三级网络技术笔记09.docx
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三级网络技术笔记09
计算机基础知识笔记
计算机的四特点：
1．有信息处理的特性。
2．有程序控制的特性。
3．有灵活选择的特性。
4．有正确应用的特性。
计算机发展经历5个重要阶段：
1大型机阶段。
2小型机阶段。
3微型机阶段。
4客户机/服务器阶段。
5互联网阶段。
计算机指标：
1．位数。
8位是一个字节。
2．速度。
MIPS是表示单字长定点指令的平均执行速度。
MFLOPS是考察单字长浮点指令的平均执行速度。
3．容量。
Byte用B表示。
1KB=1024B。
平均寻道时间是指磁头沿盘片移动到需要读写的磁道所要的平均时间。
平均等待时间是需要读写的扇区旋转到磁头下需要的平均时间。
数据传输率是指磁头找到所要读写的扇区后，每秒可以读出或写入的字节数。
4带宽。
Bps用b。
6可靠性。
平均无故障时间MTBF和平均故障修复时间MTTR来表示。
计算机应用领域：
1科学计算。
2事务处理。
3过程控制。
4辅助工程。
5人工智能。
6网络应用。
一个完整的计算机系统由软件和硬件两部分组成。
计算机硬件组成四个层次：
1芯片。
2板卡。
3设备。
4网络。
奔腾芯片的技术特点：
1。
超标量技术。
通过内置多条流水线来同时执行多个处理，其实质是用空间换取时间。
2．超流水线技术。
通过细化流水，提高主频，使得机器在一个周期内完成一个甚至多个操作，其实质是用时间换取空间。
奔腾采用每条流水线分为四级流水：
指令预取，译码，执行和写回结果。
3．分支预测。
动态的预测程序分支的转移情况。
4．双CACHE哈佛结构：
指令与数据分开。
5固化常用指令。
6增强的64位数据总线。
内部总线是32位，外部总线增为64位。
7采用PCI标准的局部总线。
8错误检测既功能用于校验技术。
9内建能源效率技术。
10支持多重处理。
安腾芯片的技术特点：
64位处理机,简明并行指令计算EPIC。
奔腾系列为32位,精简指令技术RISC。
286.386复杂指令系统CISC。
主板由五部分组成：
CPU,存储器,总线,插槽以及电源。
网络卡主要功能：
1实现与主机总线的通讯连接，解释并执行主机的控制命令。
2实现数据链路层的功能。
3实现物理层的功能。
软件就是指令序列以代码形式储存储存器中。
这些指令序列就是程序。
软件由程序与相关文档组成。
软件是程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的总和。
应有软件的种类：
1桌面应用软件2演示出版软件3浏览工具软件4管理效率软件5通信协作软件6系统维护软件
软件开发的三个阶段：
1计划阶段。
分为问题定义，可行性研究。
2开发阶段。
分为需求分析，总体设计，详细设计。
3运行阶段。
主要是软件维护。
在编程中，人们最先使用机器语言。
因为它使用最贴近计算机硬件的2进制代码，所以为低级语言。
符号化的机器语言，用助记符代替2进制代码，成汇编语言。
把汇编语言源程序翻译成机器语言目标程序的工具，就成为汇编程序。
把机器语言程序“破译”为汇编语言程序的工具，称反汇编程序。
把高级语言源程序翻译成机器语言目标程序的工具，有两种类型：
解释程序与编译程序。
编译程序是把输入的整个源程序进行全部的翻译转换，产生出机器语言的目标程序，然后让计算机执行从而得到计算机结果。
解释程序就是把源程序输入一句，翻译一句，执行一句，并不成为整个目标程序。
多媒体技术就是有声有色的信息处理与利用技术。
多媒体技术就是对文本，声音，图象和图形进行处理，传输，储存和播发的集成技术。
多媒体技术分为偏软件技术和偏硬件技术。
多媒体硬件系统的基本组成有：
1．CD-ROM。
2．具有A/D和D/A转换功能。
3．具有高清晰的彩色显示器。
4．具有数据压缩和解压缩的硬件支持。
多媒体的关键技术：
1数据压缩和解压缩技术。
JPEG：
实用与连续色调，多级灰度，彩色或单色静止图象。
MPEG：
考虑音频和视频同步。
2芯片和插卡技术。
3多媒体操作系统技术。
4多媒体数据管理技术。
一种适用于多媒体数据管理的技术就是基于超文本技术的多媒体管理技术，即超媒体技术。
超文本就是收集、储存和浏览离散信息以及建立和表现信息之间关系的技术。
当信息不限于文本时，称为超媒体。
组成：
1结点。
2链。
超媒体系统的组成：
1编辑器。
编辑器可以帮助用户建立，修改信息网络中的结点和链。
2导航工具。
一是数据库那样基于条件的查询，一是交互样式沿链走向的查询。
3超媒体语言。
超媒体语言能以一种程序设计方法描述超媒体网络的构造，结点和其他各种属性。
第二章网络的基本概念
信息技术涉及到信息的收集、储存、处理、传输与利用。
计算机网络形成与发展大致分为如下4个阶段：
1第一个阶段可以追述到20世纪50年代。
2第二个阶段以20世纪60年代美国的APPANET与分组交换技术为重要标志。
3第三个阶段从20世纪70年代中期开始。
4第四个阶段是20世纪90年代开始。
计算机网络的基本特征：
资源共享。
计算机网络的定义：
以能够相互共享资源的方式互连起来自治计算机系统的集合。
表现：
1计算机网络建立的主要目标是实现计算机资源的共享。
2我们判断计算机是否互连成计算机网络，主要是看它们是不是独立的“自治计算机”。
3连网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议。
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。
从逻辑功能上可分为：
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。
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。
按传输技术分为：
1广播式网络；2点--点式网络。
采用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。
按规模分类：
局域网，城域网与广域网。
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（远程网）以下特点：
1适应大容量与突发性通信的要求。
2适应综合业务服务的要求。
3开放的设备接口与规范化的协议。
4完善的通信服务与网络管理。
X．25网是典型的公用分组交换网，是早期广域网中广泛使用的通信子网。
它保证数据传输的可靠性，但因此增大了网络传输的延迟时间。
数据通信环境的变化主要是3个方面：
1传输介质由原来的电缆走向光纤.2多个局域网之间高速互连的要求越来越强烈.3用户设备性能提高.
在数据传输率高，误码率低的光纤上，使用简单的协议，以减少网络的延迟，而必要的差错控制功能将由用户设备来完成。
这就是帧中继（FR，FrameRelay）技术产生的背景。
异步传输模式ATM是新一代的数据传输与分组交换技术。
促进发展的因素：
1用户对未来贷款与对带宽高效、动态分配的需求的不断增长.2用户对网络实时应用需求的提高.3网络的设计与组建进一步走向标准化的需要.
关键：
能保证用户对所据传输的服务质量的需求。
ATM技术结合了线路交换方式的实时性好,分组交换方式的灵活性好的特点。
因此,B-ISDN（宽带综合业务数据网）选择ATM作为数据传输技术.
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。
早期的城域网产品主要是光纤分布式数据接口（FDDI）
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IP交换的高速路由交换机或ATM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MAN介于广域网与局域网之间的一种高速网络。
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。
网络拓扑可以根据通信子网中通信信道类型分为：
1点-点线路通信子网的拓扑：
星型，环型，树型，网状型。
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。
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。
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,单位为比特/秒（bit/second）,记作bps.对于二进制数据,数据传输速率为:
S1/T（bps）,其中,T为发送每一比特所需要的时间.
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Rmax与通信信道带宽B（B=f，单位是Hz）的关系可以写为：
Rmax=2*f（bps）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;信号噪声功率比之间的关系.
在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，数据传输率Rmax与信道带宽B，信噪比S/N关系为：
Rmax=B*LOG⒉（1+S/N）
其中：
B为信道带宽，S为信号功率，n为噪声功率。
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/N（传错的除以总的）
（1）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.
（2）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,要根据实际传输要求提出误码率要求;在数据传输速率确定后,误码率越低,传输系统设备越复杂,造价越高.
（3）对于实际数据传输系统,如果传输的不是二进制码元,要折合成二进制码元来计算.
（4）差错的出现具有随机性,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,才会越接近于真正的误码率值.
这些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。
协议分为三部分：
（1）语法,即用户数据与控制信息的结构和格式;
（2）语义,即需要发出何种控制信息,以及完成的动作与做出的响应;
（3）时序,即对事件实现顺序的详细说明.
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。
计算机网络中采用层次结构，可以有以下好处：
1各层之间相互独立。
2灵活性好。
3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。
4易于实现和维护。
5有利于促进标准化。
该体系结构标准定义了网络互连的七层框架，即ISO开放系统互连参考模型。
在这一框架中进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互连性，互操作性与应用的可移植性。
OSI标准制定过程中采用的方法是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，这就是分层的体系结构办法。
在OSI中，采用了三级抽象，既体系结构，服务定义，协议规格说明。
ISO将整个通信功能划分为七个层次,划分层次的原则是:
（1）网中各结点都有相同的层次;
（2）不同结点的同等层具有相同的功能;（3）同一结点内相邻层之间通过接口通信;
（4）每一层使用下层提供的服务,并向其上层提供服务;（5）不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信.
OSI七层：
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。
2数据链路层。
在通信实体之间建立数据链路连接，传送以帧为单位的数据，采用差错控制，流量控制方法。
3网络层：
通过路由算法，为分组通过通信子网选择最适当的路径。
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。
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。
6表示层：
处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。
7应用层：
应用层是OSI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。
TCP/IP协议的特点：
1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。
2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。
3统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址。
4标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。
TCP/IP参考模型可以分为：
应用层，传输层，互连层，主机-网络层。
互连层主要是负责将源主机的报文分组发送到目的主机，源主机与目的主机可以在一个网上，也可以不在一个网上。
功能：
1处理来自传输层的分组发送请求。
2处理接受的数据报。
3处理互连的路径、流控与拥塞问题。
传输层主要功能是负责应用进程之间的端到端的通信。
TCP/IP参考模型的传输层定义了两种协议，即传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。
TCP协议是面向连接的可靠的协议；UDP协议是无连接的不可靠协议。
主机-网络层负责通过网络发送和接受IP数据报。
包括各种物理协议。
按照层次结构思想，对计算机网络模块化的研究结果是形成了一组从上到下单向依赖关系的协议栈，也叫协议族。
地址解析协议ARP/PARP并不属于单独的一层，它介于物理地址与IP地址间，起着屏蔽物理地址细节的作用。
IP协议横跨整个层次。
应用层协议分为:
1一类依赖于面向连接的TCP。
2一类是依赖于面向连接的UDP协议。
3另一类既依赖于TCP协议，也可以依赖于UDP协议。
依赖TCP协议的主要有:
文件传送协议FTP、电子邮件协议SMTP以及超文本传输协议HTTP等.
依赖UDP协议的主要有简单网络管理协议SNMP;简单文件传输协议TFTP.
既依赖TCP又依赖UDP协议的是域名服务DNS等.
还包括：
网络终端协议TELNET;路由信息协议;RIP网络文件系统NFS.
NSFNET采用的是一种层次结构，可以分为主干网，地区网与校园网。
Internet2的初始运行速率可达10Gbps.Internet2在网络层运行的是IPv4，同时也支持IPv6业务.
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：
1高传输带宽要求；2不同类型的数据对传输的要求不同；3网络中的多媒体流传输的连续性与实时性要求；
4网络中多媒体数据传送的低时延要求；5网络中的多媒体传输同步要求；6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。
第三章局域网基础
从局域网应用角度看，局域网主要技术特点是：
决定局域网的主要技术要素是：
网络拓扑，传输介质与介质访问控制方法。
局域网从介质访问控制方法分为：
共享介质局域网与交换式局域网。
局域网拓扑构型
总线局域网的介质访问控制方式采用的是“共享介质”方式。
主要特点
介质访问控制方法是控制多个结点利用公共传输介质发送和接受数据的方法。
环形拓扑构型
星型拓扑中存在中心结点，每个结点通过点与点之间的线路与中心结点连接，任何两结点之间的通信都要通过中心结点转接。
局域网传输介质有同轴电缆、双绞线、光纤与无线通信信道。
共享介质访问控制方式主要为：
1带有冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CD方法。
2令牌总线方法（TOKENBUS）。
3令牌环方法（TOKENRING）。
IEEE802
IEEE802参考模型：
IEEE802参考模型是美国电气电子工程师协会在1980年2月制订的，称为IEEE802标准，这个标准对应于OSI参考模型的物理层和数据链路层，但它的数据链路层又划分为逻辑链路控制子层（LLC）和介质访问控制子层（MAC）。
a.802.1标准：
包含了局域网体系结构、网络互连、以及网络管理与性能测试。
b.802.2标准：
定义了逻辑链路控制（LLC）子层功能及其服务。
c.802.3标准：
定义了CSMA/CD总线介质访问控制子层和物理层规范。
d.802.4标准：
定义了令牌总线（TokenBus）介质访问控制子层与物理层的规范。
e.802.5标准：
定义了令牌环（TokenRing）介质访问控制子层与物理层的规范。
高速局域网的方案
共享介质局域网可分为Ethernet，TokenBus，TokenRing与FDDI以及在此基础上发展起来的100MbpsFastEthernet、1Gbps与10GbpsGigabitEthernet。
交换式局域网可分为SwitchEthernet与ATMLAN，以及在此基础上发展起来的虚拟局域网。
光纤分布式数据接口FDDI是一种以光纤作为传输介质的高速主干网。
FDDI主要技术特点:
（1）使用基于IEEE802.5的单令牌的环网介质访问控制MAC协议;
（2）使用IEEE802.2协议,与符合IEEE802标准的局域网兼容;
（3）数据传输速率为100Mbps,连网的结点数小于等于1000,环路长度为100km;（4）可以使用双环结构,具有容错能力;
（5）可以使用多模或单模光纤;（6）具有动态分配带宽的能力,能支持同步和异步数据传输.
100MbpsFastEthernet
1GbpsGigabitEthernet
GigabitEthernet的传输速率比FastEthernet（100Mbps）快10倍，达到1000Mbps，将传统的Ethernet每个比特的发送时间由100ns降低到1ns。
10GbpsGigabitEthernet
交换局域网的基本结构
局域网交换机工作原理
“端口号/MAC地址映射表”的建立与维护
根据交换机的帧转发方式，交换机可以分为3类：
1直接交换方式。
2存储转发交换方式。
3改进直接交换方式。
局域网交换机的特性：
1低交换传输延迟。
2高传输带宽。
3允许10Mbps/100Mbps。
4局域网交换机可以支持虚拟局域网服务。
虚拟网络（VLAN）是建立在交换技术基础上的。
虚拟网络是建立在局域网交换机或ATM交换机上的，它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。
红外无线局域网的主要特点
扩频无线局域网
无线局域网标准
IEEE802.3物理层标准类型
10BASE-5是IEEE802.3物理层标准中最基本的一种。
它采用的传输介质是阻抗为50偶的基带粗同轴电缆。
网卡是网络接口卡NIC的简称，它是构成网络的基本部件。
网卡分类：
①按网卡支持的计算机种类：
标准以太网卡。
PCMCIA网卡（用于便携式计算机）。
②按网卡支持的传输速率分类：
普通的10Mbps。
高速的100Mbps网卡。
10/100Mbps自适应网卡。
1000Mbps网卡。
③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。
普通的集线器两类端口：
一类是用于连接接点的RJ-45端口，这类端口数可以是8，12，16，24等。
另一类端口可以是用于连接粗缆的AUI端口，用于连接细缆的BNC端口，也可以是光纤连接端口，这类端口称为向上连接端口。
按传输速率分类：
1。
10Mbps集线器。
2。
100Mbps集线器。
3。
10Mbps/100Mbps自适应集线器。
按集线器是或能够堆叠分类：
1。
普通集线器。
2。
可堆叠式集线器。
按集线器是或支持网管功能：
1。
简单集线器。
2。
带网管功能的集线器。
局域网交换机可以分为：
1简单的10Mbps交换机。
210Mbps/100Mbps自适应的局域网交换机。
3大型局域网交换机。
双绞线组网方法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。
智能大楼。
一个完善的智能大楼系统除了结构化布线系统以外，还应该包含以下几种系统：
1办公自动化系统。
2通信自动化系统。
3楼宇自动化系统。
4计算机网络。
结构化布线系统的应用环境：
1建筑物综合布线系统2智能大楼布线系统3工业布线系统建筑物综合布线系统的主要特点是：
1由于建筑物综合布线系统支持各种系统与设备的集成，能与现在所有的语音，数据系统一起工作，从而可以保护用户在硬件，软件，培训方面的投资。
2建筑物综合布线系统有助于将分散的布线系统，合并成一组统一的，标准的布线系统中。
3建筑物综合布线系统的结构化设计，使用户自己能够容易的排除故障，增强了系统安全性，便于管理。
4采用高性能的非屏蔽双绞线与光纤的建筑物综合布线系统，能够支持高达100Mbps，甚至更高的数据传输速率。
智能大楼布线系统
工业布线系统是专门为工业环境设计的布线标准与设备。
网络互连的动力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。
异型局域网也可以用网桥互连起来，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。
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。
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。
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。
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。
所谓网络互连，是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。
网络互连的功能有以下两类：
1基本功能。
2扩展功能。
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与安全性。
基于这两种标准（IEEE802.1，802.5）的网桥分别是：
1透明网桥（各网桥）；2源路选网桥（源结点）
路由器是在网络层上实现多个网络互连的设备。
需要每个局域网网络层以上高层协议相同，数据链路层与物理层协议可以不同。
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：
1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）；2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2N。
一个网关可以由两个半网关构成。
第四章网络操作系统
网络操作系统，是能利用局域网低层提供的数据传输功能，为高层网络用户提供共享资源管理服务，提供各种网络服务功能的局域网系统软件。
网络操作系统（NOS）是指能使网络上各个计算机方便而有效的共享网络资源，为用户提供所需要的各种服务的操作系统软件。
网络操作系统的基本任务是：
屏蔽本地资源与网络资源的差异性，为用户提供各种基本网络服务功能，完成网络共享系统资源的管理，并提供网络操作系统的安全性服务。
网络操作系统分为两类：
面向任务型NOS与通用型NOS。
网络操作系统经历了从对等结构与非对等结构演变的过程。
非对等结构网络操作系统，将连网结点分为以下两类：
1网络服务器。
2网络工作站。
虚拟盘体可以分为以下三类：
专用盘体，共用盘体与共享盘体。
基于文件服务的网络操作系统，分为两部分：
1文件服务器。
2工作站软件。
典型的局域网可以看成由以下三个部分组成：
网络服务器，工作站与通信设备。
网络操作系统的基本功能有：
1文件服务；2打印服务；3数据库服务；4通信服务；5信息服务；6分布式服务；7网络管理服务；8Internet/Internet服务。
Windows2000
WindowsNTSERVER操作系统是以“域”为单位实现对网络资源的集中管理。
主域控制器与后备域控制器。
WindowsNT的特点：
内置4种标准网络协议：
1.TCP/IP协议。
2.Microsoft公司的MWLink协议
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