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計算機三級《網路技術》考點:網路技術基礎

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計算機三級《網路技術》考點:網路技術基礎

第二章 網路技術基礎

  本單元概覽

一、計算機網路的形成與發展。

二、計算機網路的基本概念。

三、分組交換的基本概念。

四、網路體系結構與網路協議的基本概念。

五、網際網路應用的發展。

六、無線網路的應用與研究。

  一、計算機網路的形成與發展

1.計算機網路的發展階段

第一階段:獨立發展的計算機技術與通訊技術結合。奠定了計算機網路的理論基礎。

第二階段:ARPANET與分組交換技術的發展,奠定了網際網路的基礎。

第三階段:各種廣域網、區域網和公用分組交換網路的發展,網路體系結構與網路協議的標準化。國際標準化組織(ISO)制定了開放系統參考模型(OSI)。

第四階段:Internet、高速通訊網路、無線網路與網路安全技術的應用。

2.計算機網路的形成

(1)由一臺中央主機通過通訊線路連線大量的地理上分散的終端,構成面向終端的通訊網路,終端分時訪問中心計算機的資源,中心計算機將處理結果返回終端。

(2)20世紀60年代中期,出現了多臺計算機通過通訊系統互連的系統,開創了“計算機——計算機”通訊時代,這樣分佈在不同地點且具有獨立功能的計算機就可以通過通訊線路,彼此之間交換資料、傳遞資訊。

(3)ARPANET的發展以及OSI的制定,使各種不同的網路互聯、互相通訊變為現實,實現了更大範圍內的計算機資源共享。

Internet是覆蓋全球的資訊基礎設施之一,使用者可以利用Internet實現全球範圍的資訊傳輸、資訊查詢、電子郵件、語音與影象通訊服務等功能。

3.網路體系結構與協議標準化

在計算機網路發展的第三階段,出現了很多不同的網路,導致網路之間的通訊困難。迫切需要統一的網路體系結構和統一的網路協議。

ISO制定了OSI參考模型,作為國際認可的標準模型。

TCP/IP協議以及體系結構早於OSI參考模型,因此TCP/IP協議與體系結構也是業內公認的標準。

4.網際網路的應用與高速網路技術的發展

(1)網際網路高速發展

網際網路不僅是一種資源共享、資料通訊和資訊查詢的手段,逐漸成為人們瞭解世界、討論問題、休閒、學術研究、商貿、教育甚至軍事活動等重要領域。

(2)資訊高速公路

高速網路技術主要體現在:非同步傳輸模式(ATM),寬頻綜合業務數字網(B-ISDN),高速區域網,交換區域網,虛擬網路與無線網路。

(3)基於WEB技術的互聯應用的發展

Web技術的出現使網站的數量和網路的通訊量呈指數增長。

(4)基於P2P技術的應用技術發展

區別於客戶機/伺服器結構,對等(P2P)網路淡化了服務提供者和服務使用者的界限,擴大了網路資源的範圍和深度。

(5)網路安全技術的發展

計算機網路犯罪,使得網路必須具備足夠的安全機制,防止資訊被非法竊取、破壞與洩露。

5.寬頻都會網路的發展

寬頻都會網路與傳統的通訊網路在概念和技術上發生了很大的變化,主要體現在以下幾個方面:

傳統區域網、都會網路與廣域網在技術上的界限模糊

傳統的電信傳輸技術與計算機網路技術的界限越來越模糊

傳統的電信服務與網際網路應用的界限越來越模糊

電信傳輸網、計算機網路與廣播電視網路技術的界限越來越模糊

寬頻都會網路的核心技術是:核心交換網和接入網。

  二、計算機網路的基本概念

1.計算機網路的定義

所謂計算機網路,就是把分佈在不同地理區域的計算機與專門的外部裝置用通訊線路互連成一個規模大、功能強的網路系統,從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞資訊,共享硬體、軟體、資料資訊等資源。

計算機網路是現代通訊技術與計算機技術相結合的產物。

其基本特徵體現在三個方面:

(1)資源共享

(2)不同地理位置的“自治計算機”

(3)計算機之間必須遵守共同的網路協議

2.計算機網路的分類

計算機網路分類的標準很多,如按拓撲結構、應用協議、傳輸介質、資料交換方式等等。如按網路的覆蓋範圍分為區域網、廣域網、都會網路;按拓撲結構分類有匯流排網、樹型網、星型網、環型網、網狀網;按傳播方式分為點對點傳輸和廣播式傳輸等。

(1)按覆蓋範圍分類:

區域網:一般用微型計算機通過高速通訊線路相連,資料傳輸速率較快,通常在10Mbit/s以上,誤位元速率較低。但其覆蓋範圍有限,是一個小的地理區域(例如:辦公室、大樓和方圓幾公里遠的地域)內的專用網路。區域網從介質訪問控制方法來看可分為共享式介質和交換式區域網。

都會網路:介於區域網和廣域網之間的高速計算機網路。滿足幾千米範圍內多個區域網互連需求

廣域網:是遠距離、大範圍的計算機網路,覆蓋範圍一般是幾十公里~幾千公里的廣闊地理區域,其主要作用是實現遠距離計算機之間的資料傳輸和資訊共享,並且通訊線路大多租用公用通訊網路(如公用電話網PSTN)。廣域網從邏輯功能上分為資源子網(由主計算機系統、終端控制器、連網外設、各種軟體資源與資訊資源)和通訊子網(通訊控制處理器、通訊線路、其他通訊裝置)。其中通訊子網主要採用分組交換技術。

(2)按拓撲結構分類

網路拓撲結構:主要指通訊子網的拓撲構型。通過網中節點與通訊線路之間的幾何關係表示網路結構。

廣播式網路是指一個公共通道被多個網路結點共享,對應的網路拓撲結構有樹型、環型、匯流排型、無線通訊與衛星通訊。

點對點線路是指每個物理線路連結兩個結點。對應的拓撲結構有樹型、環型、星型與網狀型。

3.計算機網路資料傳輸速率與誤位元速率

(1)資料傳輸速率

每秒鐘傳輸二進位制的位元數。單位bit/s或bps。記作:s=1/T(bps),T為傳送1bit所需要的時間。

單位變換如下:1Kbps=1000bps,1Mbps=1000Kbps,1Gbps=1000Mbps,1Tbps=1000Gbps

奈奎斯定理特給出沒有噪聲時頻寬B(B=f,單位Hz)與最大傳輸速率之間的關係:

Rmax=2*fRmax:最大資料傳輸速率。B通訊通道頻寬(頻率)單位HZ。

夏農定理給出了有隨機熱噪聲時頻寬與資料傳輸速率之間的關係:

Rmax=B*log2(1+S/N)S/N信噪比(訊號與噪聲功率比)單位是分貝。

(2)誤位元速率

二進位制碼元在資料傳輸過程中被傳錯的概率,其近似值為:

Pe=Ne/N(N為傳輸二進位制碼元的總數,Ne為被傳錯的碼元數。)

誤位元速率應注意以下問題:

誤位元速率是衡量資料傳輸系統正常工作狀態下傳輸可靠性的引數。

對於實際的傳輸系統,不能籠統地說誤位元速率越低越好,要根據實際情況衡量。

實際的傳輸系統,如果不是傳輸二進位制碼元,需要摺合成二進位制碼元計算。

誤位元速率具有隨機性,實際測量時只有測試的二進位制碼元越大,才會接近真正的誤位元速率。

  三、分組交換技術的基本概念

1.電路交換的基本概念

通訊子網的交換方式中分為兩類:電路交換和儲存轉發交換。其中儲存轉發交換分為報報文交換和報文分組交換。其中分組交換技術分為:資料報方式與虛電路方式

電路交換分為三個階段:

(1)線路建立:兩臺主機要傳輸資料,首先通過子網建立兩臺主機之間的線路連線。

(2)資料傳輸:線路連線後,可以實現實時、雙向的交換資料。

(3)線路釋放:資料傳輸結束後,原點想目的主機發送釋放請求,目的同意後逐步釋放連線。

線路交換的優點:實時性強,適應於互動式會話通訊。

線路交換的缺點:對突發性通訊不適應,系統效率低,不具備儲存資料能力,不具備差錯控制能力。

2.儲存轉發交換的特點

與線路交換的特點區別: