計算機網(wǎng)絡(luò)的通信子網(wǎng).doc

第三章 計算機網(wǎng)絡(luò)的通信子網(wǎng)一、掌握通信子網(wǎng)的概念通信子網(wǎng)(communication subnet，或簡稱子網(wǎng))是由用作信息交換的節(jié)點計算機NC和通信線路組成的獨立的通信系統(tǒng)，它承擔(dān)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)接、加工和交換等通信處理工作。其中：子網(wǎng)：通常在談到廣域網(wǎng)時才有意義，它指由網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營者擁有的路由器和通信線路的集合。子網(wǎng)的功能是把信息從一臺主機傳到另一臺主機。了解點到點、存儲轉(zhuǎn)發(fā)或分組交換(packet-switched)子網(wǎng)的概念。主機：有時也稱作端點系統(tǒng)(end system)，不是子網(wǎng)的一部分?；ヂ?lián)網(wǎng)：由各種網(wǎng)絡(luò)的連接形成。二、TCP/IP協(xié)議了解其中IP協(xié)議用來給各種不同的通信子網(wǎng)層或局域網(wǎng)提供一個統(tǒng)一的互連平臺，TCP協(xié)議則用來為應(yīng)用程序提供端到端的通信和控制功能。三、掌握波特、波特率、比特率的概念與區(qū)別波特是用來表示模擬信號每秒鐘變化次數(shù)的度量單位。一個b波特的線路傳輸信號的速率不一定是每秒b比特，發(fā)送信號所需的時間T取決于編碼方法和信號頻率(每秒鐘信號值改變的次數(shù))，即為每個信號可以運載幾比特(bit)。如果信號值為電壓，并且電壓值的范圍是0-7的自然數(shù)(共8種不同狀態(tài))，那么每個信號值可以代表3比特(3位二進制數(shù))，因而比特率（Bit rate）是波特率（Baud rate）的3倍。當(dāng)信號值僅為1和0時(通常在計算機網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字傳送中)，故比特率=波特率。在計算機網(wǎng)絡(luò)中通指的“b”是比特，即一個二進制位。四、了解信道容量的有關(guān)概念、與信道帶寬的關(guān)系。五、了解信道連接方式的三種方式，即；1點到點連接，即通信雙方處于信道兩端，其它通信設(shè)備不與其發(fā)生信息共享與交互。2共享信道，即多臺計算機連接到同一信道的不同分支點上，任何用戶都可以向此信道發(fā)送數(shù)據(jù)，在信道上所傳播的數(shù)據(jù)，根據(jù)情況，可被全體用戶接收(這稱為廣播，Broadcast)，也可以只被指定的若干個用戶接收(這稱為組播，Multicast)。3信道復(fù)用。即在同一共享信道上實現(xiàn)多個互相獨立的點到點連接。六、了解異步通信、同步通信、基帶傳輸?shù)母拍? 異步通信。即指發(fā)送方和接收方之間不需要嚴(yán)格的定時關(guān)系。也就是說，發(fā)送者可以在任何時候發(fā)送數(shù)據(jù)，只要被發(fā)送的數(shù)據(jù)已經(jīng)是可以發(fā)送的狀態(tài)的話。接收者則只要數(shù)據(jù)到達(dá)，就可以接受數(shù)據(jù)。2 同步通信。則要求發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的雙方需要嚴(yán)格的定時關(guān)系。3 基帶傳輸。未經(jīng)調(diào)制的電脈沖信號呈現(xiàn)方波形式，所占據(jù)的頻帶通常從直流和低頻開始，因而稱為基帶信號。由于在近距離范圍內(nèi)，基本信號的功率衰減不大，從而信號容量不會發(fā)生變化。因此，在傳輸距離較近時，計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都采用基帶傳輸方式。4 寬帶傳輸。在遠(yuǎn)程傳輸中，特別是通過無線信道或光信道進行的數(shù)據(jù)傳輸過程中，那些由編碼表示的數(shù)字基帶信號必須經(jīng)過高頻調(diào)制后才能在信道中進行傳輸，我們把這種傳輸稱為數(shù)字基帶信號的載波傳輸或基帶傳輸。七、局域網(wǎng)技術(shù)1掌握局域網(wǎng)的定義。即在一定的地理區(qū)域(同一建筑、同一大學(xué)或方圓幾公里遠(yuǎn)地域)內(nèi)，可使多個相互獨立的設(shè)備在同一共享的介質(zhì)上以一定的速率進行通信的計算機網(wǎng)絡(luò)。2了解局域網(wǎng)的特點。即：* 11000Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率；* 地域范圍為10m10km左右；* 可連接幾百個相互獨立的設(shè)備，各設(shè)備平等訪問網(wǎng)絡(luò)資源；* 能進行廣播或組播；* 有效使用包括通信媒體在內(nèi)的共享資源；* 高負(fù)載情形下的穩(wěn)定性，可靠性好；* 易于安裝，配置和維護簡單，造價低。3了解局域網(wǎng)的參考模型* IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)按照IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)，局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)由物理層、介質(zhì)訪問控制層（MAC）、邏輯鏈路控制層 (LLC)三層協(xié)議構(gòu)成。其中，介質(zhì)訪問控制層和邏輯鏈路控制層這兩層相當(dāng)于ISO/OSI參考模型的第二層即鏈路層。* 了解其他標(biāo)準(zhǔn)的簡要情況802.1 局域網(wǎng)概述、體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連，以及網(wǎng)絡(luò)管理和性能測量；802.2 邏輯鏈路控制，即高層與任何一種局域網(wǎng)MAC層的接口；802.3 CSMA/CD，它定義了CSMA/CD總線網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制和物理層規(guī)范；(802.3 10Mbps以太網(wǎng)、802.3u 100Mbps 快速以太網(wǎng)、803.3z 1Gbps千兆以太網(wǎng))802.4 令牌總線網(wǎng)，它定義了令牌傳遞總線網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制和物理層規(guī)范；802.5 令牌環(huán)形網(wǎng)，它定義了令牌傳遞環(huán)形網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制和物理層規(guī)范；802.6 城域網(wǎng)，它定義了城域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制和物理層規(guī)范；802.7 寬帶技術(shù)；802.8 光纖技術(shù)；802.9 綜合話音數(shù)據(jù)局域網(wǎng)；802.10可互操作的局域網(wǎng)的安全機制；802.11無線局域網(wǎng)；802.12星型拓?fù)渚W(wǎng)(任何局域網(wǎng)、ATM網(wǎng))；802.14有線電視網(wǎng)。4了解載波偵聽多路訪問沖突檢測(CSMA/CD)的概念5了解虛擬局域網(wǎng)（VLAN）的概念及特點虛擬局域網(wǎng)實際上是與位置無關(guān)的局域網(wǎng)。從原理上講，虛擬局域網(wǎng)與傳統(tǒng)的由集成器和路由器所構(gòu)成的局域網(wǎng)并沒有本質(zhì)的差異。對于虛擬局域網(wǎng)，由一個站點發(fā)送的廣播信息幀只能發(fā)送到具有相同虛擬網(wǎng)號的其它站點，而其它虛擬局域網(wǎng)的站點則接收不到該廣播信息幀。因此，在同一VLAN內(nèi)，用戶能方便、高效地進行通信。虛擬局域網(wǎng)與普通局域網(wǎng)的差異主要體現(xiàn)在以下幾個方面：* 虛擬局域網(wǎng)的覆蓋范圍不受距離限制。* 虛擬局域網(wǎng)建立在交換網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上，交換設(shè)備包括以太網(wǎng)交換機、ATM交換 機、寬帶路由器等。* 虛擬局域網(wǎng)屬于OSI參考模型中的第2層(數(shù)據(jù)鏈路層)技術(shù)，能充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，體現(xiàn)交換網(wǎng)絡(luò)高速、靈活、易管理等特性，VLAN是交換網(wǎng)絡(luò)的靈魂。* 虛擬局域網(wǎng)較普通局域網(wǎng)有更好的網(wǎng)絡(luò)安全性。八、城域網(wǎng)1掌握城域網(wǎng)定義。是一種大型的LAN，通常使用與LAN相似的技術(shù)。它可能覆蓋一組鄰近的公司辦公室和一個城市，可以支持?jǐn)?shù)據(jù)和聲音，并且可能涉及到當(dāng)?shù)氐挠芯€電視網(wǎng)(CATV)。2了解CATV網(wǎng)絡(luò)的特點有線電視網(wǎng)早已普及到各個大中小城市的千家萬戶，有300MHz以上的帶寬，終端用戶只需用稱之為“機頂盒”(與電視機相連)的CATV modem就可以上網(wǎng)收發(fā)信息。3了解綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN) 的特點ISDN是這樣一種網(wǎng)絡(luò)，它由電話綜合數(shù)字網(wǎng)(IDN)演變而成，提供端到端的數(shù)字連接，以支持一系列廣泛的業(yè)務(wù)(包括話音及非話音)，它為用戶進網(wǎng)提供一組有限的標(biāo)準(zhǔn)的多用途用戶網(wǎng)絡(luò)接口。從這個定義可以看出，ISDN有三個基本特征：* 端到端的數(shù)字連接。* 綜合的業(yè)務(wù)。由于ISDN實現(xiàn)了端到端的數(shù)字連接，它能夠支持包括話音、數(shù)據(jù)、 文字、圖像在內(nèi)的各種綜合業(yè)務(wù)。從理論上說，任何形式的原始信號，只要能夠轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，都可以利用ISDN進行傳遞和交換，實現(xiàn)用戶之間的通信。* 標(biāo)準(zhǔn)的入網(wǎng)接口。ISDN的第三個基本特征是向用戶提供一組標(biāo)準(zhǔn)的多用途入網(wǎng)接口。所謂“多用途”，是指入網(wǎng)接口對各種各樣的業(yè)務(wù)都是通用的，即不同的業(yè)務(wù)和終端可以經(jīng)過同一個接口接入網(wǎng)絡(luò)。九、廣域網(wǎng)1掌握廣域網(wǎng)的定義。是覆蓋地理范圍相對較廣的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。它常利用公共網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供的便利條件進行傳輸，可以分布在一個城市、一個國家，甚至跨過許多國家分布到全球。廣域網(wǎng)一般由主機和通信子網(wǎng)組成，2了解公共網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成：即目前一般有電話交換網(wǎng)(PSTN)、分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)(又稱X.25網(wǎng))、幀中繼網(wǎng)(Frame Relay)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)等。3了解廣域網(wǎng)工作的特點在許多廣域網(wǎng)中，一般由公共網(wǎng)絡(luò)充當(dāng)通信子網(wǎng)，它包括兩個組成部分：傳輸線和交換節(jié)點。傳輸線用來在計算機之間傳送比特流；交換節(jié)點有時也叫做分組交換節(jié)點、中間系統(tǒng)或數(shù)據(jù)交換設(shè)備，用于連接兩個或多個傳輸線。數(shù)據(jù)沿輸入線到達(dá)交換節(jié)點后，交換節(jié)點必須為其選擇輸出線并將其輸出。在廣域網(wǎng)中傳送的數(shù)據(jù)單元稱為分組(packet)。在廣域網(wǎng)的交換節(jié)點，采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，即當(dāng)分組到達(dá)交換節(jié)點(或稱交換機)時，交換機將其放入一個隊列，直到交換機可以發(fā)送它們?nèi)ツ康牡亍＿@項技術(shù)使得交換機可以緩沖同時到達(dá)的小批量的突發(fā)性的分組。分組交換機就是一個小計算機，有處理器、存儲器和用于收發(fā)分組的I/O設(shè)備。在現(xiàn)代的高速廣域網(wǎng)中，分組交換機中由專門的硬件處理分組交換。分組交換機就是廣域網(wǎng)的基本組件之一。分組交換機互相連接起來，傳遞分組，構(gòu)成廣域網(wǎng)。通過增加分組交換機可以擴展廣域網(wǎng)，覆蓋更多的地點，連接更多的計算機。4了解路由表中靜態(tài)路由和動態(tài)路由的概念* 靜態(tài)路由：分組交換機啟動時由程序計算而后設(shè)置路由，此后路由不再改變。這種方法的主要優(yōu)點是簡單，開銷?。蝗秉c是缺乏靈活性，路由不易改變。* 動態(tài)路由：分組交換機啟動時由程序設(shè)置初始路由，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)變化時隨時更新。5了解幀中繼的簡單概念與內(nèi)容（包括虛電路、虛連接）6了解ATM技術(shù)的基本概念及技術(shù)特點，包括：* ATM網(wǎng)絡(luò)的基本思路。就是把數(shù)據(jù)分割成固定長度的信元(Cell)來傳輸。每個信元有5個字節(jié)的信頭和48字節(jié)的凈荷(Payload)。信元的長度固定，信頭又非常簡單，這些使得ATM網(wǎng)絡(luò)可以用硬件來實現(xiàn)信元的快速轉(zhuǎn)發(fā)。* ATM網(wǎng)絡(luò)采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。每一個ATM端系統(tǒng)通過專用的線路連接到ATM交換機，ATM交換機之間又用高速的通信線路(一般為光纖)連接起來。信元從端系統(tǒng)發(fā)出后，通過多個ATM交換機的轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達(dá)目的地。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每個ATM端系統(tǒng)接口基本的發(fā)送速率為155Mbps。* ATM網(wǎng)絡(luò)提供面向連接的服務(wù)。在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，進行通信的端站點之間必須存在連接。該連接可以是永久性的，也可以是動態(tài)建立的。在一條物理鏈路上可以存在多條虛連接，這些連接共享網(wǎng)絡(luò)鏈路的帶寬，根據(jù)各自的需要發(fā)送信息。這種虛線路復(fù)用模式，提高了鏈路的總的利用率。* 不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對服務(wù)質(zhì)量的要求是不一樣的。ATM可以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對帶寬的要求，提供多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。ATM標(biāo)準(zhǔn)中對子網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量制訂了詳細(xì)的規(guī)范，并提供了一系列機制保證各種不同應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量。十、網(wǎng)際互連技術(shù)(IP)主要掌握有關(guān)的互連設(shè)備的作用，工作在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型的哪一個層次。即；* 集線器(Hub)。是工作于物理層的一種設(shè)備，用于簡單的網(wǎng)絡(luò)擴展，是接收單個信號再將其廣播到多個端口的電子設(shè)備。集線器類型包括：被動集線器、主動集線器智能集線器。* 網(wǎng)橋(Bridge)。網(wǎng)橋是工作于鏈路層的一種設(shè)備，它的作用是擴展局域網(wǎng)絡(luò)和通信手段，在各種傳輸介質(zhì)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)信號，擴展網(wǎng)絡(luò)的距離，同時又有選擇地將帶有地址的信號從一個傳輸介質(zhì)發(fā)送到另一個轉(zhuǎn)輸介質(zhì)，并能有效地限制兩個介質(zhì)系統(tǒng)中無關(guān)緊要的通信。網(wǎng)橋的類型：透明網(wǎng)橋、源路由網(wǎng)橋。* 路由器。路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層。路由器是用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，路由器具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能，它能在多網(wǎng)絡(luò)互連環(huán)境中建立靈活的連接，可用完全不同的數(shù)據(jù)分組和介質(zhì)訪問方法連接各種子網(wǎng)。一般說來，異種網(wǎng)絡(luò)互連或多個子網(wǎng)互連都應(yīng)采用路由器。* 網(wǎng)關(guān)工作在網(wǎng)絡(luò)層。在一個計算機網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)連接不同類型而協(xié)議差別又較大的網(wǎng)絡(luò)時則要選用網(wǎng)關(guān)(Getway)設(shè)備。網(wǎng)關(guān)的功能體現(xiàn)在OSI模型的高層，它將協(xié)議進行轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)重新分組，以便在兩個不同類型的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間進行通信。十一、了解IPv6的概念I(lǐng)Pv6采用了長度為128位的IP地址，IPv6的地址格式與IPv4不同。十二、端端的通信掌握 TCP、UDP提供的服務(wù)各自的特點練習(xí)題：1基帶系統(tǒng)在單個頻率上采用_信號。2_網(wǎng)絡(luò)上的每個設(shè)備能夠同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。3在星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，電纜從一臺_連接出來。4在星型總線拓?fù)淅?，一條直線型總線_上連接了幾個星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。5為什么越來越難區(qū)別LAN、MAN和WAN的界限?6為什么TCP/IP協(xié)議對Internet很重要?7什么情況下在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置路由器是無效的?8什么是網(wǎng)絡(luò)分段?