第二章 網(wǎng)絡(luò)的基本概念

　　信息技術(shù)涉及到信息的收集、儲存、處理、傳輸與利用。

　　計算機網(wǎng)絡(luò)形成與發(fā)展大致分為如下4個階段：

　　1 第一個階段可以追述到20世紀50年代。

　　2 第二個階段以20世紀60年代美國的APPANET與分組交換技術(shù)為重要標志。

　　3 第三個階段從20世紀70年代中期開始。

　　4 第四個階段是20世紀90年代開始。

　　計算機網(wǎng)絡(luò)的基本特征：資源共享。

　　計算機網(wǎng)絡(luò)的定義：以能夠相互共享資源的方式互連起來自治計算機系統(tǒng)的集合。

　　表現(xiàn)：

　　1 計算機網(wǎng)絡(luò)建立的主要目標是實現(xiàn)計算機資源的共享。

　　2 我們判斷計算機是否互連成計算機網(wǎng)絡(luò)，主要是看它們是不是獨立的“自治計算機”。

　　3 連網(wǎng)計算機之間的通信必須遵循共同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

　　早期計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實質(zhì)上是廣域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。

　　廣域網(wǎng)的功能：數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)通信。

　　從邏輯功能上可分為：資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)。

　　資源子網(wǎng)負責全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。主要包括主機和終端。

　　主機通過高速通信線路與通信子網(wǎng)的通信控制處理機相連接。終端是用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的界面。

　　通信子網(wǎng)由通信控制處理機、通信線路與其他通信設(shè)備組成，完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務(wù)。

　　通信控制處理機在網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中被稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。通信線路為通信處理機之間以及通信處理機與主機之間提供通信信道。

　　現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)機構(gòu)的特點：微機通過局域網(wǎng)連入廣域網(wǎng)，局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)、廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互聯(lián)是通過路由器實現(xiàn)的。

　　按傳輸技術(shù)分為：

　　1 廣播式網(wǎng)絡(luò);

　　2 點--點式網(wǎng)絡(luò)。

　　采用分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)與路由選擇是點-點式網(wǎng)絡(luò)與廣播網(wǎng)絡(luò)的重要區(qū)別之一。

　　按規(guī)模分類：局域網(wǎng)，城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)。

　　廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)采用分組交換技術(shù)，利用公用分組交換網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)和無線分組交換網(wǎng)互聯(lián)。

　　廣域網(wǎng)(遠程網(wǎng))以下特點：

　　1 適應(yīng)大容量與突發(fā)性通信的要求。

　　2 適應(yīng)綜合業(yè)務(wù)服務(wù)的要求。

　　3 開放的設(shè)備接口與規(guī)范化的協(xié)議。

　　4 完善的通信服務(wù)與網(wǎng)絡(luò)管理。

　　X.25網(wǎng)是典型的公用分組交換網(wǎng)，是早期廣域網(wǎng)中廣泛使用的通信子網(wǎng)。它保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃�，但因此增大了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t時間。

　　數(shù)據(jù)通信環(huán)境的變化主要是3個方面：

　　1 傳輸介質(zhì)由原來的電纜走向光纖.

　　2 多個局域網(wǎng)之間高速互連的要求越來越強烈.

　　3 用戶設(shè)備性能提高.

　　在數(shù)據(jù)傳輸率高，誤碼率低的光纖上，使用簡單的協(xié)議，以減少網(wǎng)絡(luò)的延遲，而必要的差錯控制功能將由用戶設(shè)備來完成。

　　這就是幀中繼(FR，F(xiàn)rame Relay)技術(shù)產(chǎn)生的背景。

　　異步傳輸模式ATM是新一代的數(shù)據(jù)傳輸與分組交換技術(shù)。

　　促進發(fā)展的因素：

　　1用戶對未來貸款與對帶寬高效、動態(tài)分配的需求的不斷增長.2用戶對網(wǎng)絡(luò)實時應(yīng)用需求的提高.3網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與組建進一步走向標準化的需要.

　　關(guān)鍵：能保證用戶對所據(jù)傳輸?shù)姆��?wù)質(zhì)量的需求。

　　ATM技術(shù)結(jié)合了線路交換方式的實時性好,分組交換方式的靈活性好的特點。因此,B-ISDN(寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng))選擇ATM作為數(shù)據(jù)傳輸技術(shù).

　　廣域網(wǎng)擴大了資源共享的范圍，局域網(wǎng)增強了資源共享的深度。

　　早期的城域網(wǎng)產(chǎn)品主要是光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)

　　各種城域網(wǎng)建設(shè)方案有幾個相同點：傳輸介質(zhì)采用光纖，交換接點采用基于IP交換的高速路由交換機或ATM交換機，在體系結(jié)構(gòu)上采用核心交換層，業(yè)務(wù)匯聚層與接入層三層模式。城域網(wǎng)MAN介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種高速網(wǎng)絡(luò)。

　　計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲是通過網(wǎng)中結(jié)點與通信線路之間的幾何關(guān)系表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映出網(wǎng)絡(luò)中各實體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。主要是指通信子網(wǎng)的拓撲構(gòu)型。

　　網(wǎng)絡(luò)拓撲可以根據(jù)通信子網(wǎng)中通信信道類型分為：

　　1 點-點線路通信子網(wǎng)的拓撲：星型，環(huán)型，樹型，網(wǎng)狀型。

　　2 廣播式通信子網(wǎng)的拓撲：總線型，樹型，環(huán)型，無線通信與衛(wèi)星通信型。

　　描述數(shù)據(jù)通信的基本技術(shù)參數(shù)有兩個：數(shù)據(jù)傳輸率與誤碼率。

　　數(shù)據(jù)傳輸速率:在數(shù)值上等于每秒鐘傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進制比特數(shù),單位為比特/秒(bit/second),記作bps.對于二進制數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸速率為:S1/T(bps),其中,T為發(fā)送每一比特所需要的時間.

　　奈奎斯特準則：

　　信號在無噪聲的信道中傳輸時,對于二進制信號的最大數(shù)據(jù)傳輸率Rmax與通信信道帶寬B(B=f，單位是Hz)的關(guān)系可以寫為： Rmax=2*f(bps) 香農(nóng)定理：香農(nóng)定理則描述了有限帶寬;有隨機熱噪聲信道的最大傳輸速率與信道帶寬;信號噪聲功率比之間的關(guān)系.

　　在有隨機熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號時，數(shù)據(jù)傳輸率Rmax與信道帶寬B，信噪比S/N關(guān)系為： Rmax=B*LOG⒉(1+S/N)

　　其中：B為信道帶寬，S為信號功率，n為噪聲功率。

　　誤碼率是二進制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，它在數(shù)值上近似等于：Pe=Ne/N(傳錯的除以總的)

　　1 誤碼率應(yīng)該是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下傳輸可靠性的參數(shù).

　　2 對于一個實際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),不能籠統(tǒng)地說誤碼率越低越好,要根據(jù)實際傳輸要求提出誤碼率要求;在數(shù)據(jù)傳輸速率確定后,誤碼率越低,傳輸系統(tǒng)設(shè)備越復雜,造價越高.

　　3 對于實際數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),如果傳輸?shù)牟皇嵌�進制碼元,要折合成二進制碼元來計算.

　　4 差錯的出現(xiàn)具有隨機性,在實際測量一個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時,只有被測量的傳輸二進制碼元數(shù)越大,才會越接近于真正的誤碼率值.

　　這些為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞交換而指定的規(guī)則，約定與標準被稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

　　協(xié)議分為三部分：

　　1 語法,即用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)和格式;

　　2 語義,即需要發(fā)出何種控制信息,以及完成的動作與做出的響應(yīng);

　　3 時序,即對事件實現(xiàn)順序的詳細說明.

　　將計算機網(wǎng)絡(luò)層次模型和各層協(xié)議的集合定義為計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。