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第1章 网络及其系统设计 本章要点： 1.1 网络的基本概念 1.2 局域网、城域网与广域网 1.3 宽带城域网的设计与管理 1.4 接入网技术 1.1 网络的基本概念 1.1.1 网络的定义 计算机网络是指将地理位置不同的功能相对独立的多个计算机系统通过通信线路相互连在一起、由专门的网络操作系统进行管理，以实现资源共享的系统。 ※重点提示：组建计算机网络的根本目的是为了实现资源共享。这里既包括计算机网络中的硬件资源，如磁盘空间、打印机、绘图仪等，也包括软件资源，如程序、数据等。 1.1.2 网络的发展过程 1．终端-通信线路-计算机阶段 人们通过通信线将计算机与终端（terminal）相连，通过终端进行数据的发送与接收。 2．计算机-计算机网络阶段 以通信子网为中心，多主机多终端。1969年在美国建成的ARPAnet是这一阶段的代表。在ARPAnet上首先实现了以资源共享为目的的不同计算机互连的网络，它是今天因特网的前身。 3．计算机网络成熟阶段 国际标准化组织于1984年颁布了“开放系统互连基本参考模型”问题的研究，即为OSI参考模型。 4．高速的计算机网络阶段 光纤在各国的信息基础建设中被逐渐广泛使用，这为建立高速的网络辅垫了基础。千兆乃至万兆传输速率的Ethernet已经被越来越多地用于局域网和城域网中，而基于光纤的广域网链路的主干带宽也已达到10G 数量级。 1.1.3 计算机网络的分类 1．以通信所使用的介质分类 有线网络和无线网络 2．以使用网络的对象分类 公众网络和专用网络 3．以网络传输技术分类 广播式网络和点到点式网络 4．以网络传输速度的高低分类 低速网络和高速网络 图1-1 点到点网络与广播式网络 5．按互连规模与通信方式分类 局域网、城域网与广域网 ※重点提示：最常用的两种计算机分类方法为：（1）按传输技术将其分为广播式网络与点-点式网络；（2）按覆盖范围与规模将其分为局域网、城域网与广域网。 1.1.4 计算机网络的应用 1．办公自动化 计算机网络能过将一个企业或机关的办公电脑及其外部设备联成网络，可以实现在信息共享和公文流传。 2．企业的信息化 通过在企业中实施基于网络的管理信息系统（MIS）和资源制造计划（ERP），可以实现企业的生产、销售、管理和服务的全面信息化，从而有效提高生产率。 4．远程教育 远程教育是利用Internet技术，与教育资源相结合，在计算机网络上进行的教学方式。E-Learning即是指通过Internet或其他数字化内容进行学习与教学的活动 。 5．娱乐与消遣 网络给我们带了新的丰富多彩的娱乐和消遣方式，如网上聊天、在线点播、新闻浏览以及现在最流行的网络在线游戏等。 1.1.5 计算机网络的结构及其特点 计算机网络首先是一个通信网络，早期的计算机网络主要是广域网，它的结构是由负责数据处理的主计算机与终端以及负责数据通信处理的通信控制处理设备与通信线路所这两部分所组成。从资源构成的角度讲，计算机网络是由硬件和软件组成的。并从功能上将计算机网络逻辑划分为资源子网和通信子网。 图1-2 资源子网与通信子网的二级子网结构 1.2 局域网、城域网与广域网 1.2.1 局域网（LAN，Local Area Network） 局域网（LAN）是当今计算机网络技术应用与发展非常活跃的一个领域。公司、企业、政府部门及至住宅小区内的计算机机都在通过LAN 连接起来，以达到资源共享、信息传递和数据通信的目的。 1. IEEE 802 为局域网制定了一系列标准，主要有如下12 种。 LLC能够提供以下三种服务 （1）无确认无连接的服务 （2）面向连接方式的服务 （3）有确认有连接的服务 根据介质访问控制的方式，可以将MAC分为以下三种方式： （1）循环式：每个站轮流得到发送机会，如果一段时间内有许多站发送数据，则方式很有效，如果只有很少站发数据，则该方式开销太大。 （2）预约式：将传输介质的使用时间划分为时间糟，而预约管理可以是集中控制，也可以分布控制。 （3）竞争式：不对各个工作站的发送权限进行控制，而是自由竞争，它适合于分布式控制，优点在于简单，轻负载下效率高，重负载时效率下降得很快。 2．CSMA/CD协议 CSMA/CD即是带冲突检测的载波侦听多址访问。它的基本原理是：每个节点都共享网络传输信道，在每个站要发送数据之前，都会检测信道是否空闲，如果空闲则发送，否则就等待；在发送出信息后，则对冲突进行检测，当发现冲突时，则