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计算机网络研究与设计方法pdf

发布时间: 2022-07-22 22:47:32

计算机网络设计教程(第二版)习题解答陈明

网络工程需求分析完成后,应形成网络工程需求分析报告书,与用户交流、修改,并通过用户方组织的评审。网络工程设计方要根据评审意见,形成可操作和可行性的阶段网络工程需求分析报告。有了网络工程需求分析报告,网络系统方案设计阶段就会“水到渠成”。网络工程设计阶段包括确定网络工程目标与方案设计原则、通信平台规划与设计、资源平台规划与设计、网络通信设备选型、网络服务器与操作系统选型、综合布线网络选型和网络安全设计等内容。
2.1
网络工程目标和设计原则
1.网络工程目标
一般情况下,对网络工程目标要进行总体规划,分步实施。在制定网络工程总目标时应确定采用的网络技术、工程标准、网络规模、网络系统功能结构、网络应用目的和范围。然后,对总体目标进行分解,明确各分期工程的具体目标、网络建设内容、所需工程费用、时间和进度计划等。
对于网络工程应根据工程的种类和目标大小不同,先对网络工程有一个整体规划,然后在确定总体目标,并对目标采用分步实施的策略。一般我们可以将工程分为三步。
1)
建设计算机网络环境平台。
2) 扩大计算机网络环境平台。
3)
进行高层次网络建设。
2.网络工程设计原则
网络信息工程建设目标关系到现在和今后的几年内用户方网络信息化水平和网上应用系统的成败。在工程设计前对主要设计原则进行选择和平衡,并排定其在方案设计中的优先级,对网络工程设计和实施将具有指导意义。
1)
实用、好用与够用性原则
计算机与外设、服务器和网络通信等设备在技术性能逐步提升的同时,其价格却在逐年或逐季下降,不可能也没必要实现所谓“一步到位”。所以,网络方案设计中应采用成熟可靠的技术和设备,充分体现“够用”、“好用”、“实用”建网原则,切不可用“今天”的钱,买“明、后天”才可用得上的设备。
2)
开放性原则
网络系统应采用开放的标准和技术,资源系统建设要采用国家标准,有些还要遵循国际标准(如:财务管理系统、电子商务系统)。其目的包括两个方面:第一,有利于网络工程系统的后期扩充;第二,有利于与外部网络互连互通,切不可“闭门造车”形成信息化孤岛。
3)
可靠性原则
无论是企业还是事业,也无论网络规模大小,网络系统的可靠性是一个工程的生命线。比如,一个网络系统中的关键设备和应用系统,偶尔出现的死锁,对于政府、教育、企业、税务、证券、金融、铁路、民航等行业产生的将是灾难性的事故。因此,应确保网络系统很高的平均无故障时间和尽可能低的平均无故障率。
4)
安全性原则
网络的安全主要是指网络系统防病毒、防黑客等破坏系统、数据可用性、一致性、高效性、可信赖性及可靠性等安全问题。为了网络系统安全,在方案设计时,应考虑用户方在网络安全方面可投入的资金,建议用户方选用网络防火墙、网络防杀毒系统等网络安全设施;网络信息中心对外的服务器要与对内的服务器隔离。
5)
先进性原则
网络系统应采用国际先进、主流、成熟的技术。比如,局域网可采用千兆以太网和全交换以太网技术。视网络规模的大小(比如网络中连接机器的台数在250台以上时),选用多层交换技术,支持多层干道传输、生成树等协议。
6)
易用性原则
网络系统的硬件设备和软件程序应易于安装、管理和维护。各种主要网络设备,比如核心交换机、汇聚交换机、接入交换机、服务器、大功率长延时UPS等设备均要支持流行的网管系统,以方便用户管理、配置网络系统。
7)
可扩展性原则
网络总体设计不仅要考虑到近期目标,也要为网络的进一步发展留有扩展的余地,因此要选用主流产品和技术。若有可能,最好选用同一品牌的产品,或兼容性好的产品。在一个系统中切不可选用技术和性能不兼容的产品。比如,对于多层交换网络,若要选用两种品牌交换机,一定要注意他们的VLAN干道传输、生成树等协议是否兼容,是否可“无缝”连接。这些问题解决了,可扩展性自然是“水到渠成”。
2.2
网络通信平台设计
1.网络拓扑结构
网络的拓扑结构主要是指园区网络的物理拓扑结构,因为如今的局域网技术首选的是交换以太网技术。采用以太网交换机,从物理连接看拓扑结构可以是星型、扩展星型或树型等结构,从逻辑连接看拓扑结构只能是总线结构。对于大中型网络考虑链路传输的可靠性,可采用冗余结构。确立网络的物理拓扑结构是整个网络方案规划的基础,物理拓扑结构的选择往往和地理环境分布、传输介质与距离、网络传输可靠性等因素紧密相关。选择拓扑结构时,应该考虑的主要因素有以下几点。
1)
地理环境:不同的地理环境需要设计不同的物理网络拓扑,不同的网络物理拓扑设计施工安装工程的费用也不同。一般情况下,网络物理拓扑最好选用星型结构,以便于网络通信设备的管理和维护。
2)
传输介质与距离:在设计网络时,考虑到传输介质、距离的远近和可用于网络通信平台的经费投入,网络拓扑结构必须具有在传输介质、通信距离、可投入经费等三者之间权衡。建筑楼之间互连应采用多模或单模光缆。如果两建筑楼间距小于90m,也可以用超五类屏蔽双绞线,但要考虑屏蔽双绞线两端接地问题。
3)
可靠性:网络设备损坏、光缆被挖断、连接器松动等这类故障是有可能发生的,网络拓扑结构设计应避免因个别结点损坏而影响整个网络的正常运行。若经费允许,网络拓扑结构的核心层和汇聚层,最好采用全冗余连接,如图6-1所示。
网络拓扑结构的规划设计与网络规模息息相关。一个规模较小的星型局域网没有汇聚层、接入层之分。规模较大的网络通常为多星型分层拓扑结构,如图6-1所示。主干网络称为核心层,用以连接服务器、建筑群到网络中心,或在一个较大型建筑物内连接多个交换机配线间到网络中心设备间。连接信息点的“毛细血管”线路及网络设备称为接入层,根据需要在中间设置汇聚层。
图6-1
网络全冗余连接星型拓扑结构图
分层设计有助于分配和规划带宽,有利于信息流量的局部化,也就是说全局网络对某个部门的信息访问的需求根少(比如:财务部门的信息,只能在本部门内授权访问),这种情况下部门业务服务器即可放在汇聚层。这样局部的信息流量传输不会波及到全网。
2.主干网络(核心层)设计
主干网技术的选择,要根据以上需求分析中用户方网络规模大小、网上传输信息的种类和用户方可投入的资金等因素来考虑。一般而言,主干网用来连接建筑群和服务器群,可能会容纳网络上50%~80%的信息流,是网络大动脉。连接建筑群的主干网一般以光缆做传输介质,典型的主干网技术主要有100Mbps-FX以太网、l
000Mbps以太网、ATM等。从易用性、先进性和可扩展性的角度考虑,采用百兆、千兆以太网是目前局域网构建的流行做法。
3.汇聚层和接入层设计
汇聚层的存在与否,取决于网络规模的大小。当建筑楼内信息点较多(比如大于22个点)超出一台交换机的端口密度,而不得不增加交换机扩充端口时,就需要有汇聚交换机。交换机间如果采用级连方式,则将一组固定端口交换机上联到一台背板带宽和性能较好的汇聚交换机上,再由汇聚交换机上联到主干网的核心交换机。如果采用多台交换机堆叠方式扩充端口密度,其中一台交换机上联,则网络中就只有接入层。
接入层即直接信息点,通过此信息点将网络资源设备(PC:等)接入网络。汇聚层采用级连还是堆叠,要看网络信息点的分布情况。如果信息点分布均在距交换机为中心的50m半径内,且信息点数已超过一台或两台交换机的容量,则应采用交换机堆叠结构。堆叠能够有充足的带宽保证,适宜汇聚(楼宇内)信息点密集的情况。交换机级连则适用于楼宇内信息点分散,其配线间不能覆盖全楼的信息点,增加汇聚层的同时也会使工程成本提高。
汇聚层、接入层一般采用l00Base-Tx快速变换式以太网,采用10/100Mbps自适应交换到桌面,传输介质是超五类或五类双绞线。Cisco
Catalyst
3500/4000系列交换机就是专门针对中等密度汇聚层而设计的。接入层交换机可选择的产品根多,但要根据应用需求,可选择支持l~2个光端口模块,支持堆叠的接入层变换机。
4.广域网连接与远程访问设计
由于布线系统费用和实现上的限制,对于零散的远程用户接入,利用PSTN电话网络进行远程拨号访问几乎是惟一经济、方便的选择。远程拨号访问需要设计远程访问服务器和Modem设备,并申请一组中继线。由于拨号访问是整个网络中惟一的窄带设备,这一部分在未来的网络中可能会逐步减少使用。远程访问服务器(RAS)和Modem组的端口数目一一对应,一般按一个端口支持20个用户计算来配置。
广域网连接是指园区网络对外的连接通道.一般采用路由器连接外部网络。根据网络规模的大小、网络用户的数量,来选择对外连接通道的带宽。如果网络用户没有www、E-mail等具有internet功能的服务器,用户可以采用ISDN或ADSL等技术连接外网。如果用户有WWW、E-mail等具有internet功能的服务器,用户可采用DDN(或E1)专线连接、ATM交换及永久虚电路连接外网。其连接带宽可根据内外信息流的大小选择,比如上网并发用户数在150~250之问,可以租用2Mbps线路,通过同步口连接Internet。如果用户与网络接入运营商在同一个城市,也可以采用光纤10Mbps/100Mbps的速率连接Internet。外部线路租用费用一般与带宽成正比,速度越快费用越高。网络工程设计方和用户方必须清楚的一点就是,能给用户方提供多大的连接外网的带宽受两个因素的制约,一是用户方租用外连线路的速率,二是用户方共享运营商连接Internet的速率。
5.无线网络设计
无线网络的出现就是为了解决有线网络无法克服的困难。无线网络首先适用于很难布线的地方(比如受保护的建筑物、机场等)或者经常需要变动布线结构的地方(如展览馆等)。学校也是一个很重要的应用领域,一个无线网络系统可以使教师、学生在校园内的任何地方接入网络。另外,因为无线网络支持十几公里的区域,因此对于城市范围的网络接入也能适用,可以设想一个采用无线网络的ISP可以为一个城市的任何角落提供高达10Mbps的互联网接入。
6.网络通信设备选型
1)
网络通信设备选型原则
2)
核心交换机选型策略
3)
汇聚层/接入层交换机选型策略
4)
远程接入与访问设备选型策略

2.3
网络资源平台设计
1.服务器
2.服务器子网连接方案
3.网络应用系统

2.4
网络操作系统与服务器配置
1.网络操作系统选型
目前,网络操作系统产品较多,为网络应用提供了良好的可选择性。操作系统对网络建设的成败至天重要,要依据具体的应用选择操作系统。一般情况下,网络系统集成方在网络工程项目中要完成基础应用平台以下三层(网络层、数据链路层、物理层)的建构。选择什么操作系统,也要看网络系统集成方的工程师以及用户方系统管理员的技术水平和对网络操作系统的使用经验而定。如果在工程实施中选一些大家都比较生疏的服务器和操作系统,有可能使工期延长,不可预见性费用加大,可能还要请外援做系统培训,维护的难度和费用也要增加。
网络操作系统分为两个大类:即面向IA架构PC服务器的操作系统族和UNIX操作系统家族。UNIX服务器品质较高、价格昂贵、装机量少而且可选择性也不高,一般根据应用系统平台的实际需求,估计好费用,瞄准某一两家产品去准备即可。与UNIX服务器相比,Windows
2000 Advanced Server服务器品牌和产品型号可谓“铺天盖地”,
一般在中小型网络中普遍采用。
同一个网络系统中不需要采用同一种网络操作系统,选择中可结合Windows 2000 Advanced
Server、Linux和UNIX的特点,在网络中混合使用。通常WWW、OA及管理信息系统服务器上可采用Windows 2000 Advanced
Server平台,E-mail、DNS、Proxy等Internet应用可使用Linux/UNIX,这样,既可以享受到Windows 2000 Advanced
Server应用丰富、界面直观、使用方便的优点,又可以享受到Linux/UNIX稳定、高效的好处。
2.Windows 2000 Server
服务器配置
首先,应根据需求阶段的调研成果,比如网络规模、客户数量流量、数据库规模、所使用的应用软件的特殊要求等,决定Windows 2000
Advanced Server服务器的档次、配置。例如,服务器若是用于部门的文件打印服务,那么普通单处理器Windows 2000Advanced
Server服务器就可以应付自如;如果是用于小型数据库服务器,那么服务器上至少要有256MB的内存:作为小型数据库服务器或者E-mail、Internet服务器,内存要达到512MB,而且要使用ECC内存。对于中小型企业来说,一般的网络要求是有数十个至数百个用户,使用的数据库规模不大,此时选择部门级服务器。1路至2路CPU、512-1024MB
ECC内存、三个36GB(RAID5)或者五个36GB硬盘(RAID5)可以充分满足网络需求。如果希望以后扩充的余地大一些,或者服务器还要做OA服务器、MIS服务器,网络规模比较大,用户数据量大,那么最好选择企业级服务器,即4路或8路SMP结构,带有热插拔RAID磁盘阵列、冗余风扇和冗余电源的系统。
其次,选择Windows
2000 Advanced Server服务器时,对服务器上几个关键部分的选取一定要把好关。因为Windows 2000 Advanced
Server虽然是兼容性相对不错的操作系统,但兼容并不保证100%可用。Windows 2000 Advanced
Server服务器的内存必须是支持ECC的,如果使用非ECC的内存,SQL数据库等应用就很难保证稳定、正常地运行。Windows 2000 Advanced
server服务器的主要部件(如主板、网卡)一定要是通过了微软Windows 2000 Advanced Server认证的。只有通过了微软Windows
2000 Advanced Server部件认证的产品才能保证其在Windows 2000 Advanced
Server下的100%可用性。另外,就是服务器的电源是否可靠,因为服务器不可能是跑几天歇一歇的。
第三,在升级已有的windows 2000
Advanced Server服务器时.则要仔细分析原有网络服务器的瓶颈所在,此时可简单利用Windows 2000 Advanced
Server系统中集成的软件工具,比如Windows 2000 Advanced
Server系统性能监视器等。查看系统的运行状况,分析系统各部分资源的使用情况。一般来说,可供参考的Windows 2000 Advanced
Server服务器系统升级顺序是扩充服务器内存容量、升级服务器处理器、增加系统的处理器数目。之所以这样是因为,对于Windows 2000 Advanced
Server服务器上的典型应用(如SQL数据库、OA服务器)来说,这些服务占用的系统主要资源开销是内存开销,对处理器的资源开销要求并小多,通过扩充服务器内存容量提高系统的可用内存资源,将大大提高服务器的性能。反过来,由于多处理器系统其本身占用的系统资源开销大大高于单处理器的占用。所以相对来说,增加系统处理器的升级方案,其性价比要比扩充内存容量方案差。因此,要根据网络应用系统实际情况来确定增加服务器处理器的数目,比如网络应用服务器要处理大量的并发访问、复杂的算法、大量的数学模型等。
3.服务器群的综合配置与均衡
我们所谓的PC服务器、UNIX服务器、小型机服务器,其概念主要限于物理服务器(硬件)范畴。在网络资源存储、应用系统集成中。通常将服务器硬件上安装各类应用系统的服务器系统冠以相应的应用系统的名字,如数据库服务器、Web服务器、E-mail服务器等,其概念属于逻辑服务器(软件)范畴。根据网络规模、用户数量和应用密度的需要,有时一台服务器硬件专门运行一种服务,有时一台服务器硬件需安装两种以上的服务程序,有时两台以上的服务器需安装和运行同一种服务系统。也就是说,服务器与其在网络中的职能并不是一一对麻的。网络规模小到只用l至2台服务器的局域网,大到可达十几台至数十台的企业网和校园网,如何根据应用需求、费用承受能力、服务器性能和不同服务程序之间对硬件占用特点、合理搭配和规划服务器配制,最大限度地提高效率和性能的基础上降低成本,是系统集成方要考虑的问题。
有关服务器应用配置与均衡的建议如下。
1)
中小型网络服务器应用配置
2)
中型网络服务器应用配置
3)
大中型网络或ISP/ICP的服务器群配置

2.5
网络安全设计
网络安全体系设计的重点在于根据安全设计的基本原则,制定出网络各层次的安全策略和措施,然后确定出选用什么样的网络安全系统产品。
1.网络安全设计原则
尽管没有绝对安全的网络,但是,如果在网络方案设计之初就遵从一些安全原则,那么网络系统的安全就会有保障。设计时如不全面考虑,消极地将安全和保密措施寄托在网管阶段,这种事后“打补丁”的思路是相当危险的。从工程技术角度出发,在设计网络方案时,应该遵守以下原则。
1)
网络安全前期防范
强调对信息系统全面地进行安全保护。大家都知道“木桶的最大容积取决于最短的一块木板”,此道理对网络安全来说也是有效的。网络信息系统是一个复杂的计算机系统,它本身在物理上、操作上和管理上的种种漏洞构成了系统的安全脆弱性,尤其是多用户网络系统自身的复杂性、资源共享性,使单纯的技术保护防不胜防。攻击者使用的是“最易渗透性”,自然在系统中最薄弱的地方进行攻击。因此,充分、全面、完整地对系统的安全漏洞和安全威胁进行分析、评估和检测(包括模拟攻击),是设计网络安全系统的必要前提条件。
2)
网络安全在线保护
强调安全防护、监测和应急恢复。要求在网络发生被攻击、破坏的情况下,必须尽可能快地恢复网络信息系统的服务。减少损失。所以,网络安全系统应该包括3种机制:安全防护机制、安全监测机制、安全恢复机制。安全防护机制是根据具体系统存在的各种安全漏洞和安全威胁采取的相应防护措施,避免非法攻击的进行:安全监测机制是监测系统的运行,及时发现和制止对系统进行的各种攻击;安全恢复机制是在安全防护机制失效的情况下,进行应急处理和及时地恢复信息,减少攻击的破坏程度。
3)
网络安全有效性与实用性
网络安全应以不能影响系统的正常运行和合法用户方的操作活动为前提。网络中的信息安全和信息应用是一对矛盾。一方面,为健全和弥补系统缺陷的漏洞,会采取多种技术手段和管理措施:另一方面,势必给系统的运行和用户方的使用造成负担和麻烦,“越安全就意味着使用越不方便”。尤其在网络环境下,实时性要求很高的业务不能容忍安全连接和安全处理造成的时延。网络安全采用分布式监控、集中式管理。
4)
网络安全等级划分与管理
良好的网络安全系统必然是分为不同级别的,包括对信息保密程度分级(绝密、机密、秘密、普密),对用户操作权限分级(面向个人及面向群组),对网络安全程度分级(安全子网和安全区域),对系统结构层分级(应用层、网络层、链路层等)的安全策略。针对不同级别的安全对象,提供全面的、可选的安全算法和安全体制,以满足网络中不同层次的各种实际需求。
网络总体设计时要考虑安全系统的设计。避免因考虑不周,出了问题之后“拆东墙补西墙”的做法。避免造成经济上的巨大损失,避免对国家、集体和个人造成无法挽回的损失。由于安全与保密问题是一个相当复杂的问题。因此必须注重网络安全管理。要安全策略到设备、安全责任到人、安全机制贯穿整个网络系统,这样才能保证网络的安全性。
5)
网络安全经济实用
网络系统的设计是受经费限制的。因此在考虑安全问题解决方案时必须考虑性能价格的平衡,而且不同的网络系统所要求的安全侧重点各不相同。一般园区网络要具有身份认证、网络行为审计、网络容错、防黑客、防病毒等功能。网络安全产品实用、好用、够用即可。
2.网络信息安全设计与实施步骤
第一步、确定面临的各种攻击和风险。
第二步、确定安全策略。
安全策略是网络安全系统设计的目标和原则,是对应用系统完整的安全解决方案。安全策略的制定要综合以下几方面的情况。
(1)
系统整体安全性,由应用环境和用户方需求决定,包括各个安全机制的子系统的安全目标和性能指标。
(2)
对原系统的运行造成的负荷和影响(如网络通信时延、数据扩展等)。
(3) 便于网络管理人员进行控制、管理和配置。
(4)
可扩展的编程接口,便于更新和升级。
(5) 用户方界面的友好性和使用方便性。
(6)
投资总额和工程时间等。
第三步、建立安全模型。
模型的建立可以使复杂的问题简化,更好地解决和安全策略有关的问题。安全模型包括网络安全系统的各个子系统。网络安全系统的设计和实现可以分为安全体制、网络安全连接和网络安全传输三部分。
(1)
安全体制:包括安全算法库、安全信息库和用户方接口界面。
(2) 网络安全连接:包括安全协议和网络通信接口模块。
(3)
网络安全传输:包括网络安全管理系统、网络安全支撑系统和网络安全传输系统。
第四步、选择并实现安全服务。
(1)
物理层的安争:物理层信息安全主要防止物理通路的损坏、物理通路的窃听和对物理通路的攻击(干扰等)。
(2)
链路层的安全:链路层的网络安全需要保证通过网络链路传送的数据不被窃听。主要采用划分VLAN(局域网)、加密通信(远程网)等手段。
(3)网络层的安全:网络层的安全需要保证网络只给授权的客户使用授权的服务,保证网络传输正确,避免被拦截或监听。
(4)
操作系统的安全:操作系统安全要求保证客户资料、操作系统访问控制的安令,同时能够对该操作系统上的应用进行审计。
(5)
应用平台的安全:应用平台指建立在网络系统之上的应用软件服务,如数据库服务器,电子邮件服务器,Web服务器等。由于应用平台的系统非常复杂,通常采用多种技术(如SSL等)来增强应用平台的安全性。
(6)
应用系统的安全:应用系统是为用户提供服务,应用系统的安全与系统设计和实现关系密切。应用系统使用应用平台提供的安全服务来保证基本安全,如通信内容安全、通信双方的认证和审计等手段。
第五步、安全产品的选型
网络安全产品主要包括防火墙、用户身份认证、网络防病系统统等。安全产品的选型工作要严格按照企业(学校)信息与网络系统安全产品的功能规范要求,利用综合的技术手段,对产品功能、性能与可用性等方面进行测试,为企业、学校选出符合功能要求的安全产品。

一个完整的设计方案,应包括以下基本内容:
1.设计总说明
对系统工程起动的背景进行简要的说明:主要包括:
(1)
技术的普及与应用
(2)
业主发展的需要(对需求分析书进行概括)
2.设计总则
在这一部分阐述整个系统设计的总体原则。主要包括:
(1)
系统设计思想
(2) 总体目标
(3)
所遵循的标准
3.技术方案设计
对所采用的技术进行详细说明,给出全面的技术方案。主要包括:
(1) 整体设计概要
(2)
设计思想与设计原则
(3) 综合布线系统设计
(4) 网络系统设计
(5) 网络应用系统平台设计
(6)
服务器系统安全策略
4.预算
对整个系统项目进行预算。主要内容包括:列出整个系统的设备、材料用量表及费用;成本分析;以综合单价法给出整个系统的预算表。
5.项目实施管理
对整个项目的实施进行管理控制的方法。主要包括:
(1)
项目实施组织构架及管理
(2) 奖惩体系
(3) 施工方案
(4) 技术措施方案
(5) 项目进度计划

② 谁有《计算机网络——自顶向下方法与Internet特色》中文版的电子版啊

计算机网络—自顶向下方法与Internet特色 中文版 第三版》点评
解放军理工大学 陈鸣(博导)
当我在1986年第一次研读Andrew S. Tanenbaum教授着的《计算机网络》时,计算机网络在我国尚未出现.1988年,我国引进国外设备构建了第一个全国性的X.25数据网络,使我第一次对网络和协议有了直观深入的认识.由于应用不多,虽然该网的国家主干速率仅有4.8kb/s,但网络仍然很空闲;在随后的几年中,个人计算机的性价比大幅度提高,采用NetWare网络操作系统的10Mb/s以太网迅速升温并普及,证券,金融等部门和国家大型企业率先推行计算机化,从而引发了学习,建设计算机网络的热潮,高校普遍感到有开设《计算机网络》课程的必要性了,尽管那时因特网好像离我国还非常遥远.现在,因特网已经进入千家万户,计算机网络这门课程逐步走向研究生的课堂,走向计算机和通信大学生的课堂,直至走向许多专业大学生的课堂.国内外网络教材的数量不断增加,但质量良莠不齐;讲解着名的ISO OSI的七层体系结构逐步被讲解因特网体系结构所替代;网络新技术不断出现,知识点不断增多,网络书不断加厚,随之而来出现了教学重点被冲淡的问题……无论如何,计算机网络是计算机和通信两个领域的交叉学科,内容极为复杂,涉及以错综复杂的方式彼此交织的许多概念,协议和技术,计算机网络原理是一门公认的较难教授和学好的课程.因此,很多教授和学者都致力于改进计算机网络的教材和教学法.
20年多来,我一直在计算机网络领域从事研究和教学工作,几乎每年都担任计算机网络课程的教学任务,包括了从短训班学员,本科生到硕士研究生,博士研究生的各个教学层次.为此,我非常关心国内外计算机网络教材的最新发展,每当看到有价值的网络书,我都会毫不犹豫地买下阅读,每每都会有很大收获和体会.如果你一定要我用一句话来评论给我留下深刻印象的网络教科书的话,我会说(这可能会导致片面):知识全面,学术严谨是Andrew S. Tanenbaum教授的的风格(代表作《计算机网络》,第四版原版由机械工业出版社引进);Douglas E. Comer教授对TCP/IP联网基本思想和实现技术有深刻的诠释;Larry L. Peterson教授 (代表作《计算机网络:系统方法 第三版》中文版,影印版皆由机械工业出版社2005年出版)则强调网络整体的系统性和普遍原则,有大家风范;谢希仁教授撰写的网络教科书注重网络知识点之间的联系,并与中文读者有天然沟通;James F. Kurose和Keith W. Rose教授撰写的网络教科书(代表作计算机网络—自顶向下方法与Internet特色第三版即本书)最大亮点的则在于精心选择教学内容和独具匠心的教学法,是高质量的入门级经典之作.正如许多专家所指出的那样,该书不仅用作大学本科生和短训班的教材极为适合,而且对网络专业人员也是有价值的参考资料.
网络领域的革命性变化必然要导致网络教科书的变化:首先,因特网已经接掌了计算机网络,因此,今天有关计算机网络的问题都必然与因特网联系起来.第二,网络中的"高增长领域"目前是网络服务和应用程序,因此必须强调网络应用程序开发.Kurose和Ross博士长期参与并见证了这种变化,在教学实践中以独创的自顶向下教学法解决现有网络教科书中存在的问题.自从该书的第1版于2001年问世以来,已经被数以百计的大学和学院采用,被译为10多种语言提供给世界上数以万计的学生和专业人士使用.在国内,已有许多着名高校选其为计算机,通信等专业的本科生和研究生教材.例如,解放军理工大学计算机与网络工程专业本科生自2002年起陆续使用该书第一版,第二版教材,2005年使用该书第三版前5章内容作为本科"计算机网络原理"课程的教材,而后4章内容及前5章要点则作为硕士研究生"计算机网络"课程的基本教材,配合相关实验均取得了良好的教学效果.
James F. Kurose和Keith W. Rose教授的《计算机网络—自顶向下方法与Internet特色》一书的显着特点是:
1. 独创的"自顶向下"教学法.由于计算机网络的复杂性,长期以来按分层体系结构自下而上讲授网络课程内容似乎已成一种定式.该书特别强调应用层,及早激发学生们的学习热情,及早强调DIY(Do-It-Youself) 开发网络应用程序.
2. 以因特网为研究对象.由于因特网的成功,因特网已经成为计算机网络的代名词.该书以因特网体系结构的5层模型来组织材料,为学生们的学习热情提供原动力.
3. 着眼原理.计算机网络领域的许多基础性的重要问题已经研究得较为清楚,重点研究这些原则,将使学生获得长"保质期"的知识,在飞速发展的网络研究开发中保持判断力和启发创造力.
4. 注重教学法.为帮助学生们理解关键的技术概念和激发学习积极性,本书包括了许多类比,幽默和实际的例子,引人入胜的历史事件和实践原则,对网络领域声名卓着的创新家们的专访,以及网站上翔实的教学资料和实验内容等.
5. 及时更新教学内容.从2001年第一版到2003年的第二版,至2004年的第三版,本书及时引入重要的最新知识和放弃了许多过时的内容.本书第三版反映了网络领域的最新进展,如增加了包括无线网络和移动网络一章,扩充了对等网络,BGP,MPLS,网络安全,广播选路和因特网编址及转发方面的新材料,并修订了习题.
6. 强调实验教学.新版教材增加了一套实用的Ethereal实验,讲解学生们如何亲眼观察网络协议的运行过程和产生的结果的方法;对多个难以理解的网络问题给出了原理性示教;给出编制网络应用程序的具体建议和部分源程序,鼓励大家用多实践的观点来解决网络教学要求理论联系实践的问题.
在本书的教学中,由于学时有限和专业词汇的艰涩,学生们普遍感到使用原版教材经过老师讲解,虽然能够理解课程内容但却难以在短期内记住其中的内容,从而导致学习效果不佳.该书的中译本能够为缓解在有限时间内有效地学习计算机网络知识(而不是英文本身)的矛盾能起到重要作用.
在该书第三版的翻译中,译者改正了书中存在的多处错误与排版错误并得到了原书作者的认可;译者和编辑们经常就某些网络术语的中文标准译法或更准确的译法展开讨论,力图使该教科书的网络专业词汇更加规范.机械工业出版社还就与该书配套的实验问题与专家们进行了深入的探讨,在该书的教学资料,实验设计等方面有一系列考虑,这将有助于我国高校教师教好这门课程,也有助于学子们学好这门重要的课,为进一步深入学习计算机网络其他知识打下坚实的基础.
特色以及评论:

“本书是书中珍品——Kurose和Ross采用一种新颖的自顶向下方法,使得复杂的网络问题变得井井有条!无论是对学生还是对专业人士该书的价值将是无法估量的。
——leonardKleinrock,加利福尼亚大学洛杉矶分校
“我认为Kurose和Ross与学生们沟通得很好,同时将重点放在基本概念和原则上,而基本概念和原则从长远来看才是真正要紧的。”
——ShivkumarKalyanaraman,Rensselaer理工学院
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⑤ 计算机网络设计通常采用什么的模块化设计方法

结构化。
由于计算机网络是一个非常复杂的系统,为了简化其设计,通常采用结构化的设计方法。计算机网络体系结构是指整个网络系统逻辑结构和功能分配。
计算机网络系统是一个十分复杂的系统。将一个复杂系统分解成若干个容易处理的系统,然后分而治之,这种结构化设计方法是工程设计中最常见的手段。分层就是系统分解的最好方法之一。

⑥ 计算机网络系统研究和应用的开题报告

你论文选题定好了吗?开题报告选题老师同意了?开题报告格式要求准备好了没

还有什么不懂的地方可以问我,希望能够帮到你?


提供一个开题报告写作心得,仅供参考,希望对你开题报告写作能有帮助。

论文开题报告主要是给指导委员会阐明你的论文将要写什么以及为什么要写和如何写的问题。这里有几个方面:

第一,你要写什么
这个重点要进行已有文献综述,把有关的题目方面的已经有的国内外研究认真介绍一下(先客观介绍情况,要如实陈述别人的观点),然后进行评述(后主观议论,加以评估,说已有研究有什么不足),说现在有了这些研究,但还有很多问题值得研究。其中要包括你选题将要探讨的问题。由于目前研究不足,所以你要研究。所以,你的论文要写什么是根据文献综述得出来的,而不是你想写什么就写什么。如果不做综述,很可能你的选题早被别人做得很深了。

第二,为什么要写这个
这个主要是说明你这个选题的意义。可以说在理论上,你发现别人有什么不足和研究空白,所以你去做,就有理论价值了。那么你要说清楚你从文献综述中选出来的这个题目在整个相关研究领域占什么地位。这就是理论价值。
然后你还可以从实际价值去谈。就是这个题目可能对现实有什么意义,可能在实际中派什么用场等等。

第三,如何写
在开题报告里你还应当说清楚你选了这个题目之后如何去解决这个问题。就是有了问题,你准备怎么去找答案。要说一下你大致的思路,同时,重点阐述你要用什么方法去研究。如文献分析法、访谈法、问卷法、定量研究、实验研究、理论分析、模型检验等等。

在上述三个方面中间,文献综述是重点。没有文献综述,你就无法找到自己的题目,也不知道这个题目别人已经做得怎么样了,所以你要认真进行综述。当然,综述的目的还是引出你自己的话题,所以不能忘记评述哟。
------------------------
论文开题报告的基本结构大致可以包括这样几个部分:

1、前言
简单介绍本研究的研究背景、本研究的问题的意义以及一些核心概念界定。

2、文献综述
应该是报告的重点。要将跟你的研究问题相关的研究现状都给予综述。一般可以采用由宽到窄的综述方法。就是逐渐FOCUS DOWN到你的问题上去。基本的格式是:主要观点综述归纳起来予以介绍之后加以评述,说明有那些研究上的不足和空白点。有了这些不足和空白点就可以提出你的问题了。你的研究就是要解决这其中的某个空白点和不足的。所以,文献综述的最后应当是你的研究问题。

3、基本理论框架和研究方法
你通过文献综述提出了问题之后,你要设计如何解决这些问题。大概的思路是什么?如何解题?如何去寻找这个问题的答案?为什么要这样的方法去找答案?

4、大致的提纲构想
最后,可以在你的报告里简单提出一个论文提纲来就可以了。如果这个提纲你没有办法做,你可以介绍一下你已经有的研究准备和前期研究成果,以及今后的大致时间安排。
这样,你通过以上四个方面就基本可以给别人说清楚你的学位论文要做什么事情了。
--------------------------
另外,在做文献综述的最常犯的错误有:
1)不能做到NARROW DOWN。文献综述要从大处着手,但最后要FOCUS到你的研究问题上去。所以是一个NARROW DOWN的过程。而常见的不正确的文献综述方法就是把有关领域泛泛地进行综述。
2)只有列举没有综述。文献综述要对相关研究进行整合,不能老是列举张XX发现XX,李XX认为XX,王XX主张XX。要根据所搜集到的研究文献,做出相应的归纳。
3)过多主观评论。文献综述是客观介绍跟你的研究问题相关的研究现状,所以应该客观地展示。主观评论可以专门放在“已有研究的不足”里进行表述。
--------------------------
祝你开题成功哟!

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《《计算机网络》释疑与习题解答》 作者:谢希仁编着 页数:288 出版日期:2011.05
丛书名:普通高等教育国家级规划教材辅导书
简介:本书是《计算机网络》第5版的配套参考书。全书共10章,每一章都与《计算机网络》第5版的内容相对应。每一章都有全部的习题和补充习题的详细解答,以及常见问题和解答。可以帮助读者掌握和巩固所学知识,并加深对...

⑧ 计算机网络技术

第一章 计算机网络概述
1.1 计算机网络的定义和发展历史
1.1.1 计算机网络的定义
计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物,是在地理上分散的通过通信线路连接起来的计算机集合,这些计算机遵守共同的协议,依据协议的规定进行相互通信,实现网络各种资源的共享。
网络资源:所谓的网络资源包括硬件资源(如大容量磁盘、打印机等)、软件资源(如工具软件、应用软件等)和数据资源(如数据库文件和数据库等)。
计算机网络也可以简单地定义为一个互连的、自主的计算机集合。所谓互连是指相互连接在一起,所谓自主是指网络中的每台计算机都是相对独立的,可以独立工作。
1.1.2 计算机网络的发展历史
课后小结:
1. 计算机网络的定义.
2. 网络资源的分类.
课后作业:预习P2-P8.

第二讲
教学类型:理论课
教学课题:1.2~1.3
教学目标:1.了解计算机网络的功能和应用;2. 了解计算机网络的系统组成
教学重点、难点:计算机网络的功能和应用;网络的系统组成
教学方法:教师讲解、演示、提问;
教学工具:多媒体幻灯片演示

1.2 计算机网络的功能和应用
1. 计算机网络的功能
(1)实现计算机系统的资源共享
(2)实现数据信息的快速传递
(3)提高可靠性
(4)提供负载均衡与分布式处理能力
(5)集中管理
(6)综合信息服务
2.计算机网络的应用
计算机网络由于其强大的功能,已成为现代信息业的重要支柱,被广泛地应用于现代生活的各个领域,主要有:
(1)办公自动化
(2)管理信息系统
(3)过程控制
(4)互联网应用(如电子邮件、信息发布、电子商务、远程音频与视频应用)
1.3计算机网络的系统组成
1.3.1 网络节点和通信链路
从拓扑结构看,计算机网络就是由若干网络节点和连接这些网络节点的通信链路构成的。计算机网络中的节点又称网络单元,一般可分为三类:访问节点、转接节点和混合节点。
通信链路是指两个网络节点之间承载信息和数据的线路。链路可用各种传输介质实现,如双绞线、同轴电缆、光缆、卫星、微波等。
通信链路又分为物理链路和逻辑链路。
1.3.2 资源子网和通信子网
从逻辑功能上可把计算机网络分为两个子网:用户资源子网和通信子网。
资源子网包括各种计算机和相关的硬件、软件;
通信子网是连接这些计算机资源并提供通信服务的连接线路。正是在通信子网的支持下,用户才能利用网络上的各种资源,进行相互间的通信,实现计算机网络的功能。
通信子网有两种类型:
(1)公用型(如公用计算机互联网CHINANET)
(2)专用型(如各类银行网、证券网等)
1.3.3 网络硬件系统和网络软件系统
计算机网络系统是由计算机网络硬件系统和网络软件系统组成的。
网络硬件系统是指构成计算机网络的硬设备,包括各种计算机系统、终端及通信设备。
常见的网络硬件有:
(1)主机系统; (2)终端; (3)传输介质; (4)网卡;(5)集线器; (6)交换机; (7)路由器
网络软件主要包括网络通信协议、网络操作系统和各类网络应用系统。
(1)服务器操作系统
常见的有:Novell公司的NetWare、微软公司的 Windows NT Server及 Unix系列。
(2)工作站操作系统
常见的有: Windows 95、Windows 98及Windows 2000等。
(3)网络通信协议
(4)设备驱动程序
(5)网络管理系统软件
(6)网络安全软件
(7)网络应用软件
课后小结:
1. 计算机网络的功能和应用
2. 网络的系统组成
课后作业:预习P8-P10

第三讲
教学类型:理论课
教学课题:1.4计算机网络的分类
教学目标:1.掌握计算机网络的分类;2. 了解计算机网络的定义和发展;3. 了解计算机网络的功能和应用;4. 了解计算机网络的系统组成
教学重点、难点:掌握计算机网络的分类
教学方法:教师讲解、演示、提问;
教学工具:多媒体幻灯片演示
1.4 计算机网络的分类
1.4.1 按计算机网络覆盖范围分类
由于网络覆盖范围和计算机之间互连距离不同,所采用的网络结构和传输技术也不同,因而形成不同的计算机网络。
一般可以分为局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)三类。
1.4.2按计算机网络拓扑结构分类
网络拓扑是指连接的形状,或者是网络在物理上的连通性。如果不考虑网络的的地理位置,而把连接在网络上的设备看作是一个节点,把连接计算机之间的通信线路看作一条链路,这样就可以抽象出网络的拓扑结构。
按计算机网络的拓扑结构可将网络分为:星型网、环型网、总线型网、树型网、网型网。
1.4.3 按网络的所有权划分
1.公用网
由电信部门组建,由政府和电信部门管理和控制的网络。
2.专用网
也称私用网,一般为某一单位或某一系统组建,该网一般不允许系统外的用户使用。
1.4.4 按照网络中计算机所处的地位划分
(1)对等局域网
(2)基于服务器的网络(也称为客户机/服务器网络)。
课后小结:
1. 计算机网络的定义;2. 计算机网络的功能和应用;3. 计算机网络的分类
课后作业:(P10)1 、4、5、6

第四讲
教学类型:理论课
教学课题:1.1计算机网络的定义和发展
教学目标:1. 了解数据通信的基本概念;2. 了解数据传输方式
教学重点、难点:数据传输方式
教学方法:教师讲解、演示、提问;
教学工具:多媒体幻灯片演示
教学内容与过程
导入:由现在的网络通讯中的一些普通关键词引入新课
讲授新课:(多媒体幻灯片演示或板书)
第二章 数据通信基础
2.1 数据通信的基本概念
2.1.1 信息和数据
1.信息
信息是对客观事物的反映,可以是对物质的形态、大小、结构、性能等全部或部分特性的描述,也可表示物质与外部的联系。信息有各种存在形式。
2.数据
信息可以用数字的形式来表示,数字化的信息称为数据。数据可以分成两类:模拟数据和数字数据。
2.1.2 信道和信道容量
1.信道
信道是传送信号的一条通道,可以分为物理信道和逻辑信道。
物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路,由传输及其附属设备组成。
逻辑信道也是指传输信息的一条通路,但在信号的收、发节点之间并不一定存在与之对应的物理传输介质,而是在物理信道基础上,由节点设备内部的连接来实现。
2.信道的分类
信道按使用权限可分为专业信道和共用信道。
信道按传输介质可分为有线信道、无线信道和卫星信道。
信道按传输信号的种类可分为模拟信道和数字信道。
3.信道容量
信道容量是指信道传输信息的最大能力,通常用数据传输率来表示。即单位时间内传送的比特数越大,则信息的传输能力也就越大,表示信道容量大。
2.1.3 码元和码字
在数字传输中,有时把一个数字脉冲称为一个码元,是构成信息编码的最小单位。
计算机网络传送中的每一位二进制数字称为“码元”或“码位”,例如二进制数字10000001是由7个码元组成的序列,通常称为“码字”。
2.1.4 数据通信系统主要技术指标
1.比特率:比特率是一种数字信号的传输速率,它表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位(bit)数,单位用比特每秒(bps)或千比特每秒(Kbps)表示。
2.波特率:波特率是一种调制速率,也称波形速率。在数据传输过程中,线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率,其单位为波特(baud)。
3.误码率:误码率指信息传输的错误率,也称误码率,是数据通信系统在正常工作情况下,衡量传输可靠性的指标。
4.吞吐量:吞吐量是单位时间内整个网络能够处理的信息总量,单位是字节/秒或位/秒。在单信道总线型网络中,吞吐量=信道容量×传输效率。
5.通道的传播延迟:信号在信道中传播,从信源端到达信宿端需要一定的时间,这个时间叫做传播延迟(或时延)。
2.1.5 带宽与数据传输率
1.信道带宽
信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度,它的值为信道上可传送信号的最高频率减去最低频率之差。
带宽越大,所能达到的传输速率就越大,所以通道的带宽是衡量传输系统的一个重要指标。
2.数据传输率
数据传输率是指单位时间信道内传输的信息量,即比特率,单位为比特/秒。
一般来说,数据传输率的高低由传输每一位数据所占时间决定,如果每一位所占时间越小,则速率越高。
2.2 数据传输方式
2.2.1 数据通信系统模型
2.2.2 数据线路的通信方式
根据数据信息在传输线上的传送方向,数据通信方式有:
单工通信
半双工通信
双工通信
2.2.3 数据传输方式
数据传输方式依其数据在传输线原样不变地传输还是调制变样后再传输,可分为基带传输、频带传输和宽带传输等方式。
1.基带传输
2.频带传输
3.宽带传输
课后小结:
1. 什么是信息、数据?
2. 什么是信道?常用的信道分类有几种?
3. 什么是比特率?什么是波特率?
4. 什么是带宽、数据传输率与信道容量?
课后作业:(P20)二1、2、3、4、5、6

第五讲
教学类型:理论课
教学课题:2.2~2.4
教学目标:1.理解数据交换技术;2. 理解差错检验与校正技术
教学重点、难点:数据交换技术、差错检验与校正技术
教学方法:教师讲解、演示、提问;
教学工具:多媒体幻灯片演示
教学内容与过程:
导入:由现在的网络通讯中的一些普通关键词引入新课
讲授新课:(多媒体幻灯片演示或板书)
2.3 数据交换技术
通常使用四种交换技术:
电路交换
报文交换
分组交换
信元交换。
2.3.1 电路交换
电路交换(也称线路交换)
在电路交换方式中,通过网络节点(交换设备)在工作站之间建立专用的通信通道,即在两个工作站之间建立实际的物理连接。一旦通信线路建立,这对端点就独占该条物理通道,直至通信线路被取消。
电路交换的主要优点是实时性好,由于信道专用,通信速率较高;缺点是线路利用率低,不能连接不同类型的线路组成链路,通信的双方必须同时工作。
电路交换必定是面向连接的,电话系统就是这种方式。
电路交换的三个阶段:
电路建立阶段
数据传输阶段
拆除电路阶段
2.3.2 报文交换
报文是一个带有目的端信息和控制信息的数据包。报文交换采取的是“存储—转发”(Store-and-Forward)方式,不需要在通信的两个节点之间建立专用的物理线路。
报文交换的主要缺点是网络的延时较长且变化比较大,因而不宜用于实时通信或交互式的应用场合。
在 20 世纪 40 年代,电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换(message switching)。
报文交换的时延较长,从几分钟到几小时不等。现在,报文交换已经很少有人使用了。
2.3.3 分组交换
分组交换也称包交换,它是报文交换的一种改进,也属于存储-转发交换方式,但它不是以报文为单位,而是以长度受到限制的报文分组(Packet)为单位进行传输交换的。分组也叫做信息包,分组交换有时也称为包交换。
分组在网络中传输,还可以分为两种不同的方式:数据报和虚电路。
分组交换的优点
高效 动态分配传输带宽,对通信链路是逐段占用。
灵活 以分组为传送单位和查找路由。
迅速 必先建立连接就能向其他主机发送分组;充分使用链路的带宽
可靠 完善的网络协议;自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性
2.3.4 信元交换技术
(ATM,Asynchronous Transfer Mode,异步传输模式)
ATM是一种面向连接的交换技术,它采用小的固定长度的信息交换单元(一个53Byte的信元),话音、视频和数据都可由信元的信息域传输。
它综合吸取了分组交换高效率和电路交换高速率的优点,针对分组交换速率低的弱点,利用电路交换完全与协议处理几乎无关的特点,通过高性能的硬件设备来提高处理速度,以实现高速化。
ATM是一种广域网主干线的较好选择。
2.4 差错检验与校正
数据传输中出现差错有多种原因,一般分成内部因素和外部因素。
内部因素有噪音脉冲、脉动噪音、衰减、延迟失真等。
外部因素有电磁干扰、太阳噪音、工业噪音等。
为了确保无差错地传输,必须具有检错和纠错的功能。常用的校验方式有奇偶校验和循环冗余码校验。
2.4.1 奇偶校验
采用奇偶校验时,若其中两位同时发生错误,则会发生没有检测出错误的情况。
2.4.2 循环冗余码校验。
这种编码对随机差错和突发差错均能以较低的冗余充进行严格的检查。
课后小结:
1. 数据通信的的一些基本知识
2. 三种交换方式的基本工作原理
3. 两种差错校验方法:奇偶校验和循环冗余校验
课后作业:(P20)二7、8、9

第六讲
教学类型:复习课
教学课题:第一章与第二章
教学目标:通过复习掌握第一、二章的重点
教学重点、难点:第一、二章的重点
教学方法:教师讲解、演示、提问;
教学工具:多媒体幻灯片演示
教学内容:第一、二章的内容

第七讲
教学类型:测验一

第八讲
教学类型:理论课
教学课题:第三章 计算机网络技术基础
教学目标:1. 掌握几种常见网络拓扑结构的原理及其特点;2. 掌握ISO/OSI网络参考模型及各层的主要功能
教学重点、难点:1. 掌握几种常见网络拓扑结构的原理及其特点;2. 掌握ISO/OSI网络参考模型及各层的主要功能
教学方法:教师讲解、演示、学生认真学习并思考、记忆;教师讲授与学生理解协调并重的教学法
教学工具:多媒体幻灯片演示
教学内容与过程
导入:提问学生对OSI的七层模型和TCP/IP四层模型的理解。
引导学生总结重要原理并认真加以研究。
教师总结归纳本章重要原理的应用,进入教学课题。
讲授新课:(多媒体幻灯片演示或板书)
第三章 计算机网络技术基础
3.1 计算机网络的拓扑结构
3.1.1 什么是计算机网络的拓扑结构
网络拓扑是指网络连接的形状,或者是网络在物理上的连通性。
网络拓扑结构能够反映各类结构的基本特征,即不考虑网络节点的具体组成,也不管它们之间通信线路的具体类型,把网络节点画作“点”,把它们之间的通信线路画作“线”,这样画出的图形就是网络的拓扑结构图。
不同的拓扑结构其信道访问技术、网络性能、设备开销等各不相同,分别适应于不同场合。它影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用等方面,是研究计算机网络的主要环节之一。
计算机网络的拓扑结构主要是指通信子网的拓扑结构,常见的一般分为以下几种:
1.总线型;2.星型;3.环型;4.树型;5.网状型
3.1.2 总线型拓扑结构
总线结构中,各节点通过一个或多个通信线路与公共总线连接。总线型结构简单、扩展容易。网络中任何节点的故障都不会造成全网的故障,可靠性较高。
总线型结构是从多机系统的总线互联结构演变而来的,又可分为单总线结构和多总线结构,常用CSMA/CD和令牌总线访问控制方式。
总线型结构的缺点:
(1)故障诊断困难;(2)故障隔离困难;(3)中继器等配置;(4)实时性不强
3.1.3 星型拓扑结构
星型的中心节点是主节点,它接收各分散节点的信息再转发给相应节点,具有中继交换和数据处理功能。星型网的结构简单,建网容易,但可靠性差,中心节点是网络的瓶颈,一旦出现故障则全网瘫痪。
星型拓扑结构的访问采用集中式控制策略,采用星型拓扑的交换方式有电路交换和报文交换。
星型拓扑结构的优点:
(1)方便服务;(2)每个连接只接一个设备;(3)集中控制和便于故障诊断;(4)简单的访问协议
星型拓扑结构的缺点:
(1)电缆长度和安装;(2)扩展困难;(3)依赖于中央节点
3.1.4 环型拓扑结构
网络中节点计算机连成环型就成为环型网络。环路上,信息单向从一个节点传送到另一个节点,传送路径固定,没有路径选择问题。环型网络实现简单,适应传输信息量不大的场合。任何节点的故障均导致环路不能正常工作,可靠性较差。
环型网络常使用令牌环来决定哪个节点可以访问通信系统。
环型拓扑结构的优点:
(1)电缆长度短;(2)适用于光纤;(3)网络的实时性好
环型拓扑结构的缺点:
(1)网络扩展配置困难;(2)节点故障引起全网故障;(3)故障诊断困难;(4)拓扑结构影响访问协议
3.1.5 其他类型拓扑结构
1.树型拓扑结构
树型网络是分层结构,适用于分级管理和控制系统。网络中,除叶节点及其联机外,任一节点或联机的故障均只影响其所在支路网络的正常工作。
2.星型环型拓扑结构
3.1.6 拓扑结构的选择原则
拓扑结构的选择往往和传输介质的选择和介质访问控制方法的确定紧密相关。选择拓扑结构时,应该考虑的主要因素有以下几点:
(1)服务可靠性; (2)网络可扩充性; (3)组网费用高低(或性能价格比)。
3.2 ISO/OSI网络参考模型
建立分层结构的原因和意义:
建立计算机网络的根本目的是实现数据通信和资源共享,而通信则是实现所有网络功能的基础和关键。对于网络的广泛实施,国际标准化组织ISO(International Standard Organization),经过多年研究,在1983年提出了开放系统互联参考模型OSI/RM(Reference Model of Open System Interconnection),这是一个定义连接异种计算机的标准主体结构,给网络设计者提供了一个参考规范。
OSI参考模型的层次
OSI参考模型共有七层,由低到高分别是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
1.OSI参考模型的特性
(1)是一种将异构系统互联的分层结构;
(2)提供了控制互联系统交互规则的标准骨架;
(3)定义了一种抽象结构,而并非具体实现的描述;
(4)不同系统上的相同层的实体称为同等层实体;
(5)同等层实体之间的通信由该层的协议管理;
(6)相邻层间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务;
(7)所提供的公共服务是面向连接的或无连接的数据服务;
(8)直接的数据传送仅在最低层实现;
(9)每层完成所定义的功能,修改本层的功能并不影响其它层。
2.有关OSI参考模型的技术术语
在OSI参考模型中,每一层的真正功能是为其上一层提供服务。在对这些功能或服务过程以及协议的描述中,经常使用如下一些技术术语:
(1)数据单元
服务数据单元SDU(Service Data Unit)
协议数据单元PDU(Protocol Data Unit)
接口数据单元IDU(Interface Data Unit)
服务访问点SAP(Service Access Point)
服务原语(Primitive)
(2)面向连接和无连接的服务
下层能够向上层提供的服务有两种基本形式:面向连接和无连接的服务。
面向连接的服务是在数据传输之前先建立连接,主要过程是:建立连接、进行数据传送,拆除链路。面向连接的服务,又称为虚电路服务。
无连接服务没有建立和拆除链路的过程,一般也不采用可靠方式传送。不可靠(无确认)的无连接服务又称为数据报服务。
3.2.1 物理层
物理层是OSI模型的最低层,其任务是实现物理上互连系统间的信息传输。
1.物理层必须具备以下功能
(1)物理连接的建立、维持与释放;2)物理层服务数据单元传输;(3)物理层管理。
2.媒体和互联设备
物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等;
通信用的互联设备如各种插头、插座等;局域网中的各种粗、细同轴电缆,T型接/插头,接收器,发送器,中继器等都属物理层的媒体和连接器。
3.2.2 数据链路层
数据链路可以粗略地理解为数据信道。数据链路层的任务是以物理层为基础,为网络层提供透明的、正确的和有效的传输线路,通过数据链路协议,实施对二进制数据正确、可靠的传输。
数据链路的建立、拆除、对数据的检错、纠错是数据链路层的基本任务。
1.链路层的主要功能
(1)链路管理;(2)帧的装配与分解;(3)帧的同步;(4)流量控制与顺序控制;(5)差错控制;(6)使接收端能区分数据和控制信息;(7)透明传输;(8)寻址
2.数据链路层的主要协议
(1)ISO1745-1975;(2)ISO3309-1984;(3)ISO7776
3.链路层产品
独立的链路产品中最常见的是网卡,网桥也是链路产品。
数据链路层将本质上不可靠的传输媒介变成可靠的传输通路提供给网络层。在IEEE802.3情况下,数据链路层分成两个子层:一个是逻辑链路控制,另一个是媒体访问控制。
3.2.3 网络层
网络层是通信子网与资源子网之间的接口,也是高、低层协议之间的接口层。网络层的主要功能是路由选择、流量控制、传输确认、中断、差错及故障的恢复等。当本地端与目的端不处于同一网络中,网络层将处理这些差异。
1.网络层的主要功能
(1)建立和拆除网络连接;
(2)分段和组块;
(3)有序传输和流量控制;
(4)网络连接多路复用;
(5)路由选择和中继;
(6)差错的检测和恢复;
(7)服务选择
2.网络层提供的服务
OSI/RM中规定,网络层中提供无连接和面向连接两种类型的服务,也称为数据报服务和虚电路服务。
3.路由选择
3.2.4 传输层
传输层是资源子网与通信子网的接口和桥梁。传输层下面三层(属于通信子网)面向数据通信,上面三层(属于资源子网)面向数据处理。因此,传输层位于高层和低层中间,起承上启下的作用。它屏蔽了通信子网中的细节,实现通信子网中端到端的透明传输,完成资源子网中两节点间的逻辑通信。它是负责数据传输的最高一层,也是整个七层协议中最重要和最复杂的一层。
1.传输层的特性
(1)连接与传输;(2)传输层服务
2.传输层的主要功能
3.传输层协议
3.2.5 会话层
会话层、表示层和应用层一起构成OSI/RM的高层,会话层位于OSI模型面向信息处理的高三层中的最下层,它利用传输层提供的端到端数据传输服务,具体实施服务请求者与服务提供者之间的通信,属于进程间通信的范畴。
会话层还对会话活动提供组织和同步所必须的手段,对数据传输提供控制和管理。
1.会话层的主要功能;
(1)提供远程会话地址;
(2)会话建立后的管理;
(3)提供把报文分组重新组成报文的功能
2.会话层提供的服务
(1)会话连接的建立和拆除;
(2)与会话管理有关的服务;
(3)隔离;
(4)出错和恢复控制
3.2.6 表示层
表示层为应用层服务,该服务层处理的是通信双方之间的数据表示问题。为使通信的双方能互相理解所传送信息的含义,表示层就需要把发送方具有的内部格式编码为适于传输的比特流,接收方再将其译码为所需要的表示形式。
数据传送包括语义和语法两个方面的问题。OSI模型中,有关语义的处理由应用层负责,表示层仅完成语法的处理。
1.表示层的主要功能
(1)语法转换;(2)传送语法的选择;(3)常规功能
2.表示层提供的服务
(1)数据转换和格式转换;
(2)语法选择;
(3)数据加密与解密;
(4)文本压缩
3.2.7 应用层
OSI的7层协议从功能划分来看,下面6层主要解决支持网络服务功能所需要的通信和表示问题,应用层则提供完成特定网络功能服务所需要的各种应用协议。
应用层是OSI的最高层,直接面向用户,是计算机网络与最终用户的接口。负责两个应用进程(应用程序或操作员)之间的通信,为网络用户之间的通信提供专用程序。
课后小结:
1.计算机网络的拓扑结构的分类
2.OSI参考模型的层次
课后作业:预习P37~P39

第九讲
教学类型:理论课
教学课题:3.3~3.4
教学目标:
1. 掌握共享介质方式的CSMA/CD和令牌传递两种数据传输控制方式的基本原理
2. 了解几种常见的网络类型
教学重点、难点:理解数据传输控制方式
教学方法:教师讲解、演示、提问;
教学工具:多媒体幻灯片演示
教学内容与过程
导入:提问学生对OSI的七层模型和TCP/IP四层模型的理解。
引导学生总结重要原理并认真加以研究。
教师总结归纳本章重要原理的应用,进入教学课题。
讲授新课:(多媒体幻灯片演示或板书
3.3 数据传输控制方式
数据和信息在网络中是通过信道进行传输的,由于各计算机共享网络公共信道,因此如何进行信道分配,避免或解决通道争用就成为重要的问题,就要求网络必须具备网络的访问控制功能。介质访问控制(MAC)方法是在局域网中对数据传输介质进行访问管理的方法。
3.3.1 具有冲突检测的载波侦听多路访问
冲突检测/载波侦听(CSMA/CD法)
CSMA/CD是基于IEEE802.3标准的以太网中采用的MAC方法,也称为“先听后发、边发边听”。它的工作方式是要传输数据的节点先对通道进行侦听,以确定通道中是否有别的站在传输数据,若信道空闲,该节点就可以占用通道进行传输,反之,该节点将按一定算法等待一段时间后再试,并且在发送过程中进行冲突检测,一旦有冲突立即停止发送。通常采用的算法有三种:非坚持CSMA、1-坚持CSMA、P-坚持CSMA。
目前,常见的局域网,一般都是采用CSMA/CD访问控制方法的逻辑总线型网络。用户只要使用Ethernet网卡,就具备此种功能。

⑨ 急需 (计算机网络的设计与实现)的毕业论文

一篇关于校园网络建设的。可以参考下。

目录

摘要2

Abstract3

第一章案例环境4

1.1.校园网络的现状4

1.2.改造需求5

第二章系统总体设计目标6

第三章系统设计原则7

3.1.实用性7

3.2.开放性7

3.3.先进性7

3.4.可扩充性7

3.5.可靠性7

3.6.安全性7

第四章方案实施9

4.1.方案应用模式9

4.2.结构化布线9

4.3.网络技术选择10

4.3.1.千兆位以太网10

4.3.2.FDDI方案11

4.3.3.ATM方案11

4.3.4.得出结论11

4.3.5.方案特点12

第五章网络设备13

5.1.网络设备组成13

5.2.网络拓扑结构图14

5.3.网络设备配置16

结束语17

致辞18

参考文献19

关于校园网络改造建设

摘要

新世纪的开端,学习和教育成为全人类关注的焦点。只有率先认识到信息技术在现代教育中的重要作用,用它解决教育中的问题,把它作为现代教育的基本工具,才能在全球教育竞争中立于不败之地。校园网作为学校的信息基础设施,和Internet连接后所形成的网络成为整个社会的重要教育基础设施

二十一世纪是信息化时代,办公自动化、网络化、信息化已成为一种必不可少必备条件。

作为基础教学与科研基地的学校自然走在所有行业的最前列,全国各大、中、小学校都在积极建设和完善校园计算机网络。校园网已成为各学校必备的重要信息基础设施,其规模和应用水平已成为衡量学校教学与科研综合实力的一个重要标志。本文就某一具有代表性的大学校园网的建设,研究校园网络改造建设的课题。

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书名:计算机网络(第5版)

作者:Andrew S. Tanenbaum

译者:严伟

豆瓣评分:9.0

出版社:清华大学出版社

出版年份:2012-3-1

页数:739

内容简介:

本书是国内外使用最广泛、最权威的计算机网络经典教材。全书按照网络协议模型自下而上(物理层、数据链路层、介质访问控制层、网络层、传输层和应用层)有系统地介绍了计算机网络的基本原理,并结合Internet给出了大量的协议实例。在讲述网络各层次内容的同时,还与时俱进地引入了最新的网络技术,包括无线网络、3G蜂窝网络、RFID与传感器网络、内容分发与P2P网络、流媒体传输与IP语音,以及延迟容忍网络等。另外,本书针对当前网络应用中日益突出的安全问题,用了一整章的篇幅对计算机网络的安全性进行了深入讨论,而且把相关内容与最新网络技术结合起来阐述。

作者简介:

Andrew S.Tanenbaum获得过美国麻省理工学院的理学学士学位和加利福尼亚大学伯克利分校的哲学博士学位,目前是荷兰阿姆斯特丹Vrije大学的计算机科学系的教授,并领导着一个计算机系统的研究小组。同时,他还是一家计算与图象处理学院的院长,这是由几家大学合作成立的研究生院。尽管社会工作很多,但他并没有中断学术研究。多年来,他在编译技术、操作系统、网络及局域分布式系统方面进行了大量的研究工作。目前的主要研究方向是设计规模达数百万用户的广域分布式系统。在进行这些研究项目的基础上,他在各种学术杂志及会议上发表了70多篇论文。他同时还是5本计算机专着的作者。