計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信子網(wǎng)

1、第三章計(jì)算機(jī)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(jiǎn)稱(chēng)子網(wǎng) )是由用作信息交換的節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)NC和通信線路組成的獨(dú)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(shí)才有意義，它指由網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營(yíng)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(tái)主機(jī)傳到另一臺(tái)主機(jī)。了解點(diǎn)到點(diǎn)、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)或分組交換(packet-switched)子網(wǎng)的概念。主機(jī)：有時(shí)也稱(chēng)作端點(diǎn)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(lái)給各種不同

2、的通信子網(wǎng)層或局域網(wǎng)提供一個(gè)統(tǒng)一的互連平臺(tái)，程序提供端到端的通信和控制功能。TCP 協(xié)議則用來(lái)為應(yīng)用三、掌握波特、波特率、比特率的概念與區(qū)別波特是用來(lái)表示模擬信號(hào)每秒鐘變化次數(shù)的度量單位。一個(gè)b 波特的線路傳輸信號(hào)的速率不一定是每秒b比特，發(fā)送信號(hào)所需的時(shí)間T 取決于編碼方法和信號(hào)頻率(每秒鐘信號(hào)值改變的次數(shù))，即為每個(gè)信號(hào)可以運(yùn)載幾比特 (bit) 。如果信號(hào)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(gè)信號(hào)值可以代表 3 比特 (3 位二進(jìn)制數(shù) )，因而比特率（Bit rate ）是波特率（ Baud rate）的 3 倍。當(dāng)信號(hào)值僅為1和 0 時(shí)( 通常

3、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字傳送中 )，故比特率 =波特率。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中通指的“ b”是比特，即一個(gè)二進(jìn)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(diǎn)到點(diǎn)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(tái)計(jì)算機(jī)連接到同一信道的不同分支點(diǎn)上，任何用戶(hù)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(hù)接收(這稱(chēng)為 廣播， Broadcast)，也可以只被指定的若干個(gè)用戶(hù)接收 (這稱(chēng)為 組播，Multicast) 。3信道復(fù)用。即在同一共享信道上實(shí)現(xiàn)多個(gè)互相獨(dú)立的點(diǎn)到點(diǎn)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(yán)格的定時(shí)關(guān)系。也就是說(shuō)，發(fā)送者可以在任何時(shí)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(shí)關(guān)系。3基帶傳輸。未經(jīng)調(diào)制的電脈沖信號(hào)呈現(xiàn)方波形式，所占據(jù)的頻帶通常從直流和低頻開(kāi)始，因而稱(chēng)為基帶信號(hào)。由于在近距離范圍內(nèi)，基本信號(hào)的功率衰減不大，從而信號(hào)容量不會(huì)發(fā)生變化。因此，在傳輸距離較近時(shí)，計(jì)算機(jī)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(guò)無(wú)線信道或光信道進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，那些由編碼表示的數(shù)字基帶信號(hào)必須經(jīng)過(guò)高頻調(diào)制后才能在信

5、道中進(jìn)行傳輸，我們把這種傳輸稱(chēng)為數(shù)字基帶信號(hào)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(gè)相互獨(dú)立的設(shè)備在同一共享的介質(zhì)上以一定的速率進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。2了解局域網(wǎng)的特點(diǎn)。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(gè)相互獨(dú)立的設(shè)備，各設(shè)備平等訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源；能進(jìn)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(hù)簡(jiǎn)單，造價(jià)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

6、物理層、介質(zhì)訪問(wèn)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(wèn)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(jiǎn)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(cè)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(wèn)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(zhì)訪問(wèn)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(zhì)訪問(wèn)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(wèn)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(jī)制；802.11無(wú)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(tīng)多路訪問(wèn)沖突檢測(cè)(CSMA/CD) 的概念5了解虛擬局域網(wǎng)（VLAN ）的概念及特點(diǎn)虛擬局域網(wǎng)實(shí)際上是與位置無(wú)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(méi)有本質(zhì)的差異。對(duì)于虛擬局域網(wǎng)，由一個(gè)站點(diǎn)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(hào)的其它站點(diǎn)，而其它虛擬局域網(wǎng)的站點(diǎn)則接收不到該廣播信息幀。因此，在同一 VLAN 內(nèi)，用戶(hù)能方便、高效地進(jìn)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(gè)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(jī)、ATM 交換機(jī)、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(shì)，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LA

9、N 相似的技術(shù)。它可能覆蓋一組鄰近的公司辦公室和一個(gè)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(diǎn)有線電視網(wǎng)早已普及到各個(gè)大中小城市的千家萬(wàn)戶(hù)，有 300MHz 以上的帶寬，終端用戶(hù)只需用稱(chēng)之為“機(jī)頂盒”(與電視機(jī)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(diǎn)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(hù)進(jìn)網(wǎng)提供一組有限的標(biāo)準(zhǔn)的多用途用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)接口。從這個(gè)定義可以看出， ISDN 有三個(gè)基本特征：

10、* 端到端的數(shù)字連接。* 綜合的業(yè)務(wù)。由于ISDN 實(shí)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(shuō)，任何形式的原始信號(hào)，只要能夠轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，都可以利用ISDN 進(jìn)行傳遞和交換，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)之間的通信。標(biāo)準(zhǔn)的入網(wǎng)接口。 ISDN 的第三個(gè)基本特征是向用戶(hù)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(duì)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(guò)同一個(gè)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(duì)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(jìn)行傳輸，可以分布在一個(gè)城市、一個(gè)國(guó)家，甚至跨過(guò)許多國(guó)家分布到全球。

11、廣域網(wǎng)一般由主機(jī)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(chēng) 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(diǎn)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(gè)組成部分：傳輸線和交換節(jié)點(diǎn)。傳輸線用來(lái)在計(jì)算機(jī)之間傳送比特流；交換節(jié)點(diǎn)有時(shí)也叫做分組交換節(jié)點(diǎn)、中間系統(tǒng)或數(shù)據(jù)交換設(shè)備，用于連接兩個(gè)或多個(gè)傳輸線。數(shù)據(jù)沿輸入線到達(dá)交換節(jié)點(diǎn)后，交換節(jié)點(diǎn)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(chēng)為分組 (packet)。在廣域網(wǎng)的交換節(jié)點(diǎn)，采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，即當(dāng)分組到達(dá)交換節(jié)點(diǎn)

12、 ( 或稱(chēng)交換機(jī) ) 時(shí)，交換機(jī)將其放入一個(gè)隊(duì)列，直到交換機(jī)可以發(fā)送它們?nèi)ツ康牡?。這項(xiàng)技術(shù)使得交換機(jī)可以緩沖同時(shí)到達(dá)的小批量的突發(fā)性的分組。分組交換機(jī)就是一個(gè)小計(jì)算機(jī)，有處理器、存儲(chǔ)器和用于收發(fā)分組的I/O 設(shè)備。在現(xiàn)代的高速?gòu)V域網(wǎng)中，分組交換機(jī)中由專(zhuān)門(mén)的硬件處理分組交換。分組交換機(jī)就是廣域網(wǎng)的基本組件之一。分組交換機(jī)互相連接起來(lái)，傳遞分組，構(gòu)成廣域網(wǎng)。通過(guò)增加分組交換機(jī)可以擴(kuò)展廣域網(wǎng)，覆蓋更多的地點(diǎn)，連接更多的計(jì)算機(jī)。4了解路由表中靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由的概念靜態(tài)路由：分組交換機(jī)啟動(dòng)時(shí)由程序計(jì)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(diǎn)是簡(jiǎn)單，開(kāi)銷(xiāo)?。蝗秉c(diǎn)是缺乏靈活性，路由不易改變。動(dòng)態(tài)

13、路由：分組交換機(jī)啟動(dòng)時(shí)由程序設(shè)置初始路由，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)變化時(shí)隨時(shí)更新。5了解幀中繼的簡(jiǎn)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(diǎn)，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(zhǎng)度的信元(Cell) 來(lái)傳輸。每個(gè)信元有5 個(gè)字節(jié)的信頭和48 字節(jié)的凈荷 (Payload) 。信元的長(zhǎng)度固定，信頭又非常簡(jiǎn)單，這些使得ATM 網(wǎng)絡(luò)可以用硬件來(lái)實(shí)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(gè)ATM 端系統(tǒng)通過(guò)專(zhuān)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(lái)。信元從端系統(tǒng)發(fā)出后，通過(guò)多個(gè)到達(dá)目的地。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每個(gè)ATM 端系統(tǒng)接口基本的發(fā)送速率為1

14、55Mbps 。ATM 交換機(jī)， ATM 交換機(jī)之ATM 交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)，最終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(jìn)行通信的端站點(diǎn)之間必須存在連接。該連接可以是永久性的， 也可以是動(dòng)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(duì)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(duì)帶寬的要求， 提供多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 ATM 標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)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(jī)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

15、，工作在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型的哪一個(gè)層次。即；集線器 (Hub) 。是工作于物理層的一種設(shè)備，用于簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，是接收單個(gè)信號(hào)再將其廣播到多個(gè)端口的電子設(shè)備。集線器類(lèi)型包括：被動(dòng)集線器、主動(dòng)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(kuò)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(hào)，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離，同時(shí)又有選擇地將帶有地址的信號(hào)從一個(gè)傳輸介質(zhì)發(fā)送到另一個(gè)轉(zhuǎn)輸介質(zhì)，并能有效地限制兩個(gè)介質(zhì)系統(tǒng)中無(wú)關(guān)緊要的通信。網(wǎng)橋的類(lèi)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(gè)邏輯上分開(kāi)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

16、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(wèn)方法連接各種子網(wǎng)。一般說(shuō)來(lái)，異種網(wǎng)絡(luò)互連或多個(gè)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(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)連接不同類(lèi)型而協(xié)議差別又較大的網(wǎng)絡(luò)時(shí)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(jìn)行轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)重新分組，以便在兩個(gè)不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間進(jìn)行通信。十一、了解 IPv6 的概念I(lǐng)Pv6 采用了長(zhǎng)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(diǎn)練習(xí)題：1基帶系統(tǒng)在單個(gè)頻率上采用_信號(hào)。2 _網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)設(shè)備能夠同時(shí)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(tái)_連接出來(lái)。4在星型總線拓?fù)淅铮粭l直線型總線_上連接了幾個(gè)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。5為什么越來(lái)越難區(qū)別LAN 、 MAN 和 WAN 的界限 ?6為什么 TCP/IP 協(xié)議對(duì) Internet 很重要 ?7什么情況下在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置路由器是無(wú)效的?8什么是網(wǎng)絡(luò)分段? 分