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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是利用通信路線,用一定的連接方法,把分散的具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)相互連接在一起,按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,實(shí)現(xiàn)資源共享的計(jì)算機(jī)的集合。具體地說(shuō),就是用通信線路將分散的計(jì)算機(jī)通信設(shè)備連接起來(lái),在功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件的管理與控制下。使網(wǎng)絡(luò)中的所有計(jì)算機(jī)都可以訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中的文件、程序、打印機(jī)和其他各種服務(wù)(統(tǒng)稱為資源),從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源的共享和信息的相互傳遞。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)包括了硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和通信技術(shù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化是計(jì)算機(jī)進(jìn)入到第4個(gè)發(fā)展階段的標(biāo)志,幾乎所有的計(jì)算機(jī)都面臨著網(wǎng)絡(luò)化的問(wèn)題。

發(fā)展歷程

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用普及是從微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)開始的,而進(jìn)一步的發(fā)展階段乃是網(wǎng)絡(luò),人們稱網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī),深刻地反映了網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)發(fā)展史中極為重要的作用和影響。

1969美國(guó)國(guó)防部的國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃署(DARPA)建立了全世界第一個(gè)分組交換網(wǎng)AR-PARNET,即Internet的前身,這是一個(gè)只有四個(gè)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式的分組交換廣域網(wǎng),是為了驗(yàn)證遠(yuǎn)程分組交換網(wǎng)的可行性而進(jìn)行的一項(xiàng)試驗(yàn)工程。

1972年在首屆國(guó)際計(jì)算機(jī)通信會(huì)議(ICCC)上首次公開展示了ARPANET的遠(yuǎn)程分組交換技術(shù),分組交換不同于傳統(tǒng)電信網(wǎng)中采用的電路交換,是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式中的一種交換方式。它將要傳送的報(bào)文分割成許多具有統(tǒng)一格式的分組,并以此為傳輸?shù)幕締卧灰贿M(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸。和電路交換相比,分組交換具有線路利用率高、可進(jìn)行數(shù)據(jù)速率的轉(zhuǎn)換、不易引起堵塞以及具有優(yōu)先權(quán)使用等優(yōu)點(diǎn)。因此,它被廣泛用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

1974年IBM公司首先公布了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)(SNA)作為IBM計(jì)算機(jī)的連網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。之后,各大計(jì)算機(jī)廠商都相繼開發(fā)了自己的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),如迪吉多的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)(CNA)等。

1976年國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(ccitt)制定了用于公用分組交換網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)X.25,推動(dòng)了公用分組交換網(wǎng)的發(fā)展。1976年美國(guó)Xerox公司開發(fā)了基于帶碰撞檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)(CSMA/CD)原理,用同軸電纜連接多臺(tái)計(jì)算機(jī)的局域網(wǎng),取名為以太網(wǎng)。由于以太網(wǎng)安裝使用方便,性能較好,成為最廣泛使用的一種局域網(wǎng)。隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)的廣泛使用,局域網(wǎng)的研究、開發(fā)和應(yīng)用有了很大的發(fā)展。

1978年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(IOS)為了解決不同廠商的計(jì)算機(jī)網(wǎng)之間不能互聯(lián)的問(wèn)題,提出了開放系統(tǒng)互聯(lián)基準(zhǔn)(參考)模型(OSI/RM),即OSI網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),以推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化工作。在總結(jié)最初的建網(wǎng)實(shí)踐基礎(chǔ)上,DARPA組織有關(guān)專家開發(fā)了ARPANET第三代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議———TCP/IP(參見TCP/IP協(xié)議集),并于1983年在ARPANET上正式啟用,與此同時(shí)UNIX BSD版安裝了TCP/IP協(xié)議軟件。

目前采用TCP/IP的Internet已經(jīng)成為全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),Internet的發(fā)展已經(jīng)歷了三個(gè)階段,逐漸走向成熟。從1969年Internet的前身ARPANET的誕生到1983年是Internet的研究試驗(yàn)階段,它主要是作為對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行研究和試驗(yàn)用的網(wǎng)絡(luò)。從1983年到1994年是Internet的實(shí)用階段,作為用于教學(xué)、科研和通信的學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)在美國(guó)和一部分發(fā)達(dá)國(guó)家的大學(xué)和研究部門中得到廣泛應(yīng)用。從1994年以后,Internet開始進(jìn)入商業(yè)化階段,除了原有的學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用外,政府部門、商業(yè)企業(yè)以及個(gè)人廣泛使用Internet。全世界絕大部分國(guó)家都已經(jīng)接入Internet,成為全世界的信息基礎(chǔ)設(shè)施

網(wǎng)絡(luò)分類

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類方式繁多,一般有以下幾種:

(1)按地域范圍可分為局域網(wǎng)城域網(wǎng)廣域網(wǎng)等。

(2)按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為總線、星狀、環(huán)狀、網(wǎng)狀等網(wǎng)絡(luò)。

(3)按交換方式可分為電路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)等。

(4)按網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可分為采用TCP/IP、SNA、SPX/IPX、Apple TALK等協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。

(5)按安全控制政策可分為內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、外聯(lián)網(wǎng)等。

性能指標(biāo)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能一般是指它的幾個(gè)重要的性能指標(biāo)。但除了這些重要的性能指標(biāo)外,還有一些非性能特征,它們對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能也有很大的影響。

1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

(1)速率

計(jì)算機(jī)發(fā)送出的信號(hào)都是數(shù)字形式的。比特是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)量的單位,也是信息論中使用的信息量的單位。英文字bit來(lái)源于binary digit,意思是一個(gè)“二進(jìn)制數(shù)字”,因此一個(gè)比特就是二進(jìn)制數(shù)字中的一個(gè)1或0。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的速率指的是連接在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)的速率,它也稱為數(shù)據(jù)率(數(shù)據(jù) rate)或比特率(bit rate)。速率是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的一個(gè)性能指標(biāo)。速率的單位是bit/s(比特每秒)(即bit per second)。現(xiàn)在人們常用更簡(jiǎn)單的并且是很不嚴(yán)格的記法來(lái)描述網(wǎng)絡(luò)的速率,如100M以太網(wǎng),它省略了單位中的bit/s,意思是速率為100Mbit/s的以太網(wǎng)。

(2)帶寬

“帶寬”有以下兩種不同的意義。

①帶寬本來(lái)是指某個(gè)信號(hào)具有的頻帶寬度。信號(hào)的帶寬是指該信號(hào)所包含的各種不同頻率成分所占據(jù)的頻率范圍。例如,在傳統(tǒng)的通信線路上傳送的電話信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)帶寬是3.1kHz(從300Hz到3.4kHz,即話音的主要成分的頻率范圍)。這種意義的帶寬的單位是赫(或千赫,兆赫,吉赫等)。

②在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,帶寬用來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)的通信線路所能傳送數(shù)據(jù)的能力,因此網(wǎng)絡(luò)帶寬表示在單位時(shí)間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)到另一點(diǎn)所能通過(guò)的“最高數(shù)據(jù)率”。這里一般說(shuō)到的“帶寬”就是指這個(gè)意思。這種意義的帶寬的單位是“比特每秒”,記為bit/s。

(3)吞吐量

吞吐量表示在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)(或信道、接口)的數(shù)據(jù)量。吞吐量更經(jīng)常地用于對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的網(wǎng)絡(luò)的一種測(cè)量,以便知道實(shí)際上到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)。顯然,吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制。例如,對(duì)于一個(gè)100Mbit/s的以太網(wǎng),其額定速率是100Mbit/s,那么這個(gè)數(shù)值也是該以太網(wǎng)的吞吐量的絕對(duì)上限值。因此,對(duì)100Mbit/s的以太網(wǎng),其典型的吞吐量可能也只有70Mbit/s。有時(shí)吞吐量還可用每秒傳送的字節(jié)數(shù)或幀數(shù)來(lái)表示。

(4)時(shí)延

時(shí)延是指數(shù)據(jù)(一個(gè)報(bào)文或分組,甚至比特)從網(wǎng)絡(luò)(或鏈路)的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。時(shí)延是個(gè)很重要的性能指標(biāo),它有時(shí)也稱為延遲或遲延。網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延是由以下幾個(gè)不同的部分組成的。

①發(fā)送時(shí)延。

發(fā)送時(shí)延是主機(jī)或路由器發(fā)送數(shù)據(jù)幀所需要的時(shí)間,也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特算起,到該幀的最后一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間。

因此發(fā)送時(shí)延也叫做傳輸時(shí)延。發(fā)送時(shí)延的計(jì)算公式是:

發(fā)送時(shí)延=數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度(bit/s)/信道帶寬(bit/s)

由此可見,對(duì)于一定的網(wǎng)絡(luò),發(fā)送時(shí)延并非固定不變,而是與發(fā)送的幀長(zhǎng)(單位是比特)成正比,與信道帶寬成反比。

②傳播時(shí)延。

傳播時(shí)延是電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費(fèi)的時(shí)間。傳播時(shí)延的計(jì)算公式是:

傳播時(shí)延=信道長(zhǎng)度(m)/電磁波在信道上的傳播速率(m/s)

電磁波在自由空間的傳播速率是光速,即3.0×10km/s。電磁波在網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體中的傳播速率比在自由空間要略低一些。

③處理時(shí)延。

主機(jī)或路由器在收到分組時(shí)要花費(fèi)一定的時(shí)間進(jìn)行處理,例如分析分組的首部,從分組中提取數(shù)據(jù)部分,進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn)或查找適當(dāng)?shù)穆酚傻龋@就產(chǎn)生了處理時(shí)延

④排隊(duì)時(shí)延。

分組在經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí),要經(jīng)過(guò)許多的路由器。但分組在進(jìn)入路由器后要先在輸入隊(duì)列中排隊(duì)等待處理。在路由器確定了轉(zhuǎn)發(fā)接口后,還要在輸出隊(duì)列中排隊(duì)等待轉(zhuǎn)發(fā)。這就產(chǎn)生了排隊(duì)時(shí)延。

這樣,數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)歷的總時(shí)延就是以上四種時(shí)延之和:

總時(shí)延=發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延+排隊(duì)時(shí)延

(5)時(shí)延帶寬

把以上討論的網(wǎng)絡(luò)性能的兩個(gè)度量—傳播時(shí)延和帶寬相乘,就得到另一個(gè)很有用的度量:傳播時(shí)延帶寬積,即時(shí)延帶寬積=傳播時(shí)延×帶寬。

(6)往返時(shí)間(RTT)

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,往返時(shí)間也是一個(gè)重要的性能指標(biāo),它表示從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始,到發(fā)送方收到來(lái)自接收方的確認(rèn)(接受方收到數(shù)據(jù)后便立即發(fā)送確認(rèn))總共經(jīng)歷的時(shí)間。

當(dāng)使用衛(wèi)星通信時(shí),往返時(shí)間(RTT)相對(duì)較長(zhǎng)。

(7)利用率

利用率有信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率兩種。信道利用率指某信道有百分之幾的時(shí)間是被利用的(有數(shù)據(jù)通過(guò)),完全空閑的信道的利用率是零。網(wǎng)絡(luò)利用率是全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。

2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非性能特征

這些非性能特征與前面介紹的性能指標(biāo)有很大的關(guān)系。

(1)費(fèi)用

即網(wǎng)絡(luò)的價(jià)格(包括設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的費(fèi)用)。網(wǎng)絡(luò)的性能與其價(jià)格密切相關(guān)。一般說(shuō)來(lái),網(wǎng)絡(luò)的速率越高,其價(jià)格也越高。

(2)質(zhì)量

網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量取決于網(wǎng)絡(luò)中所有構(gòu)件的質(zhì)量,以及這些構(gòu)件是怎樣組成網(wǎng)絡(luò)的。網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量影響到很多方面,如網(wǎng)絡(luò)的可靠性、網(wǎng)絡(luò)管理的簡(jiǎn)易性,以及網(wǎng)絡(luò)的一些性能。但網(wǎng)絡(luò)的性能與網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量并不是一回事,例如,有些性能也還可以的網(wǎng)絡(luò),運(yùn)行一段時(shí)間后就出現(xiàn)了故障,變得無(wú)法再繼續(xù)工作,說(shuō)明其質(zhì)量不好。高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)往往價(jià)格也較高。

(3)標(biāo)準(zhǔn)化

網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)既可以按照通用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),也可以遵循特定的專用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。最好采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì),這樣可以得到更好的互操作性,更易于升級(jí)換代和維修,也更容易得到技術(shù)上的支持。

(4)可靠性

可靠性與網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和性能都有密切關(guān)系。速率更高的網(wǎng)絡(luò),其可靠性不一定會(huì)更差。但速率更高的網(wǎng)絡(luò)要可靠地運(yùn)行,則往往更加困難,同時(shí)所需的費(fèi)用也會(huì)較高。

(5)可擴(kuò)展性和可升級(jí)性

網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)造時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮到今后可能會(huì)需要擴(kuò)展(即規(guī)模擴(kuò)大)和升級(jí)(即性能和版本的提高)。網(wǎng)絡(luò)的性能越高,其擴(kuò)展費(fèi)用往往也越高,難度也會(huì)相應(yīng)增加。

(6)易于管理和維護(hù)

網(wǎng)絡(luò)如果沒(méi)有良好的管理和維護(hù),就很難達(dá)到和保持所設(shè)計(jì)的性能。

體系結(jié)構(gòu)

要想讓兩臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信,必須使它們采用相同的信息交換規(guī)則。我們把在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中用于規(guī)定信息的格式以及如何發(fā)送和接收信息的一套規(guī)則稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(network protocol)或通信協(xié)議(communication protocol)。

為了減少網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者并不是設(shè)計(jì)一個(gè)單一、巨大的協(xié)議來(lái)為所有形式的通信規(guī)定完整的細(xì)節(jié),而是采用把通信問(wèn)題劃分為許多個(gè)小問(wèn)題,然后為每個(gè)小問(wèn)題設(shè)計(jì)一個(gè)單獨(dú)的協(xié)議的方法。這樣做使得每個(gè)協(xié)議的設(shè)計(jì)、分析、編碼和測(cè)試都比較容易。分層模型(layering model)是一種用于開發(fā)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計(jì)方法。本質(zhì)上,分層模型描述了把通信問(wèn)題分為幾個(gè)小問(wèn)題(稱為層次)的方法,每個(gè)小問(wèn)題對(duì)應(yīng)于一層。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù),就必須遵守一些事先約定好的規(guī)則。這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)格式以及有關(guān)的同步問(wèn)題。這里所說(shuō)的同步不是狹義的(即同頻或同頻同相)而是廣義的,即在一定的條件下應(yīng)當(dāng)發(fā)生什么事件(如發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信息),因而同步含有時(shí)序的意思。這些為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也可簡(jiǎn)稱為協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由以下三個(gè)要素組成。

①語(yǔ)法,即數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。

②語(yǔ)義,即需要發(fā)出何種控制信息,完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)。

③同步,即事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不可缺少的組成部分。

協(xié)議通常有兩種不同的形式。一種是使用便于人來(lái)閱讀和理解的文字描述,另一種是使用計(jì)算機(jī)能夠理解的程序代碼。

對(duì)于非常復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,其結(jié)構(gòu)應(yīng)該是層次式的。分層可以帶來(lái)許多好處。

①各層之間是獨(dú)立的。某一層并不需要知道它的下一層是如何實(shí)現(xiàn)的,而僅僅需要知道該層通過(guò)層間的接口(即界面)所提供的服務(wù)。由于每一層只實(shí)現(xiàn)一種相對(duì)獨(dú)立的功能,因而可將一個(gè)難以處理的復(fù)雜問(wèn)題分解為若干個(gè)較容易處理的更小一些的問(wèn)題。這樣,整個(gè)問(wèn)題的復(fù)雜程度就下降了。

②靈活性好。當(dāng)任何一層發(fā)生變化時(shí)(例如由于技術(shù)的變化),只要層間接口關(guān)系保持不變,則在這層以上或以下各層均不受影響。此外,對(duì)某一層提供的服務(wù)還可進(jìn)行修改。當(dāng)某層提供的服務(wù)不再需要時(shí),甚至可以將這層取消。

③結(jié)構(gòu)上可分割開。各層都可以采用最合適的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

④易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。這種結(jié)構(gòu)使得實(shí)現(xiàn)和調(diào)試一個(gè)龐大而又復(fù)雜的系統(tǒng)變得易于處理,因?yàn)檎麄€(gè)的系統(tǒng)已被分解為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)。

⑤能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。因?yàn)槊恳粚拥墓δ芗捌渌峁┑姆?wù)都已有了精確的說(shuō)明。

分層時(shí)應(yīng)注意使每一層的功能非常明確。若層數(shù)太少,就會(huì)使每一層的協(xié)議太復(fù)雜。但層數(shù)太多又會(huì)在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)遇到較多的困難。

我們把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合,稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。換種說(shuō)法,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就是這個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)件所應(yīng)完成的功能的精確定義。需要強(qiáng)調(diào)的是:這些功能究竟是用何種硬件或軟件完成的,則是一個(gè)遵循這種體系結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。體系結(jié)構(gòu)的英文名詞architecture的原意是建筑學(xué)或建筑的設(shè)計(jì)和風(fēng)格。但是它和一個(gè)具體的建筑物的概念很不相同。我們也不能把一個(gè)具體的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)說(shuō)成是一個(gè)抽象的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。總之,體系結(jié)構(gòu)是抽象的,而實(shí)現(xiàn)則是具體的,是真正在運(yùn)行的計(jì)算機(jī)硬件和軟件。

圖5.8所示是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)示意圖。其中圖5.8(a)是OSI的七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)圖、圖5.8(b)是TCP/IP四層體系結(jié)構(gòu)、圖5.8(c)是五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)綜合了前兩種體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),既簡(jiǎn)潔又能將概念闡述清楚。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

近年來(lái),無(wú)線蜂窩電話通信技術(shù)得到了飛速發(fā)展。人們也希望能夠在移動(dòng)通信中使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。隨著便攜機(jī)手持PDA(PDA)的普遍使用,無(wú)線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也逐漸流行起來(lái)。

1.無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)

無(wú)線局域網(wǎng)提供了移動(dòng)接入的功能,這就給許多需要發(fā)送數(shù)據(jù)但又不能坐在辦公室的工作人員提供了方便。當(dāng)大量持有平板電腦的用戶都在同一個(gè)地方同時(shí)要求上網(wǎng)時(shí),若用電纜連網(wǎng),那么布線就是個(gè)很大的問(wèn)題。這時(shí)若采用無(wú)線局域網(wǎng)則比較容易。

無(wú)線局域網(wǎng)可分為兩大類。第一類是有固定基礎(chǔ)設(shè)施的,第二類是無(wú)固定基礎(chǔ)設(shè)施的。所謂“固定基礎(chǔ)設(shè)施”是指預(yù)先建立起來(lái)的、能夠覆蓋一定地理范圍的一批固定基礎(chǔ)。大家經(jīng)常使用的蜂窩移動(dòng)電話就是利用電信公司預(yù)先建立的、覆蓋全國(guó)的大量固定基站來(lái)接通用戶手機(jī)撥打的電話。

另一類無(wú)線局域網(wǎng)是無(wú)固定基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線局域網(wǎng),它又叫做自組網(wǎng)絡(luò)。這種自組網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有上述基本服務(wù)集中的APN(AP),而是由一些處于平等狀態(tài)的移動(dòng)站之間相互通信組成的臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)。

自組網(wǎng)絡(luò)通常是這樣構(gòu)成的:一些可移動(dòng)的設(shè)備發(fā)現(xiàn)在它們附近還有其他的可手持移動(dòng)設(shè)備,并且要求和其他移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行通信。隨著平板電腦的大量普及,自組網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式已受到人們的廣泛關(guān)注。由于在自組網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)移動(dòng)站都要參與到網(wǎng)絡(luò)中的其他移動(dòng)站的路由的發(fā)現(xiàn)和維護(hù),同時(shí)由移動(dòng)站構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>有可能隨時(shí)間變化得很快,因此在固定網(wǎng)絡(luò)中行之有效的一些路由選擇協(xié)議對(duì)移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)已不適用。這樣,在自組網(wǎng)絡(luò)中路由選擇協(xié)議就引起了特別的關(guān)注。另一個(gè)重要問(wèn)題是多播。在移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)中往往需要將某個(gè)重要信息同時(shí)向多個(gè)移動(dòng)站傳送。這種多播比固定節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的多播要復(fù)雜得多,需要有實(shí)時(shí)性好而效率又高的多播協(xié)議。在移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)中,安全問(wèn)題也是一個(gè)更為突出的問(wèn)題。

移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)在軍用和民用領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用前景。在軍事領(lǐng)域中,由于戰(zhàn)場(chǎng)上往往沒(méi)有預(yù)先建好的固定接入點(diǎn),其移動(dòng)站就可以用臨時(shí)建立的移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。這種組網(wǎng)方式也能夠應(yīng)用到作戰(zhàn)的地面車輛群和坦克群,以及海上的艦艇群、空中的機(jī)群。由于每一個(gè)移動(dòng)設(shè)備都具有路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的功能,因此分布式的移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)的生存性非常好。在民用領(lǐng)域,持有筆記本電腦的人可以利用這種移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)方便地交換信息,而不受便攜式電腦附近沒(méi)有電話線插頭的限制。當(dāng)出現(xiàn)各種自然災(zāi)害(如地震、洪水、森林火災(zāi)等)時(shí),在搶險(xiǎn)救災(zāi)時(shí)利用移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行及時(shí)的通信往往也是很有效的,因?yàn)檫@時(shí)事先已建好的固定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施(基站)可能已經(jīng)都被破壞了。

近年來(lái),移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)子集WSN引起了人們廣泛的關(guān)注。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)構(gòu)成的自組網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用就是進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸,一般并不需要很高的帶寬,但是在大部分時(shí)間必須保持低功耗,以節(jié)省電池的消耗。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)基本上是固定不變的,這點(diǎn)和移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)有很大的區(qū)別。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下方面。

環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)(如洪水預(yù)報(bào)、動(dòng)物棲息的監(jiān)控)。

②戰(zhàn)爭(zhēng)中對(duì)敵情的偵查和對(duì)兵力、裝備、物資等的監(jiān)控。

③醫(yī)療中對(duì)病房的監(jiān)測(cè)和對(duì)患者的護(hù)理。

④在危險(xiǎn)的工業(yè)環(huán)境(如礦井核電站等)中的安全監(jiān)測(cè)。

⑤城市交通管理、建筑內(nèi)的溫度/照明/安全控制等。

2.無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)

無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)就是在個(gè)人工作地方把屬于個(gè)人使用的汽車傳感器(如平板電腦掌上電腦便攜式打印機(jī)以及蜂窩電話等)用無(wú)線技術(shù)連接起來(lái)自組網(wǎng)絡(luò),不需要使用APNAP,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的范圍為10m左右。WPAN可以是一個(gè)人使用,也可以是若干人共同使用。WPAN是以個(gè)人為中心來(lái)使用的無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng),它實(shí)際上就是一個(gè)低功率、小范圍、低速率和低價(jià)格的電纜替代技術(shù)。

3.無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)

我們已經(jīng)有了多種有線寬帶接入因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò),然而人們發(fā)現(xiàn),在許多情況下,使用無(wú)線寬帶接入可以帶來(lái)很多好處,如更加經(jīng)濟(jì)和安裝快捷,同時(shí)也可以得到更高的數(shù)據(jù)率。近年來(lái),無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)又成為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)熱點(diǎn)。WMAN可提供“最后一英里”的寬帶無(wú)線接入(固定的、移動(dòng)的和便攜的)。許多情況下,WMAN可用來(lái)替代現(xiàn)有的有線寬帶接入,所以可稱無(wú)線本地環(huán)路

認(rèn)證協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證協(xié)議VIeID

全稱:(Virtual identity electronic identification)通用賬戶協(xié)議,是俗稱的網(wǎng)絡(luò)身份證。它是一種互聯(lián)網(wǎng)身份認(rèn)證協(xié)議,其具有唯一性和信息不可否認(rèn)性。其概念與OpenID相似,并具有開放、分散、自由等特性。

協(xié)議分層

為了減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)采用分層設(shè)計(jì)方法。所謂分層設(shè)計(jì)方法,就是按照信息的流動(dòng)過(guò)程將網(wǎng)絡(luò)的整體功能分解為一個(gè)個(gè)的功能層,不同機(jī)器上的同等功能層之間采用相同的協(xié)議,同一機(jī)器上的相鄰功能層之間通過(guò)接口進(jìn)行信息傳遞。為了便于理解接口和協(xié)議的概念,我們首先以郵政通信系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明。人們平常寫信時(shí),都有個(gè)約定,這就是信件的格式和內(nèi)容。首先,我們寫信時(shí)必須采用雙方都懂的語(yǔ)言文字和文體,開頭是對(duì)方稱謂,最后是落款等。這樣,對(duì)方收到信后,才可以看懂信中的內(nèi)容,知道是誰(shuí)寫的,什么時(shí)候?qū)懙牡取.?dāng)然還可以有其他的一些特殊約定,如書信的編號(hào)、間諜的密寫等。信寫好之后,必須將信封裝并交由郵局寄發(fā),這樣寄信人和郵局之間也要有約定,這就是規(guī)定信封寫法并貼郵票。在中國(guó)寄信必須先寫收信人地址、姓名,然后才寫寄信人的地址和姓名。郵局收到信后,首先進(jìn)行信件的分揀和分類,然后交付有關(guān)運(yùn)輸部門進(jìn)行運(yùn)輸,如航空信交民航,平信交鐵路或公路運(yùn)輸部門等。這時(shí),郵局和運(yùn)輸部門也有約定,如到站地點(diǎn)、時(shí)間、包裹形式等等。信件運(yùn)送到目的地后進(jìn)行相反的過(guò)程,最終將信件送到收信人手中,收信人依照約定的格式才能讀懂信件。如圖所示,在整個(gè)過(guò)程中,主要涉及到了三個(gè)子系統(tǒng)、即用戶子系統(tǒng),郵政子系統(tǒng)和運(yùn)輸子系統(tǒng)。各種約定都是為了達(dá)到將信件從一個(gè)源點(diǎn)送到某一個(gè)目的點(diǎn)這個(gè)目標(biāo)而設(shè)計(jì)的,這就是說(shuō),它們是因信息的流動(dòng)而產(chǎn)生的。可以將這些約定分為同等機(jī)構(gòu)間的約定,如用戶之間的約定、郵政局之間的約定和運(yùn)輸部門之間的約定,以及不同機(jī)構(gòu)間的約定,如用戶與郵政局之間的約定、郵政局與運(yùn)輸部門之間的約定。雖然兩個(gè)用戶、兩個(gè)郵政局、兩個(gè)運(yùn)輸部門分處甲、乙兩地,但它們都分別對(duì)應(yīng)同等機(jī)構(gòu),同屬一個(gè)子系統(tǒng);而同處一地的不同機(jī)構(gòu)則不在一個(gè)子系統(tǒng)內(nèi),而且它們之間的關(guān)系是服務(wù)與被服務(wù)的關(guān)系。很顯然,這兩種約定是不同的,前者為部門內(nèi)部的約定,而后者是不同部門之間的約定。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,兩臺(tái)計(jì)算機(jī)中兩個(gè)進(jìn)程之間進(jìn)行通信的過(guò)程與郵政通信的過(guò)程十分相似。用戶進(jìn)程對(duì)應(yīng)于用戶,計(jì)算機(jī)中進(jìn)行通信的進(jìn)程(也可以是專門的通信處理機(jī)〕對(duì)應(yīng)于郵局,通信設(shè)施對(duì)應(yīng)于運(yùn)輸部門。為了減少計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,人們往往按功能將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)不同的功能層。網(wǎng)絡(luò)中同等層之間的通信規(guī)則就是該層使用的協(xié)議,如有關(guān)第N層的通信規(guī)則的集合,就是第N層的協(xié)議。而同一計(jì)算機(jī)的不同功能層之間的通信規(guī)則稱為接口( i n t e r f a c e),在第N層和第(N+1)層之間的接口稱為N/(N+1)層接口。總的來(lái)說(shuō),協(xié)議是不同機(jī)器同等層之間的通信約定,而接口是同一機(jī)器相鄰層之間的通信約定。不同的網(wǎng)絡(luò),分層數(shù)量、各層的名稱和功能以及協(xié)議都各不相同。然而,在所有的網(wǎng)絡(luò)中,每一層的目的都是向它的上一層提供一定的服務(wù)。協(xié)議層次化不同于程序設(shè)計(jì)中模塊化的概念。在程序設(shè)計(jì)中,各模塊可以相互獨(dú)立,任意拼裝或者并行,而層次則一定有上下之分,它是依數(shù)據(jù)流的流動(dòng)而產(chǎn)生的。組成不同計(jì)算機(jī)同等層的實(shí)體稱為對(duì)等進(jìn)程(peer process)。對(duì)等進(jìn)程不一定非是相同的程序,但其功能必須完全一致,且采用相同的協(xié)議。分層設(shè)計(jì)方法將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信功能劃分為垂直的層次集合后,在通信過(guò)程中下層將向上層隱蔽下層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。但層次的劃分應(yīng)首先確定層次的集合及每層應(yīng)完成的任務(wù)。劃分時(shí)應(yīng)按邏輯組合功能,并具有足夠的層次,以使每層小到易于處理。同時(shí)層次也不能太多,以免產(chǎn)生難以負(fù)擔(dān)的處理開銷。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)中分層模型以及各層功能的精確定義。對(duì)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的描述必須包括足夠的信息,使實(shí)現(xiàn)者可以為每一功能層進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)或編寫程序,并使之符合相關(guān)協(xié)議。但我們要注意的是,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)不屬于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容,因?yàn)樗鼈冸[含在機(jī)器內(nèi)部,對(duì)外部說(shuō)來(lái)是不可見的。現(xiàn)在我們來(lái)考查一個(gè)具體的例子:在圖1 -11所示的5層網(wǎng)絡(luò)中如何向其最上層提供通信。在第5層運(yùn)行的某應(yīng)用進(jìn)程產(chǎn)生了消息M,并把它交給第4層進(jìn)行發(fā)送。第4層在消息M前加上一個(gè)信息頭(h e a d e r),信息頭主要包括控制信息(如序號(hào))以便目標(biāo)機(jī)器上的第4層在低層不能保持消息順序時(shí),把亂序的消息按原序裝配好。在有些層中,信息頭還包括長(zhǎng)度、時(shí)間和其他控制字段。在很多網(wǎng)絡(luò)中,第4層對(duì)接收的消息長(zhǎng)度沒(méi)有限制,但在第3層通常存在一個(gè)限度。因此,第3層必須將接收的入境消息分成較小的單元如報(bào)文分組( p a c k e t),并在每個(gè)報(bào)文分組前加上一個(gè)報(bào)頭。在本實(shí)例中,消息M被分成兩部分:M 1和M 2。第3層確定使用哪一條輸出線路,并將報(bào)文傳給第2層。第2層不僅給每段消息加上頭部信息,而且還要加上尾部信息,構(gòu)成新的數(shù)據(jù)單元,通常稱為幀( f r a m e),然后將其傳給第1層進(jìn)行物理傳輸。在接收方,報(bào)文每向上遞交一層,該層的報(bào)頭就被剝掉,決不可能出現(xiàn)帶有N層以下報(bào)頭的報(bào)文交給接收方第N層實(shí)體的情況。要理解圖1 - 11示意圖,關(guān)鍵要理解虛擬通信與物理通信之間的關(guān)系,以及協(xié)議與接口之間的區(qū)別。比如,第4層的對(duì)等進(jìn)程,在概念上認(rèn)為它們的通信是水平方向地應(yīng)用第四層協(xié)議。每一方都好像有一個(gè)叫做“發(fā)送到另一方去”的過(guò)程和一個(gè)叫做“從另一方接收”的過(guò)程,盡管實(shí)際上這些過(guò)程是跨過(guò)3 / 4層接口與下層通信而不是直接同另一方通信。抽象出對(duì)等進(jìn)程這一概念,對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。有了這種抽象技術(shù),網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者就可以把設(shè)計(jì)完整的網(wǎng)絡(luò)這種難以處理的大問(wèn)題,劃分成設(shè)計(jì)幾個(gè)較小的且易于處理的問(wèn)題,即分別設(shè)計(jì)各層。

常用網(wǎng)絡(luò)

雖然我們所能看到的局域網(wǎng)主要是以雙絞線為代表傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng),那只不過(guò)是我們所看到都基本上是企、事業(yè)單位的局域網(wǎng),在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的早期或在其它各行各業(yè)中,因其行業(yè)特點(diǎn)所采用的局域網(wǎng)也不一定都是以太網(wǎng),在局域網(wǎng)中常見的有:以太網(wǎng)(Ethernet)、令牌網(wǎng)(Token Ring)、FDDI網(wǎng)、異步傳輸模式網(wǎng)(ATM)等幾類,下面分別作一些簡(jiǎn)要介紹。

以太網(wǎng)

(EtherNet)

以太網(wǎng)最早是由Xerox(施樂(lè))公司創(chuàng)建的,在1980年由DEC、英特爾和Xerox三家公司聯(lián)合開發(fā)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)是應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng),包括標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)(10Mbps)、快速以太網(wǎng)(100Mbps)、千兆以太網(wǎng)(1000 Mbps)和10G以太網(wǎng),它們都符合IEEE802.3系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

(1)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)

最開始以太網(wǎng)只有10Mbps的吞吐量,它所使用的是CSMA/CD(帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問(wèn))的訪問(wèn)控制方法,通常把這種最早期的10Mbps以太網(wǎng)稱之為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)。以太網(wǎng)主要有兩種傳輸介質(zhì),那就是雙絞線同軸電纜。所有的以太網(wǎng)都遵循IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn),下面列出是IEEE 802.3的一些以太網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),在這些標(biāo)準(zhǔn)中前面的數(shù)字表示傳輸速度,單位是“Mbps”,最后的一個(gè)數(shù)字表示單段網(wǎng)線長(zhǎng)度(基準(zhǔn)單位是100m),Base表示“基帶”的意思,Broad代表“寬帶”。

·10Base-5 使用粗同軸電纜,最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為500m,基帶傳輸方法;

·10Base-2 使用細(xì)同軸電纜,最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為185m,基帶傳輸方法;

·10Base-T 使用雙絞線電纜,最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100m;

·1Base-5 使用雙絞線電纜,最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為500m,傳輸速度為1Mbps;

·10Broad-36 使用同軸電纜(RG-59/U CATV),最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為3600m,是一種寬帶傳輸方式;

·10Base-F 使用光纖傳輸介質(zhì),傳輸速率為10Mbps;

(2)快速以太網(wǎng)

(Fast Ethernet)

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)技術(shù)已難以滿足日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量速度需求。在1993年10月以前,對(duì)于要求10Mbps以上數(shù)據(jù)流量的LAN應(yīng)用,只有光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)可供選擇,但它是一種價(jià)格非常昂貴的、基于100Mpbs光纜的LAN。1993年10月,Grand Junction公司推出了世界上第一臺(tái)快速以太網(wǎng)集線器FastSwitch10/100和網(wǎng)卡FastNIC100,快速以太網(wǎng)技術(shù)正式得以應(yīng)用。隨后英特爾、SynOptics、3Com、BayNetworks等公司亦相繼推出自己的快速以太網(wǎng)裝置。與此同時(shí),IEEE802工程組亦對(duì)100Mbps以太網(wǎng)的各種標(biāo)準(zhǔn),如100BASE-TX、100BASE-T4、MII、中繼器、全雙工等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE-T快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(Fast Ethernet),就這樣開始了快速以太網(wǎng)的時(shí)代。

快速以太網(wǎng)與原來(lái)在100Mbps帶寬下工作的FDDI相比它具有許多的優(yōu)點(diǎn),最主要體現(xiàn)在快速以太網(wǎng)技術(shù)可以有效的保障用戶在布線基礎(chǔ)實(shí)施上的投資,它支持3、4、5類雙絞線以及光纖的連接,能有效的利用現(xiàn)有的設(shè)施。

快速以太網(wǎng)的不足其實(shí)也是以太網(wǎng)技術(shù)的不足,那就是快速以太網(wǎng)仍是基于載波偵聽多路訪問(wèn)和沖突檢測(cè)(CSMA/CD)技術(shù),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時(shí),會(huì)造成效率的降低,當(dāng)然這可以使用交換技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)。

100Mbps快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)又分為:100BASE-TX 、100BASE-FX、100BASE-T4三個(gè)子類。

·100BASE-TX:是一種使用5類數(shù)據(jù)級(jí)無(wú)STP或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。它使用兩對(duì)雙絞線,一對(duì)用于發(fā)送,一對(duì)用于接收數(shù)據(jù)。在傳輸中使用4B/5B編碼方式,信號(hào)頻率為125MHz。符合EIA586的5類布線標(biāo)準(zhǔn)和IBM的SPT 1類布線標(biāo)準(zhǔn)。使用同10BASE-T相同的RJ-45接插件。它的最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100米。它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。

·100BASE-FX:是一種使用光纜的快速以太網(wǎng)技術(shù),可使用單模和多模光纖(62.5和125um)多模光纖連接的最大距離為550米。單模光纖連接的最大距離為3000米。在傳輸中使用4B/5B編碼方式,信號(hào)頻率為125MHz。它使用MIC/FDDI連接器、ST連接器或SC連接器。它的最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為150m、412m、2000m或更長(zhǎng)至10公里,這與所使用的光纖類型和工作模式有關(guān),它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。100BASE-FX特別適合于有電氣干擾的環(huán)境、較大距離連接、或高保密環(huán)境等情況下的適用。

·100BASE-T4:是一種可使用3、4、5類無(wú)STP或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。它使用4對(duì)雙絞線,3對(duì)用于傳送數(shù)據(jù),1對(duì)用于檢測(cè)沖突信號(hào)。在傳輸中使用8B/6T編碼方式,信號(hào)頻率為25MHz,符合EIA586結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn)。它使用與10BASE-T相同的RJ-45連接器,最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100米。

(3)千兆以太網(wǎng)

(GB Ethernet)

隨著以太網(wǎng)技術(shù)的深入應(yīng)用和發(fā)展,企業(yè)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接速度的要求越來(lái)越高,1995年11月,IEEE802.3工作組委任了一個(gè)高速研究組(HigherSpeedStudy Group),研究將快速以太網(wǎng)速度增至更高。該研究組研究了將快速以太網(wǎng)速度增至1000Mbps的可行性和方法。1996年6月,IEEE標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)批準(zhǔn)了千兆位以太網(wǎng)方案授權(quán)申請(qǐng)(Gigabit Ethernet Project Authorization Request)。隨后IEEE802.3工作組成立了802.3z工作委員會(huì)。IEEE802.3z委員會(huì)的目的是建立千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn):包括在1000Mbps通信速率的情況下的全雙工和半雙工操作、802.3以太網(wǎng)幀格式載波偵聽多路訪問(wèn)和沖突檢測(cè)(CSMA/CD)技術(shù)、在一個(gè)沖突域中支持一個(gè)中繼器(Repeater)、10BASE-T和100BASE-T向下兼容技術(shù)千兆位以太網(wǎng)具有以太網(wǎng)的易移植、易管理特性。千兆以太網(wǎng)在處理新應(yīng)用和新數(shù)據(jù)類型方面具有靈活性,它是在贏得了巨大成功的10Mbps和100Mbps IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上的延伸,提供了1000Mbps的數(shù)據(jù)帶寬。這使得千兆位以太網(wǎng)成為高速、寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的戰(zhàn)略性選擇。

1000Mbps千兆以太網(wǎng)主要有以下三種技術(shù)版本:1000BASE-SX,-LX和-CX版本。1000BASE-SX 系列采用低成本短波的CD(compact disc,光盤激光器)或者VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,垂直腔體表面發(fā)光激光器)發(fā)送器;而1000BASE-LX系列則使用相對(duì)昂貴的長(zhǎng)波激光器;1000BASE-CX系列則打算在配線間使用短跳線電纜把高性能服務(wù)器和高速外圍設(shè)備連接起來(lái)。

(4)10G以太網(wǎng)

10Gbps的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)由IEEE 802.3工作組于2000年正式制定,10G以太網(wǎng)仍使用與以往10Mbps和100Mbps以太網(wǎng)相同的形式,它允許直接升級(jí)到高速網(wǎng)絡(luò)。同樣使用IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的幀格式、全雙工業(yè)務(wù)和流量控制方式。在半雙工方式下,10G以太網(wǎng)使用基本的CSMA/CD訪問(wèn)方式來(lái)解決共享介質(zhì)的沖突問(wèn)題。此外,10G以太網(wǎng)使用由IEEE 802.3小組定義了和以太網(wǎng)相同的管理對(duì)象。總之,10G以太網(wǎng)仍然是以太網(wǎng),只不過(guò)更快。但由于10G以太網(wǎng)技術(shù)的復(fù)雜性及原來(lái)傳輸介質(zhì)的兼容性問(wèn)題(只能在光纖上傳輸,與原來(lái)企業(yè)常用的雙絞線不兼容了),還有這類設(shè)備造價(jià)太高(一般為2 ̄9萬(wàn)美元),所以這類以太網(wǎng)技術(shù)還處于研發(fā)的初級(jí)階段,還沒(méi)有得到實(shí)質(zhì)應(yīng)用。

令牌環(huán)網(wǎng)

令牌環(huán)網(wǎng)是IBM公司于20世紀(jì)70年代發(fā)展的,這種網(wǎng)絡(luò)比較少見。在老式的令牌環(huán)網(wǎng)中,數(shù)據(jù)傳輸速度為4Mbps或16Mbps,新型的快速令牌環(huán)網(wǎng)速度可達(dá)100Mbps。令牌環(huán)網(wǎng)的傳輸方法在物理上采用了星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但邏輯上仍是環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。結(jié)點(diǎn)間采用多站訪問(wèn)部件(Multistation Access Unit,MAU)連接在一起。MAU是一種專業(yè)化集線器,它是用來(lái)圍繞工作站計(jì)算機(jī)的環(huán)路進(jìn)行傳輸。由于數(shù)據(jù)包看起來(lái)像在環(huán)中傳輸,所以在工作站和MAU中沒(méi)有終結(jié)器。

在這種網(wǎng)絡(luò)中,有一種專門的幀稱為“令牌”,在環(huán)路上持續(xù)地傳輸來(lái)確定一個(gè)結(jié)點(diǎn)何時(shí)可以發(fā)送包。令牌為24位長(zhǎng),有3個(gè)8位的域,分別是首定界符(Start Delimiter,SD)、訪問(wèn)控制(Access Control,AC)和終定界符(End Delimiter,ED)。首定界符是一種與眾不同的信號(hào)模式,作為一種非數(shù)據(jù)信號(hào)表現(xiàn)出來(lái),用途是防止它被解釋成其它東西。這種獨(dú)特的8位組合只能被識(shí)別為幀首標(biāo)識(shí)符(SOF)。由于以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速,令牌網(wǎng)存在固有缺點(diǎn),令牌在整個(gè)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)已不多見,原來(lái)提供令牌網(wǎng)設(shè)備的廠商多數(shù)也退出了市場(chǎng),所以在局域網(wǎng)市場(chǎng)中令牌網(wǎng)可以說(shuō)是“昨日黃花”了。

FDDI網(wǎng)

(Fiber Distributed 數(shù)據(jù) 接口

FDDI的英文全稱為“Fiber Distributed Data Interface”,中文名為“光纖分布式數(shù)據(jù)接口”,它是于80年代中期發(fā)展起來(lái)一項(xiàng)局域網(wǎng)技術(shù),它提供的高速數(shù)據(jù)通信能力要高于當(dāng)時(shí)的以太網(wǎng)(10Mbps)和令牌網(wǎng)(4或16Mbps)的能力。FDDI標(biāo)準(zhǔn)由ANSI X3T9.5標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制訂,為繁忙網(wǎng)絡(luò)上的高容量輸入輸出提供了一種訪問(wèn)方法。FDDI技術(shù)同IBM的Tokenring技術(shù)相似,并具有LAN和Tokenring所缺乏的管理、控制和可靠性措施,F(xiàn)DDI支持長(zhǎng)達(dá)2KM的多模光纖。FDDI網(wǎng)絡(luò)的主要缺點(diǎn)是價(jià)格同前面所介紹的“快速以太網(wǎng)”相比貴許多,且因?yàn)樗恢С?a href="/hebeideji/6176917027328904329.html">光纜和5類電纜,所以使用環(huán)境受到限制、從以太網(wǎng)升級(jí)更是面臨大量移植問(wèn)題。

當(dāng)數(shù)據(jù)以100Mbps的速度輸入輸出時(shí),在當(dāng)時(shí)FDDI與10Mbps的以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)相比性能有相當(dāng)大的改進(jìn)。但是隨著快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,用FDDI的人就越來(lái)越少了。因?yàn)镕DDI使用的通信介質(zhì)是光纖,這一點(diǎn)它比快速以太網(wǎng)及100Mbps令牌網(wǎng)傳輸介質(zhì)要貴許多,然而FDDI最常見的應(yīng)用只是提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的快速訪問(wèn),所以在FDDI技術(shù)并沒(méi)有得到充分的認(rèn)可和廣泛的應(yīng)用。

FDDI的訪問(wèn)方法與令牌環(huán)網(wǎng)的訪問(wèn)方法類似,在網(wǎng)絡(luò)通信中均采用“令牌”傳遞。它與標(biāo)準(zhǔn)的令牌環(huán)又有所不同,主要在于FDDI使用定時(shí)的令牌訪問(wèn)方法。FDDI令牌沿網(wǎng)絡(luò)環(huán)路從一個(gè)結(jié)點(diǎn)向另一個(gè)結(jié)點(diǎn)移動(dòng),如果某結(jié)點(diǎn)不需要傳輸數(shù)據(jù),F(xiàn)DDI將獲取令牌并將其發(fā)送到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)中。如果處理令牌的結(jié)點(diǎn)需要傳輸,那么在指定的稱為“目標(biāo)令牌循環(huán)時(shí)間”(Target Token Rotation Time,TTRT)的時(shí)間內(nèi),它可以按照用戶的需求來(lái)發(fā)送盡可能多的幀。因?yàn)镕DDI采用的是定時(shí)的令牌方法,所以在給定時(shí)間中,來(lái)自多個(gè)結(jié)點(diǎn)的多個(gè)幀可能都在網(wǎng)絡(luò)上,以為用戶提供高容量的通信。

FDDI可以發(fā)送兩種類型的包:同步的和異步的。同步通信用于要求連續(xù)進(jìn)行且對(duì)時(shí)間敏感的傳輸(如音頻、視頻和多媒體通信);異步通信用于不要求連續(xù)脈沖串的普通的數(shù)據(jù)傳輸。在給定的網(wǎng)絡(luò)中,TTRT等于某結(jié)點(diǎn)同步傳輸需要的總時(shí)間加上最大的幀在網(wǎng)絡(luò)上沿環(huán)路進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)間。FDDI使用兩條環(huán)路,所以當(dāng)其中一條出現(xiàn)故障時(shí),數(shù)據(jù)可以從另一條環(huán)路上到達(dá)目的地。連接到FDDI的結(jié)點(diǎn)主要有兩類,即A類和B類。A類結(jié)點(diǎn)與兩個(gè)環(huán)路都有連接,由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如集線器等組成,并具備重新配置環(huán)路結(jié)構(gòu)以在網(wǎng)絡(luò)崩潰時(shí)使用單個(gè)環(huán)路的能力;B類結(jié)點(diǎn)通過(guò)A類結(jié)點(diǎn)的設(shè)備連接在FDDI網(wǎng)絡(luò)上,B類結(jié)點(diǎn)包括服務(wù)器或工作站等。

ATM網(wǎng)

ATM的英文全稱為“asynchronous transfer mode”,中文名為“異步傳輸模式”,它的開發(fā)始于70年代后期。ATM是一種較新型的單元交換技術(shù),同以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI網(wǎng)絡(luò)等使用可變長(zhǎng)度包技術(shù)不同,ATM使用53字節(jié)固定長(zhǎng)度的單元進(jìn)行交換。它是一種交換技術(shù),它沒(méi)有共享介質(zhì)或包傳遞帶來(lái)的延時(shí),非常適合音頻和視頻數(shù)據(jù)的傳輸。ATM主要具有以下優(yōu)點(diǎn):

1.ATM使用相同的數(shù)據(jù)單元,可實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)的無(wú)縫連接。

2.ATM支持VLAN(虛擬局域網(wǎng))功能,可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行靈活的管理和配置。

3.ATM具有不同的速率,分別為25、51、155、622Mbps,從而為不同的應(yīng)用提供不同的速率。

ATM是采用“信元交換”來(lái)替代“包交換”進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)信元交換的速度是非常快的。信元交換將一個(gè)簡(jiǎn)短的指示器稱為虛擬通道標(biāo)識(shí)符,并將其放在TDM時(shí)間片的開始。這使得設(shè)備能夠?qū)⑺谋忍亓鳟惒降胤旁谝粋€(gè)ATM通信通道上,使得通信變得能夠預(yù)知且持續(xù)的,這樣就為時(shí)間敏感的通信提供了一個(gè)預(yù)QoS,這種方式主要用在視頻和音頻上。通信可以預(yù)知的另一個(gè)原因是ATM采用的是固定的信元尺寸。ATM通道是虛擬的電路,并且MAN傳輸速度能夠達(dá)到10Gbps。

無(wú)線局域網(wǎng)

(Wireless Local Area Network;WLAN)

無(wú)線局域網(wǎng)是目前最新,也是最為熱門的一種局域網(wǎng),特別是自英特爾推出首款自帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊的迅馳筆記本處理器以來(lái)。無(wú)線局域網(wǎng)與傳統(tǒng)的局域網(wǎng)主要不同之處就是傳輸介質(zhì)不同,傳統(tǒng)局域網(wǎng)都是通過(guò)有形的傳輸介質(zhì)進(jìn)行連接的,如同軸電纜、雙絞線光纖等,而無(wú)線局域網(wǎng)則是采用空氣作為傳輸介質(zhì)的。正因?yàn)樗鼣[脫了有形傳輸介質(zhì)的束縛,所以這種局域網(wǎng)的最大特點(diǎn)就是自由,只要在網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍內(nèi),可以在任何一個(gè)地方與服務(wù)器及其它工作站連接,而不需要重新鋪設(shè)電纜。這一特點(diǎn)非常適合那些移動(dòng)辦公一簇,有時(shí)在機(jī)場(chǎng)、賓館、酒店等(通常把這些地方稱為“熱點(diǎn)”),只要無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋到,它都可以隨時(shí)隨地連接上無(wú)線網(wǎng)絡(luò),甚至Internet。

無(wú)線局域網(wǎng)所采用的是802.11系列標(biāo)準(zhǔn),它也是由IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的。這一系列主要有4個(gè)標(biāo)準(zhǔn),分別為:802.11b(ISM 2.4GHz)、802.11a(5GHz)、802.11g(ISM 2.4GHz) 和802.11z,前三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都是針對(duì)傳輸速度進(jìn)行的改進(jìn),最開始推出的是802.11b,它的傳輸速度為11MB/s,因?yàn)樗倪B接速度比較低,隨后推出了802.11a標(biāo)準(zhǔn),它的連接速度可達(dá)54MB/s。但由于兩者不互相兼容,致使一些早已購(gòu)買802.11b標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在新的802.11a網(wǎng)絡(luò)中不能用,所以在正式推出了兼容802.11b與802.11a兩種標(biāo)準(zhǔn)的802.11g,這樣原有的802.11b和802.11a兩種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備都可以在同一網(wǎng)絡(luò)中使用。802.11z是一種專門為了加強(qiáng)無(wú)線局域網(wǎng)安全的標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)闊o(wú)線局域網(wǎng)的“無(wú)線”特點(diǎn),致使任何進(jìn)入此網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)的用戶都可以輕松以臨時(shí)用戶身份進(jìn)入網(wǎng)絡(luò),給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了極大的不安全因素(常見的安全漏洞有:SSID廣播、數(shù)據(jù)以明文傳輸及未采取任何認(rèn)證或加密措施等)。為此802.11z標(biāo)準(zhǔn)專門就無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全性方面作了明確規(guī)定,加強(qiáng)了用戶身份認(rèn)證制度,并對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密。所使用的方法/算法有:WEP(RC4-128預(yù)共享密鑰,WPA/WPA2(802.11 RADIUS集中式身份認(rèn)證,使用TKIP與/或AES加密算法)與WPA(預(yù)共享密鑰)

應(yīng)用

21世紀(jì)人類將全面進(jìn)入信息時(shí)代。信息時(shí)代的重要特征就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化。要實(shí)現(xiàn)信息化就必須依靠完善的網(wǎng)絡(luò),因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)可以非常迅速地傳遞信息。因此網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在已經(jīng)成為信息社會(huì)的命脈和發(fā)展知識(shí)經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)對(duì)社會(huì)生活的很多方面以及對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生了不可估量的影響。

這里所說(shuō)的網(wǎng)絡(luò)是指“三網(wǎng)”,即電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。這三種網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的服務(wù)不同。電信網(wǎng)絡(luò)的用戶可得到電話、電報(bào)以及FAX等服務(wù);有線電視網(wǎng)絡(luò)的用戶能夠觀看各種電視節(jié)目;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)則可使用戶能夠迅速傳送數(shù)據(jù)文件,以及從網(wǎng)絡(luò)上查找并獲取各種有用資料,包括圖像和視頻文件。這三種網(wǎng)絡(luò)在信息化過(guò)程中都起到十分重要的作用,但其中發(fā)展最快的并起到核心作用的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。隨著技術(shù)的發(fā)展,電信網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)都逐漸融入了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(也稱計(jì)算機(jī)通信網(wǎng))的技術(shù),這就產(chǎn)生了“網(wǎng)絡(luò)融合”的概念。

自從20世紀(jì)90年代以后,以因特網(wǎng)(Internet)為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展,已從最初的教育科研網(wǎng)絡(luò)逐步發(fā)展成為商業(yè)網(wǎng)絡(luò),并已成為僅次于全球電話網(wǎng)的世界第二大網(wǎng)絡(luò)。因特網(wǎng)正在改變著我們工作和生活的各個(gè)方面,它已經(jīng)給很多國(guó)家?guī)?lái)了巨大的好處,并加速了全球信息革命的進(jìn)程。因特網(wǎng)是人類自印刷術(shù)發(fā)明以來(lái)在通信方面最大的變革。現(xiàn)在,人們的生活、工作、學(xué)習(xí)和交往都已離不開因特網(wǎng)了。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的最重要的功能有兩個(gè),即連通性和共享。

為什么會(huì)建立這么多的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),主要還是因?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用受到個(gè)人和公司的青睞。

一、商業(yè)運(yùn)用。

1、主要是實(shí)現(xiàn)資源共享(資源 sharing)最終打破地理位置束縛(tyranny of geography),主要運(yùn)用客戶-服務(wù)器模型(client-server model)。

2、提供強(qiáng)大的通信媒介(傳播學(xué) medium)。如:電子郵件(E-mail)、視頻會(huì)議。

3、電子商務(wù)活動(dòng)。如:各種不同供應(yīng)商購(gòu)買子系統(tǒng),然后在將這些部件組裝起來(lái)。

4、通過(guò)Internet與客戶做各種交易。如:書店、音像在家里購(gòu)買商品或者服務(wù)。

二、家庭運(yùn)用

1、訪問(wèn)遠(yuǎn)程信息。如:瀏覽Web頁(yè)面獲得藝術(shù)、商務(wù)、烹、政府、健康、歷史、愛(ài)好、娛樂(lè)、科學(xué)、運(yùn)動(dòng)、旅游等等信息。

2、個(gè)人之間的通信。如:即時(shí)消息(instant messaging)運(yùn)用、聊天室、對(duì)等通信(peer-to-傳播學(xué))<通過(guò)中心數(shù)據(jù)庫(kù)共享,各大網(wǎng)盤,但是容易造成侵犯版權(quán)>。

3、交互式娛樂(lè)。如:視頻點(diǎn)播、即時(shí)評(píng)論及參加活動(dòng)<電視直播網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)>、網(wǎng)絡(luò)游戲。

4、廣義的電子商務(wù)。如:電子方式支付賬單、管理銀行賬戶、處理投資。

三、移動(dòng)用戶

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。

1、可移動(dòng)的計(jì)算機(jī):筆記本計(jì)算機(jī)、PDA、3g手機(jī)

2、軍事:一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)不可能靠局域網(wǎng)設(shè)備通信。

3、運(yùn)貨車隊(duì)、出租車、快遞專車等應(yīng)用。

四、社會(huì)問(wèn)題

網(wǎng)絡(luò)的廣泛運(yùn)用已經(jīng)導(dǎo)致了新的社會(huì)、倫理和政治問(wèn)題。

功能

數(shù)據(jù)通信

數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最主要的功能之一。數(shù)據(jù)通信是依照一定的通信協(xié)議,利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在兩個(gè)終端之間傳遞數(shù)據(jù)信息的一種通信方式和通信業(yè)務(wù)。它可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)和終端以及終端與終端之間的數(shù)據(jù)信息傳遞,是繼電報(bào)、電話業(yè)務(wù)之后的第三種最大的通信業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)通信中傳遞的信息均以二進(jìn)制數(shù)據(jù)形式來(lái)表現(xiàn),數(shù)據(jù)通信的另一個(gè)特點(diǎn)是總是與遠(yuǎn)程信息處理相聯(lián)系,是包括科學(xué)計(jì)算、過(guò)程控制信息檢索等內(nèi)容的廣義的信息處理。

資源共享

資源共享是人們建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目的之一。計(jì)算機(jī)資源包括硬件資源、軟件資源和數(shù)據(jù)資源。硬件資源的共享可以提高設(shè)備的利用率,避免設(shè)備的重復(fù)投資,如利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建立網(wǎng)絡(luò)打印機(jī);軟件資源和數(shù)據(jù)資源的共享可以充分利用已有的信息資源,減少軟件開發(fā)過(guò)程中的勞動(dòng),避免大型數(shù)據(jù)庫(kù)的重復(fù)建設(shè)。

集中管理

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,已使得現(xiàn)代的辦公手段、經(jīng)營(yíng)管理等發(fā)生了變化。目前,已經(jīng)有了許多管理信息系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等,通過(guò)這些系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)日常工作的集中管理,提高工作效率,增加經(jīng)濟(jì)效益。

實(shí)現(xiàn)分布式處理

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,使得分布式計(jì)算成為可能。對(duì)于大型的課題,可以分為許許多多小題目,由不同的計(jì)算機(jī)分別完成,然后再集中起來(lái),解決問(wèn)題。

負(fù)荷均衡

負(fù)荷均衡是指工作被均勻的分配給網(wǎng)絡(luò)上的各臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)控制中心負(fù)責(zé)分配和檢測(cè),當(dāng)某臺(tái)計(jì)算機(jī)負(fù)荷過(guò)重時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷到較輕的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)去處理。

由此可見,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以大大擴(kuò)展計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能,擴(kuò)大其應(yīng)用范圍,提高可靠性,為用戶提供方便,同時(shí)也減少了費(fèi)用,提高了性能價(jià)格比。

發(fā)展趨勢(shì)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的總體目標(biāo)就是要在各個(gè)國(guó)家,進(jìn)而在全球建立完善的信息基礎(chǔ)設(shè)施。信息基礎(chǔ)設(shè)施將改變?nèi)藗兊纳睢W(xué)習(xí)、工作、人際交的方式,提高人民的生活質(zhì)量,推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步。

1993年美國(guó)政府制定了信息高速公路發(fā)展計(jì)劃后,各國(guó)政府都相繼規(guī)劃和實(shí)施相關(guān)的計(jì)劃,這些國(guó)家級(jí)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)目標(biāo)是在全國(guó)范圍內(nèi)建立為民眾普遍服務(wù)的信息基礎(chǔ)設(shè)施。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),商業(yè)化互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使社會(huì)迅速進(jìn)入了信息化的階段,新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層出不窮,極大促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文化的發(fā)展,也在各個(gè)方面帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有三個(gè)重要的支撐技術(shù),即微電子技術(shù)、光傳輸技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的重要特點(diǎn)是融合,包括計(jì)算機(jī)、通信、信息內(nèi)容這三個(gè)方面的融合,包括電信網(wǎng)、電視網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)的融合也包括固定通信網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)的融合,這些融合的特點(diǎn)包括數(shù)字化和分組化,人類正快速進(jìn)入數(shù)字世界,所有通信方式,包括話音、圖像和數(shù)據(jù)都能夠而且都將被數(shù)字化,這樣信息之間的轉(zhuǎn)換、重組、存儲(chǔ)、處理、傳輸都變得十分簡(jiǎn)易。為各種信息交互的模式提供了基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系的核心是分組化,“IPover every thing”和“every thing on IP”這兩句話很好地概括了IP(參見網(wǎng)際協(xié)議)的重要特征,以IP為核心的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),向下可兼容各種不同的通信機(jī)制,向上可實(shí)現(xiàn)各種不同的業(yè)務(wù)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)目前的熱點(diǎn)有IPv6、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全和未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)/未來(lái)網(wǎng)絡(luò)等。IPv6可以解決網(wǎng)絡(luò)地址的可擴(kuò)展問(wèn)題,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)使用無(wú)線技術(shù),可以隨時(shí)隨地聯(lián)網(wǎng),云計(jì)算使聯(lián)網(wǎng)用戶可以使用計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源,物聯(lián)網(wǎng)使物理世界和信息空間產(chǎn)生交互,網(wǎng)絡(luò)安全是網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ)設(shè)施和用戶隱私保護(hù)的基礎(chǔ),未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)/未來(lái)網(wǎng)絡(luò)是研究并設(shè)計(jì)新一代的網(wǎng)絡(luò)。

參考資料 >

生活家百科家居網(wǎng)