摘要 正在整理信息
近年来;随着国家大学生人数的不断扩招;网络工程专业毕业生数量也逐年增加;给应届生求职带来了不小的压力;对于未毕业的大学生来说;除了学习书本知识以外;更应对未来职业方向作一个好的规划;文章是网络工程导论结课论文6篇,供大家借鉴参考。
网络工程导论结课论文第一篇:广播电视光缆传输网络I程施工与技术研究
摘要:当前,广播电视的进步和发展有目共睹,随着数字化时代来临,人们对于广播电视的图像、音质等方面的要求越来越高。为满足人们日益增长的精神需求,需要做好广播电视各个环节的工作。广播电视光缆传输网络工程对于广播电视信号输送有着非常重要的作用,因为现阶段信号传输绝大多数是通过光缆来进行,光缆质量是否良好、设计是否合理、施工是否规范都会对通信信号造成直接影响,因此我们需要重点关注该工程施工关键要素,不断提升工程施工管理水平和施工质量,确保广播电视光缆传输工程高质量完成。本文对光缆传输网络的结构进行了详细分析,对施工技术进行了认真探讨。
Abstract:At present, the progress and development of radio and television are obvious to all. With the advent of the digital age,people have higher and higher requirements on the image and sound quality of radio and television. In order to meet people's growing spiritual needs, we need to do well in all aspects of broadcasting and television. Optical fiber network for transmitting broadcast television network engineering for radio and television signal transmission has a very important role, because at present are mostly by cable, signal transmission cable quality is good, design is reasonable, whether the construction specifications will directly influence on the communication signal, so we need to focus on the project construction is a key element, Constantly improve the level of construction management and construction quality, to ensure the high-quality completion of radio and television cable transmission projects. In this paper, the structure of optical cable transmission network is analyzed in detail, and the construction technology is discussed carefully.
广播电视信号传输的主要载体是光缆,优质的光缆能够将广播电视传输信号以最低损耗传输至用户终端。与传统广播电视信号传输介质电缆相比较,采用光缆传输能够有效解决诸多传统传输过程中遇到的疑难杂症。为确保光缆工程施工顺利开展,需要做好施工前期准备,包括地质勘察、路线规划、材料选取等;在施工过程中,要做好施工管理,内容包含安全管理、施工进度管理、人员管理、资源分配等;工程竣工后,要做好验收工作,如果发现问题要及时整改,避免光缆带病运行。
1 光缆网络传输技术
随着科技发展进步,电视信号传输技术也有了极大发展,运用光缆来进行有线电视信号传输就是新技术的实践应用。光波通过光纤进行传输,光纤是一种玻璃纤维,有着非常精细的制作工艺,能够实现光信号的快速传导。在实际应用中,单模光纤由于自身强度不够,需要在其外部涂覆增加强度的物质,并辅以安全罩,最终形成光缆。
和传统的电缆传输模式相比较,广播电视光缆传输网络有着明显优势。首先,光缆传输损耗较低,能够实施长距离的信号传输,在20km以内无需中继设备,能够满足大部分城市规划建设中对于电视信号传输主干线的需求。并且光纤传输无须设置频率平衡及温度补偿,能够在一定范围内保持频带频率不发生变化。其次,光缆传输容量大、频带宽。单模光缆的带宽即可达到几十G赫兹,多模光缆的带宽高达百兆赫兹,这种高带宽高容量的特质能够支持数百路电视信号的传输。最后光缆传输抗扰能力较强。与传统信号传输模式相比较,光缆传输模式有着较好的抗干扰能力。众所周知,现代城市各种设备设施众多,干扰量极大,光纤是由抗干扰能力较强的石英制作而成,在信号传输时能够提供很好的保护作用,使其不被外界电磁波或自然界雷电所干扰,而且光纤也无需担心电磁泄漏,增加了电视传输信号安全性,可以起到很好的保密效果。
2 光缆传输网络结构分析
光缆敷设可以选择悬空架设、地下直埋和地下管道三种方式。由于光纤抗侧压与抗张性能较差,光纤传输质量很容易受到仪表精准度与施工人员技术水平的影响,而且光缆传输在测试方面较为复杂,因此对于施工工艺要求十分严格。
光缆传输网络结构大致可以分为以下几类:一是星型网络。这种传输结构网络较为常见,有着结构简单、便于管理控制、网络搭建方便等优势,在星型网络的线路当中分布众多光分路器,能够使光信号均匀快速传输,同时有着较广的信号传递范围。二是树状网络。该网络又被称之为分级集中型网络,在该网络任意两个节点之间信号都是单向传输,没有回路,在节点扩充方面有着较大优势。利用树状网络进行信号传输能够节约光缆芯数,从而达到降低成本的效果。三是环形网络。该网络较为封闭,在扩充上有一定难度。但是其双向环状结构使得数据网络有着较高的利用率,而且具备极强的自愈保护功能,运行稳定、安全、可靠,因此在现代网络传输工程中应用十分广泛[1]。
3 光缆施工之前的工作准备
3.1 设计方案制定
光缆施工前需要制定具体施工方案,设计人员一定要深入现场进行实地测量和考察,收集用户分布情况,采取网上问卷调查、电话查询、上门拜访等多种形式进行用户需求调查,将收集到的数据信息进行汇总,利用大数据技术进行综合分析、评估和处理,认真研判用户实际需求,制定有针对性的施工方案,做到设计方案精准度高、可操作性强、经济适用。
3.2 施工材料选择
网络信息传输最为关键的材料就是光缆,如果光缆自身存在质量问题的话势必会影响到网络信息传输。因此,在光缆材料选择时一定要确保质量过关,所有施工材料都必须符合国家入网标准,设备设施确保在有效期内,对于有质量问题的一律不得使用,防止对施工质量产生不良影响。采购的所有材料需经过国家广电总局批准核实后方可入网。
3.3 施工人员准备
施工人员对于整个网络工程建设有着直接影响,要组织具备相应资质、施工管理水平强、经验丰富的施工队伍来进行工程施工。要确保施工队伍有着多年安装光缆的实践经验,所有施工人员均能够熟练使用安装工具,严格按照安全操作规程进行相关施工。
3.4 组织方案确定
在项目工程进场前,有关技术人员要对图纸资料进行熟悉,同时,要组织具备丰富操作经验和现场管理水平的管理人员进行现场勘查,明确施工区域地质、地形地貌、自然气候、交通、待建路由基本走向与大概长度等情况。然后再根据具体勘查结果结合光缆过程自身特点,制定优选方案。如果遇到大型项目工程,一定要进行认真研究、优化组合、反复比较,尽量选择经济适用、安全可靠、经久耐用的建设路由,同时制定多套备选方案,以备不时之需。
3.5 施工方法选择
广播电视(光缆)施工方法主要有直埋、管道、架空三种。直埋光缆需要提前挖掘出管理埋放槽路,在地面上使用水泥柱进行标记,水泥柱标记间距控制在200m~300m之间,编写好编号代码以便后续检修。直埋模式成本低廉,但是存在一定安全隐患,并且光缆出现问题后难以排查。加上城市地表之下情况相对复杂,很容易受到各种工程活动的破坏与干扰,因此并不适合在城市范围内使用。管道光缆敷设模式是在光缆外部安装塑料套管来保护光缆,能够有效防止光缆破损。在进行光缆管道施工时,要注意牵引作业需从中点开始,再向两侧实施牵引,防止光缆在施工时出现破损。管道施工安全性较高,光缆传输效果能够得以充分发挥,并且在后期维护方面也十分方便。尤其是当前许多城市进行的地下综合管廊建设,更是为光缆传输施工提供了极大便利。架空光缆就是将光缆设置在固定杆上,可以最大限度减少光缆网络结构对于铺设位置的需求,在实际运行过程中,架空光缆容易受到自然因素破坏,因此必须强化光缆稳定性,减少牵引摩擦,做好防雷防断裂措施。由于架空光缆移动时极易受到损害,需要在其固定措施上下功夫,采用稳定固定方式,实行规范施工。当遇到铁路、河流等区域施工时,要选择强度较好的光缆线进行施工,提前做好加固工作防止光缆脱落。
4 光缆现场施工管理
4.1 做好安全管控
安全控制是所有工程施工都必须重点关注的问题,安全无小事、时刻记心中;警钟要长鸣,牢记不懈怠。要坚持安全第一原则,实施预防为主措施,确保施工安全。要严格执行安全施工操作流程,制定细化量化安全制度,将安全责任具体到岗到人。施工企业要组织专业管理人员,进行全程监管,制定应急预案,抓好应急演练,有效应对和处置施工过程中有可能发生的问题。由于在实际施工过程中经常会遇到诸多不可控因素,需要相关管理人员根据实际情况采取有效措施予以应对。总的来说,安全施工是所有工程项目施工建设永恒不变的主题,因此,施工人员一定要不断强化自身安全意识,扎实做好安全施工工作。施工杂物要进行规范摆放,预留充足安全距离,禁止将杂物摆放至光缆线地面,不允许在光缆旁边燃点垃圾。要保障线路之间安全距离,防止光缆线路破损[3]。
4.2 实施规范作业
光缆网络工程施工时,作业方法是否规范也会对工程质量造成一定程度的影响。专业技术施工人员在进入现场后,应当与工程负责人及时联系,了解施工情况,积极做好各项工作。所有施工人员必须严格按照设计图纸进行规范施工,要严禁施工团队不按照既定工艺流程私自施工,一些施工团队过度相信自身专业技术能力,认为自己对于整个管理工程施工流程了如指掌,经常会出现私自施工现象,管理人员一定要做好此方面的监管,一旦发现私自施工必须严惩不贷,以儆效尤。施工人员一定要严格按照要求进行作业,比如光缆曲径和传输技术的选择、电力设备之间的连接等,都必须满足技术要求。在光缆敷设前需要检查光缆所经过的所有路由,待确定路由位置后,计算出所需光缆长度,制定好路径施工图,在光缆敷设时一定要选择同一批次裸纤,不得跳号,架设光缆时要按照确定好的路由次序依次布放。同时,要做好光缆弯曲半径的控制,严禁光缆打小圈或者出现着折扭现象[4]。
4.3 进行施工协调
要想实现施工质量与施工进度统筹兼顾,施工企业应当及时跟进,根据现场施工实际与施工方案进行对比,发现有不合理的地方及时进行整改。要完善例会制度,在会上实时汇报施工进度,保障各项工作顺利完成。施工企业对外需要对接好政府以及周边居民等相关利益者,保障工程施工顺畅进行;对外要做好施工团队的沟通协调工作,确保各种资源分配合理。在施工结束后一定要做好施工资料的保管,为接下来的工程验收打下坚实基础。
4.4 注意施工机械安全
对于大型机械操作人员来说,需要具备较强的专业技能,所有操作人员需要持证上岗,并定期进行考核,考核合格者方可上岗操作。在实际施工操作时,要注意空间安全距离的保持,同时做好安全保护措施,确保大型机械施工设备操作安全。
4.5 做好进度质量控制
要对施工质量进行严格把关,虽然大部分光缆传输网络工程在施工时间上有着明确要求,但是切忌因为片面追求施工进度而忽视了施工质量。在施工过程中,相关管理人员要把握好施工进度与施工质量之间的平衡,以严谨周密的施工质量保障措施,有序推进施工工序进展,杜绝返工现象出现。
5 光缆网络工程验收
5.1 施工企业自主验收
施工企业在工程完工后要先组织内部工作人员,以相关技术标准为规范,专业技术人员牵头进行自主验收工作。如果在验收时发现工程质量问题,施工企业需要立即采取有效措施予以整改。施工企业在工程施工过程中,要注意保存好所有与施工相关的资料,包括施工方案、施工合同、安全规章制度等方面内容,在自检验收时,如果发现施工资料不够健全完善,要马上进行相关施工资料的补充完善,为工程移交做好准备[5]。
5.2 验收传输线路、测试光纤
验收人员要按照竣工技术资料具体内容对光缆网络工程进行验收。通常验收采取巡检和抽检两种形式进行,验收重点放在缆线等关键部位。要仔细检查专项关键部位是否符合设计要求,和电力设施之间的距离是否安全,缆线高度、垂度以及保护措施是否到位等。测试光纤传输时提出采取抽测模式,重点关注回波损耗、光纤链路损耗、波形图正常与否等方面,要将测试结果全部登记在册,并制作成纸质档案进行保存,成为工程验收最原始的资料。
5.3 验收工程竣工资料
要对施工企业工程竣工资料进行验收,查看内容是否与实际相符合,并进行严格比对与审核,确保资料完整、准确、真实。
当前,有线电视已经成为人们日常生活不可分割的一部分。广播电视光缆传输网络工程对于人民群众精神生活追求有着积极意义,相关部门要牢牢把握光缆传输网络工程技术要点,严格按照设计方案执行。做好施工材料、工序等多个方面的把控,在确保施工质量的前提下全力提升施工效率,为我国广播电视行业发展奠定坚实基础。
参考文献
[1]申建飞.广播电视光缆传输网络工程施工探讨[J]科学与财富,2018(24):158.
[2]彭艳.广播电视光缆传输网络工程施工浅析[J]数字化用户.2018,24(8):10.
[3]孔罡,刘贺广播电视光缆传输网络工程施工探讨[J]声屏世界,2019(S1):27-28.
[4]陈再佳.广播电视光缆传输网络工程施工与技术研究[J]数字技术与应用,2018,36(1):126-127.
[5]牛俊德,张铭广播电视光缆传输网络工程施工探讨[J]电视指南,2017(9):225.
网络工程导论结课论文第二篇:现代工程网络技术在电子信息工程中的应用
关键词:计算机工程网络技术;电子信息工程;应用意义;应用举措;
摘要:电子信息工程是一门专门研究信息的获取与处理、信息系统的设计与开发的技术学科,对于社会的高质量运行和健康发展起着重要的作用。而计算机工程网络技术有助于提高电子信息工程的发展质量和水平。本文首先对计算机工程网络技术与电子信息工程的基本内容进行简要概述,其次对计算机工程网络技术在电子信息工程中的应用意义进行分析,最后提出具体的应用举措并做出总结。
在当前的互联网信息时代下,计算机工程网络技术在电子信息技术中的应用深度和广度都得到了较为显着的提升,而且对于电子信息工程实现高质量的发展也发挥着积极意义。未来随着社会的不断进步和快速发展,对于更为先进的电子信息技术的需求,将会越来越迫切。因此,就更需要进一步发挥出计算机工程网络技术的优势。
1 计算机工程网络技术与电子信息工程基本内容概述
1.1 计算机工程网络技术
计算机工程网络技术是两种关键技术的结合,分别是计算机工程技术和通信技术。专业技术人员会把这两类技术的优点进行恰当有效的融合,而后形成了计算机工程网络技术。该技术能够显着提高通信技术的速率,因此能够在众多场景中得到广泛的应用。除此之外,计算机工程网络技术也能够让大量的工程计算机实现协同作业,快速实现资源共享,并有效提高技术的有效性和可行性。计算机工程网络技术的快速发展,也与电子设备的升级和换代有着密切的联系。正是在电子设备不断地获得创新和发展的过程中,才能够让计算机工程网络技术的优势得以充分体现。
1.2 电子信息工程
电子信息工程的基本要义是关于信息的获取、分析和处理工作,是利用多项先进技术,去科学有效地处理数据信息的过程。电子信息工程涉及多项先进的技术例如通信技术、电子技术以及信息技术。上述三种技术通过技术人员的调整,而能够恰当地融合到一起。电子信息技术的专业人士不但要能够有效掌握当代先进的电子技术理论知识,而且还要能够具备高超的电子系统设计实践能力和应用能力,需要能够对电子技术的基本运作原理、主要优势与劣势进行科学的判断,恰当地融合多项技术来提高其应用的科学性。
电子信息工程是技术人员通过计算机对电子信息进行科学的处理和分析,控制电子信息的传输路径和渠道,进而建立更加合理且有效的信息网络与系统。除此之外,电子信息工程中的电子设备,只有不断地保持更新和换代,才能够有效提高计算机的运行和处理速率,也就真正能够把电子信息技术的优势发挥出来。而且在电子信息工程中,通过把电子信息技术与先进的设备进行结合,能够显着提高电子信息工程处理问题和解决问题的效率,并且也为自身的快速发展奠定基础。
2 计算机工程网络技术在电子信息工程中的应用意义
2.1 有利于加快信息传输的速度
计算机工程网络技术在电子信息工程中的应用,有利于显着提升信息传输的速度,缩短人们获取信息的时间,对于社会的快速发展和人们日常生活都产生了非常重要的积极影响。当计算机工程网络技术在电子信息工程中得到合理且恰当的应用后,能够有助于电子信息工程中的相关技术人员,极为便捷的获取数据,快速高效的处理数据,既保证了效率又提高了准确度。除此之外,计算机工程网络技术在电子信息工程中的应用,也有利于改变人们的生活方式和社会运转的模式。例如在2020年新冠肺炎疫情爆发最为剧烈的时期,技术人员应用人工智能机器人替代人工完成了多项工作。而人工智能机器人能够得到快速推动和推广的基础,正是得益于先进的计算机工程网络技术。
2.2 有利于增强信息传输的安全度
计算机工程网络技术在电子信息工程中的应用,也有利于增强信息传输的安全程度,保持信息能够在作为安全且可靠的路径中来进行传输,从而为社会运转以及个人生活都能够产生积极作用。现如今很多不法犯罪分子恶意盗取互联网用户的隐私和信息,故意破坏系统的正常运行,对所有互联网用户以及整个社会都带来了极大的安全隐患。但是计算机网络工程技术在电子信息工程中的有效应用,有利于及时发现系统在运行过程中的漏洞,也有利于有效防止不法分子对系统的攻击,有效构建强大的网络防火墙来保证信息的安全性。
2.3 有利于推动电子设备的升级
计算机网络工程技术,在电子信息工程中的应用有利于进一步推动电子设备的不断升级和换代。例如移动通讯设备3G、4G、5G信号的转化,就需要借助计算机网络工程技术,而且也加快了智能化电子设备的不断研发和持续升级。另外计算机工程网络技术在电子信息工程中的应用,也有助于快速实现信息数据以及有关资料的准确汇总、分析和处理,既能保证数据信息传输的安全性,又能够保证其传输的稳定性和高效性。现如今随着计算机工程网络技术在电子信息工程中,应用的和渗透的程度不断提升,电子信息技术的水平和质量更得到了快速的提高,对于颠覆社会发展模式、改变人们的生活方式以及促进经济的快速发展都做出了重要的贡献。
3 计算机工程网络技术在电子信息工程中的应用举措
3.1 积极改善信息传输环节
在当前互联网信息社会下,各种生产要素相互之间重叠交叉,无论是人们的生活还是企业的运转都会产生庞大数量的数据。而有关这些数据如何有效地进行汇总、处理、分析、传输等多个方面的工作,是未来计算机网络工程技术在电子信息工程中的应用举措之一。未来在电子信息工程开展的过程中,要强调计算机工程网络技术对于持续优化信息传输路径上的积极作用,确保信息传输能够在更加稳定、高效、安全的环境中来进行推动,既保证了信息传输的速率,又要保证信息传输的稳定性和可靠性。所以未来计算机工程网络技术在电子信息工程中的应用,要根据实际情况和具体需要,快速搭建广域网,持续改善信息传输的环境。
3.2 积极拓宽资源共享渠道
电子信息工程之所以能够得到快速的发展和广泛的应用,是因为其能够具备非常显着的资源共享功能。并且这也是计算机工程网络技术在电子信息工程中应用的主要着力点。计算机工程网络技术能够将来自多方的信息资源进行恰当的融合和有效的分析,既能够着力提升信息传输的安全性,又能够有效改善信息传输的效率。除此之外,计算机工程网络技术在电子信息工程中科学地进行应用,不仅有助于信息资源的充分整合,而且有利于保证信息的准确度和安全性,确保信息传输的路径能够在100%安全的环境中来进行推动,进一步提升电子信息工程对于社会所产生的积极影响。
3.3 积极促进电子设备的创新
在电子信息工程发挥效力和作用的过程中,电子设备是不可或缺的重要基础。当前随着经济和社会的快速发展,人们对于更加智能化、自动化和科技化的电子设备需求越来越迫切。而要想实现上述目标,必须要依赖于高水平且先进的计算机工程网络技术。计算机工程网络技术在电子信息工程中的科学应用,有助于引导电子设备生产和制造商持续更新技术,研发更加先进的电子设备,从而使电子设备的功能更加丰富、运行速度更快、智能化程度更加显着。除此之外,计算机工程网络技术在电子信息工程中的科学运用,也有利于电子设备产品生产制造厂商中的研发人员,不断研究更加新型且先进的技术,加快技术创新和促进电子设备产品升级换代。
3.4 积极增强信息传输安全
现如今得益于互联网技术的快速发展,人们的生活对于网络的依赖性越来越强烈。但是未来网络仍然需要在计算机工程网络技术的辅助下,才能够得到更加高质量的发展。尤其是对于互联网用户影响最为显着的信息安全,不断增强信息传输安全,有利于保护互联网用户的正常利益以及为推动社会稳定快速发展,计算机工程网络技术在电子信息工程中的应用,能够有助于进一步加快信息传输安全的建设路径,而且还能够有效的弥补系统漏洞。未来计算机工程网络技术在电子信息工程中的应用,要积极构建科学、有效且完整的信息传输保护系统,充分发挥防火墙技术的优势并不断地对其进行升级,从而始终保持防火墙技术能够在防止黑客攻击、弥补系统漏洞,为互联网用户营造安全可靠的网络环境上的发挥积极作用。未来应当进一步扩大计算机工程网络技术在电子信息工程中的应用范围,显着提升技术的稳定性和可靠性,从而保证信息传输的准确性和高效性。将外界干扰因素及时地进行排除,让电子信息工程能够得到高质量的快速发展。
4 总结
综上所述,计算机工程网络技术有利于推动电子信息工程的高质量发展,进而对保障社会的有序运行和经济的快速发展提供重要的帮助。当前信息社会下,人们的生活以及社会的运行都离不开网络。而高质量运行的网络,离不开计算机工程网络技术所发挥的价值。未来要继续深入研究计算机工程网络技术在电子信息工程中应用的着力点,提高渗透质量和渗透水平,为有效促进电子信息工程的快速发展,进而为社会的有序运行奠定基础。
㈢ 计算机网络论文
摘要:无线局域网的覆盖范围为几百米,在这样一个范围内,无线设备可以自由移动,其适合于低移动性的应用环境。而且无线局域网的载频为公用频段,无需另外付费,因而使用无线局域网的成本很低。无线局域网带宽更会发展到上百兆的带宽,能够满足绝大多数用户的带宽要求。基于以上原因,无线局域网在市场赢得热烈的反响,并迅速发展成为一种重要的无线接入互联网的技术。但由于无线局域网应用具有很大的开放性,数据传播范围很难控制,因此无线局域网将面临着更严峻的安个问题。本文在阐述无线局域网安全发展概况的基础上,分析了无线局域网的安全必要性,并从不同方面总结了无线局域网遇到的安全风险,同时重点分析了IEEE802. 11 b标准的安全性、影响因素及其解决方案,最后对无线局域网的安全技术发展趋势进行了展望。
关键词:无线局域网;标准;安全;趋势
前言 无线局域网本质上是一种网络互连技术。无线局域网使用无线电波代替双绞线、同轴电缆等设备,省去了布线的麻烦,组网灵活。无线局域网(WLAN)是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它既可满足各类便携机的入网要求,也可实现计算机局域网远端接入、图文传真、电子邮件等功能。无线局域网技术作为一种网络接入手段,能迅速地应用于需要在移动中联网和在网间漫游的场合,并在不易架设有线的地力和远冲离的数据处理节点提供强大的网络支持。因此,WLAN已在军队、石化、医护管理、工厂车间、库存控制、展览和会议、金融服务、旅游服务、移动办公系统等行业中得到了应用,受到了广泛的青睐,已成为无线通信与Internet技术相结合的新兴发展力向之一。WLAN的最大优点就是实现了网络互连的可移动性,它能大幅提高用户访问信息的及时性和有效性,还可以克服线缆限制引起的不便性。但由于无线局域网应用具有很大的开放性,数据传播范围很难控制,因此无线局域网将面临着更严峻的安全问题。
1. 无线局域网安全发展概况
无线局域网802.11b公布之后,迅速成为事实标准。遗憾的是,从它的诞生开始,其安全协议WEP就受到人们的质疑。美国加州大学伯克利分校的Borisov,Goldberg和Wagner最早发表论文指出了WEP协议中存在的设计失误,接下来信息安全研究人员发表了大量论文详细讨论了WEP协议中的安全缺陷,并与工程技术人员协作,在实验中破译了经WEP协议加密的无线传输数据。现在,能够截获无线传输数据的硬件设备己经能够在市场上买到,能够对所截获数据进行解密的黑客软件也已经能够在因特网上下载。WEP不安全己经成一个广为人知的事情,人们期待WEP在安全性方面有质的变化,新的增强的无线局域网安全标准应运而生[1]。
我国从2001年开始着手制定无线局域网安全标准,经过西安电子科技大学、西安邮电学院、西电捷通无线网络通信有限公司等院校和企业的联合攻关,历时两年多制定了无线认证和保密基础设施WAPI,并成为国家标准,于2003年12月执行。WAPI使用公钥技术,在可信第三方存在的条件下,由其验证移动终端和接入点是否持有合法的证书,以期完成双向认证、接入控制、会话密钥生成等目标,达到安全通信的目的。WAPI在基本结构上由移动终端、接入点和认证服务单元三部分组成,类似于802.11工作组制定的安全草案中的基本认证结构。同时我国的密码算法一般是不公开的,WAPI标准虽然是公开发布的,然而对其安全性的讨论在学术界和工程界目前还没有展开[2]。
增强的安全草案也是历经两年多时间定下了基本的安全框架。其间每个月至少召开一次会议,会议的文档可以从互联网上下载,从中可以看到一些有趣的现象,例如AES-OCB算法,开始工作组决定使用该算法作为无线局域网未来的安全算法,一年后提议另外一种算法CCMP作为候选,AES-OSB作为缺省,半年后又提议CCMP作为缺省,AES-OCB作为候选,又过了几个月,干脆把AES-OCB算法完全删除,只使用CCMP算法作为缺省的未来无线局域网的算法。其它的例子还有很多。从这样的发展过程中,我们能够更加清楚地认识到无线局域网安全标准的方方面面,有利于无线局域网安全的研究[3][4]。
2.无线局域网的安全必要性
WLAN在为用户带来巨大便利的同时,也存在着许多安全上的问题。由于WLAN 通过无线电波在空中传输数据,不能采用类似有线网络那样的通过保护通信线路的方式来保护通信安全,所以在数据发射机覆盖区域内的几乎任何一个WLAN用户都能接触到这些数据,要将WLAN发射的数据仅仅传送给一名目标接收者是不可能的。而防火墙对通过无线电波进行的网络通讯起不了作用,任何人在视距范围之内都可以截获和插入数据。因此,虽然无线网络和WLAN的应用扩展了网络用户的自由,它安装时间短,增加用户或更改网络结构时灵活、经济,可提供无线覆盖范围内的全功能漫游服务。然而,这种自由也同时带来了新的挑战,这些挑战其中就包括安全性。WLAN 必须考虑的安全要素有三个:信息保密、身份验证和访问控制。如果这三个要素都没有问题了,就不仅能保护传输中的信息免受危害,还能保护网络和移动设备免受危害。难就难在如何使用一个简单易用的解决方案,同时获得这三个安全要素。国外一些最新的技术研究报告指出,针对目前应用最广泛的802.11bWLAN 标准的攻击和窃听事件正越来越频繁[5],故对WLAN安全性研究,特别是广泛使用的IEEE802.11WLAN的安全性研究,发现其可能存在的安全缺陷,研究相应的改进措施,提出新的改进方案,对 WLAN 技术的使用、研究和发展都有着深远的影响。
同有线网络相比,无线局域网无线传输的天然特性使得其物理安全脆弱得多,所以首先要加强这一方面的安全性。
无线局域网中的设备在实际通信时是逐跳的方式,要么是用户设备发数据给接入设备,饭由接入设备转发,要么是两台用户设备直接通信,每一种通信方式都可以用链路层加密的方法来实现至少与有线连接同等的安全性。无线信号可能被侦听,但是,如果把无线信号承载的数据变成密文,并且,如果加密强度够高的话,侦听者获得有用数据的可能性很小。另外,无线信号可能被修改或者伪造,但是,如果对无线信号承载的数据增加一部分由该数据和用户掌握的某种秘密生成的冗余数据,以使得接收方可以检测到数据是杏被更改,那么,对于无线信号的更改将会徒劳无功。而秘密的独有性也将使得伪造数据被误认为是合法数据的可能性极小。
这样,通过数据加密和数据完整性校验就可以为无线局域网提供一个类似有线网的物理安全的保护。对于无线局域网中的主机,面临病毒威胁时,可以用最先进的防毒措施和最新的杀毒工具来给系统增加安全外壳,比如安装硬件形式的病毒卡预防病毒,或者安装软件用来时实检测系统异常。PC机和笔记本电脑等设备己经和病毒进行了若千年的对抗,接下来的无线设备如何与病毒对抗还是一个待开发领域。
对于DOS攻击或者DDOS攻击,可以增加一个网关,使用数据包过滤或其它路由设置,将恶意数据拦截在网络外部;通过对外部网络隐藏接入设备的IP地址,可以减小风险。对于内部的恶意用户,则要通过审计分析,网络安全检测等手段找出恶意用户,并辅以其它管理手段来杜绝来自内部的攻击。硬件丢失的威胁要求必须能通过某种秘密或者生物特征等方式来绑定硬件设备和用户,并且对于用户的认证也必须基于用户的身份而不是硬件来完成。例如,用MAC地址来认证用户是不适当的[5]。
除了以上的可能需求之外,根据不同的使用者,还会有不同的安全需求,对于安全性要求很高的用户,可能对于传输的数据要求有不可抵赖性,对于进出无线局域网的数据要求有防泄密措施,要求无线局域网瘫痪后能够迅速恢复等等。所以,无线局域网的安全系统不可能提供所有的安全保证,只能结合用户的具体需求,结合其它的安全系统来一起提供安全服务,构建安全的网络。
当考虑与其它安全系统的合作时,无线局域网的安全将限于提供数据的机密性服务,数据的完整性服务,提供身份识别框架和接入控制框架,完成用户的认证授权,信息的传输安全等安全业务。对于防病毒,防泄密,数据传输的不可抵赖,降低DoS攻击的风险等都将在具体的网络配置中与其它安全系统合作来实现。
3.无线局域网安全风险
安全风险是指无线局域网中的资源面临的威胁。无线局域网的资源,包括了在无线信道上传输的数据和无线局域网中的主机。
3.1 无线信道上传输的数据所面临的威胁
由于无线电波可以绕过障碍物向外传播,因此,无线局域网中的信号是可以在一定覆盖范围内接听到而不被察觉的。这如用收音机收听广播的情况一样,人们在电台发射塔的覆盖范围内总可以用收音机收听广播,如果收音机的灵敏度高一些,就可以收听到远一些的发射台发出的信号。当然,无线局域网的无线信号的接收并不像收音机那么简单,但只要有相应的设备,总是可以接收到无线局域网的信号,并可以按照信号的封装格式打开数据包,读取数据的内容[6]。
另外,只要按照无线局域网规定的格式封装数据包,把数据放到网络上发送时也可以被其它的设备读取,并且,如果使用一些信号截获技术,还可以把某个数据包拦截、修改,然后重新发送,而数据包的接收者并不能察觉。
因此,无线信道上传输的数据可能会被侦听、修改、伪造,对无线网络的正常通信产生了极大的干扰,并有可能造成经济损失。
3.2 无线局域网中主机面临的威胁
无线局域网是用无线技术把多台主机联系在一起构成的网络。对于主机的攻击可能会以病毒的形式出现,除了目前有线网络上流行的病毒之外,还可能会出现专门针对无线局域网移动设备,比如手机或者PDA的无线病毒。当无线局域网与无线广域网或者有线的国际互联网连接之后,无线病毒的威胁可能会加剧。
对于无线局域网中的接入设备,可能会遭受来自外部网或者内部网的拒绝服务攻击。当无线局域网和外部网接通后,如果把IP地址直接暴露给外部网,那么针对该IP的Dog或者DDoS会使得接入设备无法完成正常服务,造成网络瘫痪。当某个恶意用户接入网络后,通过持续的发送垃圾数据或者利用IP层协议的一些漏洞会造成接入设备工作缓慢或者因资源耗尽而崩溃,造成系统混乱。无线局域网中的用户设备具有一定的可移动性和通常比较高的价值,这造成的一个负面影响是用户设备容易丢失。硬件设备的丢失会使得基于硬件的身份识别失效,同时硬件设备中的所有数据都可能会泄漏。
这样,无线局域网中主机的操作系统面临着病毒的挑战,接入设备面临着拒绝服务攻击的威胁,用户设备则要考虑丢失的后果。
4.无线局域网安全性
无线局域网与有线局域网紧密地结合在一起,并且己经成为市场的主流产品。在无线局域网上,数据传输是通过无线电波在空中广播的,因此在发射机覆盖范围内数据可以被任何无线局域网终端接收。安装一套无线局域网就好象在任何地方都放置了以太网接口。因此,无线局域网的用户主要关心的是网络的安全性,主要包括接入控制和加密两个方面。除非无线局域网能够提供等同于有线局域网的安全性和管理能力,否则人们还是对使用无线局域网存在顾虑。
4.1 IEEE802. 11 b标准的安全性
IEEE 802.11b标准定义了两种方法实现无线局域网的接入控制和加密:系统ID(SSID)和有线对等加密(WEP)[7][8]。
4.1.1认证
当一个站点与另一个站点建立网络连接之前,必须首先通过认证。执行认证的站点发送一个管理认证帧到一个相应的站点。IEEE 802.11b标准详细定义了两种认证服务:一开放系统认证(Open System Authentication):是802.11b默认的认证方式。这种认证方式非常简单,分为两步:首先,想认证另一站点的站点发送一个含有发送站点身份的认证管理帧;然后,接收站发回一个提醒它是否识别认证站点身份的帧。一共享密钥认证(Shared Key Authentication ):这种认证先假定每个站点通过一个独立于802.11网络的安全信道,已经接收到一个秘密共享密钥,然后这些站点通过共享密钥的加密认证,加密算法是有线等价加密(WEP )。
4. 1 .2 WEP
IEEE 802.11b规定了一个可选择的加密称为有线对等加密,即WEP。WEP提供一种无线局域网数据流的安全方法。WEP是一种对称加密,加密和解密的密钥及算法相同。WEP的目标是:接入控制:防止未授权用户接入网络,他们没有正确的WEP密钥。
加密:通过加密和只允许有正确WEP密钥的用户解密来保护数据流。
IEEE 802.11b标准提供了两种用于无线局域网的WEP加密方案。第一种方案可提供四个缺省密钥以供所有的终端共享一包括一个子系统内的所有接入点和客户适配器。当用户得到缺省密钥以后,就可以与子系统内所有用户安全地通信。缺省密钥存在的问题是当它被广泛分配时可能会危及安全。第二种方案中是在每一个客户适配器建立一个与其它用户联系的密钥表。该方案比第一种方案更加安全,但随着终端数量的增加给每一个终端分配密钥很困难。
4.2 影响安全的因素[9][10]
4. 2. 1硬件设备
在现有的WLAN产品中,常用的加密方法是给用户静态分配一个密钥,该密钥或者存储在磁盘上或者存储在无线局域网客户适配器的存储器上。这样,拥有客户适配器就有了MAC地址和WEP密钥并可用它接入到接入点。如果多个用户共享一个客户适配器,这些用户有效地共享MAC地址和WEP密钥。
当一个客户适配器丢失或被窃的时候,合法用户没有MAC地址和WEP密钥不能接入,但非法用户可以。网络管理系统不可能检测到这种问题,因此用户必须立即通知网络管理员。接到通知后,网络管理员必须改变接入到MAC地址的安全表和WEP密钥,并给与丢失或被窃的客户适配器使用相同密钥的客户适配器重新编码静态加密密钥。客户端越多,重新编码WEP密钥的数量越大。
4.2.2虚假接入点
IEEE802. 1 1b共享密钥认证表采用单向认证,而不是互相认证。接入点鉴别用户,但用户不能鉴别接入点。如果一个虚假接入点放在无线局域网内,它可以通过劫持合法用户的客户适配器进行拒绝服务或攻击。
因此在用户和认证服务器之间进行相互认证是需要的,每一方在合理的时间内证明自己是合法的。因为用户和认证服务器是通过接入点进行通信的,接入点必须支持相互认证。相互认证使检测和隔离虚假接入点成为可能。
4.2.3其它安全问题
标准WEP支持对每一组加密但不支持对每一组认证。从响应和传送的数据包中一个黑客可以重建一个数据流,组成欺骗性数据包。减轻这种安全威胁的方法是经常更换WEP密钥。通过监测工EEE802. 11 b控制信道和数据信道,黑客可以得到如下信息:客户端和接入点MAC地址,内部主机MAC地址,上网时间。黑客可以利用这些信息研究提供给用户或设备的详细资料。为减少这种黑客活动,一个终端应该使用每一个时期的WEP密钥。
4.3 完整的安全解决方案
无线局域网完整的安全方案以IEEE802.11b比为基础,是一个标准的开放式的安全方案,它能为用户提供最强的安全保障,确保从控制中心进行有效的集中管理。它的核心部分是:
扩展认证协议(Extensible Authentication Protocol,EAP),是远程认证拨入用户服务(RADIUS)的扩展。可以使无线客户适配器与RADIUS服务器通信。
当无线局域网执行安全保密方案时,在一个BSS范围内的站点只有通过认证以后才能与接入点结合。当站点在网络登录对话框或类似的东西内输入用户名和密码时,客户端和RADIUS服务器(或其它认证服务器)进行双向认证,客户通过提供用户名和密码来认证。然后RADIUS服务器和用户服务器确定客户端在当前登录期内使用的WEP密钥。所有的敏感信息,如密码,都要加密使免于攻击。
这种方案认证的过程是:一个站点要与一个接入点连接。除非站点成功登录到网络,否则接入点将禁止站点使用网络资源。用户在网络登录对话框和类似的结构中输入用户名和密码。用IEEE802. lx协议,站点和RADIUS服务器在有线局域网上通过接入点进行双向认证。可以使用几个认证方法中的一个。
相互认证成功完成后,RADIUS服务器和用户确定一个WEP密钥来区分用户并提供给用户适当等级的网络接入。以此给每一个用户提供与有线交换几乎相同的安全性。用户加载这个密钥并在该登录期内使用。
RADIUS服务器发送给用户的WEP密钥,称为时期密钥。接入点用时期密钥加密它的广播密钥并把加密密钥发送给用户,用户用时期密钥来解密。用户和接入点激活WEP,在这时期剩余的时间内用时期密钥和广播密钥通信。
网络安全性指的是防止信息和资源的丢失、破坏和不适当的使用。无论有线络还是无线网络都必须防止物理上的损害、窃听、非法接入和各种内部(合法用户)的攻击。
无线网络传播数据所覆盖的区域可能会超出一个组织物理上控制的区域,这样就存在电子破坏(或干扰)的可能性。无线网络具有各种内在的安全机制,其代码清理和模式跳跃是随机的。在整个传输过程中,频率波段和调制不断变化,计时和解码采用不规则技术。
正是可选择的加密运算法则和IEEE 802.11的规定要求无线网络至少要和有线网络(不使用加密技术)一样安全。其中,认证提供接入控制,减少网络的非法使用,加密则可以减少破坏和窃听。目前,在基本的WEP安全机制之外,更多的安全机制正在出现和发展之中[12]。
5.无线局域网安全技术的发展趋势
目前无线局域网的发展势头十分强劲,但是起真正的应用前景还不是十分的明朗。主要表现在:一是真正的安全保障;二个是将来的技术发展方向;三是WLAN有什么比较好的应用模式;四是WLAN的终端除PCMCIA卡、PDA有没有其他更好的形式;五是WLAN的市场规模。看来无线局域网真正的腾飞并非一己之事[13]。
无线局域网同样需要与其他已经成熟的网络进行互动,达到互利互惠的目的。欧洲是GSM网的天下,而WLAN的崛起使得他们开始考虑WLAN和3G的互通,两者之间的优势互补性必将使得WLAN与广域网的融合迅速发展。现在国内中兴通讯己经实现了WLAN和CI}IVIA系统的互通,而对于使用中兴设备的WLAN与GSM/GPRS系统的互通也提出了解决方案,这条路必定越走越宽。
互通中的安全问题也必然首当其冲,IEEE的无线局域网工作组己经决定将EAP-SIIVI纳入无线局域网安全标准系列里面,并且与3G互通的认证标准EAP-AID也成为讨论的焦点。
无线网络的互通,现在是一个趋势。802.11工作组新成立了WIG(Wireless lnterworking Grouq),该工作组的目的在于使现存的符合ETSI,IEEE,MMAC所制订的标准的无线域网之间实现互通。另外3GPP也给出了无线局域网和3G互通的两个草案,定义了互通的基本需求,基本模型和基本框架。还有就是爱立信公司的一份文档给出了在现有的网络基础上,实现无线局域网和G1VIS/GPRS的互通。
不同类型无线局域网互通标准的制定,使得用户可以使用同一设备接入无线局域网。3G和无线局域网的互通者可以使用户在一个运营商那里注册,就可以在各地接入。当然,用户享用上述方便的同时,必然会使运营商或制造商获得利润,而利润的驱动,则是这个互通风潮的根本动力。为了达到互通的安全,有以下需求:支持传统的无线局域网设备,对用户端设备,比如客户端软件,影响要最小,对经营者管理和维护客户端SW的要求要尽量少,应该支持现存的UICC卡,不应该要求该卡有任何改动,敏感数据,比如存在UICC卡中的长期密钥不能传输。对于UICC卡的认证接口应该是基于该密钥的Challenge-, Response模式。用户对无线局域网接入的安全级别应该和3GPP接入一样,应该支持双向认证,所选的认证方案应该顾及到授权服务,应该支持无线局域网接入NW的密钥分配方法,无线局域网与3GPP互通所选择的认证机制至少要提供3 GPP系统认证的安全级别,无线局域网的重连接不应该危及3GPP系统重连接的安全,所选择的无线局域网认证机制应该支持会话密钥素材的协商,所选择的无线局域网密钥协商和密钥分配机制应该能防止中间人攻击。也就是说中间人不能得到会话密钥素材,无线局域网技术应当保证无线局域网UE和无线局域网AN的特定的认证后建立的连接可以使用生成的密钥素材来保证完整性。所有的用于用户和网络进行认证的长期的安全要素应该可以在一张UICC卡中存下[14]。
对于非漫游情况的互通时,这种情况是指当用户接入的热点地区是在3GPP的归属网络范围内。简单地说,就是用户在运营商那里注册,然后在该运营商的本地网络范围内的热点地区接入时的一种情况。无线局域网与3G网络安全单元功能如下:UE(用户设备)、3G-AAA(移动网络的认证、授权和计帐服务器)、HSS(归属业务服务器)、CG/CCF(支付网关/支付采集功能)、OCS(在线计帐系统)。
对于漫游的互通情况时,3G网络是个全域性网络借助3G网络的全域性也可以实现无线局域网的漫游。在漫游情况下,一种常用的方法是将归属网络和访问网络分开,归属网络AAA服务作为认证的代理找到用户所注册的归属网络。
在无线局域网与3G互通中有如下认证要求:该认证流程从用户设备到无线局域网连接开始。使用EAP方法,顺次封装基于USIM的用户ID,AKA-Challenge消息。具体的认证在用户设备和3GPAAA服务器之间展开。走的是AKA过程,有一点不同在于在认证服务器要检查用户是否有接入无线局域网的权限。
上述互通方案要求客户端有能够接入无线局域网的网卡,同时还要实现USIM或者SIM的功能。服务网络要求修改用户权限表,增加对于无线局域网的接入权限的判断。
无线局域网的崛起使得人们开始考虑无线局域网和3G的互通,两者之间的优势互补性必将使得无线局域网与广域网的融合迅速发展。现在国内中兴通讯已经实现了无线局域网和CDMA系统的互通,而对于使用中兴设备的无线局域网与GSM/GPRS系统的互通也提出了解决方案,这条路必定越走越宽。
参考文献:
[1] 郭峰,曾兴雯,刘乃安,《无线局域网》,电子工业出版杜,1997
[2] 冯锡生,朱荣,《无线数据通信》1997
[3] 你震亚,《现代计算机网络教程》,电子工业出版社,1999
[4] 刘元安,《宽带无线接入和无线局域网》,北京邮电大学出版社,2000
[5] 吴伟陵,《移动通信中的关键技术》,北京邮电大学出版社,2000
[6] 张公忠,陈锦章,《当代组网技术》,清华大学出版社,2000
[7] 牛伟,郭世泽,吴志军等,《无线局域网》,人民邮电出版社,2003
[8] Jeffrey Wheat,《无线网络设计》,莫蓉蓉等译,机械工业出版社,2002
[9] Gil Held,《构建无线局域网》,沈金龙等泽,人民邮电出版社,2002
[10] Christian Barnes等,《无线网络安全防护》,林生等译,机械工业出版社.2003
[11] Juha Heiskala等,《OFDM无线局域网》,畅晓春等译,电子工业出版社,2003
[12] Eric Ouellet等,《构建Cisco无线局域网》,张颖译,科学出版社,2003
参考下 需要原创的找我说明
㈣ 计算机网络在铁路系统中的应用
计算机网络在铁路机务管理中的应用
摘 要:随着Internet/Intranet(互联网/企业网)技术的飞速发展,计算机网络、大型数据库及分布式计算机技术应用越来越广泛。传统的作业模式已不能实现现在生产的需要,我段于2003年建立了自己的局域网,要求彻底甩掉纸张、铅笔、尺子、实物铭牌、黑板等传统手工作业模式,充分实现信息资源完全共享,达到铁路运用管理自动化、智能化、科学化。如何更好的使用网络资源,实现及时、准确掌握机车信息、乘务员信息、了解机车动态,成为摆在我们面前的一项重要工作。同时机务运用管理是保障运输安全生产的一个重要组成部分,因而建立高效率、高标准、高质量的机务运用管理系统显得尤为重要。因此,我们于2005年3月份开始编制新乡机务段运用管理系统。
关键词:网络、数据库、机车、运用、调度、计划
1 系统使用模式、结构及硬软件配置
2.1 系统使用模式
本系统采用的是客户机/服务器(C/S)模式,其具有显着的优点:联网简单,硬件便于维护。因而针对机务段的具体情况,采用了客户机/服务器(C/S)模式。实践证明,这种模式效率高,维护简单,更加适应铁路系统的具体情况。
2.2 系统硬件构成
本系统主要由一套双机备份数据库服务器,多台班组工作站及多台管理工作站组成,其网络布局采用星型结构。在这种结构中,各个工作站处于相互对等的地位,都可通过网络与服务器进行数据交换,且计算机硬件配置要求不高。
2.3 系统软件配置
采用Delphi 7.0面向对象的可视化开发工具作为前端开发平台。服务器的配置是 Windows Server 2000操作系统+ SQL Server 2000 数据库。客户端的配置是Windows 2000或Windows XP 操作系统。
2 开发原则
2.1 规范化原则
程序界面设计遵循MIS(Manager Information System)系统人机界面设计的基本原则:以通信功能作为界面设计的核心、界面始终保持一致、界面友好使用方便。
2.2 安全稳定原则
通过采用服务器双机热备技术,来提高服务器的可靠性和数据的可靠性:通过设置用户和密码来实现操作的安全性,防止越权操作;通过容错处理,提高程序运行稳定性。
2.3 先进性原则
该系统采用Windows Server 2000操作系统和 SQL Server 2000 关系型数据库,并采用客户机/服务器(C/S)模式。
3 运用管理系统介绍
3.1 总体框架
运用管理系统包括6个子系统,每个子系统界面均采取以往软件的菜单方式,便于用户熟悉和操作。系统包括机车计划子系统、人事派班子系统、待班室叫班管理子系统、乘务员人铭牌管理子系统、乘务员出勤管理子系统、 乘务员退勤管理子系统。
㈤ 计算机网络的主要性能指标有哪些
性能指标从不同的方面来度量计算机网络的性能。
1、速率
计算机发送出的信号都是数字形式的。比特(bit)是计算机中的数据量的单位,也是信息论中使用的信息量单位。英文字bit来源binarydigit(一个二进制数字),因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。网络技术中的速率指的是链接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率,也称为数据率(datarate)或者比特率(bitrate)。速率的单位是b/s(比特每秒)或者bit/s,也可以写为bps,即bitpersecond。当数据率较高时,可以使用kb/s(k=10^3=千)、Mb/s(M=10^6=兆)、Gb/s(G=10^9=吉)或者Tb/s(T=10^12=太)。现在一般常用更简单并不是很严格的记法来描述网络的速率,如100M以太网,而省略了b/s,意思为数据率为100Mb/s的以太网。这里的数据率通常指额定速率。
2、带宽
带宽本上包含两种含义:
(1)带宽本来指某个信号具有的频带宽度。信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。例如,在传统的通信线路上传送的电话信号的标准带宽是3.1kHz(从300Hz到3.1kHz,即声音的主要成分的频率范围)。这种意义的带宽的单位是赫兹。在以前的通信的主干线路传送的是模拟信号(即连续变化的信号)。因此,表示通信线路允许通过的信号频带范围即为线路的带宽。
(2)在计算机网络中,贷款用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力,因此网络带宽表示在单位时间内从网络的某一点到另一点所能通过的“最高数据量“。这种意义的带宽的单位是”比特每秒“,即为b/s。子这种单位的前面也通常加上千(k)、兆(M)、吉(G)、太(T)这样的倍数。
3、吞吐量
吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量进场用于对现实世界中的网络的一种测量,以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。显然,吞吐量受到网络的带宽或网络的额定速率的限制。例如,对于一个100Mb/s的以太网,其额定速率为100Mb/s,那么这个数值也是该以太网的吞吐量的绝对上限值。因此,对100Mb/s的以太网,其典型的吞吐量可能只有70Mb/s。
4、时延
时延指数据(一个报文或者分组)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。时延是一个非常重要的性能指标,也可以称为延迟或者迟延。
网络中的时延由以下几部分组成:
(1)发送时延发送时延是主机或路由器发送数据帧所需要的时间,也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需时间。发送时延也可以称为传输时延。发送的时延=数据帧长度(b)/发送速率(b/s)。
对于一定的网络,发送时延并非固定不变,而是与发送的帧长成正比,与发送数率成反比。
(2)传播时延传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。
传播时延=信道长度(m)/电磁波在信道上的传播数率(m/s)
电磁波在自由空间的传播速率是光速,即3.0×10^5km/s。电磁波在网络传输媒体中的传播速率比在自由空间低一些,在铜线电缆中的传播速率约为2.3×10^5km/s,在光纤中的传播速率约为2.0×10^5km/s。
(3)处理时延主机或路由器在收到分组时需要花费一定的时间处理,分析分组首部、从分组中提取数据部分、进行差错检验、查到适当路由等,这就产生了处理时延。
(4)排队时延分组在经过网络传输时,要经过许多的路由器。但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。在路由器确定了转发接口后,还要在输出队列中排队等待转发。这就产生了排队延时。排队延时通常取决于网络当时的通信量。
这样数据在网络中尽力的总延时就是
总延时=发送延时+传播延时+处理延时+排队延时
对于高速网络链路,提高的仅仅是数据的发送数率而不是比特在链路上的传播速率。荷载信息的电磁波在通信线路上的传播速率与数据的发送速率并无关系。提高的数据的发送速率只是减小了数据的发送时延。
5、时延带宽积
把以上两个网络性能的两个度量,传播时延和带宽相乘,就等到另外一个度量:传播时延带宽积,即
时延带宽积=传播时延×带宽
例如,传播时延为20ms,带宽为10Mb/s,则时延带宽积=20×10×10^3/1000=2×10^5bit。这就表示,若发送端连续发送数据,则在发送的第一个比特即将达到终点时,发送端就已经发送了20万个比特,而这20万个bit都在链路上向前移动。
6、往返时间RTT
在计算机网络中,往返时间RTT也是一个重要的性能指标,表示从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收方的确认,总共经历的时间。对于上面提到的例子,往返时间RTT就是40ms,而往返时间和带宽的乘积是4×10^5(bit)。
显然,往返时间与所发送的分组长度有关。发送很长的数据块的往返时间,应当比发送很短的数据块往返时间要多些。
往返时间带宽积的意义就是当发送方连续发送数据时,即能够及时收到对方的确认,但已经将许多比特发送到链路上了。对于上述例子,假定数据的接收方及时发现了差错,并告知发送发,使发送方立即停止发送,但也已经发送了40万个比特了。
7、利用率
利用率有信道利用率和网络利用率。信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的。网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。信道利用率并非越高越好。这是因为,根据排队的理论,当某信道的利用率增大时,该信道引起的时延也就迅速增加。
如果D0表示网络空闲时的时延,D表示当前网络时延,可以用简单公式(D=D0/(1-U)来表示D,D0和利用率U之间的关系。U数值在0和1之间。当网络的利用率接近最大值1时,网络的时延就趋近于无穷大。
㈥ 什么是计算机网络它主要涉及哪几方面的技术它的主要功能是
计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
功能
1、数据通信
数据通信是计算机网络的最主要的功能之一。数据通信是依照一定的通信协议,利用数据传输技术在两个终端之间传递数据信息的一种通信方式和通信业务。
2、资源共享
资源共享是人们建立计算机网络的主要目的之一。计算机资源包括硬件资源、软件资源和数据资源。硬件资源的共享可以提高设备的利用率,避免设备的重复投资,如利用计算机网络建立网络打印机。
(6)计算机网络6大关键词扩展阅读:
计算机网络的意义:
1、网络是文化的载体。
人类的发展是一个文化积累的过程,人类文化的载体同样也经历了一个不断创新发展的过程。中国古代曾用过竹简、帛等作为文化载体,引起文化载体最伟大最深刻变革的是纸的发明。
迄今为止,纸仍然是保存展现文化的最常用最便捷的载体。信息网络的出现,是在现代科学技术基础上文化载体的又一次质的飞跃。
2、网络是文化传播的重要媒介。
网络对于信息的转输功能,也是网络的基本功能之一,网络的这一功能,使之成为了一种新的传播媒介。在现代社会,报纸是纸质媒体,广播、电视是声像媒体,网络被称为报纸、广播、电视之外的第四媒介。在信息网络中,信息资源的传输过程,就是文化的交流与传播过程。
㈦ 电脑行业关键词有什么
IT,信息技术,硬件,软件,软件工程,网络,web,网络安全,数据库,多媒体,网络技术,网络工程太多了,计算机行业是个很广的概念,这个问题这么问太笼统了。
㈧ 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。
㈨ 计算机网络的定义是什么
计算机网络,是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
简单地说,计算机网络就是通过电缆、电话线或无线通讯将两台以上的计算机互连起来的集合。