① 計算機網路設計教程(第二版)習題解答陳明
網路工程需求分析完成後,應形成網路工程需求分析報告書,與用戶交流、修改,並通過用戶方組織的評審。網路工程設計方要根據評審意見,形成可操作和可行性的階段網路工程需求分析報告。有了網路工程需求分析報告,網路系統方案設計階段就會「水到渠成」。網路工程設計階段包括確定網路工程目標與方案設計原則、通信平台規劃與設計、資源平台規劃與設計、網路通信設備選型、網路伺服器與操作系統選型、綜合布線網路選型和網路安全設計等內容。
2.1
網路工程目標和設計原則
1.網路工程目標
一般情況下,對網路工程目標要進行總體規劃,分步實施。在制定網路工程總目標時應確定採用的網路技術、工程標准、網路規模、網路系統功能結構、網路應用目的和范圍。然後,對總體目標進行分解,明確各分期工程的具體目標、網路建設內容、所需工程費用、時間和進度計劃等。
對於網路工程應根據工程的種類和目標大小不同,先對網路工程有一個整體規劃,然後在確定總體目標,並對目標採用分步實施的策略。一般我們可以將工程分為三步。
1)
建設計算機網路環境平台。
2) 擴大計算機網路環境平台。
3)
進行高層次網路建設。
2.網路工程設計原則
網路信息工程建設目標關繫到現在和今後的幾年內用戶方網路信息化水平和網上應用系統的成敗。在工程設計前對主要設計原則進行選擇和平衡,並排定其在方案設計中的優先順序,對網路工程設計和實施將具有指導意義。
1)
實用、好用與夠用性原則
計算機與外設、伺服器和網路通信等設備在技術性能逐步提升的同時,其價格卻在逐年或逐季下降,不可能也沒必要實現所謂「一步到位」。所以,網路方案設計中應採用成熟可靠的技術和設備,充分體現「夠用」、「好用」、「實用」建網原則,切不可用「今天」的錢,買「明、後天」才可用得上的設備。
2)
開放性原則
網路系統應採用開放的標准和技術,資源系統建設要採用國家標准,有些還要遵循國際標准(如:財務管理系統、電子商務系統)。其目的包括兩個方面:第一,有利於網路工程系統的後期擴充;第二,有利於與外部網路互連互通,切不可「閉門造車」形成信息化孤島。
3)
可靠性原則
無論是企業還是事業,也無論網路規模大小,網路系統的可靠性是一個工程的生命線。比如,一個網路系統中的關鍵設備和應用系統,偶爾出現的死鎖,對於政府、教育、企業、稅務、證券、金融、鐵路、民航等行業產生的將是災難性的事故。因此,應確保網路系統很高的平均無故障時間和盡可能低的平均無故障率。
4)
安全性原則
網路的安全主要是指網路系統防病毒、防黑客等破壞系統、數據可用性、一致性、高效性、可信賴性及可靠性等安全問題。為了網路系統安全,在方案設計時,應考慮用戶方在網路安全方面可投入的資金,建議用戶方選用網路防火牆、網路防殺毒系統等網路安全設施;網路信息中心對外的伺服器要與對內的伺服器隔離。
5)
先進性原則
網路系統應採用國際先進、主流、成熟的技術。比如,區域網可採用千兆乙太網和全交換乙太網技術。視網路規模的大小(比如網路中連接機器的台數在250台以上時),選用多層交換技術,支持多層幹道傳輸、生成樹等協議。
6)
易用性原則
網路系統的硬體設備和軟體程序應易於安裝、管理和維護。各種主要網路設備,比如核心交換機、匯聚交換機、接入交換機、伺服器、大功率長延時UPS等設備均要支持流行的網管系統,以方便用戶管理、配置網路系統。
7)
可擴展性原則
網路總體設計不僅要考慮到近期目標,也要為網路的進一步發展留有擴展的餘地,因此要選用主流產品和技術。若有可能,最好選用同一品牌的產品,或兼容性好的產品。在一個系統中切不可選用技術和性能不兼容的產品。比如,對於多層交換網路,若要選用兩種品牌交換機,一定要注意他們的VLAN幹道傳輸、生成樹等協議是否兼容,是否可「無縫」連接。這些問題解決了,可擴展性自然是「水到渠成」。
2.2
網路通信平台設計
1.網路拓撲結構
網路的拓撲結構主要是指園區網路的物理拓撲結構,因為如今的區域網技術首選的是交換乙太網技術。採用乙太網交換機,從物理連接看拓撲結構可以是星型、擴展星型或樹型等結構,從邏輯連接看拓撲結構只能是匯流排結構。對於大中型網路考慮鏈路傳輸的可靠性,可採用冗餘結構。確立網路的物理拓撲結構是整個網路方案規劃的基礎,物理拓撲結構的選擇往往和地理環境分布、傳輸介質與距離、網路傳輸可靠性等因素緊密相關。選擇拓撲結構時,應該考慮的主要因素有以下幾點。
1)
地理環境:不同的地理環境需要設計不同的物理網路拓撲,不同的網路物理拓撲設計施工安裝工程的費用也不同。一般情況下,網路物理拓撲最好選用星型結構,以便於網路通信設備的管理和維護。
2)
傳輸介質與距離:在設計網路時,考慮到傳輸介質、距離的遠近和可用於網路通信平台的經費投入,網路拓撲結構必須具有在傳輸介質、通信距離、可投入經費等三者之間權衡。建築樓之間互連應採用多模或單模光纜。如果兩建築樓間距小於90m,也可以用超五類屏蔽雙絞線,但要考慮屏蔽雙絞線兩端接地問題。
3)
可靠性:網路設備損壞、光纜被挖斷、連接器松動等這類故障是有可能發生的,網路拓撲結構設計應避免因個別結點損壞而影響整個網路的正常運行。若經費允許,網路拓撲結構的核心層和匯聚層,最好採用全冗餘連接,如圖6-1所示。
網路拓撲結構的規劃設計與網路規模息息相關。一個規模較小的星型區域網沒有匯聚層、接入層之分。規模較大的網路通常為多星型分層拓撲結構,如圖6-1所示。主幹網路稱為核心層,用以連接伺服器、建築群到網路中心,或在一個較大型建築物內連接多個交換機配線間到網路中心設備間。連接信息點的「毛細血管」線路及網路設備稱為接入層,根據需要在中間設置匯聚層。
圖6-1
網路全冗餘連接星型拓撲結構圖
分層設計有助於分配和規劃帶寬,有利於信息流量的局部化,也就是說全局網路對某個部門的信息訪問的需求根少(比如:財務部門的信息,只能在本部門內授權訪問),這種情況下部門業務伺服器即可放在匯聚層。這樣局部的信息流量傳輸不會波及到全網。
2.主幹網路(核心層)設計
主幹網技術的選擇,要根據以上需求分析中用戶方網路規模大小、網上傳輸信息的種類和用戶方可投入的資金等因素來考慮。一般而言,主幹網用來連接建築群和伺服器群,可能會容納網路上50%~80%的信息流,是網路大動脈。連接建築群的主幹網一般以光纜做傳輸介質,典型的主幹網技術主要有100Mbps-FX乙太網、l
000Mbps乙太網、ATM等。從易用性、先進性和可擴展性的角度考慮,採用百兆、千兆乙太網是目前區域網構建的流行做法。
3.匯聚層和接入層設計
匯聚層的存在與否,取決於網路規模的大小。當建築樓內信息點較多(比如大於22個點)超出一台交換機的埠密度,而不得不增加交換機擴充埠時,就需要有匯聚交換機。交換機間如果採用級連方式,則將一組固定埠交換機上聯到一台背板帶寬和性能較好的匯聚交換機上,再由匯聚交換機上聯到主幹網的核心交換機。如果採用多台交換機堆疊方式擴充埠密度,其中一台交換機上聯,則網路中就只有接入層。
接入層即直接信息點,通過此信息點將網路資源設備(PC:等)接入網路。匯聚層採用級連還是堆疊,要看網路信息點的分布情況。如果信息點分布均在距交換機為中心的50m半徑內,且信息點數已超過一台或兩台交換機的容量,則應採用交換機堆疊結構。堆疊能夠有充足的帶寬保證,適宜匯聚(樓宇內)信息點密集的情況。交換機級連則適用於樓宇內信息點分散,其配線間不能覆蓋全樓的信息點,增加匯聚層的同時也會使工程成本提高。
匯聚層、接入層一般採用l00Base-Tx快速變換式乙太網,採用10/100Mbps自適應交換到桌面,傳輸介質是超五類或五類雙絞線。Cisco
Catalyst
3500/4000系列交換機就是專門針對中等密度匯聚層而設計的。接入層交換機可選擇的產品根多,但要根據應用需求,可選擇支持l~2個光埠模塊,支持堆疊的接入層變換機。
4.廣域網連接與遠程訪問設計
由於布線系統費用和實現上的限制,對於零散的遠程用戶接入,利用PSTN電話網路進行遠程撥號訪問幾乎是惟一經濟、方便的選擇。遠程撥號訪問需要設計遠程訪問伺服器和Modem設備,並申請一組中繼線。由於撥號訪問是整個網路中惟一的窄帶設備,這一部分在未來的網路中可能會逐步減少使用。遠程訪問伺服器(RAS)和Modem組的埠數目一一對應,一般按一個埠支持20個用戶計算來配置。
廣域網連接是指園區網路對外的連接通道.一般採用路由器連接外部網路。根據網路規模的大小、網路用戶的數量,來選擇對外連接通道的帶寬。如果網路用戶沒有www、E-mail等具有internet功能的伺服器,用戶可以採用ISDN或ADSL等技術連接外網。如果用戶有WWW、E-mail等具有internet功能的伺服器,用戶可採用DDN(或E1)專線連接、ATM交換及永久虛電路連接外網。其連接帶寬可根據內外信息流的大小選擇,比如上網並發用戶數在150~250之問,可以租用2Mbps線路,通過同步口連接Internet。如果用戶與網路接入運營商在同一個城市,也可以採用光纖10Mbps/100Mbps的速率連接Internet。外部線路租用費用一般與帶寬成正比,速度越快費用越高。網路工程設計方和用戶方必須清楚的一點就是,能給用戶方提供多大的連接外網的帶寬受兩個因素的制約,一是用戶方租用外連線路的速率,二是用戶方共享運營商連接Internet的速率。
5.無線網路設計
無線網路的出現就是為了解決有線網路無法克服的困難。無線網路首先適用於很難布線的地方(比如受保護的建築物、機場等)或者經常需要變動布線結構的地方(如展覽館等)。學校也是一個很重要的應用領域,一個無線網路系統可以使教師、學生在校園內的任何地方接入網路。另外,因為無線網路支持十幾公里的區域,因此對於城市范圍的網路接入也能適用,可以設想一個採用無線網路的ISP可以為一個城市的任何角落提供高達10Mbps的互聯網接入。
6.網路通信設備選型
1)
網路通信設備選型原則
2)
核心交換機選型策略
3)
匯聚層/接入層交換機選型策略
4)
遠程接入與訪問設備選型策略
2.3
網路資源平台設計
1.伺服器
2.伺服器子網連接方案
3.網路應用系統
2.4
網路操作系統與伺服器配置
1.網路操作系統選型
目前,網路操作系統產品較多,為網路應用提供了良好的可選擇性。操作系統對網路建設的成敗至天重要,要依據具體的應用選擇操作系統。一般情況下,網路系統集成方在網路工程項目中要完成基礎應用平台以下三層(網路層、數據鏈路層、物理層)的建構。選擇什麼操作系統,也要看網路系統集成方的工程師以及用戶方系統管理員的技術水平和對網路操作系統的使用經驗而定。如果在工程實施中選一些大家都比較生疏的伺服器和操作系統,有可能使工期延長,不可預見性費用加大,可能還要請外援做系統培訓,維護的難度和費用也要增加。
網路操作系統分為兩個大類:即面向IA架構PC伺服器的操作系統族和UNIX操作系統家族。UNIX伺服器品質較高、價格昂貴、裝機量少而且可選擇性也不高,一般根據應用系統平台的實際需求,估計好費用,瞄準某一兩家產品去准備即可。與UNIX伺服器相比,Windows
2000 Advanced Server伺服器品牌和產品型號可謂「鋪天蓋地」,
一般在中小型網路中普遍採用。
同一個網路系統中不需要採用同一種網路操作系統,選擇中可結合Windows 2000 Advanced
Server、Linux和UNIX的特點,在網路中混合使用。通常WWW、OA及管理信息系統伺服器上可採用Windows 2000 Advanced
Server平台,E-mail、DNS、Proxy等Internet應用可使用Linux/UNIX,這樣,既可以享受到Windows 2000 Advanced
Server應用豐富、界面直觀、使用方便的優點,又可以享受到Linux/UNIX穩定、高效的好處。
2.Windows 2000 Server
伺服器配置
首先,應根據需求階段的調研成果,比如網路規模、客戶數量流量、資料庫規模、所使用的應用軟體的特殊要求等,決定Windows 2000
Advanced Server伺服器的檔次、配置。例如,伺服器若是用於部門的文件列印服務,那麼普通單處理器Windows 2000Advanced
Server伺服器就可以應付自如;如果是用於小型資料庫伺服器,那麼伺服器上至少要有256MB的內存:作為小型資料庫伺服器或者E-mail、Internet伺服器,內存要達到512MB,而且要使用ECC內存。對於中小型企業來說,一般的網路要求是有數十個至數百個用戶,使用的資料庫規模不大,此時選擇部門級伺服器。1路至2路CPU、512-1024MB
ECC內存、三個36GB(RAID5)或者五個36GB硬碟(RAID5)可以充分滿足網路需求。如果希望以後擴充的餘地大一些,或者伺服器還要做OA伺服器、MIS伺服器,網路規模比較大,用戶數據量大,那麼最好選擇企業級伺服器,即4路或8路SMP結構,帶有熱插拔RAID磁碟陣列、冗餘風扇和冗餘電源的系統。
其次,選擇Windows
2000 Advanced Server伺服器時,對伺服器上幾個關鍵部分的選取一定要把好關。因為Windows 2000 Advanced
Server雖然是兼容性相對不錯的操作系統,但兼容並不保證100%可用。Windows 2000 Advanced
Server伺服器的內存必須是支持ECC的,如果使用非ECC的內存,SQL資料庫等應用就很難保證穩定、正常地運行。Windows 2000 Advanced
server伺服器的主要部件(如主板、網卡)一定要是通過了微軟Windows 2000 Advanced Server認證的。只有通過了微軟Windows
2000 Advanced Server部件認證的產品才能保證其在Windows 2000 Advanced
Server下的100%可用性。另外,就是伺服器的電源是否可靠,因為伺服器不可能是跑幾天歇一歇的。
第三,在升級已有的windows 2000
Advanced Server伺服器時.則要仔細分析原有網路伺服器的瓶頸所在,此時可簡單利用Windows 2000 Advanced
Server系統中集成的軟體工具,比如Windows 2000 Advanced
Server系統性能監視器等。查看系統的運行狀況,分析系統各部分資源的使用情況。一般來說,可供參考的Windows 2000 Advanced
Server伺服器系統升級順序是擴充伺服器內存容量、升級伺服器處理器、增加系統的處理器數目。之所以這樣是因為,對於Windows 2000 Advanced
Server伺服器上的典型應用(如SQL資料庫、OA伺服器)來說,這些服務佔用的系統主要資源開銷是內存開銷,對處理器的資源開銷要求並小多,通過擴充伺服器內存容量提高系統的可用內存資源,將大大提高伺服器的性能。反過來,由於多處理器系統其本身佔用的系統資源開銷大大高於單處理器的佔用。所以相對來說,增加系統處理器的升級方案,其性價比要比擴充內存容量方案差。因此,要根據網路應用系統實際情況來確定增加伺服器處理器的數目,比如網路應用伺服器要處理大量的並發訪問、復雜的演算法、大量的數學模型等。
3.伺服器群的綜合配置與均衡
我們所謂的PC伺服器、UNIX伺服器、小型機伺服器,其概念主要限於物理伺服器(硬體)范疇。在網路資源存儲、應用系統集成中。通常將伺服器硬體上安裝各類應用系統的伺服器系統冠以相應的應用系統的名字,如資料庫伺服器、Web伺服器、E-mail伺服器等,其概念屬於邏輯伺服器(軟體)范疇。根據網路規模、用戶數量和應用密度的需要,有時一台伺服器硬體專門運行一種服務,有時一台伺服器硬體需安裝兩種以上的服務程序,有時兩台以上的伺服器需安裝和運行同一種服務系統。也就是說,伺服器與其在網路中的職能並不是一一對麻的。網路規模小到只用l至2台伺服器的區域網,大到可達十幾台至數十台的企業網和校園網,如何根據應用需求、費用承受能力、伺服器性能和不同服務程序之間對硬體佔用特點、合理搭配和規劃伺服器配製,最大限度地提高效率和性能的基礎上降低成本,是系統集成方要考慮的問題。
有關伺服器應用配置與均衡的建議如下。
1)
中小型網路伺服器應用配置
2)
中型網路伺服器應用配置
3)
大中型網路或ISP/ICP的伺服器群配置
2.5
網路安全設計
網路安全體系設計的重點在於根據安全設計的基本原則,制定出網路各層次的安全策略和措施,然後確定出選用什麼樣的網路安全系統產品。
1.網路安全設計原則
盡管沒有絕對安全的網路,但是,如果在網路方案設計之初就遵從一些安全原則,那麼網路系統的安全就會有保障。設計時如不全面考慮,消極地將安全和保密措施寄託在網管階段,這種事後「打補丁」的思路是相當危險的。從工程技術角度出發,在設計網路方案時,應該遵守以下原則。
1)
網路安全前期防範
強調對信息系統全面地進行安全保護。大家都知道「木桶的最大容積取決於最短的一塊木板」,此道理對網路安全來說也是有效的。網路信息系統是一個復雜的計算機系統,它本身在物理上、操作上和管理上的種種漏洞構成了系統的安全脆弱性,尤其是多用戶網路系統自身的復雜性、資源共享性,使單純的技術保護防不勝防。攻擊者使用的是「最易滲透性」,自然在系統中最薄弱的地方進行攻擊。因此,充分、全面、完整地對系統的安全漏洞和安全威脅進行分析、評估和檢測(包括模擬攻擊),是設計網路安全系統的必要前提條件。
2)
網路安全在線保護
強調安全防護、監測和應急恢復。要求在網路發生被攻擊、破壞的情況下,必須盡可能快地恢復網路信息系統的服務。減少損失。所以,網路安全系統應該包括3種機制:安全防護機制、安全監測機制、安全恢復機制。安全防護機制是根據具體系統存在的各種安全漏洞和安全威脅採取的相應防護措施,避免非法攻擊的進行:安全監測機制是監測系統的運行,及時發現和制止對系統進行的各種攻擊;安全恢復機制是在安全防護機制失效的情況下,進行應急處理和及時地恢復信息,減少攻擊的破壞程度。
3)
網路安全有效性與實用性
網路安全應以不能影響系統的正常運行和合法用戶方的操作活動為前提。網路中的信息安全和信息應用是一對矛盾。一方面,為健全和彌補系統缺陷的漏洞,會採取多種技術手段和管理措施:另一方面,勢必給系統的運行和用戶方的使用造成負擔和麻煩,「越安全就意味著使用越不方便」。尤其在網路環境下,實時性要求很高的業務不能容忍安全連接和安全處理造成的時延。網路安全採用分布式監控、集中式管理。
4)
網路安全等級劃分與管理
良好的網路安全系統必然是分為不同級別的,包括對信息保密程度分級(絕密、機密、秘密、普密),對用戶操作許可權分級(面向個人及面向群組),對網路安全程度分級(安全子網和安全區域),對系統結構層分級(應用層、網路層、鏈路層等)的安全策略。針對不同級別的安全對象,提供全面的、可選的安全演算法和安全體制,以滿足網路中不同層次的各種實際需求。
網路總體設計時要考慮安全系統的設計。避免因考慮不周,出了問題之後「拆東牆補西牆」的做法。避免造成經濟上的巨大損失,避免對國家、集體和個人造成無法挽回的損失。由於安全與保密問題是一個相當復雜的問題。因此必須注重網路安全管理。要安全策略到設備、安全責任到人、安全機制貫穿整個網路系統,這樣才能保證網路的安全性。
5)
網路安全經濟實用
網路系統的設計是受經費限制的。因此在考慮安全問題解決方案時必須考慮性能價格的平衡,而且不同的網路系統所要求的安全側重點各不相同。一般園區網路要具有身份認證、網路行為審計、網路容錯、防黑客、防病毒等功能。網路安全產品實用、好用、夠用即可。
2.網路信息安全設計與實施步驟
第一步、確定面臨的各種攻擊和風險。
第二步、確定安全策略。
安全策略是網路安全系統設計的目標和原則,是對應用系統完整的安全解決方案。安全策略的制定要綜合以下幾方面的情況。
(1)
系統整體安全性,由應用環境和用戶方需求決定,包括各個安全機制的子系統的安全目標和性能指標。
(2)
對原系統的運行造成的負荷和影響(如網路通信時延、數據擴展等)。
(3) 便於網路管理人員進行控制、管理和配置。
(4)
可擴展的編程介面,便於更新和升級。
(5) 用戶方界面的友好性和使用方便性。
(6)
投資總額和工程時間等。
第三步、建立安全模型。
模型的建立可以使復雜的問題簡化,更好地解決和安全策略有關的問題。安全模型包括網路安全系統的各個子系統。網路安全系統的設計和實現可以分為安全體制、網路安全連接和網路安全傳輸三部分。
(1)
安全體制:包括安全演算法庫、安全信息庫和用戶方介面界面。
(2) 網路安全連接:包括安全協議和網路通信介面模塊。
(3)
網路安全傳輸:包括網路安全管理系統、網路安全支撐系統和網路安全傳輸系統。
第四步、選擇並實現安全服務。
(1)
物理層的安爭:物理層信息安全主要防止物理通路的損壞、物理通路的竊聽和對物理通路的攻擊(干擾等)。
(2)
鏈路層的安全:鏈路層的網路安全需要保證通過網路鏈路傳送的數據不被竊聽。主要採用劃分VLAN(區域網)、加密通信(遠程網)等手段。
(3)網路層的安全:網路層的安全需要保證網路只給授權的客戶使用授權的服務,保證網路傳輸正確,避免被攔截或監聽。
(4)
操作系統的安全:操作系統安全要求保證客戶資料、操作系統訪問控制的安令,同時能夠對該操作系統上的應用進行審計。
(5)
應用平台的安全:應用平台指建立在網路系統之上的應用軟體服務,如資料庫伺服器,電子郵件伺服器,Web伺服器等。由於應用平台的系統非常復雜,通常採用多種技術(如SSL等)來增強應用平台的安全性。
(6)
應用系統的安全:應用系統是為用戶提供服務,應用系統的安全與系統設計和實現關系密切。應用系統使用應用平台提供的安全服務來保證基本安全,如通信內容安全、通信雙方的認證和審計等手段。
第五步、安全產品的選型
網路安全產品主要包括防火牆、用戶身份認證、網路防病系統統等。安全產品的選型工作要嚴格按照企業(學校)信息與網路系統安全產品的功能規范要求,利用綜合的技術手段,對產品功能、性能與可用性等方面進行測試,為企業、學校選出符合功能要求的安全產品。
一個完整的設計方案,應包括以下基本內容:
1.設計總說明
對系統工程起動的背景進行簡要的說明:主要包括:
(1)
技術的普及與應用
(2)
業主發展的需要(對需求分析書進行概括)
2.設計總則
在這一部分闡述整個系統設計的總體原則。主要包括:
(1)
系統設計思想
(2) 總體目標
(3)
所遵循的標准
3.技術方案設計
對所採用的技術進行詳細說明,給出全面的技術方案。主要包括:
(1) 整體設計概要
(2)
設計思想與設計原則
(3) 綜合布線系統設計
(4) 網路系統設計
(5) 網路應用系統平台設計
(6)
伺服器系統安全策略
4.預算
對整個系統項目進行預算。主要內容包括:列出整個系統的設備、材料用量表及費用;成本分析;以綜合單價法給出整個系統的預算表。
5.項目實施管理
對整個項目的實施進行管理控制的方法。主要包括:
(1)
項目實施組織構架及管理
(2) 獎懲體系
(3) 施工方案
(4) 技術措施方案
(5) 項目進度計劃
② 誰有《計算機網路——自頂向下方法與Internet特色》中文版的電子版啊
計算機網路—自頂向下方法與Internet特色 中文版 第三版》點評
解放軍理工大學 陳鳴(博導)
當我在1986年第一次研讀Andrew S. Tanenbaum教授著的《計算機網路》時,計算機網路在我國尚未出現.1988年,我國引進國外設備構建了第一個全國性的X.25數據網路,使我第一次對網路和協議有了直觀深入的認識.由於應用不多,雖然該網的國家主幹速率僅有4.8kb/s,但網路仍然很空閑;在隨後的幾年中,個人計算機的性價比大幅度提高,採用NetWare網路操作系統的10Mb/s乙太網迅速升溫並普及,證券,金融等部門和國家大型企業率先推行計算機化,從而引發了學習,建設計算機網路的熱潮,高校普遍感到有開設《計算機網路》課程的必要性了,盡管那時網際網路好像離我國還非常遙遠.現在,網際網路已經進入千家萬戶,計算機網路這門課程逐步走向研究生的課堂,走向計算機和通信大學生的課堂,直至走向許多專業大學生的課堂.國內外網路教材的數量不斷增加,但質量良莠不齊;講解著名的ISO OSI的七層體系結構逐步被講解網際網路體系結構所替代;網路新技術不斷出現,知識點不斷增多,網路書不斷加厚,隨之而來出現了教學重點被沖淡的問題……無論如何,計算機網路是計算機和通信兩個領域的交叉學科,內容極為復雜,涉及以錯綜復雜的方式彼此交織的許多概念,協議和技術,計算機網路原理是一門公認的較難教授和學好的課程.因此,很多教授和學者都致力於改進計算機網路的教材和教學法.
20年多來,我一直在計算機網路領域從事研究和教學工作,幾乎每年都擔任計算機網路課程的教學任務,包括了從短訓班學員,本科生到碩士研究生,博士研究生的各個教學層次.為此,我非常關心國內外計算機網路教材的最新發展,每當看到有價值的網路書,我都會毫不猶豫地買下閱讀,每每都會有很大收獲和體會.如果你一定要我用一句話來評論給我留下深刻印象的網路教科書的話,我會說(這可能會導致片面):知識全面,學術嚴謹是Andrew S. Tanenbaum教授的的風格(代表作《計算機網路》,第四版原版由機械工業出版社引進);Douglas E. Comer教授對TCP/IP聯網基本思想和實現技術有深刻的詮釋;Larry L. Peterson教授 (代表作《計算機網路:系統方法 第三版》中文版,影印版皆由機械工業出版社2005年出版)則強調網路整體的系統性和普遍原則,有大家風范;謝希仁教授撰寫的網路教科書注重網路知識點之間的聯系,並與中文讀者有天然溝通;James F. Kurose和Keith W. Rose教授撰寫的網路教科書(代表作計算機網路—自頂向下方法與Internet特色第三版即本書)最大亮點的則在於精心選擇教學內容和獨具匠心的教學法,是高質量的入門級經典之作.正如許多專家所指出的那樣,該書不僅用作大學本科生和短訓班的教材極為適合,而且對網路專業人員也是有價值的參考資料.
網路領域的革命性變化必然要導致網路教科書的變化:首先,網際網路已經接掌了計算機網路,因此,今天有關計算機網路的問題都必然與網際網路聯系起來.第二,網路中的"高增長領域"目前是網路服務和應用程序,因此必須強調網路應用程序開發.Kurose和Ross博士長期參與並見證了這種變化,在教學實踐中以獨創的自頂向下教學法解決現有網路教科書中存在的問題.自從該書的第1版於2001年問世以來,已經被數以百計的大學和學院採用,被譯為10多種語言提供給世界上數以萬計的學生和專業人士使用.在國內,已有許多著名高校選其為計算機,通信等專業的本科生和研究生教材.例如,解放軍理工大學計算機與網路工程專業本科生自2002年起陸續使用該書第一版,第二版教材,2005年使用該書第三版前5章內容作為本科"計算機網路原理"課程的教材,而後4章內容及前5章要點則作為碩士研究生"計算機網路"課程的基本教材,配合相關實驗均取得了良好的教學效果.
James F. Kurose和Keith W. Rose教授的《計算機網路—自頂向下方法與Internet特色》一書的顯著特點是:
1. 獨創的"自頂向下"教學法.由於計算機網路的復雜性,長期以來按分層體系結構自下而上講授網路課程內容似乎已成一種定式.該書特別強調應用層,及早激發學生們的學習熱情,及早強調DIY(Do-It-Youself) 開發網路應用程序.
2. 以網際網路為研究對象.由於網際網路的成功,網際網路已經成為計算機網路的代名詞.該書以網際網路體系結構的5層模型來組織材料,為學生們的學習熱情提供原動力.
3. 著眼原理.計算機網路領域的許多基礎性的重要問題已經研究得較為清楚,重點研究這些原則,將使學生獲得長"保質期"的知識,在飛速發展的網路研究開發中保持判斷力和啟發創造力.
4. 注重教學法.為幫助學生們理解關鍵的技術概念和激發學習積極性,本書包括了許多類比,幽默和實際的例子,引人入勝的歷史事件和實踐原則,對網路領域聲名卓著的創新家們的專訪,以及網站上翔實的教學資料和實驗內容等.
5. 及時更新教學內容.從2001年第一版到2003年的第二版,至2004年的第三版,本書及時引入重要的最新知識和放棄了許多過時的內容.本書第三版反映了網路領域的最新進展,如增加了包括無線網路和移動網路一章,擴充了對等網路,BGP,MPLS,網路安全,廣播選路和網際網路編址及轉發方面的新材料,並修訂了習題.
6. 強調實驗教學.新版教材增加了一套實用的Ethereal實驗,講解學生們如何親眼觀察網路協議的運行過程和產生的結果的方法;對多個難以理解的網路問題給出了原理性示教;給出編制網路應用程序的具體建議和部分源程序,鼓勵大家用多實踐的觀點來解決網路教學要求理論聯系實踐的問題.
在本書的教學中,由於學時有限和專業詞彙的艱澀,學生們普遍感到使用原版教材經過老師講解,雖然能夠理解課程內容但卻難以在短期內記住其中的內容,從而導致學習效果不佳.該書的中譯本能夠為緩解在有限時間內有效地學習計算機網路知識(而不是英文本身)的矛盾能起到重要作用.
在該書第三版的翻譯中,譯者改正了書中存在的多處錯誤與排版錯誤並得到了原書作者的認可;譯者和編輯們經常就某些網路術語的中文標准譯法或更准確的譯法展開討論,力圖使該教科書的網路專業詞彙更加規范.機械工業出版社還就與該書配套的實驗問題與專家們進行了深入的探討,在該書的教學資料,實驗設計等方面有一系列考慮,這將有助於我國高校教師教好這門課程,也有助於學子們學好這門重要的課,為進一步深入學習計算機網路其他知識打下堅實的基礎.
特色以及評論:
「本書是書中珍品——Kurose和Ross採用一種新穎的自頂向下方法,使得復雜的網路問題變得井井有條!無論是對學生還是對專業人士該書的價值將是無法估量的。
——leonardKleinrock,加利福尼亞大學洛杉磯分校
「我認為Kurose和Ross與學生們溝通得很好,同時將重點放在基本概念和原則上,而基本概念和原則從長遠來看才是真正要緊的。」
——ShivkumarKalyanaraman,Rensselaer理工學院
「對於希望理解網際網路實際運行原理的網路專業人士而言,這本書是一個無價的資源。作者採用自頂向下的方法解釋了當今通信服務的底層技術,既引人入勝,又易於理解。這是一本必備書
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⑤ 計算機網路設計通常採用什麼的模塊化設計方法
結構化。
由於計算機網路是一個非常復雜的系統,為了簡化其設計,通常採用結構化的設計方法。計算機網路體系結構是指整個網路系統邏輯結構和功能分配。
計算機網路系統是一個十分復雜的系統。將一個復雜系統分解成若干個容易處理的系統,然後分而治之,這種結構化設計方法是工程設計中最常見的手段。分層就是系統分解的最好方法之一。
⑥ 計算機網路系統研究和應用的開題報告
你論文選題定好了嗎?開題報告選題老師同意了?開題報告格式要求准備好了沒
還有什麼不懂的地方可以問我,希望能夠幫到你?
提供一個開題報告寫作心得,僅供參考,希望對你開題報告寫作能有幫助。
論文開題報告主要是給指導委員會闡明你的論文將要寫什麼以及為什麼要寫和如何寫的問題。這里有幾個方面:
第一,你要寫什麼
這個重點要進行已有文獻綜述,把有關的題目方面的已經有的國內外研究認真介紹一下(先客觀介紹情況,要如實陳述別人的觀點),然後進行評述(後主觀議論,加以評估,說已有研究有什麼不足),說現在有了這些研究,但還有很多問題值得研究。其中要包括你選題將要探討的問題。由於目前研究不足,所以你要研究。所以,你的論文要寫什麼是根據文獻綜述得出來的,而不是你想寫什麼就寫什麼。如果不做綜述,很可能你的選題早被別人做得很深了。
第二,為什麼要寫這個
這個主要是說明你這個選題的意義。可以說在理論上,你發現別人有什麼不足和研究空白,所以你去做,就有理論價值了。那麼你要說清楚你從文獻綜述中選出來的這個題目在整個相關研究領域占什麼地位。這就是理論價值。
然後你還可以從實際價值去談。就是這個題目可能對現實有什麼意義,可能在實際中派什麼用場等等。
第三,如何寫
在開題報告里你還應當說清楚你選了這個題目之後如何去解決這個問題。就是有了問題,你准備怎麼去找答案。要說一下你大致的思路,同時,重點闡述你要用什麼方法去研究。如文獻分析法、訪談法、問卷法、定量研究、實驗研究、理論分析、模型檢驗等等。
在上述三個方面中間,文獻綜述是重點。沒有文獻綜述,你就無法找到自己的題目,也不知道這個題目別人已經做得怎麼樣了,所以你要認真進行綜述。當然,綜述的目的還是引出你自己的話題,所以不能忘記評述喲。
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論文開題報告的基本結構大致可以包括這樣幾個部分:
1、前言
簡單介紹本研究的研究背景、本研究的問題的意義以及一些核心概念界定。
2、文獻綜述
應該是報告的重點。要將跟你的研究問題相關的研究現狀都給予綜述。一般可以採用由寬到窄的綜述方法。就是逐漸FOCUS DOWN到你的問題上去。基本的格式是:主要觀點綜述歸納起來予以介紹之後加以評述,說明有那些研究上的不足和空白點。有了這些不足和空白點就可以提出你的問題了。你的研究就是要解決這其中的某個空白點和不足的。所以,文獻綜述的最後應當是你的研究問題。
3、基本理論框架和研究方法
你通過文獻綜述提出了問題之後,你要設計如何解決這些問題。大概的思路是什麼?如何解題?如何去尋找這個問題的答案?為什麼要這樣的方法去找答案?
4、大致的提綱構想
最後,可以在你的報告里簡單提出一個論文提綱來就可以了。如果這個提綱你沒有辦法做,你可以介紹一下你已經有的研究准備和前期研究成果,以及今後的大致時間安排。
這樣,你通過以上四個方面就基本可以給別人說清楚你的學位論文要做什麼事情了。
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另外,在做文獻綜述的最常犯的錯誤有:
1)不能做到NARROW DOWN。文獻綜述要從大處著手,但最後要FOCUS到你的研究問題上去。所以是一個NARROW DOWN的過程。而常見的不正確的文獻綜述方法就是把有關領域泛泛地進行綜述。
2)只有列舉沒有綜述。文獻綜述要對相關研究進行整合,不能老是列舉張XX發現XX,李XX認為XX,王XX主張XX。要根據所搜集到的研究文獻,做出相應的歸納。
3)過多主觀評論。文獻綜述是客觀介紹跟你的研究問題相關的研究現狀,所以應該客觀地展示。主觀評論可以專門放在「已有研究的不足」里進行表述。
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祝你開題成功喲!
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《《計算機網路》釋疑與習題解答》 作者:謝希仁編著 頁數:288 出版日期:2011.05
叢書名:普通高等教育國家級規劃教材輔導書
簡介:本書是《計算機網路》第5版的配套參考書。全書共10章,每一章都與《計算機網路》第5版的內容相對應。每一章都有全部的習題和補充習題的詳細解答,以及常見問題和解答。可以幫助讀者掌握和鞏固所學知識,並加深對...
⑧ 計算機網路技術
第一章 計算機網路概述
1.1 計算機網路的定義和發展歷史
1.1.1 計算機網路的定義
計算機網路是現代通信技術與計算機技術相結合的產物,是在地理上分散的通過通信線路連接起來的計算機集合,這些計算機遵守共同的協議,依據協議的規定進行相互通信,實現網路各種資源的共享。
網路資源:所謂的網路資源包括硬體資源(如大容量磁碟、列印機等)、軟體資源(如工具軟體、應用軟體等)和數據資源(如資料庫文件和資料庫等)。
計算機網路也可以簡單地定義為一個互連的、自主的計算機集合。所謂互連是指相互連接在一起,所謂自主是指網路中的每台計算機都是相對獨立的,可以獨立工作。
1.1.2 計算機網路的發展歷史
課後小結:
1. 計算機網路的定義.
2. 網路資源的分類.
課後作業:預習P2-P8.
第二講
教學類型:理論課
教學課題:1.2~1.3
教學目標:1.了解計算機網路的功能和應用;2. 了解計算機網路的系統組成
教學重點、難點:計算機網路的功能和應用;網路的系統組成
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
1.2 計算機網路的功能和應用
1. 計算機網路的功能
(1)實現計算機系統的資源共享
(2)實現數據信息的快速傳遞
(3)提高可靠性
(4)提供負載均衡與分布式處理能力
(5)集中管理
(6)綜合信息服務
2.計算機網路的應用
計算機網路由於其強大的功能,已成為現代信息業的重要支柱,被廣泛地應用於現代生活的各個領域,主要有:
(1)辦公自動化
(2)管理信息系統
(3)過程式控制制
(4)互聯網應用(如電子郵件、信息發布、電子商務、遠程音頻與視頻應用)
1.3計算機網路的系統組成
1.3.1 網路節點和通信鏈路
從拓撲結構看,計算機網路就是由若干網路節點和連接這些網路節點的通信鏈路構成的。計算機網路中的節點又稱網路單元,一般可分為三類:訪問節點、轉接節點和混合節點。
通信鏈路是指兩個網路節點之間承載信息和數據的線路。鏈路可用各種傳輸介質實現,如雙絞線、同軸電纜、光纜、衛星、微波等。
通信鏈路又分為物理鏈路和邏輯鏈路。
1.3.2 資源子網和通信子網
從邏輯功能上可把計算機網路分為兩個子網:用戶資源子網和通信子網。
資源子網包括各種計算機和相關的硬體、軟體;
通信子網是連接這些計算機資源並提供通信服務的連接線路。正是在通信子網的支持下,用戶才能利用網路上的各種資源,進行相互間的通信,實現計算機網路的功能。
通信子網有兩種類型:
(1)公用型(如公用計算機互聯網CHINANET)
(2)專用型(如各類銀行網、證券網等)
1.3.3 網路硬體系統和網路軟體系統
計算機網路系統是由計算機網路硬體系統和網路軟體系統組成的。
網路硬體系統是指構成計算機網路的硬設備,包括各種計算機系統、終端及通信設備。
常見的網路硬體有:
(1)主機系統; (2)終端; (3)傳輸介質; (4)網卡;(5)集線器; (6)交換機; (7)路由器
網路軟體主要包括網路通信協議、網路操作系統和各類網路應用系統。
(1)伺服器操作系統
常見的有:Novell公司的NetWare、微軟公司的 Windows NT Server及 Unix系列。
(2)工作站操作系統
常見的有: Windows 95、Windows 98及Windows 2000等。
(3)網路通信協議
(4)設備驅動程序
(5)網路管理系統軟體
(6)網路安全軟體
(7)網路應用軟體
課後小結:
1. 計算機網路的功能和應用
2. 網路的系統組成
課後作業:預習P8-P10
第三講
教學類型:理論課
教學課題:1.4計算機網路的分類
教學目標:1.掌握計算機網路的分類;2. 了解計算機網路的定義和發展;3. 了解計算機網路的功能和應用;4. 了解計算機網路的系統組成
教學重點、難點:掌握計算機網路的分類
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
1.4 計算機網路的分類
1.4.1 按計算機網路覆蓋范圍分類
由於網路覆蓋范圍和計算機之間互連距離不同,所採用的網路結構和傳輸技術也不同,因而形成不同的計算機網路。
一般可以分為區域網(LAN)、城域網(MAN)、廣域網(WAN)三類。
1.4.2按計算機網路拓撲結構分類
網路拓撲是指連接的形狀,或者是網路在物理上的連通性。如果不考慮網路的的地理位置,而把連接在網路上的設備看作是一個節點,把連接計算機之間的通信線路看作一條鏈路,這樣就可以抽象出網路的拓撲結構。
按計算機網路的拓撲結構可將網路分為:星型網、環型網、匯流排型網、樹型網、網型網。
1.4.3 按網路的所有權劃分
1.公用網
由電信部門組建,由政府和電信部門管理和控制的網路。
2.專用網
也稱私用網,一般為某一單位或某一系統組建,該網一般不允許系統外的用戶使用。
1.4.4 按照網路中計算機所處的地位劃分
(1)對等區域網
(2)基於伺服器的網路(也稱為客戶機/伺服器網路)。
課後小結:
1. 計算機網路的定義;2. 計算機網路的功能和應用;3. 計算機網路的分類
課後作業:(P10)1 、4、5、6
第四講
教學類型:理論課
教學課題:1.1計算機網路的定義和發展
教學目標:1. 了解數據通信的基本概念;2. 了解數據傳輸方式
教學重點、難點:數據傳輸方式
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入:由現在的網路通訊中的一些普通關鍵詞引入新課
講授新課:(多媒體幻燈片演示或板書)
第二章 數據通信基礎
2.1 數據通信的基本概念
2.1.1 信息和數據
1.信息
信息是對客觀事物的反映,可以是對物質的形態、大小、結構、性能等全部或部分特性的描述,也可表示物質與外部的聯系。信息有各種存在形式。
2.數據
信息可以用數字的形式來表示,數字化的信息稱為數據。數據可以分成兩類:模擬數據和數字數據。
2.1.2 信道和信道容量
1.信道
信道是傳送信號的一條通道,可以分為物理信道和邏輯信道。
物理信道是指用來傳送信號或數據的物理通路,由傳輸及其附屬設備組成。
邏輯信道也是指傳輸信息的一條通路,但在信號的收、發節點之間並不一定存在與之對應的物理傳輸介質,而是在物理信道基礎上,由節點設備內部的連接來實現。
2.信道的分類
信道按使用許可權可分為專業信道和共用信道。
信道按傳輸介質可分為有線信道、無線信道和衛星信道。
信道按傳輸信號的種類可分為模擬信道和數字信道。
3.信道容量
信道容量是指信道傳輸信息的最大能力,通常用數據傳輸率來表示。即單位時間內傳送的比特數越大,則信息的傳輸能力也就越大,表示信道容量大。
2.1.3 碼元和碼字
在數字傳輸中,有時把一個數字脈沖稱為一個碼元,是構成信息編碼的最小單位。
計算機網路傳送中的每一位二進制數字稱為「碼元」或「碼位」,例如二進制數字10000001是由7個碼元組成的序列,通常稱為「碼字」。
2.1.4 數據通信系統主要技術指標
1.比特率:比特率是一種數字信號的傳輸速率,它表示單位時間內所傳送的二進制代碼的有效位(bit)數,單位用比特每秒(bps)或千比特每秒(Kbps)表示。
2.波特率:波特率是一種調制速率,也稱波形速率。在數據傳輸過程中,線路上每秒鍾傳送的波形個數就是波特率,其單位為波特(baud)。
3.誤碼率:誤碼率指信息傳輸的錯誤率,也稱誤碼率,是數據通信系統在正常工作情況下,衡量傳輸可靠性的指標。
4.吞吐量:吞吐量是單位時間內整個網路能夠處理的信息總量,單位是位元組/秒或位/秒。在單信道匯流排型網路中,吞吐量=信道容量×傳輸效率。
5.通道的傳播延遲:信號在信道中傳播,從信源端到達信宿端需要一定的時間,這個時間叫做傳播延遲(或時延)。
2.1.5 帶寬與數據傳輸率
1.信道帶寬
信道帶寬是指信道所能傳送的信號頻率寬度,它的值為信道上可傳送信號的最高頻率減去最低頻率之差。
帶寬越大,所能達到的傳輸速率就越大,所以通道的帶寬是衡量傳輸系統的一個重要指標。
2.數據傳輸率
數據傳輸率是指單位時間信道內傳輸的信息量,即比特率,單位為比特/秒。
一般來說,數據傳輸率的高低由傳輸每一位數據所佔時間決定,如果每一位所佔時間越小,則速率越高。
2.2 數據傳輸方式
2.2.1 數據通信系統模型
2.2.2 數據線路的通信方式
根據數據信息在傳輸線上的傳送方向,數據通信方式有:
單工通信
半雙工通信
雙工通信
2.2.3 數據傳輸方式
數據傳輸方式依其數據在傳輸線原樣不變地傳輸還是調制變樣後再傳輸,可分為基帶傳輸、頻帶傳輸和寬頻傳輸等方式。
1.基帶傳輸
2.頻帶傳輸
3.寬頻傳輸
課後小結:
1. 什麼是信息、數據?
2. 什麼是信道?常用的信道分類有幾種?
3. 什麼是比特率?什麼是波特率?
4. 什麼是帶寬、數據傳輸率與信道容量?
課後作業:(P20)二1、2、3、4、5、6
第五講
教學類型:理論課
教學課題:2.2~2.4
教學目標:1.理解數據交換技術;2. 理解差錯檢驗與校正技術
教學重點、難點:數據交換技術、差錯檢驗與校正技術
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容與過程:
導入:由現在的網路通訊中的一些普通關鍵詞引入新課
講授新課:(多媒體幻燈片演示或板書)
2.3 數據交換技術
通常使用四種交換技術:
電路交換
報文交換
分組交換
信元交換。
2.3.1 電路交換
電路交換(也稱線路交換)
在電路交換方式中,通過網路節點(交換設備)在工作站之間建立專用的通信通道,即在兩個工作站之間建立實際的物理連接。一旦通信線路建立,這對端點就獨占該條物理通道,直至通信線路被取消。
電路交換的主要優點是實時性好,由於信道專用,通信速率較高;缺點是線路利用率低,不能連接不同類型的線路組成鏈路,通信的雙方必須同時工作。
電路交換必定是面向連接的,電話系統就是這種方式。
電路交換的三個階段:
電路建立階段
數據傳輸階段
拆除電路階段
2.3.2 報文交換
報文是一個帶有目的端信息和控制信息的數據包。報文交換採取的是「存儲—轉發」(Store-and-Forward)方式,不需要在通信的兩個節點之間建立專用的物理線路。
報文交換的主要缺點是網路的延時較長且變化比較大,因而不宜用於實時通信或互動式的應用場合。
在 20 世紀 40 年代,電報通信也採用了基於存儲轉發原理的報文交換(message switching)。
報文交換的時延較長,從幾分鍾到幾小時不等。現在,報文交換已經很少有人使用了。
2.3.3 分組交換
分組交換也稱包交換,它是報文交換的一種改進,也屬於存儲-轉發交換方式,但它不是以報文為單位,而是以長度受到限制的報文分組(Packet)為單位進行傳輸交換的。分組也叫做信息包,分組交換有時也稱為包交換。
分組在網路中傳輸,還可以分為兩種不同的方式:數據報和虛電路。
分組交換的優點
高效 動態分配傳輸帶寬,對通信鏈路是逐段佔用。
靈活 以分組為傳送單位和查找路由。
迅速 必先建立連接就能向其他主機發送分組;充分使用鏈路的帶寬
可靠 完善的網路協議;自適應的路由選擇協議使網路有很好的生存性
2.3.4 信元交換技術
(ATM,Asynchronous Transfer Mode,非同步傳輸模式)
ATM是一種面向連接的交換技術,它採用小的固定長度的信息交換單元(一個53Byte的信元),話音、視頻和數據都可由信元的信息域傳輸。
它綜合吸取了分組交換高效率和電路交換高速率的優點,針對分組交換速率低的弱點,利用電路交換完全與協議處理幾乎無關的特點,通過高性能的硬體設備來提高處理速度,以實現高速化。
ATM是一種廣域網主幹線的較好選擇。
2.4 差錯檢驗與校正
數據傳輸中出現差錯有多種原因,一般分成內部因素和外部因素。
內部因素有噪音脈沖、脈動噪音、衰減、延遲失真等。
外部因素有電磁干擾、太陽噪音、工業噪音等。
為了確保無差錯地傳輸,必須具有檢錯和糾錯的功能。常用的校驗方式有奇偶校驗和循環冗餘碼校驗。
2.4.1 奇偶校驗
採用奇偶校驗時,若其中兩位同時發生錯誤,則會發生沒有檢測出錯誤的情況。
2.4.2 循環冗餘碼校驗。
這種編碼對隨機差錯和突發差錯均能以較低的冗餘充進行嚴格的檢查。
課後小結:
1. 數據通信的的一些基本知識
2. 三種交換方式的基本工作原理
3. 兩種差錯校驗方法:奇偶校驗和循環冗餘校驗
課後作業:(P20)二7、8、9
第六講
教學類型:復習課
教學課題:第一章與第二章
教學目標:通過復習掌握第一、二章的重點
教學重點、難點:第一、二章的重點
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容:第一、二章的內容
第七講
教學類型:測驗一
第八講
教學類型:理論課
教學課題:第三章 計算機網路技術基礎
教學目標:1. 掌握幾種常見網路拓撲結構的原理及其特點;2. 掌握ISO/OSI網路參考模型及各層的主要功能
教學重點、難點:1. 掌握幾種常見網路拓撲結構的原理及其特點;2. 掌握ISO/OSI網路參考模型及各層的主要功能
教學方法:教師講解、演示、學生認真學習並思考、記憶;教師講授與學生理解協調並重的教學法
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入:提問學生對OSI的七層模型和TCP/IP四層模型的理解。
引導學生總結重要原理並認真加以研究。
教師總結歸納本章重要原理的應用,進入教學課題。
講授新課:(多媒體幻燈片演示或板書)
第三章 計算機網路技術基礎
3.1 計算機網路的拓撲結構
3.1.1 什麼是計算機網路的拓撲結構
網路拓撲是指網路連接的形狀,或者是網路在物理上的連通性。
網路拓撲結構能夠反映各類結構的基本特徵,即不考慮網路節點的具體組成,也不管它們之間通信線路的具體類型,把網路節點畫作「點」,把它們之間的通信線路畫作「線」,這樣畫出的圖形就是網路的拓撲結構圖。
不同的拓撲結構其信道訪問技術、網路性能、設備開銷等各不相同,分別適應於不同場合。它影響著整個網路的設計、功能、可靠性和通信費用等方面,是研究計算機網路的主要環節之一。
計算機網路的拓撲結構主要是指通信子網的拓撲結構,常見的一般分為以下幾種:
1.匯流排型;2.星型;3.環型;4.樹型;5.網狀型
3.1.2 匯流排型拓撲結構
匯流排結構中,各節點通過一個或多個通信線路與公共匯流排連接。匯流排型結構簡單、擴展容易。網路中任何節點的故障都不會造成全網的故障,可靠性較高。
匯流排型結構是從多機系統的匯流排互聯結構演變而來的,又可分為單匯流排結構和多匯流排結構,常用CSMA/CD和令牌匯流排訪問控制方式。
匯流排型結構的缺點:
(1)故障診斷困難;(2)故障隔離困難;(3)中繼器等配置;(4)實時性不強
3.1.3 星型拓撲結構
星型的中心節點是主節點,它接收各分散節點的信息再轉發給相應節點,具有中繼交換和數據處理功能。星型網的結構簡單,建網容易,但可靠性差,中心節點是網路的瓶頸,一旦出現故障則全網癱瘓。
星型拓撲結構的訪問採用集中式控制策略,採用星型拓撲的交換方式有電路交換和報文交換。
星型拓撲結構的優點:
(1)方便服務;(2)每個連接只接一個設備;(3)集中控制和便於故障診斷;(4)簡單的訪問協議
星型拓撲結構的缺點:
(1)電纜長度和安裝;(2)擴展困難;(3)依賴於中央節點
3.1.4 環型拓撲結構
網路中節點計算機連成環型就成為環型網路。環路上,信息單向從一個節點傳送到另一個節點,傳送路徑固定,沒有路徑選擇問題。環型網路實現簡單,適應傳輸信息量不大的場合。任何節點的故障均導致環路不能正常工作,可靠性較差。
環型網路常使用令牌環來決定哪個節點可以訪問通信系統。
環型拓撲結構的優點:
(1)電纜長度短;(2)適用於光纖;(3)網路的實時性好
環型拓撲結構的缺點:
(1)網路擴展配置困難;(2)節點故障引起全網故障;(3)故障診斷困難;(4)拓撲結構影響訪問協議
3.1.5 其他類型拓撲結構
1.樹型拓撲結構
樹型網路是分層結構,適用於分級管理和控制系統。網路中,除葉節點及其聯機外,任一節點或聯機的故障均隻影響其所在支路網路的正常工作。
2.星型環型拓撲結構
3.1.6 拓撲結構的選擇原則
拓撲結構的選擇往往和傳輸介質的選擇和介質訪問控制方法的確定緊密相關。選擇拓撲結構時,應該考慮的主要因素有以下幾點:
(1)服務可靠性; (2)網路可擴充性; (3)組網費用高低(或性能價格比)。
3.2 ISO/OSI網路參考模型
建立分層結構的原因和意義:
建立計算機網路的根本目的是實現數據通信和資源共享,而通信則是實現所有網路功能的基礎和關鍵。對於網路的廣泛實施,國際標准化組織ISO(International Standard Organization),經過多年研究,在1983年提出了開放系統互聯參考模型OSI/RM(Reference Model of Open System Interconnection),這是一個定義連接異種計算機的標准主體結構,給網路設計者提供了一個參考規范。
OSI參考模型的層次
OSI參考模型共有七層,由低到高分別是:物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
1.OSI參考模型的特性
(1)是一種將異構系統互聯的分層結構;
(2)提供了控制互聯系統交互規則的標准骨架;
(3)定義了一種抽象結構,而並非具體實現的描述;
(4)不同系統上的相同層的實體稱為同等層實體;
(5)同等層實體之間的通信由該層的協議管理;
(6)相鄰層間的介面定義了原語操作和低層向上層提供的服務;
(7)所提供的公共服務是面向連接的或無連接的數據服務;
(8)直接的數據傳送僅在最低層實現;
(9)每層完成所定義的功能,修改本層的功能並不影響其它層。
2.有關OSI參考模型的技術術語
在OSI參考模型中,每一層的真正功能是為其上一層提供服務。在對這些功能或服務過程以及協議的描述中,經常使用如下一些技術術語:
(1)數據單元
服務數據單元SDU(Service Data Unit)
協議數據單元PDU(Protocol Data Unit)
介面數據單元IDU(Interface Data Unit)
服務訪問點SAP(Service Access Point)
服務原語(Primitive)
(2)面向連接和無連接的服務
下層能夠向上層提供的服務有兩種基本形式:面向連接和無連接的服務。
面向連接的服務是在數據傳輸之前先建立連接,主要過程是:建立連接、進行數據傳送,拆除鏈路。面向連接的服務,又稱為虛電路服務。
無連接服務沒有建立和拆除鏈路的過程,一般也不採用可靠方式傳送。不可靠(無確認)的無連接服務又稱為數據報服務。
3.2.1 物理層
物理層是OSI模型的最低層,其任務是實現物理上互連系統間的信息傳輸。
1.物理層必須具備以下功能
(1)物理連接的建立、維持與釋放;2)物理層服務數據單元傳輸;(3)物理層管理。
2.媒體和互聯設備
物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等;
通信用的互聯設備如各種插頭、插座等;區域網中的各種粗、細同軸電纜,T型接/插頭,接收器,發送器,中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。
3.2.2 數據鏈路層
數據鏈路可以粗略地理解為數據信道。數據鏈路層的任務是以物理層為基礎,為網路層提供透明的、正確的和有效的傳輸線路,通過數據鏈路協議,實施對二進制數據正確、可靠的傳輸。
數據鏈路的建立、拆除、對數據的檢錯、糾錯是數據鏈路層的基本任務。
1.鏈路層的主要功能
(1)鏈路管理;(2)幀的裝配與分解;(3)幀的同步;(4)流量控制與順序控制;(5)差錯控制;(6)使接收端能區分數據和控制信息;(7)透明傳輸;(8)定址
2.數據鏈路層的主要協議
(1)ISO1745-1975;(2)ISO3309-1984;(3)ISO7776
3.鏈路層產品
獨立的鏈路產品中最常見的是網卡,網橋也是鏈路產品。
數據鏈路層將本質上不可靠的傳輸媒介變成可靠的傳輸通路提供給網路層。在IEEE802.3情況下,數據鏈路層分成兩個子層:一個是邏輯鏈路控制,另一個是媒體訪問控制。
3.2.3 網路層
網路層是通信子網與資源子網之間的介面,也是高、低層協議之間的介面層。網路層的主要功能是路由選擇、流量控制、傳輸確認、中斷、差錯及故障的恢復等。當本地端與目的端不處於同一網路中,網路層將處理這些差異。
1.網路層的主要功能
(1)建立和拆除網路連接;
(2)分段和組塊;
(3)有序傳輸和流量控制;
(4)網路連接多路復用;
(5)路由選擇和中繼;
(6)差錯的檢測和恢復;
(7)服務選擇
2.網路層提供的服務
OSI/RM中規定,網路層中提供無連接和面向連接兩種類型的服務,也稱為數據報服務和虛電路服務。
3.路由選擇
3.2.4 傳輸層
傳輸層是資源子網與通信子網的介面和橋梁。傳輸層下面三層(屬於通信子網)面向數據通信,上面三層(屬於資源子網)面向數據處理。因此,傳輸層位於高層和低層中間,起承上啟下的作用。它屏蔽了通信子網中的細節,實現通信子網中端到端的透明傳輸,完成資源子網中兩節點間的邏輯通信。它是負責數據傳輸的最高一層,也是整個七層協議中最重要和最復雜的一層。
1.傳輸層的特性
(1)連接與傳輸;(2)傳輸層服務
2.傳輸層的主要功能
3.傳輸層協議
3.2.5 會話層
會話層、表示層和應用層一起構成OSI/RM的高層,會話層位於OSI模型面向信息處理的高三層中的最下層,它利用傳輸層提供的端到端數據傳輸服務,具體實施服務請求者與服務提供者之間的通信,屬於進程間通信的范疇。
會話層還對會話活動提供組織和同步所必須的手段,對數據傳輸提供控制和管理。
1.會話層的主要功能;
(1)提供遠程會話地址;
(2)會話建立後的管理;
(3)提供把報文分組重新組成報文的功能
2.會話層提供的服務
(1)會話連接的建立和拆除;
(2)與會話管理有關的服務;
(3)隔離;
(4)出錯和恢復控制
3.2.6 表示層
表示層為應用層服務,該服務層處理的是通信雙方之間的數據表示問題。為使通信的雙方能互相理解所傳送信息的含義,表示層就需要把發送方具有的內部格式編碼為適於傳輸的比特流,接收方再將其解碼為所需要的表示形式。
數據傳送包括語義和語法兩個方面的問題。OSI模型中,有關語義的處理由應用層負責,表示層僅完成語法的處理。
1.表示層的主要功能
(1)語法轉換;(2)傳送語法的選擇;(3)常規功能
2.表示層提供的服務
(1)數據轉換和格式轉換;
(2)語法選擇;
(3)數據加密與解密;
(4)文本壓縮
3.2.7 應用層
OSI的7層協議從功能劃分來看,下面6層主要解決支持網路服務功能所需要的通信和表示問題,應用層則提供完成特定網路功能服務所需要的各種應用協議。
應用層是OSI的最高層,直接面向用戶,是計算機網路與最終用戶的介面。負責兩個應用進程(應用程序或操作員)之間的通信,為網路用戶之間的通信提供專用程序。
課後小結:
1.計算機網路的拓撲結構的分類
2.OSI參考模型的層次
課後作業:預習P37~P39
第九講
教學類型:理論課
教學課題:3.3~3.4
教學目標:
1. 掌握共享介質方式的CSMA/CD和令牌傳遞兩種數據傳輸控制方式的基本原理
2. 了解幾種常見的網路類型
教學重點、難點:理解數據傳輸控制方式
教學方法:教師講解、演示、提問;
教學工具:多媒體幻燈片演示
教學內容與過程
導入:提問學生對OSI的七層模型和TCP/IP四層模型的理解。
引導學生總結重要原理並認真加以研究。
教師總結歸納本章重要原理的應用,進入教學課題。
講授新課:(多媒體幻燈片演示或板書
3.3 數據傳輸控制方式
數據和信息在網路中是通過信道進行傳輸的,由於各計算機共享網路公共信道,因此如何進行信道分配,避免或解決通道爭用就成為重要的問題,就要求網路必須具備網路的訪問控制功能。介質訪問控制(MAC)方法是在區域網中對數據傳輸介質進行訪問管理的方法。
3.3.1 具有沖突檢測的載波偵聽多路訪問
沖突檢測/載波偵聽(CSMA/CD法)
CSMA/CD是基於IEEE802.3標準的乙太網中採用的MAC方法,也稱為「先聽後發、邊發邊聽」。它的工作方式是要傳輸數據的節點先對通道進行偵聽,以確定通道中是否有別的站在傳輸數據,若信道空閑,該節點就可以佔用通道進行傳輸,反之,該節點將按一定演算法等待一段時間後再試,並且在發送過程中進行沖突檢測,一旦有沖突立即停止發送。通常採用的演算法有三種:非堅持CSMA、1-堅持CSMA、P-堅持CSMA。
目前,常見的區域網,一般都是採用CSMA/CD訪問控制方法的邏輯匯流排型網路。用戶只要使用Ethernet網卡,就具備此種功能。
⑨ 急需 (計算機網路的設計與實現)的畢業論文
一篇關於校園網路建設的。可以參考下。
目錄
摘要2
Abstract3
第一章案例環境4
1.1.校園網路的現狀4
1.2.改造需求5
第二章系統總體設計目標6
第三章系統設計原則7
3.1.實用性7
3.2.開放性7
3.3.先進性7
3.4.可擴充性7
3.5.可靠性7
3.6.安全性7
第四章方案實施9
4.1.方案應用模式9
4.2.結構化布線9
4.3.網路技術選擇10
4.3.1.千兆位乙太網10
4.3.2.FDDI方案11
4.3.3.ATM方案11
4.3.4.得出結論11
4.3.5.方案特點12
第五章網路設備13
5.1.網路設備組成13
5.2.網路拓撲結構圖14
5.3.網路設備配置16
結束語17
致辭18
參考文獻19
關於校園網路改造建設
摘要
新世紀的開端,學習和教育成為全人類關注的焦點。只有率先認識到信息技術在現代教育中的重要作用,用它解決教育中的問題,把它作為現代教育的基本工具,才能在全球教育競爭中立於不敗之地。校園網作為學校的信息基礎設施,和Internet連接後所形成的網路成為整個社會的重要教育基礎設施
二十一世紀是信息化時代,辦公自動化、網路化、信息化已成為一種必不可少必備條件。
作為基礎教學與科研基地的學校自然走在所有行業的最前列,全國各大、中、小學校都在積極建設和完善校園計算機網路。校園網已成為各學校必備的重要信息基礎設施,其規模和應用水平已成為衡量學校教學與科研綜合實力的一個重要標志。本文就某一具有代表性的大學校園網的建設,研究校園網路改造建設的課題。
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鏈接:
書名:計算機網路(第5版)
作者:Andrew S. Tanenbaum
譯者:嚴偉
豆瓣評分:9.0
出版社:清華大學出版社
出版年份:2012-3-1
頁數:739
內容簡介:
本書是國內外使用最廣泛、最權威的計算機網路經典教材。全書按照網路協議模型自下而上(物理層、數據鏈路層、介質訪問控制層、網路層、傳輸層和應用層)有系統地介紹了計算機網路的基本原理,並結合Internet給出了大量的協議實例。在講述網路各層次內容的同時,還與時俱進地引入了最新的網路技術,包括無線網路、3G蜂窩網路、RFID與感測器網路、內容分發與P2P網路、流媒體傳輸與IP語音,以及延遲容忍網路等。另外,本書針對當前網路應用中日益突出的安全問題,用了一整章的篇幅對計算機網路的安全性進行了深入討論,而且把相關內容與最新網路技術結合起來闡述。
作者簡介:
Andrew S.Tanenbaum獲得過美國麻省理工學院的理學學士學位和加利福尼亞大學伯克利分校的哲學博士學位,目前是荷蘭阿姆斯特丹Vrije大學的計算機科學系的教授,並領導著一個計算機系統的研究小組。同時,他還是一家計算與圖象處理學院的院長,這是由幾家大學合作成立的研究生院。盡管社會工作很多,但他並沒有中斷學術研究。多年來,他在編譯技術、操作系統、網路及局域分布式系統方面進行了大量的研究工作。目前的主要研究方向是設計規模達數百萬用戶的廣域分布式系統。在進行這些研究項目的基礎上,他在各種學術雜志及會議上發表了70多篇論文。他同時還是5本計算機專著的作者。