计算机网络图的数据

① 各位大侠帮帮忙，求计算机网络的整个脉络图，每个层次的协议我总是混淆，谢谢啦

现在互联网用的是TCP/IP的体系结构就给你用这个举例吧

TCP/IP第四层：应用层主要协议如：如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。

第三层：传输层主要协议：TCP,UDP

第二层：网络层主要协议：IP

第四层：网络接口层这一层是在网卡和线路上实现的

你的个人电脑或终端是位于TCP/IP的最上端也就是第四层：应用层你所发送的信息都是由第四层特定的协议服务或是应用程序生成的然后通过层次之间的接口传给下层

传输层把数据分段再加上源和目的端口号（用于标识特点应用程序和协议）传给下一层TCP和UDP的区别就在于他们的安全性和控制机制

网络层把数据分段封装成包在包头加上源和目的IP地址传给下层

接口层这基本就是通过以太网技术实现的你看下IEEE802的技术集最后把数据包封装成数据帧再编码成比特最后调制成信号放到介质上

这是发信息接收信息是反过来的一层一层的解封装

② 计算机网络，图中第四行和第六行对校验位R1和R2的描述好像并没有区别

只能检测出奇数位出错. 如果发生偶数位错误就无法检测   设原编码为0000,传输的过程中变成了1001。如果使用奇校验,原编码是00001,传输过后会变成10011,1仍然是奇数个,无法校验;

奇校验：一个字节8位中“1”的个数，校验位，添加一位，使9位中“1”的个数为奇数；偶校验同理。
奇校验：就是让原有数据序列中（包括你要加上的一位）1的个数为奇数
1000110（0）你必须添0这样原来有3个1已经是奇数了所以你添上0之后1的个数还是奇数个。
偶校验：就是让原有数据序列中（包括你要加上的一位）1的个数为偶数
1000110（1）你就必须加1了这样原来有3个1要想1的个数为偶数就只能添1了。
校验的原理是：假如采用奇校验，发送端发送的一个字符编码（含校验位）中，“1”的个数一定为奇数个，在 接收端对接收字符二进制位中的“1”的个数进行统计，若统计出“1”的个数为偶数个，则意味着传输过程中有1位（或奇数位）发生差错。
事实上，在传输中偶尔—位出错的机会最多，故奇偶校验法常常采用。

③ 计算机网络的拓补结构中，所有数据信号都要通过同一条电缆来传递的是什么结构

总线结构

由计算机组成的网络之间设备的分布情况以及连接状态，把它两画在图上就成了拓扑图，一般在图上要标明设备所处的位置，设备的名称类型，以及设备间的连接介质类型。它分为物理拓扑和逻辑拓扑两种。

两个结点间的连线，可分为物理链路和逻辑链路两种，前者指实际存在发通信线路，后者指在逻辑上起作用的网络通路。

(3)计算机网络图的数据扩展阅读：

拓扑结构的选择往往与传输媒体的选择及媒体访问控制方法的确定紧密相关。

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，而且能被所有其它站所接收。

④ 计算机网络——网络层数据报服务与虚电路服务。求以下两幅图的详解

数据报服务是把数据拆分成单个的报文，每个数据报传输的路径都是随机的，所有报文到达目的主机后再拼装成完整的数据，UDP协议应该就是一种数据报服务。

虚电路服务是在两个需要通信的主机之间建立一条虚拟路径，每个数据报都沿固定的路由传播，TCP协议应该就是一种虚电路服务。
以上纯属个人理解，有表达不正确的地方请见谅。

⑤ 计算机网络。这是什么图，怎么看，能得到什么信息

该程序是一个网络管理软件，它可以得到源网卡以及目的网卡的 MAC 地址，以及 IP 协议的类型为 0x0800、以及相关数据。每个数据帧的长度为 46。

⑥ 什么是计算机网络 它有哪些作用

计算机网络图 计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
电脑分路由器和本地连接、、 另外还分有外网和内网IP

基本信息
当前的互联网只限于信息共享，网络则被认为是互联网发展的第三阶段。网络可以构造地区性的网络、企事业内部网络、局域网网络，甚至家庭网络和个人网络。网络的根本特征并不一定是它的规模，而是资源共享，消除资源孤岛。

网络技术具有很大的应用潜力，能同时调动数百万台计算机完成某一个计算任务，能汇集数千科学家之力共同完成同一项科学试验，还可以让分布在各地的人们在虚拟环境中实现面对面交流。主要功能

一般来说，计算机网络可以提供以下一些主要功能：

资源共享

网络的出现使资源共享变得很简单，交流的双方可以跨越时空的障碍，随时随地传递信息。

信息传输与集中处理

数据是通过网络传递到服务器中，由服务器集中处理后再回送到终端。

负载均衡与分布处理

负载均衡同样是网络的一大特长。举个典型的例子：一个大型ICP（Internet内容提供商）为了支持更多的用户访问他的网站，在全世界多个地方放置了相同内容的WWW服务器；通过一定技巧使不同地域的用户看到放置在离他最近的服务器上的相同页面，这样来实现各服务器的负荷均衡，同时用户也省了不少冤枉路。

综合信息服务

网络的一大发展趋势是多维化，即在一套系统上提供集成的信息服务，包括来自政治、经济、等各方面资源，甚至同时还提供多媒体信息，如图象、语音、动画等。在多维化发展的趋势下，许多网络应用的新形式不断涌现，如： ① 电子邮件――这应该是大家都得心应手的网络交流方式之一。发邮件时收件人不一定要在网上，但他只要在以后任意时候打开邮箱，都能看到属于自己的来信。
② 网上交易――就是通过网络做生意。其中有一些是要通过网络直接结算，这就要求网络的安全性要比较高。

③ 视频点播――这是一项新兴的娱乐或学习项目，在智能小区、酒店或学校应用较多。它的形式跟电视选台有些相似，不同的是节目内容是通过网络传递的。

④ 联机会议――也称视频会议，顾名思义就是通过网络开会。它与视频点播的不同在于所有参与者都需主动向外发送图像，为实现数据、图像、声音实时同传，它对网络的处理速度提出了最高的要求。

分类及组成网络依据什么划分，又是如何组成的呢？

计算机网络的类型有很多，而且有不同的分类依据。网络按交换技术可分为：线

路交换网、分组交换网；按传输技术可分为：广播网、非广播多路访问网、点到点网；

按拓朴结构可分为总线型、星型、环形、树形、全网状和部分网状网络；按传输介质又

可分为同轴电缆、双纽线、光纤或卫星等所连成的网络。这里我们主要讲述的是根据网

络分布规模来划分的网络：局域网、城域网、广域网和网间网。

局域网

-LAN(Local Area Network)

将小区域内的各种通信设备互连在一起所形成的网络，覆盖范围一般局限在房

间、大楼或园区内。局域网的特点是：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。

目前常见的局域网类型包括：以太网（Ethernet）、）、令牌环网 （Token

Ring）、光纤分布式数据接口（FDDI）、异步传输模式（ATM）等，它们在拓朴结构、

传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的当属以太

网―― 一种总线结构的LAN，是目前发展最迅速、也最经济的局域网。

局域网的常用设备有：

* 网卡（NIC） 插在计算机主板插槽中，负责将用户要传递的数据转换为网络上

其它设备能够识别的格式，通过网络介质传输。它的主要技术参数为带宽、总线方式、

电气接口方式等。

* 集线器（Hub） 是单一总线共享式设备，提供很多网络接口，负责将网络中多

个计算机连在一起。所谓共享是指集线器所有端口共用一条数据总线，因此平均每用户

（端口）传递的数据量、速率等受活动用户（端口）总数量的限制。它的主要性能参数

有总带宽、端口数、智能程度（是否支持网络管理）、扩展性（可否级联和堆叠）等。

* 交换机（Switch） 也称交换式集线器。它同样具备许多接口，提供多个网络

节点互连。但它的性能却较共享集线器大为提高：相当于拥有多条总线，使各端口设备

能独立地作数据传递而不受其它设备影响，表现在用户面前即是各端口有独立、固定的

带宽。此外，交换机还具备集线器欠缺的功能，如数据过滤、网络分段、广播控制等。

* 线缆 局域网的距离扩展需要通过线缆来实现，不同的局域网有不同连接线

缆，如光纤、双绞线、同轴电缆等。

城域网

MAN(Metropolitan Area Network)

MAN的覆盖范围限于一个城市，目前对于市域网少有针对性的技术，一般根据实

际情况通过局域网或广域网来实现。

广域网

-WAN(Wide Area Network)

WAN连接地理范围较大，常常是一个国家或是一个洲。其目的是为了让分布较远

的各局域网互连，所以它的结构又分为末端系统（两端的用户集合）和通信系统（中间

链路）两部分。通信系统是广域网的关键，它主要有以下几种：* 公共电话网 即PSTN（Public Swithed Telephone Network），速度9600bps～
28.8kbps，经压缩后最高可达115.2kbps，传输介质是普通电话线。它的特点是费用

低，易于建立，且分布广泛。

* 综合业务数字网 即ISDN（Integrated Service Digital Network），也是一

种拨号连接方式。低速接口为128kbps（高速可达2M），它使用ISDN线路或通过电信局

在普通电话线上加装ISDN业务。ISDN为数字传输方式，具有连接迅速、传输可靠等特

点，并支持对方号码识别。ISDN话费较普通电话略高，但它的双通道使其能同时支持两

路独立的应用，是一项对个人或小型办公室较适合的网络接入方式。

* 专线 即Leased Line，在中国称为DDN，是一种点到点的连接方式，速度一般

选择64kbps～2.048Mbps。专线的好处是数据传递有较好的保障，带宽恒定；但价格昂

贵，而且点到点的结构不够灵活。

* X.25网 是一种出现较早且依然应用广泛的广域网方式，速度为9600bps～

64kbps；有 冗余纠错功能，可 靠性高，但由此带来的副效应是速度慢,延迟大；

* 帧中继 即Frame Relay，是在X.25基础上发展起来的较新技术，速度一般选择

为64kbps～2.048Mbps。帧中继的特点是灵活、弹性：可实现一点对 多点的连接，并且

在数据量大时可超越约定速率传送数据，是一种较好的商业用户连接选择。

*异步传输模式 即ATM（Asynchronous Transfer Mode），是一种信元交换网

络，最大特点的速率高、延迟小、传输质量有保障。ATM大多采用光纤作为连接介质，

速率可高达上千兆（109bps），但成本也很高。

广域网与局域网的区别在于：线路通常需要付费。多数企业不可能自己架设线

路，而需要租用已有链路，故广域网的大部分花费用在了这里。人们常常考虑如何优化

使用带宽，将“好刀用在刀刃上”。

广域网常用设备有：

* 路由器（Router） 广域网通信过程根据地址来寻找到达目的地的路径，这个

过程在广域网中称为"路由（Routing）"。路由器负责在各段广域网和局域网间根据地

址建立路由，将数据送到最终目的地。

* 调制解调器（Modem） 作为末端系统和通信系统之间信号转换的设备，是广域

网中必不可少的设备之一。分为同步和异步两种，分别用来与路由器的同步和异步串口

相连接，同步可用于专线、帧中继、X.25等，异步用于PSTN的连接。

网间网

即Internetwork，是一系列局域网和广域网的组合，因此包含的技术也是现有的

局域网和广域网技术的综合。Internet便是一个当前最大也最为典型的网间网。

⑦ 详解图解计算机网络177 个名词

大家好，我是伟哥。上篇《60 张图详解 98 个常见的网络概念》有一段时间了，现在重新汇总整理，把最近提到的网络名词也加上。同时为了方便阅读，增加了大量的配图，让网络小白也能轻松理解。考虑到 177 个网络名词加上 123 张图，文章的篇幅就很长了，有必要分类整理下，于是按照网络分层结构，加上分层的扩展内容，把所有名词分成了 15 个小类，方便查阅。

1、 电路交换 ：在通信开始前，通信双方要在网络上建立专属信道来发送数据，信道至少会持续到通信结束才会断开。

2、 包交换 ：又叫做分组交换，是将数据分为多个消息块（即数据包），再通过网络对每个数据块进行单独传输选路。

3、 网络协议 ：为在网络中传输数据而对数据定义的一系列标准或规则。

4、 协议栈 ：网络协议的具体定义或具体实现。

5、 万维网 （ WWW ）：可以通过 URL 地址进行定义、通过 HTTP/HTTPS 协议建立连接、通过互联网进行访问的网页资源空间。

6、 局域网 （ LAN ）：在一个有限区域内实现终端设备互联的网络。

7、 城域网 （ MAN ）：规模大于局域网，覆盖区域小到一个方圆数千米的大型园区，大到一个城市圈的网络。

8、 广域网 （ WAN ）：跨越大范围地理区域建立连接的网络。

9、 互联网 （ Internet ）：通过各种互联网协议为全世界成千上万的设备建立互联的全球计算机网络系统。

10、 物联网 （ IoT ）：通过内置电子芯片的方式，将各种物理设备连接到网络中，实现多元设备间信息交互的网络。

11、 云计算 （ Cloud Computing ）：通过互联网为计算机和其它设备提供处理资源共享的网络。

12、 大数据 （ Big Data ）：通过汇总的计算资源对庞大的数据量进行分析，得出更加准确的预测结论，并用来指导实践。

13、 SDN ：指控制平面和数据平面分离，并通过提升网络编程能能力，使网络管理方式更优。

14、 数据平面/转发平面 ：指网络设备中与判断如何转发数据和执行数据转发相关的部分。

15、 控制平面 ：指网络设备中与控制设备完成转发工作的相关部分。

1、 操作系统 ：一种安装在智能设备上，为操作智能设备消除硬件差异，并为程序提供可移植性的软件平台。

2、 图形用户界面 （ GUI ）：指用户在大部分情况下可以通过点击图标等可视化图形来完成设备操作的软件界面。

3、 命令行界面 （ CLI ）：指用户需要通过输入文本命令来完成设备操作的软件界面。

4、 RAM ：随机存取存储器的简称，也叫做内存。安装在数通设备上与安装在计算机中的作用相同，即用于存储临时文件，断电内容消失。

5、 Flash ：安装在数通设备上，与计算机硬盘的功能类似，用来存放包括操作系统在内的大量文件。

6、 NVRAM ：非易失随机存取存储器的简称。用来保存数通设备的启动配置文件，断电不会消失。

7、 Console 接口 ：即控制台接口，通过 Console 线缆连接自己的终端和数通设备的 Console 接口，使用终端模拟软件对数通设备进行本地管理访问。

1、 OSI 模型 ：为规范和定义通信网络，将通信功能按照逻辑分为不同功能层级的概念模型，分为 7 层。

2、 TCP/IP 模型 ：也叫做互联网协议栈，是目前互联网所使用的通信模型，由 TCP 协议和 IP 协议的规范发展而来，分为 4 层。

3、 应用层 ：指 OSI 模型的第 7 层，也是 TCP/IP 模型的第 4 层，是离用户最近的一层，用户通过应用软件和这一层进行交互。理论上，在 TCP/IP 模型中，应用层也包含了 OSI 模型中的表示层和会话层的功能。但表示层和会话层的实用性不强，应用层在两种模型中区别不大。

4、 传输层 ：指 OSI 模型的第 4 层，也是 TCP/IP 模型的第 3 层，在两个模型中区别不大，负责规范数据传输的功能和流程。

5、 网络层 ：指 OSI 模型的第 3 层，这一层是规范如何将数据从源设备转发到目的设备。

6、 数据包 ：经过网络层协议封装后的数据。

7、 数据链路层 ：OSI 模型的第 2 层，规范在直连节点或同一个局域网中的节点之间，如何实现数据传输。另外，这一层也负责检测和纠正物理层在传输数据过程中造成的错误。

8、 数据帧 ：经过数据链路层协议封装后的数据。

9、 物理层 ：OSI 模型的第 1 层，这一层的服务是规范物理传输的相关标准，实现信号在两个设备之间进行传输。

10、 互联网层 ：TCP/IP 协议中的第 2 层，功能与 OSI 模型中的网络层类似。

11、 网络接入层 ：TCP/IP 协议中的第 1 层，作用是定义数据如何在两个直连节点或同一个局域网的节点之间传输，TCP/IP 模型中的这一层结合了 OSI 模型中数据链路层和物理层的功能。

12、 封装 ：发送方设备按照协议标准定义的格式及相关参数添加到转发数据上，来保障通信各方执行协议标准的操作。

13、 解封装 ：接收方设备拆除发送方设备封装的数据，还原转发数据的操作。

14、 头部 ：按照协议定义的格式封装在数据上的协议功能数据和参数。

1、 双绞线 ：将两根互相绝缘的导线按一定规格缠绕在一起，以便它们互相冲抵干扰，从而形成的通信介质。

2、 光纤 ：为实现数据通信，利用全反射原理传输光线的玻璃纤维载体。

3、 IEEE 802.3 ：IEEE 组织定义的以太网技术标准，即有线网络标准。

4、 IEEE 802.11 ：IEEE 组织定义的无线局域网标准。

5、 奇偶校验 ：接收方对比接收的数据与原始数据时，检测数据的二进制数位中 “ 1 ” 的奇偶个数是否相同，从而判断数据与发送时是否一致的校验方式。

6、 校验和 ：接收方对比接收的数据与原始数据的校验和是否相同，判断数据与发送时是否一致的校验方式。

7、 循环冗余校验 ：接收方通过多项式除法判断数据与发送时是否一致的校验方式。

8、 共享型以太网 ：所有连网设备处在一个冲突域中，需要竞争发送资源的以太网环境。

9、 二进制 ：逢 2 进位、只有 0 和 1 表示数字的计数系统。

10、 十六进制 ：逢 16 进位、用 0 ~ F 表示数字的计数系统。

11、 冲突域 ：通过共享媒介连接在一起的设备，共同构成的网络区域。在这个区域内，同时只能一台设备发送数据包。

12、 交换型以太网 ：连网设备互相之间不需要竞争发送资源，而是分别与中心设备两两组成点到点连接的以太网环境。

13、 MAC 地址 ：长度 48 位，固化在设备硬件上，用十六进制表示的数据链路层地址。

14、 广播域 ：在这个区域中，各个节点都可以收到其它节点发送的广播数据包。

⑧ 计算机网络的定义,分类和主要功能是什么

计算机网络的定义：将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

计算机网络的分类：局域网、城域网、广域网、无线网。

计算机网络的主要功能：将大量独立的、但相互连接起来的计算机来共同完成计算机任务。

(8)计算机网络图的数据扩展阅读：

计算机网络的性能有：

1、速率

计算机发送出的信号都是数字形式的。比特是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。英文字bit来源于binary digit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。

2、带宽

在计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，因此网络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。这里一般说到的“带宽”就是指这个意思。这种意义的带宽的单位是“比特每秒”，记为bit/s。

3、吞吐量

吞吐量表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。

参考资料来源：网络—计算机网络

⑨ 《计算机网络》数据交换有几种方式，各自的优缺点是什么

自己看

计算机网络的应用
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。
（1）办公自动化OA（Office Automation）
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。
（2）电子数据交换EDI（Electronic Data Interchange）
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。
（3）远程交换（Telecommuting）
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。
（4）远程教育（Distance Ecation）
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。
（5）电子银行
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，
（6）电子公告板系统BBS（Bulletin Board System）
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。
（7）证券及期货交易
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）。
（8）广播分组交换
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。移动式电话也属于广播系统。
（9）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。
（10）信息高速公路
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。
（11）企业网络
集散系统和计算机集成制造系统是两种典型的企业网络系统。
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。
（12）智能大厦和结构化综合布线系统
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。
网络的分类
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：
1、按分布地理范围分类
按分布地理范围分类，计算机网络可以分为广域网、局域网和城域网三种。
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。
2、按交换方式分类
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。
3、按拓扑结构分类
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。
计算机网络的拓扑结构和传输媒体
1、网络的拓扑结构
“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。
（1）星形拓扑
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。

星形拓扑结构有以下优点：
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。
③ 方便服务。中央节点可方便地对各个站点提供服务和网络重新配置。
星形拓扑结构的缺点：
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。
③ 各站点的分布处理能力较低。
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。
（2）总线拓扑
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。总线拓扑结构见图 7.6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。

总线拓扑结构的优点：
① 总线结构所需要的电缆数量少。
② 总线结构简单，又无源工作，有较高的可靠性。
③ 易于扩充，增加和减少用户比较方便。
总线拓扑结构的缺点：
① 总线传输距离有限，通信范围受限制。
② 故障诊断和隔离比较困难。
③ 分布式协议不能保证信息的及时传输。
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。
（3）环形拓扑
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。

环形拓扑结构的优点：
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。
② 减少或增加工作站时，仅需简单的连接操作。
③ 可使用光纤。光纤的传输速度率很高，十分适合于环形拓扑的单向传输。
环形拓扑结构的缺点：
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。
2、传输媒体
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。
传输媒体的特性对网络数据通信质量有很大的影响，这些特性是：
① 物理特性，说明传输媒体的特征。
② 传输特征，包括信号形式、调制技术、传输速度及频带宽度等内容。
③ 连通性，采用点到点连接还是多点连接。
④ 地域范围，网上各点间的最大距离。
⑤ 抗干扰性，防止噪声、电磁干扰对数据传输影响的能力。
⑥ 相对价格，以元件、安装和维护的价格为基础。
以下分别介绍其中最为常用的传输媒体的特性。
（1）双绞线
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。
双绞线也可用于局域网，如 10BASE-T和 100BASE-T总线，可分别提供 10Mbit/s和 100Mbit/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类双绞线和 5类双绞线，均由 4对双绞线组成，其中 3类双绞线常用于 10BASE-T总线局域网， 5类双绞线常用于 100BASE-T总线局域网。
双绞线普遍话用于点到点的连接，双绞线可以很容易地在 15km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的总线传输距离都不超过 100m。
双绞线的抗干扰性能不如同轴电缆，但价格比同轴电缆要便宜。
（2）同轴电缆
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。
同轴电缆的抗干扰性能比双绞线好，但在价格上较双绞线贵，但比光纤要便宜。
（3）光纤
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。
计算机网络的协议及其作用
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：
（1）语义（ Semantics）。涉及用于协调和差错处理的控制信息。
（2）语法（ Syntax）。涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。
（3）定时（ Timing）。涉及速度匹配和排序等。
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：
应用层 Telnet、FTP和e-mail等
传输层 TCP和UDP
网络层 IP、ICMP和IGMP
网络接口层 设备驱动程序及接口卡
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）及其应用
因特网概述
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

⑩ 计算机网络(3)| 数据链路层

数据链路层属于计算机网络的低层。数据链路层使用的信道主要是两种类型：
（1）点对点信道 。即信道使用的是一对一点对点通信方式。
（2）广播信道 。这种信道使用的是一对多的光播通信方式，相对复杂。在广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。

首先我们应该了解一些有关点对点信道的一点基本概念。
（1）数据链路 。值得是当我们需要在一条线路上传送数据时，除了有一条物理线路外（链路），还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输，若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上就构成了数据链路。
（2）帧 。帧指的是点对点信道的数据链路层的协议数据单元，即数据链路层把网络层交下来的数据构成帧发送到链路上以及把接收到的帧中的数据取出并上交给网络层。

点对点信道的数据链路层在进行通信时的主要步骤如下：
（1）结点A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部封装成帧。
（2）结点A把封装好的帧发送给结点B的数据链路层。
（3）若B接收的帧无差错，则从接收的帧中提取出IP数据报上交给上面的网络层；否则丢弃这个帧。

接下来是来介绍数据链路层的三个基本问题，而这三个问题对于各种数据链路层的协议都是通用的。

（1）封装成帧 。指的是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了一个帧，从而能够作为数据链路层的基本单位进行数据传输。在发送帧时，是从帧的首部开始发送的。各种数据链路层协议都对帧首部和帧尾部的格式有着明确的规定，且都规定了所能传送的 帧的数据部分 长度上限—— 最大传送单元MTU 。首部和尾部的作用是进行帧定界，帧定界可以使用特殊的 帧定界符 ，当数据在传输中出现差错时，通过帧的帧定界符就可以知道收到的数据是一个不完整的帧(即只有首部开始符而没有结束符)。

（2）透明传输 。从上面的介绍中知道帧的开始和结束标记使用了专门的控制字符，因此所传输的数据中任何与帧定界符相同的比特编码是不允许出现的，否则就会出现帧定界错误。当传送的帧是用文本文件组成的帧时，它的数据部分一定不会出现和帧定界符相同的字符，这样的传输就叫做 透明传输 。为了解决其他类型文件传输时产生的透明传输问题，就将帧定界符的前面插入一个 转义字符ESC ，这种方法称为 字节填充 。如果转义字符也出现在数据中，就在转义字符前面加上一个转义字符，当接收端收到两个转义字符时，就删除前面的那一个。

（3）差错检测 。在现实中，通信链路都不会是完美的，在传输比特的过程当中都是会产生差错的，1变成0或者0变成1都是可能发生的，我们把这样的错误叫做差错检测。在数据链路层中，为了保证数据传输的可靠性，减少差错出现的数量，就会采用各种差错检测措施，目前最常使用的检错技术是 循环冗余校验 。它的原理简单来说就是在被传输的数据M后面添加供错检测用的n为冗余码，构成一个帧数据发送出去。关于n位冗余码的得出方式与检验方式，可以 点击这里进一步了解 。

对于点对点链路，点对点协议PPP是目前使用得最广泛的数据链路层协议。由于因特网的用户通常都要连接到某个ISP才能接入到因特网，PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信所使用的数据链路层协议。

在设计PPP协议时必须要考虑以下多方面的需求：
（1）简单 。简单的设计可使协议在实现时不容易出错，这样使得不同厂商对协议的不同实现的互操作性提高了。
（2）封装成帧 。PPP协议必须规定特殊的字符作为帧定界符（即标志一个帧的开始和结束的字符），以便使接收端从收到的比特流中能准确的找出帧的开始和结束的位置。
（3）透明性 。PPP协议必须保证数据传输的透明性。如果说是数据中碰巧出现和帧定界符一样的比特组合时，就要采用必要的措施来解决。
（4）多种网络层协议 。PPP协议必须能够在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议（IP和IPX等）的运行。
（5）多种类型链路 。除了要支持多种网络层的协议外，PPP还必须能够在多种链路上运行（串行与并行链路）。
（6）差错检测 。PPP协议必须能够对接收端收到的帧进行检测，并舍弃有差错的帧。
（7）检测连接状态 。必须具有一种机制能够及时（不超过几分钟）自动检测出链路是否处于正常工作状态。
（8）最大传送单元 。协议对每一种类型的点对点链路设置最大传送单元MTU。
（9）网络层地址协商 。协议必须提供一种机制使通信的两个网络层（如两个IP层）的实体能够通过协商知道或能够配置彼此的网络层地址。
（10）数据压缩协商 。协议必须能够提供方法来协商使用数据压缩算法。但PPP协议不要求将数据压缩算法进行标准化。

PPP协议主要是由三个方面组成的：
（1） 一个将IP数据报封装到串行链路的方法。
（2） 一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP（Link Control Protocol）。
（3） 一套网络控制协议NCP（Network Control Protocol），其中的每一个协议支持不同的网络层协议，如IP、OSI的网络层、DECnet，以及AppleTalk等。

最后来介绍PPP协议帧的格式：

首先是各个字段的意义。首部中的地址字段A规定为0xFF，控制字段C规定为0x03，这两个字段并没有携带PPP帧的信息。首部的第一个字段和尾部的第二个字段都是标识字段F(Flag)。首部的第四个字段是2字节的协议字段。当协议字段为0x0021时，PPP帧的信息部分字段就是IP数据报。若为0xC021，则信息字段是PPP链路控制协议LCP的数据，而 0x8021表示这是网络层的控制数据。尾部中的第一个字段（2字节）是使用CRC的帧检验序列FCS。

接着是关于PPP协议的差错检测的方法，主要分为字节填充和零比特填充。当是PPP异步传输时，采用的是字节填充的方法。字节填充是指当信息字段中出现和标志字段一样的比特(0x7E)组合时，就必须采取一些措施使这种形式上和标志字段一样的比特组合不出现在信息字段中。而当PPP协议使用的是同步传输时，就会采用零比特填充方法来实现透明传输，即只要发现有5个连续1，则立即填入一个0的方法。

广播信道可以进行一对多的通信。由于局域网采用的就是广播通信，因此下面有关广播通信的讨论就是基于局域网来进行的。

首先我们要知道局域网的主要 特点 ，即网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。在局域网才出现时，局域网比广域网有着较高的数据率、较低的时延和较小的误码率。

局域网的 优点 主要有一下几个方面：
（1） 具有广播功能，从一个站点可方便地访问全网。
（2） 便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活地调整和改变。
（3） 提高了系统的可靠性(reliability)、可用性(availibility)、生存性(survivability)。

关于局域网的分类，我们一般是对局域网按照网络拓扑进行分类：
1.星状网： 由于集线器的出现和双绞线大量用于局域网中，星形以太网和多级星形结构的以太网获得了非常广泛的应用。
2.环形网： 顾名思义，就是将各个主机像环一样串起来的拓扑结构，最典型的就是令牌环形网。
3.总线网： 各站直接连在总线上。总线两端的匹配电阻吸收在总线上传播的电磁波信号的能量，避免在总线上产生有害的电磁波反射。

以太网主要有两个标准，即DIX Ethernet V2和IEEE 802.3标准，这两种标准的差别很小，可以不是很严格的区分它们。

但是由于有关厂商的商业上的激烈竞争，导致IEEE 802委员会未能形成一个最佳的局域网标准而制定了几个不同的局域网标准，所以为了数据链路层能够更好的适应各种不同的标准，委员会就把局域网的数据链路层拆成两个子层： 逻辑链路控制LLC子层 和 媒体接入控制MAC子层 。

计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器(adapter)来进行的。适配器本来是在电脑主机箱内插入的一块网络接口板(或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡)，这种接口板又称为网络接口卡NIC(Network Interface Card)或简称为网卡。适配器和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的，而适配器和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行的，因此适配器的一个重要功能就是要进行数据串行传输和并行传输的转换。由于网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同，所以在适配器中必须装有对数据进行缓存的存储芯片。若在主板上插入适配器时，还必须把管理该适配器的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中。这个驱动程序以后就会告诉适配器，应当从存储器的什么位置上把多长的数据块发送到局域网，或应当在存储器的什么位置上把局域网传送过来的数据块存储下来。适配器还要能够实现以太网协议。

要注意的是，适配器在接收和发送各种帧时是不使用计算机的CPU的，所以这时计算机中的CPU可以处理其他的任务。当适配器收到有差错的帧时，就把这个帧丢弃而不必通知计算机，而当适配器收到正确的帧时，它就使用中断来通知该计算机并交付给协议栈中的网络层。当计算机要发送IP数据报时，就由协议栈把IP数据报向下交给适配器，组装成帧后发送到局域网。特别注意： 计算机的硬件地址—MAC地址，就在适配器的ROM中。计算机的软件地址—IP地址，就在计算机的存储器中。

CSMA/CD协议主要有以下3个要点：
1.多点接入 ：指的是这是总线型网络，许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。
2.载波监听 ：就是用电子技术检测总线上有没有其他的计算机也在发送。载波监听也称为检测信道，也就是说，为了获得发送权，不管在发送前，还是在发送中，每一个站都必须不停的检测信道。如果检测出已经有其他站在发送，则自己就暂时不发送数据，等到信道空闲时才发送数据。而在发送中检测信道是为了及时发现有没有其他站的发送和本站发送的碰撞。
3.碰撞检测 ：也就是边发送边监听。适配器一边发送数据一边检测信道上的信号电压的变化情况，以便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据。所谓碰撞就是信号之间产生了冲突，这时总线上传输的信号严重失真，无法从中恢复出有用的信息来。

集线器的一些特点如下：
（1）使用集线器的以太网在逻辑上仍然是一个总线网，各个站点共享逻辑上的总线，使用的还是CSMA/CD协议。
（2）一个集线器是有多个接口。一个集线器就像一个多接口的转发器。
（3）集线器工作在物理层，所以它的每一个接口仅仅是简单的转发比特。它不会进行碰撞检测，所以当两个接口同时有信号的输入，那么所有的接口都将收不到正确的帧。
（4）集线器自身采用了专门的芯片来进行自适应串音回波抵消。这样可使接口转发出去的较强的信号不致对该接口收到的较弱信号产生干扰。
（5）集线器一般都有少量的容错能力和网络管理能力，也就是说如果在以太网中有一个适配器出现了故障，不停地发送以太网帧，这是集线器可以检测到这个问题从而断开与故障适配器的连线。

在局域网中，硬件地址又称为物理地址或者MAC地址，这种地址是用在MAC帧中的。由于6字节的地址字段可以使全世界所有的局域网适配器具有不同的地址，所以现在的局域网适配器都是使用6字节MAC地址。

主要负责分配地址字段的6个字节中的前3个字节。世界上凡事要生产局域适配器的厂家都必须向IEEE购买这3个字节构成的地址号，这个地址号我们通常叫做 公司标识符 ，而地址字段的后3个字节则由厂家自行指派，称为 扩展标识符 。

IEEE规定地址字段的第一字节的最低位为I/G位。当I/G位为0时，地址字段表示一个单个站地址，而当I/G位为1时表示组地址，用来进行多播。所以IEEE只分配地址字段前三个字节中的23位，当I/G位分别为0和1时，一个地址块可分别生 2^24 个单个站地址和2^24个组地址。IEEE还把地址字段第1个字节的最低第二位规定为G/L位。当G/L位为0时是全球管理，来保证在全球没有相同的地址，厂商向IEEE购买的都属于全球管理。当地址段G/L位为1时是本地管理，这时用户可以任意分配网络上的地址，但是以太网几乎不会理会这个G/L位的。

适配器对MAC帧是具有的过滤功能的，当适配器从网络上每收到一个MAC帧就先用硬件检查MAC帧中的目的地址。如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理，否则就将此帧丢弃。这样做就可以不浪费主机的处理机和内存资源这里发往本站的帧包括以下三种帧：
（1）单播帧：即收到的帧的MAC地址与本站的硬件地址相同。
（2）广播帧：即发送给本局域网上所有站点的帧。
（3）多播帧：即发送给本局域网上一部分站点的帧。

常用的以太网MAC帧格式是以太网V2的MAC帧格式。如下图：

可以看到以太网V2的MAC帧比较的简单，有五个字段组成。前两个字段分别为6字节长的目的地址和源地址字段。第三个字段是2字节的类型字段，用来标志上一层使用的是什么协议，以便把收到的MAC帧的数据上交给上一层的这个协议。下一个字段是数据字段，其长度在46到1500字节之间。最后一个字段是4字节的帧检验序列FCS（使用CRC检验）。

从图中可以看出，采用以太网V2的MAC帧并没有一个结构来存储一个数据的帧长度。这是由于在曼彻斯特编码中每一个码元的正中间一定有一次电压的转换，如果当发送方在发送完一个MAC帧后就不再发送了，则发送方适配器的电压一定是不会在变化的。这样接收方就可以知道以太网帧结束的位置，在这个位置减去FCS序列的4个字节，就可以知道帧的长度了。

当数据字段的长度小于42字节时，MAC子层就会在MAC帧后面加入一个整数字节来填充字段，来保证以太网的MAC帧的长度不小于64字节。当MAC帧传送给上层协议后，上层协议必须具有能够识别填充字段的功能。当上层使用的是IP协议时，其首部就有一个总长度字段，因此总长度加上填充字段的长度，就是MAC帧的数据字段的长度。

从图中还可以看出，在传输MAC帧时传输媒体上实际是多发送了8个字节，这是因为当MAC帧开始接收时，由于适配器的时钟尚未与比特流达成同步，因此MAC帧的最开始的部分是无法接收的，结果就是会使整个MAC成为无用帧。所以为了接收端能够迅速的与比特流形成同步，就需要在前面插入这8个字节。这8个字节是由两个部分组成的，第一个部分是由前7个字节构成的前同步码，它的主要作用就是就是实现同步。第二个部分是帧开始界定符，它的作用就是告诉接收方MAC帧马上就要来了。需要注意的是，帧与帧之间的传输是需要一定的间隔的，否则接收端在收到了帧开始界定符后就会认为后面的都是MAC帧而会造成错误。

以太网上的主机之间的距离不能太远，否则主机发送的信号经过铜线的传输就会衰减到使CSMA/CD协议无法正常工作，所以在过去常常使用工作在物理层的转发器来拓展以太网的地理覆盖范围。但是现在随着双绞线以太网成为以太网的主流类型，拓展以太网的覆盖范围已经很少使用转发器，而是使用光纤和一对光纤调制解调器来拓展主机和集线器之间的距离。

光纤解调器的作用是进行电信号与光信号的转换。由于光纤带来的时延很小，并且带宽很宽，所以才用这种方法可以很容易地使主机和几公里外的集线器相连接。

如果是使用多个集线器，就可以连接成覆盖更大范围的多级星形结构的以太网：

使用多级星形结构的以太网不仅能够让连接在不同的以太网的计算机能够进行通信，还可以扩大以太网的地理覆盖范围。但是这样的多级结构也带来了一些缺点，首先这样的结构会增大它们的碰撞域，这样做会导致图中的某个系的两个站在通信时所传送的数据会通过所有的集线器进行转发，使得其他系的内部在这时都不能进行通信。其次如果不同的以太网采用的是不同的技术，那么就不可能用集线器将它们互相连接起来。

拓展以太网的更常用的方法是在数据链路层中进行的，在开始时人们使用的是网桥。但是现在人们更常用的是 以太网交换机 。

以太网交换机实质上是一个多接口的网桥，通常是有十几个或者更多的接口，而每一个接口都是直接与一个单台主机或者另一个以太网交换机相连。同时以太网交换机还具有并行性，即能同时连通多对接口，使多对主机能同时通信，对于相互通信的主机来说都是独占传输媒体且无碰撞的传输数据。

以太网交换机的接口还有存储器，能够在输出端口繁忙时把到来的帧进行缓存，等到接口不再繁忙时再将缓存的帧发送出去。

以太网交换机还是一种即插即用的设备，它的内部的地址表是通过自学习算法自动的建立起来的。以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片，用硬件转发，它的转发速率是要比使用软件转发的网桥快很多。

如下图中带有4个接口的以太网交换机，它的4个接口各连接一台计算机，其MAC地址分别为A、B、C、D。在开始时，以太网交换机里面的交换表是空的。

首先，A先向B发送一帧，从接口1进入到交换机。交换机收到帧后，先查找交换表，但是没有查到应从哪个接口转发这个帧，接着交换机把这个帧的源地址A和接口1写入交换表中，并向除接口1以外的所有接口广播这个帧。C和D因为目的地址不对会将这个帧丢弃，只有B才收下这个目的地址正确的帧。从新写入的交换表（A,1）可以得出，以后不管从哪一个接口收到帧，只要其目的地址是A，就应当把收到的帧从接口1转发出去。以此类推，只要主机A、B、C也向其他主机发送帧，以太网交换机中的交换表就会把转发到A或B或C应当经过的借口号写入到交换表中，这样交换表中的项目就齐全了，以后要转发给任何一台主机的帧，就都能够很快的在交换表中找到相应的转发接口。

考虑到有时可能要在交换机的接口更换主机或者主机要更换其网络适配器，这就需要更改交换表中的项目，所以交换表中每个项目都设有一定的有效时间。

但是这样的自学习有时也会在某个环路中无限制的兜圈子，如下图：

假设一开始主机A通过接口交换机#1向主机B发送一帧。交换机#1收到这个帧后就向所有其他接口进行广播发送。其中一个帧的走向：离开#1的3->交换机#2的接口1->接口2->交换机#1的接口4->接口3->交换机#2的接口1......一直循环下去，白白消耗网络资源。所以为了解决这样的问题，IEEE制定了一个生成树协议STP，其要点就是不改变网络的实际拓扑，但在逻辑上切断某些链路，从而防止出现环路。

虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求。每一个VLAN的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的计算机属于VLAN。要注意虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而不是一种新型局域网。

现在已经有标准定义了以太网的帧格式的扩展，以便支持虚拟局域网。虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4字节的标识符，称为VLAN标记，它是用来指明发送该帧的计算机属于哪一个虚拟局域网。VLAN标记字段的长度是4字节，插入在以太网MAC帧的源地址字段和类型字段之间。VLAN标记的前两个字节总是设置为0x8100，称为IEEE802.1Q标记类型。当数据链路层检测到MAC帧的源地址字段后面的两个字节的值是0x8100时，就知道现在插入了4字节的VLAN标记。于是就接着检查后面两个字节的内容，在后面的两个字节中，前3位是用户优先级字段，接着的一位是规范格式指示符CFI，最后的12位是该虚拟局域网VLAN标识符VID，它唯一的标志了这个以台网属于哪一个VLAN。

高速以太网主要是分为三种，即100BASE-T以太网、吉比特以太网和10吉比特以太网：