2014年计算机四级计算机名师讲义：网络技术基础_第3页

一）. 计算机网络的定义
三类定义观点
广义、资源共享、用户透明性
符合网络特征的是资源共享的观点。
2. 资源共享观点定义
“以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合”，主要表现在一下方面：
建立计算机网络的主要目的是实现计算机资源的共享；
互联计算机室分布在不通地理位置的多台独立的“自治计算机”；
联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议。
二）.计算机网络的分类
按网络的覆盖范围可以分为：局域网、城域网、广域网、个人区域网
局域网： 一般用微型计算机通过高速通信线路相连，数据传输速率较快，通常在10 Mbit/s以上，误码率较低。但其覆盖范围有限，是一个小的地理区域（例如：办公室、大楼和方圆几公里远的地域）内的专用网络。局域网从介质访问控制方法来看可分为共享式介质和交换式局域网。
城域网：介于局域网和广域网之间的高速计算机网络。
广域网：是远距离、大范围的计算机网络，覆盖范围一般是几十公里～几千公里的广阔地理区域，其主要作用是实现远距离计算机之间的数据传输和信息共享，并且通信线路大多租用公用通信网络（如公用电话网PSTN）。广域网从逻辑功能上分为通信子网和资源子网。。
个人区域网：通常地理范围为10m以内，用于连接计算机、平板电脑、智能手机、打印机等数字终端设备。使用无线通信技术实现联网的个人区域网叫无线个人区域网-WPAN。
三）. 计算机网络的拓扑结构
网络拓扑的定义
抽象
“点”：工作站、服务器、通信设备等
“线”：通信介质
网络拓扑结构:
通过网络中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中个实体间的结构关系。
2. 网络拓扑的分类
按通信子网中的通信信道类型分为：
广播信道通信子网的拓扑与点到点线路的通信子网；
广播信道通信子网的拓扑结构包括4种：
总线型、树型、环型、无线与卫星通信；
点到点线路的通信子网的拓扑结构包括4种：
星型、环型、树型、网状型。
星型拓扑：
结点通过点对点线路与中心结点连接，结构简单、易于实现、便于管理，中心结点是整个网络的可靠性瓶颈；
环型拓扑：
结点通过点对点线路连接成闭合环路，结构简单、传输延时确定，但环中每条通信线路都会成为网络可靠性的瓶颈；
树形拓扑：
结点按层次进行连接，是星型拓扑的扩展，适用于汇聚数据的应用需求；
网状拓扑：
结点之间的连接是任意的，主要优点是可靠性高，
目前广域网主要用网状拓扑构型。

【例】下列关于网络拓扑结构的描述中，错误的是（　）。 A．星型拓扑存在中心节点 B．网状拓扑是无规则的拓扑 C．环型拓扑传输延迟不确定 D．广域网大多采用网状拓扑
答案：C
【例】关于网络拓扑的描述中，正确的是（　）。
网络拓扑可以反映网络结构
星型拓扑的结点之间连接无规则
C) 环型拓扑是多数广域网采用的拓扑
D) 网状拓扑基于中心结点构成
答案：A
四）. 描述计算机网络传输特性的参数
数据传输速率
数据传输速率是每秒钟传输二进制比特数，单位比特/秒，记作bps
公式：S=1/T (bps) T为发送每个比特所需的时间。
例如，在通信信道上发送1个比特所需的时间是0.001ms，则该信道的数据传输速率为1×106bps,记作1Mbps。
常用的数据传输速率单位有kbps、Mbps 、Gbps 、Tbps。其中 :
1 kbps ≈ 1×103bps
1Mbps ≈ 1×106bps
1Gbps ≈ 1×109bps
1Tbps ≈ 1×1012bps
【例8】数据传输速率为5 ×106bps ，可以记为（　）。 A．5 Gbps B．5 Kbps C．5 Tbps D．5 Mbps
答案：D
【例9】如果在信道上发送1个比特所需的时间是0.02 ms,则该信道的数据传输速率为可以记为（　）。 A．50 Kbps B．200 Kbps C．0.02 Mbps D．50 Mbps
答案：D
1/0.00002=50 000=50M
【例9】如果网络节点传输1M比特数据需要0.002s,则该网络的数据传输速率为（　）。 A．8 Gbps B．4 Gbps C．800 Mbps D．500 Mbps
答案：D
1000000/0.002=500 000 000=500M
数据传输速率与带宽：
带宽：某个信号具有的频率宽度，单位是赫兹（Hz）。
“带宽”和“速率”几乎成了同义词
通信信道最大传输速率与信道带宽之间存在着明确的关系：
奈奎斯特准则
香农定理
奈奎斯特准则
描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关系。
二进制数据信号的最大数据传输速率Rmax与通信信道带宽（B=f，单位HZ）的关系为：
例如，对于二进制数据，若B=3 000Hz，则最大数据传输速率Rmax=6 000bps。
香农定理
描述了有限带宽、有随机热噪声信道时，最大传输速率与信道带宽、信号噪声功率比之间的关系：
其中：Rmax:数据最大传输速率，单位是bps
B:信道带宽，单位是Hz
S/N:信号与噪声功率比
例如：信道带宽B=3000Hz，S/N=1 000，那么Rmax≈30kbps 。
香农定理给出了一个有限带宽、有热噪声信道的最大数据传输速率的极限值
【例】香农定理描述了信道的最大传输速率与哪个（些）参数之间的关系？（ ）
1.信道带宽 2.信噪比 3.噪声功率
1和3
1和2
仅1
仅2
答案：B
2. 误码率的定义
误码率是指二进制码在数据传输系统中被传错的概率，它在数值上近似等于：
Pe=Ne/N
其中N指传输的二进制码元总数，Ne为被传错的元数.
对于当前使用的电话线路，传输速率在300~2400bps之间时，平均误码率在104~106之间；
传输速率在4800~9600bps之间时，平均误码率在102~104之间；
计算机通信的平均误码率要求低于10-9。
【例】下列关于误码率的描述中，错误的是（　）。
误码率是衡量数据传输系统非正常工作状态下传输可靠性的参数
在数据传输速率确定后，误码率越低，传输系统设备越复杂
实际数据传输系统，如果传输的不是二进制码元，计算时要折合成二进制码元
被测量的传输二进制码元越大，误码率越接近真实值
答案：A
早期的广域网通信子网中，数据交换分为两类：线路交换、存储转发交换。