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《计算机网络》数据交换有几种方式各自的优缺点是什么

gecimao 发表于 2019-08-14 14:20 | 查看: | 回复:

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  电路交换技术的典型代表:公众电话网(PSTN网)和移动网(包括GSM网和CDMA网)

  基本特点:采用面向连接的方式,在双方进行通信之前,需要为通信双方分配一条具有固定带宽的通信电路,通信双方在通信过程中将一直占用所分配的资源,直到通信结束,并且在电路的建立和释放过程中都需要利用相关的信令协议。

  ②电路交换连接建立后,物理通路被通信双方独占,即使通信线路空闲,也不能供其他用户使用,因而信道利用低。

  ③电路交换时,数据直达,不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信,也难以在通信过程中进行差错控制。

  报文交换技术和分组交换技术类似,也是采用存储转发机制,但报文交换是以报文作为传送单元,由于报文长度差异很大,长报文可能导致很大的时延,并且对每个节点来说缓冲区的分配也比较困难,为了满足各种长度报文的需要并且达到高效的目的,节点需要分配不同大小的缓冲区,否则就有可能造成数据传送的失败。在实际应用中报文交换主要用于传输报文较短、实时性要求较低的通信业务,如公用电报网。报文交换比分组交换出现的要早一些,分组交换是在报文交换的基础上,将报文分割成分组进行传输,在传输时延和传输效率上进行了平衡,从而得到广泛的应用。

  ①报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路,不存在连接建立时延,用户可随时发送报文。

  ②由于采用存储转发的传输方式,使之具有下列优点:a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施,加之交换结点还具有路径选择,就可以做到某条传输路径发生故障时,重新选择另一条路径传输数据,提高了传输的可靠性;b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配,甚至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信;c.提供多目标服务,即一个报文可以同时发送到多个目的地址,这在电路交换中是很难实现的;d.允许建立数据传输的优先级,使优先级高的报文优先转换。

  ③通信双方不是固定占有一条通信线路,而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路,因而大大提高了通信线路的利用率。

  ①由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程,从而引起转发时延(包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等),而且网络的通信量愈大,造成的时延就愈大,因此报文交换的实时性差,不适合传送实时或交互式业务的数据。

  ③由于报文长度没有限制,而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文,当输出线路不空闲时,还可能要存储几个完整报文等待转发,要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本,减少结点的缓冲存储器的容量,有时要把等待转发的报文存在磁盘上,进一步增加了传送时延。

  电路交换技术主要适用于传送话音相关的业务,这种网络交换方式对于数据业务而言,有着很大的局限性。首先数据通信具有很强的突发性,峰值比特率和平均比特率相差较大,如果采用电路交换技术,若按峰值比特率分配电路带宽则会造成资源的极大浪费,如果按照平均比特率分配带宽,则会造成数据的大量丢失。其次是和语音业务比较起来,数据业务对时延没有严格的要求,但需要进行无差错的传输,而语音信号可以有一定程度的失真但实时性一定要高。分组交换技术就是针对数据通信业务的特点而提出的一种交换方式,它的基本特点是面向无连接而采用存储转发的方式,将需要传送的数据按照一定的长度分割成许多小段数据,并在数据之前增加相应的用于对数据进行选路和校验等功能的头部字段,作为数据传送的基本单元即分组。采用分组交换技术,在通信之前不需要建立连接,每个节点首先将前一节点送来的分组收下并保存在缓冲区中,然后根据分组头部中的地址信息选择适当的链路将其发送至下一个节点,这样在通信过程中可以根据用户的要求和网络的能力来动态分配带宽。分组交换比电路交换的电路利用率高,但时延较大。

  ①加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输,可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行,这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外,传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多,这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。

  ②简化了存储管理。因为分组的长度固定,相应的缓冲区的大小也固定,在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理,相对比较容易。

  ③减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短,其出错机率必然减少,每次重发的数据量也就大大减少,这样不仅提高了可靠性,也减少了传输时延。

  ④由于分组短小,更适用于采用优先级策略,便于及时传送一些紧急数据,因此对于计算机之间的突发式的数据通信,分组交换显然更为合适些。

  ①尽管分组交换比报文交换的传输时延少,但仍存在存储转发时延,而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。

  ②分组交换与报文交换一样,每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息,使传送的信息量大约增大5%~10%,一定程度上降低了通信效率,增加了处理的时间,使控制复杂,时延增加。

  ③当分组交换采用数据报服务时,可能出现失序、丢失或重复分组,分组到达目的结点时,要对分组按编号进行排序等工作,增加了麻烦。若采用虚电路服务,虽无失序问题,但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。

  计算机网络在资源共享和信息交换方面所具有的功能,是其它系统所不能替代的。计算机网络所具有的高可靠性、高性能价格比和易扩充性等优点,使得它在工 业、农业、交通运输、邮电通信、文化教育、商业、国防以及科学研究等各个领域、各个行业获得了越来越广泛的应用。我国有关部门也已制订了金桥、金关 和金卡三大工程,以及其它的一些金字号工程,这些工程都是以计算机网络为基础设施,为促使国民经济早日实现信息化的主干工程,也是计算机网络的具体 应用。计算机网络的应用范围实在太广泛,本节仅能涉及一些带有普遍意义和典型意义的应用领域。

  办公自动化系统,按计算机系统结构来看是一个计算机网络,每个办公室相当于一个工作站。它集计算机技术、数据库、局域网、远距离通信技术以及人工智 能、声音、图像、文字处理技术等综合应用技术之大成,是一种全新的信息处理方式。办公自动化系统的核心是通信,其所提供的通信手段主要为数据/声音综合服 务、可视会议服务和电子邮件服务。

  电子数据交换,是将贸易、运输、保险、银行、海关等行业信息用一种国际公认的标准格式,通过计算机网络通信,实现各企业之间的数据交换,并完成以贸易为中心的业务全过程。EDI在发达国家应用已很广泛,我国的金关工程就是以EDI作为通信平台的。

  远程交换是一种在线服务(Online Serving)系统,原指在工作人员与其办公室之间的计算机通信形式,按通俗的说法即为家庭办公。

  一个公司内本部与子公司办公室之间也可通过远程交换系统,实现分布式办公系统。远程交换的作用也不仅仅是工作场地的转移,它大大加强了企业的活力与快速反应能力。近年来各大企业的本部,纷纷采用一种被之为虚拟办公室(Virtual Office)的技术,创造出一种全新的商业环境与空间。远程交换技术的发展,对世界的整个经济运作规则产生了巨大的影响。

  远程教育是一种利用在线服务系统,开展学历或非学历教育的全新的教学模式。远程教育几乎可以提供大学中所有的课程,学员们通过远程教育,同样可得到正规大学从学士到博士的所有学位。这种教育方式,对于已从事工作而仍想完成高学位的人士特别有吸引力。

  远程教育的基础设施是电子大学网络EUN(Electronic University Network)。EUN的主要作用是向学员提供课程软件及主机系统的使用,支持学员完成在线课程,并负责行政管理、协作合同等。这里所指的软件除系统软 件之外,包括CAI课件,即计算机辅助教学(Computer Aided Instruction)软件。CAI课件一般采用对话和引导式的方式指导学生学习发现学生错误还具有回溯功能,从本质上解决了学生学习中的困难。

  电子银行也是一种在线服务系统,是一种由银行提供的基于计算机和计算机网络的新型金融服务系统。电子银行的功能包括:金融交易卡服务、自动存取款作 业、销售点自动转帐服务、电子汇款与清算等,其核心为金融交易卡服务。金融交易卡的诞生,标志了人类交换方式从物物交换、货币交换到信息交换的又一次飞 跃。

  围绕金融交易卡服务,产生了自动存取款服务,自动取款机(CD)及自动存取款机(ATM)也应运而生。自动取款机与自动存取款机大多采用联网方式工 作,现已由原来的一行联网发展到多行联网,形成覆盖整个城市、地区,甚至全国的网络,全球性国际金融网络也正在建设之中。

  电子汇款与清算系统可以提供客户转帐、银行转帐、外币兑换、托收、押汇信用证、行间证券交易、市场查证、借贷通知书、财务报表、资产负债表、资金调拨 及清算处理等金融通信服务。由于大型零售商店等消费场所采用了终端收款机(POS),从而使商场内部的资金即时清算成为现实。销售点的电子资金转帐是 POS与银行计算机系统联网而成的。

  当前电子银行服务又出现了智能卡(IC)。IC卡内装有微处理器、存储器及输入输出接口,实际上是一台不带电源的微型电子计算机。由于采用IC卡,持卡人的安全性和方便性大大提高了,

  电子公告板是一种发布并交换信息的在线服务系统。BBS可以使更多的用户通过电话线以简单的终端形式实现互联,从而得到廉价的丰富信息,并为其会员提供网上交谈、发布消息、讨论问题、传送文件、学习交流和游戏等的机会和空间。

  证券及期货交易是由于其获利巨大、风险巨大,且行情变化迅速,投资者对信息的依赖格外显得重要。金融业通过在线服务计算机网络提供证券市场分析、预 测、金融管理、投资计划等需要大量计算工作的服务,提供在线股票经纪人服务和在线数据库服务(包括最新股价数据库、历史股价数据库、股指数据库以及有关新 闻、文章、股评等)。

  广播分组交换实际上是由一种无线广播与在线系统结合的特殊服务,该系统使用户在任何地点都可使用在线服务系统。广播分组交换可提供电子邮件、新闻、文 件等传送服务,无线广播与在线系统通过调制解调器,再通过电话局可以结合在一起。移动式电线)校园网(Campus Network)

  校园网是在大学校园区内用以完成大中型计算机资源及其它网内资源共享的通信网络。一些发达国家已将校园网确定为信息高速公路的主要分支。无论在国内还 是国外,校园网的存在与否,是衡量该院校学术水平与管理水平的重要标志,也是提高学校教学、科研水平不可或缺的重要支撑环节。

  共享资源是校园网最基本的应用,人们通过网络更有效地共享各种软、硬件及信息资源,为众多的科研人员提供一种崭新的合作环境。校园网可以提供异型机联网的 公共计算环境、海量的用户文件存储空间、昂贵的打印输出设备、能方便获取的图文并茂的电子图书信息,以及为各级行政人员服务的行政信息管理系统和为一般用 户服务的电子邮件系统。

  如同现代信息高速公路的结构一样,信息高速公司也分为主干、分支及树叶。图像、声音、文字转化为数字信号在光纤主干线上传送,由交换技术再送到电话线或电缆分支线上,最终送到具体的用户树叶。主干部分由光纤及其附属设备组成,是信息高速公路的骨架。

  我国政府也十分重视信息化事业,为了促进国家经济信息化,提出个金桥工程--国家公用经济信息网工程、金关工程--外贸专用网工程、金卡 工程--电子货币工程。这些工程是规模宏大的系统工程,其中的金桥工程是国民经济的基础设施,也是其它金字系列工程的基础。

  “金桥”工程包含信息源、信息通道和信息处理三个组成部分,通过卫星网与地面光纤网开发,并利用国家及各部委、大中型企业的信息资源为经济建设服务。 “金卡”工程是在金桥网上运行的重要业务系统之一,主要包括电子银行及信用卡等内容。“金卡”工程又称为无纸化贸易工程,其主要实现手段为EDI,它以网 络通信和计算机管理系统为支撑,以标准化的电子数据交换替代了传统的纸面贸易文件和单证。其它的一些“金”字系列工程,如“金税”工程、“金智”工程、 “金盾”工程等亦在筹划与运作之中。这些重大信息工程的全面实施,在国内外引起了强烈反响,开创了我国信息化建设事业的新纪元。

  集散系统实质上是一种分散型自动化系统,又称做以微处理机为基础的分散综合自动化系统。集散系统具有分散监控和集中综合管理两方面的特征,而更将集 字放在首位,更注重于全系统信息的综合管理。80年代以来,集散系统逐渐取代常规仪表,成为工业自动化的主流。工业自动化不仅体现在工业现场,也体现在 企业事务行政管理上。集散系统的发展及工业自动化的需求,导致了一个更庞大、更完善的计算机集成制造系统CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)的诞生。

  集散系统一般分为三级:过程级、监控级和管理信息级。集散系统是将分散于现场的以微机为基础的过程监测单元、过程控制单元、图文操作站及主机(上位 机)集成在一起的系统。它采用了局域网技术,将多个过程监控、操作站和上位机互连在一起,使通信功能增强,信息传输速度加快,吞吐量加大,为信息的综合管 理提供了基础。因为CIMS具有提高生产率、缩短生产周期等一系列极具吸引力的优点,所以已经成为未来工厂自动化的方向。

  智能大厦(Intelligent Building)是近十年来新兴的高技术建筑形式,它集计算机技术、通信技术、人类工程学、楼宇控制、楼宇设施管理为一体,使大楼具有高度的适应性(柔 性),以适应各种不同环境与不同客户的需要。智能大厦是以信息技术为主要支撑的,这也是其具有智能之名称的由来。有人认为具有三A的大厦,可视为智能 大厦。所谓三A就是CA(通信自动化)、OA(办公自动化)和BA(楼宇自动化)。概括起来,可以认为智能大厦除有传统大厦功能之外,主要必须具备下列基 本构成要素:高舒适的工程环境、高效率的管理信息系统和办公自动化系统、先进的计算机网络和远距离通信网络及楼宇自动化。

  智能大厦及计算机网络的信息基础设施是结构化综合布线系统SCS(Structure Cabling System)。在建设计算机网络系统时,布线系统是整个计算机网络系统设计中不可分割的一部分,它关系到日后网络的性能、投资效益、实际使用效果以及日 常维护工作。结构化布线系统是指在一个楼宇或楼群中的通信传输网络能连接所有的话音、数字设备,并将它们与交换系统相连,构成一个统一、开放的结构化布线 系统。在综合布线系统中,设备的增减、工位的变动,仅需通过跳线简单插拔即可,而不必变动布线本身,从而大大方便了管理、使用和维护。

  按照网络的类型特征,对网络进行分类是了解网络、学习网络技术的重要基础之一。从不同的角度对网络分类则有不同的分类方法。常见的分类方法有以下几种:

  广域网(Wide Area Network,简称WAN)又称远程网,其分布范围可达数百公里乃至更远,可以覆盖一个地区,一个国家,更至全世界。

  局域网(Local Area Network,简称LAN)是将小区域内的计算机及各种通信设备互连在一起的网络,其分布范围局限在一个办公室、一个建筑物或一个企业内。

  城域网(Metropolitan Area Network,简称MAN)的分布范围介于局域网与广域网之间,其目的是在一个较大的地理区域内提供数据、声音和图像的传输。

  按网络的交换方式分类,计算机网络可以分为电路交换网,报文交换网和分组交换网三种。

  电路交换(Circuit Switching)方式类似于传统的电话交换方式,用户在开始通信之前,必须申请建立一条从发送端到接收端的物理通道,并且在双方通信期间始终占用该信道。

  报文交换(Message Switching)方式的数据单元是要发送一个完整报文,其长度不受限制。报文交换采用存储转发原理,这点像古代的邮政通信,邮件由途中的驿站逐个存储 转发一样。每个报文中含有目的地址,每个用户节点要为途径的报文选择适当的路径,使其能最终达到目的端。

  分组交换(Packet Switching)方式也称包交换方式,1969年首次在ARPANET上使用,现在人们都公认ARPANET是分组交换网之父,并将分组交换网的出现 作为计算机网络新时代的开始。采用分组交换方式通信前,发送端先将数据划分为一个个等长的单位(即分组),这些分组逐个由各中间节点采用存储转发方式进行 传输,最终达到目的端。由于分组长度有限,可以在中间节点机的内存中进行存储处理,其转发速度可大大提高。

  按拓扑结构分类,计算机网络可分为星形网、总线网、环形网、树型网和网形网。

  星形网是最早采用的拓扑结构形式,其每个站点都通过连接电缆与主控机相联,相关站点之间的通信都由主控机进行,所以要求主控机有很高的可靠性,这种结构是一种集中控制方式。

  环形网中各工作站依次相互连接组成一个闭合的环形,信息可以沿着环形线路单向(或双向)传输,由目的站点接收。环形网适合那些数据不需要在中心主控机上集中处理而主要在各站点进行处理的情况。

  总线结构网中各个工作站通过一条总线连接,信息可以沿着两个不同的方向由一个站点传向另一个站点,是目前局域网中普遍采用的一种网络拓扑结构情形。

  除了以上分类方法以外,还可按所采用的传输媒体分为双绞线网,同轴电缆网、光纤网、无线网;按信道的带宽分为窄带网和宽带网;按不同用户分为科研网、教育网、商业网和企业网等。

  “拓扑”这个名词是从几何学中借用来的。网络拓扑是指网络形状,或者是它在物理上的连通性。下面介绍几种最为主要的网络拓扑结构。

  星形拓扑是由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成,如图 7.5所示。中央节点执行集中工通信控制策略,因此中央节点相当复杂,而各个站点的通信处理负担都很小。星形网采用的交换方式有电路交换和报文交换,尤以 电路交换方式更为普遍。这种结构一旦建立通道连接,就可以无延迟地在连通的两个站点之间传送数据。目前流行的专用交换机 PBX( Private Branch eXchange)就是星形拓扑结构的典型实例。

  ① 控制简单。在星形网络中,任何一个站点只和中央节点相连接,因而媒体访问控制方法很简单,致使访问协议也十分简单。

  ② 故障诊断和隔离容易。在星形网络中,中央节点对网络连接线路可以逐一地隔离开来进行故障检测和定位,单个连节点的故障只影响一个设备,不会影响整个网络。

  ① 电缆长度和安装工作量相当可观。因为每个站点都要和中央节点直接连接,需要耗费大量的电缆、安装、维护的工作量也剧增。

  ② 中央节点的负担较重,易形成瓶颈。一旦发生故障,则全网受影响,因而对中央节点的可靠性和冗余度方面的要求很高。

  星形拓扑结构广泛应用于网络智能集中于某个中央站点的场合。从目前的趋势看,计算机的发展已从集中的主机系统发展到大量功能很强的微型机和工作站,在这种形势下,传统的星形拓扑使用会有所减少。

  总线拓扑结构采用一个信道作为传输媒体,所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输媒体上,该公共传输媒体即称为总线。任何一个站发送的信号都沿着传输媒体传播,而且能被所有的其它站点所接收。总线所示。

  因为所有站点共享一条公用的通信信道,所以一次只能有一个设备传输信号。通常采用分布式控制策略来确定哪个站点可以发送。发送时,发送站将报文分成分 组,然后逐个依次发送这些分组,有时还要与其它站来的分组交替地在传输媒体上传输。当分组经过各站时,其中的目的站会识别到分组所携带的目的地址,然后复 制下这些分组的内容。

  ④ 不具有实时功能,站点必须是智能的,要有媒体访问控制功能,从而增加了站点的硬件和软件开销。

  环形拓扑网络由站点和连接站点的链路组成一个闭合环,如图 7.7所示,每个站点能够接收从一链路传来的数据,并以同样的速率串行地把该数据沿环送到另一链路上。这种链路可以是单向的,也可以是双向的。数据以分组形式发送,如果环上 A站希望发送一个报文到 C站,就先要把报文分成若干个分组,每个分组除了数据还要加上某些控制信息,其中包括 C站的地址。 A站依次把每个分组送到环上,开始沿环传输, C站识别到带有它自己地址的分组时,便将其中的数据复制下来。由于多个设备连接在一个环上,因此需要用分布式控制策略来进行控制。

  ① 电缆的长度短。环形拓扑结构的网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似,但比起星形拓扑结构的网络要短得多。

  ① 节点的故障会引起全网络的故障。这是因为环上的数据传输要通过接在环上的每一个节点,一旦环中某个节点发生故障就会引起全网络的故障。

  ② 故障检测困难。这与总线拓扑结构相似,因为不是集中控制,故障检测需要在网上各个节点进行,因此故障检测就较为困难。

  ③ 环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传送的方式,在负载很轻时,信道利用率相对来说比较低。

  总的来说,不管局域网或广域网,网络的拓扑选择,需要考虑诸多因素,网络要既利于安装,又有利于扩展,网络的可靠性也是要考虑的重要因素,以外网络拓扑结构的选择还会影响传输媒体的选择和媒体访问控制方法的确定。

  传输媒体是通信网中发送方和接收方之间的物理通路,计算机网络中采用的传输媒体可以分为有线和无线两大类。双绞线、同轴电缆和光纤是常用的三种有线传输媒体,无线电通信、微波通信、红外线通信以及激光通信的信息载体都属于无线传输媒体。

  由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成,线对扭在一起可以减少相互间的辐射电磁干扰。双绞线是最常用的传输媒体,早就用于电话通信中的模拟信号传输,也 可用于数字信号的传输。双绞线一般是铜质的,能提供良好的传导率。双绞线既可用于传输模拟信号,也可用于传输数字信号。对于模拟信号来说,大约每 5 -6km需要一个放大器;对于数字信号来说,每 2 -3km使用一个中继器。

  双绞线BASE-T总线Mbit/s的数据传输速率。通常将多对双绞线封装于一个绝缘套里组成双绞线电缆,局域网中常用的 3类双绞线类双绞线对双绞线类双绞线BASE-T总线BASE-T总线局域网。

  双绞线普遍话用于点到点的连接,双绞线km或更大范围内提供数据传输。局域网的双绞线主要用于一个建筑物或几个建筑物间的通信,但在 10Mbit/s和 100Mbit/s传输速率的 10BASE-T和 100BASE-T的总线m。

  同轴电缆也像双绞线一样由一对导体组成,但它们是按 同轴 的形式构成线对,其最里层是内芯,向外依次为绝缘层、屏蔽层,最外则是起保护作用的塑料外套,内芯和屏蔽层构成一对导体。

  同轴电缆分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基带同轴电缆又可以分为粗缆和细缆两种,都用于直接传送数字信号;宽带同轴电缆用于频分多路复用的模拟信号传输,也可用于不使用频分多路复用的高速数据通信和模拟信号的传输,闭路电视所使用的 CATV电缆就是宽带同轴电缆。

  同轴电缆适用于点到点连接和多点连接,基带电缆每段可支持几百台设备,在大系统中还可以用转接器将各段连接起来;宽带同轴电缆可支持数千台设备,但在高数据传输速率( 50Mbit/s)下使用宽带电缆时,设备数目限制在 20-30台。

  同轴电缆的传输距离取决于传输信号的形式和传输的速率,典型基带电缆的电大距离限制在几公里。在相同速率条件下,粗缆传输距离较细缆长。

  光纤是光纤纤维的简称,它由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成。相对于金属导线来说具有重量轻、线径细的特点。用光纤传输信号时,在发送端先要将电信号转换成光信号,而在接收端要由光检测器还原成电信号。

  光纤在计算机网络中普遍采用点到点连接,从地域范围来看可以在 6 -8km的距离内不用中继器传输,因此光纤适合于在几个建筑物之间通过点到点的链路连接局域网。由于光纤具有不受电磁干扰和噪音影响的独有特征,适宜在长 距离内保持高速数据传输率,而且能提供很好的安全性。

  网络除了有线媒体以外,还可以通过无线传输媒体进行无线传输,目前常用的技术有无线电波、微波、红外线和激光。随着便携式计算机的出现和普及,以及在军事、野外等特殊场合下移动产品的通信联网需要,促进了无线通信网络的发展,出现了无线网络产品。

  两个计算机间通信时对传输信息内容的理解、信息表示形式以及各种情况下的应答信号都必需进行一个共同的约定,我们称为协议( Protocol)。一般来说,协议要由如下三个要素组成:

  (2)语法( Syntax)。涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。

  协议本质上无非是一种网上交流的约定,由于联网的计算机类型可以各不相同,各自使用的操作系统和应用软件也不尽相同,为了保持彼此之间实现信息交换和资源共享,它们必须具有共同的语言,交流什么、怎样交流及何时交流,都必须遵行某种互相都能够接受的规则。

  目前,全球最大的网络是因特网( Internet),它所采用的网络协议是 TCP/IP协议。它是因特网的核心技术。 TCP/IP协议,具体的说就是传输控制协议( Transmission Control Protocol,即 TCP)和网际协议( Internet Protocol,即 IP)。其中 TCP协议用于负责网上信息的正确传输,而 IP协议则是负责将信息从一处传输到另一处。

  TCP/IP协议本质上是一种采用分组交换技术的协议。其基本思想是把信息分割成一个个不超过一定大小的信息包来传送。目的是:一方面可以避免单个用户长时间地占用网络线路;另一方面,可以在传输出错时不必重新传送全部信息,只需重传出错的信息包就行了。

  TCP/IP协议组织信息传输的方式是一种 4层的协议方式。下表是一种简化了的层次模型:

  模型中,最底层为 TCP/IP的实现基础,主要用于访问具体局域网,如以大网等。中间两层为 TCP/IP协议,其中的 UDP为一种建立在 IP协议基础上的用户数据协议( User Data gram Protocol,即 UDP)。最上层为建立在 TCP/IP协议基础上的一些服务: TELNET(远程登录),允许某个用户登录到网上的其它计算机上(要求用户必须拥有该机帐号),然后像使用自己的计算机一样使用远端计算机: FTP( File Transfer Protocol,文件传输协议),允许用户在网上计算机之间传送程序或文件; SMTP( Simple Message Transfer Protocol,简单邮件传送协议),允许网上计算机之间互通信函; DNS( Domain Name Service,域名服务协议),用于将域名地址转换成 IP地址等。

  因特网( Internet)是一个建立在网络互连基础上的最大的、开放的全球性网络。因特网拥有数千万台计算机和上亿个用户,是全球信息资源的超大型集合体。所有 采用 TCP/IP协议的计算机都可以加入因特网,实现信息共享和互相通信。与传统的书籍、报刊、广播、电视等传播媒体相比,因特网使用更方便,查阅更快捷,内 容更丰富。今天,因特网已在世界范围内得到了广泛的普及与应用,并正在迅速地改变人们的工作方式和生活方式。

  因特网起源于 20世纪 60年代中期由美国国防部高级研究计划局( ARPA)资助的 ARPANET,此后提出的 TCP/IP协议为因特网的发展奠定了基础。 1986年美国国家科学基金会( NSF)的 NSFNET加入了因特网主干网,由此推动了因特网的发展。但是,因特网的真正飞跃发展应该归功于 20世纪 90年代的商业化应用。此后,世界各地无数的企业和个人纷纷加入,终于发展演变成今天成熟的因特网。

  我国正式接入因特网是在 1994年 4月,当时为了发展国际科研合作的需要,中国科学院高能物理研究所和北京化工大学开通了到美国的因特网专

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