網(wǎng)絡(luò)基本概念

第三章網(wǎng)絡(luò)基木概念3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展一、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的四個(gè)階段（1） 20世紀(jì)50年代（計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合）（2） 20世紀(jì)60年代（ARPANET和分組技術(shù)）（3） 20世紀(jì)70年代中期ISO（4） 20世紀(jì)90年代（internet與異步傳輸技術(shù)ATM技術(shù)）Internet是一個(gè)用路由器實(shí)現(xiàn)多個(gè)廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)互聯(lián)的大型國際網(wǎng)NII國家信息基礎(chǔ)設(shè)施被形象的稱為信息高速公路GIIC全球信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)委員會(huì)3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義1、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義分三類：廣義的觀點(diǎn)，資源共享的觀點(diǎn)與用戶透明性觀點(diǎn)資源共享觀點(diǎn)能比較準(zhǔn)確的描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本特征廣義觀點(diǎn)定義了計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)，用戶透明觀點(diǎn)定義了分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2、 資源共享觀點(diǎn)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義為“以能夠相互共享資源的方式互聯(lián)起來的自治計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合”判斷計(jì)算機(jī)是否互聯(lián)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，主要看他們是不是獨(dú)立的計(jì)算機(jī)若兩臺(tái)有主從關(guān)系，則其中一臺(tái)不是“自治”的計(jì)算機(jī)二、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)的區(qū)別1、他們的物理結(jié)構(gòu)相同，分布式系統(tǒng)是一個(gè)建立在網(wǎng)絡(luò)之上的軟件系統(tǒng)，這種軟件保證了系統(tǒng)高度的一致性與透明性2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為分布式系統(tǒng)提供了技術(shù)基礎(chǔ)，而分布式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的高級(jí)階段3.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類一、 網(wǎng)絡(luò)分類1、 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所用傳輸技術(shù)分類：廣播式網(wǎng)絡(luò)，點(diǎn)一點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)采用分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)與路由選擇是點(diǎn)-點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)與廣播式網(wǎng)絡(luò)的重要區(qū)別2、 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍分類：局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)二、 廣域網(wǎng)（遠(yuǎn)程網(wǎng)）：主要用分組交換技術(shù)幀中繼（FR）:數(shù)據(jù)出錯(cuò)率高，誤碼率低的光纖上使用簡單協(xié)議寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)B-ISDN用ATM作為他的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)三、 局域網(wǎng)（LAN）：增強(qiáng)了資源共享深度，WAN擴(kuò)大了資源共享范圍四、 城域網(wǎng)是介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種高速網(wǎng)絡(luò)，他是多個(gè)局域網(wǎng)互連。光纖分布數(shù)據(jù)接口（FDDI）:它是一種以光纖為傳輸介質(zhì)的高速主十城域網(wǎng)設(shè)計(jì)方案：傳輸介質(zhì)用光纖交換節(jié)點(diǎn)用基于IP交換的高速路由交換機(jī)或ATM交換機(jī)，在體系結(jié)構(gòu)上用核心交換層、業(yè)務(wù)匯聚層和接入層三層模式3.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩x計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫峭ㄟ^網(wǎng)中結(jié)點(diǎn)與通信線路之間的幾何關(guān)系表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲饕侵竿ㄐ抛泳W(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。二、 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞诸惙椒?、根據(jù)通信子網(wǎng)中通信信道類型分兩類：（1）點(diǎn)-點(diǎn)線路通信子網(wǎng)的拓?fù)洌?）廣播信道通信子網(wǎng)的拓?fù)淙追N典型拓?fù)涞奶攸c(diǎn)1、 星型拓?fù)洌褐行墓?jié)點(diǎn)控制全網(wǎng)的通信，任何兩節(jié)點(diǎn)的通心都要經(jīng)過中心結(jié)點(diǎn)（是全網(wǎng)可靠性瓶頸）2、 環(huán)型拓?fù)涞闹饕攸c(diǎn):節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)-點(diǎn)通信線路連成閉合環(huán)路（每個(gè)節(jié)點(diǎn)與連接節(jié)點(diǎn)通信線路為可靠瓶頸）3、 樹形拓?fù)?節(jié)點(diǎn)按層次進(jìn)行連接，信息交換主要在上下節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行（適于匯集信息的應(yīng)用技術(shù)）4、 網(wǎng)狀型拓?fù)?節(jié)點(diǎn)之間的連接是任意的,無規(guī)律（可靠性高但結(jié)構(gòu)復(fù)雜必須用路由選擇算法與流量控制方法）3.5網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)一、 傳輸介質(zhì)類型常用的傳輸介質(zhì)有：雙絞線、同軸電纜和無線與衛(wèi)星通信信道二、 雙絞線主要特性1、物理特性：有按規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)排列（電磁干擾最小）的兩根、四根或八根絕緣線組成屏蔽雙絞線：外部保護(hù)層、屏蔽層與多對(duì)雙絞線組成非屏蔽雙絞線：外部保護(hù)層與多對(duì)雙絞線組成2、連通性（既可用于點(diǎn)-點(diǎn)連接，也可用于多點(diǎn)連接）3、 抗干擾性（取決于一束線中相鄰線對(duì)的扭曲長度及使當(dāng)屏蔽）三、 同軸電纜的主要特性1、物理特性（由內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體、絕緣層及外部保護(hù)層組成）2、 傳輸特性（基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜）3、 連通性（既支持點(diǎn)-點(diǎn)連接也支持多點(diǎn)連接）4、 價(jià)格（介于雙絞線與光纜之間）四、 光纖的主要特點(diǎn)（光纖電纜簡稱光纜）1、 物理描述：光纖是一種直徑為50?100UM的柔軟，能傳導(dǎo)光波的介質(zhì)2、 傳輸特性：光導(dǎo)纖維通過內(nèi)部的全反射來傳輸一束經(jīng)過編碼的光信號(hào)二種光源：發(fā)光二極管匚￡。，注入型激光二極管ILD檢波器：PIN和APD 光載波調(diào)制方法:亮度調(diào)制ASK光纖傳輸分為：單模和多模兩種（單模性能優(yōu)越）3、 連通性：一般用點(diǎn)-點(diǎn)連接，也可用多點(diǎn)連接4、 抗干擾性（安全性保密性極好）5、價(jià)格最高五、無線與衛(wèi)星通信1、電磁波譜與通信類型電磁波傳播方法：無線方式傳播，有線方式傳播2、 無線通信（頻段覆蓋從低頻到特高頻）3、 微波通信（頻率在100MHZ到10GHZ的信號(hào)叫微波信號(hào)）4、 蜂窩無線通信（小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)）第一代蜂窩移動(dòng)通信是模擬方式，第二代蜂窩移動(dòng)通信方式是數(shù)字方式多直接入法主要有三種：頻分多址接入FDMA、時(shí)分多址接入TDMA、碼分多直接入CDMA5、 衛(wèi)星通信：（傳輸延時(shí)的典型值為540MS）發(fā)送站上行鏈路 衛(wèi)星下行鏈路接收站甚小口徑天線地球站VSAT：小型數(shù)據(jù)地球站，小型電話地球站六、數(shù)據(jù)傳輸率與誤碼率1、數(shù)據(jù)傳輸率在數(shù)值上等于每秒鐘傳輸構(gòu)成二進(jìn)制代碼的二進(jìn)制比特?cái)?shù)單位是bps2、誤碼率的定義（二進(jìn)制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率）3.6網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基本概念一、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念1、為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、約定與標(biāo)準(zhǔn)被稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議要素：語法、語義、時(shí)序?qū)⒂?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型與各層協(xié)議的集合定義為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（世界上第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是IBM公司于1974年提出的，命名為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)命名為SNA）二、ISO/OSI參考模型1、OSI參考模型基本概念（兩大國際組織CCITT和ISO）ISO標(biāo)準(zhǔn)是ISO/IEC7498,又稱X.200，它定義了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的七層框架既ISO開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI種采用了三級(jí)抽象既體系結(jié)構(gòu)、服務(wù)定義和協(xié)議規(guī)格說明OSI參考模型并不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而只是一個(gè)在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所用的概念性框架2、OSI參考模型的結(jié)構(gòu)和各層的基本功能（1） 物理層（最底層）：利用的物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接，以便透明傳比特流（2） 數(shù)據(jù)鏈路層：在通信實(shí)體間建立數(shù)據(jù)鏈路連接傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)，采用差錯(cuò)控制、流量控制方法使有差錯(cuò)的的物理線路變成無差錯(cuò)的數(shù)字鏈路（3） 網(wǎng)絡(luò)層：實(shí)現(xiàn)路由選擇，擁塞控制和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等功能（4） 傳輸層：為用戶提供可靠的端到端服務(wù)，透明的傳送報(bào)文是最關(guān)鍵的一步。（5）會(huì)話層：組織兩個(gè)回話進(jìn)程之間的通信，并管理數(shù)據(jù)交換（6） 表示層：用于處理兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的表示方法（7） 應(yīng)用層：最高層，確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)三、TCP/IP參考模型與協(xié)議1、 發(fā)展過程ARPANET是最早出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之一，TCP與IP協(xié)議都不是OSI標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP參考模型最早由Kahn在1974年定義的，1985年leiner等人一步對(duì)它展開了研究，1988年Clark在其參考模型出現(xiàn)后對(duì)其設(shè)計(jì)想進(jìn)行了討論2、 傳輸層定義了兩種協(xié)議：傳輸控制協(xié)議TCP，用戶數(shù)據(jù)協(xié)議DUP3、 、應(yīng)用層協(xié)議主要有：（1）網(wǎng)絡(luò)中斷協(xié)議TELNET（實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中遠(yuǎn)程登錄功能）（2）文件傳輸協(xié)議FTP（實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中交互式文件傳輸功能）（3）電子郵件協(xié)議SMTP，用于實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中電子郵件傳送功能（4）域名服務(wù)DNS，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備名字到IP地址映射的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（5） 路由信息協(xié)議RIP，用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間交換路由信息（6） 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS用于網(wǎng)絡(luò)中不通主機(jī)間的文件共享（7） HTTP協(xié)議用于WWW服務(wù)4、主機(jī)-網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，接收數(shù)據(jù)，TCP協(xié)議是一種可靠的面向連接協(xié)議，DUP是一種不可靠的無連接協(xié)議TELNET,SMTP,FTP依賴TCP,SNMPTFTP依賴DUP,DNS依賴TCP和DUP3.7幾個(gè)典型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一、1983年1月ARPANET向TCP/IP轉(zhuǎn)換全部結(jié)束，ARPANET分兩部分，一部分仍叫ARPANET另一部分叫MILNET二、 NSFNET（第一個(gè)使用TCP/IP協(xié)議的廣域網(wǎng)）三、 internet傳統(tǒng)的Internet應(yīng)用主要有四類：E-mailtelnetFTP和usernet3.8數(shù)據(jù)通信服務(wù)1、 多換多兆位數(shù)服務(wù)SMDS,其目標(biāo)是連接多個(gè)局域網(wǎng)2、 SMDS是一種高速，無連接，交換式數(shù)