软考高级 架构师 第五章 计算机网络

第五章计算机网络

1.网络的功能和分类

1.1.功能

功能：数据通信、资源共享、管理集中化、实现分布式处理、负载均衡
网络性能指标：速度、吞吐率、带宽、时延、往返时间、利用率
非性能指标：费用、质量、标准化、可靠性、可拓展性、可升级性、易管理性、可维护性

1.2.分类

按照分布范围:

网络分类	缩写	分布距离	计算机分布范围	传输速率
局域网	LAN	10m左右	房间	4Mbps-1Gbps
局域网	LAN	100m左右	楼宇	4Mbps-1Gbps
局域网	LAN	1000m左右	校园	4Mbps-1Gbps
城域网	MAN	10km	城市	50Kbps-100Mbps
广域网	WAN	100km以上	国家或全球	9.6Kbps-45Mbps

拓扑结构划分:
总线型：利用率低、干扰大、价格低
星型：交换机形成局域网、中央单元负载大
环型：流动方向固定、效率低、扩充难
树型：总线型的补充、分级结构
分布式：任意节点连接、管理成本高

1.3.通信技术

计算机网络是利用通信技术将数据从一个节点传送到另一个节点的过程。
信道可分为物理信道和逻辑信道。
物理信道可以分为：有线信道、无线信道。
逻辑信道是指在数据发送端和接收端之间的虚拟线路，可以是有连接的，也可以是无连接的。逻辑信道以物理信道为载体。
发信机进行的信号处理包括：信源编码、信道编码、交织、脉冲成形和调制。
收信机的信号处理包括：解调、采样判决、去交织、信道译码、信源译码。

如果同时传递多路数据就需要复用技术和多址技术。复用技术是指在一条信道上同时传输多路数据的技术。多址技术是指一条线上同时传输多个用户数据的技术，在接收端把多个用户的数据分离。

新一代的移动通信技术5G的特征体现：
（1）基于OFDM优化波形和多址接入
（2）实现可拓展的OFDM间隔参数配置
（3）OFDM加窗提高多路传输效率
（4）灵活框架设计
（5）大规模MIMO：最多256根天线
（6）毫米弄：频率大于24GHz以上的频段
（7）频谱共享
（8）先进的信道编码技术
主要特征是：服务化架构、网络切片

2.OSI七层协议模型

层	功能	单位	协议	设备
物理层	在链路上透明地传输	比特	RS232、RS449、EIA/TIA、FDDI	中继器、集线器hub
数据链路层	把不可靠地信道变为可靠地信道。进行差错控制、流量控制	帧	SDLC、HDLC、LAPB、PPP、STP、帧中继、IEEE802、ATM	交换器、网桥
网络层	路由选择、拥塞控制、互连功能、顺序控制、传送包、保证报文正确性、寻址	IP分组	IP、ICMP、IGMP、ARP、RARP	路由器
传输层	端到端之间可靠透明的数据传输	报文段	TCP、UDP	网关
会话层	建立通信进程的逻辑名字与物理名字之间的联系，提供进程之间建立、管理和终止会话的方法，处理同步与恢复的问题		RPC、SQL、NFS	网关
展示层	实现数据转换		JPEG、ASCII、GIF、PNG、MPEG	网关
应用层	对用户提供不透明的服务	数据	Telnet、HTTP、HTTPS、FTP、SMTP、POP3、DNS、DHCP、E-mail	网关

3.局域网和广域网协议-数据链路层

3.1.局域网：以太网协议-数据链路层

IEEE802.3 有线以太网
IEEE802.11 无线以太网WLAN

帧结构：

DMAC	SMAC	Length/Type	DATA	FCS