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计算机网络技术]寻求关于计算机网络最新技术的调查报告

发布时间:2019-06-27 02:45 来源:未知 编辑:admin

  计算机网络计算机网络是指在网络操作系统、网络管理软件和网络通信协议的管理和协调下,将多台计算机及其外部设备以独立的功能与不同的地理位置连接起来,实现资源共享和信息传输的计算机系统。简单地说,计算机网络是由电缆

  计算机网络是指在网络操作系统、网络管理软件和网络通信协议的管理和协调下,将多台计算机及其外部设备以独立的功能与不同的地理位置连接起来,实现资源共享和信息传输的计算机系统。

  简单地说,计算机网络是由电缆、电话线或无线通信连接的两台以上计算机的集合。

  计算机网络的发展经历了面向终端的单层计算机网络、计算机网络到计算机网络、开放标准化计算机网络三个阶段。

  计算机网络通常由多台计算机(或其他计算机网络设备)组成,由传输介质和软件物理(或逻辑)连接。一般来说,计算机网络的组成基本上包括四个部分:计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的或不可见的,如无线网络的传输介质是空气)和相应的应用软件。

  一个网络可以由两台计算机组成,也可以有数千台计算机和用户在同一栋大楼中。我们通常指的是局域网(LAN,LocalAreaNetwork),从局域网扩展到更广泛的范围,如整个城市乃至整个国家,这种网络我们称之为广域网(WAN,广域网),当然,如果你想仔细划分它,也可以有MAN(城域网)和CAN(Citywide Area Network),这些网络需要由专业管理人员维护。

  我们最流行的互联网是由这些无数的局域网和广域网组成的。互联网只提供它们之间的连接,但没有专门的人来管理它们(除了维护连接和制定使用标准之外),可以说互联网是最自由和最不强大的地方。互联网上没有民族,只要连接起来,地球另一边的电脑就和你室友的电脑没什么区别。

  因为我们使用的最常见的东西是LAN(即使我们连接到Internet,从家里,我们实际上连接到ISP的LAN),首先,我们讨论的主要内容是LAN。局域网可以说是许多网络中最基本的单元。当你对局域网有了一定的了解,广域网和互联网就更容易理解了,但你只需要知道越来越复杂的通信方式。

  接触过互联网的朋友应该或多或少地听说过上述名词,对吧?但是,你知道它们之间的区别以及如何定义它们吗?

  实际上,最早的术语应该是Internet,然后人们将Internet的概念和技术引入到内部专用网中,它可以是一个独立的局域网,也可以是一个专用的广域网,因此被称为Intranet。它们之间最大的区别是开放。Internet是开放的,不属于任何人,只要你能连接得到你属于的成员之一,也可以获得上面的开放资源;相对而言,Intranet是排他性的,不开放的,它经常存在于专用网上,但它的结构和服务模式和设计,都是指Internet的模式。

  至于外联网的概念,是内联网的延伸。由于Intranet是指内部网络,Extranet是指外部网络。Extranet通常是企业和Internet连接的网络,为公众提供服务。然而,这并不仅仅是基于物理或逻辑位置的定义,而是主要通过连接的形式和功能来区分。例如,如果一个外部网络只是通过网络连接到我们的Extranet或Intranet,那么它只是一个不相关的外部个人;但是,如果我们通过VPN或其他形式的信任来连接对方,那么对方也可以属于Extranet或Internet。

  计算机网络通常由多台计算机(或其他计算机网络设备)组成,由传输介质和软件物理(或逻辑)连接。一般来说,计算机网络的组成基本上包括四个部分:计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的或不可见的,如无线网络的传输介质是空气)和相应的应用软件。

  为了学习网络,我们必须首先了解当前的主要网络类型,区分哪些是我们的初级学者必须掌握的,哪些是当前主流的网络类型。

  虽然网络类型的分类标准是多种多样的,但从地理范围上来说,划分是一种被大家所接受的通用的网络划分标准。根据该标准,各种网络类型可分为四种类型:局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)和因特网(Internet)。一般说来,局域网只能是一个小区域,城域网是不同区域的网络互联,但这里要说明的一点是,这里的网络划分在严格意义上没有区分地理范围,只能是一个定性的概念。下面简要介绍这些计算机网络。

  通常我们常用的局域网是指局域网(LAN),它是最常用的网络之一,也是最广泛使用的网络之一。随着整个计算机网络技术的发展和完善,局域网得到了充分的应用和普及。几乎每个单元都有自己的局域网,有些甚至在家庭中有自己的小局域网。显然,所谓的局域网,即在局域网中,它覆盖的范围很小。对局域网(LAN)中的计算机数量没有太多的限制。少数人只能拥有两人,而更多的人可能只有几百人。一般来说,在企业局域网中,工作站的数量大约是几十到200倍。一般来说,网络所涉及的地理距离可以在几米到十公里之间。局域网(LAN)一般位于一个建筑物或单元中,不存在路由问题,不包括网络层的应用。

  该网络的特点是:连接范围窄,用户数量少,配置简单,连接率高。目前局域网速率最快的是10G以太网。IEEE 802标准委员会定义了各种主要的局域网:以太网(以太网)、令牌环网(令牌环网)、光纤分布式接口网络(FDDI)、异步传输模式网络(ATM)和最新的无线局域网(WLAN)。稍后将更详细地描述这些情况。

  这类网络一般在同一城市,但不在同一地理社区内的计算机互联范围内。网络连接距离10~100公里,采用IEEE 802.6标准。与局域网相比,MAN延长了距离,连接了更多的计算机,这可以说是局域网在地理范围内的延伸。在大城市或城市地区,城域网通常连接到多个局域网。例如连接政府机构的局域网、医院局域网、电信局域网、公司局域网等等。由于光纤连接的引入,使得城域网中高速局域网的互连成为可能。

  城域网(MAN)主要采用ATM技术作为骨干网。ATM是一种用于数据、语音、视频和多媒体应用的高速网络传输方式.ATM包括一个接口和一个协议,该接口和协议可以在常规传输信道上的恒定比特率业务和不断变化的比特率业务之间ATM还包括符合ATM协议标准的硬件、软件和媒体。ATM提供了一个可伸缩的骨干基础设施,可以适应不同规模、速度和寻址技术的网络。ATM的最大缺点是成本过高,因此在邮政、银行、医院等政府城域网中普遍使用。

  这种网络,也称为远程网络,覆盖范围比城域网(MAN)更广。它一般连接到不同城市之间的局域网或城域网,地理范围为数百至数千公里。由于距离远,信息衰减较严重,这种网络一般要租用专用线,通过IMP(接口信息处理)协议和线路连接,形成网络结构,解决路径问题。由于与城域网连接的用户数量多,总出口带宽有限,用户的终端连接速率一般较低,通常为9.6Kbps/45 Mbps,如邮电部的Chinanet、CHINAPAC和CHINADDN网络。

  互联网也被称为互联网,因为它的英文单词“Internet”的同义词。随着Internet应用的发展,它是我们每天都要处理的一种网络。它是地理范围和网络规模最大的网络,我们常称它为“Web”、“和“World Wide Web”等。就地理范围而言,它可以是全球计算机的互联。这种网络的最大特点是不确定性。随着人们网络的不断接入,整个网络的计算机也在不断地发生着变化。当您连接到Internet时,您的计算机可以被视为Internet的一部分,但是一旦您与Internet断开连接,您的计算机就不属于Internet。但是它的优势也是很明显的,就是信息很多,传播广泛,无论你在哪里,只要你连接到互联网,你就可以把你的信件和广告发送给任何能够连接到互联网的用户。由于这个网络的复杂性,这个网络的实现技术也是非常复杂的,我们可以通过几个Internet接入设备来详细学习这些技术,供以后讨论。

  以上对网络的几种分类,实际上,在现实生活中,我们真正遇到的最多的是局域网,因为它可以是大的,也可以是小的,无论是在单元中还是在家庭中都比较容易实现,应用也是最广泛的网络,因此我们有必要进一步了解局域网和局域网中的接入设备。

  虽然目前我们可以看到的局域网主要是以双绞线为传输介质的以太网,但我们所看到的基本上是企事业单位的局域网。在网络发展的早期阶段或在其他各种行业中,由于其行业特点而使用的局域网不一定是以太网。目前局域网中常见的类型有以太网(以太网)、令牌网络(令牌环)、FDDI网络、异步传输模式网络(ATM)等。

  以太网最初由施乐(施乐)创建,并于1980年由DEC、Intel和施乐共同开发。以太网是应用最广泛的局域网,包括标准以太网(10 Mbps)、快速以太网(100 Mbps)、千兆以太网(1000 Mbps)和10G以太网,它们都符合IEEE802.3系列标准规范。

  起初,以太网的吞吐量只有10 Mbps。它采用CSMA/CD(载波监听与冲突检测)的访问控制方法,通常称为标准以太网。以太网有两种主要的传输介质,即双绞线和同轴电缆。所有以太网遵循ieee 802.3标准,以下是ieee 802.3的一些以太网标准,其中前面的数字表示以\\“Mbps\\”为单位的传输速度,最后一个数字表示网络线路的单个段的长度(参考单元在100 m中表示\\“基带\\”)、基和宽表示\\“带宽”。

  10BASE-5采用粗同轴电缆,网段最大长度为500 m,基带传输方式;

  10BASE-2采用细同轴电缆,最大网段长度为185 m,基带传输方式;

  10BASE-T采用最大网段长度为100 m的双绞线 Mbss的双绞线采用同轴电缆(最大长度为RG-59/U CATV),网段为3600米,是一种宽带传输方式。

  随着网络的发展,传统的标准以太网技术已经很难满足日益增长的网络数据传输速度的要求。1993年10月以前,只有光纤分布式数据接口(FDDI)可用于需要10 Mbps以上数据流量的局域网应用程序,但它是一个基于100 Mpbs光缆的非常昂贵的局域网。1993年10月,大结公司推出了世界上第一个快速以太网集线器FastSwitch 10/100和网络接口卡FastNIC 100,并正式应用了快速以太网技术。随后,英特尔、Synoptics、3 COM、BayNetworks等公司也推出了自己的快速以太网设备。同时,IEEE 802工程团队还研究了100 Mbps以太网的各种标准,如100 BASE-TX、100 BASE-T4、MII、中继器、全双工等。1995年3月,IEEE发布了IEEE802.3u100BASE-T快速以太网标准(快速以太网),开启了快速以太网时代。

  与在100 Mbps带宽下工作的FDDI相比,快速以太网具有许多优点,这主要体现在快速以太网技术能够有效地保证用户在布线种双绞线与光纤的连接,并能有效地利用现有设备。

  事实上,快速以太网的不足也是以太网技术的不足,即快速以太网仍然是基于载波侦听的多接入和冲突检测(CSMA/CD)技术,当网络负载很大时,会导致效率下降,当然,这可以通过交换技术来弥补。

  100 BASE TX:是一种快速以太网技术,使用五种类型的数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线。它使用两对双绞线,一对用于发送和一对用于接收数据。传输采用4B/5B编码,信号频率为125 MHz。符合EIA 586的5类布线标准和IBM的防范小组委员会第1类布线BASE-T相同的RJ-45连接器。其最大网段长度为100米。它支持全双工数据传输。

  100 BaseFX:快速以太网技术采用光缆,采用单模和多模光纤(62.5和125 um)多模光纤连接,最大距离为550米。单模光纤连接的最大距离为3000米.传输采用4B/5B编码,信号频率为125 MHz。它使用MIC/FDDI连接器、ST连接器或SC连接器。其最大网段长度分别为150 m、412 m、2000 m以上,与光纤的种类和工作方式有关,支持全双工数据传输。100 BASE-FX特别适用于具有电气干扰、大距离连接或高度机密环境的环境。

  100BaseT4:是一种快速以太网技术,可以使用3、4、5种类型的无屏蔽双绞线对双绞线对用于检测冲突信号。传输采用8B/6T编码,信号频率为25 MHz,符合EIA 586结构化布线BASE-T相同的RJ-45连接器,最大网段长度为100米。

  随着以太网技术的深入应用和发展,企业用户对网络连接速度的要求越来越高。1995年11月,IEEE 802.3工作组任命了一个高速研究小组(HigherSpeedStudy Group),研究如何将快速以太网的速度提高到更高的速度。研究小组研究了将快速以太网速度提高到1000 Mbps的可行性和方法。1996年6月,IEEE标准委员会批准了千兆以太网解决方案授权申请(千兆以太网项目授权请求)。随后,IEEE 802.3工作组设立了802.3z工作组。IEEE802.3z委员会的目的是建立千兆位以太网标准:在1000 Mbps通信速率下的全双工和半双工操作、802.3以太网帧格式、载波侦听多址和冲突检测(csma/cd)技术、支持中继器(Repeater)、10BASE-T和100BASE-T向下兼容技术的冲突域与以太网可移植性,易于管理的特点。千兆位以太网在处理新的应用程序和新的数据类型方面是灵活的。它是10 Mbps和100 Mbps IEEE 802.3以太网标准的延伸,取得了巨大的成功,提供了1000 Mbps的数据带宽。这使得千兆以太网成为高速和宽带网络应用的战略选择.

  千兆位以太网目前有以下三个技术版本:1000BaseSX、LX和-CX版本。1000BASE-SX系列使用低成本的短波CD(光盘,光盘激光器)或VCSEL(垂直腔面发射激光器,垂直腔面发光激光器),而1000BASE-LX系列使用相对昂贵的长波激光器,而1000BASE-CX系列则打算使用短跳线电缆连接高性能服务器到布线之间的高速外围设备。

  2000年,ieee 802.3工作组正式开发了10 Gbps以太网标准,现在10G以太网仍然使用与以前的10 Mbps和100 Mbps以太网相同的形式,这允许对高速网络进行直接升级。采用了IEEE 802.3标准的帧格式、全双工业务和流量控制方式。在半双工模式下,10G以太网采用基本的CSMA/CD接入方式来解决共享媒体的冲突问题。此外,10G以太网使用与ieee 802.3团队定义的以太网相同的管理对象。简而言之,10G以太网仍然是以太网,但速度更快。但是,由于10G以太网技术的复杂性和原有传输介质(目前只能在光纤上传输,与企业常用的双绞线不兼容)的兼容性,以及这种设备的成本过高(一般为20美元9万美元),这种以太网技术仍处于研究开发的初级阶段,还没有得到实质性的应用。

  令牌环网是IBM在20世纪70年代发展起来的,目前这种网络比较少见。在旧令牌环网中,数据传输速率为4 Mbps或16 Mbps,新的快速令牌环网速度可达100 Mbps。令牌环网的传输方式在物理上采用星型拓扑,但在逻辑上仍然是环拓扑。节点通过多站接入组件(多站接入单元,MAU)连接.MAU是一个专门的集线器,用于在工作站计算机的循环中传输。因为包看起来像是在环中传输的,所以在工作站和MAU中没有终止符。

  在这个网络中,有一种称为令牌的特殊帧,它通过循环连续传输,以确定节点何时可以发送数据包。令牌有24位长,有三个8位域,即第一个绑定字符(启动分隔符,SD)、访问控制(访问控制,AC)和最终绑定字符(结束划界器,ED)。第一个分隔符是一个不同的信号模式,它被表示为一个非数据信号,以防止它被解释为其他的东西。这种独特的8位组合只能被识别为帧头(SOF).由于以太网技术的飞速发展和令牌网络的固有缺陷,令牌在整个计算机局域网(LAN)中非常少见。原来提供令牌网络设备的厂家大多也退出了市场,所以在目前的局域网市场上,令牌网络可以说是“昨日黄花”。

  FDDI的英文名称为“光纤分布式数据接口”,中文名称为“光纤分布式数据接口”。它在20世纪80年代中期发展了一种局域网技术。它提供了比以太网(10 Mbps)和令牌网络(4或16 Mbps)更高的高速数据通信能力。FDDI标准是由ANSIX3T9.5标准委员会开发的,它为繁忙网络上的大容量输入和输出提供了一种接入方法。FDDI技术类似于IBM的Tokenring技术,具有局域网和Tokenring所缺乏的管理、控制和可靠性措施。FDDI支持高达2km的多模光纤。FDDI网络的主要缺点是价格比前面描述的“快速以太网”昂贵得多,而且由于它只支持光缆和五种电缆,使用环境受到限制,从以太网升级面临着大量的迁移问题。

  当数据以100 Mbps的速度输入和输出时,FDDI的性能远远优于当时10 Mbps以太网和令牌环网的性能。但是随着快速以太网和千兆以太网技术的发展,使用FDDI的人越来越少。由于FDDI使用的通信介质是光纤,这比快速以太网和当前100 Mbps令牌网络传输介质昂贵得多。然而,FDDI最普遍的应用仅仅是提供对网络服务器的快速访问,因此FDDI技术目前还没有得到充分的认可和广泛的应用。

  FDDI的接入方式类似于令牌环网的接入方式,在网络通信中采用“令牌”传输。它不同于标准令牌环,主要是因为FDDI使用常规令牌访问方法。FDDI令牌沿着网络循环从一个节点移动到另一个节点。如果一个节点不需要传输数据,则FDDI获取令牌并将其发送到下一个节点。如果处理令牌的节点需要传输,它可以在指定的时间内发送尽可能多的帧,称为\\“目标令牌循环时间”(目标令牌旋转时间,TTRT)。由于FDDI使用定时令牌方法,因此多个节点的多个帧可能在给定时间出现在网络上,从而为用户提供高容量通信。

  FDDI可以发送两种类型的包:同步包和异步包。同步通信用于连续和时间敏感的传输(如音频、视频和多媒体通信);异步通信用于不需要连续突发的普通数据传输。在给定的网络中,TTRT等于节点同步传输所需的总时间,加上在网络上沿环路传输最大帧的时间。FDDI使用两个循环,因此当一个循环失败时,数据可以从另一个循环到达其目的地。连接到FDDI的节点主要有两种类型,即A类和B类。A类节点连接到两个循环,它们由网络设备(如集线器)组成,能够在网络崩溃时重新配置环路结构以使用单个循环。B类节点通过A类节点的设备连接到FDDI网络,B类节点包括服务器或工作站等。

  ATM的英文名称为“异步传输模式”,中文名称为“异步传输模式”。它的发展始于1970年代末。ATM是一种不同于以太网、令牌环网、FDDI网络等可变长度分组技术的新型信元交换技术。ATM使用53个字节的固定长度单元进行交换。它是一种交换技术,它不共享媒体或数据包所造成的延迟,非常适合音视频数据的传输。ATM具有以下主要优点:

  ATM采用“信元交换”代替“分组交换”进行实验,发现信元交换的速度非常快。小区切换指的是作为虚拟信道标识符的短指示符,并将其放置在TDM时间片的开头。这使得设备能够将其比特流异步放置在ATM通信信道上,从而使通信具有可预测性和持久性,从而为主要用于视频和音频的时间敏感通信提供了预ATM。可以预测通信的另一个原因是ATM使用固定的信元大小。ATM信道是一个虚拟电路,城域网传输速度可达10 Gbps。

  无线局域网(WLAN)是最新最流行的一种局域网,特别是自从英特尔在今年3月推出了第一款配备自己无线网络模块的快速笔记本处理器以来。无线局域网与传统局域网的主要区别在于传输介质不同。传统的局域网是通过电缆、双绞线、光纤等有形传输介质连接起来的,而无线局域网则是以空气为传输介质。由于它摆脱了物理传输媒体的束缚,这种局域网的最大特点是自由,只要它能够连接到网络覆盖范围内任何地方的服务器和其他工作站,而不需要中继电缆。这一特性非常适合那些移动办公集群,有时在机场、酒店等。(通常称为“热点”),只要无线网络可以覆盖,它就可以随时随地连接到无线网络,甚至互联网。

  无线局域网(WLAN)采用IEEE802标准委员会制定的802.11系列标准。目前,该育种名单主要有四个标准:802.11b标准、802.11a标准、802.11g标准和802.11z标准。前三项标准是改善传输速度的地热异常,前三项标准是改善传输速度的地热异常。前三种标准是802.11b,其传输速度为11 Mb/s,因为其连接速度相对较低,然后介绍了802.11a标准,其连接速度可达到54 Mb/s。但是,由于两者不兼容,一些已经购买了802.11b标准的无线a网络中使用,因此今年早些时候正式推出了与802.11b和802.11a两种标准兼容的802.11g,使原来的802.11b和802.11a标准设备可以在同一个网络中使用。802.11z是一种专门为提高无线局域网(WLAN)的安全性而设计的标准。由于无线局域网的“无线”特性,任何进入该网络覆盖区的用户都可以作为临时用户很容易进入网络,这给网络带来了很大的不安全因素。因此,802.11z标准明确规定了无线网络的安全性,加强了用户身份验证系统,并对传输的数据进行了加密。

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