2022-（中级）系统集成项目管理工程师-第三章信息系统集成专业技术知识讲义

第10讲信息系统建设（一）第3章信息系统集成专业技术知识信息系统建设信息系统设计软件工程面向对象系统分析与设计软件架构典型应用集成技术计算机网络新兴信息技术信息系统建设信息系统的生命周期信息系统建设的内容主要包括设备采购、系统集成、软件开发和运维服务等。信息系统集成是指将计算机软件、硬件、网络通信等技术和产品集成成为能够满足用户特定需求的信息系统，包括总体策划、设计、开发、实施、服务及保障。信息系统集成的4个显著特点：需求引导全面的解决方案、软件是核心完整系统技术是核心、管理和服务是保障系统集成主要包括设备系统集成和应用系统集成：.设备系统集成（硬件系统集成、简称系统集成），包括智能建筑系统集成、计算机网络系统集成、安防系统集成。.应用系统集成（行业信息化解决方案）为用户提供一个全面的系统解决方案，应用集成已经深入到用户具体的业务和应用层面。应用系统集成是系统集成的高级阶段，独立的应用软件供应商成为其核心。信息系统的牛命周期分为4个阶段:（1）立项阶段:即概念阶段或需求阶段。概念阶段根据用户业务发展和经营管理的需要，提出建设信息系统的初步构想；需求阶段对企业信息系统的需求进行深入调研和分析,形成《需求规格说明书》经评审、批准后立项。•信息系统的生命周期1、立项阶段：概念形成过程、需求分析过程2、开发阶段：规划、分析、设计、实施、验收3、运维阶段；运行、维护4、消亡阶段：退出、重建（2）开发阶段:以立项阶段所做的需求分析为基础，进行总体规划。之后，通过系统分析、系统设计、系统实施、系统验收等工作实现并交付系统。总体规划阶段:以立项阶段所做的需求分析为基础，明确信息系统在企业经营战略中的作用和地位，指导信息系统的开发，优化配置并利用各种资源，包括内部资源和外部资源，通过规划过程规范或完善用户单位的业务流程系统设计阶段:根据系统分析的结果设计出信息系统的实施方案，主要内容包括系统架构设计、数据库设计、处理流程设计、功能模块设计、安全控制方案设计、系统组织和队伍设计及系统管理流程设计。系统实施阶段:是将设计阶段的成果在计算机和网络上具体实现，即将设计文本变成能在计算机上运行的软件系统。系统验收阶段:对系统性能的优劣及其他各项指标进行检查，判断是否满足系统需求的阶段。(3)运维阶段：信息系统通过验收,正式移交给用户以后，进入运维阶段。要保障系统正常运行，系统维护是一项必要的工作。系统的运行维护可分为更正性维护、适应性维护、完善性维护、预防性维护等类型。(4)消亡阶段：信息系统不可避免地会遇到系统更新改造、功能扩展，甚至废弃重建等情况。对此，在信息系统建设的初期就应该注意系统消亡条件和时机，以及由此而花费的成本。第11讲信息系统建设(二)信息系统开发方法：在系统开发时，为了更好地控制时间、质量、成本等方面的要求及达到用户满意，除了技术、管理等因素外，系统开发方法也起着很重要的作用。常用的开发方法有：结构化方法、原型法、面向对象方法。信息系统开发方法：1、结构化方法：思想、特点、优点、缺点2,原型法：思想、特点、优点、缺点、类型3,面向对象方法：思想、关键点、阶段、模型4、组合应用(1)结构化方法：是应用最为广泛的一种开发方法。应用结构化系统开发方法，把整个系统的开发过程分为若干阶段，然后依次进行，前一阶段是后一阶段的工作依据，按顺序完成。每个阶段和主要步骤都有明确详尽的文档编制要求，并对其进行有效控制。结构化方法的特点是注重开发过程的整体性和全局性。但其缺点是开发周期长；文档、设计说明繁琐，工作效率低；要求在开发之初全面认识系统的需求，充分预料各种可能发生的变化，并不现实。(2)原型法：其认为在无法全面准确地提出用户需求的情况下，并不要求对系统做全面、详细的分析，而是基于对用户需求的初步理解，先快速开发一个原型系统，然后通过反复修改来实现用户的最终系统需求。原型法的特点在于其对用户的需求是动态响应、逐步纳入的；系统分析、设计与实现都是随着对原型的不断修改而同时完成的，相互之间并无明显界限，也没有明确分工。原型又可以分为抛弃型原型和进化型原型两种。(3)面向对象方法：用对象表示客观事物，对象是一个严格模块化的实体，在系统开发中可被共享和重复引用，以达到复用的目的。其关键是能否建立一个全面、合理、统一的模型，既能反映需求对应的问题域，也能被计算机系统对应的求解域所接受.面向对象方法主要涉及分析、设计和实现三个阶段。其特点是在整个开发过程中使用的是同套工具。整个开发过程实际上都是对面向对象三种模型的建立、补充和验证。因此，其分析、设计和实现三个阶段的界限并非十分明确。第12讲信息系统设计信息系统设计系统方案设计包括总体设计和各部分的详细设计(物理设计)两个方面。(1)系统总体设计：包括系统的总体架构方案设计、软件系统的总体架构设计、数据存储的总体设计、计算机和网络系统的方案设计等.(2)系统详细设计：包括代码设计、数据库设计、人/机界面设计、处理过程设计等。系统架构：系统架构是将系统整体分解为更小的子系统和组件，从而形成不同的逻辑层或服务。之后，进一步确定各层的接口，层与层相互之间的关系。对整个系统的分解，既需要进行“纵向"分解，也需要对同一逻辑层分块，进行”横向”分解。设备、DBMS及技术选型：在选型时，需要权衡各种可供选用的计算机硬件技术、软件技术、数据管理技术、数据通信技术和计算机网络技术及相关产品。同时，必须考虑用户的使用要求、系统运行环境、现行的信息管理和信息技术的标准、规范及有关法律制度等。第13讲软件工程(一)软件工程：软件的定义：软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分：软件是有一定功能和性能的程序、数据和文档它的完整集合。人们开始将系统化的、严格约束的、可量化的方法应用于软件的开发、运行和维护，即“软件工程,一个软件系统通常包括：•在计算机运行中能够提供所希望的功能和性能的程序；使程序能够正确运行的数据结构和数据；描述系统结构的文档和如何使用与维护系统的用户文档。.程序是软件的窗口，它展示着系统的能力；.数据是软件的根本，它决定了系统的价值；.文档是软件的灵魂，它关系到系统的命运.•工£是将自然科学的理论应用到具体工农业生产部门中形成的各学科的总称。如：水利工程、化学工程、土木建筑工程、遗传工程、系统工程——亦称“工程学”。•软件工程是应用计算机科学、数学及管理科学等原理，开发软件的工程。软件工程借鉴传统工程的原则、方法,以提高质量、降低成本。软件需求分析与定义：软件需求是一个为解决特定问题而必须由被开发或被修改的软件展示的特性。•软件的需求通常来自一个组织不同层次的不同人员的需求和来自软件将要在其中运行的环境的需求的复杂组合。所有软件的需求的一个基本特性就是可验证性。软件需求包括三个不同的层次：业务需求：反映了组织机构或客户对系统、产品高层次的目标要求。用户需求：描述了用户使用产品必须要完成的任务。功能需求：定义了开发人员必须实现的软件功能，使得用户能完成他们的任务，从而满足了业务需求。•软件设计、测试与维护：1、软件设计软件设计是“定义一个系统或组件的架构、组件、接口和其他特征的过程“，并得到“这个过程的结果”。是描述软件架构和这些组件之间的接口，然后进一步详细的描述组件，以便能构造这些组件。软件的设计过程，就是将软件需求转化为数据结构和软件的系统结构的过程。软件设计由两个处于软件需求和软件构造之间的活动组成。软件架构设计：描述软件的结构和组织，标识各种不同的组件。软件详细设计：详细地描述各个组件，使之能被构造。2、软件测试测试是为评价和改进产品质量、识别产品的缺陷和问题而进行的活动。软件测试应该包括在整个开发和维护过程之中，测试是实际产品构造地一个重要部分。需要注意的是，在广泛的测试活动成功完成后，软件可能仍包含错误，交付后出现的软件失效的补救措施是由软件维护达成的。测试包括单元测试、集成测试和系统测试三个阶段。(1)动态测试指通过运行程序发现错误，分为：•黑盒测试•白盒测试•灰盒测试1）黑盒测试黑盒测试又称功能测试。把被测试对象看成一个黑盒子，测试人员不考虑程序内部结构和处理过程，只需要在软件接口处进行测试，依据需求规格说明书，检杳程序是否满足功能设计要求。2）白盒测试又称结构测试、透明盒测试、逻辑驱动测试或基于代码的测试。把测试对象看做一个打开的盒子，测试人员必须了解程序的内部结构和处理过程，以检查处理过程的细节为基础，对程序中尽可能多的逻辑路径进行测试，检验内部控制结构和数据结构是否有错，实际的运行状态与预期的状态是否一致。3）灰盒测试灰盒测试是一种介于白盒测试与黑盒测试之间的测试，它关注输出对于输入的正确性，同时也关注内部表现，但这种关注不像白盒测试那样详细且完整，而只是通过一些表征性的现象、事件及标志来判断程序内部的运行状态。灰盒测试结合了白了测试和黑盒测试的要素，考虑了用户端、特定的系统知识和操作环境，在系统组件的协同性环墙中评价应用软件的设计（2）按测试阶段：单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。单元测试一般由开发小组采用白盒方式来测试，主要测试单元是否符合“设计”要求。集成测试一般由开发小组采用白盒加黑盒的方式来测试，既验证“设计”，又验证“需求”系统测试一般由独立测试小组采用黑盒方式来测试，主要测试系统是否符合“需求规格说明书验收测试与系统测试相似，主要区别是测试人员不同，验收测试由用户执行。验收测试分为：a测试是由一个用户在开发环境下进行的测试，也可以是公司内部的用户在模拟实际操作环境下进行的测试；目的：是评价软件产品的FLURPS（即功能、局域化、可使用性、可靠性、性能和支持）。注意！a测试不能由程序员或测试员完成。a代表软件测试的第一个版本。（软件开发初期的版本，初具规模）经过a测试调整的软件产品称为n版本■,。测试：用户在不同场所进行测试。。测试是一种验收测试。。测试由软件最终用户在一个或多个场所进行。0测试是由软件的多个用户在实际使用环境下进行的测试，这些用户返回有关错误信息给开发者。测试时，开发者通常不在测试现场。因而，p测试是在开发者无法控制的环境下进行的软件现场应用。在B测试中，由用户记下遇到的所有问题，包括真实的以及主观认定的，定期向开发者报告。a测试需要用户来到开发者现场测试P测试需要在一个或多个用户现场进行测试a测试的环境是受开发者控制的，用户数量较少，时间比较集中。P测试的环境是不受开发者控制的，用户数量相对比较多，时间不集中。n是第二个阶段，己经消除了软件中大部分的不完善之处，但仍有可能还存在缺陷和漏洞，一般只提供给特定的用户群来测试使用。alpha代表软件测试的第一个版本。（软件开发初期的版本，初具规模）beta代表软件测试的第二个版本。（网上所提供的一些软件测试版本）final代表软件测试的第三个版本。（软件公司发布的版本）第14讲软件工程（二）3、软件维护软件维护处于软件生命周期的运维阶段，处于系统投入生产运行以后的时期中，不属于软件开发过程。随着软件的大型化和使用寿命的延长，软件维护费用日益增长。软件维护包括如下类型(1)更正性维护、(2)适应性维护(3)完善性维护、(4)预防性维护平均来说，大型软件的维护成本高达开发成本的4倍左右。软件系统整个生存期总成本的40%〜70%要用于软件的维护。开发软件的维护费用为多少？软件维护费用大概为整个生存期工作量的70%以上•软件质量保证及质量评价软件质量的定义是：软件特性的总和，软件满足规定或潜在用户需求的能力。也就是说，质量就是遵从用户需求，达到用户满意。软件质量包括“内部质量”、“外部质量”和“使用质量''三部分。也就是说，“软件满足规定或潜在用户需求的能力'’要从软件在内部、外部和使用中的表现来衡量。软件质量管理过程包括：质量保证过程、验证过程、确认过程、评审过程、审计过程等。1、软件质量保证(1)软件质量保证：通过制订计划、实施和完成等活动保证项目生命周期中的软件产品和过程符合其规定的要求。(2)验证与确认：确定某一活动的产品是否符合活动的需求，最终的软件产品是否达到其意图并满足用户需求。(3)评审与审计：包括管理评审、技术评审、检查、走查、审计等。管理评审的目的是监控进展。技术评审的目的是评价软件产品。检查的目的是检测和识别软件产品异常。走查的目的是评价软件产品。软件审计的目的是遵从性的独立评价。•软件配置管理软件配置管理通过标识产品的组成元素、管理和控制变更、验证、记录和报告配置信息，来控制产品的进化和完整性。软件配置管理与软件质量保证活动密切相关，可以帮助达成软件质量保证目标。软件配置管理活动包括软件配置管理计划、软件配置标识、软件配置控制、软件配置状态记录、软件配置审计、软件发布管理与交付等活动。(SoftwareConfigurationManagement.SCM)是一种标识、组织和控制修改的技术。目标就是为了标识变更、控制变更、确保变更正确实现并向、其他有关人员报告变更。•SCM活动包括：过程的管理和计划、标识、控制、状态记录、审计和软件发布管理与交互。软件配置管理贯穿于整个软件生命周期，是项目管理过程中相当重要的一部分。•软件过程管理软件过程管理涉及技术过程和管理过程，包括：(1)项目启动与范围定义：启动项目并确定软件需求。(2)项目规划：制订计划，其中一个关键点是确定适当的软件生命周期过程，并完成相关的工作。(3)项目实施：根据计划，并完成相关的工作。(4)项目监控与评审：确认项目工作是否满足要求，发现问题并解决问题。(5)项目收尾与关闭：为了项目结束所做的活动。需要项目验收，并在验收后进行归档、事后分析和过程改进等活动。•软件开发工具•软件开发环境(SoftwareDevelopmentEnvironment,SDE)是指在基本硬件和软件的基础上，为支持系统软件和应用软件的工程化开发和维护而使用的一组软件。由软件工具和环境集成机制构成,前者用以支持软件开发的相关过程、活动和任务，后者为工具集成和软件的开发、维护及管理提供统一的支持。软件开发工具是用于辅助软件生命周期过程的基于计算机的工具。工具的种类包括支持单个任务的工具以及包括整个生命周期的工具。.软件需求工具包括需求建模工具和需求追踪工具。软件设计工具包括软件设计创建和检查工具。.软件构造工具包括程序编辑器、编译器、代码生成器、解释器、调试器等。.软件测试工具包括测试生成器、测试执行框架、测试评价工具、测试管理工具、性能分析工具。.软件维护工具包括理解工具(如可视化工具)和再造工具(如重构工具)。.软件配置管理工具包括追踪工具、版本管理工具和发布工具。.软件工程管理工具句括项目计划与追踪工具、风险管理工具和度量具。.软件工程过程工具包括建模工具、管理工具、软件开发环境。.软件质量工具包括检查工具和分析工具。•软件维护软件复用是指利用已有软件的各种有关知识构造新的软件，以缩减软件开发和维护的费用。•软件复用是提高软件生产力和质量的一种重要技术。•被复用的知识包括程序、领域知识、开发经验、设计决策、架构、需求、设计、代码和文档等。第15讲面向对象系统分析与设计、软件架构3.4面向对象系统分析与设计：1、面向对象系统基本概念面向对象的基本概念有对象、类、抽象、封装、继承、多态、接口、消息、组件、模式和复用等。面向对象的软件开发主要包括3个阶段：面向对象分析OOA：系统分析员对将要开发的系统进行定义和分析，得到各对象类及对象类间关系描述。面向对象设计OOD：系统设计人员将面向对象的结果转化为适合程序设计语言中的具体描述。面向对象程序设计OOP：程序设计人员利用程序设计语言，根据OOD得到的对象类的描述，建立可行的系统。(1)对象：是系统中用来描述客观事物的一个模块实体，是构成系统的基本单位。(2)类：实体形式化的描述，同一类对象间属性可不同，操作完全相同，对象是类的实例。(3)抽象：通过特定的实例抽取共同特征以后形成概念的过程。(4)封装：将相关概念组成一个单元模块，并通过一个名称来引用，通过对象对外提供接口。(5)继承：类之间的层次关系(父类与子类)。(6)多态：在多个类中可以定义同一个操作或属性名，并在每个类中可以有不同的实现。(7)接口：描述对操作规范的说明，理解为类的一个特例，只说明可以操作哪些。(8)消息：体现对象间的交互。(9)组件：表示软件系统可替换的、物理的组成部分，封装了模块功能的实现。(10)复用：指将已有的软件及其有效成分用于构造新的软件或系统。组件技术是软件复用实现的关键。(11)模式：描述了一个不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案。统一建模语言与可视化建模软件工程领域在1995年至1997年取得了前所未有的进展，其成果超过软件工程领域过去15年来的成就总和。其中最重要的、具有划时代重大意义的成果之一就是统一建模语言(UML,UnifiedModelingLanguage)的出现。统一软件开发过程：RUP(RationalUnifiedProcess)是使用面向对象技术进行软件开发的最佳实践之一，是软件工程的过程。它对所有关键开发活动提供了使用准则、模板、工具等.其涵盖的最佳实践经验包括：迭代式开发、需求管理、使用以组件为中心的软件架构、可视化建模、验证软件质量及控制变更等。统一软件开发过程RUP的6个基本最佳实践包括：1.迭代式开发：2.需求管理：3.使用以组件为中心的软件架构：4.可视化软件建模：5.验证软件质量：6.控制软件变更。以上6大经验是判断是否真正实施RUP的一个重要标准。RUP强调采用迭代和检查的方式来开发软件，整个项目开发过程由多个迭代过程组成。在每次迭代中只考虑系统的一部分需求，针对这部分需求进行分析、设计、实现、测试和部署等工作，每次迭代都是在系统已完成部分的基础上进行的，每次给系统能够增加一些新的功能，如此循环往复地进行下去，直至完成最终项目。•RUP的三大特点四个阶段.用例驱动的.以体系结构为中心的.迭代和增量的RUP将周期划分为四个连续的阶段，即初始阶段、细化阶段、构造阶段和交付阶段。3.5软件架构软件架构(softwarearchitecture)为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象。软件架构由构成系统的元素的描述及元素的相互作、元素集成的模式以及这些模式的约束组成。将软件系统划分成多个模块，明确各模块之间的相互作用，组合起来实现系统的全部特性，就是系统的架构。•典型架构软件架构设计的一个核心问题是能否使用重复的架构模式，即能否达到架构级的软件复用。•常见架构模式.管道/过滤器模式：各功能高内聚，低耦合嵬用。在管道/过滤器架构模式中，每个构件都有一组输入、输出，构件读取输入的数据流，经过内部处理后，产生输出数据流，该过程主要完成输入流的变换及增量计算。其典型应用包括批处理系统。图3-5面向对象模式.面向对象模式：模块数据及操作进行封装。在面向对象的基础上，将模块数据的表示方法及其相应操作封装在更高抽象层次的数据类型或对象中。其典型应用是基于组件的软件开发。.事件驱动模式：触发产生调用与应用。其基本原理是组件并不直接调用操作，而是触发一个或多个事件。系统中的其他组件可以注册相关的事件，触发一个事件时，系统会自动调用注册了该事件的组件，即触发事件会导致另一组件中操作的调用。其典型应用包括各种图形界面应用。.分层模式：下层功能为上层提供服务，分层通信。

采用层次化的组织方式，每一层都为上一层提供服务，并使用下一层提供的功能。该模式允许将一个复杂问题逐步分层实现。其典型应用是分层通信协议，如ISO/OS1的七层网络模型。此模式也是通用应用架构的基础模式..客户机/服务器模式：后台负责数据操作和事务处理，客户前台完成与用户交互任务。•软件架构分析与评估软件架构设计需要考虑的主要问题：.数据库选择：主流关系型数据库。.用户界面：HTML/HTML（S）..系统性能：权衡厂商产品性能。.技术路线：选择成熟技术可以规避项目风险。.人员经验：聘请经验丰富的架构设计师，可以有效保证项目的成功。•软件中间件中间件（Middleware）是位于硬件、操作系统等平台和应用之间的通用服务。中间件是位于硬件、操作系统等平台和应用之间的通用服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。借助中间件，解决了分布系统的异构问题。从不同的角度对中间件的分类也会有所不同。通常将中间件分为：.数据库访问中间件（ODBC、JDBC）.远程过程调用中间件（RPC）.面向消息中间件（MOM）.分布式对象中间件（CORBA、DCOM、RMI/EJB）.事务中间件（TPM）第16讲典型应用集成技术.6典型应用集成技术1、数据与数据仓库技术数据库技术以单一的数据资源即数据库为中心，进行事务处理、批处理、决策分析等各种数据处理工作，主要包括操作型处理和分析型处理。操作型处理也称事务处理，是指对联机数据库的日常操作，通常是对数据库中记录的查询和修改，主要为企业的特定应用服务，强调处理的响应时间、数据的安全性和完整性等；分析型处理则用于管理人员的决策分析，经常要访问大量的历史数据。数据仓库（DataWarehouse）是一个面向丰题的、集成的、相对三定的、反映历史变化的数据集合,用于支持管理决策。数据仓库是对多个异构数据源（包括历史数据）的有效集成，集成后按主题重组，且存放在数据仓库中的数据一般不再修改。BM一个典型的企业数据仓库系统通常包含数据源、数据存储与管理、OLAP（一般指联机分析处理）服务器以及前端工具与应用四个部分。BMAWXH******•数据仓库是面向丰题的:操作型数据库的数据组织面向事务处理任务，而数据仓库中的数据是按照一定的主题域进行组织。主题是指用户使用数据仓库进行决策时所关心的重点方面，一个主题通常与多个操作型信息系统相关。•数据仓库是集成的数据仓库的数据有来自于分散的操作型数据，将所需数据从原来的数据中抽取出来，进行加工与集成，统一与综合之后才能进入数据仓库••数据仓库是相对稳定的:数据仓库主要是为决策分析提供数据，所涉及的操作主要是数据的查询。数据仓库是随时间而变化的:传统的关系数据库系统比较适合处理格式化的数据，能够较好的满足商业商务处理的需求。稳定的数据以只读格式保存，且不随时间改变。2、WebServices技术Web服务的主要目标是实现跨平台的互操作，其典型技术包括：简单对象访问协议（SOAP）Web服务描述语言（WSDL）通用描述、发现和集成规范（UDDD数据交换语言（XML）Web服务的主要目标是跨平台的互操作性，适合使用WebServices的情况包括：跨越防火墙、应用程序集成、B2B集成、软件重用等。同时，在某些情况下，Web服务也可能会降低应用程序的性能。不适合使用Web服务的情况包括：单机应用程序、局域网上的同构应用程序等。随着云计算技术的普及，WebService逐渐融入到云计算SaaS服务中。3、J2EE架构J2EE（Java2PlatfbrmEnterpriseEditionJava2平台企业版）是一套全然不同于传统应用开发的技术架构，包含许多组件，主要可简化且规范应用系统的开发与部署，进而提高可移植性、安全与再用价值。JavaEE是一个开发分布式企业级应用的规范和标准。JavaEE技术体系结构可分为：表示层技术、中间层技术、数据层技术。表示层：由用户界面和用户生成界面的代码组成。中间层：包含系统的业务和功能代码。数据层：负责完成存取数据库的数据和对数据进行封装。JavaEE应用服务器运行环境主要包括组件（Component）、容器（Container）及服务（Services）三部分。组件是表示应用逻辑的代码；容器是组件的运行环境；服务则是应用服务器提供的各种功能接口，可以同系统资源进行交互。4,NET架构.NET是MicrosoftXMLWebservices平台，它是基于一组开放的互联网协议的系列产品、技术和服务。NET架构是一个多语言组件开发和执行环境，它提供了一个跨语言的统一编程环境。.NET框架的目的是便于开发人员更容易地建立Web应用程序和Web服务，使得Internet上的各应用程序之间，可以使用Web服务进行沟通。5、软件引擎技术软件引擎通常是系统的核心组件，目的是封装某些过程方法，使得在开发的时候不需要过多地关注其具体实现，从而可以将关注点聚焦在与业务的结合上。工作流程引擎是工作流管理系统的运行和控制中心。协调各种复杂工作流程的执行，实现对完整的业务流程生命周期的运行控制。工作流程引颦的主要功能星流程调度和冲突检测。3.7计算机网络知识1、网络技术标准与协议

标准是对重筋性事物和概念所做的统一规定。为了使数据可以在网络上从源传递到目的地，网络上所有设备需要“讲”相同的“语言”描述网络通信中“语言”规范的一组规则就是协议。数据通信协议的定义就是决定数据的格式和传输的一件眩〉设MaMQt示8,乳件眩〉设MaMQt示8,乳第17讲计算机网络知识(一)(1)物理层：是OSI参考模型的最低层或第一层。物理层协议要解决的是主机、工作站等数据终端设备与通信线路上通信设备之间的接口问题。国际电报电话咨询委员会(CCITT)和ISO用4个技术特性来描述：机械特性电气特性功能特性规程特性(2)数据链路层(DataLink)：建立、维持和释放网络实体之间的数据链路，这种数据链路对网络层表现为一条无差错的信道。其服务访问点为MAC地址。它通常把流量控制和差错控制合并在一起。数据链路层可以分为MAC(媒介访问控制)和LLC(逻辑链路控制)。(3)网络层(Network)属于通信子网，通过网络连接交换传输层实体发出的数据。网络解决的问题是路由选择、网络拥塞、异构网络互联等问题，其服务访问点为逻辑地址(也称为网络地址)。代表性协议有IP,IPX,ICMP,IGMP协议等。(4)传输层(Transport)实现发送端和接收端的端到端的数据分组传送，负责保证实现数据包无差错、按顺序、无丢失和无冗余的传输。服务访问点为端口。代表性协议有TCP,UDP,SPX协议等。(5)会话层：负责在网络中的两节点之间建立和维持通信，以及提供交互会话的管理功能，如三种数据流方向的控制，即一路交互、两路交替和两路同时会话模式.常见的协议有RPC、SQL、NFS.(6)表示层：如同应用程序和网络之间的翻译官，在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化;这种格式

化也因所使用网络的类型不同而不同。表示层管理数据的解密加密、数据转换、格式化和文本压缩。常见的协议有JPEG、ASCkGIF、DES、MPEG=（7）应用层；负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务，如事务处理程序、文件传送协议和网络管理等。在TCP/IP协议中，常见的协议有HTTP、Telnet、FTP、SMTP.OSI是一种分层的体系结构，每一层中由一些实体（包括软件元素和硬件元素）组成，它的基本想法是每一层都在它的下层提供的服务的基础上提供更高级的增值服务，而每一层是通过服务访问点（SAP）来向上一层提供服务的。数据格式转化、数据加密建立、管理和维护会话】P选址及路由选择跚介质访问和解®S数据格式转化、数据加密建立、管理和维护会话】P选址及路由选择跚介质访问和解®S建立、管理和维护端到4*的连接物理层IEEE8.2规范包括：802.3以太网载波监听多路访问/冲突检测协议802.11无线局域网WLAN标准协议以太网规范IEEE802.3是重要的局域网协议，内容包括:IEEE802.3标准以太网10Mb/s传输介质为细同轴电缆IEEE802.3u快速以太网100Mb/s双绞线IEEE802.3z千兆以太网lOOOMB/s光纤或双绞线2、Internet技术及应用TCP/IP是Internet的核心，利用TCP/IP协议可以方便地实现多个网络的无缝连接。通常所谓某台主机在Internet上，就是指该主机具有一个Internet地址（即IP地址），并运行TCP/IP协议，可以向Internet上的所有其他主机发送IP分组。第18讲计算机网络知识（二）•1P地址标识技术IP地址分为IPv4和IPv6两个版本。IPv4由32位（即4字节）二进制数组成，将每个字节作为一段并以十进制数来表示，每段间用分隔。例如，就是一个合法的IP地址。IP地址由网络标识和主机标识两部分组成。常用的IP地址有A、B、C三类，每类均规定了网络标识和主机标识在32位中所占的位数。

172A122I20210101100000noooo0111101011001100)L L十母制例子二进制例子IP1也址的组成点分十》制最大值二»制* 32bits]-1 89 161IP1也址的组成点分十》制最大值二»制* 32bits]-1 89 1617 2425 32111111111111111111111111T1111111Bits:A类二Bits:B类二Bits:族：ONNNNNNNHostHostHost范围(1-126)1 89 1617 2425 32I10NNNNNNNetworkHostI -Hosti15^(128^91)1 89 1617 2425 32110NNNNNNetworkNetworkHos,I部吟誉 1617 242s 321110MMMMjMulticastGroup|MulticastGroup|MulticastGroup|1 89 1617 2425 32范围(224-239)0Network(7bit)Host(24bit)10Network(14bit)Host(16bit)110110Networksbit)Host(8bit)11110E类地址（保留）11110网络号主机号地址类型和用途Any全。网络地址，代表特定网段Any全1网段广播地址，代表特定网段的所有节点127Any环回地址，常用于环回测试全0代表所有网络，常用于指定默认路由全1全网广播地址，代表所有节点•IP地址标识技术IP地址的作用•用来标识一个节点的网络地址第19讲计算机网络知识(三)•IPv6地址标识技术随着Internet规模的扩大，IPv4地址空间己经消耗殆尽。针对IPv4的地址短缺问题，曾先后出现过CIDR和NAT等临时性解决方案，但是CIDR和NAT都有各自的弊端，并不能作为IPv4地址短缺问题的彻底解决方案。另外，安全性、QoS(服务质量)、简便配置等要求也表明需要一个新的协议来根本解决目前IPv4面临的问题。IPv6是Internet工程任务组(IETF)设计的一套规范，它是网络层协议的第二代标准协议，也是IPv4(InternetProtocolVersion4)的升级版本。IPv6与IPv4的最显著区别是，IPv4地址采用32比特标识，而IPv6地址采用128比特标识.128比特的IPv6地址可以划分更多地址层级、拥有更广阔的地址分配空间，并支持地址自动配置。版本长度地址数量IPv432bit4,294,967,296IPv6128bit340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456IPv6地址的长度为128bit。一般用冒号分割为8段，每一段16bit,每一段内用十六进制表示。16Bit16Bit16Bit16Bit16Bit16Bit16Bit16Bit20010DB81 /—"—f:0000:0004:f \t \0008:0800(—\:|200C|:1417AIPv6地址中的字母大小写不敏感，例如A等同于a。与IPv4地址类似，IPv6也用“IPv6地址/掩码长度”的方式来表示IPv6地址。•例如2001:0DB8:2345:CD30:1230:4567:89AB:CDEF/64IPv6地址: 2001:0DB82345:CD30:1230:4567:89AB:CDEF子网号: 2001:0DB8:2345:CD30：y642001:0DB8:0000:0000:0000:0000:0346:8D582001:DB8:0:0:0:0:346:8D582001:DB8::346:8D58每一组中的前导“0”都可以省略。地址中连续全为0的组，可以用双冒号“来代替。

IPv6地址缩写规范IPv6地址缩写示例(XXXtOOOChOOOCMXXXMXXXMXXMMXXXhOOm第。6bit的总元中的前导0可以■«,但是如果16bit4元的旅毗络写后：：1特都为o那么至少要保留一个"0*字符施■的Q不能被削B.络号前2001K)DB&000tt0000:FB0QrJ40ft5000:45FF : 婚当后2001：DBS：f^1400500CM5FF■m■HRIHIHIH日m昌 H■fWN副的6bit，JW,可用•:/表示，但整个＜Pv6»愿与Mj200inDBoiXXXk000iXXXkzA2AxXXXK0001婚当后2001:DB8z2A2A^1事与H2001:0。附:0000:1234:国)000005000:45即12001b1D68l1:: 118I:l800l:l200d:I417A1缗写后2001:DB8:1234:FB00A500O45FF若的INQi蜒出现两个，会*无法国K为原蛤IPv6地址.或2001:DB8A1234；re0(k:5000:4SFF每一组中的前导“0”都可以省略。地址中连续全为0的组，可以用双冒号“::"来代替。地址范围描述2000：：/3全球单播地址FCOO：：/7唯一本地地址FE80：：/10链路本地地址FFOO：：/8组播地址：：/128未指定地址：：1/128环回地址第20讲计算机网络知识(四)IPv6地址类型分别是单播、多播(也称作组播)、泛播(也称作任意播)。在IPv6里广播不再使用。(1)单播地址：唯一标识一个IPv6节点的接口。(2)多播地址：标识一组IPv6节点的接口。(3)泛播地址：指派给多个节点的接口。发送往泛播地址的数据包只会传递给其中的一个接口，一般是隔得最近的一个接口。对比项IPv6IPv4地址长度128bit32bit报文格式固定40Byte的基本包头，变长的拓展字段来实现些IPv6的特性通过在基本头部上增加。ption字段的方式支持拓展特性地址类型单播、组播、任播单播、组播、广播地址配置静态、DHCP、SLAAC静态、DHCP重复地址检测通过ICMPv6实现通过免费ARP实现地址解析通过K?MPv6实现通过ARP实现IPv4向IPv6过渡目前解决过渡问题基本技术主要有三种：双协议栈：同时运行IPv4和IPv6两套协议栈隧道技术：以现有IPv4路由体系来传递IPv6数据NAT-PT：附带协议转换器的网络地址转换器3、网络分类网络分类标准有两种：分布范围和网络拓扑结构。按照分布范围分布(1)局域网(LAN)(2)城域网(MAN)(3)广域网(WAN)网络拓扑结构是网络中的通信线路、计算机以及其他构件的物理布局。按网络拓扑结构分类，分为：总线型拓扑星型拓扑环型拓扑树型拓扑网状拓扑4、网络服务器网络服务器是指在网络环境下运行相应的应用软件，为网上用户提供共享信息资源和各种服务的一种高性能计算机，英文名称叫做Server。网络管理主要工作包括4个方面：网络设备管理、服务器管理、资源管理、用户管理作为最重要的网络资源设备，服务器按其发展历程可分为如下4种：文件服务器数据库服务器因特网/内部网服务器应用服务器5、网络交换技术按交换层次的不同，网络交换分为：物理层交换，如电话网链路层交换，二层交换，对MAC地址进行变更。网络层交换，三层交换，对IP地址进行变更。传输层交换，四层交换，对端口进行变更。应用层交换，多层交换，理解为web网关。中继器(Repeater)集线器(Hub)网桥(Bridge)交换机(Switch)路由器(Router)防火墙(Firewall)网络中的数据交换可以分为电路交换、分组交换(数据包交换)、ATM交换、全光交换和标记交换。其中电路交换主要应用于电话网；分组交换可用于数据报网络和虚电路网络。我们常用的Internet就是数据报网络，单位是Bit,而ATM则用的是虚电路网络，单位是码元。6、网络存储技术存储技术源于20世纪70年代的终端/主机计算模式，发展于因特网时代。网络存储技术是基于数据存储的一种通用网络术语。网络存储结构大致分为三种：直连式存储（DAS：DirectAttachedStorage）网络存储设备（NAS:NetworkAttachedStorage）存储网络（SAN：StorageAreaNetwork）.7、光网络技术光网络技术通常可分为光传输技术、光节点技术、光接入技术。全光网（AON）是指信息从源节点到目的节点完全在光域进行，即全部采用光波技术完全信息的传输和交换的宽带网络。包括光传输、光放大、光再生、光选路、光交换、光存储、光信息处理等全光技术。光网络一般指使用光纤作为主要传输介质的广域网、城域网或者新建的大范围的局域网。8、无线网络技术无线通信网络根据应用领域可分为：无线个域网（WPAN）无线局域网（WLAN）无线城域网（WMAN）蜂房移动通信网（WWAN）9、网络接入技术网络接入技术分为：,光纤接入同轴接入铜线接入无线接入第21讲计算机网络知识（五）10、综合布线与机房工程综合布线系统（PDS）是现代楼宇和园区范围内，在统一的传输介质上建立的可连接电话、计算机、会议电视和监视电视等设备的结构化信息传输系统。综合布线系统分为建筑群子系统、设备间子系统、垂直干线子系统、管理子系统、水平子系统和工作区子系统。1994年，Internet进入中国，信息化建设开始出现。进入21世纪，1T系统及信息化建设成为企业发展的推动力，数据中心基础设施建设作为IT系统的支撑，已成为必须。现在，数据中心不再局限于场地基础设施，其内涵、外延越来越广，IT、网络、搬迁、运维都逐步纳入数据中心建设范畴。机房工程在设计施工中应对供配电方式、空气净化、安全防范措施以及防静电、防电磁辐射和抗干扰、防水、防雷、防火、防潮、防鼠诸多方面给予高度重视，以确保计算机系统长期正常运行工作。未来的数据中心又会是什么样呢？从企业的诉求和数据中心的主要功能角度来说，数据中心不再是以前的“土木工程”的概念，数据中心的内容起码应该包括场地环墙、IT设备和监控管理这三个部分•场地环境：来保证信息系统的可靠、稳定运行；IT设备：是信息系统赖以运行的IT基础设施；监控管理：包括对场地基础设施和IT基础设施的有效管理。快速部署、大大缩短建设周期实现分期建设、易扩展性绿色节能智能管理、精细运维集装箱数据中心易搬迁数据中心场地基础设施：供电系统、制冷系统