三级网络技术比试总结1.doc

三级网络技术比试总结1 大型主机发展阶段 电子管、晶体管、小规模集成电路、超大规模集成电路2 客户机/服务器模式l 第一个C/S设备或系统是：美国航空订票系统l 服务器程序是一种有专门用途的、享有特权的应用程序，专门用来提供一种特殊的服务，它被动地等待各个客户机程序的通信请求，运行服务器程序的主机需要强大的硬件和高级操作系统支持。l 客户机程序在用户的计算机本地运行l C/S模式在实现中需要解决的主要问题有：标识一个特定的网络、响应并发请求和服务器程序的安全问题。l C/S模式中，响应并发请求可以采取的方案是并发服务器和重复服务器3 Internet（1） 1969年，ARPNET（阿帕网）是互联网的前身（2） 1993年，TCP/IP正式成为阿帕网的标准协议（3） 1991年，我国第一条Internet的连接专线建成，实现者是中国科学院的高能物理所（4） 1994年，我国实现Internet的全功能连接4 计算机的应用（1） 科学计算。计算模拟成为一种特殊的研究方法，如模拟核爆炸、模拟经济运行模拟、进行中长期天气预报等（2） 事务处理。文字和报表处理、数据检索、信息管理等（3） 过程控制。常用微控制器芯片或者低档（4/8位）微处理器芯片做成嵌入式装置，在特殊情况下才使用高级的独立计算机控制。（4） 辅助工程。CAD（辅助设计）、CAM（制造）、CAE（工程）、CAI（教学）、CAT（测试）（5） 人工智能AI（6） 网络应用（7） 多媒体应用。GIS(地理信息系统)，军事领域的模拟仿真技术5 计算机分类（1） 传统硬件分类：巨型、大型、中型、小型和微型（2） IEEE的6类分法：大型主机、小型、个人PC、工作站、巨型、小巨型机（3） 现实硬件的分类：服务器、工作站、台式机、笔记本和手持设备5类6 服务器(1) 服务器的特点处理能力强、存储容量大、高速的输入输出通道、强大的联网能力。原则上，小型机、大型机、巨型机都可以当服务器用(2) 服务器的分类 划分依据分类应用范围入门级、工作组、部门级、企业级采用的处理器体系结构CISC、RISC、VLIW用途文件、数据库、电子邮件、应用机箱结构台式、机架式、机柜式、刀片式(3) 几个相关概念l CISC:复杂指令集计算机，以IA-32为主，多数为中低档服务器采用。l RISC：精简指令集计算机，用于高档服务器l VLIW超长指令字，采用EPIC（清晰并行指令计算）设计，也即IA-64，比CISC和RISC功能强大l 刀片式服务器：在标准高度的机架式机箱内插装多个卡式服务器单元，每一块“刀片“就是一块系统主板，通过“板载”启动自己的OS。克服了多个服务器集群的麻烦，实现了机柜的优化。l 机架式服务器常根据机箱的高度细分为1U/2U/3U/4U/5U/6U/7U/8U，其中U相当于44mm。、l SATA：串行接口硬盘l SAS：串行SCSI硬盘l RAID：独立磁盘冗余阵列，即磁盘阵列。7 工作站（1） 工作站与高档微型机的差别：工作站的图形图像的处理能力强大、存储容量更大，且有一个屏幕大、分辨率高的显示器，习惯上称图形工作站。（2） 工作站根据软硬件分类：l 基于RISC和UNIX的专用工作站l 基于Inter处理器和Windows的PC工作站。8 计算机的技术指标（1） 字长l 字长指处理器特别是寄存器能够保存数据的位数，有8/16/32/64之分。字长越长，处理器一次处理的数据就越多l 8b=1B，16b称为一个字（Word），32b为一个双字长，64b是两个双字长。l 奔腾芯片是32b，用于台式机和笔记本电脑；服务器的Alpha芯片（HP）和安腾芯片（Intel）是64b，用于服务器和工作站。这里的位数是指二进制数。（2） 速度MIPS:单字长定点指令的平均执行速度，每秒执行一百万条指令MFLOPS：单字长浮点指令的平均执行速度，每秒执行一百万浮点数。常用主频表示CPU的处理速度（3） 容量容量单位为：字节，用B表示。1TB=1024GB 1GB=1024MB1MB=1024KB 1KB =1024B注意：实际的计算中用103代替210（4） 数据传输率l 数据传输率常用带宽来表示，反应计算机的通信能力，单位为bps。l 数据传输速率在数值上等于每秒钟传输多少个比特数。计算公式：S=1/T。S为传输速率,T为发送每一个比特需要的时间，单位为s（秒）l 1s=103ms=106s=109ns,s:秒，ms：毫秒，s微秒，ns：纳秒l 1kbps=103bps，1Mbps=106bps 1Gbps=109bps，10Gbps=1010bpsl 奈奎斯特定理和香农定理从定量的角度描述了带宽与数据传输率的关系。其中奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声心道的最大数据传输速率与带宽的关系；香农定理描述了有限带宽、有随机噪声信道的最大数据传输速率与带宽、信号噪声功率比之间的关系。l 误码率指二进制码元在数据传输系统中被舛错的概率。计算机通信的平均误码率要求低于10-9。（5） 可靠性MTBF:平均无故障时间，指多长时间系统发生一次故障MTTR：平均故障修复时间，指修复一次故障所需要的时间。9 Intel微处理器的技术特点（1） 微处理器的两大厂商：Intel和AMD（2） 超标量：内置多条流水线能同时执行多个处理，以空间换时间（3） 超流水线：细化流水，并提高主频，以时间换空间（4） 分支预测：保持流水线的高吞吐率（5） 双高速缓存的哈佛结构：指令与数据分开（6） 局部总线标准：PCI和VESI。两者曾激烈竞争。10 主板的种类l 组成：CPU、存储器、总线、插槽、电源l 分类分类依据分类内容CPU插座Socket、Slot主板规格AT、Baby-AT、ATX芯片集TX、LX、BX数据端口SCSI、EDO、AGP扩展槽EISA、PCI、USBl 网卡：组网的关键部件，一面与计算机相连，一面与传输介质相连。11 软件的分类（1）按用途分为系统软件和应用软件。系统软件是贴近硬件的底层软件，操作系统、高级语言编程环境都是系统软件（2）按授权分l 商业软件。必须购买才能使用，称为正版软件。l 共享软件。软件作者保留版权，但允许他人自由复制试用，一般有功能限制和日期限制。l 自由软件。软件作者保留版权，但使用者可以自由复制和修改，如Linux。12 软件开发的生命周期（1） 文档是软件开发、使用和维护中的必备资料，记录了软件在开发前期的设计、后期的测试，每个阶段的许多工作记录。（2） 软件开发的生命周期计划阶段。包括问题定义和可行性分析。开发阶段。又分为前期和后期。开发前期分为需求分析、总体设计和详细设计，形成的文档有软件需求说明书、软件设计规格说明书。开发后期分为编码和测试，形成的文档有产品发布的批准报告、有效性审查报告、项目小结报告、用户文档、安装手册、测试报告及资料清单。运行阶段。主要任务是软件维护。13 高级语言的源程序翻译成目标程序的方法l 语言的发展：机器语言（能被直接执行）、汇编语言（不能）、高级语言（不能）l 高级语言的源程序翻译成目标程序的方法：汇编程序（汇编语言源程序）、解释程序（不形成目标文件）、编译程序（形成目标文件.obj）。14 多媒体硬件的组成l 具有CD-ROM.l 具有A/D和D/A转换l 具有清晰度比较高的显示器l 具有数据压缩和解压缩的硬件支持。15 数据压缩（1） 数据压缩的基础：数据冗余（2） 压缩方法l 信息熵编码（无损压缩）：哈夫曼游程算术编码l 源编码（有损压缩）（3） 压缩标准l JPEG。定义连续色调、多级灰度、静止图像的国际标准。l MPEG。定义运动图像的国际标准，包括视频、音频和系统3部分，考虑到视频和音频的同步。l ITU-T关于视频的H.26x系列建议。16 流媒体技术的特点 流媒体又称流式媒体，是新的媒体传送方式。具有连续性、实时性、时序性的特点，使用C/S的服务模式。17 计算机网络的定义及分类（1）计算机网络是能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合。联网的计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议。（2）根据使用的传输技术分l 广播式网络l 点-点式网络。点-点式网络使用分组存储转发，进行路由选择。（3）根据覆盖范围分l 局域网（LAN）。又分为共享（介质式）局域网和交换（式）局域网。特点是一般为一个单位所有，易于建立、维护和扩展。l 城域网（MAN）。介于LAN和WAN之间的高速网络，目的是满足几十千米范围内的多个局域网的互连。l 广域网（WAN）。也成远程网，覆盖的范围从几十千米到几千千米。WAN的通信子网主要采用分组交换技术。18 网络的拓扑结构（1）定义计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示的网络结构，反映出网络各实体之间的结构关系。是计算机网络设计的第一步。（2）计算机网络的基本拓扑l 总线型l 星型。结构简单，易于实现和管理，因中央结点的集中控制方式故可靠性较差。l 环型。环中任一个结点故障都会造成全网的瘫痪。l 树型，是星型的扩展，适用于汇集信息的应用要求。l 网状型，又称为无规则型。优点是系统可靠性高，但是结构复杂，需采用路由协议、流量控制等方法。广域网中基本都采用网状拓扑结构。（3）根据通信子网中通信信道类型分类l 点对点线路通信子网的拓扑：星型、环型、树型和网状型。l 广播信道通信子网的拓扑：总线型、树型、环型、无线通信与卫星通信。19 通信子网的数据交换方式l 通信子网的数据交换方式采用的方法分为两类：电路交换和存储转发交换。l 存储转发交换又可分为报文存储交换（报文交换）和报文分组存储交换（分组交换）。l 分组交换又分为：数据报和虚电路两种。20 电路交换l 电路交换在数据交换前，首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接。l 电路交换的3个阶段：线路建立阶段；数据传输阶段；线路释放阶段l 电路交换的优缺点。优点是：通信实时性强，适用于交互会话类通信。缺点是：对突发性通信不适应，系统效率低，不具备存储数据的能力，不能平滑数据量，不具备差错控制能力，无法发现和纠正传输过程中发生的差错。21 存储转发交换（1）存储转发交换与电路交换的区别l 发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元进入通信子网。l 通信子网中的节点是通信控制处理机，负责完成数据单元的接收、差错校验、存储、路由选择和转发。（2）报文。 在发送数据时不管数据长度，只是把它当成一个逻辑单元，将数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式打包成一个报文。数组唱，传输过程中不容易发现错误，一旦错了，需要重发整个报文。（3）（报文）分组。在发送数据时限制数据的最大长度（通常为1500B）。源结点将一个长报文分成多个分组，有目的结点将多个分组按照顺序重新组织成报文。数据短，传输出错时容易发现，一旦错了，只需重传出错的分组。22 分组交换技术之数据报方式的特点在数据报中，分组传输前不需要预先在源主机和目的主机之间建立“线路连接”。源主机发送的每个分组都可以独立选择一条传输路径，每个分组在通信子网中可能通过不同的传输路径达到目的主机。l 同一报文的不同分组可以经过不同的传输路径通过通信子网l 同一报文的不同分组到达目的结点时可能出现乱序、重复和丢失l 每个分组在传输过程中都必须带上目的地址和源地址。l 数据报方式的传输时延较大，适用于突发性通信，不适用于长报文、会话式通信。23 分组交换技术之虚电路(1) 虚电路的特色：试图将数据报与电路交换结合，发挥两者的优点，达到最佳的数据交换效果。(2) 工作过程虚电路建立阶段；数据传输阶段；虚电路拆除阶段(3) 特点l 在每次分组传输前，需要在源主机和目的主机之间建立一条逻辑连接l 一次通信的所有分组都通过虚电路顺序传送，因此分组不必带目的地址、源地址等信息。l 分组通过虚电路上的每个结点时，结点只需要进行差错校验，而不需要进行路由选择。l 通信子网中的每个结点可以与任何结点建立多条虚电路连接。24 网络协议3要素l 语法：规定用户数据与控制星系的结构和格式l 语义：规定需要发出何种控制信息以及完成的动作与做出的响应l 时序：对时间实现顺序的详细说明。25 OSI/RM（1）OSI/RM参考模型OSI采用三级抽象，即体系结构、服务定义和协议规格说明。OSI/RM并不是一个标准，而只是一个在制定标准时所使用的概念性框架。（2）OSI/RM层次划分的原则l 网中各结点都有各自的层次。l 不同结点的对等层有相同的功能l 同一结点内相邻层之间通过接口通信l 每一层使用下层提供的服务，并向上层提供服务。l 不同结点的同等层之间按照协议实现对等层之间通信。（3）OSI/RM七层各自的功能物理层。为数据链路层提供物理连接，以便透明地传输比特流。数据链路层。传送以帧为单位的数据，采用差错控制、流量控制方法，使有差错的物理线路编程无差错的数据链路。网络层。通过路由算法，为分组通过通信子网选择最适当的路径，要实现路由选择、拥塞控制与网络互联功能。传输层。向用户提供可靠的端到端服务，最为关键的一层。会话层。组织两个会话进程之间的通信，并管理数据的交换。表示层。处理两个通信系统中交换信息的表示方式。应用层（最高）。确立进程之间的通信性质，以满足用户的需要。26 TCP/IP协议（1） TCP/IP协议的特点l 开放的协议标准，可免费使用，独立于特定的计算机硬件与OSl 独立于特定的网络硬件，适用于局域网、广域网和互联网中l 统一的网络地址分配方案，使网络设备在网中有唯一地址。l 标准化的高层协议，可提供多种可靠的用户服务。（2） TCP/IP的层次主机-网络层。负责通过网络发送和接收IP数据报，对应OSI/RM的物理层和数据链路层。互联层。相当于OSI/RM网络层的无连接网络服务。负责将源主机的报文分组发送到目的主机，功能细分如下：l 处理来自传输层的分组发送请求l 处理接收的数据报l 处理互联的路径、流控与拥塞问题。传输层。负责应用进程之间的端到端通信。该层有两种协议：TCP和UDP。TCP是一种可靠的面向连接的协议。UDP是一种不可靠的无连接协议。应用层（最高）。包含勒索有的高层协议，且总有新协议加入。主要有：Telnet、FTP、SMTP、DNS、RIP、NFS、HTTP等。27 Web应用的发展 1989年，Web技术诞生于欧洲例子物理实验室，现在Web服务已经广泛应用于电子政务、电子商务、远程教育与信息服务等领域。28 搜索引擎（1）搜索引擎作为运行在Web上的应用软件系统，成为继电子邮件之后的第二大Web应用。（2）1994.7，第一个搜索引擎Lycos诞生 1994年，斯坦福大学的两名博士生和杨致远合作创办Yahoo！门户网站，成为门户网站提供搜索引擎服务的样板。（3）搜索引擎的原理 搜索引擎的原理起源于传统的信息全文检索理论。计算机程序扫描一篇文章中的所有词，建立以词为单位的排序文件，检索程序根据检索此在文章中出现的频率和概率，对包含这些检索词的文章排序，输出排序结果。（4）全文搜索引擎功能模块的组成l 搜索器。又称“蜘蛛”，“机器人”或“爬虫”。它通过请求Web服务器上的HTML网页来采集信息，建立一个网站的关键字列表，这个过程称为网络爬行。l 索引器。理解搜索器所搜到的信息，从中抽取出索引项，用于表示文档以及生成文档库的索引表。索引器使用集中式索引算法或分布式索引算法。一个搜索引擎的有效性在很大程度上取决于索引的质量。l 检索器。根据用户查询在索引库中快速地检索出文档。网页检索器是一个在Web服务器上运行的CGI程序。l 用户接口。输入用户查询，显示查询结果，提供用户相关性反馈机制。用户接口可以分为简单接口和复杂接口两种。（5）目录导航式搜索引擎提供两种查询接口：直接单击目录树；关键字检索。（6）Googlel 目前世界上使用率和搜索精度最高的全文搜索引擎。l 成立于1998，由美国斯坦福大学计算机科学系的两位博士创建。l 主要特点：网页采集技术（分布式爬行系统）；页面等级技术（Page Rank）；超文本匹配分析技术（目前搜索引擎中最先进的检索技术。（7）百度l 1999年由北大的毕业生李彦宏和徐勇穿件。29 播客技术l 播客（Podcast）是基于互联网的数字广播技术。l 播客分为：传统广播节目的播客；专业播客；个人播客。l 2004.8.3，第一个专业播客网站亚当利科的“每日源代码”l 2004年底，我国第一个播客网站“土豆网”。30 博客技术博客（Blog）即网络日志或网志（Weblog），指以文章形式在互联网上实现信息共享。在技术上属于网络共享空间，在形式上属于个人互联网出版类的应用。31 网络电视IPTV（1）IPTV提供的服务种类l 电视类服务。与电视服务相关的服务，如视频点播、直播电视、时移电视等。l 通信类服务。指基于IP的语音业务、即时通信业务和电视短信等。l 增值类服务。主要指电视购物、互动广告和在线游戏等。（2）视频点播（VOD）视频点播也称为交互式电视点播系统，包括5个部分。l 节目制作中心。一般包含节目采集压缩系统兼网络广播系统。音/视频素材通过本中心压缩成MPEG-1、 MPEG-2、 MPEG-4或RM等视频格式。l 专业视频服务器。VOD的核心，有专门的软硬件组成，充分利用实时技术向客户端播放设备传输数字视频节目。l 视频节目库。带有RAID功能的大磁盘组存储节目。l VOD管理服务器。是终端进入视频点播系统访问的中转站，以浏览器方式为用户提供登录服务，并根据用户级别提供各类信息。若用户并发数不大，可将管理服务器和视频服务器合二为一。l 客户端播放设备。可由PC或电视机机顶盒组成。客户端有3种VOD系统：就近式点播系统（NVOD）、真实点播系统（TVOD）、交互式点播系统（IVOD）。（3）直播电视（Live TV）直播电视借助于IP网路来承载电视信号，传输的是数字信号。编码采用和视频点播业务相同的方式，如MPEG-1、MPEG-2、 MPEG-4，可能还会用H.264，这些编码技术都是压缩编码技术。（4）时移电视时移电视与直播电视的基本原理相同，差别是传输方式不同。直播电视采用组播方式，二时移电视通过存储电视媒体文件，采用点播方式实现。（5）IPTV系统的关键技术l 视频数字化l 传输IP化l 播放流媒体化（6）IPTV系统的功能部件一个端到端的IPTV系统具有节目采集、存储与服务、节目传送、用户终端设备和相关软件组成。l 媒体内容分发技术（MCDN）是IPTV大规模应用的重要技术保障。l 数字版权管理技术（DRM）是IPTV实现产业化发展的必要技术条件之一。DRM主要采用数字加密、版权保护和数字水印。l IPTV运营支撑管理系统是IPTV实现的核心管理系统，通过这个系统，实现多项IPTV运营管理的工作。32 P2P技术（1）P2P的含义P2P是Peer to Peer的简称，理解为端对端，或称为对等网。P2P网络通过直接交换来共享计算机资源和服务。在P2P中，计算机都处于对等的地位，真个网络不依赖于专用的集中服务器，每台计算机既可以充当网络服务的请求者，又可以是提供资源和服务的服务者。（2）P2P网络的基本结构l 以Napster和Maze为代表的集中目录式服务。有一个中心服务器来负责记录共享信息以及回答对这些信息的查询。l 以Gnutella、Shareaza、LimeWire和BearShare为代表的分布式非结构化P2P网络结构。这种结构采用随机图的组织方式形成一个松散的网络。l 以Pastry、Tapestry、Chord、CAN为代表的分布式结构化P2P网络结构。这种结构基于分布式散列表（DHT）的分布式发现和路由算法，这种算法也是布式结构化P2P网络结构的最先成果，可以有效地查找信息。l 以Skype、eDonkey、BitTorent、PPLive为代表的混合式P2P网络结构。混合式P2P网络中包括3种结点：用户结点、搜索结点和索引结点。混合式P2P网络的关键是引入了索引结点和搜索结点。（3）P2P网络的应用l 分布式科学计算l 文件共享（Napster、BitTorrent和Gnutella等）l 协同工作（Groove Virtual Office）l 分布式搜索引擎l 流媒体直播l 即时通信（ICQ、QQ、MSN、Yahoo Messenger等）。MSN是嵌入Windows XP系统的IM，Yahoo Messenger支持多操作系统和便携式无线设备。33 即时通信（IM）(1) 即时通信的概念199611，以色列Mirabils公司推出第一个即时通信软件ICQ。即时通信称为继电子邮件后又一主流通信方式。即时通信是一种基于Internet的通信服务，它提供近实时的信息交换和用户状态跟踪。(2) 基础通信模式即时通信采用两种通信模式：C/S和C/C。在传输文本信息时使用C/S模式，在文件传输等大数据量业务时使用C/C模式。(3) 即时通信实例QQl QQ的聊天通信信息是加密的l 聊天的方式有两种：客户之间直接建立TCP/UDP连接进行聊天；采用服务器转发的方式实现即时消息传递。客户端分别与服务器之间建立和维持TCP/UDP连接。l QQ的文件传输是通过直接建立TCP/UDP连接传送数据文件。(4) 即时通信的通信协议目前很多即时通信系统都采用服务提供商自己设计开发的IM协议。这些协议有两个代表：基于SIP协议框架的SIMPLE协议集和基于JABBER协议框架的XMPP协议集。 SIP协议l SIP(Session Initiation Protocol)称为会话初始化协议。是一个在IP网络上实现是是通信的应用层的控制（信令）协议。l SIP系统的组成：用户代理、代理服务器、重定向服务器和注册服务器。l SIP的消息组成：一个起始行、消息头、空行和消息体。l SIP消息的类型：请求消息和响应消息。请求消息包括请求行、消息头、空行和消息体。响应消息包括状态行、消息头、空行和消息体。 SIMPLESIMPLE协议簇有IETF的SIMPLE工作组指定。它通过对SIP协议进行扩展，支持IM服务。SIMPLE增加了MESSAGE、subscribe、notify方法支持即时通信。 XMPPl XMPP协议是一种基于XML的即时通信协议。l 特点：C/S模式；分布式网络；简单的客户端；XML的数据格式。l XMPP标准协议有RFC3920(核心协议)、RFC3921（负责即时通信）、RFC3922（负责XMPP与CPIM映射）、RFC3923（负责安全）34 VoIP（1）VoIP俗称IP电话，是基于IP网络的语音传输技术。（2）VoIP实现方法：PC-to-PC、PC-to-Phone、Phone-Phone（3）VoIP系统组成l 终端设备。IP电话客户终端，可以是软件或硬件l 网关。是IP网络和PSTN网络之间的接口设备，VoIP的关键设备，在传统的电话网和Internet之间架起一座桥梁，另外也克服了Internet一个非常明显的问题是寻址。l 多点控制单元。利用IP网络实现多点通信。l 网守。负责用户注册和管理。该设备有IP电话供应商购买。（4）SkypeSkype既是IM，也是VoIP，它融合了VoIP和P2P两大技术。特点：l 高清晰音质。l 高度保密性。加密使用AES，密钥使用RSA算法。发送前加密，发送后解密。l 免费多方通话。最多5人的多方会议呼叫，且通话都是采用端到端的加密。l 跨平台行。Skype支持多种操作系统，如Linux、Windows和Mac OS等。35 无线局域网的传输介质与标准（1）无线局域网的传输介质：微波、激光和红外线等无线电波作为传输介质，部分或全部代替传统局域网中的同轴电缆、双绞线和光纤，实现移动计算网络中的移动节点的物理层与数据链路层的功能。（2）按传输技术分：红外线局域网、扩频局域网和窄带微波局域网。l 红外线局域网（IR）。按视距方式传播。数据传输有3种方式：定向光束传输；全方位红外传输和漫反射红外传输。l 扩频局域网。扩频通信是军事电子对抗中常用的方法。扩频技术主要有两种：调频扩频通信和直接序列扩频通信。（3）无线局域网的标准 1997年，第一个无线局域网的标准IEEE802.11形成。它定义了使用红外、调频扩频和直接序列扩频技术，传输速率为1Mbps或2Mbps。36 无线自组网l 无线自组网（Ad hoc）是一种自组织、对等式、多跳的无限移动网络。l 通信模式：不需要基站的对等结构的移动通信模式。l 特点：没有固定的路由器，所有用户都可以移动，每个系统都有动态搜索、定位和恢复连接的能力。l 蓝牙技术是无线自组网的应用。802.15就是无线个人区域网络（WPAN）的标准。37 无线传感器网络l 无线传感器网络将Ad hoc技术与传感器技术相结合。l 无线传感器的3个要素：传感器、感知对象和观察者。38 局域网（1）局域网的网络拓扑结构：总线型、环型和星型（2）局域网的传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤和无线信道。l 现在双绞线和光纤使用最广泛。l 在局部范围内的中、高速局域网使用双绞线，在远距离传输中使用光纤，在有移动结点的局域网中使用无线技术。l 传输介质、介质访问控制方法和网络拓扑结构决定了局域网的特性。l 介质访问控制方法：控制多个节点利用公共传输介质发送和接收数据的方法。（3）IEEE802.2标准定义的共享介质局域网有3类：l 带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）的总线型局域网l 令牌总线（Token Bus）的总线型局域网l 令牌环（Token Ring）的环型局域网。39 总线型网络（1）介质访问控制方法：共享介质方式。（2）优点：结构简单；容易实现；易于扩展，可靠性较好。（3）特点l 所有结点都通过网卡连接到作为公共传输介质的总线上。l 总线通常采用双绞线或同轴电缆作为传输介质。l 所有结点都可以通过总线发送或接收数据，但是一段时间内只允许一个结点通过总线发送数据。当一个结点通过总线以“广播”方式发送数据时，其他结点只能以”收听“方式接收数据。l 由于总线为多个结点所共享，因此会出现冲突，造成传输失败。l 在总线型局域网的实现技术中，必须解决多个结点访问总线的介质访问控制（MAC）问题。40 环型网络l 特点：在该种网络中，结点之间通过网卡利用点对点线路连接构成闭合的环型；环中数据沿着一个方向绕环逐站传输。l 在环型局域网的实现技术中，也必须解决多个结点访问总线的介质访问控制（MAC）问题。l 优缺点。41 IEEE802参考模型（1）IEEE802参考模型l 局域网典型技术：以太网、令牌总线和令牌环。l 各种局域网产品的数据链路层和物理层协议不同。l 提出了将数据链路层划分为两个子层：数据链路控制子层（LLC）和介质访问控制子层（MAC）作为局域网技术和产品统一的共用的协议模型。（2）IEEE802标准也即局域网的标准。IEEE802标准分为：l IEEE802.1：定义局域网体系结构、网络互连、网络管理与性能测试l IEEE802.2：定义LLC子层功能与服务l IEEE802.3：定义CSMA/CD总线介质访问控制子层与物理层标准l IEEE802.11：定义无线局域网访问控制子层与物理层的标准。l IEEE802.15：定义近距离无线个人局域网访问控制子层与物理层的标准。l IEEE802.16：定义宽带无线局域网访问控制子层与物理层的标准。42 以太网（1）基本情况l 以太网的核心技术是随机争用型介质访问控制方法，即CSMA/CD.l CSMA/CD起源于无线分组交换网（ALOHA网）。（2）工作流程CSMA/CD的发送流程可以概括为：先听后发，边听边发，冲突停止，随机延迟重发。详细的工作流程l 载波侦听过程。发数据时，先侦听总线是否空闲。以太网的物理层规定发送的数据采用曼彻斯特编码方式。l 冲突检测方法。进行冲突检测有两种方法：比较法和编码违例判决法。l 发现冲突、停止发送。随机延迟重发的第一步是发送“冲突加强信号”。l 随机延迟重发。以太网协议规定一个帧的最大重发次数为16，如果重发的次数超过了16，则认为线路故障，进入“冲突过多”结束状态。如果重发次数n40km）的光收发器与单模光纤，也可使用多模光纤，但距离在65-300m。l 全双工系统，不存在争用问题，传输距离不再受冲突检测的限制。（2） 万兆以太网的物理层协议l 万兆以太网的物理层使用光纤通道技术。l 万兆以太网有两种不同的物理层：局域网物理层（LAN PHY）和广域网物理层（WAN PHY）标准。l 万兆以太网定义了万兆介质独立接口（10GMII）。通过此接口将MAC层的10Gbps的工作速率减到9.58464Gbps，以便与广域网物理层的数据传输速率匹配。46 交换式局域网l 交换式局域网的核心部件是交换机。l 交换机的端口是“独立10Mbps的端口”，每个连接到端口的结点可以独享该端口的带宽。若连接到端口的是一个以太网，则该端口是“共享10Mbps带宽”的端口。l 交换机的特点：低交换延迟；支持不同的传输速率和工作模式（计算交换机的带宽）；支持VLAN服务。l 交换机的工作原理。端口/MAC地址映射表记录端口号与结点MAC地址的对应关系。交换机利用“地址学习“方法动态地建立和维护端口/MAC地址映射表。交换机利用”端口/MAC地址映射表“进行数据交换。l 交换机的帧转发方式：直通交换方式；存储转发交换方式；改进的直接交换方式。47 虚拟局域网（1）基本概念 VLAN是建立在交换技术基础上的，如果将网络上的结点按工作性质与需要划分成若干个“逻辑工作组”，那么一个逻辑工作组就是一个VLAN。（2）组网方式的分类l 基于端口的划分。优点是定义VLAN成员时简单，适合于任意大小的网络。但是若某用户离开了原来的端口，到了一个新的交换机的某个端口，必须重新定义。l 基于MAC地址的划分。这种划分方式允许网络用户从一个物理位置移到另一个物理位置时，自动保留其所属的VLAN的成员生分。但是初始化时比较繁琐，交换机的执行效率低。适合于小型网络。l 基于网络层协议的划分。这种划分方式可使广播域跨域多个VLAN交换机。当用户在网络内部移动时，其VLAN的成员身份仍然保留。缺点是效率低，因为要检查每个数据包的IP地址耗费时间。l 基于IP组播的划分。适合于不在同一地理范围的局域网用户组成一个VLAN，不适合局域网，效率不高。灵活性很大。48 网桥l 网桥是数据链路层的设备，用来实现多个网络系统之间的数据交换，起到数据接收、地址过滤与数据转发的功能。l 分为透明网桥和源路由网桥。l 透明网桥使用较多。透明网桥的路由表中记录3个信息：站地址、端口与时间。l 源路由网桥由发送帧的源结点负责路由选择。l 利用网桥来分割开网段中的流量，根据帧地址过滤和转发帧建立多个分离的冲突域，但是网桥也存在“广播风暴”。l 交换机被看做是多端口的网桥，负责帧一级的交换，所以也称为第二层交换机。特点是高带宽和低延迟。49 操作系统概念及功能、结构（1）概念操作系统（Operating System，简称OS）是管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统是控制其他程序运行，管理系统资源并为用户提供操作界面的系统软件的集合（2）功能l 进程与处理机管理；作业管理；存储管理；设备管理；文件管理。l 进程管理。进程就是一个将执行的程序。操作系统必须提供一种启动进程的机制。DOS中是EXEC函数。Windows中启动进程的是CreateProcess函数。l 内存管理。管理内存资源，主要实现内存的分配与回收、存储保护以及内存的扩充等。内存管理的目标是给每一个应用程序分配所需的内存空间，而不占用其他应用程序的内存。如果系统不能提供足够的实内存来满足一个应用程序的需要，虚拟内存管理就会介入来弥补不足。内存管理的另一个任务就是采取某些步骤以阻止应用程序访问不属于它的内存。句柄是Windows系统识别打开文件的依据。l 文件系统。负责管理在硬盘和其他大容量存储设备中存储的文件，通过文件管理向用户提供各种文件的操作功能。DOS通过文件表FAT寻找磁盘文件。Windows通过虚拟文件表VFAT来寻找磁盘文件。OS/2通过高性能文件系统HPFS来寻找磁盘文件。HPFA比FAT和VFAT都好。l 设备管理。负责分配和回收外部设备，一级控制外围设备按用户的要求进行操作。DOS使用驱动程序来管理设备。(4) 操作系统的结构操作系统有4类组件：驱动程序；内核；接口库；外围组件。内核结构又可分为单内核、微内核、超微内核和外核。50 网络操作系统的演变、功能、任务、分类（1）概念NOS指能使网络上各个计算机方便而有效地共享网络资源，为用户提供所需的各种服务的操作系统软件。（2）功能文件服务；打印服务；数据库服务；通信服务；信息服务；分布式服务；网络管理服务；Internet/Intranet服务。（3）任务屏蔽本地资源和网络资源的差异性，为用户提供各种基本网络服务功能，实现网络系统资源的共享管理，并提供网络系统的安全保障。l Web OS是一个运行在网页浏览器中的虚拟操作系统，是应用程序的集合，也称为客户端操作系统，（4）分类NOS可以分为专用型NOS和通用型NOS.通用型NOS又分为变形级系统和基础级系统。变形级系统在原有的单机操作系统基础上，通过增强网络服务功能构成的。基础级十一计算机硬件为基础，根据网络服务的要求，直接利用硬件与少量软件资源专门设计的NOS.（5）结构l 对等式结构。如果NOS软件相等地分布在网络上的所有节点， 这种机制下的NOS称之为对等式网络操作系统；如Novell公司的Personal Netware，Invisible Software公司的Invisible LAN3.44，Microsoft公司的windows for Workgroup3.11等。易操作，安装简单，管理方便，并具有一定的安全级别，以防止敏感性数据受损害。l 非对等式结构。如果NOS的主要部分驻留在中心节点，则称为集中式NOS。也即“客户服务器”方式。如Novell公司的Netware,2.X、3.X和4.1,MicrosoftWindowsNT Advanced Server3.1，OS2 LANServer Advanced 3.0和Banyan Vines等。51 Windows网络操作系统（1）Windows NTWindows NT以“域”为单位实现对网络资源的集中管理。在一个Windows NT域中，只能有一个主域控制器（运行Windows NT Server），同时还可以有后备域控制器和普通服务器。Windows NT的特点l 内存与任务管理.。系统内部采用32b体系结构，最大内存空间可达4GB。采用线程管理，通过抢占式实现多任务。l 开放的体系结构。支持NDIS和TDI。内置4种网络标准：TCP/IP协议、MWLink协议（微软的）、NetBEUI和数据链路层控制协议l 内置管理。通过操作系统内部的安全保密机制，使得可以为每个文件设置不同的访问权限，规定用户对服务器的操作权限与用户审计。l 集中式管理。利用域与域的信任关系实现对大型网络的管理。l 用户工作站管理。通过用户描述文件，对工作站用户的优先级、网络连接、程序组与用户注册进行管理。优点兼容性及可靠性；便于安装与使用；优良的安全性。缺点 管理比较复杂，开发环境不能令人满意。（2）Windows 2000 Serverl 最重要的功能是活动目录管理。l 活动目录包括目录和目录服务。目录是一个数据库，存储有关网络对象。目录服务是一种网络服务，标记管理网路中的所有实体资源，并提供命名、描述、查找、访问以及保护实体信息一致的方法。活动目录具有可扩展性和可调整性。l 活动目录具有树状逻辑结构，若干域构成一棵域树，若干域树可以构成域森林。域之间通过基于Kerberos认证的可传递的信任关系建立树状连接。l Windows 2000 Server的基本管理单位是域。活动目录把域划分成组织单元。组织单元是域中一些用户和组、文件与打印机等资源对象的集合。组织单元可划分为下级组织单元，下级组织单元继承父单元的访问许可权。l 域模式的最大好处是单一的网络登录能力。l 在Windows 2000 Server中，所有域控制器之间都是平等的关系，原因是采用了活动目录。l 活动目录采用DNS作为定位服务。52 NetWare操作系统（1）组成NetWare以文件服务器为核心，由文件服务器内核、工作站外壳和低层通信协议组成。（2）安全机制注册安全性；用户信任者权限；最大信任者权限屏蔽；目录及文件属性（3）优缺点l 优点：强大的文件及打印服务能力；良好的兼容性及系统容错能力；比较完备的安全措施。l 缺点：工作站资源无法直接共享、安装及管理系统比较复杂（4）容错技术三级容错机制l SFT针对磁盘表面介质可能出现的故障而设计，采用双重目录文件与文件分配表、磁盘热修复与写后验证等措施。l SFT针对硬盘或硬盘通道而设计，包括硬盘镜像与磁盘双工功能。l SFT提供了文件服务器镜像。事务跟踪系统。防止数据库记录的过程因系统故障而造成的数据丢失的情况。UPS监控。防止网络供电系统电压波动或中断，影响文件服务器及关键设备的工作。（5）IntranetWare操作系统IntranetWare是Novell公司为企业内部网络提供的一种综合性网络平台，是建立在NetWare4.11基础之上，可以让用户采用IP与IPX两种方式来访问企业内部网络资源。53 Unix操作系统（1）发展老的OS三大阵营：UNIX、NetWare、Windows新的OS三大阵营：Windows、UNIX、Linux（2）标准1984年指定POSIX标准（可移植操作系统接口），即IEEE1003标准，也即ISO/IEC 9945.（3）特性l 多用户多任务的分时操作系统l 系统结构分为两部分：操作系统内核和系统外壳。内核部分由文件子系统和进程子系统两部分组成。l 大部分用C语言编写，易读、易修改和易移植。l 提供了丰富的系统调用，整个系统的实现十分紧凑简洁。l 提供功能强大的Shell语言，即外壳语言，作为用户界面，具有简洁高效的特点l 采用树形目录结构，具有良好的安全性、保密性和可维护性。