2011年軟件水平考試網絡工程師全面復習資料(30)
第1章 引論
本章介紹了計算機網絡的發展歷史和計算機網絡的功能及組成，計算機網絡協議體系結構的基本概念。本章重點是掌握計算機網絡的分類及數據通訊模型，理解網絡協議和協議體系結構的概念。本章的考核要求為“識記”層次。
1、計算機網絡的產生和發展過程
***代：以單計算機為中心的聯機系統。缺點：主機負荷較重;通信線路的利用率低;網絡結構屬集中控制方式，可靠性低。
第二代：計算機——計算機網絡。以遠程大規模互聯為主要特點，由ARPANET發展和演化而來。ARPANET的主要特點：資源共享、分散控制、分組交換、采用專門的通信控制處理機、分層的網絡協議。這些特點往往被認為是現代計算機網絡的典型特征。
第三代：遵循網絡體系結構標準建成的網絡。依據標準化水平可分為兩個階段：各計算機制造廠商網絡結構標準化、國際網絡體系結構標準-ISO/OSI。
2、計算機網絡的概念
計算機網絡 是指通過數據通信系統把地理上分散的計算機有機地連起來，以達到數據通信和資源共享的目的的系統。
計算機網絡和終端分時系統的區別：
a、終端分時系統的結構是有一臺主機和多個終端組成，各個終端不具備單獨的數據處理能力。而計算機網絡是由多臺主機互聯，共享一個或多個大容量存儲器，可共享這些大容量存儲器上的軟件和數據資源，也可共享其他主機的外圍設備等。
b、由于終端數目增加，終端分時系統的計算速度將會顯著降低。計算機網絡增加工作節點，除增加通信線路外，其速度保持不變。
c、終端分時系統中全部資源集中在主機中，各個終端用戶共享中心計算機資源。計算機網絡中每個用戶除占有本身的資源外，并能共享網絡中全部公共資源。
d、終端分時系統屬于集中控制，可靠性低。計算機網絡采用分布式控制方式，有較高的可靠性。
計算機網絡和分布式系統的區別：計算機網絡和分布式系統在計算機硬件連接、系統拓撲結構和通信控制等方面基本一樣。兩種系統的差別僅在組成系統的高層軟件上：分布式系統強調多個計算機組成系統的整體性，強調各計算機在分布式計算機操作系統協調下自治工作，用戶對各計算機的分工和合作是感覺不到的，系統透明性允許用戶按名字請求服務。計算機網絡則以共享資源為主要目的，方便用戶訪問其他計算機所具有的資源，要人為地進行全部網絡管理。
耦合度：計算機(或處理機)間互連的緊密程度。可用處理機之間的距離及相互連接的信號線數目來說明。局域網為中等耦合度的系統，廣域網為松耦合度的系統，多機系統為緊耦合度的系統。
3、計算機網絡的功能
a、數據通信 這是計算機網絡的最基本的功能，也是實現其他功能的基礎。如電子郵件、傳真、遠程數據交換等。
b、資源共享 計算機網絡的主要目的是共享資源。共享的資源有：硬件資源、軟件資源、數據資源。其****享數據資源是計算機網絡最重要的目的。
c、提高可靠性 計算機網絡一般都屬分布式控制方式，如果有單個部件或少數計算機失效，網絡可通過不同路由來訪問這些資源。另外，網絡中的工作負荷被均勻地分配給網絡中的各個計算機系統，當某系統的負荷過重時，網絡能自動將該系統中的一部分負荷轉移至其他負荷較輕的系統中去處理。
d、促進分布式數據處理和分布式數據庫的發展 。
4、計算機網絡系統的組成
以資源共享為主要目的的計算機網絡從邏輯上可分成兩大部分：通信子網和資源子網。
通信子網 面向通信控制和通信處理，主要包括：通信控制處理機CCP，網絡控制中心NCC，分組組裝/拆卸設備PAD，網關G等。
資源子網 負責全網的面向應用的數據處理，實現網絡資源的共享。它由各種擁有資源的用戶主機和軟件(網絡操作系統和網絡數據庫等)所組成，主要包括：主機HOST，終端設備T，網絡操作系統，網絡數據庫。
5、計算機網絡分類 (領會)
按網絡拓撲結構分：
a、星形結構 每個節點都通過一條單獨的通信線路，直接與中心節點連接，各個從節點間不能直接通信。
優點：建網容易，控制簡單。
缺點：屬于集中控制，對中心節點依賴性大，可靠性低。線路利用率低，可擴充性差。
b、層次結構或樹形結構 聯網的各計算機按樹形或塔形組成，樹的每個節點都為計算機。網絡的***層是中央處理機，愈低其處理能力就愈弱。***層的節點命名為0級，次低層為1級，頂層的級***。
優點：使為數眾多的計算機能共享一條通信線路，以提高線路利用率。增強網絡的分布處理能力，以改善網絡的可靠性和可擴充性。
c、總線形結構 由一條高速公用總線連接若干個節點所形成的網絡。其中一個節點是網絡服務器，由它提供網絡通信及資源共享服務，其他節點是網絡工作站。總線形網絡采用廣播通信方式，因此總線的長度及網絡中工作站節點的個數都是有限制的。特點：網絡結構簡單靈活，可擴充，信道利用率高，傳輸速率高，網絡建造容易。但實時性較差，且總線的任何一點故障都會造成整個網絡癱瘓。
d、環形結構 由通信線路將各節點連接成一個閉合的環，數據在環上單向流動，網絡中用令牌控制來協調各節點的發送，任意兩節點都可通信。
特點：傳輸時延確定，網絡建造容易，但可靠性差，靈活性差。
e、點--點部分連接的不規則形 在廣域網中，互聯的各個節點不一定直接互聯，以任意拓撲結構連接。
f、點--點全連接結構 網絡中每一節點和網上其他所有節點都有通信線路連接。這種網絡的復雜性隨處理機數目增加而迅速增長。
其他還有按不同角度分類：
按距離分為廣域網WAN、局域網LAN、城域網MAN;
按通信介質分為有線網和無線網;
按傳播方式分為點對點方式和廣播式;
按速率分為低、中、高速;按使用范圍分為公用網和專用網;
按網絡控制方式分為集中式和分布式。
6、數據通信技術 (領會)
數據通信技術是計算機網絡的基礎，它將計算機與通信技術相結合，完成編碼數據的傳輸，轉換存儲和處理。
1. 信源：產生數據的設備。
2. 發送器：一般由信源設備產生的數據不安其產生的原始形式直接傳輸，而是由發送器 將其進行變換和編碼后再送入某種形式的傳輸系統進行傳輸。
3. 傳輸系統：連接信源和信宿的傳輸線路。
4. 接收器：從傳輸系統接收信號并將其轉換成信宿設備能夠處理的形式。
5. 信宿：從接收器上取得傳入數據的設備。
廣域網：覆蓋大片的地理區域，一次傳輸要經由網絡中一系列內部互聯的交換節點，在通過選擇好的路由后到達信宿設備。
線路交換： 是從一點到另一點傳遞信息的最簡單的方式。屬于預分配電路資源系統，即在一次接續中，電路資源預先分配給一對用戶固定使用，不管在這條電路上實際有無數據傳輸，電路一直被占用，直到雙方通信完畢拆除連接為止。優點：信息傳輸時延小。電路是“透明”的。信息傳送的吞吐量大。缺點：所占用的帶寬是固定的，所以網絡資源的利用率較低。用戶在租用數字專線傳遞數據信息時，要承受較高經濟代價。
報文分組交換： 是一種存儲轉發的交換方式。它是將需要傳送的信息劃分為一定長度的包，也稱為分組，以分組為單位進行存儲轉發的。而每個分組信息都載有接收地址和發送地址的標識，在傳送數據分組之前，必須首先建立虛電路，然后依序傳送。優點：傳輸質量好，誤碼率低。可靠性高。缺點：大量的資源消耗在糾錯補償上。由于采用存儲--轉發方式工作，因此在傳輸過程中存在一定的延時。
信元交換： ATM(Asynchronous Transfer Mode)異步傳送模式。也是一種快速分組技術，它將信息切割成固定長度(53字節)的信元，以信元為單位進行傳送。
7、計算機網絡協議和協議體系結構
在計算機網絡中，為使計算機之間或計算機與終端之間能正確的傳輸信息，必須在有關信息傳輸順序、信息格式和信息內容等方面有一組約定或規則，這組約定或規則即是 網絡協議 。協議的三要素： 語法、語義、規則 。協議體系結構的思想：用一個構造好的模塊集合來完成不同的通信功能。
8、一個簡化的文件傳輸協議體系結構
協議數據單元(PDU)：對等實體之間所傳送的數據單元。接口數據單元(IDU)：相鄰兩層實體之間傳送的信息單元。服務存取點(SAP)：在相鄰兩層之間實體實現多對多的關系。連接端點(CEP)：在對等實體間實現多對多的關系。
9、TCP/IP協議
TCP/IP協議集是以TCP(Transmission Control Protocol)傳輸控制協議和IP(Interconnection Protocol)互連網協議為代表的協議集，它已被廣泛地應用于解決計算機網絡的互連問題，成為事實上的工業標準。TCP/IP網絡體系分為五個獨立的層次。
10、OSI/RM模型
(Open System Interconnect/Reference Model)開放式系統互聯參考模型。作為計算機通信體系結構的模型由國際標準化組織(ISO)制定的，所又稱為ISO/OSI網絡體系結構。
OSI層次：
物理層： 是ISO/OSI的***層。提供物理鏈路，實現比特流的透明傳輸。
數據鏈路層： 為穿越物理鏈路的信息提供可靠的傳輸手段，為數據(幀)塊發送提供必要的同步、差錯控制和流控制。數據傳輸的基本單位是幀。
網絡層： 為更高層次提供獨立于數據傳輸和交換技術的系統連接，并負責建立、維持和結束連接。傳輸的基本單位是分組。
運輸層： 為不同系統的會晤實體建立端--端之間透明、可靠的數據傳輸，并提供端點間的錯誤校正和流控制。傳輸的基本單位是報文。
任務層(會晤層)： 為應用程序間的通信提供控制結構，包括建立、管理、終止連接(任務)。
表示層： 提供應用進程在數據表示(語法)差異上的獨立性。
應用層： 提供給用戶對OSI環境的訪問和分布式信息服務。應用層以下各層均通過應用層向應用進程提供服務。
11、計算機網絡與通信標準
一類是所謂既成事實的標準。此類標準事先沒有作過周密規劃。另一類是正式標準。由權威的國際標準化組織制定的。
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