網絡中三種交換方式的比較

　　引導語：網絡交換是指通過一定的設備，如交換機等，將不同的信號或者信號形式轉換為對方可識別的信號類型從而達到通信目的的一種交換形式，常見的有:數據交換，線路交換，報文交換，分組交換。以下是小編整理的網絡中三種交換方式的比較，歡迎參考閱讀!

　　網絡中三種交換方式的比較 篇1

　　（1）電路交換

　　由于電路交換在通信之前要在通信雙方之間建立一條被雙方獨占的物理通路（由通信雙方之間的交換設備和鏈路逐段連接而成），因而有以下優缺點。

　　優點：

　　①由于通信線路為通信雙方用戶專用，數據直達，所以傳輸數據的時延非常小。

　　②通信雙方之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時通信，實時性強。

　　③雙方通信時按發送順序傳送數據，不存在失序問題。

　　④電路交換既適用于傳輸模擬信號，也適用于傳輸數字信號。

　　⑤電路交換的交換的交換設備（交換機等）及控制均較簡單。

　　缺點：

　　①電路交換的平均連接建立時間對計算機通信來說嫌長。

　　②電路交換連接建立后，物理通路被通信雙方獨占，即使通信線路空閑，也不能供其他用戶使用，因而信道利用低。

　　③電路交換時，數據直達，不同類型、不同規格、不同速率的終端很難相互進行通信，也難以在通信過程中進行差錯控制。

　　（2）報文交換

　　報文交換是以報文為數據交換的單位，報文攜帶有目標地址、源地址等信息，在交換結點采用存儲轉發的傳輸方式，因而有以下優缺點：

　　優點：

　　①報文交換不需要為通信雙方預先建立一條專用的通信線路，不存在連接建立時延，用戶可隨時發送報文。

　　②由于采用存儲轉發的傳輸方式，使之具有下列優點：a.在報文交換中便于設置代碼檢驗和數據重發設施，加之交換結點還具有路徑選擇，就可以做到某條傳輸路徑發生故障時，重新選擇另一條路徑傳輸數據，提高了傳輸的可靠性；b.在存儲轉發中容易實現代碼轉換和速率匹配，甚至收發雙方可以不同時處于可用狀態。這樣就便于類型、規格和速度不同的計算機之間進行通信；c.提供多目標服務，即一個報文可以同時發送到多個目的地址，這在電路交換中是很難實現的；d.允許建立數據傳輸的優先級，使優先級高的報文優先轉換。

　　③通信雙方不是固定占有一條通信線路，而是在不同的時間一段一段地部分占有這條物理通路，因而大大提高了通信線路的利用率。

　　缺點：

　　①由于數據進入交換結點后要經歷存儲、轉發這一過程，從而引起轉發時延（包括接收報文、檢驗正確性、排隊、發送時間等），而且網絡的通信量愈大，造成的時延就愈大，因此報文交換的實時性差，不適合傳送實時或交互式業務的數據。

　　②報文交換只適用于數字信號。

　　③由于報文長度沒有限制，而每個中間結點都要完整地接收傳來的整個報文，當輸出線路不空閑時，還可能要存儲幾個完整報文等待轉發，要求網絡中每個結點有較大的緩沖區。為了降低成本，減少結點的緩沖存儲器的容量，有時要把等待轉發的報文存在磁盤上，進一步增加了傳送時延。

　　（3）分組交換

　　分組交換仍采用存儲轉發傳輸方式，但將一個長報文先分割為若干個較短的分組，然后把這些分組（攜帶源、目的地址和編號信息）逐個地發送出去，因此分組交換除了具有報文的優點外，與報文交換相比有以下優缺點：

　　優點：

　　①加速了數據在網絡中的傳輸。因為分組是逐個傳輸，可以使后一個分組的'存儲操作與前一個分組的轉發操作并行，這種流水線式傳輸方式減少了報文的傳輸時間。此外，傳輸一個分組所需的緩沖區比傳輸一份報文所需的緩沖區小得多，這樣因緩沖區不足而等待發送的機率及等待的時間也必然少得多。

　　②簡化了存儲管理。因為分組的長度固定，相應的緩沖區的大小也固定，在交換結點中存儲器的管理通常被簡化為對緩沖區的管理，相對比較容易。

　　③減少了出錯機率和重發數據量。因為分組較短，其出錯機率必然減少，每次重發的數據量也就大大減少，這樣不僅提高了可靠性，也減少了傳輸時延。

　　④由于分組短小，更適用于采用優先級策略，便于及時傳送一些緊急數據，因此對于計算機之間的突發式的數據通信，分組交換顯然更為合適些。

　　缺點：

　　①盡管分組交換比報文交換的傳輸時延少，但仍存在存儲轉發時延，而且其結點交換機必須具有更強的處理能力。

　　②分組交換與報文交換一樣，每個分組都要加上源、目的地址和分組編號等信息，使傳送的信息量大約增大5%～10%，一定程度上降低了通信效率，增加了處理的時間，使控制復雜，時延增加。

　　③當分組交換采用數據報服務時，可能出現失序、丟失或重復分組，分組到達目的結點時，要對分組按編號進行排序等工作，增加了麻煩。若采用虛電路服務，雖無失序問題，但有呼叫建立、數據傳輸和虛電路釋放三個過程。

　　總之，若要傳送的數據量很大，且其傳送時間遠大于呼叫時間，則采用電路交換較為合適；當端到端的通路有很多段的鏈路組成時，采用分組交換傳送數據較為合適。從提高整個網絡的信道利用率上看，報文交換和分組交換優于電路交換，其中分組交換比報文交換的時延小，尤其適合于計算機之間的突發式的數據通信。

　　網絡中三種交換方式的比較 篇2

　　計算機網絡在資源共享和信息交換方面所具有的功能，是其它系統所不能替代的。計算機網絡所具有的高可靠性、高性能價格比和易擴充性等優點，使得它在工 業、農業、交通運輸、郵電通信、文化教育、商業、國防以及科學研究等各個領域、各個行業獲得了越來越廣泛的應用。我國有關部門也已制訂了"金橋"、"金關 "和"金卡"三大工程，以及其它的一些金字號工程，這些工程都是以計算機網絡為基礎設施，為促使國民經濟早日實現信息化的主干工程，也是計算機網絡的具體 應用。計算機網絡的應用范圍實在太廣泛，本節僅能涉及一些帶有普遍意義和典型意義的應用領域。

　　（1）辦公自動化OA（Office Automation）

　　辦公自動化系統，按計算機系統結構來看是一個計算機網絡，每個辦公室相當于一個工作站。它集計算機技術、數據庫、局域網、遠距離通信技術以及人工智 能、聲音、圖像、文字處理技術等綜合應用技術之大成，是一種全新的信息處理方式。辦公自動化系統的核心是通信，其所提供的通信手段主要為數據/聲音綜合服 務、可視會議服務和電子郵件服務。

　　（2）電子數據交換EDI（Electronic Data Interchange）

　　電子數據交換，是將貿易、運輸、保險、銀行、海關等行業信息用一種國際公認的標準格式，通過計算機網絡通信，實現各企業之間的數據交換，并完成以貿易為中心的業務全過程。EDI在發達國家應用已很廣泛，我國的"金關"工程就是以EDI作為通信平臺的。

　　（3）遠程交換（Telecommuting）

　　遠程交換是一種在線服務（Online Serving）系統，原指在工作人員與其辦公室之間的計算機通信形式，按通俗的說法即為家庭辦公。

　　一個公司內本部與子公司辦公室之間也可通過遠程交換系統，實現分布式辦公系統。遠程交換的作用也不僅僅是工作場地的轉移，它大大加強了企業的活力與快速反應能力。近年來各大企業的本部，紛紛采用一種被之為"虛擬辦公室"（Virtual Office）的技術，創造出一種全新的商業環境與空間。遠程交換技術的發展，對世界的整個經濟運作規則產生了巨大的影響。

　　（4）遠程教育（Distance Education）

　　遠程教育是一種利用在線服務系統，開展學歷或非學歷教育的全新的教學模式。遠程教育幾乎可以提供大學中所有的課程，學員們通過遠程教育，同樣可得到正規大學從學士到博士的所有學位。這種教育方式，對于已從事工作而仍想完成高學位的人士特別有吸引力。

　　遠程教育的基礎設施是電子大學網絡EUN（Electronic University Network）。EUN的主要作用是向學員提供課程軟件及主機系統的使用，支持學員完成在線課程，并負責行政管理、協作合同等。這里所指的軟件除系統軟 件之外，包括CAI課件，即計算機輔助教學（Computer Aided Instruction）軟件。CAI課件一般采用對話和引導式的方式指導學生學習發現學生錯誤還具有回溯功能，從本質上解決了學生學習中的困難。

　　（5）電子銀行

　　電子銀行也是一種在線服務系統，是一種由銀行提供的基于計算機和計算機網絡的新型金融服務系統。電子銀行的功能包括：金融交易卡服務、自動存取款作 業、銷售點自動轉帳服務、電子匯款與清算等，其核心為金融交易卡服務。金融交易卡的誕生，標志了人類交換方式從物物交換、貨幣交換到信息交換的又一次飛 躍。

　　圍繞金融交易卡服務，產生了自動存取款服務，自動取款機（CD）及自動存取款機（ATM）也應運而生。自動取款機與自動存取款機大多采用聯網方式工 作，現已由原來的一行聯網發展到多行聯網，形成覆蓋整個城市、地區，甚至全國的網絡，全球性國際金融網絡也正在建設之中。

　　電子匯款與清算系統可以提供客戶轉帳、銀行轉帳、外幣兌換、托收、押匯信用證、行間證券交易、市場查證、借貸通知書、財務報表、資產負債表、資金調撥 及清算處理等金融通信服務。由于大型零售商店等消費場所采用了終端收款機（POS），從而使商場內部的資金即時清算成為現實。銷售點的電子資金轉帳是 POS與銀行計算機系統聯網而成的。

　　當前電子銀行服務又出現了智能卡（IC）。IC卡內裝有微處理器、存儲器及輸入輸出接口，實際上是一臺不帶電源的微型電子計算機。由于采用IC卡，持卡人的安全性和方便性大大提高了，

　　（6）電子公告板系統BBS（Bulletin Board System）

　　電子公告板是一種發布并交換信息的在線服務系統。BBS可以使更多的用戶通過電話線以簡單的終端形式實現互聯，從而得到廉價的豐富信息，并為其會員提供網上交談、發布消息、討論問題、傳送文件、學習交流和游戲等的機會和空間。

　　（7）證券及期貨交易

　　證券及期貨交易是由于其獲利巨大、風險巨大，且行情變化迅速，投資者對信息的依賴格外顯得重要。金融業通過在線服務計算機網絡提供證券市場分析、預 測、金融管理、投資計劃等需要大量計算工作的服務，提供在線股票經紀人服務和在線數據庫服務（包括最新股價數據庫、歷史股價數據庫、股指數據庫以及有關新 聞、文章、股評等）。

　　（8）廣播分組交換

　　廣播分組交換實際上是由一種無線廣播與在線系統結合的特殊服務，該系統使用戶在任何地點都可使用在線服務系統。廣播分組交換可提供電子郵件、新聞、文 件等傳送服務，無線廣播與在線系統通過調制解調器，再通過電話局可以結合在一起。移動式電話也屬于廣播系統。

　　（9）校園網（Campus Network）

　　校園網是在大學校園區內用以完成大中型計算機資源及其它網內資源共享的通信網絡。一些發達國家已將校園網確定為信息高速公路的主要分支。無論在國內還 是國外，校園網的存在與否，是衡量該院校學術水平與管理水平的重要標志，也是提高學校教學、科研水平不可或缺的重要支撐環節。

　　共享資源是校園網最基本的應用，人們通過網絡更有效地共享各種軟、硬件及信息資源，為眾多的科研人員提供一種嶄新的合作環境。校園網可以提供異型機聯網的 公共計算環境、海量的用戶文件存儲空間、昂貴的打印輸出設備、能方便獲取的圖文并茂的電子圖書信息，以及為各級行政人員服務的行政信息管理系統和為一般用 戶服務的電子郵件系統。

　　（10）信息高速公路

　　如同現代信息高速公路的結構一樣，信息高速公司也分為主干、分支及樹葉。圖像、聲音、文字轉化為數字信號在光纖主干線上傳送，由交換技術再送到電話線或電纜分支線上，最終送到具體的用戶"樹葉"。主干部分由光纖及其附屬設備組成，是信息高速公路的骨架。

　　我國政府也十分重視信息化事業，為了促進國家經濟信息化，提出個"金橋"工程--國家公用經濟信息網工程、"金關"工程--外貿專用網工程、"金卡" 工程--電子貨幣工程。這些工程是規模宏大的系統工程，其中的"金橋工程"是國民經濟的基礎設施，也是其它"金"字系列工程的基礎。

　　“金橋”工程包含信息源、信息通道和信息處理三個組成部分，通過衛星網與地面光纖網開發，并利用國家及各部委、大中型企業的信息資源為經濟建設服務。 “金卡”工程是在金橋網上運行的重要業務系統之一，主要包括電子銀行及信用卡等內容。“金卡”工程又稱為無紙化貿易工程，其主要實現手段為EDI，它以網 絡通信和計算機管理系統為支撐，以標準化的電子數據交換替代了傳統的紙面貿易文件和單證。其它的一些“金”字系列工程，如“金稅”工程、“金智”工程、 “金盾”工程等亦在籌劃與運作之中。這些重大信息工程的全面實施，在國內外引起了強烈反響，開創了我國信息化建設事業的新紀元。

　　（11）企業網絡

　　集散系統和計算機集成制造系統是兩種典型的企業網絡系統。

　　集散系統實質上是一種分散型自動化系統，又稱做以微處理機為基礎的分散綜合自動化系統。集散系統具有分散監控和集中綜合管理兩方面的特征，而更將"集 "字放在首位，更注重于全系統信息的綜合管理。80年代以來，集散系統逐漸取代常規儀表，成為工業自動化的主流。工業自動化不僅體現在工業現場，也體現在 企業事務行政管理上。集散系統的發展及工業自動化的需求，導致了一個更龐大、更完善的計算機集成制造系統CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）的誕生。

　　集散系統一般分為三級：過程級、監控級和管理信息級。集散系統是將分散于現場的以微機為基礎的過程監測單元、過程控制單元、圖文操作站及主機（上位 機）集成在一起的`系統。它采用了局域網技術，將多個過程監控、操作站和上位機互連在一起，使通信功能增強，信息傳輸速度加快，吞吐量加大，為信息的綜合管 理提供了基礎。因為CIMS具有提高生產率、縮短生產周期等一系列極具吸引力的優點，所以已經成為未來工廠自動化的方向。

　　（12）智能大廈和結構化綜合布線系統

　　智能大廈（Intelligent Building）是近十年來新興的高技術建筑形式，它集計算機技術、通信技術、人類工程學、樓宇控制、樓宇設施管理為一體，使大樓具有高度的適應性（柔 性），以適應各種不同環境與不同客戶的需要。智能大廈是以信息技術為主要支撐的，這也是其具有"智能"之名稱的由來。有人認為具有三A的大廈，可視為智能 大廈。所謂三A就是CA（通信自動化）、OA（辦公自動化）和BA（樓宇自動化）。概括起來，可以認為智能大廈除有傳統大廈功能之外，主要必須具備下列基 本構成要素：高舒適的工程環境、高效率的管理信息系統和辦公自動化系統、先進的計算機網絡和遠距離通信網絡及樓宇自動化。

　　智能大廈及計算機網絡的信息基礎設施是結構化綜合布線系統SCS（Structure Cabling System）。在建設計算機網絡系統時，布線系統是整個計算機網絡系統設計中不可分割的一部分，它關系到日后網絡的性能、投資效益、實際使用效果以及日 常維護工作。結構化布線系統是指在一個樓宇或樓群中的通信傳輸網絡能連接所有的話音、數字設備，并將它們與交換系統相連，構成一個統一、開放的結構化布線 系統。在綜合布線系統中，設備的增減、工位的變動，僅需通過跳線簡單插拔即可，而不必變動布線本身，從而大大方便了管理、使用和維護。

　　網絡的分類

　　按照網絡的類型特征，對網絡進行分類是了解網絡、學習網絡技術的重要基礎之一。從不同的角度對網絡分類則有不同的分類方法。常見的分類方法有以下幾種：

　　1、按分布地理范圍分類

　　按分布地理范圍分類，計算機網絡可以分為廣域網、局域網和城域網三種。

　　廣域網（Wide Area Network，簡稱WAN）又稱遠程網，其分布范圍可達數百公里乃至更遠，可以覆蓋一個地區，一個國家，更至全世界。

　　局域網（Local Area Network，簡稱LAN）是將小區域內的計算機及各種通信設備互連在一起的網絡，其分布范圍局限在一個辦公室、一個建筑物或一個企業內。

　　城域網（Metropolitan Area Network，簡稱MAN）的分布范圍介于局域網與廣域網之間，其目的是在一個較大的地理區域內提供數據、聲音和圖像的傳輸。

　　2、按交換方式分類

　　按網絡的交換方式分類，計算機網絡可以分為電路交換網，報文交換網和分組交換網三種。

　　電路交換（Circuit Switching）方式類似于傳統的電話交換方式，用戶在開始通信之前，必須申請建立一條從發送端到接收端的物理通道，并且在雙方通信期間始終占用該信道。

　　報文交換（Message Switching）方式的數據單元是要發送一個完整報文，其長度不受限制。報文交換采用存儲轉發原理，這點像古代的郵政通信，郵件由途中的驛站逐個存儲 轉發一樣。每個報文中含有目的地址，每個用戶節點要為途徑的報文選擇適當的路徑，使其能最終達到目的端。

　　分組交換（Packet Switching）方式也稱包交換方式，1969年首次在ARPANET上使用，現在人們都公認ARPANET是分組交換網之父，并將分組交換網的出現 作為計算機網絡新時代的開始。采用分組交換方式通信前，發送端先將數據劃分為一個個等長的單位（即分組），這些分組逐個由各中間節點采用存儲轉發方式進行 傳輸，最終達到目的端。由于分組長度有限，可以在中間節點機的內存中進行存儲處理，其轉發速度可大大提高。

　　3、按拓撲結構分類

　　按拓撲結構分類，計算機網絡可分為星形網、總線網、環形網、樹型網和網形網。

　　星形網是最早采用的拓撲結構形式，其每個站點都通過連接電纜與主控機相聯，相關站點之間的通信都由主控機進行，所以要求主控機有很高的可靠性，這種結構是一種集中控制方式。

　　環形網中各工作站依次相互連接組成一個閉合的環形，信息可以沿著環形線路單向（或雙向）傳輸，由目的站點接收。環形網適合那些數據不需要在中心主控機上集中處理而主要在各站點進行處理的情況。

　　總線結構網中各個工作站通過一條總線連接，信息可以沿著兩個不同的方向由一個站點傳向另一個站點，是目前局域網中普遍采用的一種網絡拓撲結構情形。

　　除了以上分類方法以外，還可按所采用的傳輸媒體分為雙絞線網，同軸電纜網、光纖網、無線網；按信道的帶寬分為窄帶網和寬帶網；按不同用戶分為科研網、教育網、商業網和企業網等。

　　計算機網絡的拓撲結構和傳輸媒體

　　網絡的拓撲結構

　　“拓撲”"這個名詞是從幾何學中借用來的。網絡拓撲是指網絡形狀，或者是它在物理上的連通性。下面介紹幾種最為主要的網絡拓撲結構。

　　（1）星形拓撲

　　星形拓撲是由中央節點和通過點到點通信鏈路接到中央節點的各個站點組成，如圖 7.5所示。中央節點執行集中工通信控制策略，因此中央節點相當復雜，而各個站點的通信處理負擔都很小。星形網采用的交換方式有電路交換和報文交換，尤以 電路交換方式更為普遍。這種結構一旦建立通道連接，就可以無延遲地在連通的兩個站點之間傳送數據。目前流行的專用交換機 PBX（ Private Branch eXchange）就是星形拓撲結構的典型實例。

　　星形拓撲結構有以下優點：

　　① 控制簡單。在星形網絡中，任何一個站點只和中央節點相連接，因而媒體訪問控制方法很簡單，致使訪問協議也十分簡單。

　　② 故障診斷和隔離容易。在星形網絡中，中央節點對網絡連接線路可以逐一地隔離開來進行故障檢測和定位，單個連節點的故障只影響一個設備，不會影響整個網絡。

　　③ 方便服務。中央節點可方便地對各個站點提供服務和網絡重新配置。

　　星形拓撲結構的缺點：

　　① 電纜長度和安裝工作量相當可觀。因為每個站點都要和中央節點直接連接，需要耗費大量的電纜、安裝、維護的工作量也劇增。

　　② 中央節點的負擔較重，易形成瓶頸。一旦發生故障，則全網受影響，因而對中央節點的可靠性和冗余度方面的要求很高。

　　③ 各站點的分布處理能力較低。

　　星形拓撲結構廣泛應用于網絡智能集中于某個中央站點的場合。從目前的趨勢看，計算機的發展已從集中的主機系統發展到大量功能很強的微型機和工作站，在這種形勢下，傳統的星形拓撲使用會有所減少。

　　（2）總線拓撲

　　總線拓撲結構采用一個信道作為傳輸媒體，所有站點都通過相應的硬件接口直接連到這一公共傳輸媒體上，該公共傳輸媒體即稱為總線。任何一個站發送的信號都沿著傳輸媒體傳播，而且能被所有的其它站點所接收。總線拓撲結構見圖 7.6所示。

　　因為所有站點共享一條公用的通信信道，所以一次只能有一個設備傳輸信號。通常采用分布式控制策略來確定哪個站點可以發送。發送時，發送站將報文分成分 組，然后逐個依次發送這些分組，有時還要與其它站來的分組交替地在傳輸媒體上傳輸。當分組經過各站時，其中的目的站會識別到分組所攜帶的目的地址，然后復 制下這些分組的內容。

　　總線拓撲結構的優點：

　　① 總線結構所需要的電纜數量少。

　　② 總線結構簡單，又無源工作，有較高的可靠性。

　　③ 易于擴充，增加和減少用戶比較方便。

　　總線拓撲結構的缺點：

　　① 總線傳輸距離有限，通信范圍受限制。

　　② 故障診斷和隔離比較困難。

　　③ 分布式協議不能保證信息的及時傳輸。

　　④ 不具有實時功能，站點必須是智能的，要有媒體訪問控制功能，從而增加了站點的硬件和軟件開銷。

　　（3）環形拓撲

　　環形拓撲網絡由站點和連接站點的鏈路組成一個閉合環，如圖 7.7所示，每個站點能夠接收從一鏈路傳來的數據，并以同樣的速率串行地把該數據沿環送到另一鏈路上。這種鏈路可以是單向的，也可以是雙向的。數據以分組形式發送，如果環上 A站希望發送一個報文到 C站，就先要把報文分成若干個分組，每個分組除了數據還要加上某些控制信息，其中包括 C站的地址。 A站依次把每個分組送到環上，開始沿環傳輸， C站識別到帶有它自己地址的分組時，便將其中的數據復制下來。由于多個設備連接在一個環上，因此需要用分布式控制策略來進行控制。

　　環形拓撲結構的優點：

　　① 電纜的長度短。環形拓撲結構的網絡所需的電纜長度和總線拓撲網絡相似，但比起星形拓撲結構的網絡要短得多。

　　② 減少或增加工作站時，僅需簡單的連接操作。

　　③ 可使用光纖。光纖的傳輸速度率很高，十分適合于環形拓撲的單向傳輸。

　　環形拓撲結構的缺點：

　　① 節點的故障會引起全網絡的故障。這是因為環上的數據傳輸要通過接在環上的每一個節點，一旦環中某個節點發生故障就會引起全網絡的故障。

　　② 故障檢測困難。這與總線拓撲結構相似，因為不是集中控制，故障檢測需要在網上各個節點進行，因此故障檢測就較為困難。

　　③ 環形拓撲結構的媒體訪問控制協議都采用令牌傳送的方式，在負載很輕時，信道利用率相對來說比較低。

　　總的來說，不管局域網或廣域網，網絡的拓撲選擇，需要考慮諸多因素，網絡要既利于安裝，又有利于擴展，網絡的可靠性也是要考慮的重要因素，以外網絡拓撲結構的選擇還會影響傳輸媒體的選擇和媒體訪問控制方法的確定。

　　2、傳輸媒體

　　傳輸媒體是通信網中發送方和接收方之間的物理通路，計算機網絡中采用的傳輸媒體可以分為有線和無線兩大類。雙絞線、同軸電纜和光纖是常用的三種有線傳輸媒體，無線電通信、微波通信、紅外線通信以及激光通信的信息載體都屬于無線傳輸媒體。

　　傳輸媒體的特性對網絡數據通信質量有很大的影響，這些特性是：

　　① 物理特性，說明傳輸媒體的特征。

　　② 傳輸特征，包括信號形式、調制技術、傳輸速度及頻帶寬度等內容。

　　③ 連通性，采用點到點連接還是多點連接。

　　④ 地域范圍，網上各點間的最大距離。

　　⑤ 抗干擾性，防止噪聲、電磁干擾對數據傳輸影響的能力。

　　⑥ 相對價格，以元件、安裝和維護的價格為基礎。

　　以下分別介紹其中最為常用的傳輸媒體的特性。

　　（1）雙絞線

　　由螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導線組成，線對扭在一起可以減少相互間的輻射電磁干擾。雙絞線是最常用的傳輸媒體，早就用于電話通信中的模擬信號傳輸，也 可用于數字信號的傳輸。雙絞線一般是銅質的，能提供良好的傳導率。雙絞線既可用于傳輸模擬信號，也可用于傳輸數字信號。對于模擬信號來說，大約每 5 -6km需要一個放大器；對于數字信號來說，每 2 -3km使用一個中繼器。

　　雙絞線也可用于局域網，如 10BASE-T和 100BASE-T總線，可分別提供 10Mbit/s和 100Mbit/s的數據傳輸速率。通常將多對雙絞線封裝于一個絕緣套里組成雙絞線電纜，局域網中常用的 3類雙絞線和 5類雙絞線，均由 4對雙絞線組成，其中 3類雙絞線常用于 10BASE-T總線局域網， 5類雙絞線常用于 100BASE-T總線局域網。

　　雙絞線普遍話用于點到點的連接，雙絞線可以很容易地在 15km或更大范圍內提供數據傳輸。局域網的雙絞線主要用于一個建筑物或幾個建筑物間的通信，但在 10Mbit/s和 100Mbit/s傳輸速率的 10BASE-T和 100BASE-T的總線傳輸距離都不超過 100m。

　　雙絞線的抗干擾性能不如同軸電纜，但價格比同軸電纜要便宜。

　　（2）同軸電纜

　　同軸電纜也像雙絞線一樣由一對導體組成，但它們是按 "同軸 "的形式構成線對，其最里層是內芯，向外依次為絕緣層、屏蔽層，最外則是起保護作用的塑料外套，內芯和屏蔽層構成一對導體。

　　同軸電纜分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜。基帶同軸電纜又可以分為粗纜和細纜兩種，都用于直接傳送數字信號；寬帶同軸電纜用于頻分多路復用的模擬信號傳輸，也可用于不使用頻分多路復用的高速數據通信和模擬信號的傳輸，閉路電視所使用的 CATV電纜就是寬帶同軸電纜。

　　同軸電纜適用于點到點連接和多點連接，基帶電纜每段可支持幾百臺設備，在大系統中還可以用轉接器將各段連接起來；寬帶同軸電纜可支持數千臺設備，但在高數據傳輸速率（ 50Mbit/s）下使用寬帶電纜時，設備數目限制在 20-30臺。

　　同軸電纜的傳輸距離取決于傳輸信號的形式和傳輸的速率，典型基帶電纜的電大距離限制在幾公里。在相同速率條件下，粗纜傳輸距離較細纜長。

　　同軸電纜的抗干擾性能比雙絞線好，但在價格上較雙絞線貴，但比光纖要便宜。

　　（3）光纖

　　光纖是光纖纖維的簡稱，它由能傳導光波的石英玻璃纖維外加保護層構成。相對于金屬導線來說具有重量輕、線徑細的特點。用光纖傳輸信號時，在發送端先要將電信號轉換成光信號，而在接收端要由光檢測器還原成電信號。

　　光纖在計算機網絡中普遍采用點到點連接，從地域范圍來看可以在 6 -8km的距離內不用中繼器傳輸，因此光纖適合于在幾個建筑物之間通過點到點的鏈路連接局域網。由于光纖具有不受電磁干擾和噪音影響的獨有特征，適宜在長 距離內保持高速數據傳輸率，而且能提供很好的安全性。

　　網絡除了有線媒體以外，還可以通過無線傳輸媒體進行無線傳輸，目前常用的技術有無線電波、微波、紅外線和激光。隨著便攜式計算機的出現和普及，以及在軍事、野外等特殊場合下移動產品的通信聯網需要，促進了無線通信網絡的發展，出現了無線網絡產品。

　　計算機網絡的協議及其作用

　　兩個計算機間通信時對傳輸信息內容的理解、信息表示形式以及各種情況下的應答信號都必需進行一個共同的約定，我們稱為協議（ Protocol）。一般來說，協議要由如下三個要素組成：

　　（1）語義（ Semantics）。涉及用于協調和差錯處理的控制信息。

　　（2）語法（ Syntax）。涉及數據及控制信息的格式、編碼及信號電平等。

　　（3）定時（ Timing）。涉及速度匹配和排序等。

　　協議本質上無非是一種網上交流的約定，由于聯網的計算機類型可以各不相同，各自使用的操作系統和應用軟件也不盡相同，為了保持彼此之間實現信息交換和資源共享，它們必須具有共同的語言，交流什么、怎樣交流及何時交流，都必須遵行某種互相都能夠接受的規則。

　　目前，全球最大的網絡是因特網（ Internet），它所采用的網絡協議是 TCP/IP協議。它是因特網的核心技術。 TCP/IP協議，具體的說就是傳輸控制協議（ Transmission Control Protocol，即 TCP）和網際協議（ Internet Protocol，即 IP）。其中 TCP協議用于負責網上信息的正確傳輸，而 IP協議則是負責將信息從一處傳輸到另一處。

　　TCP/IP協議本質上是一種采用分組交換技術的協議。其基本思想是把信息分割成一個個不超過一定大小的信息包來傳送。目的是：一方面可以避免單個用戶長時間地占用網絡線路；另一方面，可以在傳輸出錯時不必重新傳送全部信息，只需重傳出錯的信息包就行了。

　　TCP/IP協議組織信息傳輸的方式是一種 4層的協議方式。下表是一種簡化了的層次模型：

　　應用層 Telnet、FTP和e-mail等

　　傳輸層 TCP和UDP

　　網絡層 IP、ICMP和IGMP

　　網絡接口層 設備驅動程序及接口卡

　　模型中，最底層為 TCP/IP的實現基礎，主要用于訪問具體局域網，如以大網等。中間兩層為 TCP/IP協議，其中的 UDP為一種建立在 IP協議基礎上的用戶數據協議（ User Data gram Protocol，即 UDP）。最上層為建立在 TCP/IP協議基礎上的一些服務： TELNET（遠程登錄），允許某個用戶登錄到網上的其它計算機上（要求用戶必須擁有該機帳號），然后像使用自己的計算機一樣使用遠端計算機： FTP（ File Transfer Protocol，文件傳輸協議），允許用戶在網上計算機之間傳送程序或文件； SMTP（ Simple Message Transfer Protocol，簡單郵件傳送協議），允許網上計算機之間互通信函； DNS（ Domain Name Service，域名服務協議），用于將域名地址轉換成 IP地址等。

　　因特網（Internet）及其應用

　　因特網概述

　　因特網（ Internet）是一個建立在網絡互連基礎上的最大的、開放的全球性網絡。因特網擁有數千萬臺計算機和上億個用戶，是全球信息資源的超大型集合體。所有 采用 TCP/IP協議的計算機都可以加入因特網，實現信息共享和互相通信。與傳統的書籍、報刊、廣播、電視等傳播媒體相比，因特網使用更方便，查閱更快捷，內 容更豐富。今天，因特網已在世界范圍內得到了廣泛的普及與應用，并正在迅速地改變人們的工作方式和生活方式。

　　因特網起源于 20世紀 60年代中期由美國國防部高級研究計劃局（ ARPA）資助的 ARPANET，此后提出的 TCP/IP協議為因特網的發展奠定了基礎。 1986年美國國家科學基金會（ NSF）的 NSFNET加入了因特網主干網，由此推動了因特網的發展。但是，因特網的真正飛躍發展應該歸功于 20世紀 90年代的商業化應用。此后，世界各地無數的企業和個人紛紛加入，終于發展演變成今天成熟的因特網。

　　我國正式接入因特網是在 1994年 4月，當時為了發展國際科研合作的需要，中國科學院高能物理研究所和北京化工大學開通了到美國的因特網專

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