計算機網(wǎng)絡的通信子網(wǎng)

1、第三章計算機網(wǎng)絡的通信子網(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)，它承擔全網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、轉接、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。互聯(lián)網(wǎng) ：由各種網(wǎng)絡的連接形成。二、 TCP/IP 協(xié)議了解其中 IP 協(xié)議用來給各種不同

2、的通信子網(wǎng)層或局域網(wǎng)提供一個統(tǒng)一的互連平臺，程序提供端到端的通信和控制功能。TCP 協(xié)議則用來為應用三、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。當信號值僅為1和 0 時( 通常

3、在計算機網(wǎng)絡的數(shù)字傳送中 )，故比特率 =波特率。在計算機網(wǎng)絡中通指的“ b”是比特，即一個二進制位。四、了解信道容量的有關概念、與信道帶寬的關系。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

4、輸?shù)母拍?異步通信。即指發(fā)送方和接收方之間不需要嚴格的定時關系。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，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)的雙方需要嚴格的定時關系。3基帶傳輸。未經(jīng)調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，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)絡系統(tǒng)都采用基帶傳輸方式。4 寬帶傳輸。在遠程傳輸中，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)過高頻調制后才能在信

5、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、同一大學或方圓幾公里遠地域) 內，可使多個相互獨立的設備在同一共享的介質上以一定的速率進行通信的計算機網(wǎng)絡。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備，各設備平等訪問網(wǎng)絡資源；能進行廣播或組播；有效使用包括通信媒體在內的共享資源；高負載情形下的穩(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 標準按照 IEEE 802 標準，局域網(wǎng)的體系結構由

6、物理層、介質訪問控制層（MAC ）、邏輯鏈路控制層(LLC) 三層協(xié)議構成。 其中，介質訪問控制層和邏輯鏈路控制層這兩層相當于ISO/OSI 參考模型的第二層即鏈路層。了解其他標準的簡要情況802.1 局域網(wǎng)概述、體系結構和網(wǎng)絡互連，以及網(wǎng)絡管理和性能測量；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)的介質訪問控制和物理層規(guī)范；(802.310Mbps 以太網(wǎng)、 802.3u100Mbps 快速以太網(wǎng)、 803.3z1Gbps 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)的介質訪問控制和物理層規(guī)范

7、；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)的介質訪問控制和物理層規(guī)范；802.7 寬帶技術；802.8 光纖技術；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星型拓撲網(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成的局域網(wǎng)并沒有本質的差異。對于虛擬局域網(wǎng)，由一個站點發(fā)送

8、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，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)絡的基礎之上，交換設備包括以太網(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，能充分發(fā)揮網(wǎng)絡的優(yōu)勢，體現(xiàn)交換網(wǎng)絡高速、靈活、易管理等特性， VLAN 是交換網(wǎng)絡的靈魂。虛擬局域網(wǎng)較普通局域網(wǎng)有更好的網(wǎng)絡安全性。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LA

9、N 相似的技術。它可能覆蓋一組鄰近的公司辦公室和一個城市，可以支持數(shù)據(jù)和聲音，并且可能涉及到當?shù)氐挠芯€電視網(wǎng)(CATV) 。2了解 CATV 網(wǎng)絡的特點有線電視網(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)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)的特點ISDN 是這樣一種網(wǎng)絡，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 ( 包括話音及非話音 )，它為用戶進網(wǎng)提供一組有限的標準的多用途用戶網(wǎng)絡接口。從這個定義可以看出， ISDN 有三個基本特征：

10、* 端到端的數(shù)字連接。* 綜合的業(yè)務。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、圖像在內的各種綜合業(yè)務。從理論上說，任何形式的原始信號，只要能夠轉變成數(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。標準的入網(wǎng)接口。 ISDN 的第三個基本特征是向用戶提供一組標準的多用途入網(wǎng)接口。所謂“多用途”，是指入網(wǎng)接口對各種各樣的業(yè)務都是通用的，即不同的業(yè)務和終端可以經(jīng)過同一個接口接入網(wǎng)絡。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。它常利用公共網(wǎng)絡系統(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。

11、廣域網(wǎng)一般由主機和通信子網(wǎng)組成，2了解公共網(wǎng)絡系統(tǒng)的構成：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)字數(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)絡充當通信子網(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)交換設備，用于連接兩個或多個傳輸線。數(shù)據(jù)沿輸入線到達交換節(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，采用存儲轉發(fā)技術，即當分組到達交換節(jié)點

12、 ( 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)送它們去目的地。這項技術使得交換機可以緩沖同時到達的小批量的突發(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)

13、路由：分組交換機啟動時由程序設置初始路由，當網(wǎng)絡變化時隨時更新。5了解幀中繼的簡單概念與內容（包括虛電路、虛連接）6了解 ATM技術的基本概念及技術特點，包括：* ATM 網(wǎng)絡的基本思路。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)絡可以用硬件來實現(xiàn)信元的快速轉發(fā)。* ATM 網(wǎng)絡采用星形拓撲結構。每一個ATM 端系統(tǒng)通過專用的線路連接到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，通過多個到達目的地。標準規(guī)定每個ATM 端系統(tǒng)接口基本的發(fā)送速率為1

14、55Mbps 。ATM 交換機， ATM 交換機之ATM 交換機的轉發(fā)，最終ATM 網(wǎng)絡提供面向連接的服務。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)絡鏈路的帶寬，根據(jù)各自的需要發(fā)送信息。這種虛線路復用模式，提高了鏈路的總的利用率。* 不同的網(wǎng)絡應用對服務質量的要求是不一樣的。 ATM 可以適應不同的網(wǎng)絡應用對帶寬的要求， 提供多種網(wǎng)絡服務。 ATM 標準中對子網(wǎng)絡服務質量制訂了詳細的規(guī)范， 并提供了一系列機制保證各種不同應用的服務質量。十、網(wǎng)際互連技術(IP)主要掌握有關的互連設備的作用

15、，工作在網(wǎng)絡體系結構模型的哪一個層次。即；集線器 (Hub) 。是工作于物理層的一種設備，用于簡單的網(wǎng)絡擴展，是接收單個信號再將其廣播到多個端口的電子設備。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備，它的作用是擴展局域網(wǎng)絡和通信手段，在各種傳輸介質中轉發(fā)數(shù)據(jù)信號，擴展網(wǎng)絡的距離，同時又有選擇地將帶有地址的信號從一個傳輸介質發(fā)送到另一個轉輸介質，并能有效地限制兩個介質系統(tǒng)中無關緊要的通信。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)絡層。路由器是用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡，路由器具有判斷網(wǎng)絡地址和選擇路徑的功能，它能在多

16、網(wǎng)絡互連環(huán)境中建立靈活的連接，可用完全不同的數(shù)據(jù)分組和介質訪問方法連接各種子網(wǎng)。一般說來，異種網(wǎng)絡互連或多個子網(wǎng)互連都應采用路由器。網(wǎng)關工作在網(wǎng)絡層。在一個計算機網(wǎng)絡中，當連接不同類型而協(xié)議差別又較大的網(wǎng)絡時則要選用網(wǎng)關(Getway)設備。網(wǎng)關的功能體現(xiàn)在OSI 模型的高層，它將協(xié)議進行轉換，將數(shù)據(jù)重新分組，以便在兩個不同類型的網(wǎng)絡系統(tǒng)之間進行通信。十一、了解 IPv6 的概念IPv6 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 提供的服務各自的特點練習題：1基帶系統(tǒng)在單個頻率上采用_信號。2 _網(wǎng)絡上的每個設備能夠同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。3在星型拓撲結構中，電纜從一臺_連接出來。4在星型總線拓撲里，一條直線型總線_上連接了幾個星型拓撲結構的網(wǎng)絡。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)絡中設置路由器是無效的?8什么是網(wǎng)絡分段? 分