第三章 网络的基本概念
计算机网络形成与发展大致分为如下4个阶段：
1 第一个阶段可以追述到20世纪50年代。
2 第二个阶段以20世纪60年代美国的APPANET与分组交换技术为重要标志。
3 第三个阶段从20世纪70年代中期开始。
4 第四个阶段是20世纪90年代开始。
最热门的话题是INTERNET与异步传输模式ATM技术。
信息技术与网络的应用已经成为衡量21世界国力与企业竞争力的重要标准。
国家信息基础设施建设计划，NII被称为信息高速公路。
Internet，Intranet与Extranet和电子商务已经成为企业网研究与应用的热点。
计算机网络建立的主要目标是实现计算机资源的共享。计算机资源主要是计算机硬件，软件与数据。
我们判断计算机是或互连成计算机网络，主要是看它们是不是独立的“自治计算机”。
分布式操作系统是以全局方式管理系统资源，它能自动为用户任务调度网络资源。
分布式系统与计算机网络的主要是区别不在他们的物理结构，而是在高层软件上。
按传输技术分为：1.广播式网络。2.点--点式网络。
采用分组存储转发与路由选择是点-点式网络与广播网络的重要区别之一。
按规模分类：局域网，城域网与广域网。
广域网（远程网）以下特点：
1 适应大容量与突发性通信的要求。
2 适应综合业务服务的要求。
3 开放的设备接口与规范化的协议。
4 完善的通信服务与网络管理。
X．25网是一种典型的公用分组交换网，也是早期广域网中广泛使用的一种通信子网。
变化主要是以下3个方面：
1 传输介质由原来的电缆走向光纤。
2 多个局域网之间告诉互连的要求越来越强烈。
3 用户设备大大提高。
在数据传输率高，误码率低的光纤上，使用简单的协议，以减少网络的延迟，而必要的差错控制功能将由用户设备来完成。这就是帧中续FR，Frame Relay技术产生的背景。
决定局域网特性的主要技术要素为网络拓扑，传输介质与介质访问控制方法。
从局域网介质控制方法的角度，局域网分为共享式局域网与交换式局域网。
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城域网MAN介于广域网与局域网之间的一种高速网络。
FDDI是一种以光纤作为传输介质的高速主干网，它可以用来互连局域网与计算机。
各种城域网建设方案有几个相同点：传输介质采用光纤，交换接点采用基于IP交换的高速路由交换机或ATM交换机，在体系结构上采用核心交换层，业务汇聚层与接入层三层模式。
计算机网络的拓扑主要是通信子网的拓扑构型。
网络拓扑可以根据通信子网中通信信道类型分为：
1 点-点线路通信子网的拓扑。星型，环型，树型，网状型。
2 广播式通信子网的拓扑。总线型，树型，环型，无线通信与卫星通信型。
传输介质是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信中实际传送信息的载体。
常用的传输介质为：双绞线，同轴电缆，光纤电缆和无线通信与卫星通信信道。
双绞线由按规则螺旋结构排列的两根，四根或八根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线STP和非屏蔽双绞线UTP。
屏蔽双绞线由外部保护层，屏蔽层与多对双绞线组成。
非屏蔽双绞线由外部保护层，多对双绞线组成。
三类线，四类线，五类线。
双绞线用做远程中续线，最大距离可达15公里；用于100Mbps局域网时，与集线器最大距离为100米。
同轴电缆由内导体，外屏蔽层，绝缘层，外部保护层。
分为：基带同轴电缆和宽带同轴电缆。
单信道宽带：宽带同轴电缆也可以只用于一条通信信道的高速数字通信。
光纤电缆简称为光缆。
由光纤芯，光层与外部保护层组成。
在光纤发射端，主要是采用两种光源：发光二极管LED与注入型激光二极管ILD。
光纤传输分为单模和多模。区别在与光钎轴成的角度是或分单与多光线传播。
单模光纤优与多模光纤。
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电磁波的传播有两种方式：
1 是在空间自由传播，既通过无线方式。
2 在有限的空间，既有线方式传播。
移动通信：移动与固定，移动与移动物体之间的通信。
移动通信手段：
1 无线通信系统。
2 微波通信系统。
频率在100MHz-10GHz的信号叫做微波信号，它们对应的信号波长为3m-3cm。
3 蜂窝移动通信系统。
多址接入方法主要是有：频分多址接入FDMA，时分多址接入TDMA与码分多址接入CDMA。
4 卫星移动通信系统。
商用通信卫星一般是被发射在赤道上方35900km的同步轨道上
描述数据通信的基本技术参数有两个：数据传输率与误码率。
数据传输率是描述数据传输系统的重要指标之一。S=1/T。
对于二进制信号的最大数据传输率Rmax与通信信道带宽B（B=f，单位是Hz）的关系可以写为：Rmax=2*f（bps）
在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，数据传输率Rmax与信道带宽B，信噪比S/N关系为：Rmax=B*LOG⒉（1+S/N）
误码率是二进制码元在数据传输系统中被传错的概率，它在数值上近似等于：
Pe=Ne/N（传错的除以总的）
对于实际数据传输系统，如果传输的不是二进制码元，要折合为二进制码元来计算。
这些为网络数据传递交换而指定的规则，约定与标准被称为网络协议。
协议分为三部分：语法。语义。时序。
将计算机网络层次模型和各层协议的集合定义为计算机网络体系结构。
计算机网络中采用层次结构，可以有以下好处：
1 各层之间相互独立。
2 灵活性好。
3 各层都可以采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其他各层。
4 易于实现和维护。
5 有利于促进标准化。
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该体系结构标准定义了网络互连的七层框架，既ISO开放系统互连参考模型。在这一框架中进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互连性，互操作性与应用的可移植性。
OSI 标准制定过程中采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题，这就是分层的体系结构办法。在OSI中，采用了三级抽象，既体系结构，服务定义，协议规格说明。
OSI七层：
1 物理层：主要是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传递比特流。
2 数据链路层。在通信实体之间建立数据链路连接，传送以帧为单位的数据，采用差错控制，流量控制方法。
3 网络层：通过路由算法，为分组通过通信子网选择最适当的路径。
4 传输层：是向用户提供可靠的端到端服务，透明的传送报文。
5 会话层：组织两个会话进程之间的通信，并管理数据的交换。
6 表示层：处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。
7 应用层：应用层是OSI参考模型中的最高层。确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。
TCP/IP参考模型可以分为：应用层，传输层，互连层，主机-网络层。
互连层主要是负责将源主机的报文分组发送到目的主机，源主机与目的主机可以在一个网上，也可以不在一个网上。
传输层主要功能是负责应用进程之间的端到端的通信。
TCP/IP参考模型的传输层定义了两种协议，既传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。
TCP协议是面向连接的可靠的协议。UDP协议是无连接的不可靠协议。
主机-网络层负责通过网络发送和接受IP数据报。
按照层次结构思想，对计算机网络模块化的研究结果是形成了一组从上到下单向依赖关系的协议栈，也叫协议族。
应用层协议分为：
1 一类依赖于面向连接的TCP。
2 一类是依赖于面向连接的UDP协议。
3 另一类既依赖于TCP协议，也可以依赖于UDP协议。
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NSFNET采用的是一种层次结构，可以分为主干网，地区网与校园网。
作为信息高速公路主要技术基础的数据通信网具有以下特点：
1 适应大容量与突发性通信的要求。
2 适应综合业务服务的要求。
3 开放的设备接口与规范化的协议。
4 完善的通信服务与网络管理。
人们将采用X.25建议所规定的DTE与DCE接口标准的公用分组交换网叫做X.25网。
帧中继是一种减少接点处理时间的技术。
综合业务数字网ISDN：
B-ISDN与N-ISDN的区别主要在：
2 N是以目前正在使用的公用电话交换网为基础，而B是以光纤作为干线和用户环路传输介质。
3 N采用同步时分多路复用技术，B采用异步传输模式ATM技术。
4 N各通路速率是预定的，B使用通路概念，速率不预定。
异步传输模式ATM是新一代的数据传输与分组交换技术，是当前网络技术研究与应用的热点问题。
ATM技术的主要特点是：
3 ATM是一种面向连接的技术，采用小的，固定长度的数据传输单元。
4 各类信息均采用信元为单位进行传送，ATM能够支持多媒体通信。
5 ATM以统计时分多路复用方式动态的分配网络，网络传输延迟小，适应实时通信的要求。
6 ATM没有链路对链路的纠错与流量控制，协议简单，数据交换率高。
7 ATM的数据传输率在155Mbps-2。4Gbps。
促进ATM发展的要素：
2 人们对网络带宽要求的不断增长。
3 用户对宽带智能使用灵活性的要求。
4 用户对实时应用的需求。
5 网络的设计与组建进一步走向标准化的需求。
一个国家的信息高速路分为：国家宽带主干网，地区宽带主干网与连接最终用户的接入网。
解决接入问题的技术叫做接入技术。
可以作为用户接入网三类：邮电通信网，计算机网络（最有前途），广播电视网。
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