自考《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信》筆記(7)

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第七章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及工作原理
    本章為重點(diǎn)章節(jié),考核要求均為“綜合應(yīng)用”。主要學(xué)習(xí)非通信子網(wǎng)的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能和在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)的合理選擇。要求綜合應(yīng)用各類網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備、路由選擇算法。
    1、網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)(綜合應(yīng)用)
    基本功能:與網(wǎng)絡(luò)程序(網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng))配合操作,控制網(wǎng)絡(luò)上信息的發(fā)送與接收。
    以太網(wǎng)卡的結(jié)構(gòu):發(fā)送和接收部件、發(fā)送和接收控制部件、載波檢測(cè)部件、曼徹斯特編碼/譯碼器、LAN管理部件、微處理器(目前大多數(shù)網(wǎng)卡上沒有)。
    網(wǎng)卡的網(wǎng)絡(luò)地址,全世界總數(shù)約70億(MAC地址)。網(wǎng)卡的配置參數(shù):中斷請(qǐng)求IRQ3,I/O地址300H,存儲(chǔ)器基地址(網(wǎng)卡的遠(yuǎn)程引導(dǎo)ROM芯片映射到存儲(chǔ)區(qū)的起點(diǎn))。
    提供性能的措施:并行處理技術(shù)、全雙工傳輸(只適用雙絞線與光纖)、突發(fā)傳輸方式、智能型網(wǎng)卡(對(duì)于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器很重要)。
    網(wǎng)卡總線類型:主要就是P180的圖7.3了。不過我覺得現(xiàn)在主要用的就是PCI的和PCMCIA的了,不知主板集成的是什么總線?
    網(wǎng)卡的接口類型:AUI接口為粗同軸電纜的接口;BNC接口為細(xì)同軸電纜;RJ-45接口為無屏蔽雙絞線的接口;光纖接口為SC或ST的。
    網(wǎng)卡的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序:我覺得不止教材上說的那點(diǎn)吧?不知在Linux下網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)安裝是怎樣的?。
    2、網(wǎng)絡(luò)集線器(HUB)(綜合應(yīng)用)
    HUB實(shí)質(zhì)上是一個(gè)多口的中繼器,它工作在OSI參考模型的最低層物理層?;谄胀€器的網(wǎng)絡(luò)仍然屬于共享介質(zhì)的局域網(wǎng)絡(luò)。集線器上一般有多個(gè)RJ-45插座可連接雙絞線,還有一個(gè)AUI粗纜接口和一個(gè)BNC細(xì)纜接口。通過Uplink接口可將HUB連到上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)上。
    堆疊式集線器是通過一條高速鏈路將多個(gè)HUB串接在一起,提供大量的并列端口,以星型拓?fù)溥B接多個(gè)站點(diǎn),其缺點(diǎn)是共享有限的帶寬。
    模塊化集線器:各個(gè)端口都有專用的帶寬,只在各個(gè)網(wǎng)段內(nèi)共享帶寬,網(wǎng)段之間采用交換技術(shù),從而減少?zèng)_突,提高通信效率,因此又稱為端************************************換機(jī)。
    HUB的速度有10Mb/s,100Mb/s和10、100Mb/s自適應(yīng)。自適應(yīng)HUB內(nèi)部采用兩個(gè)網(wǎng)段,網(wǎng)段間采用交換方式。端口數(shù)為8、12、16 或24,不夠時(shí)可用級(jí)聯(lián)(受MAC定時(shí)限制不超過3級(jí))、堆疊(一般不超過10臺(tái))或選用模塊化HUB.智能HUB包含了網(wǎng)管功能,端 ************************************換機(jī)提高了通信效率。
    3、以太網(wǎng)交換機(jī)(綜合應(yīng)用)
    傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的問題:數(shù)據(jù)在電纜中進(jìn)行廣播,當(dāng)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備增加,信息發(fā)送頻繁時(shí),網(wǎng)絡(luò)性能急劇下降。舉個(gè)例子:傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)就象是一個(gè)不識(shí)字的郵遞員,他拿到信并不知道要投遞給誰,只有一家家去問。如果他的轄區(qū)較小,比如只有2、3戶人家,而且信也不多,日子好象還能湊合過;可如果他管的戶數(shù)多了,信也多了,那這個(gè)郵遞員也要累壞了,人們的信也收不及時(shí)了。
    交換技術(shù):網(wǎng)橋與路由器的網(wǎng)段微化成本高,且?guī)砹藦?fù)雜的管理問題。網(wǎng)橋與交換機(jī)都工作在數(shù)據(jù)鏈路層。交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)信息的方法有三種:通過直通方式(速度快但沒有錯(cuò)誤校驗(yàn))、無碎片直通方式(速度快且能降低錯(cuò)誤幀轉(zhuǎn)發(fā)概率)、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式(傳輸延遲大可以進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn))。背壓控制技術(shù):交換機(jī)內(nèi)緩存快滿時(shí)發(fā)擁塞信號(hào)使發(fā)送站停發(fā),減少丟包。有些交換機(jī)內(nèi)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)情況在直通方式與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式中自動(dòng)切換。
    功能和優(yōu)點(diǎn):提高了工作站平均占有帶寬和整體集合帶寬,具有高通信流量、低延時(shí)和低價(jià)格。交換機(jī)就象一個(gè)識(shí)字的郵遞員,他會(huì)根據(jù)信封上地址只投遞到指定的用戶那里。
    應(yīng)用中的幾個(gè)問題:主干連接速率高于基本接口速率。服務(wù)器采用高速專用接口。自動(dòng)協(xié)商(10、100Mb/s自適應(yīng),“全雙工/半雙工”自動(dòng)設(shè)定)。 VLAN:通過網(wǎng)管軟件將不同物理網(wǎng)段上的工作站劃入同一邏輯網(wǎng)段。交換機(jī)無法取代的路由器功能:廣播域劃分、子網(wǎng)劃分、網(wǎng)絡(luò)流量控制、網(wǎng)管、安全機(jī)制及必要的冗余。
    4、以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備(綜合應(yīng)用)
    常用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的作用P188表7.1
    中繼器:工作在物理層。注意:不能形成環(huán)、遵守MAC協(xié)議定時(shí)特性,以太網(wǎng)最多有四個(gè)中繼續(xù)器。主要對(duì)同軸電纜進(jìn)行連接。
    網(wǎng)橋:工作在數(shù)據(jù)鏈路層,在兩個(gè)物理網(wǎng)段之間存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)鏈路幀。與高層協(xié)議無關(guān)。與中繼器相比的特點(diǎn):可以實(shí)現(xiàn)不同類型的、大范圍的LAN互聯(lián),隔離錯(cuò)誤幀,物理隔離部分網(wǎng)絡(luò),提高網(wǎng)絡(luò)安全性。網(wǎng)橋分類:本地橋/遠(yuǎn)程橋,內(nèi)部橋/外部橋,透明網(wǎng)橋/源選徑網(wǎng)橋。
    透明網(wǎng)橋:具有學(xué)習(xí)、過濾、幀轉(zhuǎn)發(fā)等功能。當(dāng)開啟透明網(wǎng)橋的電源時(shí),它根據(jù)源地址學(xué)習(xí),建立一個(gè)地址選擇表,根據(jù)目標(biāo)地址轉(zhuǎn)發(fā),并實(shí)現(xiàn)過濾,同時(shí)為避免發(fā)生環(huán)路問題而采用生成樹算法。過程可簡(jiǎn)述為:學(xué)習(xí)源地址,過濾本網(wǎng)段幀,轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)段幀,廣播未知幀。解決網(wǎng)橋循環(huán)采用的是生成樹算法(STA算法):將部分冗余的循環(huán)路徑設(shè)置成阻塞狀態(tài),理論依據(jù)是對(duì)于任意一個(gè)由節(jié)點(diǎn)和連接節(jié)點(diǎn)對(duì)的邊組成的連通圖,就會(huì)構(gòu)成一棵由邊組成的生成樹,生成樹保持了原圖的連通性,但并不增加循環(huán)。生成樹計(jì)算:選擇根網(wǎng)橋——決定其它網(wǎng)橋上的根端口——決定指定網(wǎng)橋和指定端口。當(dāng)開啟網(wǎng)橋電源或檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí), STA計(jì)算過程便開始。透明網(wǎng)橋主要用于以太網(wǎng)。
    源路由網(wǎng)橋(SRB):SRB算法是IEEE802.5的一部分,假定所有由源到目標(biāo)的路由存放在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)乃蠰AN與LAN之間的數(shù)據(jù)幀中。主機(jī)選擇路由的原則:最先回答的路由、最小網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的路由、允許數(shù)據(jù)幀的路由。源路由網(wǎng)橋主要用在令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)中。
    源路由透明網(wǎng)橋(SRT):用路由選擇信息指示來區(qū)分是SRB幀還是透明網(wǎng)橋幀。SRT允許兩個(gè)互不兼容的環(huán)境共存,但結(jié)果路徑并不很好,并不是方案。SRT橋接技術(shù)在SRB網(wǎng)橋進(jìn)行硬件升級(jí)時(shí)允許SRB網(wǎng)橋處理日益沉重的對(duì)每一個(gè)報(bào)文組的進(jìn)行分析負(fù)擔(dān)。教材上這句話我怎么看也沒看明白??:(
    路由器:工作在網(wǎng)絡(luò)層,功能(轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)地?cái)?shù)據(jù)包、根據(jù)路由表選擇路徑、子網(wǎng)隔離、維護(hù)路由表、差錯(cuò)處理與流量控制、對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)的過濾和計(jì)帳、為網(wǎng)管提供信息、將數(shù)據(jù)包在不同協(xié)議體系結(jié)構(gòu)間轉(zhuǎn)換)。網(wǎng)橋?qū)τ脩羰峭该鞯?,路由器將網(wǎng)絡(luò)分成的邏輯子網(wǎng)是完全自治的。路由選擇算法:直接路由選擇(同一網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)站點(diǎn))和間接路由選擇(發(fā)送站點(diǎn)指示要到達(dá)的路由器)。路由表、靜態(tài)路由、動(dòng)態(tài)路由。路由選擇算法:P200圖7.17,就是四個(gè)判斷,本地路徑、專用路徑、在路由表中查找、利用缺省路徑。
    路由器技術(shù)發(fā)展:算法(向量距離算法如IGRP/鏈路狀態(tài)算法如DSP)和協(xié)議(域間/域內(nèi)路由協(xié)議)的研究。提高性能,如采用對(duì)稱多處理器陣列的并行結(jié)構(gòu)、提高端口速度等。網(wǎng)絡(luò)地址復(fù)用,為了解決地址有限性可采用IPv6,針對(duì)A類地址有透明網(wǎng)關(guān)技術(shù);針對(duì)B類地址有CIDR技術(shù);針對(duì)園區(qū)網(wǎng)可采用代理、動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換、變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼技術(shù)等。網(wǎng)絡(luò)安全,防火墻、靜態(tài)代理、認(rèn)證、關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)邊界設(shè)置、加密、精確完整記錄。多目傳送:不同子網(wǎng)的成員作為一個(gè)組進(jìn)行交流。
    網(wǎng)關(guān):是網(wǎng)絡(luò)層以上的互聯(lián)設(shè)備的總稱,通常由軟件來實(shí)現(xiàn),在網(wǎng)絡(luò)層或以上實(shí)現(xiàn)不同體系的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。只是針對(duì)某一特定應(yīng)用,不可能有通用網(wǎng)關(guān)。
    網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的選擇,教材上這一段其實(shí)是一個(gè)總結(jié),具體的道理在前面都講了。
    5、調(diào)制解調(diào)器(綜合應(yīng)用)
    基本技術(shù)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。V系列建議采用的調(diào)制方式有:FSK(V.21、V.23)、DPSK(V.22、V.26、V.27)、APSK(V.29)、智能modem(V.32、V.24、V42、V.90)。(現(xiàn)在都是V.92了)
    差錯(cuò)控制協(xié)議,常用的有V.42協(xié)議和微軟的MNP協(xié)議(MNP1-MNP4)。數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議,V.42bis,MNP5、MNP7、MNP9,對(duì)于不同文件壓縮率是不一樣的,只適用于異步傳輸,必須有高速接口芯片才能支持高速。流量控制有軟流控和硬流控,軟流控使用控制字符XON和XOFF.硬流控是通過DTE/DCE接口控制線CTS或RTS來相互指示暫?;蚶^續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。
    選擇modem首先考慮線路其次要考慮速度。
    1998年頒布的V.90正式建立了56kb/smodem的標(biāo)準(zhǔn)。請(qǐng)參考:V.92標(biāo)準(zhǔn):窄帶技術(shù)最后的春天。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的量化噪聲是造成傳輸速率局限的原因,但不影響數(shù)模轉(zhuǎn)換。所以56kb/s調(diào)制解調(diào)器技術(shù)是一種非對(duì)稱的工作方式,即上行(發(fā)送數(shù)據(jù))的速率為28.8Kb/s或33.6Kb/s,下行(接收數(shù)據(jù))可以實(shí)現(xiàn)56Kb/s.要在服務(wù)器端的調(diào)制解調(diào)器和客戶端的MODEM之間建立56Kb/s連接,必須滿足:一是服務(wù)器端的MODEM必須與PSTN實(shí)現(xiàn)數(shù)字干線連接,二是服務(wù)器的MODEM和客戶的MODEM均需支持56Kb/s技術(shù)。
    6、遠(yuǎn)程訪問網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器(領(lǐng)會(huì))
    遠(yuǎn)程訪問網(wǎng)絡(luò)可分為客戶端和服務(wù)器端??蛻舳酥饕蒑ODEM和相應(yīng)的軟件組成,服務(wù)器端由MODEM POOL和遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器及相應(yīng)的軟件組成。建立遠(yuǎn)程訪問有兩種方法:一是使用軟件型的遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器(價(jià)格便宜,但性能低,可靠性差),例如NT的 RAS.二是使用硬件型的遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器來建立遠(yuǎn)程訪問網(wǎng)絡(luò)(可靠性高,運(yùn)行穩(wěn)定,但價(jià)格較高)。RAS不僅支持modem,還支持X.25和ISDN.多串口卡,遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器。