、數(shù)據(jù)資源、軟件資源、各種數(shù)字化設(shè)備和控制系統(tǒng)等共同構(gòu)成了生產(chǎn)、傳播和使用知識(shí)的重要載體，已成為人們溝通信息和協(xié)同工作的有效工具。計(jì)算機(jī)不再僅僅是一種計(jì)算工具，更是一種通信和控制的平臺(tái)，將計(jì)算、通信和控制（Computing，Communi cationand Control）融為一體。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從最初的局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，發(fā)展到廣域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，繼續(xù)發(fā)展為“無(wú)處不在的計(jì)算”，正在被開(kāi)發(fā)運(yùn)用到各式各樣的設(shè)備、各種各樣的環(huán)境，以及繁多的用途上，如移動(dòng)電話、PDA（Personal Digita lAssistant），個(gè)人數(shù)字助手、電視、家電、汽車等，為構(gòu)建具有高性能處理能力、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等的21世紀(jì)人類社會(huì)的信息處理基礎(chǔ)設(shè)施奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。本章介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的概念及其應(yīng)用，重點(diǎn)理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成、衡量網(wǎng)絡(luò)性能的指標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)的概念，了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全隱患和發(fā)展進(jìn)程。1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的概念及其應(yīng)用電信網(wǎng)絡(luò)（電話網(wǎng)）、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是最主要的三種網(wǎng)絡(luò)，這三種網(wǎng)絡(luò)相互滲透、相互兼容，逐步整合成為全世界統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡(luò)，即三網(wǎng)融合。三網(wǎng)融合是為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享，形成適應(yīng)性廣、易維護(hù)、費(fèi)用低的高速寬帶多媒體基礎(chǔ)平臺(tái)，使各種以IP為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)都能在不同的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)互通。在上述三種網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得最快，已成為信息時(shí)代的核心技術(shù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)同一種技術(shù)相互連接起來(lái)的一組自主計(jì)算機(jī)的集合；Internet是一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是一種由許多個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)；Web是運(yùn)行在Internet之上的一種分布式系統(tǒng)。1.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)通信設(shè)施（通信網(wǎng)絡(luò)）將地理上分散的多個(gè)自主的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)軟件互連起來(lái)，進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)資源共享、互操作和協(xié)同工作的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)群體在地理上是分散的，可能在一個(gè)房間內(nèi)，在一個(gè)單位的樓群里，在一個(gè)或多個(gè)城市里，甚至在全國(guó)乃至全球范圍內(nèi)。這些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是自治的，即每臺(tái)計(jì)算機(jī)是獨(dú)立的，它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)協(xié)議的控制下協(xié)同工作，通過(guò)通信設(shè)施（網(wǎng)）互聯(lián)。通信設(shè)施一般由通信線路、相關(guān)的傳輸交換設(shè)備等組成，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)通信設(shè)施進(jìn)行信息交換、資源共享、互操作和協(xié)作處理，完成各種應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，用戶看到的是實(shí)際的機(jī)器，如果用戶希望在一臺(tái)遠(yuǎn)程機(jī)器上運(yùn)行一個(gè)程序，必須登錄到遠(yuǎn)程機(jī)器上，然后在遠(yuǎn)程機(jī)器上運(yùn)行該程序。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并沒(méi)有使這些機(jī)器統(tǒng)一，或者使它們的行為統(tǒng)一。不同硬件或不同操作系統(tǒng)的差異對(duì)于用戶而言完全可見(jiàn)。Internet是一種特殊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是由互相通信的計(jì)算機(jī)連接而成的全球網(wǎng)絡(luò)。它不是一種單一的網(wǎng)絡(luò)，而是由許多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而成的一種邏輯網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)連接若干臺(tái)計(jì)算機(jī)（主機(jī)）。目前，超過(guò)20億人在使用Internet，并且它的用戶數(shù)還在以幾何級(jí)數(shù)上升。Internet基于一些共同的協(xié)議，通過(guò)許多路由器和公共網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而成，是一個(gè)全球信息資源和資源共享的集合。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)只是傳播信息的載體，而Internet的優(yōu)越性和實(shí)用性則在于本身的信息資源。Internet作為專有名詞，首字母必須大寫，它起源于1969年誕生的美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局主持研制的ARPANET。ARPANET最初是一個(gè)軍用研究系統(tǒng)，后來(lái)又成為連接高等院校計(jì)算機(jī)的學(xué)術(shù)系統(tǒng)，現(xiàn)在則已發(fā)展成為一個(gè)覆蓋五大洲150多個(gè)國(guó)家的開(kāi)放型全球計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。互聯(lián)網(wǎng)（internet）泛指由多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的大型網(wǎng)絡(luò)。Internet只是互聯(lián)網(wǎng)中最大的一個(gè)，但并不是全球唯一的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，如在歐洲，跨國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)就有“歐盟網(wǎng)”（Euro-net）、“歐洲學(xué)術(shù)與研究網(wǎng)”（EARN）、“歐洲信息網(wǎng)”（EIN），在美國(guó)有“國(guó)際學(xué)術(shù)網(wǎng)”（BITNET），世界范圍內(nèi)有“飛多網(wǎng)”（Fido全球范圍的BBS系統(tǒng)）等。萬(wàn)維網(wǎng)（World WideWeb，WWW）是一種運(yùn)行在Internet之上的分布式系統(tǒng)，是Internet的重要組成部分。在一種分布式系統(tǒng)中，一組獨(dú)立的計(jì)算機(jī)展現(xiàn)給用戶的是一個(gè)統(tǒng)一的整體，如同一個(gè)系統(tǒng)。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，分布式系統(tǒng)只有一個(gè)模型或范型，在操作系統(tǒng)之上有一層軟件中間件（Middleware）負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)這個(gè)模型。WWW看起來(lái)就好像是一個(gè)Web頁(yè)面，是集文本、聲音、圖像、視頻等多媒體信息于一身的全球信息資源網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)瀏覽器可以搜索和瀏覽各種信息。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的劃分標(biāo)準(zhǔn)有多種，可以按照空間距離分為局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）、城域網(wǎng)（Metropolitan Area Network，MAN）、廣域網(wǎng)（WideArea Network，WAN）、個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（Personal Area Network，PAN）；按傳輸介質(zhì)分為有線網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)等；按照交換功能分為電路交換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)；按照網(wǎng)絡(luò)的使用權(quán)分為公用網(wǎng)（Public Network）和專用網(wǎng)（Private Network）；按照協(xié)議分為IP、AppleTalk、SNA等；按傳輸速率可分為低速網(wǎng)、中速網(wǎng)和高速網(wǎng)；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬可分為基帶網(wǎng)（窄帶網(wǎng)）和寬帶網(wǎng)等。后續(xù)章節(jié)將分別討論這些網(wǎng)絡(luò)。1.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在資源共享、數(shù)據(jù)傳輸、分布式處理、高性價(jià)比等方面具有特殊優(yōu)勢(shì)，使其在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、郵電通信、文化教育、商業(yè)、國(guó)防及科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。隨著Internet應(yīng)用的迅速普及，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到人們的工作、學(xué)習(xí)和生活等各個(gè)方面。1、電子商務(wù)電子商務(wù)E-commerce是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的一種新的商業(yè)模式，把原來(lái)傳統(tǒng)的銷售、購(gòu)物渠道移到互聯(lián)網(wǎng)上，打破國(guó)家與地區(qū)有形無(wú)形的壁壘，使生產(chǎn)企業(yè)達(dá)到全球化、網(wǎng)絡(luò)化、無(wú)形化、個(gè)性化和一體化。電子商務(wù)對(duì)社會(huì)的影響不亞于蒸汽機(jī)給整個(gè)社會(huì)帶來(lái)的影響。電子商務(wù)一般可分為企業(yè)對(duì)企業(yè)（Business-to-Business，BtoB）、企業(yè)對(duì)消費(fèi)者（Business-to-Consumer，BtoC）、消費(fèi)者對(duì)消費(fèi)者（Consumer-to-Consumer，CtoC）和消費(fèi)者對(duì)企業(yè)（Consumer-to-Business，CtoB）等模式。CtoC商務(wù)平臺(tái)為買賣雙方提供一個(gè)在線交易平臺(tái)，使賣方可以上網(wǎng)拍賣，買方可以進(jìn)行競(jìng)價(jià)。淘寶網(wǎng)是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的CtoC商務(wù)平臺(tái)。CtoB模式的核心是通過(guò)聚合用戶形成一個(gè)強(qiáng)大的采購(gòu)集團(tuán)，使之享受到以大批發(fā)商的價(jià)格購(gòu)買單件商品的利益，淘寶、易趣、拍拍等網(wǎng)站上的團(tuán)購(gòu)業(yè)務(wù)都屬于這個(gè)范疇。隨著Internet使用人數(shù)的增加，利用Internet進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物并以銀行卡付款的消費(fèi)方式已漸流行，市場(chǎng)份額也在迅速增長(zhǎng)，電子商務(wù)網(wǎng)站也層出不窮。電子商務(wù)最常見(jiàn)之安全機(jī)制有SSL（Secure Socket Layer，安全套接字協(xié)議）及SET（Secure Electronic Trasaction，安全電子交易協(xié)議）兩種。創(chuàng)新的軟件應(yīng)用模式SaaS（Softwareasa Service）軟件服務(wù)模式，延長(zhǎng)了電子商務(wù)的鏈條，形成了“全程電子商務(wù)”概念模式。2、電子政務(wù)電子政務(wù)（e-Government）是政府機(jī)構(gòu)在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的環(huán)境下進(jìn)行日常辦公、信息收集與發(fā)布、公共管理等事務(wù)的國(guó)家行政管理形式。電子政務(wù)將管理和服務(wù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行集成，在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)政府組織結(jié)構(gòu)和工作流程的優(yōu)化重組，超越時(shí)間和空間及部門間的分隔限制，向社會(huì)提供全方位優(yōu)質(zhì)且規(guī)范而透明的符合國(guó)際水準(zhǔn)的管理和服務(wù)。電子政務(wù)包含多方面的內(nèi)容，如政府辦公自動(dòng)化、政府部門間的信息共建共享、政府實(shí)時(shí)信息發(fā)布、各級(jí)政府間的遠(yuǎn)程視頻會(huì)議、公民網(wǎng)上查詢政府信息、電子化民意調(diào)查和社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)等。電子政務(wù)系統(tǒng)涉及各級(jí)政務(wù)部門與企業(yè)和公眾之間、不同政務(wù)部門之間、上下級(jí)政務(wù)部門之間互為保密的信息或互為不宜公開(kāi)的事務(wù)。因此，電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)既要實(shí)現(xiàn)各級(jí)政務(wù)部門信息資源共享，還要保證不同政務(wù)部門之間、不同級(jí)別政務(wù)部門之間的隔離。為了兼顧共享與保密，電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)由物理隔離的政務(wù)內(nèi)網(wǎng)和政務(wù)外網(wǎng)構(gòu)成，政務(wù)外網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)之間邏輯隔離。3、遠(yuǎn)程醫(yī)療遠(yuǎn)程醫(yī)療（Telemedicine）是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、多媒體技術(shù)同醫(yī)療技術(shù)的結(jié)合。遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)已經(jīng)從最初的電視監(jiān)護(hù)、電話遠(yuǎn)程診斷發(fā)展到利用高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字、圖像、語(yǔ)音的綜合傳輸，并且實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的語(yǔ)音和高清晰圖像的交流，為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的應(yīng)用提供了更廣闊的發(fā)展空間。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程急救服務(wù)和遠(yuǎn)程診療，提升醫(yī)療資源的有效利用率。遠(yuǎn)程醫(yī)療可以使身處偏僻地區(qū)和沒(méi)有良好醫(yī)療條件的患者獲得良好的診斷和治療，如農(nóng)村、山區(qū)、野外勘測(cè)地、空中、海上、戰(zhàn)場(chǎng)等，也可以使醫(yī)學(xué)專家同時(shí)對(duì)在不同空間位置的患者進(jìn)行會(huì)診。4、開(kāi)放教育開(kāi)放教育是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳播高等教育知識(shí)的創(chuàng)新方式，集中了一批優(yōu)秀課件、先進(jìn)教學(xué)技術(shù)、教學(xué)手段等資源。不同于一般的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程，開(kāi)放式課程計(jì)劃只為學(xué)習(xí)者提供自學(xué)的機(jī)會(huì)，教材全部免費(fèi)，不授予任何學(xué)歷，使高等教育大眾化，讓更多的學(xué)習(xí)者享有平等的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）的開(kāi)放課程（Open Course Ware，OCW）項(xiàng)目和中國(guó)開(kāi)放教育資源聯(lián)合體（China Open Resources for Education，CORE）搭建了國(guó)際教育資源交流與共享的平臺(tái)。5、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)正在成為一種作戰(zhàn)形式，它可以輕而易舉地破壞敵方的指揮控制、情報(bào)信息和防空等軍用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，甚至可以悄無(wú)聲息地破壞、癱瘓、控制敵方的商務(wù)、政務(wù)等民用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不戰(zhàn)而屈人之兵。6、新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式云計(jì)算以應(yīng)用為目的，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將大量必要的硬件和軟件按照一定的組織形式連接起來(lái)，并隨應(yīng)用需求的變化不斷調(diào)整組織形式以創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)耗最小、功效最大的虛擬資源服務(wù)集合。為了實(shí)現(xiàn)更大范圍內(nèi)的人與物、物與物之間信息交換需求的互聯(lián)，物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）將物理世界中具有一定感知能力、計(jì)算能力或執(zhí)行能力的各種信息傳感設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施實(shí)現(xiàn)信息傳輸、協(xié)同和處理，實(shí)現(xiàn)有序組織。1.1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成一種典型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件及協(xié)議三大部分組成。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)的基本模塊，提供共享資源；數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是連接網(wǎng)絡(luò)基本模塊的橋梁，提供各種連接技術(shù)和信息交換技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)軟件是網(wǎng)絡(luò)的組織者和管理者，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持下為網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種服務(wù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理和輸出任務(wù)，根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中的用途可分為服務(wù)器（Server）和客戶機(jī)（Client）。服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)控制，并構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的主要資源，主要由大型機(jī)、中小型機(jī)和高檔微機(jī)組成，網(wǎng)絡(luò)軟件和應(yīng)用服務(wù)程序主要安裝在服務(wù)器中?？蛻魴C(jī)是網(wǎng)絡(luò)中數(shù)量大、分布廣的設(shè)備，是用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作、實(shí)現(xiàn)人-機(jī)對(duì)話的工具，個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）既能作為客戶機(jī)又可作為獨(dú)立的計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)適配器、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備等組成。網(wǎng)絡(luò)適配器主要負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸控制，完成線路傳輸控制、差錯(cuò)檢測(cè)與恢復(fù)、代碼轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)幀的裝配與拆裝等。傳輸介質(zhì)是傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的物理通道，將網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)備連接起來(lái)。常用的有線傳輸介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜、光纖等；無(wú)線傳輸介質(zhì)有無(wú)線電、微波信號(hào)、激光等。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備用來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的連接、網(wǎng)與網(wǎng)之間的互聯(lián)、數(shù)據(jù)信號(hào)的變換及路由選擇等功能，主要包括調(diào)制解調(diào)器（Modem）、集線器（Hub）、交換機(jī)（Switch）、網(wǎng)橋（Bridge）、路由器（Router）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）等。網(wǎng)絡(luò)軟件和協(xié)議管理調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源，授權(quán)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的訪問(wèn)，是提供計(jì)算機(jī)之間、網(wǎng)絡(luò)之間相互識(shí)別并正確進(jìn)行通信的一組標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則。網(wǎng)絡(luò)軟件一般包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、通信軟件及管理和服務(wù)軟件等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的各種設(shè)備通過(guò)傳輸介質(zhì)互相連接，形成物理布局即網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌═opology）結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指用何種方式把網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)等設(shè)備連接起來(lái)，它的結(jié)構(gòu)主要有星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、總線型結(jié)構(gòu)、樹(shù)型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、蜂窩狀結(jié)構(gòu)等，如圖1-1所示。在星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，各節(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的方式連接到一個(gè)中央節(jié)點(diǎn)，目前多采用集線器（Hub）或交換設(shè)備作為中央節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)之間的通信必須經(jīng)過(guò)中央節(jié)點(diǎn)，便于網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和安全，一個(gè)節(jié)點(diǎn)因?yàn)楣收隙C(jī)時(shí)也不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)間的通信。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間較小，傳輸誤差較低，但中央節(jié)點(diǎn)一旦損壞，整個(gè)系統(tǒng)便會(huì)癱瘓。在環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，傳輸介質(zhì)從一個(gè)端系統(tǒng)連接到另一個(gè)端系統(tǒng)，直到將所有的端系統(tǒng)連成環(huán)型。數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個(gè)方向在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳輸，從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)消除了端系統(tǒng)通信時(shí)對(duì)中心系統(tǒng)的依賴性。由于信息源在環(huán)路中逐個(gè)穿過(guò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)，環(huán)中過(guò)多的節(jié)點(diǎn)勢(shì)必影響信息傳輸速率，使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，而且一個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障會(huì)使全網(wǎng)癱瘓。總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通過(guò)一根稱為總線的傳輸線路將網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，信息通常以基帶形式串行傳遞方式在總線上傳輸，由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)電纜直接連接，所以總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所需要的電纜長(zhǎng)度最短，但總線只有一定的負(fù)載能力，因此總線長(zhǎng)度又有一定限制，一條總線只能連接一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)?？偩€兩端連接有終結(jié)器（即終端電阻），與總線進(jìn)行阻抗匹配，最大限度吸收傳送端部的能量，避免信號(hào)反射回總線產(chǎn)生不必要的干擾?？偩€型拓?fù)浜?jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)、易維護(hù)、易擴(kuò)充，但故障檢測(cè)比較困難。樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是分級(jí)的集中控制式網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)圖像一棵倒掛的樹(shù)，樹(shù)最上端的結(jié)點(diǎn)是根結(jié)點(diǎn)，一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送信息時(shí)，根結(jié)點(diǎn)接收該信息并向全樹(shù)廣播。樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)成本較低，節(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)充，尋找路徑比較方便，但對(duì)根結(jié)點(diǎn)的依賴性太大。網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要指各節(jié)點(diǎn)通過(guò)傳輸線連接起來(lái)，并且每一個(gè)節(jié)點(diǎn)至少與其他兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連。多個(gè)子網(wǎng)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)構(gòu)成網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在一個(gè)子網(wǎng)中，集線器、中繼器將多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，而橋接器、路由器及網(wǎng)關(guān)則將子網(wǎng)連接起來(lái)。蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是無(wú)線局域網(wǎng)中常用的結(jié)構(gòu)。它以無(wú)線傳輸介質(zhì)（微波、衛(wèi)星、紅外等）的點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)傳輸為特征，適用于城市網(wǎng)、校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)。混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要指兩種或幾種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合起來(lái)構(gòu)成的一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也稱為雜合型結(jié)構(gòu)，如由星型結(jié)構(gòu)和總線型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更能滿足較大網(wǎng)絡(luò)的拓展，既解決了星型網(wǎng)絡(luò)在傳輸距離上的局限，又解決了總線型網(wǎng)絡(luò)在連接用戶數(shù)量的限制，即同時(shí)兼顧了星型網(wǎng)與總線型網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)。Internet是一個(gè)世界范圍的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，各組件之間的互聯(lián)結(jié)構(gòu)是松散分層，如圖1-2所示。終端系統(tǒng)首先通過(guò)接入網(wǎng)絡(luò)（Access Networks）連接到本地Internet服務(wù)提供商（Internet Service Provider，ISP），本地ISP連接到地區(qū)ISP，地區(qū)ISP連接到頂層互連的國(guó)家級(jí)或國(guó)際級(jí)ISP。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以劃分為網(wǎng)絡(luò)邊緣部分、接入網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)核心部分。網(wǎng)絡(luò)邊緣部分由所有連接在因特網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，這部分由用戶直接使用，用來(lái)進(jìn)行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。接入網(wǎng)絡(luò)可以是企業(yè)或大學(xué)的局域網(wǎng)，也可以是帶調(diào)制解調(diào)器的撥號(hào)電話線、基于電纜的高速接入網(wǎng)絡(luò)，還可以是無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)核心部分由大量的網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成，這部分提供連通和交換，為網(wǎng)絡(luò)邊緣部分提供服務(wù)。1.2 網(wǎng)絡(luò)邊緣處于因特網(wǎng)邊緣部分的是連接在因特網(wǎng)上運(yùn)行應(yīng)用程序的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（或稱為主機(jī)（Host），也稱為端系統(tǒng)（EndSystem））。端系統(tǒng)在功能上可能有很大的差別，小的端系統(tǒng)可以是普通個(gè)人計(jì)算機(jī)，大的端系統(tǒng)可以是大型、巨型計(jì)算機(jī)，使用網(wǎng)絡(luò)核心部分所提供的服務(wù)。端系統(tǒng)的擁有者可以是個(gè)人，也可以是單位（如學(xué)校、企業(yè)、政府機(jī)關(guān)等），當(dāng)然也可以是某個(gè)ISP（即ISP不僅僅向端系統(tǒng)提供服務(wù)，它也可以擁有一些端系統(tǒng)）。邊緣部分的功能就是利用核心部分所提供的服務(wù)，使主機(jī)之間能夠互相通信并交換或共享信息。網(wǎng)絡(luò)邊緣的兩臺(tái)端系統(tǒng)之間的通信方式分為客戶/服務(wù)器（Client/Server，C/S）方式和對(duì)等（Peer-to-Peer，P2P）方式，如圖1-3所示?？蛻?服務(wù)器方式所描述的是服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系，客戶是服務(wù)請(qǐng)求方，服務(wù)器是服務(wù)提供方?？蛻粝蚍?wù)器發(fā)送請(qǐng)求，服務(wù)器向客戶提供服務(wù)?？蛻襞c服務(wù)器的通信關(guān)系建立后進(jìn)行雙向通信，客戶和服務(wù)器都可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。服務(wù)器可同時(shí)處理多個(gè)遠(yuǎn)程或本地的客戶請(qǐng)求。網(wǎng)絡(luò)用戶發(fā)送電子郵件或上網(wǎng)查找資料時(shí)，所用的都是客戶/服務(wù)器方式。服務(wù)請(qǐng)求方和服務(wù)提供方都要使用網(wǎng)絡(luò)核心部分所提供的服務(wù)。對(duì)等方式則是兩臺(tái)主機(jī)（在對(duì)等方式中稱為Peer，即對(duì)等體）在通信時(shí)并不區(qū)分哪個(gè)是服務(wù)請(qǐng)求方，哪個(gè)是服務(wù)提供方，只要兩臺(tái)主機(jī)都運(yùn)行了對(duì)等連接軟件，就可以平等且對(duì)等地連接通信。在對(duì)等通信中，一個(gè)主機(jī)可以同時(shí)和其他幾個(gè)主機(jī)通信。對(duì)等連接工作方式可以支持大量的用戶（如上百萬(wàn)個(gè)）同時(shí)工作。QQ、Skype等網(wǎng)絡(luò)聊天工具進(jìn)行文件傳遞所采用的是P2P技術(shù)，PPLive網(wǎng)絡(luò)電視軟件、多媒體影音分享工具POCO軟件、BT下載、迅雷下載、eMule電驢軟件等均屬于P2P軟件。

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《普通高等教育計(jì)算機(jī)類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》在寫作方法上力求由易到難、由淺人深，便于讀者理解?！镀胀ǜ叩冉逃?jì)算機(jī)類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》可作為高等院校相關(guān)專業(yè)本科生或研究生的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教材。書(shū)中包含了《全國(guó)碩士研究生入學(xué)統(tǒng)一考試計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)綜合考試大綱》所要求的全部?jī)?nèi)容，亦可作為研究生入學(xué)考試的參考資料。

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