計算機等級考試三級網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)資料第二章_圖文

1、第二章 網(wǎng)絡(luò)基本概念2-2 計算機網(wǎng)絡(luò)的定義2-2-1 計算機網(wǎng)絡(luò)定義的基本內(nèi)容按照資源共享的觀點, 我們可以將計算機網(wǎng)絡(luò)定義為 “以能夠相互共 享資源的方式互連起來的自治計算機系統(tǒng)的集合” 。這個定義體現(xiàn)了以下的幾個基本特征:1 計算機網(wǎng)絡(luò)建立的主要目的是實現(xiàn) 計算機資源的共享 。計算機資 源主要指計算機 硬件 、 軟件 與 數(shù)據(jù)2 互連的計算機是分布在不同地理位置的多臺獨立的“ 自治計算 機 ” ,它們之間可以沒有明確的主從關(guān)系。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2-2-2 計算機網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)及其特點1、早期計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中, 最早出現(xiàn)的是 廣域網(wǎng) 。 廣域網(wǎng)

2、主要有 數(shù)據(jù)處理 和 數(shù)據(jù)通信 兩大功能。 從計算機網(wǎng)絡(luò)的組成的角度來看, 早期的計算機 網(wǎng)絡(luò)從 邏輯功能 上可以分為 資源子網(wǎng) 和 通信子網(wǎng) 兩個部分。 1、 資源子網(wǎng)資源子網(wǎng)由 主計算機系統(tǒng)(主機 、 終端 、 終端控制器 、 連網(wǎng)外設(shè) 、 各種 軟件資源 與 信息資源 組成。 主要負責(zé)全網(wǎng)的 數(shù)據(jù)處理 業(yè)務(wù), 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)。 2、通信子網(wǎng)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 數(shù) 據(jù)傳輸 、 轉(zhuǎn)發(fā) 等通信處理任務(wù)。2、 現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點隨著微型計算機的廣泛使用, 大量的 微型計算機 通過局域網(wǎng)連入 廣域網(wǎng), 而局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)、 廣

3、域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的互聯(lián)是通過 路由 器 實現(xiàn)的。在 INTERNET 中,用戶計算機通過 校園網(wǎng) 、 企業(yè)網(wǎng) 或 ISP 聯(lián)入 地區(qū)主干網(wǎng) ,地區(qū)主干網(wǎng)通過 國家主干網(wǎng) 聯(lián)入國家間的 高速主干網(wǎng) , 這樣就形成一種由 路由器 互聯(lián)的大型、 層次結(jié)構(gòu)的 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。 2-3 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類2-3-1 網(wǎng)絡(luò)分類方法計算機網(wǎng)絡(luò)的分類方法主要有兩種:按使用的 傳輸技術(shù) 分類, 根據(jù)網(wǎng) 絡(luò)的 覆蓋范圍與規(guī)模 分類。1、 按照傳輸技術(shù)分類在通信技術(shù)中, 通信信道的類型有兩類:廣播通信信道 與 點對點通信 信道 。 相應(yīng)的計算機網(wǎng)絡(luò)也可分為兩類:廣播式網(wǎng)絡(luò) 與 點對點式網(wǎng)絡(luò) 。 在廣播式網(wǎng)絡(luò)中, 所有連網(wǎng)計算機

4、都共享一個公共通信信道 。 當一臺計算機利用共享通信信道發(fā)送報文分組時, 所有其他的 計算機都會“收聽”到這個分組。在點對點式網(wǎng)絡(luò)中, 每條物理線路連接一對計算機 。 假如兩臺 計算機之間沒有直接連接的線路, 那么它們之間的分組傳輸就 要通過 中間結(jié)點 接收、存儲、 轉(zhuǎn)發(fā),直至目的結(jié)點。由于從源 結(jié)點到目的結(jié)點之間的線路比較復(fù)雜, 因此需要有 路由選擇算 法 。 采用 分組存儲轉(zhuǎn)發(fā) 與 路由選擇 是點對點式網(wǎng)絡(luò)與廣播式網(wǎng) 絡(luò)的重要區(qū)別之一。 2、 按照覆蓋的地理范圍分 :計算機網(wǎng)絡(luò)可以分為三類:局域網(wǎng)、城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)。2-3-2 廣域網(wǎng) (WAN廣域網(wǎng)也稱為 遠程網(wǎng) 。它所覆蓋的地理范圍從 幾

5、十公里到幾千公里 。 廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)主要使用 分組交換技術(shù) 。廣域網(wǎng)應(yīng)具備以下特點: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)管理由于計算機的數(shù)據(jù)傳輸具有“ 突發(fā)性 ” 的特點,通信子網(wǎng)中的負荷極 不穩(wěn)定, 隨之可能帶來通信子網(wǎng)的暫時與局部的 擁塞現(xiàn)象 。 因此廣域 網(wǎng)必須能適應(yīng)大數(shù)據(jù)、 突發(fā)性傳輸?shù)囊? 并能對網(wǎng)絡(luò)擁塞有良好的 控制 功能。討論廣域網(wǎng)必然會涉及 X.25網(wǎng) 、 幀中繼 、 SMDS 、 B-ISDN 與 A TM 網(wǎng) 。X.25網(wǎng) :使用 CCITT 的 X.25建議標準。采用速率較低,誤碼率較 高的

6、電纜傳輸介質(zhì)。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃? X.25協(xié)議包括了 差錯控制、流量控制、擁塞控制等功能。 X.25協(xié)議的復(fù)雜執(zhí)行過程 必然要增大網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t時間。 幀中繼(FR :使用 數(shù)據(jù)傳輸速率高、誤碼率低的光纖,使用簡單的 協(xié)議, 以減小網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲, 而必要的差錯控制功能將由用戶設(shè)備來 完成。 B-ISDN :綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)。實現(xiàn)電話網(wǎng),電報網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的三 網(wǎng)合一。 A TM (異步傳輸模式 :能保證用戶對 數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)質(zhì)量 QoS 的需求。 實現(xiàn)了線路交換, 分組交換的結(jié)合, 符合 B-ISDN 的需求, 因此 B-ISDN 選擇了 A TM 作為它的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 。 2-3-3 局

7、域網(wǎng)(LAN 在局域網(wǎng)領(lǐng)域中,采用 以太網(wǎng) Etherne t 、 令牌總線 (Token Bus 、 令 牌環(huán) (Token Ring原理的局域網(wǎng)產(chǎn)品形成了三足鼎立之勢。 2-3-4 城域網(wǎng)(MAN 城域網(wǎng)是介于廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的一種高速網(wǎng)絡(luò)。 城域網(wǎng)設(shè)計的目 標是要滿足幾十公里范圍內(nèi)的大量企業(yè)、 機關(guān)、 公司的多個局域網(wǎng)互 連的需求 , 以實現(xiàn)大量用戶之間的數(shù)據(jù)、語音、圖形與視頻等多種信 息的傳輸功能。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。目前的城域網(wǎng)建設(shè)方案有幾個共同點,那就是:傳輸介質(zhì)采用光纖, 交換結(jié)點采用基于 IP 交換的高速路由交換機或 ATM 交換機,在體

8、系結(jié)構(gòu)上采用核心交換層、業(yè)務(wù)匯聚層與接入層的三層模式。 2-4 計算機網(wǎng)絡(luò)的拓樸構(gòu)型2-4-1 計算機網(wǎng)絡(luò)拓樸的定義網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)指的是通過網(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 。 拓撲設(shè)計是建設(shè)計算機網(wǎng)絡(luò)的 第 一步 , 也是實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ), 它對 網(wǎng)絡(luò)性能 、 系統(tǒng)可靠性 與 通信費 用 都有重大影響。計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲主要是指 通信子網(wǎng) 的拓樸構(gòu)型。 2-4-2 網(wǎng)絡(luò)拓樸分類方法網(wǎng)絡(luò)拓撲分為兩類:點對點線路通信子網(wǎng)的拓樸與廣播信道通信子網(wǎng) 的拓樸。點對點式網(wǎng)絡(luò)的基本拓樸構(gòu)型有:星型、環(huán)型、樹型、網(wǎng)狀型廣播式網(wǎng)絡(luò)的基本拓樸構(gòu)型有:總線型

9、、樹型、環(huán)形、 無線通信與衛(wèi) 星通信型。 星型結(jié)構(gòu) :結(jié)點通過點對點通信線路與中心結(jié)點連接, 中心結(jié)點控制 全網(wǎng)的通信,任何兩結(jié)點之間的通信都要通過中心結(jié)點。環(huán)型結(jié)構(gòu) :將結(jié)點通過點對點通信線路連接成閉合環(huán)路。樹型結(jié)構(gòu) :結(jié)點按層次進行連接, 信息交換主要在上、 下結(jié)點之間進行, 相鄰及同層結(jié)點之間一般不進行數(shù)據(jù)交換或數(shù)據(jù)交換量小。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ;又稱為無規(guī)則型。結(jié)點之間的連接是任意的,沒有規(guī)律。具 有較高的系統(tǒng)可靠性,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,必須采用 路由選擇算法 與 流量控制 方法 。目前實際存在和使用的 廣域網(wǎng) 基本上都采用網(wǎng)狀拓樸。2-5數(shù)據(jù)傳輸速率與誤碼率2-5-1 數(shù)據(jù)傳輸速率的定義計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)

10、通信有兩個基本參數(shù) :數(shù)據(jù)傳輸速率 與 誤碼率1、 數(shù)據(jù)傳輸速率是描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標之一。 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,記作 bps ,對于二進制數(shù)據(jù), 數(shù)據(jù)傳輸速率為:S=1/T其中 T 為發(fā)送每一比特所需要的時間。 例如, 如果在通信信道上發(fā)送 1比特 0、 1信號所需要的時間是 0.001ms , 那么信道的數(shù)據(jù)傳輸速率 為 1 000 000bps。常用的數(shù)據(jù)傳輸速率單位有:kbps,Mbps,Gbps1kbps=103 bps1Mbps=106 bps1Gbps=109 bps2、 帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的討論中,人們總是以

11、“ 帶寬 ” 來表示信道的 數(shù)據(jù)傳 輸速率 , 信道帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系, 可以用 奈奎斯特準則 與 香 農(nóng)定律 來回答。這兩個定律從定量的角度描述了“ 帶寬 ”與“ 速率 ” 的關(guān)系。奈奎斯特準則:最大數(shù)據(jù)傳輸速率是信道帶寬的兩倍。 (一般達不到 最大傳輸速率最大數(shù)據(jù)傳輸速率 R max 與通信信道帶寬 B (B=f, 單位 Hz 的關(guān)系可 以寫為:R max =2f對于二進制數(shù)據(jù), 若信道帶寬為 3000H Z ,則最大數(shù)據(jù)傳輸速率為 6000bps香農(nóng)定理: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。數(shù)據(jù)傳輸速率 R max 與

12、信道帶寬 B ,信號與噪聲功率比 S/N的關(guān)系為: R max =Blog2(1+S/NR max 單位為 bps ,帶寬 B 單位為 Hz 。 如果 S/N=1000,信道帶寬 B=3000Hz,那么 R max =30(kbps2-5-2 誤碼率的定義是指二進制 碼元 在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的被傳錯的 概率 , 是衡量網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量 的一個參數(shù)。Pe = Ne/N其中 N 表示傳輸?shù)亩M制碼元總數(shù); Ne 表示被傳錯的碼元數(shù)。應(yīng)注意的問題: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 ,誤碼率 越低 ,傳輸系統(tǒng)設(shè)

13、備 越復(fù)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M制碼元,要 折合成二 進制碼元來計算 。另外還要注意,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。注意:由于計算機通信的平均誤碼率要求低于 10-9,所以普通的通信 線路如不采取差錯控制技術(shù),是不能滿足計算機的通信要求的。2-6 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概念2-6-1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念計算機網(wǎng)絡(luò)由多個互連的結(jié)點組成,每個結(jié)點都必須遵守一些事先 約定好的規(guī)則。這些規(guī)則精確地規(guī)定了所交換數(shù)據(jù)的 格式 和 時序 。 這些為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則

14、、約定與標準被稱為 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素:1. 語法 :即 用戶數(shù)據(jù) 與 控制信息 的 結(jié)構(gòu) 與 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。一個功能完備的計算機紙張需要制定一套復(fù)雜的協(xié)議集, 對于復(fù)雜的 計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議最好組織方式是 層次結(jié)構(gòu)模型 。 我們將 計算機網(wǎng)絡(luò)層 次結(jié)構(gòu)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) 。 網(wǎng)絡(luò)體系 結(jié)構(gòu)是對計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)完成的功能的精確的定義, 而這些功能是用什么樣的硬件和軟件實現(xiàn)的, 則是具體的實現(xiàn)問題。 體系結(jié)構(gòu)是 抽象 的, 而實現(xiàn)是 具體 的,是能夠運行的

15、一些硬件和軟件。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)示意圖 層次結(jié)構(gòu)的優(yōu)點:各層之間相互獨立。靈活性好。當任何一層發(fā)生變化時,只要接口保持不變,則 在這層以上或以下各層均不受影響。各層可采用最合適的技術(shù)來實現(xiàn),不影響其他層。易于實現(xiàn)和維護。有利于促進標準化。世界上第一個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是 IBM 公司于 1974年推出的, 命名為 “ 系 統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) SNA ”2-6-2 ISO/OSI參考模型1、 OSI 參考模型的基本概念國際標準化組織 ISO 發(fā)布的最著名的 ISO 標準是 ISO/IEC7498,又稱 為 X.200建議。該體系結(jié)構(gòu)標準定義了網(wǎng)絡(luò)互連的七層框架,即 ISO開放系統(tǒng)互連參考模型 。 可以實現(xiàn)開放

16、系統(tǒng)環(huán)境中的 互連性 、 互操作 性 和 應(yīng)用的可移植性 。2、 OSI 參考模型的結(jié)構(gòu)與各層的主要功能OSI 模型將整個網(wǎng)絡(luò)的通信功能劃分為七個層次,并規(guī)定了每層的功 能以及不同層如何協(xié)作完成網(wǎng)絡(luò)通信。七層由低到高的次序分別稱 為:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用 層,如圖所示 各層的主要功能:(1 物理層:利用物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供 物理連接 , 以便 透明地傳送比特流, 是七層中唯一的物理連接。(2 數(shù)據(jù)鏈路層:在通信實體之間建立數(shù)據(jù)鏈路連接, 傳送以 幀 為 單位的數(shù)據(jù),采用 差錯控制 , 流量控制 方法, 使有差錯的物 理線路變成無差錯的數(shù)據(jù)鏈路 。(3

17、 網(wǎng)絡(luò)層:傳送 分組 數(shù)據(jù),實現(xiàn) 路由選擇 、 阻塞控制 、 網(wǎng)絡(luò)互連幾大功能。(4 傳輸層:向用戶提供 可靠的端到端服務(wù) , 透明的傳送報文 。 是高層與低層的分界線。(5 會話層:組織兩個會話進程之間的通信,并管理數(shù)據(jù)的交換。(6 表示層:處理在兩個通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式,包括 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換 、 數(shù)據(jù)加密與解密 、 數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)等功能 。 (7 應(yīng)用層:是 OSI 參考模型的最高層。實現(xiàn)文件傳送訪問和管 理、虛擬終端、事務(wù)處理、遠程數(shù)據(jù)庫訪問、制造業(yè)報文規(guī) 范和目錄服務(wù)。2-6-3 TCP/IP參考模型與協(xié)議1、 TCP/IP的發(fā)展過程TCP/IP并不是 OSI 的標準協(xié)議,但在目

18、前是最流行的商業(yè)化協(xié) 議,是 事實上的標準 。特點:(1開放的協(xié)議標準,可以免費使用(2獨立于特定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,適用于各類網(wǎng)絡(luò)(3統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案,分配唯一地址(4標準化的高層協(xié)議2、 TCP/IP參考模型與層次TCP/IP參考模型(見圖 3-10 互連層 :負責(zé)將源主機的報文分組發(fā)送到目的主機, 源主機與目的 主機可以在一個網(wǎng)上,也可以在不同的網(wǎng)上。(1 處 理來自傳輸層的分組發(fā)送請求(2 處 理接收的數(shù)據(jù)報(3 處 理互連的路徑、流控與阻塞問題傳輸層:在互連網(wǎng)中源主機與目的主機的對等實體之間建立用于會 話的 端對端連接 。它定義了兩種協(xié)議:傳輸控制協(xié)議 TCP 、 用戶 數(shù)據(jù)報協(xié)議 U

19、DPTCP 協(xié)議 是一種 可靠 的 面向連接 的協(xié)議,它允許將一臺主機的字 節(jié)流無差錯的傳送到目的主機。 UDP 協(xié)議 是一種 不可靠 的 無連接 協(xié)議,它主要用于不要求按分組 順序到達的傳輸中,分組傳輸順序檢查與排序由 應(yīng)用層 完成。 應(yīng)用層 :包括了所有高層協(xié)議,主要有:網(wǎng)絡(luò)終端協(xié)議 TELNET文件傳輸協(xié)議 FTP電子郵件協(xié)議 SMTP域名服務(wù) DNS ,用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備名字到 IP 地址映射的網(wǎng)絡(luò)服 務(wù)路由信息協(xié)議 RIP網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng) NFSHTTP 協(xié)議,用于 WWW 服務(wù)主機 網(wǎng)絡(luò)層:是參考模型的最低層,通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收 IP 數(shù) 據(jù)報,同時包括各種物理層協(xié)議。TCP/IP參考模

20、型層次與協(xié)議之間的關(guān)系如下圖所示: 注意:ARP/RARP并不屬于單獨的一層,它介于 物理地址(MAC 與 IP 地址 之間,起著屏蔽物理地址細節(jié)的作用。應(yīng)用層的協(xié)議分為兩種, 一種依賴于 TCP 連接實現(xiàn)服務(wù), 一種依賴 于 UDP 連接實現(xiàn)服務(wù)。依賴 TCP 協(xié)議的主要有:文件傳輸協(xié)議 FTP 、 電子郵件協(xié)議 SMTP 以及 超文本傳輸協(xié)議 HTTP 。依賴 UDP 協(xié)議的主要有:簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 SNMP 、 簡單文件傳 輸協(xié)議 TFTP ?？梢允褂?TCP 協(xié)議,又可以使用 UDP 協(xié)議的是 域名服務(wù) DNS 。 2-7 典型計算機網(wǎng)絡(luò) 2-7-1 ARPANET1969年 11月,

21、實驗性的 ARPANET 開通 。 2-7-2 NSFNET是第一個使用 TCP/IP協(xié)議的廣域網(wǎng), 采取層次型結(jié)構(gòu), 分為主干網(wǎng)、 地區(qū)網(wǎng)與校園網(wǎng)。 ANS 公司在 1990年接管了 NSFNET 。 2-7-3 Internet2-7-2 Internet2由于 Internet 的商業(yè)化, 使其業(yè)務(wù)量增多, 從而導(dǎo)致了它的性能的降 低。 在這種情況下, 一些大學(xué)申請了國家科學(xué)基金, 以建立一個新的、 獨立的 NSFNET 內(nèi)部使用的網(wǎng)絡(luò), 相當于一個 專用 的 Internet , 供這些大學(xué)使用。 1996年 10月,這種想法以 Internet2的形式付諸實施。Internet2的特

22、點:1 Internet2可以連接到 現(xiàn)在的 Internet 上, 但是它的宗旨是組建一個 為其成員組織服務(wù)的 專用的網(wǎng)絡(luò) 。2 Internet2初始運行速率可達 10Gbps 。3 Internet2在網(wǎng)絡(luò)層運行的是 IPv4,同時也支持 IPv6業(yè)務(wù)。 2-8 網(wǎng)絡(luò)計算研究與應(yīng)用的發(fā)展2-8-1 網(wǎng)絡(luò)計算的基本概念網(wǎng)絡(luò)計算有著非常廣泛的內(nèi)涵,網(wǎng)絡(luò)被視為最強有力的超級計算環(huán)境。 移動計算網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)多媒體計算、 網(wǎng)絡(luò)并行計算、網(wǎng)格計算、存 儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò) 與 網(wǎng)絡(luò)分布式對象計算 正在成為網(wǎng)絡(luò)新的研究與應(yīng)有的 熱點問題。2-8-2 移動計算網(wǎng)絡(luò)的研究與應(yīng)用1、移動計算的基本概念是將 計算機網(wǎng)絡(luò)

23、和 移動通信技術(shù) 結(jié)合起來, 為用戶提供移動的計算環(huán) 境和新的計算模式, 其作用是在任何時間都能夠及時、 準確地將有用 信息提供給在任何地理位置的用戶。 移動計算包括 移動計算網(wǎng)絡(luò) 和 移動 Internet 。移動計算網(wǎng)絡(luò)是指主機 或局域網(wǎng)可在網(wǎng)中漫游。基于 Internet 的移動計算網(wǎng)絡(luò)也稱移動 Internet ,是目前該領(lǐng)域研究的熱點。2、無線局域網(wǎng)(WLAN 以 微波 、 激光 、 紅外線 等無線電波來部分或全部代替有線局域網(wǎng)中的 同軸電纜 、 雙絞線 、 光纖 , 實現(xiàn)了移動計算網(wǎng)絡(luò)中移動結(jié)點的 物理層與 數(shù)據(jù)鏈路層 功能。 3、 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)是一種由一組用

24、戶群構(gòu)成,不需要基站的移動通信模式。 在這種方式中, 沒有固定的路由器。 每個系統(tǒng)都具備動態(tài)搜索、 定位 和恢復(fù)連接的能力。 4、 WAP 協(xié)議無線應(yīng)用協(xié)議 WAP 是一個開放的全球化協(xié)議,能讓用戶 使用移動電 話訪問 Internet ,提供了一個對無線 Internet 的解決方案。 5、移動 IP 技術(shù)開發(fā)移動 IPV4協(xié)議,支持移動結(jié)點在 Internet 中漫游。 用戶離開北京總公司, 出差到上海分公司時, 只要簡單地將筆記本電腦連接至上 海分公司網(wǎng)絡(luò)上, 就可以享受到跟在北京總公司里一樣的所有操作。 用戶依舊能 使用北京總公司的共享打印機, 或者可以依舊訪問北京總公司同事電腦里的共

25、享 文件及相關(guān)資源; 諸如此類的種種操作, 讓用戶感覺不到自己身在外地, 同事也感覺不到你已經(jīng)出差到外地了。換句話說:移動 IP 的應(yīng)用讓用戶的 “ 家 ” 網(wǎng)絡(luò)隨 處可以安 “ 家 ” ,不再忍受移動節(jié)點因 “ 出差 ” 帶來的所有不便之苦2-8-3 多媒體網(wǎng)絡(luò)的研究與應(yīng)用1、多媒體網(wǎng)絡(luò)的基本概念多媒體網(wǎng)絡(luò)是指能夠傳輸多媒體數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)。 多媒體網(wǎng)絡(luò)需要支 持多媒體傳輸所需要的 交互性 與 實時性 要求。目前已經(jīng)出現(xiàn)了大量的網(wǎng)絡(luò)多媒體系統(tǒng), 其中典型的有 網(wǎng)絡(luò)視頻會議 系統(tǒng) 、 分布式多媒體交互仿真系統(tǒng) 、 遠程教學(xué)系統(tǒng) 與 遠程醫(yī)療系統(tǒng) 。 2、網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)是一種典型

26、的網(wǎng)絡(luò)多媒體系統(tǒng)。 國際電信聯(lián)盟 ITU 定義了基于電信網(wǎng)絡(luò)的多媒體會議系統(tǒng)標準 H.320.H.323。 可以把網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用系統(tǒng)分為 一對一系統(tǒng) 、 一對多系統(tǒng) 、 多對一系 統(tǒng) 、 多對多系統(tǒng) 等 4種。 3、多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對數(shù)據(jù)通信的要求1 高傳輸帶寬要求數(shù)字化的音頻、視頻的數(shù)據(jù)量是很大的。分辯率為 640*480的真 彩色圖像(像素分辨率為 24b ,其數(shù)據(jù)量為 7。 37Mb ,如果以每 秒 25幀 動 態(tài) 顯 示 , 則 需 要 的 通 信 帶 寬 約 為 184Mbps (640*480*24*25 。這樣的通信帶寬很難實現(xiàn), 減小帶寬的主要方法是采用壓縮技術(shù)。 常用的壓縮標準

27、有 ITU-T 的 H.261、 H.263和 ISO 的 MPEG 等。2 不同類型的數(shù)據(jù)對傳輸?shù)囊蟛煌煌愋偷臄?shù)據(jù)對于通信網(wǎng)絡(luò)的性能和服務(wù)有不同的要求。例如 語音數(shù)據(jù)傳輸對實時性要求較強,而它對通信帶寬的要求則不是 很高, 64kbps 的傳輸速率可完全滿足要求。而高質(zhì)量的視頻通信 對實時性和通信帶寬的要求都比較高。3 網(wǎng)絡(luò)中的多媒體流傳輸?shù)倪B續(xù)性與實時性要求網(wǎng)絡(luò)中的多媒體傳輸一般都是連續(xù)、實時的傳送。4 網(wǎng)絡(luò)中多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)?低時延 要求5 網(wǎng)絡(luò)中的多媒體傳輸同步要求(音頻與視頻的同步6 網(wǎng)絡(luò)中的多媒體的多方參與通信的特點4、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對多媒體應(yīng)用的不適應(yīng)及解決的思路由于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)

28、議不適于多媒體應(yīng)用, 所以需要改進。 改進傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的方法主要有 增大帶寬 與 改進協(xié)議 。1 增大帶寬可以從 傳輸介質(zhì) 和 路由器 性能兩個方面著手。路由器是 網(wǎng)絡(luò)中的核心設(shè)備。路由器的硬件體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展經(jīng)歷了單總線 單 CPU 、單總線主從 CPU 、單總線對稱多 CPU 、多總線多 CPU 和交換結(jié)構(gòu) 5個發(fā)展階段。這個發(fā)展從產(chǎn)品上集中表現(xiàn)在從基于 軟件實現(xiàn)路由功能的單總線 CPU 結(jié)構(gòu)的路由器, 轉(zhuǎn)向基于 硬件專 用 ASIC 芯片 的路由交換功能的高性能的交換路由器發(fā)展。 2 改進協(xié)議主要表現(xiàn)在 支持 IP 多播 、 資源預(yù)留協(xié)議 、 區(qū)分服務(wù) 與 多 協(xié)議標識交換 等方面。2-8-4 網(wǎng)絡(luò)并行計算的研究與應(yīng)用1、網(wǎng)絡(luò)并行計算的基本概念并行計算是使用 多個 CPU 或者 計算機 來協(xié)同工作的計算模式。從互 聯(lián)結(jié)構(gòu)上, 并行計算機可分為 緊耦合 和 松耦合 兩種方式。 早期的并行 機通常采用緊耦合方式, 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展, 人們多采用 松耦合 方 式。網(wǎng)絡(luò)的并行計算主要有 機群計算 和 網(wǎng)格計算 。2,機群計算 , 機群計算的主要思想是將一些主機連接起來,通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),使得計 算機硬件, 操作系統(tǒng), 中間件軟件, 各種系統(tǒng)管理軟件有機結(jié)合起來, 從而獲得較高的性能價格比. 機群系統(tǒng)按應(yīng)用目標可以分為:高性能機