計算機三級《網絡技術》考點：網絡技術基礎

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　　本單元概覽

一、計算機網絡的形成與發展。

二、計算機網絡的基本概念。

三、分組交換的基本概念。

四、網絡體系結構與網絡協議的基本概念。

五、互聯網應用的發展。

六、無線網絡的應用與研究。

　　一、計算機網絡的形成與發展

1.計算機網絡的發展階段

第一階段：獨立發展的計算機技術與通信技術結合。奠定了計算機網絡的理論基礎。

第二階段：ARPANET與分組交換技術的發展，奠定了互聯網的基礎。

第三階段：各種廣域網、局域網和公用分組交換網絡的發展，網絡體系結構與網絡協議的標準化。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、高速通信網絡、無線網絡與網絡安全技術的應用。

2.計算機網絡的形成

(1)由一台中央主機通過通信線路連接大量的地理上分散的終端，構成面向終端的通信網絡，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，出現了多台計算機通過通信系統互連的系統，開創了“計算機——計算機”通信時代，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信線路，彼此之間交換數據、傳遞信息。

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

Internet是覆蓋全球的信息基礎設施之一，用户可以利用Internet實現全球範圍的信息傳輸、信息查詢、電子郵件、語音與圖像通信服務等功能。

3.網絡體系結構與協議標準化

在計算機網絡發展的第三階段，出現了很多不同的網絡，導致網絡之間的通信困難。迫切需要統一的網絡體系結構和統一的網絡協議。

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.互聯網的應用與高速網絡技術的發展

(1)互聯網高速發展

互聯網不僅是一種資源共享、數據通信和信息查詢的手段，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)信息高速公路

高速網絡技術主要體現在：異步傳輸模式(ATM)，寬帶綜合業務數字網(B-ISDN)，高速局域網，交換局域網，虛擬網絡與無線網絡。

(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絡的通信量呈指數增長。

(4)基於P2P技術的應用技術發展

區別於客户機/服務器結構，對等(P2P)網絡淡化了服務提供者和服務使用者的界限，擴大了網絡資源的範圍和深度。

(5)網絡安全技術的發展

計算機網絡犯罪，使得網絡必須具備足夠的安全機制，防止信息被非法竊取、破壞與泄露。

5.寬帶城域網的發展

寬帶城域網與傳統的通信網絡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：

傳統局域網、城域網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絡技術的界限越來越模糊

傳統的電信服務與互聯網應用的界限越來越模糊

電信傳輸網、計算機網絡與廣播電視網絡技術的界限越來越模糊

寬帶城域網的核心技術是：核心交換網和接入網。

　　二、計算機網絡的基本概念

1.計算機網絡的定義

所謂計算機網絡，就是把分佈在不同地理區域的計算機與專門的外部設備用通信線路互連成一個規模大、功能強的網絡系統,從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息，共享硬件、軟件、數據信息等資源。

計算機網絡是現代通信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絡協議

2.計算機網絡的分類

計算機網絡分類的標準很多，如按拓撲結構、應用協議、傳輸介質、數據交換方式等等。如按網絡的覆蓋範圍分為局域網、廣域網、城域網;按拓撲結構分類有總線網、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：

局域網：一般用微型計算機通過高速通信線路相連，數據傳輸速率較快，通常在10Mbit/s以上，誤碼率較低。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)內的專用網絡。局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局域網。

城域網：介於局域網和廣域網之間的高速計算機網絡。滿足幾千米範圍內多個局域網互連需求

廣域網：是遠距離、大範圍的計算機網絡，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數據傳輸和信息共享，並且通信線路大多租用公用通信網絡(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、各種軟件資源與信息資源)和通信子網(通信控制處理器、通信線路、其他通信設備)。其中通信子網主要採用分組交換技術。

(2)按拓撲結構分類

網絡拓撲結構：主要指通信子網的拓撲構型。通過網中節點與通信線路之間的幾何關係表示網絡結構。

廣播式網絡是指一個公共信道被多個網絡結點共享，對應的網絡拓撲結構有樹型、環型、總線型、無線通信與衞星通信。

點對點線路是指每個物理線路鏈接兩個結點。對應的拓撲結構有樹型、環型、星型與網狀型。

3.計算機網絡數據傳輸速率與誤碼率

(1)數據傳輸速率

每秒鐘傳輸二進制的比特數。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帶寬B(B=f,單位Hz)與最大傳輸速率之間的關係：

Rmax=2*fRmax：最大數據傳輸速率。B通信信道帶寬(頻率)單位HZ。

香農定理給出了有隨機熱噪聲時帶寬與數據傳輸速率之間的關係：

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

(2)誤碼率

二進制碼元在數據傳輸過程中被傳錯的概率，其近似值為：

Pe=Ne/N(N為傳輸二進制碼元的總數，Ne為被傳錯的碼元數。)

誤碼率應注意以下問題：

誤碼率是衡量數據傳輸系統正常工作狀態下傳輸可靠性的參數。

對於實際的傳輸系統，不能籠統地説誤碼率越低越好，要根據實際情況衡量。

實際的傳輸系統，如果不是傳輸二進制碼元，需要摺合成二進制碼元計算。

誤碼率具有隨機性，實際測量時只有測試的二進制碼元越大，才會接近真正的誤碼率。

　　三、分組交換技術的基本概念

1.電路交換的基本概念

通信子網的交換方式中分為兩類：電路交換和存儲轉發交換。其中存儲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：數據報方式與虛電路方式

電路交換分為三個階段：

(1)線路建立：兩台主機要傳輸數據，首先通過子網建立兩台主機之間的線路連接。

(2)數據傳輸：線路連接後，可以實現實時、雙向的交換數據。

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

線路交換的優點：實時性強，適應於交互式會話通信。

線路交換的缺點：對突發性通信不適應，系統效率低，不具備存儲數據能力，不具備差錯控制能力。

2.存儲轉發交換的特點

與線路交換的特點區別：