第二章 網(wǎng)絡(luò)的基本概念

1、信息技術(shù)涉及內(nèi)容：信息的收集、儲(chǔ)存、處理、傳輸與利用。

2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)形成與發(fā)展大致分為如下4個(gè)階段：

(1)第一個(gè)階段20世紀(jì)50年代

(2) 第二個(gè)階段以20世紀(jì)60年代美國的APPANET與分組交換技術(shù)為重要標(biāo)志。

(3) 第三個(gè)階段從20世紀(jì)70年代中期開始。

(4) 第四個(gè)階段是20世紀(jì)90年代開始。

3、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本特征：資源共享。

4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義：把分布在不同地理位置上的自治計(jì)算機(jī)通過通信設(shè)備和通信協(xié)議進(jìn)行互聯(lián)實(shí)現(xiàn)共享資源信息傳輸。

5、早期計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是廣域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。 廣域網(wǎng)的功能：數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)通信。邏輯功能上可分為：資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)。資源子網(wǎng)負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。主要包括主機(jī)和終端。主機(jī)通過高速通信線路與通信子網(wǎng)的通信控制處理機(jī)相連接。終端是用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的界面。通信子網(wǎng)由通信控制處理機(jī)、通信線路與其他通信設(shè)備組成，完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務(wù)。通信控制處理機(jī)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中被稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。通信線路為通信處理機(jī)之間以及通信處理機(jī)與主機(jī)之間提供通信信道。

6、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：微機(jī)通過局域網(wǎng)連入廣域網(wǎng)，局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)、廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互聯(lián)是通過路由器實(shí)現(xiàn)的。

7、按傳輸技術(shù)分為： 廣播式網(wǎng)絡(luò)(通過一條公共信道實(shí)現(xiàn))點(diǎn)--點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)(通過存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn))。采用分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)與路由選擇是點(diǎn)-點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)與廣播網(wǎng)絡(luò)的重要區(qū)別之一。

8、按規(guī)模分類：局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)、廣域網(wǎng)(WAN)

(1)廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)采用分組交換技術(shù)，利用公用分組交換網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)和無線分組交換網(wǎng)互聯(lián)。

(2)廣域網(wǎng)(遠(yuǎn)程網(wǎng))以下特點(diǎn)：1 適應(yīng)大容量與突發(fā)性通信的要求。2 適應(yīng)綜合業(yè)務(wù)服務(wù)的要求。3 開放的設(shè)備接口與規(guī)范化的協(xié)議。4 完善的通信服務(wù)與網(wǎng)絡(luò)管理。

(3)幾種常見的廣域網(wǎng)的特點(diǎn)：X.25、FR、SMDS、B-ISDN、N-ISDN、ATM

(4)廣域網(wǎng)擴(kuò)大了資源共享的范圍，局域網(wǎng)增強(qiáng)了資源共享的深度。

(5)期的城域網(wǎng)產(chǎn)品主要是光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)

(6)各種城域網(wǎng)建設(shè)方案有幾個(gè)相同點(diǎn)：傳輸介質(zhì)采用光纖，交換接點(diǎn)采用基于IP交換的高速路由交換機(jī)或ATM交換機(jī)，在體系結(jié)構(gòu)上采用核心交換層，業(yè)務(wù)匯聚層與接入層三層模式。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(luò)。

9、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫峭ㄟ^網(wǎng)中結(jié)點(diǎn)與通信線路之間的幾何關(guān)系表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映出網(wǎng)絡(luò)中各實(shí)體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。主要是指通信子網(wǎng)的拓?fù)錁?gòu)型。

10、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢愿鶕?jù)通信子網(wǎng)中通信信道類型分為：

(1) 點(diǎn)-點(diǎn)線路通信子網(wǎng)的拓?fù)洌盒切?，環(huán)型，樹型，網(wǎng)狀型。

(2)廣播式通信子網(wǎng)的拓?fù)洌嚎偩€型，樹型，環(huán)型，無線通信與衛(wèi)星通信型。

11、描述數(shù)據(jù)通信的基本技術(shù)參數(shù)有兩個(gè)：數(shù)據(jù)傳輸率與誤碼率。

(1)數(shù)據(jù)傳輸速率:在數(shù)值上等于每秒鐘傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進(jìn)制比特?cái)?shù),單位為比特/秒(bit/second),記作bps.對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸速率為:S1/T(bps),其中,T為發(fā)送每一比特所需要的時(shí)間.

(2)奈奎斯特準(zhǔn)則：信號(hào)在無噪聲的信道中傳輸時(shí),對(duì)于二進(jìn)制信號(hào)的最大數(shù)據(jù)傳輸率Rmax與通信信道帶寬B(B=f，單位是Hz)的關(guān)系可以寫為： Rmax=2*f(bps)

(3)香農(nóng)定理：香農(nóng)定理則描述了有限帶寬;有隨機(jī)熱噪聲信道的最大傳輸速率與信道帶寬;信號(hào)噪聲功率比之間的關(guān)系.在有隨機(jī)熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸率Rmax與信道帶寬B，信噪比S/N關(guān)系為： Rmax=B*LOG⒉(1+S/N)其中：B為信道帶寬，S為信號(hào)功率，n為噪聲功率。

(4)誤碼率是二進(jìn)制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率，它在數(shù)值上近似等于：Pe=Ne/N(傳錯(cuò)的除以總的)

a、誤碼率應(yīng)該是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下傳輸可靠性的參數(shù).

b、對(duì)于一個(gè)實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),不能籠統(tǒng)地說誤碼率越低越好,要根據(jù)實(shí)際傳輸要求提出誤碼率要求;在數(shù)據(jù)傳輸速率確定后,誤碼率越低,傳輸系統(tǒng)設(shè)備越復(fù)雜,造價(jià)越高.

c、對(duì)于實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),如果傳輸?shù)牟皇嵌M(jìn)制碼元,要折合成二進(jìn)制碼元來計(jì)算.

d、差錯(cuò)的出現(xiàn)具有隨機(jī)性,在實(shí)際測量一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時(shí),只有被測量的傳輸二進(jìn)制碼元數(shù)越大,才會(huì)越接近于真正的誤碼率值.

12、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

(1)概念：為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞交換而指定的規(guī)則，約定與標(biāo)準(zhǔn)被稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

(2)協(xié)議分為三部分：(1)語法,即用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)和格式;

(2)語義,即需要發(fā)出何種控制信息,以及完成的動(dòng)作與做出的響應(yīng);

(3)時(shí)序,即對(duì)事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明.

13、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

(1)概念：將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次模型和各層協(xié)議的集合定義為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。(體現(xiàn)出的兩個(gè)內(nèi)涵請(qǐng)補(bǔ)充)

(2)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用層次結(jié)構(gòu)，可以有以下好處：各層之間相互獨(dú)立、靈活性好、各層都可以采用最合適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)各層實(shí)現(xiàn)技術(shù)的改變不影響其他各層、易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)、有利于促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化。

14、ISO/OSI(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 / 開放系統(tǒng)互連參考模型)

(1)功能：構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)和設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)

(2)概述：采用分層的體系結(jié)構(gòu)將整個(gè)龐大而復(fù)雜的問題劃分為若干個(gè)容易處理的小問題，采用了三級(jí)抽象，既體系結(jié)構(gòu)，服務(wù)定義，協(xié)議規(guī)格說明。實(shí)現(xiàn)了開放系統(tǒng)環(huán)境中的互連性，互操作性與應(yīng)用的可移植性。

(3)ISO將整個(gè)通信功能劃分為七個(gè)層次,劃分層次的原則是:網(wǎng)中各結(jié)點(diǎn)都有相同的層次、不同結(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能、同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過接口通信、每一層使用下層提供的服務(wù),并向其上層提供服務(wù)、不同結(jié)點(diǎn)的同等層按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的通信(補(bǔ)充服務(wù)、接口、協(xié)議的概念).

(4)OSI七層：

1 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。(NIC、HUB)

2 數(shù)據(jù)鏈路層：分為MAC和LLC，傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)，采用差錯(cuò)控制，流量控制方法。(NIC、SWITCH)

3 網(wǎng)絡(luò)層：實(shí)現(xiàn)路由選擇、擁塞控制和網(wǎng)絡(luò)互連功能，使用TCP和UDP協(xié)議(ROUTER)

4 傳輸層：是向用戶提供可靠的端到端服務(wù)，透明的傳送報(bào)文，使用TCP協(xié)議。

5 會(huì)話層：組織兩個(gè)會(huì)話進(jìn)程之間的通信，并管理數(shù)據(jù)的交換使用NETBIOS和WINSOCK協(xié)議。

6 表示層：處理在兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式。

7 應(yīng)用層：應(yīng)用層是OSI參考模型中的最高層。確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)，以滿足用戶的需要。

15、TCP/IP參考模型

(1)TCP/IP協(xié)議的特點(diǎn)：a、開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可以免費(fèi)使用，并且獨(dú)立于特定的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)。

b、獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，更適用于互聯(lián)網(wǎng)。

c、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使得整個(gè)TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有唯一的地址。

d、標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務(wù)。

(2)TCP/IP參考模型可以分為：應(yīng)用層，傳輸層，互連層，主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層。(各層功能見教材P33)

(3)應(yīng)用層協(xié)議分為:

a、依賴于面向連接的TCP協(xié)議：主要有: 文件傳送協(xié)議FTP、電子郵件協(xié)議SMTP以及超文本傳輸協(xié)議HTTP等

b、依賴于面向連接的UDP協(xié)議：主要有簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP;簡單文件傳輸協(xié)議TFTP.

c、既依賴于TCP協(xié)議，也可以依賴于UDP協(xié)議：域名服務(wù)DNS等.

16、ISO/OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較

17、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)。

18、Internet2的初始運(yùn)行速率可達(dá)10Gbps.Internet2在網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)行的是IPv4，同時(shí)也支持IPv6業(yè)務(wù).

19、移動(dòng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò) P39

20、多媒體網(wǎng)絡(luò)是指能夠傳輸多媒體數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)。多媒體網(wǎng)絡(luò)需要支持多媒體傳輸所需要的交互性和實(shí)時(shí)性要求。網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)是一種典型的網(wǎng)絡(luò)多媒體系統(tǒng)。多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)通信的要求：1高傳輸帶寬要求;2不同類型的數(shù)據(jù)對(duì)傳輸?shù)囊蟛煌?3網(wǎng)絡(luò)中的多媒體流傳輸?shù)倪B續(xù)性與實(shí)時(shí)性要求;4網(wǎng)絡(luò)中多媒體數(shù)據(jù)傳送的低時(shí)延要求;5網(wǎng)絡(luò)中的多媒體傳輸同步要求;6網(wǎng)絡(luò)中的多媒體的多方參與通信的特點(diǎn)。改進(jìn)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的方法是：增大帶寬與改進(jìn)協(xié)議。增大帶寬可從傳輸介質(zhì)和路由器性能兩方面入手。改進(jìn)協(xié)議主要表現(xiàn)在支持IP多播、資源預(yù)留協(xié)議、區(qū)分服務(wù)與多協(xié)議標(biāo)識(shí)交換等方面。

21、機(jī)群系統(tǒng)的分類與計(jì)算與存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò) P42-43