三級網(wǎng)絡技術復習筆記第三章

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第三章網(wǎng)絡的基本概念
    計算機網(wǎng)絡形成與發(fā)展大致分為如下4個階段:
    1 第一個階段可以追述到20世紀50年代。
    2 第二個階段以20世紀60年代美國的APPANET與分組交換技術為重要標志。
    3 第三個階段從20世紀70年代中期開始。
    4 第四個階段是20世紀90年代開始。
    最熱門的話題是INTERNET與異步傳輸模式ATM技術。
    信息技術與網(wǎng)絡的應用已經(jīng)成為衡量21世界國力與企業(yè)競爭力的重要標準。
    國家信息基礎設施建設計劃,NII被稱為信息高速公路。
    Internet,Intranet與Extranet和電子商務已經(jīng)成為企業(yè)網(wǎng)研究與應用的熱點。
    計算機網(wǎng)絡建立的主要目標是實現(xiàn)計算機資源的共享。計算機資源主要是計算機硬件,軟件與數(shù)據(jù)。
    我們判斷計算機是或互連成計算機網(wǎng)絡,主要是看它們是不是獨立的“自治計算機”。
    分布式操作系統(tǒng)是以全局方式管理系統(tǒng)資源,它能自動為用戶任務調(diào)度網(wǎng)絡資源。
    分布式系統(tǒng)與計算機網(wǎng)絡的主要是區(qū)別不在他們的物理結(jié)構(gòu),而是在高層軟件上。
    按傳輸技術分為:1。廣播式網(wǎng)絡。2。點--點式網(wǎng)絡。
    采用分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)與路由選擇是點-點式網(wǎng)絡與廣播網(wǎng)絡的重要區(qū)別之一。
    按規(guī)模分類:局域網(wǎng),城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)。
    廣域網(wǎng)(遠程網(wǎng))以下特點:
    1 適應大容量與突發(fā)性通信的要求。
    2 適應綜合業(yè)務服務的要求。
    3 開放的設備接口與規(guī)范化的協(xié)議。
    4 完善的通信服務與網(wǎng)絡管理。
    X.25網(wǎng)是一種典型的公用分組交換網(wǎng),也是早期廣域網(wǎng)中廣泛使用的一種通信子網(wǎng)。
    變化主要是以下3個方面:
    1 傳輸介質(zhì)由原來的電纜走向光纖。
    2 多個局域網(wǎng)之間告訴互連的要求越來越強烈。
    3 用戶設備大大提高。
    在數(shù)據(jù)傳輸率高,誤碼率低的光纖上,使用簡單的協(xié)議,以減少網(wǎng)絡的延遲,而必要的差錯控制功能將由用戶設備來完成。這就是幀中續(xù)FR,F(xiàn)rame Relay技術產(chǎn)生的背景。
    決定局域網(wǎng)特性的主要技術要素為網(wǎng)絡拓撲,傳輸介質(zhì)與介質(zhì)訪問控制方法。
    從局域網(wǎng)介質(zhì)控制方法的角度,局域網(wǎng)分為共享式局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)。
    城域網(wǎng)MAN介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種高速網(wǎng)絡。
    FDDI是一種以光纖作為傳輸介質(zhì)的高速主干網(wǎng),它可以用來互連局域網(wǎng)與計算機。
    各種城域網(wǎng)建設方案有幾個相同點:傳輸介質(zhì)采用光纖,交換接點采用基于IP交換的高速路由交換機或ATM交換機,在體系結(jié)構(gòu)上采用核心交換層,業(yè)務匯聚層與接入層三層模式。
    計算機網(wǎng)絡的拓撲主要是通信子網(wǎng)的拓撲構(gòu)型。
    網(wǎng)絡拓撲可以根據(jù)通信子網(wǎng)中通信信道類型分為:
    4 點-點線路通信子網(wǎng)的拓撲。星型,環(huán)型,樹型,網(wǎng)狀型。
    5 廣播式通信子網(wǎng)的拓撲。總線型,樹型,環(huán)型,無線通信與衛(wèi)星通信型。
    傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡中連接收發(fā)雙方的物理通路,也是通信中實際傳送信息的載體。
    常用的傳輸介質(zhì)為:雙絞線,同軸電纜,光纖電纜和無線通信與衛(wèi)星通信信道。
    雙絞線由按規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)排列的兩根,四根或八根絕緣導線組成。
    屏蔽雙絞線STP和非屏蔽雙絞線UTP。
    屏蔽雙絞線由外部保護層,屏蔽層與多對雙絞線組成。
    非屏蔽雙絞線由外部保護層,多對雙絞線組成。
    三類線,四類線,五類線。雙絞線用做遠程中續(xù)線,距離可達15公里;用于100Mbps局域網(wǎng)時,與集線器距離為100米。
    同軸電纜由內(nèi)導體,外屏蔽層,絕緣層,外部保護層。
    分為:基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜。
    單信道寬帶:寬帶同軸電纜也可以只用于一條通信信道的高速數(shù)字通信。
    光纖電纜簡稱為光纜。
    由光纖芯,光層與外部保護層組成。
    在光纖發(fā)射端,主要是采用兩種光源:發(fā)光二極管LED與注入型激光二極管ILD。
    光纖傳輸分為單模和多模。區(qū)別在與光釬軸成的角度是或分單與多光線傳播。
    單模光纖優(yōu)與多模光纖。
    電磁波的傳播有兩種方式:1。是在空間自由傳播,既通過無線方式。
           2。在有限的空間,既有線方式傳播。
    移動通信:移動與固定,移動與移動物體之間的通信。
    移動通信手段:
    1 無線通信系統(tǒng)。
    2 微波通信系統(tǒng)。
    頻率在100MHz-10GHz的信號叫做微波信號,它們對應的信號波長為3m-3cm。
    3 蜂窩移動通信系統(tǒng)。
    多址接入方法主要是有:頻分多址接入FDMA,時分多址接入TDMA與碼分多址接入CDMA。
    4 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。
    商用通信衛(wèi)星一般是被發(fā)射在赤道上方35900km的同步軌道上
    描述數(shù)據(jù)通信的基本技術參數(shù)有兩個:數(shù)據(jù)傳輸率與誤碼率。
    數(shù)據(jù)傳輸率是描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要指標之一。S=1/T。
    對于二進制信號的數(shù)據(jù)傳輸率Rmax與通信信道帶寬B(B=f,單位是Hz)的關系可以寫為: Rmax=2*f(bps)
    在有隨機熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號時,數(shù)據(jù)傳輸率Rmax與信道帶寬B,信噪比S/N關系為: Rmax=B*LOG⒉(1+S/N)
    誤碼率是二進制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率,它在數(shù)值上近似等于:
          Pe=Ne/N(傳錯的除以總的)
    對于實際數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),如果傳輸?shù)牟皇嵌M制碼元,要折合為二進制碼元來計算。
    這些為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳遞交換而指定的規(guī)則,約定與標準被稱為網(wǎng)絡協(xié)議。
    協(xié)議分為三部分:語法。語義。時序。
    將計算機網(wǎng)絡層次模型和各層協(xié)議的集合定義為計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)。
    計算機網(wǎng)絡中采用層次結(jié)構(gòu),可以有以下好處:
    1 各層之間相互獨立。
    2 靈活性好。
    3 各層都可以采用最合適的技術來實現(xiàn),各層實現(xiàn)技術的改變不影響其他各層。
    4 易于實現(xiàn)和維護。
    5 有利于促進標準化。
    該體系結(jié)構(gòu)標準定義了網(wǎng)絡互連的七層框架,既ISO開放系統(tǒng)互連參考模型。在這一框架中進一步詳細規(guī)定了每一層的功能,以實現(xiàn)開放系統(tǒng)環(huán)境中的互連性,互操作性與應用的可移植性。
    OSI 標準制定過程中采用的方法是將整個龐大而復雜的問題劃分為若干個容易處理的小問題,這就是分層的體系結(jié)構(gòu)辦法。在OSI中,采用了三級抽象,既體系結(jié)構(gòu),服務定義,協(xié)議規(guī)格說明。
    OSI七層:
    2 物理層:主要是利用物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接,以便透明的傳遞比特流。
    3 數(shù)據(jù)鏈路層。在通信實體之間建立數(shù)據(jù)鏈路連接,傳送以幀為單位的數(shù)據(jù),采用差錯控制,流量控制方法。
    4 網(wǎng)絡層:通過路由算法,為分組通過通信子網(wǎng)選擇最適當?shù)穆窂健?BR>    5 傳輸層:是向用戶提供可靠的端到端服務,透明的傳送報文。
    6 會話層:組織兩個會話進程之間的通信,并管理數(shù)據(jù)的交換。
    7 表示層:處理在兩個通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式。
    8 應用層:應用層是OSI參考模型中的層。確定進程之間通信的性質(zhì),以滿足用戶的需要。
    TCP/IP參考模型可以分為:應用層,傳輸層,互連層,主機-網(wǎng)絡層。
    互連層主要是負責將源主機的報文分組發(fā)送到目的主機,源主機與目的主機可以在一個網(wǎng)上,也可以不在一個網(wǎng)上。
    傳輸層主要功能是負責應用進程之間的端到端的通信。
    TCP/IP參考模型的傳輸層定義了兩種協(xié)議,既傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP。
    TCP協(xié)議是面向連接的可靠的協(xié)議。UDP協(xié)議是無連接的不可靠協(xié)議。
    主機-網(wǎng)絡層負責通過網(wǎng)絡發(fā)送和接受IP數(shù)據(jù)報。
    按照層次結(jié)構(gòu)思想,對計算機網(wǎng)絡模塊化的研究結(jié)果是形成了一組從上到下單向依賴關系的協(xié)議棧,也叫協(xié)議族。
    應用層協(xié)議分為:
    1。一類依賴于面向連接的TCP。
      2.一類是依賴于面向連接的UDP協(xié)議。
    10 另一類既依賴于TCP協(xié)議,也可以依賴于UDP協(xié)議。
    NSFNET采用的是一種層次結(jié)構(gòu),可以分為主干網(wǎng),地區(qū)網(wǎng)與校園網(wǎng)。
    作為信息高速公路主要技術基礎的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)具有以下特點:
    1 適應大容量與突發(fā)性通信的要求。
    2 適應綜合業(yè)務服務的要求。
    3 開放的設備接口與規(guī)范化的協(xié)議。
    4 完善的通信服務與網(wǎng)絡管理。
    人們將采用X。25建議所規(guī)定的DTE與DCE接口標準的公用分組交換網(wǎng)叫做X。25網(wǎng)。
    幀中繼是一種減少接點處理時間的技術。
    綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDN:
    B-ISDN與N-ISDN的區(qū)別主要在:
    2 N是以目前正在使用的公用電話交換網(wǎng)為基礎,而B是以光纖作為干線和用戶環(huán)路傳輸介質(zhì)。
    3 N采用同步時分多路復用技術,B采用異步傳輸模式ATM技術。
    4 N各通路速率是預定的,B使用通路概念,速率不預定。
    異步傳輸模式ATM是新一代的數(shù)據(jù)傳輸與分組交換技術,是當前網(wǎng)絡技術研究與應用的熱點問題ATM技術的主要特點是:
    3 ATM是一種面向連接的技術,采用小的,固定長度的數(shù)據(jù)傳輸單元。
    4 各類信息均采用信元為單位進行傳送,ATM能夠支持多媒體通信。
    5 ATM以統(tǒng)計時分多路復用方式動態(tài)的分配網(wǎng)絡,網(wǎng)絡傳輸延遲小,適應實時通信的要求。
    6 ATM沒有鏈路對鏈路的糾錯與流量控制,協(xié)議簡單,數(shù)據(jù)交換率高。
    7 ATM的數(shù)據(jù)傳輸率在155Mbps-2。4Gbps。
    促進ATM發(fā)展的要素:
    2 人們對網(wǎng)絡帶寬要求的不斷增長。
    3 用戶對寬帶智能使用靈活性的要求。
    4 用戶對實時應用的需求。
    5 網(wǎng)絡的設計與組建進一步走向標準化的需求。
    一個國家的信息高速路分為:國家寬帶主干網(wǎng),地區(qū)寬帶主干網(wǎng)與連接最終用戶的接入網(wǎng)。
    解決接入問題的技術叫做接入技術。
    可以作為用戶接入網(wǎng)三類:郵電通信網(wǎng),計算機網(wǎng)絡(最有前途),廣播電視網(wǎng)。