《计算机网络》李环主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《计算机网络》

【作　者】李环主编

【页 数】 327

【出版社】 北京：中国铁道出版社 , 2020.03

【ISBN号】978-7-113-26606-6

【价 格】54.50

【分 类】计算机网络-高等学校-教材

【参考文献】 李环主编. 计算机网络. 北京：中国铁道出版社, 2020.03.

图书封面：

图书目录：

《计算机网络》内容提要：

本书系统地讲述了计算机网络的基本原理、技术与网络应用。全书分为10章，分别介绍了计算机网络基本概念，和计算机网络相关的数据通信技术，以及网络体系结构，局域网，因特网，因特网服务，网络互连，网络管理，网络安全等内容，最后一个章节编写了网络实验案例，实现理论和实践结合，提高动手能力。本书的特点是概念准确、内容丰富、结构严谨、图文并茂。在由浅入深、循序渐进地讲述网络的基本概念和原理的同时，注重计算机网络的实际应用，重要的知识点配有精心设计的案例。本书还配有电子教案和实验教学视频，扫描二维码观看所有的网络实验。

《计算机网络》内容试读

第1章

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计算机网络概述

计算机网络已经渗透到社会生产的各个领域，为了让读者对计算机网络有初步的认识，本章在讨论网络的形成与发展历史的基础上，对网络的定义、分类与拓扑结构等内容进行描述，介绍计算机网络的性能指标。

学习目标：

●了解计算机网络的发展

●掌握计算机网络的定义和分类

●了解计算机网络的拓扑结构

●掌握计算机网络的组成

●重点掌握计算机网络的体系结构

●了解计算机网络的性能指标

1.1计算机网络的形成与发展

计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物，随着网络技术的发展，计算机网络在人们日常生活中起着越来越重要的作用。

纵观计算机网络的形成与发展，从技术发展角度大致分为四个阶段：

第一阶段是20世纪50年代的单机系统阶段。计算机的主机数量少、价格贵，多用户通过输入/输出终端和主机连接。随着通信技术的发展，人们利用通信线路可以将远程终端和主机连接，完成异地操作，这就是单机多用户系统。此阶段实现了计算机技术和通信技术结合，为计算机网络的产生奠定了理论基础。

第二阶段是20世纪60年代的多机系统。为了克服单机系统中主机的负荷压力，将主

机的通信功能分离出来，增加了专门的通信控制处理机IMP,通过MP的互联实现了主机

之间的连接，从而实现了主机资源的共享。ARPANET和分组交换技术的出现，是计算机网

络发展的里程碑，为今天的Internet奠定了基础。

第三阶段是20世纪70年代到80年代具有网络体系结构的标准化网络系统。国际标准

化组织制定了开放系统互连参考模型，美国电气电子工程师协会制定了EEE802局域网建

设标准，各种广域网、局域网和公用分组交换网的迅速发展，从理论上阐述了计算机网络发展的标准。

第四阶段是20世纪90年代以后的高速网络时代。Internet、高速通信网络、无线网络

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计算机网络。。©

的广泛应用，网络安全技术、宽带城域网、移动互联网、多媒体网络、云计算、数据挖掘、

Pv6、物联网等相继成为网络研究的热点。

1.2计算机网络的概念

各种资料对于计算机网络的定义不尽相同，大体可以分为广义的观点、资源共享的观点和用户透明的观点，目前被大家认可的观点是资源共享的观点。

我们将计算机网络定义为：将不同地域的具有独立功能的计算机系统和设备，通过通信设备和通信线路按照一定的形式连接起来，以功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。

概括起来计算机网络应该具备3个基本要素：

①网络中的计算机是具有独立功能的计算机，也就是说是“自治计算机”，该要素点明了计算机网络不同于主机系统。

②计算机之间进行通信必须遵循共同的标准和协议。

③计算机网络的目的是资源共享，资源包括计算机的软件资源、硬件资源以及用户数据资源，网络中的用户不仅可以使用本地资源，还可以通过网络完全或部分使用远程网络的计算机资源，或者通过网络共同完成某项任务。

1.3计算机网络的拓扑结构

在计算机网络定义中，“通信设备和通信线路按照一定的形式连接起来”所涉及的一定形式指的是网络的拓扑结构，就是计算机节点和通信链路所组成的几何形状

计算机网络拓扑结构有逻辑拓扑结构和物理拓扑结构两层含义，逻辑拓扑结构指各组成部分之间的逻辑关系；物理拓扑结构指各组成部分的物理连接关系。常见的网络拓扑结构有：总线、星状、树状、环状及混合拓扑等，相应的网络有星状网络、树状网络、环状网络等。图1-1给出了常用的计算机网络拓扑结构。

集线器

一匹配电阻

星状

总线

必

一匹配电阻

干线耦合器

是

环状

树状

图1-1常用的计算机网络拓扑结构

。第1章计算机网络概述

1.4计算机网络的分类

计算机网络可以从不同的角度进行分类。

1.按作用范围分类

①局域网(Local Area Network,LAN)是指地理覆盖范围在几米到几十千米以内的计算机网络，一般为一个单位或者一个部门组建、维护和管理。随着笔记本计算机、智能手机、Pad等信息化家电的普及，IEEE802.15制定了个人区域网的标准，本书暂且不单独把他从局域网中列出。

局域网的特点：

●覆盖范围小。

●信道带宽大、数据传输速率高，一般在10~1000Mbit/s,数据传输延时小、误码率低。

●易于安装，便于维护。

●局域网的拓扑结构简单，常用总线、星状、环状结构。常用的传输媒体是双绞线、同轴电缆、光纤或无线传输媒体。

②城域网(Metropolitan Area Network,MAN)的地理分布范围为覆盖一个城市或地区，作用范围约为5~50km,城域网由政府或者大型企业集团、公司组建，传输媒体主要是光纤。

城域网的实现标准是分布式队列双总线（DQDB),DQDB现在已经成为国际标准，编

号为IEEE802.6。

③广域网（Wide Area Network,WAN)的地理覆盖范围在50km以上，遍布一个国家或者全世界。广域网的拓扑结构比较复杂，常规情况下是借助传统的公共传输网来实现广

域网的连接，比如公共电话网(PSTN)、中国分组交换网(CHINAPAC)、中国数字数据网

(CHINADDN)、中国帧中继(CHINAFRN)和综合业务数字网(ISDN),ChinaNet就是借助了CHINADDN提供的高速中继线路，使用高速路由器组成的覆盖中国各省市并连接Internet的计算机广域网。

2.按传输媒体分类

按传输媒体的不同，计算机网络又可分为有线网络和无线网络。

(1)有线网络

采用双绞线、同轴电缆、光纤等物理媒体来连接的计算机网络为有线网络。

双绞线网络是目前常用的局域网连网方式，其特点是价格便宜、安装方便、抗干扰能力差。

同轴电缆网络比较经济，安装较为便利，抗干扰能力一般。

光纤网络传输距离长，传输速率高，抗干扰能力强，价格较双绞线和同轴电缆都高。

(2)无线网络

采用微波、红外线和无线电短波作为传输媒体的计算机网络称为无线网络。无线网络

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计算机网络。。⊙

易于安装和使用，但传输速率低，误码率高，站点之间容易存在干扰。

3.按数据传输交换方式分类数据传输交换方式如图1-2所示。

电路交换

报文交换

存储转发交换

数据报

人分组交换

、虚电路

图1-2数据交换方式

依此分类，计算机网络可以分为电路交换、存储转发交换。

4.按网络组建、经营和管理方式分类

按网络组建、经营和管理方式划分，计算机网络可划分为公用网和专用网。公用网为全社会所有人提供服务。专用网为一个或几个部门所拥有，只为拥有者提供服务。

5.按网络协议分类

根据采用的网络协议的不同，可以把计算机网络分为以太网、令牌环网、FDDI网、ATM

网、X.25网、TCP/IP网等。

1.5计算机网络的组成

计算机网络从逻辑功能上可以分为资源子网和通信子网，如图1-3所示。

资源子网

、①主机

路由器

网络

通信子网

图1-3计算机网络的组成

资源子网由计算机系统、网络终端、外围设备、各种软件资源与数据资源组成，负责全网的数据处理，为全网用户提供网络资源和网络服务。通信子网由通信控制处理机、通信线路和其他通信设备组成，负责数据传输和转发等通信工作。

1.6计算机网络的性能指标

计算机网络的性能指标可以从不同角度衡量网络的性能，常用的性能指标有传输速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积等。

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。第1章计算机网络概述

1.传输速率

传输速率是指在计算机网络上的主机在数字信道上数据传送的速度，是计算机网络中的一个重要指标，传输速率的单位是比特每秒(bit/s)或者kbit/s、Mbit/s、Gbit/s、Tbit/s1 Tbit/s=102 bit/s,1 Gbit/s=10bit/s,1 Mbit/s=10 bit/s,1 kbit/s=10'bit/s

2.带宽

带宽（Bandwidth)有两种不同的含义，在过去很长的一段时间内，电信线路传送的信号是模拟信号（连续变化的信号），表示通信线路允许通过的信号频带范围称为带宽，所以带宽原意就是指信号具有的频带宽度，是指信号所包含的各种不同频率成分所占用的频率范围。例如，电话信号的标准带宽为3.1kHz（从300Hz到3.4kHz,即话音的频率范围)，这种意义上的带宽单位是赫（或者是千赫、兆赫、吉赫）。

在计算机网络中，用带宽来表示网络通信线路所能传送数据的能力，是指单位时间内从网络的某一节点到另一个节点所能通过的最高数据传输速率，单位是比特每秒(it/s),千比特每秒(kbit/s)、兆比特每秒(Mbit/s)、吉比特每秒（Gbit/s)和太比特每秒(Tbit/s)。

3.吞吐量

吞吐量(Throughput)是指在单位时间内通过某个网络的数据量。网络的吞吐量和网络的带宽和传输速率相关，吞吐量一般用于对实际网络性能评价指标的一种度量，从而知道网络实际通过的数据量，例如，100Mbit/s的快速以太网，其额定传输速率为100Mbit/s,但其实际吞吐量可能只有70M/s,吞吐量可以用每秒传送的字节数表示，也可以用每秒传送的帧数表示。

4.时延

时延（Delay)是指一个数据单位从网络的一端传送到另一端所需要的时间，是一个非常重要的网络性能指标。计算机网络的时延包括发送时延、传播时延、处理时延、排队时延，总的时延是这些时延之和。

①发送时延：产生在发送数据端（主机或者路由器），数据帧从一个节点发送到传输媒体所需要的时间，也就是发送一个数据帧的第一个比特开始到该帧的最后一个比特结束所需要的时间。发送时延的大小和数据块长度成正比，和带宽成反比。

发送时延=数据块长度(bit)

信道带宽(bit/s)

②传播时延：电磁波在信道中传播需要一定的时间，传播时延和信道长度及信号在信道上传播的传播速率相关。

信道长度(m)

传播时延=信号在信道上的传播速率（ms)

电磁波在大气空间的传播速率为3.0×10km/s,在铜线电缆中的传播速率为2.3×10km/s,在光纤中的传播速率为2.0×10kms。例如，在1km的大气空间，产生的传播时延大约为3ms。

③处理时延：数据在传输过程中经过了若干个中间路由器，路由器和主机在收到分组

或数据报时要花费一定的时间进行处理，如分析数据报的首部信息，从中提取目的P地址，

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计算机网络CC⊙

查找适当的路由，决定如何转发；提取数据部分，进行差错检验。

④排队时延：分组在网络传输过程中要经过多个路由器，分组在进入路由器时要先在输入队列中排队等待处理，路由器确定转发端口后，分组还要在输出队列中等待发送，从而产生的时延为排队时延。排队时延的大小和路由器的处理能力以及网络当时的通信量有关，当网络通信量很大时，缓存中的空间有限，会产生溢出现象，造成分组丢失。

数据在网络中所经历的总时延是以上四种时延之和：

总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延

图1-4给出了四种时延产生的位置。

在节点A中产生

处理时延和排队时延

在链路上产生

在发送器产生传输时延

(传播时延)

(发送时延)

转发

转发

数据

队列

队列

链路

队列

节点A

发送器

节点B

图1-4四种时延产生的位置

传播速率和发送速率是两个不同的概念，刚开始学习网络知识的人容易产生一个错误的概念，“在高速链路上，比特流应该传输得更快”，就像在高速公路上汽车可以行驶得更快一样，其实不然，在高速链路上，提高的是数据的发送速率，跟传播速率无关，通常意义上讲“光纤的传输速率高”是指向光纤信道上发送数据的速率高，而光在光纤信道中的传播速率为2.05×10km/s,比电磁波在铜导线（5类双绞线)中的传播速率(2.3×10km/s)还低。

5.时延带宽积

时延带宽积是指任意给定的时间内链路上传输的数据量。

时延带宽积=传播时延×带宽

用图1-5来说明时延带宽积，图中的圆柱形管道代表传输链路，管道的长度表示为链路的传播时延，截面积表示带宽，因此时延带宽积就是管道的体积，表明链路中可以容纳的比特数。例如某段链路的时延为10ms,带宽为100Mbit/s,则其时延带宽积为10×103×100×10°=10°(bit)。表明若发送端连续发送数据，在第一个比特即将到达终点时，发送端已经发送了100万比特，这100万比特正在链路上传送，所以时延带宽积也称为以比特为单位的链路长度。

带宽

传播时延

图1-5时延带宽积

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···试读结束···