智能建筑弱电系统3-计算机网络-课件.ppt
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- 智能建筑 系统 计算机网络 课件
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1、3 计算机网络 在智能建筑中,人们基于不同的目的组建了各种各样的局域网,并将这些局域网与外面的广域网联接起来传递信息。3.1 计算机网络概述 3.1.1 计算机网络的发展概况 1)具有通信功能的单机系统 2)具有通信功能的多机系统 3)计算机网络 20世纪60年代中期,人们利用通信线路将多台计算机连接起来,成功地进行了计算机之间的通信,从而诞生了计算机网络。图3.1 具有通信功能的多机系统 计算机网络在其发展过程中主要经历了两种结构形式:一种是早期的以数据交换为主要目的的一级结构计算机网络,另一种是目前广泛使用的为实现资源共享和完成分布式处理为目的的两级结构计算机网络。4)局域网的兴起及广泛应
2、用和网络标准化开放化阶段 3.1.2 计算机网络的定义及其功能 1)计算机网络的定义 计算机网络的定义随着计算机技术和通信技术的不断发展,其内涵也各不相同。目前为大多数学者和工程技术人员所接受的定义是:凡将地理位置不同,具有独立 功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来,用功能完善的网络软件进行管理和控制,以实现互相交换信息及共享网络资源的系统,称为计算机网络系统。2)计算机网络的功能 计算机网络的主要功能如下:信息的快速传递和集中处理 资源共享 均衡负荷和分布处理 综合信息服务 提高计算机的可靠性 3.1.3 计算机网络的应用 计算机网络的应用归纳为以下几个主要方面:信息交换 访问中央
3、及远程数据库 传送电子邮件 远程执行程序 网络会议 3.1.4 计算机网络的分类 计算机网络通常有以下几种分类方法:按覆盖的地理范围 分为广域网(又称为远程网)、局域网(本地网)和城域网(市域网)。按通信速率 分为低速网、中速网和高速网。按网络的拓扑结构 分为星形网、总线形网、环形网、树形网、网状网和混合形网。按传输介质 分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网、无线介质网和混合介质网。按信息交换方式 分为电路交换网、分组交换网和综合交换网。按使用范围 分为公用网和专用网。下面简要介绍常见的按覆盖地理范围来分的3种网络。1)广域网(Wide Area Network)广域网(WAN)又叫远程网,其特点
4、是覆盖范围很广,从覆盖几个城市到一个国家甚至全球。2)局域网(Local Area Network)局域网(LAN),顾名思义是在局部范围使用的计算机网络,其特点是:覆盖的地理范围有限,规模较小,网内计算机及有关设备通常局限于一个单位、一幢大楼甚至一个办公室内,分布范围一般不超过几千米。3)城域网(Metropolitan Area Network)城域网(MAN)的范围通常覆盖一个城市或地区,介于广域网和局域网之间,它是在局域网基础上发展起来的一类新型网络。3.2 网络体系结构和网络协议 3.2.1 组成计算机网络的两级结构 现在都把计算机网络设计成由两级结构组成的形式,一级是资源子网,一级
5、是通信子网。资源子网主要完成数据存贮、数据处理的功能,通信子网主要完成数据传输、数据交换的功能,如图3.2所示。图3.2 计算机网络的两级结构形式 资源子网 图3.2中的外层为资源子网,它主要由主计算机(H)、主计算机中的软件资源(如数据库和应用程序)和请求利用资源的用户终端(T)组成,它们称为访问结点,负责网络的数据处理工作,并向网络用户提供各种软、硬件资源和网络服务。通信子网 图3.2中的内层为通信子网,它主要由转接结点(NC)和高速通信线路组成。3.2.2 计算机网络体系结构 1)网络分层次体系结构的设计 建立计算机网络的目的是实现资源共享和信息交换,为达到这两个目的,网络中的结点计算机
6、必然要进行通信。但网络中的通信工作是十分复杂的,它要涉及到收发两端一系列相互作用、相互影响的过程。如果将它们作为一个整体来处理,今后要对它的某一部分进行改动,就会牵一发而动其全身,这种办法是不可取的,也是行不通的。如果采用类似于软件开发技术中结构化、模块化的设计技术,将其化整为零,就可以使问题大大简化,这就是通过分层和分层协议相结合的办法来解决这个问题。对结构化的网络协议,就将层和协议的集合称为网络体系结构。2)网络分层次结构的优点 因为各层的功能相对独立,给修改和更新工作带来极大的便利。随着软硬件技术的不断发展,各层次的协议很容易改变,每个层次的内部结构可以重新设计,但这些并不影响相邻层次的
7、接口和服务关系。由于各层次设计得相对简化,所以就可以采用最合适的软、硬件技术实现其功能。为满足一些特殊通信需要,一个层次中可以再划分出一些子层。当不需要某层的服务时,又可将该层旁路。易于维护。一个功能部件或接口上出现的问题不会影响整个网络系统,使查找故障的范围大大缩小。有利于促进网络标准化。因为各层的功能和提供的服务都有了明确的定义和说明,各厂商实现起来就有一个统一的标准,这样就为不同网络互联奠定了基础。3)关于网络协议的概念 网络协议就是:两个通信体之间通信时,对所传送信息内容的表示方式、理解方式以及应答方式等双方必须共同遵守的约定,即两者互相都能接受的、能保证通信的一些规则的集合。网络协议
8、由以下三部分组成:语法(Syntax)语义(Semantics)时序(Timing)3.2.3 ISO/OSI网络体系结构 1)ISO/RM参考模型 国际标准化组织(ISO)在1984年颁布了“开放系统互联”(OSI)的参考模型,简称ISO/RM参考模型。所谓开放系统互联(OSI)是指计算机在网络中的互连性、互通性和互操作性。ISO/RM模型运用分层结构技术,把整个网络的通信功能划分为7层,由低到高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层,如图3.3所示。图3.3 ISO/RM参考模型 2)关于OSI协议的说明 ISO/RM参考模型中各层的功能是通过符合协议的每一层软件
9、和硬件来实现的。国际标准化组织(ISO)除了定义ISO/RM参考模型外,已开发了或正在开发实现这7个层次功能的各种协议和服务标准(通常和CCITT合作),这些协议和服务标准通称为“OSI协议”。ISO研究开发OSI协议的目的同样是想制定出能适合所有网络的国际标准。3)ISO/RM参考模型7层功能的概述 物理层 此层规定通信设备和传输介质的电气、机械特性,起到系统和传输介质之间物理衔接的作用,实现收、发两端通信链路的建立、保持和拆除功能。数据链路层 此层的功能是,使结点之间的数据传输分帧进行,各帧按顺序传送。网络层 此层负责把传输层送来的数据分组,并控制其传送,其中主要是进行路由选择。传输层 传
10、输层是整个协议层次中最核心的一层,它的作用是从会话层接收数据,然后再传给网络层,并用多路复用或分流的方式使数据传输高效地进行。会话层 会话层利用传输层提供的端到端数据传输服务,具体实施服务请求者与服务提供者之间的通信,属于进程间通信范畴。表示层 表示层的功能是解释数据的含意,使应用层能够读懂。应用层 应用层负责建立网络中应用程序与网络操作系统间的联系,并且管理二者相互连接起来的应用系统以及系统使用的应用资源,提供直接面向网络最终用户的服务。3.2.4 几种常见的网络协议(1)TCP/IP协议 TCP/IP协议是由美国国防部高级计划研究署(ARPA)于20世纪60年代开始研究并成功开发出来的。T
11、CP/IP是多台相同或不同类型的计算机进行信息交换的一组通信协议所组成的协议集,它已成为一种网络体系结构,而TCP和IP是其中两个最重要的协议。TCP(Transmission Control Protocal)是传输控制协议,它的作用是,确保所有传送到某个计算机系统的数据能正确无误地到 达该系统。IP(Internet Protocal)是网络间互联协议,它的作用是,制定所有在网络上流通的数据包标准,提供可靠的数据传输服务。TCP/IP协议和ISO/RM对照,见图3.4。图3.4 TCP/IP与ISO/RM比较图(2)IEEE 802协议 IEEE 802协议是国际电气电子工程师学会(IEE
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