2023年网络工程师概要.doc
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1、网络工程师概要重要内容:重要内容具体内容基础知识一、计算机基础知识二、计算机网络知识网络的硬件平台三、数据通信基础四、广域网通信五、局域网通信六、网络互联和互联网网络的软件平台七、网络安全八、网络操作系统九、网站设计和配置技术十、网络管理网络的具体实现十一、接入网技术(最后一公里)十二、组网技术十三、网络需求分析和网络规划注:电信网络的思想:把智能尽量多的保存在网络内部,用户只需要最简朴的终端来使用网络智能,目的在于信息使用的便利和直接;计算机网络的思想:网络尽量的保持简朴,智能尽量推到用户终端,目的在于信息的发明和分享;两者的区别并不在于硬件设备,而在于协议,由于协议是管理网络思绪的体现;电
2、信网络的协议一般为:DDN、ISDN、FR、ATM;计算机网络的协议为:TCP/IP协议;第1章 计算机基础知识1.1计算机系统的组成1.1.1计算机硬件结构1.2.2计算机软件系统1.2计算机工作原理1.2.1计算机中数据的表达1.2.2中央解决器CPU1.2.3存储器1.2.4输入设备1.2.5输出设备1.3计算机体系结构1.3.1计算机体系结构的发展1.3.2计算机体系结构的分类1.3.3指令系统1.3.4存储系统1.3.5I/O通道1.3.6总结结构1.3.7并行解决技术第二章 计算机网络知识前言:计算机网络 = 计算机 + 通信技术;重要内容:重要内容具体内容2.1计算机网络的发展过
3、程2.1.1初期计算机网络2.1.2现代计算机网络2.1.3计算机网络标准化2.1.4微机局域网2.1.5国际互联网2.2计算机网络概述2.2.1计算机网络的定义2.2.2计算机网络的组成2.2.3计算机网络的分类2.2.4计算机网络的应用2.3我国互联网的发展2.3.1我国互联网络的建设2.3.2我国四大互联网络2.4计算机网络体系结构2.4.1计算机网络的功能特性2.4.2开放系统互联参考模型2.5OSI协议集2.5.1网络层2.5.2传输层2.5.3会话层2.5.4表达层2.5.5应用层2.1计算机网络的发展过程2.1.1初期计算机网络时间主体客体计算机网络产品意义19511963年美国
4、麻省理工学院林肯实验室美国空军SAGE的半自动化系统计算机和通信技术结合的先驱20世纪5060年代美国航空公司与IBM公司美国航空公司飞机定票系统SABRE-11台主机2023多台终端(涉及CRT控制器和键盘,无CPU和内存)计算机通信系统应用于民用1968年美国通用电器公司信息服务系统最大的商用解决网络特点:硬件方面:采用多点通信线路、终端集中器及前端解决机FEP(提高线路的运用率,减轻主机的承担);软件方面:主机对各终端轮询或由各终端连成雏菊链的形式;第一代计算机网络的定义:以传输信息为目的而连接起来,实现远程信息解决或进一步达成资源共享的系统;2.1.2现代计算机网络时间典型网络规模特点
5、1969年美国国防部高级研究计划局(DARPA)的ARPAnet4个结点,以电话线传输;资源共享分散控制分组互换采用专门的控制解决机分层的网络协议(现代计算机网络的特性)1971年15个结点;20世纪70年代后期60个结点,100台主机;跨越美洲大陆、夏威夷和欧洲;涉及卫星在内的多种传输方式;时间网络名称研究部门特点1973年EPSS公用分组互换网络英国邮政局远程数据传输、信息共享租用电话线路,少数铺设专用线路速率50Kb/s左右1975年CYCLADES分步式数据解决网络法国信息与自动化研究所(IRIA)1976年DATAPAC公用分组互换网络加拿大1979年DDX-3公用数据网日本电报电话
6、公司第二代计算机网络的定义:以可以互相共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机这集合体;(强调独立功能的计算机)2.1.3计算机网络标准化时间公司名称体系结构1974年IBM系统网络体系结构SNA(system network architecture)1975年DEC数字网络体系结构DNA(digital network architecture)1976年UNIVAC分布式通信体系结构(distributed communication architecture)弊端:网络市场各自为政,不利于厂商之间的公平竞争。1977年ISO的TC97信息解决系统技术委员会SC16分技术委员会开放系
7、统互联参考模型(OSI/RM)2.1.4微机局域网80年代初出现的微机与1972年Xerox公司发明的以太网相结合,促使了微机局域网的快速发展;1980年2月IEEE组织成立了802委员会开始制定局域网标准;局域网厂商从一开始就按照标准化、互相兼容的方式互相竞争;2.1.5国际互联网时间组织机构内容1985年美国国家科学基金会NSF(national science foundation)运用ARPAnet建成了科学研究和教育的骨干网络NSFnet1990年NSFnet代替ARPAnet成为国家骨干网络1992年Internet学会成立Internet定义:组织松散的、独立的国际合作互联网络,
8、通过自主遵守计算协议和过程支持主机对主机的通信;1993年美国伊利诺斯大学国家超级计算机中心网上浏览工具(Mosaic),后来发展成为Netscape1993年克林顿实行国家信息基础设施NII(national information infrastructure)同时,NSF不再向Internet注资现代计算机网络的定义:将多个具有独立工作能力的计算机系统通过通信设备和线路由功能完善的网络软件实现资源共享和数据通信的系统;2.2计算机网络概述2.2.1计算机网络的定义1、多终端分时系统:由通信线路互相连接的许多非自主计算机构成的集合体;2、计算机网络系统:由通信线路互相连接的许多自主计算机构
9、成的集合体;3、多机系统:专指同一机房内由通信线路互相连接的许多大型主机构成的功能强大、能高速并行解决的计算机系统;4、分布式系统:在计算机网络系统基础上为用户提供透明集成环境的计算机系统,通过计算机名或命令调用各类资源;2.2.2计算机网络的组成1、分类一:2、分类二:注:广域网:存储转发方式IMP解决机;局域网:广播方式IMP微解决器芯片;2.2.3计算机网络的分类1、按拓扑结构分类:(1)拓扑结构的地位及定义:网络中各种设备之间的连接形式,重要指通信子网的拓扑结构;(2)按拓扑结构分类:环型星型树型复合型拓扑结构优点缺陷应用领域总线型局域网环型消除用户对中心系统的依赖N+1用户向N送数据
10、需绕一周局域网星型易于维护和安全中心系统须具有极高的可靠性局域网树型星型结构的拓展广域网复合型多种结构的复合广域网2、按距离分类(最能反映网络技术本质特性):类型局域网城域网广域网地理范围10公里以内10100公里100公里以上所有者单位或个人几个单位通信运营商通信方式分组广播分组广播分组互换数据速率几十兆几百兆位/秒几兆几十兆位/秒几十K位/秒误码率最小中最大拓扑结构总线、星型和环型总线、星型和环型树型和复合型应用分布数据解决办公自动化LAN互联声音、视频和数据业务远程数据传输应用协议Ethernet、Token Ring、FDDI、ATM、WLANATMX.25、FR、DDN、ATM3、其
11、它分类方式:(1)按使用方式分:校园网(campus network)和公司网(enterprise network);(2)按连接范围分:内联网(intranet)和外联网(extranet);(3)按服务范围分:公用网和专用网;(4)按提供服务分:通信网和信息网;注:提供网络互联服务的供应商ISP(Internet Service Provider);提供网络信息服务的代应商ICP(Internet Content Provider):2.2.4计算机网络的应用1、办公自动化重要功能:实现信息共享和公文流转;具体功能:领导办公、电子署名、公文解决、日程安排、会议管理、档案管理、财务报销、信
12、访管理、信息发布和全文检索等;存在问题:没有统一的标准和规范,缺少兼容性和产业优势;2、电子数据互换EDI(Electronic Data Interchange)无纸贸易电子数据互换:是计算机、通信和现代管理技术相结合的产物;功能:具有跟踪、确认、防篡改、防冒领,以及一系列安全保密功能,具有法律效力;CHINAEDI:中国公用电子数据互换业务网是面向各行业开放的公用EDI网络,可作为专用EDI网络的公共转接和互换中心;3、远程教育运用因特网技术与教育资源相结合,在计算机网络上进行的教学方式;4、电子银行标志着人类的互换方式从“物物互换”、“货币互换”发展到“信息互换”的新阶段;规定有高强度加
13、密算法的支持;5、证券和期货交易6、娱乐和在线游戏电脑游戏的分类:单机游戏、局域网游戏、基于因特网的多用户小型游戏和基于因特网的多用户大型游戏;2.3我国互联网的发展2.3.1我国互联网络的建设时 间事 件意 义1987年9年20钱天白专家通过意大利公用分组互换网ITAPAC设在北京的PAD发给德国卡尔斯鲁厄大学的电子邮件中国人使用internet的序幕19891992年国家计委组建中关村地区教育与科研网NCFC建立北京大学、清华大学和中科院的高速互联网络1990年10月中国正式在DDN-NIC注册登记我国的项级域名CN1993年4月中科院计算机网络中心提出我国的域名体系1994年1月4日NC
14、FC通过美国Sprint公司连入Internet的64kb/s国际专线获94年重大科技成就奖1994年建成我国四大互联网络1996年后进入应用平台建设和增值业务开发阶段1997年6月3日国务院信息化领导小组宣布在中科院组建中国互联网信息中心CNNIC(发布中国Internet发展状况记录报告)2.3.2我国四大互联网络1、中国公用计算机互联网CHINANET(邮电部)北京、上海两条出口专线网络定义:电信局进行Internet的互联工程;二级网络构成:骨干网:8个大区和31个省市网络中心;接入网:各省内建设的网络结点;1997年中国公用计算机互联网实现了与其它三大网的互联;1998年7月二期工程
15、使主干带宽增至155Mb/s,并将8大区的结点路由器换成千兆位路由器;2、中国教育科研网CERNET(国家教委)网络定义:全国最大的公益性互联网,中国下一代互联网研究的实验网络;三级网络构成:全国主干网、地区网和校园网;四级网络管理:全国网络中心、地区网络中心(主结点)、省教育科研网和校园网;2023年主干网带宽增至2.5Gb/s,28条出口信道、总带宽400Mb/s,地区网速率155Mb/s;1998年CERNET正式参与下一代IP协议(IPV6)实验网6BONE的研究,同年11月成为其骨干成员,在全国第一个实现与国际下一代高速网Internet2的互联;3、中国科学技术网CSTNET(中科
16、院)网络定义:运用公用数据通信网建立的信息增值服务,国家科技信息系统骨干网;二级网络构成:Intranet:国家科委、各省、市科委及其它部委科局之间的办公平台;Internet:国家科委、各省、市科委及其它部委科局的专业科技信息服务机构;4、中国金桥网CGBNET(国家计委)吉通公司牵头网络定义:为金桥工程建立的业务网,支持金关、金税、金卡等“金”字工程;2.4计算机网络体系结构2.4.1计算机网络的功能特性计算机网络存在问题网络解决办法模拟信号和数字信号的转换调制和解调、接口协议计算机网络的间歇性或突发性共享机制、报文互换和分组互换差错控制和路由选择、冲突仲裁数据链路控制(Data Link
17、 Control,DLC)网络的层次结构(协议)高层功能协议转换、会话管理和打包/拆包是端结点间的作用资源子网寻址路由分组网络间多结点间的作用通信子网低层功能MODEM和DLC是相邻结点间的作用网络的接口协议某一功能存在于多层多路复用功能同一层中存在多种功能路由功能、链路控制功能有层次无功能局域网中无路由功能有功能无层次租用线路无物理层2.4.2开放系统互联参考模型1、开放系统的基本概念开放系统:遵从国际标准、可以通过互连而互相作用的系统,开放系统是对系统外部特性的规定;(任何一个系统模型都是外部特性的规定,而不关心系统内部的行为特性)1979年ISO公布了开放系统互连参考模型OSI/RS(O
18、pen System Interconnection/Reference Model),同时CCITT(Consultative Committee International Telegraph and Telephone)认可并采纳了这一国际标准的建议文本(X.200);2、开放系统互联参考模型的基本概念OSI/RM是一种分层的体系结构。每一个开放系统都由一些连续的子系统组成;(每一个互连系统是由物理电路控制子系统、分组互换子系统、传输控制子系统等组成)每一个层都由所有互连系统的同一行上的子系统组成;(所有互连系统中的传输控制子系统共成组成了传输层)(1)分层的意义将复杂问题分解每一层都在
19、它下层提供的服务基础上提供更高级的增值服务,而最高层提供能运营分布式应用程序的服务;保持层次的独立性用原语操作定义每一层为上层提供的服务,而不考虑服务的具体实现;(2)实体和服务访问点SAP实体:软件元素(如进程等)或硬件元素(如智能I/O芯片等)的抽象,同一层中的实体叫做对等实体;一个层次的多个实体说明了层次的分布解决特性;同一开放系统中各个层次实体代表了系统的协议解决能力,即外部功能特性;服务访问点(Service Access Point,SAP):(N)SAP表达(N)实体与(N+1)实体之间的逻辑接口;一个SAP只能由一个实体提供;一个SAP只能为一个实体所使用;(N)实体:(N)S
20、AP:(N+1)实体=1:N:1(3)服务的调用和分类OSI/RM只为特定层协议的运营定义所需的原语和参数,采用过程调用的形式实现服务的内容;互连系统内部层次之间的局部流控所需的原语和参数,以及层次之间互换状态信息的原语和参数都不涉及在OSI服务定义中;服务分为面向连接的服务和无连接的服务;对于面向连接的服务有四种形式的服务原语:请求原语、指示原语、响应原语和确认原语;(N)连接的两端叫做(N)连接端点(Connection End Point,CEP),(N)实体用本地的CEP来标记它建立的各个连接;(4)服务(连接)的建立和释放当某个(N+1)实体规定建立与远方的(N+1)实体的连接时,它
21、必须给本地的(N+1)SAP提供远方(N+1)SAP的地址,(N)连接建立后,(N+1)实体就可以用它自己一端的(N)CEP来引用该连接;(5)多路复用和分流一一相应式:每一个(N)连接建立在一个(N-1)连接之上;多路复用式:几个(N)连接多路访问一个(N-1)连接;分流式:一个(N)连接建立在几个(N-1)连接之上;(6)数据传输实体类型控制数据结合(N)-(N)对等实体(N)协议控制信息(N)用户数据(N)协议数据单元(N)-(N+1)邻层实体(N)接口控制信息(N)接口数据(N)接口数据单元3、OSI/RM七层协议的重要功能应用层应用层直接服务于终端用户,提供分布式解决环境。涉及系统的
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