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自考《计算机网络与通信》笔记(7)

2006-12-12 15:34   【 】【我要纠错

  第七章 网络设备及工作原理

  本章为重点章节,考核要求均为“综合应用”。主要学习非通信子网的各种网络设备的性能和在网络规划时的合理选择。要求综合应用各类网络互联设备、路由选择算法。

  1、网络接口卡(NIC)(综合应用)

  基本功能:与网络程序(网络操作系统)配合操作,控制网络上信息的发送与接收。

  以太网卡的结构:发送和接收部件、发送和接收控制部件、载波检测部件、曼彻斯特编码/译码器、LAN管理部件、微处理器(目前大多数网卡上没有)。

  网卡的网络地址,全世界总数约70亿(MAC地址)。网卡的配置参数:中断请求IRQ3,I/O地址300H,存储器基地址(网卡的远程引导ROM芯片映射到存储区的起点)。

  提供性能的措施:并行处理技术、全双工传输(只适用双绞线与光纤)、突发传输方式、智能型网卡(对于网络服务器很重要)。

  网卡总线类型:主要就是P180的图7.3了。不过我觉得现在主要用的就是PCI的和PCMCIA的了,不知主板集成的是什么总线?

  网卡的接口类型:AUI接口为粗同轴电缆的接口;BNC接口为细同轴电缆;RJ-45接口为无屏蔽双绞线的接口;光纤接口为SC或ST的。

  网卡的网络驱动程序:我觉得不止教材上说的那点吧?不知在Linux下网卡的驱动安装是怎样的?。

  2、网络集线器(HUB)(综合应用)

  HUB实质上是一个多口的中继器,它工作在OSI参考模型的最低层物理层。基于普通集线器的网络仍然属于共享介质的局域网络。集线器上一般有多个RJ-45插座可连接双绞线,还有一个AUI粗缆接口和一个BNC细缆接口。通过Uplink接口可将HUB连到上一级网络上。

  堆叠式集线器是通过一条高速链路将多个HUB串接在一起,提供大量的并列端口,以星型拓扑连接多个站点,其缺点是全网共享有限的带宽。

  模块化集线器:各个端口都有专用的带宽,只在各个网段内共享带宽,网段之间采用交换技术,从而减少冲突,提高通信效率,因此又称为端************************************换机。

  HUB的速度有10Mb/s,100Mb/s和10、100Mb/s自适应。自适应HUB内部采用两个网段,网段间采用交换方式。端口数为8、12、16 或24,不够时可用级联(受MAC定时限制不超过3级)、堆叠(一般不超过10台)或选用模块化HUB.智能HUB包含了网管功能,端 ************************************换机提高了通信效率。

  3、以太网交换机(综合应用)

  传统网络的问题:数据在电缆中进行广播,当联网设备增加,信息发送频繁时,网络性能急剧下降。举个例子:传统网络就象是一个不识字的邮递员,他拿到信并不知道要投递给谁,只有一家家去问。如果他的辖区较小,比如只有2、3户人家,而且信也不多,日子好象还能凑合过;可如果他管的户数多了,信也多了,那这个邮递员也要累坏了,人们的信也收不及时了。

  交换技术:网桥与路由器的网段微化成本高,且带来了复杂的管理问题。网桥与交换机都工作在数据链路层。交换机转发信息的方法有三种:通过直通方式(速度快但没有错误校验)、无碎片直通方式(速度快且能降低错误帧转发概率)、存储转发方式(传输延迟大可以进行错误校验)。背压控制技术:交换机内缓存快满时发拥塞信号使发送站停发,减少丢包。有些交换机内根据网络出错情况在直通方式与存储转发方式中自动切换。

  功能和优点:提高了工作站平均占有带宽和整体集合带宽,具有高通信流量、低延时和低价格。交换机就象一个识字的邮递员,他会根据信封上地址只投递到指定的用户那里。

  应用中的几个问题:主干连接速率高于基本接口速率。服务器采用高速专用接口。自动协商(10、100Mb/s自适应,“全双工/半双工”自动设定)。 VLAN:通过网管软件将不同物理网段上的工作站划入同一逻辑网段。交换机无法取代的路由器功能:广播域划分、子网划分、网络流量控制、网管、安全机制及必要的冗余。

  4、以网络互联设备(综合应用)

  常用网络互联设备的作用P188表7.1

  中继器:工作在物理层。注意:不能形成环、遵守MAC协议定时特性,以太网最多有四个中继续器。主要对同轴电缆进行连接。

  网桥:工作在数据链路层,在两个物理网段之间存储、转发数据链路帧。与高层协议无关。与中继器相比的特点:可以实现不同类型的、大范围的LAN互联,隔离错误帧,物理隔离部分网络,提高网络安全性。网桥分类:本地桥/远程桥,内部桥/外部桥,透明网桥/源选径网桥。

  透明网桥:具有学习、过滤、帧转发等功能。当开启透明网桥的电源时,它根据源地址学习,建立一个地址选择表,根据目标地址转发,并实现过滤,同时为避免发生环路问题而采用生成树算法。过程可简述为:学习源地址,过滤本网段帧,转发异网段帧,广播未知帧。解决网桥循环采用的是生成树算法(STA算法):将部分冗余的循环路径设置成阻塞状态,理论依据是对于任意一个由节点和连接节点对的边组成的连通图,就会构成一棵由边组成的生成树,生成树保持了原图的连通性,但并不增加循环。生成树计算:选择根网桥——决定其它网桥上的根端口——决定指定网桥和指定端口。当开启网桥电源或检测到网络拓扑结构发生变化时, STA计算过程便开始。透明网桥主要用于以太网。

  源路由网桥(SRB):SRB算法是IEEE802.5的一部分,假定所有由源到目标的路由存放在网络上传输的所有LAN与LAN之间的数据帧中。主机选择路由的原则:最先回答的路由、最小网络结点的路由、允许最大数据帧的路由。源路由网桥主要用在令牌环网络中。

  源路由透明网桥(SRT):用路由选择信息指示来区分是SRB帧还是透明网桥帧。SRT允许两个互不兼容的环境共存,但结果路径并不很好,并不是最佳方案。SRT桥接技术在SRB网桥进行硬件升级时允许SRB网桥处理日益沉重的对每一个报文组的进行分析负担。教材上这句话我怎么看也没看明白??:(

  路由器:工作在网络层,功能(转发远地数据包、根据路由表选择最佳路径、子网隔离、维护路由表、差错处理与流量控制、对数据报的过滤和计帐、为网管提供信息、将数据包在不同协议体系结构间转换)。网桥对用户是透明的,路由器将网络分成的逻辑子网是完全自治的。路由选择算法:直接路由选择(同一网络的两个站点)和间接路由选择(发送站点指示要到达的路由器)。路由表、静态路由、动态路由。路由选择算法:P200图7.17,就是四个判断,本地路径、专用路径、在路由表中查找、利用缺省路径。

  路由器技术发展:算法(向量距离算法如IGRP/链路状态算法如DSP)和协议(域间/域内路由协议)的研究。提高性能,如采用对称多处理器阵列的并行结构、提高端口速度等。网络地址复用,为了解决地址有限性可采用IPv6,针对A类地址有透明网关技术;针对B类地址有CIDR技术;针对园区网可采用代理、动态地址转换、变长子网掩码技术等。网络安全,防火墙、静态代理、认证、关键网络边界设置、加密、精确完整记录。多目传送:不同子网的成员作为一个组进行交流。

  网关:是网络层以上的互联设备的总称,通常由软件来实现,在网络层或以上实现不同体系的网络互联。只是针对某一特定应用,不可能有通用网关。

  网络互联设备的选择,教材上这一段其实是一个总结,具体的道理在前面都讲了。

  5、调制解调器(综合应用)

  基本技术与相关标准。V系列建议采用的调制方式有:FSK(V.21、V.23)、DPSK(V.22、V.26、V.27)、APSK(V.29)、智能modem(V.32、V.24、V42、V.90)。(现在都是V.92了)

  差错控制协议,常用的有V.42协议和微软的MNP协议(MNP1-MNP4)。数据压缩协议,V.42bis,MNP5、MNP7、MNP9,对于不同文件压缩率是不一样的,只适用于异步传输,必须有高速接口芯片才能支持高速。流量控制有软流控和硬流控,软流控使用控制字符XON和XOFF.硬流控是通过DTE/DCE接口控制线CTS或RTS来相互指示暂停或继续发送数据。

  选择modem首先考虑线路其次要考虑速度。

  1998年颁布的V.90正式建立了56kb/smodem的标准。请参考:V.92标准:窄带技术最后的春天。模数转换器的量化噪声是造成传输速率局限的原因,但不影响数模转换。所以56kb/s调制解调器技术是一种非对称的工作方式,即上行(发送数据)的速率为28.8Kb/s或33.6Kb/s,下行(接收数据)可以实现56Kb/s.要在服务器端的调制解调器和客户端的MODEM之间建立56Kb/s连接,必须满足:一是服务器端的MODEM必须与PSTN实现数字干线连接,二是服务器的MODEM和客户的MODEM均需支持56Kb/s技术。

  6、远程访问网络和远程访问服务器(领会)

  远程访问网络可分为客户端和服务器端。客户端主要由MODEM和相应的软件组成,服务器端由MODEM POOL和远程访问服务器及相应的软件组成。建立远程访问有两种方法:一是使用软件型的远程访问服务器(价格便宜,但性能低,可靠性差),例如NT的 RAS.二是使用硬件型的远程访问服务器来建立远程访问网络(可靠性高,运行稳定,但价格较高)。RAS不仅支持modem,还支持X.25和ISDN.多串口卡,远程访问服务器。

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