三级网络技术笔记

第一章第一章 计算机基础知识计算机基础知识 1 1 计算机的发展阶段 计算机的发展阶段 经历了以下经历了以下 5 5 个阶段个阶段 它们是并行关系它们是并行关系 大型机阶段 大型机阶段 经历四小阶段它们是取代关系经历四小阶段它们是取代关系 小型机阶段 微型 小型机阶段 微型 机阶段 客户机机阶段 客户机 服务器阶段 对等网络与非对等网络的概念 和互联网阶段 服务器阶段 对等网络与非对等网络的概念 和互联网阶段 ArpanetArpanet 是在是在 19831983 年第一年第一 个使用个使用 TCP IPTCP IP 协议的 在协议的 在 19911991 年年 6 6 月我国第一条与国际互联网连接的专线建成它从中国科学院高能物理月我国第一条与国际互联网连接的专线建成它从中国科学院高能物理 研究所接到美国斯坦福大学的直线加速器中心 在研究所接到美国斯坦福大学的直线加速器中心 在 19941994 年实现年实现 4 4 大主干网互连大主干网互连 中国公用计算机互联网中国公用计算机互联网 C C hinanethinanet 中国科学技术网 中国科学技术网 CstnetCstnet 中国教育和科研计算机网 中国教育和科研计算机网 CernetCernet 中国金桥信息网 中国金桥信息网 ChinaGBN ChinaGBN 2 2 计算机种类 计算机种类 按照传统的分类方法 按照传统的分类方法 计算机可以分为计算机可以分为 6 6 大类大类 大型主机 小型计算机 个人计算机 工作站 巨型计算大型主机 小型计算机 个人计算机 工作站 巨型计算 机 小巨型机 机 小巨型机 按照现实的分类方法 按照现实的分类方法 计算机可以分为计算机可以分为 5 5 大类大类 服务器 工作站 台式机 笔记本 手持设备 服务器 工作站 台式机 笔记本 手持设备 3 3 计算机的公共配置 计算机的公共配置 CPUCPU 内存 内存 RAMRAM 高速缓存 高速缓存 CacheCache 硬盘 光驱 显示器 硬盘 光驱 显示器 CRT CRT LCD LCD 操作 操作 系统系统 OS OS 4 4 计算机的指标 位数指 计算机的指标 位数指 CPUCPU 寄存器中能够保存数据的位数 速度寄存器中能够保存数据的位数 速度 MIPS MIPS MFLOPS MFLOPS 指指 CPUCPU 每秒钟处理的每秒钟处理的 指令数通常用主频来表示指令数通常用主频来表示 CPUCPU 的处理速度 容量 的处理速度 容量 B B KBKB MBMB GBGB TBTB 数据传输率 数据传输率 BpsBps 版本和可 版本和可 靠性 靠性 MTBFMTBF MTTRMTTR 5 5 计算机的应用领域 科学计算 事务处理 过程控制 辅助工程 人工智能 网络应用 计算机的应用领域 科学计算 事务处理 过程控制 辅助工程 人工智能 网络应用 6 6 计算机系统的组成 计算机系统的组成 硬件系统具有原子特性硬件系统具有原子特性 芯片 板卡 设备 网络芯片 板卡 设备 网络 与软件系统具有比特特性 且它与软件系统具有比特特性 且它 们具有同步性 们具有同步性 7 7 奔腾芯片的技术特点 奔腾芯片的技术特点 奔腾奔腾 3232 位芯片 主要用于台式机和笔记本 奔腾采用了位芯片 主要用于台式机和笔记本 奔腾采用了 RISCRISC 和和 CISCCISC 技术技术 技技 术特点术特点 1010 个请看书个请看书 P8 P8 8 8 安腾芯片的技术特点 安腾是 安腾芯片的技术特点 安腾是 6464 位芯片 主要用于服务器和工作站 安腾采用简明并行指令计算 位芯片 主要用于服务器和工作站 安腾采用简明并行指令计算 EPEP ICIC 技术 技术 9 9 主机板与插卡的组成 主机板与插卡的组成 1 1 主机板简称主板主机板简称主板 mainboard mainboard 或母板或母板 motherboard motherboard 由 由 5 5 部分组成 部分组成 CPUCPU 存储器 总线 插槽和电 存储器 总线 插槽和电 源 与主板的分类源 与主板的分类 2 2 网络卡又称为适配器卡代号网络卡又称为适配器卡代号 NICNIC 其功能为 见书 其功能为 见书 P11P11 1010 软件的基本概念 软件由程序 软件的基本概念 软件由程序 功能实现部分功能实现部分 与文档与文档 功能说明部分功能说明部分 组成 软件是用户与计算机硬件组成 软件是用户与计算机硬件 系统之间的桥梁 系统之间的桥梁 1111 应用软件包括 桌面应用软件 演示出版软件 浏览工具软件 管理效率软件 通信协作软件和系统 应用软件包括 桌面应用软件 演示出版软件 浏览工具软件 管理效率软件 通信协作软件和系统 维护软件 维护软件 1212 程序与文档 程序是由指令序列组成的 告诉计算计如何完成一个具体的任务 文档是软件开发 使 程序与文档 程序是由指令序列组成的 告诉计算计如何完成一个具体的任务 文档是软件开发 使 用和维护中的必备资料 用和维护中的必备资料 1313 软件开发 软件的生命周期中 通常分为三大阶段 每个阶段又分若干子阶段 软件开发 软件的生命周期中 通常分为三大阶段 每个阶段又分若干子阶段 计划阶段 分为问题定义 可行性研究 是决定软件项目是否开发的关键 计划阶段 分为问题定义 可行性研究 是决定软件项目是否开发的关键 开发阶段 在开发前期分为需求分析 总体设计 详细设计三个子阶段 在开发后期分为编码 测试开发阶段 在开发前期分为需求分析 总体设计 详细设计三个子阶段 在开发后期分为编码 测试 两个子阶段 前期必须形成的文档有 软件需求说明书 软件设计规格说明书 两个子阶段 前期必须形成的文档有 软件需求说明书 软件设计规格说明书 运行阶段 主要任务是软件维护 为了排除软件系统中仍然可能隐含的错误 扩充软件功能 运行阶段 主要任务是软件维护 为了排除软件系统中仍然可能隐含的错误 扩充软件功能 1414 编程语言 机器语言与汇编语言都依赖于具体的机器 汇编语言与高级语言都需要编译 编程语言 机器语言与汇编语言都依赖于具体的机器 汇编语言与高级语言都需要编译 机器语言 能被计算机直接理解和执行 速度快 但该种语言难记 难学 难懂 机器语言 能被计算机直接理解和执行 速度快 但该种语言难记 难学 难懂 汇编语言 用英文助记符和十进制数代替二进制码 使机器语言变成了汇编语言 汇编语言属于低级汇编语言 用英文助记符和十进制数代替二进制码 使机器语言变成了汇编语言 汇编语言属于低级 语言 汇编语言要通过汇编程序把汇编语言翻译成机器语言程序计算机才能执行 语言 汇编语言要通过汇编程序把汇编语言翻译成机器语言程序计算机才能执行 高级语言 高级语言是一种面向问题或过程的语言 它是近似于日常会话的语言 它不但直观 易学高级语言 高级语言是一种面向问题或过程的语言 它是近似于日常会话的语言 它不但直观 易学 而且通用性强 高级语言要通过编译 或解释 翻译成机器语言才能执行 而且通用性强 高级语言要通过编译 或解释 翻译成机器语言才能执行 1515 媒体的概念与分类 媒体的概念与分类 1 1 媒体的概念媒体的概念 信息的载体信息的载体 2 2 媒体的分类 传输媒体 表现媒体 表示媒体 感觉媒体媒体的分类 传输媒体 表现媒体 表示媒体 感觉媒体 1616 多媒体的基本概念 指有声有色的信息处理与利用技术 多媒体技术可划分为偏硬件技术和偏软件技 多媒体的基本概念 指有声有色的信息处理与利用技术 多媒体技术可划分为偏硬件技术和偏软件技 术两部分 术两部分 1717 MPCMPC 的组成 具有的组成 具有 CD ROMCD ROM 具有 具有 A DA D 和和 D AD A 转换功能 具有高清晰的彩色显示器 具有数据压缩与解转换功能 具有高清晰的彩色显示器 具有数据压缩与解 压缩的硬件支持压缩的硬件支持 1818 多媒体的关键技术 数据压缩与解压缩技术 芯片与插卡技术 多媒体操作系统技术 多媒体数据管 多媒体的关键技术 数据压缩与解压缩技术 芯片与插卡技术 多媒体操作系统技术 多媒体数据管 理技术 理技术 1919 超文本与超媒体的概念 超文本与超媒体的概念 1 1 超文本是非线性非顺序的而传统文本是线性的顺序的 超文本是非线性非顺序的而传统文本是线性的顺序的 2 2 超文本概念 超文本是收集 存储和浏览离散信息以及建立和表现信息之间关系的技术 超文本概念 超文本是收集 存储和浏览离散信息以及建立和表现信息之间关系的技术 3 3 超媒体的组成 当信息载体不限于文本时 称之为超媒体 超媒体技术是一种典型的数据管理技术 超媒体的组成 当信息载体不限于文本时 称之为超媒体 超媒体技术是一种典型的数据管理技术 它是由称之为结点它是由称之为结点 node node 和表示结点之间联系的链和表示结点之间联系的链 link link 组成的有向图 网络 用户可以对其进行浏览组成的有向图 网络 用户可以对其进行浏览 查询和修改等操作 查询和修改等操作 4 4 超媒体系统的组成 编辑器 导航工具 超媒体语言 超媒体系统的组成 编辑器 导航工具 超媒体语言 第二章第二章 网络的基本概念网络的基本概念 1 1 信息技术涉及内容 信息的收集 储存 处理 传输与利用 信息技术涉及内容 信息的收集 储存 处理 传输与利用 2 2 计算机网络形成与发展大致分为如下 计算机网络形成与发展大致分为如下 4 4 个阶段 个阶段 1 1 第一个阶段第一个阶段 2020 世纪世纪 5050 年代年代 2 2 第二个阶段以第二个阶段以 2020 世纪世纪 6060 年代美国的年代美国的 APPANETAPPANET 与分组交换技术为重要标志 与分组交换技术为重要标志 3 3 第三个阶段从第三个阶段从 2020 世纪世纪 7070 年代中期开始 年代中期开始 4 4 第四个阶段是第四个阶段是 2020 世纪世纪 9090 年代开始 年代开始 3 3 计算机网络的基本特征 资源共享 计算机网络的基本特征 资源共享 4 4 计算机网络的定义 把分布在不同地理位置上的自治计算机通过通信设备和通信协议进行互联实现共 计算机网络的定义 把分布在不同地理位置上的自治计算机通过通信设备和通信协议进行互联实现共 享资源信息传输 享资源信息传输 5 5 早期计算机网络结构实质上是广域网的结构 早期计算机网络结构实质上是广域网的结构 广域网的功能 数据处理与数据通信 逻辑功能上可分广域网的功能 数据处理与数据通信 逻辑功能上可分 为 资源子网与通信子网 资源子网负责全网的数据处理 向网络用户提供各种网络资源与网络服务 主为 资源子网与通信子网 资源子网负责全网的数据处理 向网络用户提供各种网络资源与网络服务 主 要包括主机和终端 主机通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机相连接 终端是用户访问网络的要包括主机和终端 主机通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机相连接 终端是用户访问网络的 界面 通信子网由通信控制处理机 通信线路与其他通信设备组成 完成网络数据传输 转发等通信处理界面 通信子网由通信控制处理机 通信线路与其他通信设备组成 完成网络数据传输 转发等通信处理 任务 通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络节点 通信线路为通信处理机之间以及通信处理机与任务 通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络节点 通信线路为通信处理机之间以及通信处理机与 主机之间提供通信信道 主机之间提供通信信道 6 6 现代网络机构的特点 微机通过局域网连入广域网 局域网与广域网 广域网与广域网的互联是通过 现代网络机构的特点 微机通过局域网连入广域网 局域网与广域网 广域网与广域网的互联是通过 路由器实现的 路由器实现的 7 7 按传输技术分为 按传输技术分为 广播式网络 通过一条公共信道实现 点广播式网络 通过一条公共信道实现 点 点式网络 通过存储转发实现 采用点式网络 通过存储转发实现 采用 分组存储转发与路由选择是点分组存储转发与路由选择是点 点式网络与广播网络的重要区别之一 点式网络与广播网络的重要区别之一 8 8 按规模分类 局域网 按规模分类 局域网 LANLAN 城域网 城域网 MANMAN 广域网 广域网 WANWAN 1 1 广域网的通信子网采用分组交换技术 利用公用分组交换网 卫星通信网和无线分组交换网互联 广域网的通信子网采用分组交换技术 利用公用分组交换网 卫星通信网和无线分组交换网互联 2 2 广域网 远程网 以下特点 广域网 远程网 以下特点 1 1 适应大容量与突发性通信的要求 适应大容量与突发性通信的要求 2 2 适应综合业务服务的要求 适应综合业务服务的要求 3 3 开开 放的设备接口与规范化的协议 放的设备接口与规范化的协议 4 4 完善的通信服务与网络管理 完善的通信服务与网络管理 3 3 几种常见的广域网的特点 几种常见的广域网的特点 X 25X 25 FRFR SMDSSMDS B ISDNB ISDN N ISDNN ISDN ATMATM 4 4 广域网扩大了资源共享的范围 局域网增强了资源共享的深度 广域网扩大了资源共享的范围 局域网增强了资源共享的深度 5 5 期的城域网产品主要是光纤分布式数据接口期的城域网产品主要是光纤分布式数据接口 FDDI FDDI 6 6 各种城域网建设方案有几个相同点 传输介质采用光纤 交换接点采用基于各种城域网建设方案有几个相同点 传输介质采用光纤 交换接点采用基于 IPIP 交换的高速路由交换机交换的高速路由交换机 或或 ATMATM 交换机 在体系结构上采用核心交换层 业务汇聚层与接入层三层模式 城域网交换机 在体系结构上采用核心交换层 业务汇聚层与接入层三层模式 城域网 MANMAN 介于广域网与介于广域网与 局域网之间的一种高速网络 局域网之间的一种高速网络 9 9 计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构 反映出网络中各实体间的 计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构 反映出网络中各实体间的 结构关系 主要是指通信子网的拓扑构型 结构关系 主要是指通信子网的拓扑构型 1010 网络拓扑可以根据通信子网中通信信道类型分为 网络拓扑可以根据通信子网中通信信道类型分为 1 1 点点 点线路通信子网的拓扑 星型 环型 树型 网状型 点线路通信子网的拓扑 星型 环型 树型 网状型 2 2 广播式通信子网的拓扑 总线型 树型 环型 无线通信与卫星通信型 广播式通信子网的拓扑 总线型 树型 环型 无线通信与卫星通信型 1111 描述数据通信的基本技术参数有两个 数据传输率与误码率 描述数据通信的基本技术参数有两个 数据传输率与误码率 1 1 数据传输速率数据传输速率 在数值上等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数在数值上等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数 单位为比特单位为比特 秒秒 bit second bit second 记作记作 bps bps 对于二进制数据对于二进制数据 数据传输速率为数据传输速率为 S1 T bps S1 T bps 其中其中 T T 为发送每一比特所需要的时间为发送每一比特所需要的时间 2 2 奈奎斯特准则 信号在无噪声的信道中传输时奈奎斯特准则 信号在无噪声的信道中传输时 对于二进制信号的最大数据传输率对于二进制信号的最大数据传输率 RmaxRmax 与通信信道带与通信信道带 宽宽 B B B fB f 单位是 单位是 HzHz 的关系可以写为 的关系可以写为 Rmax 2 f bps Rmax 2 f bps 3 3 香农定理 香农定理则描述了有限带宽香农定理 香农定理则描述了有限带宽 有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽 信号噪声功率信号噪声功率 比之间的关系比之间的关系 在有随机热噪声的信道上传输数据信号时 数据传输率在有随机热噪声的信道上传输数据信号时 数据传输率 RmaxRmax 与信道带宽与信道带宽 B B 信噪比 信噪比 S NS N 关关 系为 系为 Rmax B LOG Rmax B LOG 1 S N1 S N 其中 其中 B B 为信道带宽 为信道带宽 S S 为信号功率 为信号功率 n n 为噪声功率 为噪声功率 4 4 误码率是二进制码元在数据传输系统中被传错的概率 它在数值上近似等于 误码率是二进制码元在数据传输系统中被传错的概率 它在数值上近似等于 Pe Ne NPe Ne N 传错的除以总 传错的除以总 的 的 a a 误码率应该是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数 误码率应该是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数 b b 对于一个实际的数据传输系统 对于一个实际的数据传输系统 不能笼统地说误码率越低越好不能笼统地说误码率越低越好 要根据实际传输要求提出误码率要求要根据实际传输要求提出误码率要求 在在 数据传输速率确定后数据传输速率确定后 误码率越低误码率越低 传输系统设备越复杂传输系统设备越复杂 造价越高造价越高 c c 对于实际数据传输系统 对于实际数据传输系统 如果传输的不是二进制码元如果传输的不是二进制码元 要折合成二进制码元来计算要折合成二进制码元来计算 d d 差错的出现具有随机性 差错的出现具有随机性 在实际测量一个数据传输系统时在实际测量一个数据传输系统时 只有被测量的传输二进制码元数越大只有被测量的传输二进制码元数越大 才会越才会越 接近于真正的误码率值接近于真正的误码率值 1212 网络协议 网络协议 1 1 概念 为网络数据传递交换而指定的规则 约定与标准被称为网络协议 概念 为网络数据传递交换而指定的规则 约定与标准被称为网络协议 2 2 协议分为三部分 协议分为三部分 语法语法 即用户数据与控制信息的结构和格式即用户数据与控制信息的结构和格式 语义语义 即需要发出何种控制信息即需要发出何种控制信息 以及完成的动作与做出的响应以及完成的动作与做出的响应 时序时序 即对事件实现顺序的详细说明即对事件实现顺序的详细说明 1313 计算机网络体系结构 计算机网络体系结构 1 1 概念 将计算机网络层次模型和各层协议的集合定义为计算机网络体系结构 体现出的两个内涵请概念 将计算机网络层次模型和各层协议的集合定义为计算机网络体系结构 体现出的两个内涵请 补充 补充 2 2 计算机网络中采用层次结构 可以有以下好处 各层之间相互独立 灵活性好 各层都可以采用最合计算机网络中采用层次结构 可以有以下好处 各层之间相互独立 灵活性好 各层都可以采用最合 适的技术来实现各层实现技术的改变不影响其他各层 易于实现和维护 有利于促进标准化 适的技术来实现各层实现技术的改变不影响其他各层 易于实现和维护 有利于促进标准化 1414 ISO OSIISO OSI 国际标准化组织 国际标准化组织 开放系统互连参考模型 开放系统互连参考模型 1 1 功能 构建网络和设计网络时提供统一的标准功能 构建网络和设计网络时提供统一的标准 2 2 概述 采用分层的体系结构将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题 采用了三级抽概述 采用分层的体系结构将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题 采用了三级抽 象 既体系结构 服务定义 协议规格说明 实现了开放系统环境中的互连性 互操作性与应用的可移植象 既体系结构 服务定义 协议规格说明 实现了开放系统环境中的互连性 互操作性与应用的可移植 性 性 3 ISO 3 ISO 将整个通信功能划分为七个层次将整个通信功能划分为七个层次 划分层次的原则是划分层次的原则是 网中各结点都有相同的层次 不同结点的同网中各结点都有相同的层次 不同结点的同 等层具有相同的功能 同一结点内相邻层之间通过接口通信 每一层使用下层提供的服务等层具有相同的功能 同一结点内相邻层之间通过接口通信 每一层使用下层提供的服务 并向其上层提并向其上层提 供服务 不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信 补充服务 接口 协议的概念 供服务 不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信 补充服务 接口 协议的概念 4 OSI 4 OSI 七层 七层 1 1 物理层 主要是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接 以便透明的传递比特流 物理层 主要是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接 以便透明的传递比特流 NICNIC HUBHUB 2 2 数据链路层 分为数据链路层 分为 MACMAC 和和 LLCLLC 传送以帧为单位的数据 采用差错控制 流量控制方法 传送以帧为单位的数据 采用差错控制 流量控制方法 NICNIC SWITCSWITC H H 3 3 网络层 实现路由选择 拥塞控制和网络互连功能 使用网络层 实现路由选择 拥塞控制和网络互连功能 使用 TCPTCP 和和 UDPUDP 协议 协议 ROUTERROUTER 4 4 传输层 是向用户提供可靠的端到端服务 透明的传送报文 使用传输层 是向用户提供可靠的端到端服务 透明的传送报文 使用 TCPTCP 协议 协议 5 5 会话层 组织两个会话进程之间的通信 并管理数据的交换使用会话层 组织两个会话进程之间的通信 并管理数据的交换使用 NETBIOSNETBIOS 和和 WINSOCKWINSOCK 协议 协议 6 6 表示层 处理在两个通信系统中交换信息的表示方式 表示层 处理在两个通信系统中交换信息的表示方式 7 7 应用层 应用层是应用层 应用层是 OSIOSI 参考模型中的最高层 确定进程之间通信的性质 以满足用户的需要 参考模型中的最高层 确定进程之间通信的性质 以满足用户的需要 1515 TCP IPTCP IP 参考模型参考模型 1 TCP IP 1 TCP IP 协议的特点 协议的特点 a a 开放的协议标准 可以免费使用 并且独立于特定的计算机硬件与操作系统 开放的协议标准 可以免费使用 并且独立于特定的计算机硬件与操作系统 b b 独立于特定的网络硬件 可以运行在局域网 广域网 更适用于互联网 独立于特定的网络硬件 可以运行在局域网 广域网 更适用于互联网 c c 统一的网络地址分配方案 使得整个 统一的网络地址分配方案 使得整个 TCP IPTCP IP 设备在网中都具有唯一的地址 设备在网中都具有唯一的地址 d d 标准化的高层协议 可以提供多种可靠的用户服务 标准化的高层协议 可以提供多种可靠的用户服务 2 TCP IP 2 TCP IP 参考模型可以分为 应用层 传输层 互连层 主机参考模型可以分为 应用层 传输层 互连层 主机 网络层 各层功能见教材网络层 各层功能见教材 P33P33 3 3 应用层协议分为应用层协议分为 a a 依赖于面向连接的 依赖于面向连接的 TCPTCP 协议 主要有协议 主要有 文件传送协议文件传送协议 FTPFTP 电子邮件协议 电子邮件协议 SMTPSMTP 以及超文本传输协议以及超文本传输协议 HTHT TPTP 等等 b b 依赖于面向连接的 依赖于面向连接的 UDPUDP 协议 主要有简单网络管理协议协议 主要有简单网络管理协议 SNMP SNMP 简单文件传输协议简单文件传输协议 TFTP TFTP c c 既依赖于 既依赖于 TCPTCP 协议 也可以依赖于协议 也可以依赖于 UDPUDP 协议 域名服务协议 域名服务 DNSDNS 等等 1616 ISO OSIISO OSI 参考模型与参考模型与 TCP IPTCP IP 参考模型的比较参考模型的比较 1717 NSFNETNSFNET 采用的是一种层次结构 可以分为主干网 地区网与校园网 采用的是一种层次结构 可以分为主干网 地区网与校园网 1818 Internet2Internet2 的初始运行速率可达的初始运行速率可达 10Gbps Internet210Gbps Internet2 在网络层运行的是在网络层运行的是 IPv4IPv4 同时也支持 同时也支持 IPv6IPv6 业务业务 1919 移动计算网络 移动计算网络 P39P39 2020 多媒体网络是指能够传输多媒体数据的通信网络 多媒体网络需要支持多媒体传输所需要的交互性和 多媒体网络是指能够传输多媒体数据的通信网络 多媒体网络需要支持多媒体传输所需要的交互性和 实时性要求 网络视频会议系统是一种典型的网络多媒体系统 多媒体网络应用对数据通信的要求 实时性要求 网络视频会议系统是一种典型的网络多媒体系统 多媒体网络应用对数据通信的要求 1 1 高传输带宽要求 高传输带宽要求 2 2 不同类型的数据对传输的要求不同 不同类型的数据对传输的要求不同 3 3 网络中的多媒体流传输的连续性与实时性要求 网络中的多媒体流传输的连续性与实时性要求 4 4 网络中多媒体数据传送的低时延要求 网络中多媒体数据传送的低时延要求 5 5 网络中的多媒体传输同步要求 网络中的多媒体传输同步要求 6 6 网络中的多媒体的多方参与通信的特点 网络中的多媒体的多方参与通信的特点 改进传统网络的方法是 增大带宽与改进协议 增大带宽可从传输介质和路由器性能两方面入手 改进协改进传统网络的方法是 增大带宽与改进协议 增大带宽可从传输介质和路由器性能两方面入手 改进协 议主要表现在支持议主要表现在支持 IPIP 多播 资源预留协议 区分服务与多协议标识交换等方面 多播 资源预留协议 区分服务与多协议标识交换等方面 2121 机群系统的分类与计算与存储区域网络 机群系统的分类与计算与存储区域网络 P42 43P42 43 第三章第三章 局域网基础局域网基础 1 1 局域网主要技术特点是 局域网主要技术特点是 P45P45 2 2 共享介质访问控制方式主要为 共享介质访问控制方式主要为 1 1 带有冲突检测的载波侦听多路访问带有冲突检测的载波侦听多路访问 CSMA CDCSMA CD 方法 方法 2 2 令牌总线方法 令牌总线方法 TOKENTOKEN BUSBUS 3 3 令牌环方法 令牌环方法 TOKENTOKEN RINGRING 3 3 局域网参考模型 局域网参考模型 IEEE802IEEE802 1 IEEE802 1 IEEE802 参考模型 参考模型 IEEE802IEEE802 参考模型是美国电气电子工程师协会在参考模型是美国电气电子工程师协会在 19801980 年年 2 2 月制订的 称为月制订的 称为 IEEE80IEEE80 2 2 标准 这个标准对应于标准 这个标准对应于 OSIOSI 参考模型的物理层和数据链路层 数据链路层又划分为逻辑链路控制子层 参考模型的物理层和数据链路层 数据链路层又划分为逻辑链路控制子层 LLCLLC 和介质访问控制子层 和介质访问控制子层 MACMAC 2 IEEE803 2 IEEE803 标准标准 P49 P49 3 IEEE802 2 3 IEEE802 2 标准定义的共享局域网有三类 标准定义的共享局域网有三类 a a 采用 采用 CSMA CDCSMA CD 介质访问控制方法的总线型局域网 介质访问控制方法的总线型局域网 ETHERNET ETHERNET b b 采用 采用 TOKENTOKEN BUSBUS 介质访问控制方法的总线型局域网 介质访问控制方法的总线型局域网 c c 采用 采用 TOKENTOKEN RINGRING 介质访问控制方法的环型局域网 介质访问控制方法的环型局域网 4 CSMA CD 4 CSMA CD 的发送流程可以简单的概括为 先听先发 边听边发 冲突停止 延迟重发 冲突检测是发的发送流程可以简单的概括为 先听先发 边听边发 冲突停止 延迟重发 冲突检测是发 送结点在发送的同时 将其发送信号波形与接受到的波形相比较 送结点在发送的同时 将其发送信号波形与接受到的波形相比较 5 TOKEN 5 TOKEN BUSBUS 令牌总线方法 是一种在总线拓扑中利用 令牌总线方法 是一种在总线拓扑中利用 令牌令牌 作为控制结点访问公共传输介质的确定作为控制结点访问公共传输介质的确定 型介质访问控制方法 所谓正常稳态操作是网络已经完成初始化 各结点进入正常传递令牌与数据 并且型介质访问控制方法 所谓正常稳态操作是网络已经完成初始化 各结点进入正常传递令牌与数据 并且 没有结点要加入与撤除 没有发生令牌丢失或网络故障的正常工作状态 令牌传递规定由高地址向低地址没有结点要加入与撤除 没有发生令牌丢失或网络故障的正常工作状态 令牌传递规定由高地址向低地址 最后由低地址向高地址传递 令牌总线网在物理上是总线网 而在逻辑上是环网 交出令牌的条件 最后由低地址向高地址传递 令牌总线网在物理上是总线网 而在逻辑上是环网 交出令牌的条件 1 1 该结点没有数据帧等待发送 该结点没有数据帧等待发送 2 2 该结点已经发完 该结点已经发完 3 3 令牌持有最大时间到 令牌持有最大时间到 环维护工作 环维护工作 1 1 环初始化环初始化 2 2 新接点加入环新接点加入环 3 3 接点从环中撤出接点从环中撤出 4 4 环恢复环恢复 5 5 优先级优先级 6 TOKEN 6 TOKEN RINGRING 令牌环方法 令牌环方法 4 4 CSMA CDCSMA CD 与与 TOKENTOKEN BUSBUS TOKENTOKEN RINGRING 的比较的比较 5 5 ETHERNETETHERNET 物理地址的基本概念物理地址的基本概念 1 1 地址与寻址的概念地址与寻址的概念 2 ETHERNET 2 ETHERNET 物理地址的长度 物理地址的长度 4848 位 构成 表示方法位 构成 表示方法 6 6 共享介质局域网可分为 共享介质局域网可分为 EthernetEthernet TokenToken BusBus TokenToken RingRing 与与 FDDIFDDI 以及在此基础上发展起来的以及在此基础上发展起来的 100Mb100Mb psps FastFast EthernetEthernet 1Gbps1Gbps 与与 10Gbps10Gbps GigabitGigabit EthernetEthernet 7 7 交换式局域网可分为 交换式局域网可分为 SwitchSwitch EthernetEthernet 与与 ATMATM LANLAN 以及在此基础上发展起来的虚拟局域网 以及在此基础上发展起来的虚拟局域网 8 8 光纤分布式数据接口 光纤分布式数据接口 FDDIFDDI 是一种以光纤作为传输介质的高速主干网 是一种以光纤作为传输介质的高速主干网 FDDIFDDI 主要技术特点主要技术特点 1 1 使用基于使用基于 IEEE802 5IEEE802 5 的单令牌的环网介质访问控制的单令牌的环网介质访问控制 MACMAC 协议协议 2 2 使用使用 IEEE802 2IEEE802 2 协议协议 与符合与符合 IEEE802IEEE802 标准的局域网兼容标准的局域网兼容 3 3 数据传输速率为数据传输速率为 100Mbps 100Mbps 连网的结点数小于等于连网的结点数小于等于 1000 1000 环路长度为环路长度为 100km 100km 4 4 可以使用双环结构可以使用双环结构 具有容错能力具有容错能力 5 5 可以使用多模或单模光纤可以使用多模或单模光纤 6 6 具有动态分配带宽的能力具有动态分配带宽的能力 能支持同步和异步数据传输能支持同步和异步数据传输 9 9 快速以太网 快速以太网 100Mbps100Mbps FastFast EthernetEthernet IEEE802 3UIEEE802 3U 1010 千兆位以太网 千兆位以太网 1Gbps1Gbps GigabitGigabit EthernetEthernet IEEE802 3ZIEEE802 3Z GigabitGigabit EthernetEthernet 的传输速率比的传输速率比 FastFast EtheEthe rnetrnet 100Mbps100Mbps 快 快 1010 倍 达到倍 达到 1000Mbps1000Mbps 将传统的 将传统的 EthernetEthernet 每个比特的发送时间由每个比特的发送时间由 100ns100ns 降低到降低到 1ns1ns 1111 10Gbps10Gbps GigabitGigabit EthernetEthernet 1212 交换机的的帧转发方式 各自特点 交换机的的帧转发方式 各自特点 1 1 直接交换方式 直接交换方式 2 2 存储转发交换方式 存储转发交换方式 3 3 改进直接交换方式 改进直接交换方式 1313 局域网交换机的特性 低交换传输延迟 高传输带宽 允许 局域网交换机的特性 低交换传输延迟 高传输带宽 允许 10Mbps 100Mbps10Mbps 100Mbps 局域网交换机可以支 局域网交换机可以支 持虚拟局域网服务 持虚拟局域网服务 1414 虚拟网络 虚拟网络 VLANVLAN 1 1 是建立在交换技术基础上 局域网交换机或是建立在交换技术基础上 局域网交换机或 ATMATM 交换机 的 以软件的形式来实现逻辑组的划分与管交换机 的 以软件的形式来实现逻辑组的划分与管 理 逻辑工作组的结点组成不受物理位置的限制 理 逻辑工作组的结点组成不受物理位置的限制 2 2 对虚拟网络成员的定义方法上 有以下对虚拟网络成员的定义方法上 有以下 4 4 种 用交换机端口号定义虚拟局域网 用种 用交换机端口号定义虚拟局域网 用 MACMAC 地址定义虚拟地址定义虚拟 局域网 用网络层地址定义虚拟局域网 用局域网 用网络层地址定义虚拟局域网 用 IPIP 地址来定义 地址来定义 IPIP 广播组虚拟局域网这种虚拟局域网的建广播组虚拟局域网这种虚拟局域网的建 立是动态的 它代表一组立是动态的 它代表一组 IPIP 地址 地址 1515 无线局域网 无线局域网 1 1 无线局域网的应用领域无线局域网的应用领域 P64P64 2 2 红外无线局域网的主要特点及数据传输的三种技术红外无线局域网的主要特点及数据传输的三种技术 P65P65 3 3 扩频无线局域网 扩频无线局域网 FHSSFHSS DSSSDSSS P66P66 4 4 无线局域网标准 无线局域网标准 IEEE802 11IEEE802 11 1616 IEEEIEEE 802 3802 3 物理层标准类型物理层标准类型 请补充完整 请补充完整 P67P67 1717 网卡是网络接口卡简称 网卡是网络接口卡简称 NICNIC 是构成网络的基本部件 是构成网络的基本部件 1 1 网卡分类 网卡分类 按网卡支持的计算机种类 标准以太网卡 按网卡支持的计算机种类 标准以太网卡 PCMCIAPCMCIA 网卡 用于便携式计算机 网卡 用于便携式计算机 按网卡支持的传输速率分类 普通的按网卡支持的传输速率分类 普通的 10Mbps10Mbps 高速的 高速的 100Mbps100Mbps 网卡 网卡 10 100Mbps10 100Mbps 自适应网卡 自适应网卡 1000Mbp1000Mbp s s 网卡 网卡 按网卡支持的传输介质类型分类 双绞线网卡 粗缆网卡 细缆网卡 光纤网卡 按网卡支持的传输介质类型分类 双绞线网卡 粗缆网卡 细缆网卡 光纤网卡 它们所使用的接口它们所使用的接口 1818 局域集线器 局域集线器 HUB HUB 普通的集线器两类端口 一类是用于连接接点的普通的集线器两类端口 一类是用于连接接点的 RJ 45RJ 45 端口 这类端口数可以是端口 这类端口数可以是 8 8 1212 1616 2424 等 另一等 另一 类端口可以是用于连接粗缆的类端口可以是用于连接粗缆的 AUIAUI 端口 用于连接细缆的端口 用于连接细缆的 BNCBNC 端口 也可以是光纤连接端口 这类端口称端口 也可以是光纤连接端口 这类端口称 为向上连接端口 为向上连接端口 按传输速率分类 按传输速率分类 1 1 10Mbps10Mbps 集线器 集线器 2 2 100Mbps100Mbps 集线器 集线器 3 3 10Mbps 100Mbps10Mbps 100Mbps 自适应集线器 自适应集线器 按集线器是或能够堆叠分类 按集线器是或能够堆叠分类 1 1 普通集线器 普通集线器 2 2 可堆叠式集线器 可堆叠式集线器 按集线器是或支持网管功能 按集线器是或支持网管功能 1 1 简单集线器 简单集线器 2 2 带网管功能的集线器 带网管功能的集线器 1919 局域网交换机 局域网交换机 SWITCHSWITCH 专用端口 共享端口 专用端口 共享端口 局域网交换机可以分为 局域网交换机可以分为 1 1 简单的简单的 10Mbps10Mbps 交换机 交换机 2 2 10Mbps 100Mbps10Mbps 100Mbps 自适应的局域网交换机 自适应的局域网交换机 3 3 大型局大型局 域网交换机 域网交换机 2020 各种组网方法 各种组网方法 2121 结构化布线的地位及与传统布线的区别 结构化布线的地位及与传统布线的区别 结构化布线系统与传统的布线系统最大的区别在于 结构化布线系统的结构与当前所连接的设备位置无关结构化布线系统与传统的布线系统最大的区别在于 结构化布线系统的结构与当前所连接的设备位置无关 结构化布线系统先预先按建筑物的结构 将建筑物中所有可能放置计算机及其外部设备的位置都布好了 结构化布线系统先预先按建筑物的结构 将建筑物中所有可能放置计算机及其外部设备的位置都布好了 线 然后再根据实际所连接的设备情况 通过调整内部跳线装置 将所有计算机设备以及外部设备连接起线 然后再根据实际所连接的设备情况 通过调整内部跳线装置 将所有计算机设备以及外部设备连接起 来 来 2222 智能大楼的组成 智能大楼的组成 结构化布线系统 办公自动化系统 结构化布线系统 办公自动化系统 OAOA 通信自动化系统 通信自动化系统 CACA 楼宇自动化系统 楼宇自动化系统 BABA 计算机网络 计算机网络 CNCN 2323 结构化布线系统的应用环境 建筑物综合布线系统 智能大楼布线系统 工业布线系统 各自特点 结构化布线系统的应用环境 建筑物综合布线系统 智能大楼布线系统 工业布线系统 各自特点 2424 网络互连 网络互连 1 1 同种局域网使用网桥就可以将分散在不同地理位置的多个局域网互连起来 同种局域网使用网桥就可以将分散在不同地理位置的多个局域网互连起来 2 2 异型局域网可以用网桥 路由器或网关互连起来 异型局域网可以用网桥 路由器或网关互连起来 3 ATM 3 ATM 局域网与传统共享介质局域网互连必须解决局域网仿真问题 局域网与传统共享介质局域网互连必须解决局域网仿真问题 4 4 路由器或网关是实现局域网与广域网 广域网与广域网互连的主要设备 路由器或网关是实现局域网与广域网 广域网与广域网互连的主要设备 5 5 数据链路层互连的设备是网桥 网桥在网络互连中起到数据接收 地址过渡与数据转发的作用 它是数据链路层互连的设备是网桥 网桥在网络互连中起到数据接收 地址过渡与数据转发的作用 它是 实现多个网络系统之间的数据交换 实现多个网络系统之间的数据交换 6 6 网络层互连的设备是路由器 如果网络层协议不同 采用多协议路由器 网络层互连的设备是路由器 如果网络层协议不同 采用多协议路由器 7 7 传输层以上各层协议不同的网络之间的互连属于高层互连 实现高层互连的设备是网关 高层互连的传输层以上各层协议不同的网络之间的互连属于高层互连 实现高层互连的设备是网关 高层互连的 网关很多是应用层网关 通常简称为应用网关 网关很多是应用层网关 通常简称为应用网关 8 8 网络互连指将分布在不同地理位置的网络 设备相连接 以构成更大规模的互联网络系统 实现互联网络互连指将分布在不同地理位置的网络 设备相连接 以构成更大规模的互联网络系统 实现互联 系统网络资源的共享 系统网络资源的共享 9 9 网络互连的要求 网络互连的要求 P80P80 10 10 网络互连的问题 网络互连的问题 P80P80 11 11 网络互连的功能有以下两类 网络互连的功能有以下两类 1 1 基本功能 基本功能 2 2 扩展功能 扩展功能 12 12 网桥是在数据链路层上实现不同网络互连的设备 网桥的基本特征 网桥是在数据链路层上实现不同网络互连的设备 网桥的基本特征 P81P81 网桥在局域网中经常网桥在局域网中经常 被用来将一个大型局域网分成既独立又能互相通信的多个子网的互连结构 从而可以改善各个子网的性能被用来将一个大型局域网分成既独立又能互相通信的多个子网的互连结构 从而可以改善各个子网的性能 与安全性 基于这两种标准的网桥分别是 透明网桥 与安全性 基于这两种标准的网桥分别是 透明网桥 IEEE802 1IEEE802 1 适用于适用于 ETHERNETETHERNET 源路选网桥 源路选网桥 IEEEIEEE 802 5802 5 适用于适用于 TOKENTOKEN RINGRING 13 13 路由器是在网络层上实现多个网络互连的设备 路由器是在网络层上实现多个网络互连的设备 14 14 网关可以完成不同网络协议之间的转换 网关可以完成不同网络协议之间的转换 实现协议转换的方法主要是 直接将网络信息包格式转化成输出网络信息包格式实现协议转换的方法主要是 直接将网络信息包格式转化成输出网络信息包格式 N N 1 N N 1 将输入网络信将输入网络信 息包的格式转化成一种统一的标准网间信息包的格式息包的格式转化成一种统一的标准网间信息包的格式 2N2N 一个网关可以由两个半网关构成 一个网关可以由两个半网关构成 第四章第四章 网络操作系统网络操作系统 1 1 网络操作系统的三大阵营 网络操作系统的三大阵营 UNIXUNIX NOVELLNOVELL 公司公司 NetwareNetware MicrosoftMicrosoft 公司公司 WindowsWindows NTNT 2 2 单机操作系统的功能 单机操作系统的功能 1 1 进程管理 对进程管理 对 CPUCPU 的管理 在的管理 在 DOSDOS 中启动进程机制函数为中启动进程机制函数为 EXECEXEC 在在 WINDOWSWINDOWS 或或 OS 2OS 2 中是中是 CreateprocesCreateproces s s 2 2 内存管理 对内存管理 对 RAMRAM 用户区的管理 用户区的管理 DOSDOS 中的内存管理运行在实模式下而中的内存管理运行在实模式下而 WINDOWSWINDOWS 或或 OS 2OS 2 中的运行在保中的运行在保 护模式下护模式下 3 3 文件文件 I OI O 管理 对硬盘的管理主要涉及文件的保护 保密 共享等 文件名柄 管理 对硬盘的管理主要涉及文件的保护 保密 共享等 文件名柄 FATFAT VFATVFAT HPFSHPFS 3 3 网络操作系统 网络操作系统 NOSNOS 1 1 概述 是网络用户与计算机之间的接