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文檔簡介
網(wǎng)絡(luò)工程師專題講義專題一:計算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識本章重要內(nèi)容計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)計算機(jī)操作系統(tǒng)基礎(chǔ)計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)概念重要研究軟件、硬件功能分派,擬定軟件、硬件界面,即從機(jī)器語言程序員或編譯程序設(shè)計者的角度所看到的物理系統(tǒng)的抽象。計算機(jī)系統(tǒng)的分類Flynn分類SISDSIMDMISDMIMDCPU結(jié)構(gòu)及分類CPU的結(jié)構(gòu)運(yùn)算器控制器寄存器輸入輸出總線分類16位32位64位指令系統(tǒng)及其分類指令系統(tǒng)的基礎(chǔ)概念指令系統(tǒng)是計算機(jī)所有指令的集合。程序員用各種語言編寫的程序都有翻譯成以指令形式表達(dá)的機(jī)器語言后才干運(yùn)營,所以指令系統(tǒng)反映了計算機(jī)的基本功能,是硬件設(shè)計人員和程序員都能看到的機(jī)器的重要屬性。分類復(fù)雜指令系統(tǒng)(CISC):隨著硬件成本的不斷下降,軟件成本的不斷提高,使得人們熱衷于在指令系統(tǒng)中增長更多的指令和復(fù)雜的指令,來提高操作系統(tǒng)的效率,并盡量縮短指令系統(tǒng)與高級語言的語義差別,以便高級語言的編譯和減少軟件成本,同時為了保證程序兼容,新的計算機(jī)的指令系統(tǒng)只能增長而不能減少,所以就使得指令系統(tǒng)越來越來復(fù)雜精簡指令系統(tǒng)(RISC):通過簡化指令使計算機(jī)的結(jié)構(gòu)更加簡樸合理,從而提高運(yùn)算速度!RISC的特點(diǎn)及其優(yōu)缺陷存儲系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識基本概念存儲器重要用于存放計算機(jī)的程序和數(shù)據(jù),存儲器系統(tǒng)指的是存儲器硬件設(shè)備以及管理該存儲器的軟、硬件設(shè)備。對存儲器的基本規(guī)定是增大容量、提高速度、減少價格。單一的存儲器硬件(主存儲器)難以滿足規(guī)定。所以就提出了多層次的存儲體系結(jié)構(gòu)(即:寄存器---Cache--主存—外存)在計算機(jī)中存放當(dāng)前正在執(zhí)行的程序以及被程序所使用的數(shù)據(jù)(涉及運(yùn)算結(jié)果)原存儲器稱為主存儲器。也就是我們所說的內(nèi)存主存儲器的種類按讀寫功能來分:是否需要定期刷新:靜態(tài):不斷電情況下能長時間保存不變,速度快,但容量小,成本高動態(tài):不斷電的情況下也要定期刷新,容量大,成本低,常用在計算機(jī)系統(tǒng)中,常見的有:SDRAM、DDR等可讀寫(RAM)可擦寫只讀:EPROM(可擦寫,用紫外線擦寫)EEROM(可用電擦寫)FLASH(電讀寫,但只能以塊為單位,速度快,成本低,現(xiàn)在最常用)可編程:EROM(通過編程一次性寫入)只讀:ROM(制造時一次性寫入)存儲器容量的擴(kuò)展位擴(kuò)展:位擴(kuò)展是對存儲器的位數(shù)進(jìn)行擴(kuò)充字?jǐn)U展:是對存儲器的容量進(jìn)行擴(kuò)展位、字?jǐn)U展:對位數(shù)和容量都進(jìn)行擴(kuò)展多體交叉存儲為了協(xié)調(diào)存儲器與CPU速度的,其工作原理是:將存儲器提成幾個獨(dú)立的個體,這樣第一次就能進(jìn)行多個字的數(shù)據(jù)讀寫!影響多體交叉效率的因素:多體存儲的模值M數(shù)據(jù)的分布情況較移指令Cache的基礎(chǔ)知識基本概念在多級存儲體系中,Cache處在CPU與存儲器之間,其目的是使程序員能使作一個速度與CACHE相稱而容量與主存相稱的存儲器。工作原理為:計算機(jī)執(zhí)行作業(yè)時,訪問存儲器的時間和空間的局部性原理工作方式:當(dāng)存儲器接受到讀命令后,先在CACHE中查找此信息,若在(又叫命中),則從CACHE中取出,不中才從主存中取出CACHE速度的計算?實(shí)際速度=cache的速度*命中率+(1-命中率)*主存的速度虛擬存儲器基本概念虛擬存儲器通過增設(shè)地址映象表機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)程序在主存中的定位,將程序分割成若干段或頁,用相應(yīng)的映象表指明該程序的某段或某頁是否已裝入主存。若已裝入,同時指明其要主存中的起始地址;若未裝入,就去輔存中調(diào)段或調(diào)頁,裝入主存后在映象表中建立好程序空間和實(shí)存空間的地址映象關(guān)系。頁面失效替換算法近期最少使用算法隨機(jī)算法先進(jìn)先出總線、接口及輸入輸出系統(tǒng)定義?總線:是從兩個或兩個以上源部件傳送信息到一個或多個部件的一組傳輸線,假如一根傳輸線僅用于連接一個源部件(輸出)和一個或多個目的部件(輸入)則不稱為總線;接口:計算機(jī)的外部設(shè)備,如磁盤驅(qū)動器,鍵盤和顯示器等,都是獨(dú)立的設(shè)備,這些獨(dú)立設(shè)備與主機(jī)相連時,必須按照規(guī)定的物理互連特性,電氣特性等進(jìn)行連接,這些特性的技術(shù)規(guī)范稱為外設(shè)接口; 輸入輸出系統(tǒng):輸入輸出系統(tǒng)涉及輸入輸出沒備、設(shè)備控制器及輸入輸出操作有關(guān)的軟硬件,輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了3個階段:程序控制I/O直接存儲器訪問I/O解決機(jī)通道的分類及計算通道解決機(jī)是IBM公司一方面提出來的一種I/O解決機(jī)方式。根據(jù)通道數(shù)據(jù)傳送方式的不同,可分為字節(jié)多路、選擇和數(shù)組多路三類通道。字節(jié)多路通道:合用于連接大量低速設(shè)備,傳送一個字的時間短,但等待的時間長,可以多臺設(shè)備同時進(jìn)行工作數(shù)組通道:連接多臺高速設(shè)備,開始尋址輔助時間長,但傳送速成率高,采用成組交叉方式工作,傳送定長塊,可以多臺設(shè)備進(jìn)行工作選對通道:優(yōu)先級高的磁盤等高速設(shè)備,獨(dú)占通道,傳送不定長塊!最大流量的計算:字節(jié)多路通道的最大流量為各個設(shè)備的流量之和數(shù)組和選擇通道的最大流量為其中所掛載設(shè)備的最大流量外存系統(tǒng)基礎(chǔ)概念計算機(jī)的內(nèi)存是動態(tài)RAM,當(dāng)停機(jī)后其數(shù)據(jù)將丟失,并且RAM的大小有限,所以計算機(jī)系統(tǒng)需要一種能長期保存數(shù)據(jù),且容量大的存儲設(shè)備,一般我們常說外存設(shè)備重要是指:磁盤、磁帶和光盤工作原理:對于磁盤之類的磁表面計錄方式是運(yùn)用磁性材料的磁滯回歸線特性將數(shù)據(jù)記錄在磁性物體的表面。而對于光盤之類的設(shè)備是將數(shù)據(jù)以光學(xué)特性的形式存儲在盤片的表面。技術(shù)指標(biāo):存儲密度:是指單位長度或面積磁層表面所存儲的二進(jìn)制數(shù)據(jù)量存儲容量:是指設(shè)備能存儲的信息的總量均訪問時間:是指磁盤從發(fā)出讀寫命令到讀出或?qū)懭胄畔⑺ǖ臅r間重疊和流水重疊(流水)是指通過控制機(jī)構(gòu)同進(jìn)解釋兩條(多條以至整個段)程序的方式,從而加快整個機(jī)器語言程序的解釋流水線的吞吐率:流水線的最大吞吐率為流水線中最慢子過程通過的時間。提高吞吐率的手段:多細(xì)分瓶頸子過程反復(fù)設(shè)立套瓶頸段并聯(lián)陣列解決機(jī)定義:陣列解決機(jī)也稱并行解決機(jī),它將大量反復(fù)設(shè)立的解決單元,按一定方式互連成陳列,在單一控制部件控制下對各自所分派的不同數(shù)據(jù)并行執(zhí)行同一指令規(guī)定的操作,是操作級并行的SIMD計算機(jī),解決單元是不帶指令控制部件的算術(shù)邏輯部件。特點(diǎn)是:運(yùn)用資源反復(fù),而不是時間的重疊。運(yùn)用并行中的同時性,而不是并發(fā)性!多解決機(jī)定義:是具有兩臺以上的解決機(jī),在操作系統(tǒng)控制下通過共享的主存或輸入/出子系統(tǒng)或高速通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。多解決機(jī)是屬于多控制流多數(shù)據(jù)流系統(tǒng)。目的是:1、用多臺解決機(jī)進(jìn)行多任務(wù)解決協(xié)同求解一個大而復(fù)雜的問題來提高速度 2、依靠冗余的解決機(jī)及重組來提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和可靠性,可用性專題二:操作系統(tǒng)概述進(jìn)程管理進(jìn)程管理重要是對解決機(jī)進(jìn)行管理,為了提高CPU的運(yùn)用率,采用了多道程序技術(shù),為了描述多道程序的并發(fā)執(zhí)行,就要引入進(jìn)程的概念,通過進(jìn)程管理協(xié)調(diào)多道程序之間的關(guān)系,解決對解決機(jī)分派調(diào)度策略、分派實(shí)行和回收等問題,以使CPU資源得到最充足的運(yùn)用。存儲管理存儲管理重要管理內(nèi)存資源,由于內(nèi)存整體價格貴、并且受CPU尋址能力的限制,內(nèi)存的容量也有限,因此,當(dāng)多個程序共享有限的內(nèi)存資源時,要解決的問題是:如何為它們分派內(nèi)存空間。同時,使用戶存放在內(nèi)存中的程序和數(shù)據(jù)彼此隔離、互不侵?jǐn)_!文獻(xiàn)管理文獻(xiàn)管理的任務(wù)是有效進(jìn)支持文獻(xiàn)的存儲、檢索和修改等操作,解決文獻(xiàn)的共享,保密和保護(hù)問題,以使用戶方便,安全地訪問文獻(xiàn)。設(shè)備管理設(shè)備管理是指計算機(jī)系統(tǒng)中除了CPU和內(nèi)存以外的所有輸入輸出設(shè)備的管理,為了提高設(shè)備的使用效率和整個系統(tǒng)的運(yùn)營速度,可采用中斷技術(shù),通道技術(shù),虛擬設(shè)備和緩沖技術(shù),盡也許發(fā)揮設(shè)備和主機(jī)的并行工作能力。此外還應(yīng)提供一個良好的界面作業(yè)管理操作系統(tǒng)是用戶與計算機(jī)系統(tǒng)之間的接口,因此作業(yè)管理的任務(wù)是為用戶提供一個使用系統(tǒng)的良好環(huán)境,使用戶能有效地組織自己的工作流程,并使整個系統(tǒng)能高效地運(yùn)營操作系統(tǒng)的類型批解決操作系統(tǒng)用戶一般不直接操縱計算機(jī),而是將作業(yè)提交給系統(tǒng)操作員。操作員將作業(yè)成批地裝入計算機(jī),操作系統(tǒng)將作業(yè)按規(guī)定的格式磁盤的某個區(qū)域,然后按照某種調(diào)度策略選擇一個或幾個搭配得當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)調(diào)入內(nèi)存加以解決;內(nèi)存中多個作業(yè)交替執(zhí)行,解決環(huán)節(jié)事先由用戶設(shè)定,作業(yè)的結(jié)果由操作系統(tǒng)按作業(yè)統(tǒng)一加以輸出,由操作員將作業(yè)運(yùn)營結(jié)果交給用戶。特點(diǎn):多道成批分時系統(tǒng)分時系統(tǒng)允許多個用戶同時聯(lián)機(jī)地使用計算機(jī),一臺分時計算機(jī)系統(tǒng)連有若干臺終端,多個用戶可以在各自的終端上向系統(tǒng)發(fā)出服務(wù)請求,等待計算機(jī)的解決結(jié)果并決定下一步的解決。操作系統(tǒng)接受每個用戶的命令,采用時間片輪轉(zhuǎn)的方式解決用戶的服務(wù)請求。特點(diǎn):多路性、交互性、獨(dú)立性、及時性實(shí)時系統(tǒng)是指系統(tǒng)可以及時響應(yīng)隨機(jī)發(fā)生的外部事件,并在嚴(yán)格的時間范圍內(nèi)完畢對該事件的解決,常用在特定的應(yīng)用中作為一種控制設(shè)備來使用。特點(diǎn):實(shí)時性、專用性網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是通過通訊設(shè)施將地理上分散的具有自治功能的多個計算機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)起來,實(shí)現(xiàn)信息互換,資源共享,互操作和協(xié)操作解決的系統(tǒng)。特點(diǎn):計算機(jī)自治分布式操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)類似,但分布系統(tǒng)規(guī)定一個統(tǒng)一的操作系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作的統(tǒng)一性,分布式操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)中所有資源,它負(fù)責(zé)全系統(tǒng)的資源分派和調(diào)度,任務(wù)劃分,信息傳輸控制協(xié)調(diào)工作,并為用戶提供一個統(tǒng)一的界面。特點(diǎn):統(tǒng)一界面資源對用戶透明進(jìn)程管理進(jìn)程的定義進(jìn)程是具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)營活動,進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分派和調(diào)度的一個獨(dú)立單位。進(jìn)程的分類從操作系統(tǒng)角度來看,可將進(jìn)程分為系統(tǒng)進(jìn)程和用戶進(jìn)程兩類;系統(tǒng)進(jìn)程執(zhí)行操作系統(tǒng)程序,完畢操作系統(tǒng)的某些功能;用戶進(jìn)程運(yùn)營用戶程序,直接為用戶服務(wù)。進(jìn)程與程序的區(qū)別程序是構(gòu)成進(jìn)程的組成部分之一,一個進(jìn)程的運(yùn)營目的是執(zhí)行它所相應(yīng)的程序。假如沒有程序,進(jìn)程就失去了其存在的意義,從靜態(tài)的角度看,進(jìn)程是由程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊(PCB)三部分組成;區(qū)別:程序是靜態(tài)的進(jìn)程是動態(tài)的進(jìn)程的狀態(tài)就緒就緒321321等待運(yùn)營等待運(yùn)營4411進(jìn)程調(diào)度被選中2時間片用完3等待某個事件4等待的事件已獲得進(jìn)程間的通訊進(jìn)程的同步與互斥同步:進(jìn)程的同步是指進(jìn)程之間一種直接的協(xié)同工作關(guān)系,這些進(jìn)程互相合作,共同完畢一項(xiàng)任務(wù),進(jìn)程間的直接互相作用構(gòu)成進(jìn)程的同步?;コ猓涸谙到y(tǒng)中許多進(jìn)程經(jīng)常需要共享資源,而這些資源往往規(guī)定排他地使用(即獨(dú)占設(shè)備),即一次只能為一個進(jìn)程服務(wù)。 臨界區(qū):系統(tǒng)中一些資源一次只允許一個進(jìn)程使用,這個資源稱為臨界資源。而在程序中訪問臨界資源的那一段程序稱為臨界區(qū),規(guī)定進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程之間就構(gòu)成了互斥關(guān)系。為了保證系統(tǒng)中各并發(fā)進(jìn)程順利運(yùn)營,對兩個以上欲進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程,必須實(shí)行互斥,為此系統(tǒng)采用了一些調(diào)度協(xié)調(diào)措施。信號量的P、V操作P操作功能:使用一個資源實(shí)現(xiàn):P(S)?S:=S-1?若S<0,則該進(jìn)程進(jìn)入S信號量的隊列中檔待V操作功能:釋放一個資源實(shí)現(xiàn): V(S)S:=S+1若S<=0,則釋放S信號量隊列上的一個等待進(jìn)程,使之進(jìn)行就緒隊列死鎖定義:在多道程序系統(tǒng)中,一組進(jìn)程的每一個進(jìn)程均無限期地等待被該組進(jìn)程的另一進(jìn)程所占有且永遠(yuǎn)不會釋放的資源,這種現(xiàn)象稱系統(tǒng)處在死鎖狀態(tài)。產(chǎn)生的必要條件:互斥資源不可搶占占有等待循環(huán)等待死鎖的解決死鎖的防止死鎖的避免安全狀態(tài)銀行家算法死鎖的檢測死鎖的解除資源剝奪撤消進(jìn)程存儲管理存儲管理它負(fù)責(zé)計算機(jī)系統(tǒng)存儲器的管理,存儲管理重要是指對內(nèi)存空間的管理。存儲管理重要是對內(nèi)存中用戶區(qū)進(jìn)行管理,其目的是充足運(yùn)用內(nèi)存,為多道程序并發(fā)提供存儲基礎(chǔ),并盡也許方便用戶使用。存儲管理概述1.
內(nèi)存空間的分派和回收2.
內(nèi)存空間的共享3.
存儲保護(hù)4.
地址映射5.
內(nèi)存擴(kuò)充內(nèi)存資源1.
內(nèi)存分區(qū)2.
內(nèi)存分派3.
碎片解決分區(qū)存儲管理固定分區(qū)可變分區(qū)作業(yè)管理作業(yè):就是用戶在一次上機(jī)算題過程中或一次事務(wù)解決過程中,規(guī)定計算機(jī)系統(tǒng)所做工作的總稱。作業(yè)管理的重要任務(wù)是作業(yè)調(diào)度和作業(yè)控制作業(yè)調(diào)度:是要根據(jù)一定的調(diào)度算法,從輸入到系統(tǒng)的一批作業(yè)中選出若干個作業(yè),分派必要的資源,如內(nèi)存,外部設(shè)備等,為它建立相應(yīng)的用戶作業(yè)進(jìn)程和為其服務(wù)的系統(tǒng)進(jìn)程,最后把這些作業(yè)的程序和數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存,等待進(jìn)程調(diào)度程序去調(diào)度執(zhí)行。作業(yè)調(diào)度又稱高級調(diào)度。作業(yè)控制:是指在操作系統(tǒng)支持下,用戶如何組織其作業(yè)并控制作業(yè)的運(yùn)營。作業(yè)控制方式有兩種:脫機(jī)作業(yè)控制和聯(lián)機(jī)作業(yè)控制。作業(yè)調(diào)度算法:基本目的
盡量提高系統(tǒng)的作業(yè)吞吐量盡量吏CPU和外部設(shè)備的資源運(yùn)用率對各種作業(yè)合理調(diào)度,使所有用戶都滿意重要作業(yè)調(diào)度算法介紹先來先服務(wù)短作業(yè)優(yōu)先算法最高響應(yīng)比作業(yè)優(yōu)先文獻(xiàn)管理文獻(xiàn)是具有符號的,在邏輯上具有完整意義的一組相關(guān)信息項(xiàng)的有序序列文獻(xiàn)的分類文獻(xiàn)的存儲設(shè)備順序存儲設(shè)備磁帶隨機(jī)存儲設(shè)備?磁盤(硬盤和軟盤及光盤等)文獻(xiàn)目錄結(jié)構(gòu)文獻(xiàn)存儲空間的管理位圖法空閑塊法空閑塊鏈表文獻(xiàn)的操作建立文獻(xiàn)打開文獻(xiàn)讀文獻(xiàn)寫文獻(xiàn)關(guān)閉文獻(xiàn)撤消文獻(xiàn)文獻(xiàn)系統(tǒng)的安全?文獻(xiàn)系統(tǒng)的安全性是指抵抗和防止各種物理性破壞及人為性破壞的能力,保證文獻(xiàn)系統(tǒng)安全性常用的措施是備份,即保持文獻(xiàn)的多個副本;備份方法海量轉(zhuǎn)儲增量轉(zhuǎn)儲
專題三:數(shù)據(jù)通訊技術(shù)數(shù)據(jù)通訊是兩個實(shí)體之間數(shù)據(jù)的傳輸和互換數(shù)據(jù)傳輸必須要要有直接或間接的物理聯(lián)接重要內(nèi)容通訊基礎(chǔ)調(diào)制與編碼多路復(fù)用技術(shù)差錯控制傳輸介質(zhì)通訊線路連接的方式點(diǎn)點(diǎn)連接:點(diǎn)—點(diǎn)分支式連接:采用詢問,選擇,有點(diǎn)像計算的總線的結(jié)構(gòu)集線式連接:用集中器把各種低速的終端聯(lián)接起來,再用一條高速線路連接,非對稱的互換機(jī)數(shù)據(jù)通訊方式并行、串行并行特性每一個時鐘周期能同時進(jìn)行多位的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)點(diǎn)能進(jìn)行高速的大數(shù)據(jù)量傳輸缺陷每一位要一根數(shù)據(jù)線,成本高應(yīng)用近距離高速率的場合:如主機(jī)的總線、與外設(shè)連接的連接線(IDE或SCSI、并口打印線等)串行特性每個時鐘周期只能傳送一個數(shù)據(jù)位優(yōu)點(diǎn)能進(jìn)行遠(yuǎn)距的數(shù)據(jù)傳輸缺陷成本低應(yīng)用遠(yuǎn)距離低速率的應(yīng)用,如串口線,電話線后注:由于串行的先天成本優(yōu)勢,近年來串行技術(shù)發(fā)展不久,串行也不再是低速的代名詞:如USB,1394都是串行技術(shù)的高速接口,此外現(xiàn)在最新的串行硬盤接口技術(shù)為155M,比最快的并口IDE硬盤接口133M還要快。串行通訊的幾種方式單工:數(shù)據(jù)始終往一個方向傳送半雙工:數(shù)據(jù)可以雙向傳輸,但同一時刻只能往一個方向進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸全雙工:數(shù)據(jù)可以同時雙向傳輸幾個數(shù)據(jù)通訊的重要技術(shù)指標(biāo)及其計算1、數(shù)據(jù)傳輸率比特率:每秒鐘能傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼位數(shù)S=(1/T)T為每個二進(jìn)制信號的周期,或S=n/t即在時間t內(nèi)傳送了n個比特位!波特率:每一秒內(nèi)傳輸多少個電信號單元,B=1/T波特率與比特率的關(guān)系是:S=Blog2N(其中N表達(dá)一個電信號所有也許的有效狀態(tài)!)2、犯錯率誤比特率:指接受的錯誤比特數(shù)占傳輸總比特數(shù)的比例。誤碼率:指接受碼元中錯誤碼元數(shù)占總碼元數(shù)的比例。之間的關(guān)系:一般沒有特別注明情況下,一個碼元就是指一個比特,當(dāng)明示了一個碼元包含了N個比特時。誤碼率=1-(1-誤比特率)N3、信道容量抱負(fù)信道(奎斯特定理):設(shè)抱負(fù)通道的最大帶寬為H,則該通道的最大波特率為2H。有噪音信道最大數(shù)據(jù)率(香農(nóng)公式):C=Hlog2(1+S/N)H為抱負(fù)信道的最大帶寬,S/N為信道的信噪比。之間的關(guān)系:奎研究的是傳送的是波特率為單位,一般指定了特定的信號格式,否則是計算其一般的數(shù)據(jù)率。在一個帶寬為3KHZ、沒有噪聲的信道,傳輸二進(jìn)制信號時可以達(dá)成的極限數(shù)據(jù)傳輸率為__(6)__。一個帶寬為3KHZ、信噪比為30dB的信道,可以達(dá)成的極限數(shù)據(jù)傳輸率為__(7)__。上述結(jié)果表白,__(8)__(dá)。(2023年度網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師試題)(6):A.3KbpsB.6KbpsC.56KbpsD.10Mbps(7):A.12KbpsB.30KbpsC.56KbpsD.10Mbps(8):A.有噪聲信道比無噪聲信道具有更大的帶寬B.有噪聲信道比無噪聲信道可達(dá)成更高的極限數(shù)據(jù)傳輸率C.有噪聲信道與無噪聲信道沒有可比性D.上述值都為極限值,條件不同,不能進(jìn)行直接的比較調(diào)制與編碼數(shù)據(jù):故意義的實(shí)體信號:是數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼?幾個實(shí)例:模擬數(shù)據(jù)模擬信號:有線電視、無線廣播模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號:光纖傳的電視信號,IP電話數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號:電話線上傳輸?shù)纳暇W(wǎng)信號、微波,手機(jī)信號數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字信號:以太網(wǎng)中傳送的信號數(shù)字信號傳輸優(yōu)缺陷:代價少,干擾少,但衰減大。調(diào)制:變換成模擬信號編碼:編碼成數(shù)字信號幅移鍵控法ASK調(diào)制原理幅度優(yōu)缺陷調(diào)制與解調(diào)簡樸,效率低,易干撓頻移鍵控法FSK調(diào)制原理頻率優(yōu)缺陷抗干找能力強(qiáng)相移鍵控法PSK調(diào)制原理相位優(yōu)缺陷能進(jìn)行多相位的調(diào)制,效率高,抗干找能力最強(qiáng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼單極性碼:只有正(或負(fù))的電壓表達(dá)數(shù)據(jù)極性碼:分別用正和負(fù)來表達(dá)1和0。或相反的應(yīng)用雙極性碼:三進(jìn)制碼,1為反轉(zhuǎn),0為保持零電平歸零碼:碼元中間的信號回歸到0電平不歸零:遇1電平翻轉(zhuǎn),零時不變雙相碼:規(guī)定第一位都有電平轉(zhuǎn)換曼徹斯特編碼:是一種雙相碼,每一位中間有一個跳變,從高到低為1差動曼徹斯特:每一位周期有跳變?yōu)榱?,沒有為1,中間跳變僅提供時鐘多電平碼:碼元可取多個電平之一模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼實(shí)現(xiàn)原理:以高于兩倍最高有效信號頻率的速率對信號進(jìn)行采樣!就可以包含原始信號的所有信息。 方法線性編碼:等分非線性編碼:不等分,低幅值的進(jìn)行較多量化優(yōu)缺陷:非線性還原性好,但實(shí)現(xiàn)困難多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)是把多個低速信道合成一個高速信道的技術(shù),這種技術(shù)要用到兩個設(shè)備:多路復(fù)用器和多路分派器。多路復(fù)用是雙向的概念幾種復(fù)用技術(shù)頻分(FDM)時分(TDM)記錄時分(STDM)波分(WDM)碼分(CDMA)空分(SDMA)差錯控制差錯控制的必要性檢錯與糾錯特點(diǎn)及應(yīng)用場合檢錯定義傳輸中僅僅發(fā)送足以使接受端能檢測出差錯的附加位,假如接受端檢測到一個差錯,就請求重發(fā)這一信息常用方法奇偶,CRC應(yīng)用場合雙向通訊,延時小糾錯定義在發(fā)送每一組信息時發(fā)送足夠的附加位,使接受端能以很高的概率檢測并糾正大多數(shù)差錯常用方法海明碼應(yīng)用場合單向通訊,延時大,重發(fā)代價大檢錯與糾錯碼距的概念:任兩個合法碼字之間至少有多少位相同海明碼定義:假如海明距離是d,則所有少于d-1位的錯誤都可以檢查出來,所有少于d/2位的錯誤都可以糾正。是一種糾錯誤CRC定義及計算:F(X)=D(X)*2n/R(X)F(X)為生成的CRCD(X)為要校驗(yàn)的數(shù)R(X)為生成多項(xiàng)式常用的CRC生成多項(xiàng)式:CRC-12:=X12+X11+X3+X2+X+1CRC-16:=X16+X15+X2+1CRC-CCITT:=X16+X12+X5+1CRC-32:=X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)是通訊網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接受方的物理通路物理拓樸結(jié)構(gòu)點(diǎn)—點(diǎn)連接、總線型、星型、環(huán)型同軸電纜線物理描述外部圓柱形空心導(dǎo)體圍裹著一個內(nèi)部的導(dǎo)體傳輸特性可以進(jìn)行數(shù)字和模擬信號的傳送連通性用于點(diǎn)點(diǎn)連接和多點(diǎn)聯(lián)接范圍距離短,假如用于以太網(wǎng)則最大為185M(細(xì)),500M(粗)抗干攏性較好雙絞線物理描述是由按螺旋結(jié)構(gòu)排列的兩根絕緣線組成傳輸特性可以進(jìn)行數(shù)字和模擬信號的傳送連通性多用于點(diǎn)點(diǎn)連接范圍距離短,假如用于以太網(wǎng)則最大為100M抗干攏性較差光纖線物理描述是一種細(xì)小柔軟的并能傳導(dǎo)光線的介質(zhì)傳輸特性可以進(jìn)行數(shù)字信號的傳送連通性用于點(diǎn)點(diǎn)連接范圍距離長抗干攏性很好。且不受電磁干撓無線介質(zhì)物理描述運(yùn)用電磁波、紅外線或激光等進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸傳輸特性可以進(jìn)行數(shù)字或模擬信號的傳送連通性用于點(diǎn)點(diǎn)連接或多點(diǎn)聯(lián)接范圍因采用的技術(shù)不同而不同抗干攏性因不用的介質(zhì)而不同專題四:互換技術(shù)線路互換分組互換幀中繼ATM線路互換就是用戶(終端)在呼喊狀態(tài)時,在電話系統(tǒng)中的互換設(shè)備尋找一條通路往呼喊用戶的物理路由,這種連接技術(shù)稱為線路互換。線路互換的過程建立連接數(shù)據(jù)傳送斷開連接線路互換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)用戶分機(jī)本地回路互換機(jī)主干線路線路互換的特點(diǎn):通信途徑采用物理連接,數(shù)據(jù)終端用戶仿佛使用一條專線同樣一旦建立線路,網(wǎng)絡(luò)對用戶是“透明”的。用固定的數(shù)據(jù)傳輸率傳輸數(shù)據(jù),因此不能動態(tài)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)帶寬。傳輸延遲小,常用于實(shí)時通信,線路建立時間較長。在通信之前,必須建立一條從源端到目的端的途徑。一旦建立線路,將獨(dú)占信道;信道運(yùn)用率低,浪費(fèi)大。連續(xù)傳送數(shù)據(jù),不存儲報文,無數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。呼喊建立后沒有開銷位。負(fù)載重時也許阻塞呼喊的建立;但已建立的連接不發(fā)生延遲。無差錯和流量控制。分組互換線路互換的局限性分組互換的工作方式分組互換的優(yōu)點(diǎn)線路運(yùn)用率高可以進(jìn)行數(shù)據(jù)率的轉(zhuǎn)換負(fù)載均衡優(yōu)先級的應(yīng)用差錯控制分組互換技術(shù)分組互換與報文互換的比較分組互換的報文小,大的數(shù)據(jù)要進(jìn)行分組速度快分組互換的兩種實(shí)現(xiàn)方式數(shù)據(jù)報虛電路兩種技術(shù)的比較虛電路的效率高,合用于一段連續(xù)的時間內(nèi)互換數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報無呼喊建立,代價小數(shù)據(jù)報原始,靈活數(shù)據(jù)報傳遞可靠內(nèi)部與外部操作內(nèi)部:即是我們通常談?wù)摰姆纸M互換網(wǎng)外部:外部即是指終端到分組互換網(wǎng)的第一個互換機(jī)(邊界)內(nèi)部與外部操作的組合外部虛電路,內(nèi)部虛電路;外部虛電路,內(nèi)部數(shù)據(jù)報;外部數(shù)據(jù)報,內(nèi)部虛電路;外部數(shù)據(jù)報,內(nèi)部數(shù)據(jù)報;分組互換的阻塞控制從一個阻塞節(jié)點(diǎn)向一些或所有信源節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制報文分組依靠路由信息運(yùn)用點(diǎn)對點(diǎn)的探針報文分組在通過報文分組上允許報文分組互換節(jié)點(diǎn)把阻塞信息加入X.25X.25是一項(xiàng)廣泛使用的報文分組互換協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)有三個功能性層次,即物理層、鏈路層、報文分組層(網(wǎng)絡(luò)層)服務(wù)虛擬線路服務(wù):數(shù)據(jù)以報文分組的形式在擴(kuò)展的虛擬線路上傳送。X.25提供兩種虛擬的線路服務(wù),虛調(diào)用和永久性虛擬線路多路復(fù)用:一個DTE在一條物理的DTE-DCE鏈路上允許4095條共生的虛擬線路流量和差錯控制流量和差錯控制和HDLC使用在實(shí)質(zhì)上格式和過程完全相同,采用等停ARQ協(xié)議來進(jìn)行差錯控制和滑動窗口技術(shù)來進(jìn)行流量控制幀中繼互換幀中繼是在第二層建立虛電路,用幀方式來載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一種數(shù)字傳輸系統(tǒng)幀中繼產(chǎn)生的條件:高質(zhì)量的數(shù)字線路和高數(shù)據(jù)傳輸率的需求特點(diǎn):幀中繼的幀比HDLC操作簡樸,只做檢錯,不再重傳,沒有滑動窗口式的流量控制,只有擁塞控制。通信過程流線化。它減少了用戶與網(wǎng)絡(luò)接口的協(xié)議功能以及網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的解決需求,從而減少了延遲,提高了吞吐率。幀中繼提供一種面向連接的、虛電路分組互換。幀中繼的網(wǎng)絡(luò)用途塊交互數(shù)據(jù):短時延和大流量文獻(xiàn)傳輸:較大的流量低速率的復(fù)用:運(yùn)用幀中繼的復(fù)用能力,可為較多的低速率應(yīng)用提供經(jīng)濟(jì)的服務(wù)字符交互通信:幀短,時延小和低流量互聯(lián)局域網(wǎng):突發(fā)性,高速率和大流量ATMATM本質(zhì)是一種高速分組互換模式,它將話音,數(shù)據(jù)等所有的數(shù)字信息分解成長度一定的數(shù)據(jù)塊,并在各數(shù)據(jù)塊前裝配地址,優(yōu)先組等控制信息構(gòu)信元。ATM產(chǎn)生的背景:遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸多種業(yè)務(wù)的接入(語音,數(shù)據(jù)和多媒體)時延和服務(wù)質(zhì)量ATM的重要特點(diǎn)ATM的重要特點(diǎn)信元長度固定。53字節(jié),5字節(jié)為信息頭信元格式與所傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類型無關(guān)。工作方式為面向連接的,連接在請求時建立和刪除。數(shù)據(jù)傳輸率高,延遲小,因此不采用反饋重發(fā)機(jī)制。信元是ATM獨(dú)有的特性。使用了線路互換方法,也繼承了高速分組互換對任意速率的適應(yīng)性。對協(xié)議的解決與轉(zhuǎn)換采用硬件線路來進(jìn)行,提高了解決速度。采用的復(fù)用方式為ATDM(異步時分多路復(fù)用)。ATM互換和控制ATM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):虛擬通道(VC):用于描述ATM信元單向傳送的一個概念,信元都與一個惟一的標(biāo)記值(VC)相聯(lián)系,同一VC的信元群,擁有相同的虛擬通道標(biāo)記(VCI)。虛擬通路(VP):用于描述屬于虛擬通路的ATM信元的單向傳輸?shù)囊粋€概念,一個VP可以用復(fù)用的方式容納65535個VC!屬于同一VP的不同的虛擬通道的信元群,擁有相同的虛擬通路標(biāo)記(VPI),VC和VP都屬于ATM層。傳輸通路:它是網(wǎng)絡(luò)部件的延伸和擴(kuò)展,它匯集和分解傳輸系統(tǒng)的有效負(fù)載,屬于物理層,在一條傳輸通路上可以容納多虛擬通路。ATM的互換:傳輸通路互換:這是屬于物理層的互換,就象線路互換,信元的VPI和VCI都不變。虛擬通路互換:對整個通路互換,即只改變信元的VPI值,但VCI值不變。虛擬通道/虛擬通路互換:有兩種情況,即同一虛擬路內(nèi)的VC互換,這只是改變信元頭的VCI值。另一種是通路間的通道互換,這樣信元頭的VPI和VCI都要變。專題五:網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是計算機(jī)之間互相通訊的層次,以及各層中的協(xié)議和層次之間接口的集合。如TCP/IP或OSI等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布系統(tǒng)中互相通信的對等實(shí)體間互換信息進(jìn)所必須遵守的規(guī)則的集合。如IP或IPX等。協(xié)議重要涉及以下幾個要素: 1、語法(syntax):涉及數(shù)據(jù)格式、編碼及信號電平等。 2、語義(semantics):涉及用于協(xié)調(diào)和差錯解決的控制信息。?3、定期(timing):涉及速度匹配和排序。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及協(xié)議OSI(開放系統(tǒng)互連)參考模型OSI/RM參考模型提出了用分層的方法實(shí)現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)與互操作功能。按照這種技術(shù)(指分層)構(gòu)造的系統(tǒng)可以從邏輯上當(dāng)作是一些連續(xù)層次的組合,就是把一個復(fù)雜的問題劃分為不同的局部問題,并規(guī)定每一層所必須完畢的功能。下層為上層提供服務(wù),上下層之間靠預(yù)先定義的接口聯(lián)系,每一層的功能都是在其下層功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。這樣,網(wǎng)絡(luò)體系分層的方法就把復(fù)雜問題分解成多個獨(dú)立且較容易解決的子問題。OSI(開放系統(tǒng)互連)參考模型共分為七層物理層數(shù)據(jù)鏈路層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層會話層表達(dá)層應(yīng)用層物理層功能提供為建立、維護(hù)和拆除物理鏈路所需要的機(jī)械的、電器的、功能的和規(guī)程的特性。有關(guān)在物理鏈路上傳輸非結(jié)構(gòu)的位流和故障檢測指示。介質(zhì):是傳輸信號可以通過的各種各樣的物理環(huán)境。為了使計算機(jī)可以彼此之間進(jìn)行通信,必須在物理上對它們進(jìn)行連接。屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線直通、交叉電纜及586A、586B標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜光纖設(shè)備收發(fā)器中繼器多端口中繼器沖突與沖突域的概念數(shù)據(jù)分組產(chǎn)生和發(fā)生沖突的這樣一個區(qū)域被稱為沖擊域。數(shù)據(jù)鏈路層功能:
在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)體間提供數(shù)據(jù)發(fā)送和接受的功能和過程提供數(shù)據(jù)鏈路的流控特點(diǎn):通過邏輯鏈路控制LLC與高層進(jìn)行通信使用一個平的尋址方案使用幀技術(shù)來組織數(shù)據(jù)的各比特使用介質(zhì)訪問控制來選擇哪一臺計算機(jī)傳送數(shù)據(jù)MAC地址的概念:是標(biāo)記一臺主機(jī)的硬件地址組成:生產(chǎn)商+序列號共48位MAC廣播設(shè)備網(wǎng)橋互換機(jī)網(wǎng)絡(luò)層功能:控制分組傳送系統(tǒng)的操作、路由選擇、擁擠控制、網(wǎng)絡(luò)互連等功能,它的作用是將具體的物理傳送對高層透明根據(jù)傳輸層的規(guī)定來選擇服務(wù)質(zhì)量向傳輸層報告未恢復(fù)的差錯網(wǎng)絡(luò)層地址網(wǎng)絡(luò)層地址是一個分級的地址,由網(wǎng)絡(luò)號+主機(jī)號組成協(xié)議:ARP地址解析協(xié)議:不知目的主機(jī)的MACRARP:不知自己的IP路由選擇:用來擬定被路由協(xié)議為了到達(dá)目的所遵循的途徑補(bǔ)路由選擇:可以在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行路由選擇傳輸層功能:提供建立、維護(hù)和折除傳送連接的功能選擇網(wǎng)絡(luò)層提供最合適的服務(wù)在系統(tǒng)之間提供可靠的透明的數(shù)據(jù)傳送,提供端到端的錯誤恢復(fù)和流量控制面向的連接面向數(shù)據(jù)報會話層此層建立、維護(hù)管理和終止應(yīng)用程序會話連接。表達(dá)層重要解決用戶信息的語法表達(dá)問題。表達(dá)層與程序使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有關(guān)。如信息的編碼、加密、解密、壓縮、數(shù)據(jù)翻譯和格式轉(zhuǎn)換等。應(yīng)用層此層為應(yīng)用程序(如電子郵件、文獻(xiàn)傳輸和終端仿真)提供服務(wù)。分層的工作方式低層為高層服務(wù)對等層之間的通訊方式TCP/IP協(xié)議TCP/IP的分層模型TCP/IP是由一系列協(xié)議組成的,TCP/IP的分層模型是由基于硬件層次上的四個概念性層次構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層是TCP/IP的最低層,負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)層與硬件設(shè)備的聯(lián)系,接受IP數(shù)據(jù)報并發(fā)送到選定的網(wǎng)絡(luò)。該層傳送對象為特定網(wǎng)絡(luò)幀。IP層IP層相應(yīng)OSI的網(wǎng)絡(luò)層,它解決的是主機(jī)到主機(jī)間的通信問題,它包含三個功能:解決分組發(fā)送請求,組裝IP數(shù)據(jù)報,選擇途徑,將數(shù)據(jù)報發(fā)往適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)接口。解決數(shù)據(jù)報。解決途徑選擇、流量控制、阻塞等工作。該層傳輸對象為IP數(shù)據(jù)報。傳輸層傳輸層相應(yīng)OSI的傳輸層,它解決的是進(jìn)程與進(jìn)程的通信問題。也就是通常所說的“端到端”通信。它的功能是對信息流進(jìn)行調(diào)節(jié),提供可靠地傳輸,保證數(shù)據(jù)無誤地到達(dá)目的地。傳輸對象為傳輸協(xié)議分組。應(yīng)用層應(yīng)用層提供一組常用的程序給用戶,以便訪問TCP/IP網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)。應(yīng)用程序負(fù)責(zé)發(fā)送和接受數(shù)據(jù),它們可以是獨(dú)立的報文序列,也可以是連接的字節(jié)流IP協(xié)議IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議簇的核心協(xié)議之一,它的基本任務(wù)是通過互連網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)報,各個數(shù)據(jù)報是互相獨(dú)立的,它基于數(shù)據(jù)鏈路層的服務(wù),而向TCP層提供服務(wù)。一個TCT/IP互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)提供了三組服務(wù):連接分組傳送服務(wù)、可靠的傳送服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)。IP協(xié)議是一種不可靠的、使用無連接傳送機(jī)制的協(xié)議。IP協(xié)議提供了三個重要定義。定義了數(shù)據(jù)傳送的基本單元,規(guī)定了傳送數(shù)據(jù)的格式。IP軟件完畢路由選擇功能。不可靠傳送原則:分組解決、差錯信息發(fā)生、分組丟棄等的規(guī)則。IP數(shù)據(jù)報格式:了解數(shù)據(jù)報頭的格式信息。IP數(shù)據(jù)報選項(xiàng):用于網(wǎng)絡(luò)測試或調(diào)試,涉及記錄路由選項(xiàng)、路由表、時間戳選項(xiàng)等。IP地址表達(dá)的方法分類現(xiàn)行IP地址局限性且浪費(fèi)嚴(yán)重解決方法:子網(wǎng)掩碼可變長子網(wǎng)掩碼無類別域間路由選擇TCP協(xié)議TCP定義了兩臺計算機(jī)間進(jìn)行可靠傳輸而互換的數(shù)據(jù)和確認(rèn)信息的格式,以及計算機(jī)為了保證數(shù)據(jù)的對的到達(dá)而采用的措施。TCP是一個面向連接(以端點(diǎn):主機(jī)和端口)的協(xié)議,即在TCP進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信前,通信雙方必須先建立連接,然后再進(jìn)行通信。它采用了確認(rèn)、超時重發(fā)、流量控制等各種技術(shù)來保證可靠性的實(shí)現(xiàn)。它使用三次握手協(xié)議來建立連接,三次握手協(xié)議是連接兩端對的同步的充要條件,同樣,它使用修改的三次握手協(xié)議來關(guān)閉連接,以結(jié)束會話。在協(xié)議層次中位于IP層之上。它允許一臺計算機(jī)上的多個應(yīng)用程序同時進(jìn)行通信,也能對接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,分別送到多個應(yīng)用程序。TCP使用專門的滑動窗口機(jī)制來解決傳效率和流量控制問題。但不能解決整個網(wǎng)絡(luò)的擁擠問題。TCP報文格式:報頭和數(shù)據(jù)。TCP提供可靠傳輸,可靠傳輸服務(wù)有5個特性:面向數(shù)據(jù)流、虛電路連接、有緩沖的傳輸、無結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流和全雙工連接。UDP協(xié)議UDP可以在給定的主機(jī)上辨認(rèn)多個目的地址,同時允許多個應(yīng)用程序在同一個臺主機(jī)上工作并能獨(dú)立地進(jìn)行數(shù)據(jù)報的發(fā)送與接受。UDP協(xié)議也是一種不可靠的、使用無連接傳送機(jī)制的協(xié)議,其可靠性問題由使用UDP的應(yīng)用程序來解決。UDP報文的格式:報文頭和數(shù)據(jù)兩部分。其中報文頭涉及:源端口、目的端口、報文長度和校驗(yàn)和。UDP的分層與封裝:UPD處在TCP/IP四層中的第三層,即IP層之上。在傳輸時,先封裝到IP數(shù)據(jù)報中IP層用),后封裝到幀中(網(wǎng)絡(luò)接口層用)。注意區(qū)別:IP報頭源和目的主機(jī)的IP地址;而UDP層的報頭指明了源和目的主機(jī)上的端口。UDP也提供復(fù)用和分解功能,它通過端口機(jī)制實(shí)現(xiàn)。專題六:局域網(wǎng)技術(shù)局域網(wǎng)的定義:局域網(wǎng)是將社區(qū)內(nèi)的各種通信設(shè)備互連在一起的通信網(wǎng)絡(luò)三種技術(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳輸介質(zhì)介質(zhì)訪問控制方法局域網(wǎng)技術(shù)重要內(nèi)容局域網(wǎng)的概念以太網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)分布隊列光纖環(huán)網(wǎng)ATM局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)局域網(wǎng)重要特點(diǎn): 1)地理范圍僅限于0.1~25km(以前定義10km);2)整個網(wǎng)絡(luò)為某個單位或部門所擁有,僅供該單位內(nèi)部使用;3)網(wǎng)上所連接的重要是微型機(jī),故往往又稱之為微機(jī)網(wǎng)絡(luò);4)傳輸誤碼率低;5)高數(shù)據(jù)速率,其傳輸速率通常為:10M~10Gbps。局域網(wǎng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)物理層數(shù)據(jù)鏈路層邏輯鏈路控制層介質(zhì)訪問控制層網(wǎng)絡(luò)層以太網(wǎng)以太網(wǎng)是一種總線型局域網(wǎng),采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測介質(zhì)訪問控制方法載波監(jiān)聽多路訪問CSMACSMA控制方案堅持退避算法非堅持1-堅持P-堅持CSMA/CD工作過程:沖突檢測時間基帶總線:最大傳輸延遲的兩倍寬帶總線:最大傳輸延遲的四倍退避算法二進(jìn)制指數(shù)退避算法算法過程拓樸結(jié)構(gòu)物理邏輯802.3標(biāo)準(zhǔn)物理層規(guī)范常用標(biāo)準(zhǔn)及介質(zhì)選用10BASE5、10BASE2、10BASE-T5-4-3-2-1規(guī)則幀結(jié)構(gòu)組成大小:最小64最大1564互換式以太網(wǎng)工作原理使用的設(shè)備互換機(jī)的應(yīng)用:主干網(wǎng)絡(luò)用來替換集線器,實(shí)現(xiàn)無逢的升級。高速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)802.3U標(biāo)準(zhǔn)及物現(xiàn)規(guī)范100BASE-TX、100BASE-FX、1000BASE-T4、100BASE-T21000M以太網(wǎng)802.3Z標(biāo)準(zhǔn)及物現(xiàn)規(guī)范1000BASE-CX、1000BASE-LX、1000BASE-SX、1000BASE-TX令牌網(wǎng)物理拓樸工作原理合用場合標(biāo)記環(huán)有關(guān)位的計算環(huán)的長度用位計算:總位數(shù)=介質(zhì)延遲+站點(diǎn)延遲分布隊列雙總線DQDB及802。6標(biāo)準(zhǔn)背景遠(yuǎn)距離傳輸、高速率、低延時的規(guī)定組成雙總線結(jié)構(gòu)應(yīng)用場合城域網(wǎng)的應(yīng)用高數(shù)據(jù)據(jù)速率光纖環(huán)網(wǎng)和FDDIFDDI的特點(diǎn)FDDI與802.5的區(qū)別多幀發(fā)送編碼方式分布式時鐘發(fā)送完后產(chǎn)生新標(biāo)記可靠性規(guī)范ATM局域網(wǎng)ATM特點(diǎn)能提供高的數(shù)據(jù)速率延時小,支持寬帶視頻業(yè)務(wù)可伸縮的吞吐率提供點(diǎn)對點(diǎn)的連接,保證了需要的帶寬ATM局域網(wǎng)應(yīng)用的類型作為連接到ATM廣域網(wǎng)的網(wǎng)關(guān):相稱于路由器的功能骨干ATM互換機(jī):相稱于核心互換機(jī)工作組ATM無線局域網(wǎng)無線局域的標(biāo)準(zhǔn)及802.11體系結(jié)構(gòu)802.11標(biāo)準(zhǔn):IEEE制定的國際標(biāo)準(zhǔn),面向數(shù)據(jù)的計算機(jī)局域網(wǎng)HIPERLAN:歐洲郵電委員會標(biāo)準(zhǔn),面向連接的無線局域網(wǎng),應(yīng)用于語言蜂窩電話介質(zhì)訪問控制分布式訪問控制協(xié)議:中央訪問控制:CSMA算法WLAN的關(guān)鍵技術(shù)紅外線通訊擴(kuò)展頻譜通訊窄帶微波通信專題七:廣域網(wǎng)及接入網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)是作用的地理范圍從數(shù)十公里到數(shù)千公里,可以連接若干個城市、地區(qū)甚至跨越國界、遍及全球的一種計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。接入網(wǎng)技術(shù)是解決接入互聯(lián)網(wǎng)的最后一公里的問題所采用的技術(shù)。重要內(nèi)容廣域網(wǎng)技術(shù)電話網(wǎng)X.25公用數(shù)字網(wǎng)幀中繼業(yè)務(wù)ISDN和ATM接入網(wǎng)技術(shù)基本概念xDSL數(shù)字線路技術(shù)HFC混合光纖—同軸電纜高速以太網(wǎng)接入無線接入簡介公用電話網(wǎng)公共互換電話網(wǎng)特點(diǎn):面向語言的模擬信道覆蓋面廣費(fèi)用低廉速度不高電話系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)用戶端社區(qū)互換機(jī)中心互換機(jī)局區(qū)高速干線點(diǎn)到點(diǎn)通訊點(diǎn)到點(diǎn)通訊的應(yīng)用用戶使用調(diào)制解調(diào)連接到互聯(lián)網(wǎng),構(gòu)成點(diǎn)到點(diǎn)的通訊以整個局域網(wǎng)為一單位通過一些聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng),構(gòu)成了局域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的通訊通訊協(xié)議:SLIP和PPPPPP協(xié)議提供的功能:成幀的方法可清楚地區(qū)分幀的結(jié)束和下幀的起始,幀格式還解決差錯檢測鏈路控制協(xié)議LCP用于啟動線路、測試、任選功能的協(xié)商以及關(guān)閉連接網(wǎng)絡(luò)層任選功能的協(xié)商方法獨(dú)立于使用的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議,因此可合用于不同的網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議調(diào)制解調(diào)器接口:RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)V2.8機(jī)械特性25針D型或9針D型的母插頭電氣特性+3---15V表達(dá)負(fù)電壓-3---15V表達(dá)正電壓功能特性分類:數(shù)據(jù)線、控制線、定期線和地線零調(diào)制連接:3根線異步應(yīng)用:10根線同步應(yīng)用:12根線調(diào)制技術(shù)的發(fā)展調(diào)頻調(diào)相正交幅度調(diào)制格碼調(diào)制,能達(dá)成24400。V32實(shí)現(xiàn)了9600分組集群式最新56000b/s的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):V.90、V92、K56Flex及X2X25公用數(shù)據(jù)網(wǎng)X25的特點(diǎn):X25是一種面向連接的,提供虛電路的分組互換網(wǎng)絡(luò)X25具有流控和差錯控制功能X25的分層:物理層、鏈路層、分組層物理層:X.21標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)率有:600、2400、4800、9600及48000機(jī)械特性:15針的連接器流量控制和差錯控制停等協(xié)議(ARQ)差錯控制流量控制幀中繼網(wǎng)幀中繼網(wǎng)是一種工作在高質(zhì)量通訊線路上的,在第二層建立虛電路,用幀來承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速分組互換網(wǎng)幀中繼協(xié)議LAP-D:是一種比LAP-B簡樸,省去了控制字段幀中繼遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)的重要優(yōu)點(diǎn):基于分組互換的透明傳輸,可提供面向連接的服務(wù)幀長可變,可以承載各種局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀可以達(dá)成很高的數(shù)據(jù)率可以按需要提供帶寬,也可以應(yīng)付突發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸沒有流控和重傳機(jī)制,開銷小局限性不適合對延遲敏感的應(yīng)用不保證可靠的提交數(shù)據(jù)的丟失依賴于運(yùn)營商對虛電路的配置應(yīng)用場合幀中繼網(wǎng)常用于為初期的網(wǎng)絡(luò)互連而設(shè)計的已過時的X.25進(jìn)行升級;幀中繼網(wǎng)合用于解決突發(fā)性信息和可變長度幀的信息,特別合用于局域網(wǎng)的互連。ISDN綜合數(shù)字業(yè)務(wù)網(wǎng)ISDN是一種拔號連接的支持?jǐn)?shù)據(jù),語言等全方位的通用電信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成ISDN互換系統(tǒng)本地回路NT1(是一個插板,同進(jìn)還涉及網(wǎng)絡(luò)管理、測試、維護(hù)和性能臨視等,是一個物理設(shè)備)NT2(本地計算機(jī)互換分機(jī))TE1(ISDN終端)TE2(非ISDN終端)TA(終端適配器)U、T、S、R接口界面數(shù)據(jù)傳輸率基本速率接口(BRI):可支持兩個64K的B信道和1個16K的D信道一次群速率接口(PRI):23個B通道和1D信道重要應(yīng)用:家庭或小型辦公的互聯(lián)網(wǎng)接入其他線路的備用線路ATM網(wǎng)絡(luò)ATM網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)ATM分類物理層:完畢信息的傳輸ATM層:完畢互換,路由及多路復(fù)用ATM適配層:負(fù)責(zé)與較高層信息的匹配AAL服務(wù)分類A類:線路仿真B類:VBR視頻C類:文獻(xiàn)傳輸D類:無連接的信報接入網(wǎng)定義:接入網(wǎng)是指互換局到用戶終端之間的所有機(jī)線設(shè)備主干系統(tǒng)配線系統(tǒng)引入線接入網(wǎng)的重要功能用戶口功能(UPF)業(yè)務(wù)口功能(SPF)核心功能(CF)傳送功能(TF)AN系統(tǒng)管理功能(SMF)接入網(wǎng)的特點(diǎn):重要完畢復(fù)用,交叉連接和傳輸功能,不具有互換功能提供開放的標(biāo)準(zhǔn)接口,可實(shí)現(xiàn)與任何種類的互換設(shè)備進(jìn)連接光纖化限度高能提供各種綜合業(yè)務(wù)對環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)組網(wǎng)能力強(qiáng)可采用多種接入技術(shù)接入網(wǎng)可獨(dú)立于互換機(jī)進(jìn)行升級提供了功能較為全面的網(wǎng)管系統(tǒng)接入網(wǎng)的重要業(yè)務(wù)對于小企事用戶和用戶,近期的重要業(yè)務(wù)有以下影音點(diǎn)播業(yè)務(wù)或準(zhǔn)影視點(diǎn)播業(yè)務(wù)交互式圖像游戲交互式圖像業(yè)務(wù)遠(yuǎn)程教育多媒體庫中長期的寬帶業(yè)務(wù)需求重要有下面幾類廣播電視事務(wù)業(yè)務(wù)目的型廣告網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議SLIP和PPP協(xié)議SLIP是一種串行通訊協(xié)議,一方面要擬定雙方的IP地址,只支持IP協(xié)議,無差錯控制PPP是一種點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議,支持多種協(xié)議,可動態(tài)分派IP地址,有差錯控制,支持驗(yàn)證PPPoE協(xié)議PPPoE是基于以太網(wǎng)的點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議,同時具有以太網(wǎng)和PPP的優(yōu)點(diǎn)PPPoE提供了一種抱負(fù)的接入方案xDSL接入DSL數(shù)字用戶線路技術(shù)是基于普通電話線的寬帶接入技術(shù)。對稱DSL技術(shù)HDSL采用二對或三對雙絞線提供全雙工的數(shù)據(jù)傳SDSL在單一的雙絞線上支持多種對稱速率到T1/E1的連接,用戶可以根據(jù)數(shù)據(jù)流量,選擇最經(jīng)濟(jì)合適的速率。非對稱ADSL技術(shù)特點(diǎn):上行與下行不對稱,與用戶的實(shí)現(xiàn)使用規(guī)定一致RADSL:支持同步與異步的傳輸方式、下行:640K-12M上行:128K-1MVDSL:傳輸距離較短,下行:最大52M上行:1.5—2.3MADSL:可在現(xiàn)在有雙絞線使用,下行:1-8M上行:512K—1MADSL特點(diǎn):可在現(xiàn)有線路上傳輸提供較高的數(shù)據(jù)率安裝簡樸,成本低獨(dú)享帶寬單獨(dú)記費(fèi)HFCHFC是指運(yùn)用混合光纖同軸電纜來進(jìn)行寬帶數(shù)字通訊的有線閉路網(wǎng)絡(luò)(CATV)組網(wǎng)特點(diǎn)光纖到社區(qū)同軸電纜到用戶對現(xiàn)有的CATV改造為雙向通訊即可,建網(wǎng)快,造價低。組網(wǎng)設(shè)備前端主數(shù)字終端光纖結(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)接口單元綜合業(yè)務(wù)單元HFC網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)具有很高的傳輸帶寬可以偉輸電話語音業(yè)務(wù),高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及個人通信業(yè)務(wù)等多種業(yè)務(wù),具有全業(yè)務(wù)性充足運(yùn)用現(xiàn)在的CATV資源共享帶寬高速以太網(wǎng)接入常用的接入方案是:FTTX+LAN的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):連接到社區(qū)主干是采用高速的光纖網(wǎng)絡(luò)為用戶提供的是雙絞線的10M或100M接入速度共享帶寬無線接入網(wǎng)無線接入重要的工作方式是一點(diǎn)到多點(diǎn)解決多用戶爭用的技術(shù)頻分多址時分多址碼分多址使用效率來看碼分多址最高專題八:網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)重要內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本概念及重要方法網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備局域網(wǎng)的互聯(lián)廣域網(wǎng)的互聯(lián)Internet協(xié)議和路由技術(shù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的模式LAN與LAN互聯(lián)工作層次:下三層設(shè)備:HUB、橋、互換機(jī)、路由器規(guī)定:高寬帶LAN與WAN互聯(lián)工作層次:四層都有設(shè)備:路由器、網(wǎng)關(guān)規(guī)定:可靠的連接低的延時網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備中繼器(或HUB)工作模式作用功能局限網(wǎng)橋工作模式作用功能局限互換機(jī)工作模式作用功能局限路由器工作模式作用功能局限網(wǎng)關(guān)工作模式作用功能局限局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)HUB互聯(lián)網(wǎng)橋、互換機(jī)互聯(lián)生成樹協(xié)議作用工作過程擬定一個根端口:可以人為指定,默認(rèn)為地址最小的網(wǎng)橋?yàn)楦鶖M定其他網(wǎng)橋的根端口:到達(dá)該網(wǎng)橋花費(fèi)最小的根端口對每一個LAN擬定一個惟一的指定橋和指定端口路由器互聯(lián)技術(shù)路由協(xié)議被路由協(xié)議廣域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)廣域網(wǎng)的互連一般采用在網(wǎng)絡(luò)層(及其以下)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換辦法實(shí)現(xiàn)。OSI網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)子網(wǎng)無關(guān)子層子網(wǎng)相關(guān)子層子網(wǎng)訪問子層無連接的網(wǎng)際互連工作方式互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計:路由、數(shù)據(jù)報生命周期、分段和重組、糾錯和流控面向連接的網(wǎng)際互連常用路由器連接X.25分組互換網(wǎng)和一個局域網(wǎng)工作方式網(wǎng)際虛電路的建立數(shù)據(jù)傳輸X.75(半網(wǎng)關(guān))Internet協(xié)議TCP/IP協(xié)議與OSI協(xié)議的關(guān)系相應(yīng)關(guān)系IP地址定義:用32位的二進(jìn)制數(shù)值來標(biāo)記互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)表達(dá)方法:四部分點(diǎn)分十進(jìn)制表達(dá)分類A類:第一位是0從1-127B類:前二位是10從128-191C類:前三位是110從192-223D類:前四位是1110從224-239E類:前五位是11110從240-255子網(wǎng)掩碼差錯與控制報文協(xié)議為了使互聯(lián)網(wǎng)中的路由器報告差錯或提供有關(guān)意外情況的信息,在TCP/IP中設(shè)計了一個特殊用途的報文機(jī)制,稱為控制報文協(xié)議(ICMP)。ICMP是一個差錯報告機(jī)制ICMP報文格式:8位的整數(shù)的報文類型字段8位代碼字段提供有關(guān)報文類型的進(jìn)一步信息16位的校驗(yàn)字段專題九:網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概念:具有網(wǎng)絡(luò)功能的操作系統(tǒng)功能:網(wǎng)絡(luò)通信共享資源網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)互操作性提供網(wǎng)絡(luò)接口特性:具有單機(jī)操作系統(tǒng)的四大特性:并發(fā)、資源共享、虛擬和異步性開放性一致性透明性操作系統(tǒng)簡介網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)WINDOWSNT/2023/XP可靠性可靠性衡量一個網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)不是一朝一夕的事,無論Microsoft在軟件界的地位多高,它新推出的WindowsNT(2023)在未經(jīng)歷相稱時間的檢查之前,系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性還是未知數(shù),慎重的客戶也不會盲目地一下子擁向NT,所以現(xiàn)在比較慎重的用戶還是在堅持應(yīng)用Unix。新概念和新技術(shù)一方面,由于NT是最新設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),它自然而然就會采用最新的概念和最新的技術(shù)。以前的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)在設(shè)計時主線不會考慮到的因素,NT的設(shè)計者都考慮到了.和諧的界面WindowsNT具有和諧的界面。統(tǒng)一的界面風(fēng)格是Windows系列開拓市場的強(qiáng)有力的武器。簡樸的操作使用戶免于記誦繁雜的命令而一上手就可以使用,并且更重要的是,NT并非玩具,它提供的功能以及開發(fā)工具絕不遜色于任何別的優(yōu)秀系統(tǒng)。配套應(yīng)用產(chǎn)品Microsoft公司在軟件界有著特殊的地位,一方面它是平臺提供商,另一方面它也是應(yīng)用提供商。這樣的雙重身份使得Microsoft的產(chǎn)品具有一些特別之處。對于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)產(chǎn)品而言,由于Microsoft自身就是應(yīng)用提供商,所以在其上的應(yīng)用服務(wù)就不會匱乏。并且,由于是出自同一公司之手,因而應(yīng)用和平臺的結(jié)合應(yīng)當(dāng)是優(yōu)秀的。Linux開放的源代碼Linux許多組成部分的源代碼是開放的,任何人都可以通過Internet或其它途徑得到它。并可以繼續(xù)開放和重新發(fā)布??梢赃\(yùn)營在多種硬件平臺上Linux不僅可以運(yùn)營在Intel系統(tǒng)的個人計算機(jī)上,還可以運(yùn)營在Apple系統(tǒng)、DECAlpha系統(tǒng)和Motorola68k系統(tǒng)上。從Linux2.0開始,它不僅支持單解決器計算機(jī),還能支持對稱多解決器(SMP)的計算機(jī)。支持大量的外部設(shè)備目前在PC機(jī)上使用的大量的外部設(shè)備,Linux基本都支持。支持多通信協(xié)議Linux支持TCP/IP、SLIP(串行線路接口協(xié)議)和PPP()點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議。在Linux中,用戶可以使用所有的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),如網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)系統(tǒng),遠(yuǎn)程登錄等。支持文獻(xiàn)系統(tǒng)多達(dá)32種Linux目前支持的文獻(xiàn)系統(tǒng)有EXT2、EXT、XIAFS、ISOFS、HPFS等32種之多,其中常用的是EXT2,它的文獻(xiàn)名長度可達(dá)255個字符。Linux存在的局限性盡管Linux的發(fā)展勢頭非常迅猛,但也暴露出許多問題,最重要的是版本繁多,且不同版本之間存在大量不兼容之處。UNIX技術(shù)成熟,可靠性高通過30年開放式道路的發(fā)展,UNIX的一些基本技術(shù)已變得十提成熟,有的已成為各類操作系統(tǒng)的常用技術(shù)。實(shí)踐表白,UNIX是能達(dá)成主機(jī)(mainframe)可靠性規(guī)定的少數(shù)操作系統(tǒng)之一。極強(qiáng)的伸縮性(Scalability)UNIX系統(tǒng)是世界上唯一能在筆記本電腦、PC、工作站、直至巨型機(jī)上運(yùn)營的操作系統(tǒng),并且能在所有重要體系結(jié)構(gòu)上運(yùn)營。至今為止,世界上沒有第二個操作系統(tǒng)能做到這一點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)是UNIX系統(tǒng)的又一重要特色,作為Internet網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)和異種機(jī)連接重要手段的TCP/IP協(xié)議就是在UNIX上開發(fā)和發(fā)展起來的。TCP/IP是所有UNIX系統(tǒng)不可分割的組成部分。此外,UNIX還支持所有常用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,涉及NFS、DCE、IPX/SPX、SLIP、PPP等.強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫支持能力由于UNIX具有強(qiáng)大的支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的能力和良好的開發(fā)環(huán)境,故數(shù)年來,所有重要數(shù)據(jù)庫廠商,涉及Oracle、Informix、Sybase、Progress等,都把UNIX作為重要的數(shù)據(jù)庫開發(fā)和運(yùn)營平臺,并發(fā)明出一個又一個性能價格比的新紀(jì)錄。開發(fā)功能強(qiáng)UNIX系統(tǒng)從一開始就為軟件開發(fā)人員提供了豐富的開發(fā)工具。成為工程工作站的首選和重要的操作系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境。開放性好開放性是UNIX最重要的本質(zhì)特性。開放系統(tǒng)概念的形成與UNIX是密不可分的。UNIX是開放系統(tǒng)的先驅(qū)和代表。由于開放系統(tǒng)進(jìn)一步人心,幾乎所有廠商都宣稱自己的產(chǎn)品是開放系統(tǒng),的確每一種系統(tǒng)都能滿足某種開放的特性,如可移植性、兼容性、伸縮性、互操作性等。但所有這些系統(tǒng)與開放系統(tǒng)的本質(zhì)特性--不受某些廠商的壟斷和控制相去甚遠(yuǎn),只有UNIX完全符合這一條件。專題十:網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)絡(luò)管理的概念網(wǎng)絡(luò)管理:簡樸的說就是為了保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以連續(xù)、穩(wěn)定、安全、可靠和高效地運(yùn)營、不受外界干擾,對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)施的一系列方法和措施。為此,網(wǎng)絡(luò)管理的任務(wù)就是收集、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備和設(shè)施的工作參數(shù)、工作狀態(tài)信息,顯示給管理員并接受解決,從而控制網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備、設(shè)施,工作參數(shù)和工作狀態(tài),以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的管理。網(wǎng)絡(luò)管理的三個方面了解網(wǎng)絡(luò)辨認(rèn)網(wǎng)絡(luò)對象的硬件情況判別局域的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)擬定網(wǎng)絡(luò)的互連擬定用戶負(fù)載和定位運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)配置網(wǎng)絡(luò)配置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)安全控制網(wǎng)絡(luò)維護(hù)常見網(wǎng)絡(luò)的故障和修復(fù)網(wǎng)絡(luò)檢查網(wǎng)絡(luò)升級網(wǎng)絡(luò)管理功能配置管理自動發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),構(gòu)造和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的配置。監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)被管對象的狀態(tài),完畢網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵設(shè)備配置的語法檢查,配置自動生成和自動配置備份系統(tǒng),對于配置的一致進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。配置信息的自動獲取自動配置、自動備份及相關(guān)技術(shù)配置一致性檢查用戶操作記錄功能性能管理過濾、歸并網(wǎng)絡(luò)事件,有效地發(fā)現(xiàn)、定位網(wǎng)絡(luò)故障,給出排錯建議與排錯工具,形成整套的故障發(fā)現(xiàn)、告警與解決機(jī)制。性能監(jiān)視閾值控制實(shí)時性能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)對象性能查詢故障管理采集、分析網(wǎng)絡(luò)對象的性能數(shù)據(jù),監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)對象的性能,對網(wǎng)絡(luò)線路質(zhì)量進(jìn)行分析。同時記錄網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營狀態(tài)信息,對網(wǎng)絡(luò)的使用發(fā)展做出評測、估計,為網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步規(guī)劃與調(diào)整提供依據(jù)。故障監(jiān)測故障報警故障信息管理排錯支持工具檢索/分析故障信息安全管理結(jié)合使用用戶認(rèn)證、訪問控制、數(shù)據(jù)傳輸、存儲的保密與完整性機(jī)制,以保障網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)自身的安全。維護(hù)系統(tǒng)日記,使系統(tǒng)的使用和網(wǎng)絡(luò)對象的修改有據(jù)可查??刂茖W(wǎng)絡(luò)資的訪問。網(wǎng)絡(luò)自身的安全網(wǎng)絡(luò)管理員身份的認(rèn)證管理信息存儲和傳輸?shù)募用芘c完整性網(wǎng)絡(luò)管理用戶分組管理與訪問控制系統(tǒng)日記分析網(wǎng)絡(luò)對象的管理網(wǎng)絡(luò)資源的訪問控制告警事件分析主機(jī)系統(tǒng)的安全漏洞檢測計費(fèi)管理對網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備按IP地址的雙向流量記錄,產(chǎn)生多種信息記錄報告及流量對比,并提供網(wǎng)絡(luò)計費(fèi)工具,以便用戶據(jù)自定義的規(guī)定實(shí)行網(wǎng)絡(luò)計費(fèi)。計費(fèi)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)維護(hù)計費(fèi)政策制定政策比較與決策支持?jǐn)?shù)據(jù)分析與費(fèi)用計算數(shù)據(jù)查詢網(wǎng)絡(luò)理協(xié)議SNMP(簡樸網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)是最早提出的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議之一,已成為網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域中事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并被廣泛支持和應(yīng)用,大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和平臺都是基于SNMP的。SNMP是一個異步的請求/響應(yīng)協(xié)議,是一個非面向連接的協(xié)議,這樣SNMP實(shí)體不需要在發(fā)出請求后立即等待響應(yīng)的到來,因此SNMP響應(yīng)也也許丟失或犯錯。CMIS/CMIP(公共管理信息服務(wù)/公共管理信息協(xié)議)是OSI提供的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議簇。LMMP(局域網(wǎng)個人管理協(xié)議)它為LAN環(huán)境提供了一個網(wǎng)絡(luò)管理方案,該協(xié)議直接位于IEEE802邏輯鏈路層(LLC)上,它可以不依賴任何特定的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。但LMMP信息不能跨越路由器,從而限制了它只能在局域網(wǎng)中使用和發(fā)展。SNMPSNMP概念用戶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通常是使用SNMP協(xié)議進(jìn)行管理的。SNMP(SimpleNetworkManagementProtocol,簡樸網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)是一種廣為執(zhí)行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,它使用嵌入到網(wǎng)絡(luò)設(shè)施中的代理軟件來收集網(wǎng)絡(luò)通信信息和有關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的記錄數(shù)據(jù)。代理不斷地收集記錄數(shù)據(jù),如所收到的字節(jié)數(shù)等,并把這些數(shù)據(jù)記錄到一個管理信息庫(MIB,ManagementInformationBase)中,網(wǎng)管員通過向代理的MIB發(fā)出查詢信號就可以得到這些信息,這個過程就叫做輪詢(polling),是SNMP最基本的特點(diǎn)。SNMP的兩個最顯著的特點(diǎn):雖然SNMP是為在TCP/IP之上使用而開發(fā)的,但它的監(jiān)測和控制活動是獨(dú)立于TCP/IP的。SNMP僅需要TCP/IP提供無連接的數(shù)據(jù)報傳輸服務(wù)。SNMP的目的是管理互連網(wǎng)Internet中眾多廠家生產(chǎn)的軟硬件平臺,其提供了四類管理操作:get操作:用于提取特定的網(wǎng)絡(luò)管理信息;get-next操作:通過遍歷活動來提供強(qiáng)大的管理信息提取能力;set操作:用來對管理信息進(jìn)行控制;trap(陷阱)操作:用來報告重要事件;工作方式:基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)由網(wǎng)管系統(tǒng)工作站和被管設(shè)備組成。SNMP以GET-SET方式替代了復(fù)雜的命令集,可以運(yùn)用基本操作完畢所有操作,同時,用戶可以采用管理信息庫標(biāo)準(zhǔn)或按標(biāo)準(zhǔn)的方式來定義自己的MIB。在SNMP中,網(wǎng)管站(NMS)是網(wǎng)絡(luò)管理的實(shí)體,網(wǎng)管站里運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)管理軟件,它對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送各種查詢報文,并接受來自被管設(shè)備的響應(yīng)及陷阱(Trap)報文,將結(jié)果顯示出來。網(wǎng)管代理(Agent)則是駐留在被管設(shè)備(如路由器、互換機(jī)等)上的一個進(jìn)程,負(fù)責(zé)接受、解決來自網(wǎng)管站的請求報文,然后將設(shè)備接口等特性管理變量的數(shù)值形成響應(yīng)報文,發(fā)送給NMS,并在一些緊急情況下,積極告知NMS(發(fā)送陷阱Trap報文)。SNMP就是用來規(guī)定NMS和Agent之間是如何傳遞管理信息的應(yīng)用層協(xié)議。SNMP的基本組成管理代理管理代理Agent是一種軟件,在被管理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中運(yùn)營,負(fù)責(zé)執(zhí)行管理進(jìn)程的管理操作。管理代理直接操作本地信息庫(MIB),假如管理進(jìn)程需要,它可以根據(jù)規(guī)定改變本地信息庫或提取數(shù)據(jù)傳回到管理進(jìn)程。管理代理的作用:每個管理代理Agent擁有自己的本地MIB,一個管理代理管理的本地MIB不一定具有Internet定義的MIB的所有內(nèi)容,而只需要涉及與本地設(shè)備或設(shè)施有關(guān)的管理對象。管理代理具有兩個基本管理功能:從MIB中讀取各種變量值;在MIB中修改各種變量值。管理進(jìn)程管理進(jìn)程Manager是一個或一組軟件程序,一般運(yùn)營在網(wǎng)絡(luò)管理站(或網(wǎng)絡(luò)管理中心)的主機(jī)上,它可以在SNMP的支持下命令管理代理執(zhí)行各種管理操作。管理進(jìn)程Manager的功能:管理進(jìn)程Manager完畢各種網(wǎng)絡(luò)管理功能,通過各設(shè)備中的管理代理對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各種設(shè)備、設(shè)施和資源實(shí)行監(jiān)測和控制。此外,操作人員通過管理進(jìn)程對全網(wǎng)進(jìn)行管理。因而管理進(jìn)程也經(jīng)常配有圖形用戶接口,以容易操作的方式顯示各種網(wǎng)絡(luò)信息,如給出網(wǎng)絡(luò)中各管理代理的配置圖等。有時管理進(jìn)程也會對各管理代理中的數(shù)據(jù)集中存檔,以備事后分析。管理信息庫管理信息庫MIB是一個概念上的數(shù)據(jù)庫,由管理對象組成,每個管理代理管理MIB中屬于本地的管理對象,各管理代理控制的管理對象共同構(gòu)成全網(wǎng)的管理信息庫。管理信息庫MIB的結(jié)構(gòu)必須符合使用TCP/IP的Internet的管理信息結(jié)構(gòu)(SMI)。這個SMI事實(shí)上是參照OSI的管理信息結(jié)構(gòu)制定的。盡管兩個SMI基本一致,但SNMP和OSI的MIB中定義的管理對象卻并不相同。Internet的SMI和相應(yīng)的MIB是獨(dú)立于具體的管理協(xié)議的(涉及SNMP)。有三個版本,現(xiàn)在常用的是MIB-2。專題十一:網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)安全的有關(guān)概念安全與保密:計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全是指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中用戶共享的軟、硬件等各種資源是否安全,不受到故意和無意的各種破壞,不被非法侵用等。研究計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全問題必然要涉及到保密問題,但安全同保密卻不是等同的兩個概念。在研究網(wǎng)絡(luò)安全問題時,針對非法侵用、盜竊機(jī)密等方面的安全問題要用保密技術(shù)加以解決。保密是指為維護(hù)用戶自身利益,對資源加以防止非法侵用和防止盜取,使非法用戶不能使用和盜取不到,既使非法用戶盜取到了資源也辨認(rèn)不了的方法。風(fēng)險與威脅:風(fēng)險是指損失的限度;威脅是指對資產(chǎn)構(gòu)成威脅的人、物、事、想法等。其中資產(chǎn)是進(jìn)行風(fēng)險分析的核心內(nèi)容,它是系統(tǒng)要保護(hù)的東西及其價值,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的資產(chǎn)重要是
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