§7.3 计算机网络


1. 网络的基本组成
计算机网络是以共享资源和数据通信为目的、通过数据通信线路将多台计算机互连而成的系统。资源共享包括共享网络中的硬件、软件和数据资源。一个计算机网络是由资源子网和通信子网构成的,这是网络层次结构思想的重要体现。

2.计算机网络的分类
按通信距离覆盖范围可划分为:
1.局域网(LAN)
局域网是指连接近距离的计算机组成的网,分布范围一般在几米到几公里之间。
2.城域网(MAN)
城域网扩大了局域网的范围,是适应一个地区、一个城市或一个行业系统使用的网络。
3.广域网(WAN)
广域网是指连接远距离的计算机组成的网,分布范围可达几百公里乃至上万公里。
3. 网络传输介质
有线传输介质和无线传输介质

有线传输介质
单模光纤:纤芯直径小,采用激光器或激光二极管作为光源,光直线传播,反射少,传输距离长,造价高。适用于长距离(千米以上)的数据传输,可应用于城域网、无源光纤网络等;是目前公用电信网的主导光纤类型。

多模光纤:纤芯直径大,采用LED(发光二极管)或垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为光源,光通过不同的入射角度反射向前传播,传输距离短,造价低。适用于短距离的数据传输,应用于企业、数据中心机房等。常见于建筑物之间或地域分散的环境中使用。

双绞线:双绞线是局域网中最常用的传输介质。双绞线是由一对相互绝缘的金属导线绞合而成。采用这种方式,不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰,也可以降低多对绞线之间的相互干扰。

同轴电缆:由里到外分为四层:中心铜线,塑料绝缘体,网状导电层和电线外皮。中心铜线和网状导电层形成电流回路。因为中心铜线和网状导电层为同轴关系而得名。
同轴电缆一般用于有线电视和监控信号的传输。在有线电视线路上也可以传输网络信号,也就是有线通,需要专门的调制解调器来把模拟信号转换成数字信号。

无线传输介质
可以在自由空间利用电磁波发送和接收信号进行通信就是无线传输。地球上的大气层为大部分无线传输提供了物理通道,就是常说的无线传输介质。
无线通信的方法有无线电波、微波和红外线。紫外线和更高的波段目前还不能用于通信。
无线电波是指在自由空间(包括空气和真空)传播的射频频段的电磁波。无线电技术的原理在于,导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。适用于全方向的应用。

微波就是频率较高的无线电波,传输集中于某个方向,即直线传播,在传输路径上信号不能被建筑物以及山脉等遮挡。适用于点对点的传输或用于卫星通信。

红外线波长较短,无法穿透墙体,有两个最突出的优点:其一是不易被人发现和截获,保密性强;其二是几乎不会受到电磁的干扰,抗干扰性强,适用于本地应用,如局部的点对点或多点应用,在通讯、探测、医疗、军事等方面有广泛的用途。常见于各种遥控器,在通信过程中还有个特点就是它不能移动,这使得它在很多外部设备上没法使用,比如鼠标键盘之类。
生活中的无线传输介质
蓝牙:全球范围内无需取得执照(但并非无管制)的工业、科学和医疗用(ISM)波段的3.4GHz短距离无线电频段,对低带宽条件下,相邻设备之间的信息传输是非常有用的,它的覆盖距离可以从几米到十几米,传输的速度可以达到1兆。蓝牙设备常见于蓝牙耳机,蓝牙鼠标,蓝牙键盘、智能手机,手表,平板电脑等,由于蓝牙的功耗低体积小,它几乎可以集成在任何的数字设备之中,在运动健身,健康和医疗领域中存在着极为广阔的应用前景。


网络拓扑结构

网络的基本组成(通信子网与资源子网)
网络的分类(局域网、广域网)


