‘壹’ 通信网络是如何组建的,具体的网络架构是怎样(从大的宏观方面讲,谢谢)
网络从大到小:
物联网------英特网------广域网------城域网------局域网(电话网现在也已经融入到了物联网了,和英特网接轨了)
网络架构:(数据通信原理的角度)
现在基本都是基于AS的模式,即用户和服务器。即我们平时上网,我们的电脑就是客户机,比如你登陆到网络,那么网络那边就是服务器。网络通信是建立在分层的基础之上。
OSI开放系统互连模型有七层:
物理层---数据链路层---网络层---传输层---会话层---表示层---应用层
OSI模型只是一个标准,现在比较流行的事TCP/IP模型:
接口层---网际层-传输层---应用层。
上面两个模型都有它的局限性,现在的网络可以划分出这样一个理想的模型:
物理层---数据链路层---网络层---传输层---应用层
像集线器是工作在第一层,即物理层,网桥工作在第二层,交换机也是第二层,路由器是第三层,即网络层,而功能更强大的网关工作在这三层以上。
怎么说呢,网络是个很深的东西,不像单纯的硬件,或是软件,要想在网络通信方面有点建树,软件要会,硬件也要会,并且计算机网络也必须过关,这样才有可能学好网络。。。
‘贰’ 一个完整的无线通信由哪几部分组成画出其组成框图!
无线通信系统
组成:发送设备+接收设备+传输媒体。
1. 发送设备
(1)变换器(换能器):将被发送的信息变换为电信号。例如话筒将声音变为电信号。
(2)发射机:将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电振荡。
(3)天线:将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。
2. 传输媒体——电磁波
在自由空间中, 波长与频率存在以下关系: c = f λ式中: c为光速, f 和λ分别为无线电波的频率和波长, 因此, 无线电波也可以认为是一种频率相对较低的电磁波。 对频率或波长进行分段, 分别称为频段或波段。 不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同, 传播的能力和方式也不同, 因而它们的分析方法和应用范围也不同。无线电波只是一种波长比较长的电磁波, 占据的频率范围很广。
电磁波从发射机天线辐射后,不仅电波的能量会扩散,接收机只能收到其中极小的一 部分,而且在传播过程中,电波的能量会被地面、建筑物或高空的电离层吸收或反射;或在大气层中产生折射或散射,从而造成强度的衰减。
3. 接收设备
接收是发射的逆过程
(1)接收天线:将空间传播到其上的电磁波→高频电振荡
(2)接收机:高频电振荡 电信号
(3)变换器(换能器):将电信号 所传送信息
‘叁’ 求wlan的组网结构
一个无线局域网可当作有线局域网的扩展来使用,也可以独立作为有线局域网的替代设施,因此无线局域网提供了很强的组网灵活性。
无线局域网(WLAN)技术的成长始于20世纪80年代中期,它是由美国联邦通信委员会(FCC)为工业、科研和医学(ISM)频段的公共应用提供授权而产生的。这项政策使各大公司和终端用户不需要获得FCC许可证,就可以应用无线产品,从而促进了WLAN技术的发展和应用。
与有线局域网通过铜线或光纤等导体传输不同的是,无线局域网使用电磁频谱来传递信息。同无线广播和电视类似,无线局域网使用频道(Airwave)发送信息。传输可以通过使用无线微波或红外线实现,但要求所使用的有效频率且发送功率电平标准,在政府机构允许的范围之内。
WLAN技术的优势
WLAN是指以无线信道作传输媒介的计算机局域网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。
WLAN技术使网上的计算机具有便携性,能快速、方便地解决有线方式不易实现的网络信道的连通问题。WLAN利用电磁波在空气中发送和接收数据,而无需线缆介质。
与有线网络相比,WLAN具有以下优点:
◆安装便捷:无线局域网的安装工作简单,它无需施工许可证,不需要布线或开挖沟槽。它的安装时间只是安装有线网络时间的零头。
◆覆盖范围广:在有线网络中,网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而无线局域网的通信范围,不受环境条件的限制,网络的传输范围大大拓宽,最大传输范围可达到几十公里。
◆经济节约:由于有线网络缺少灵活性,这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要,所以往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划,又要花费较多费用进行网络改造。WLAN不受布线接点位置的限制,具有传统局域网无法比拟的灵活性,可以避免或减少以上情况的发生。
◆易于扩展:WLAN有多种配置方式,能够根据需要灵活选择。这样,WLAN就能胜任从只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络,并且能够提供像“漫游”(Roaming)等有线网络无法提供的特性。
◆传输速率高:WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mbit/s,传输距离可远至20km以上。应用到正交频分复用(OFDM)技术的WLAN,甚至可以达到54Mbit/s。
此外,无线局域网的抗干扰性强、网络保密性好。对于有线局域网中的诸多安全问题,在无线局域网中基本上可以避免。而且相对于有线网络,无线局域网的组建、配置和维护较为容易,一般计算机工作人员都可以胜任网络的管理工作。
由于WLAN具有多方面的优点,其发展十分迅速。在最近几年里,WLAN已经在医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛的应用。
WLAN的拓扑结构
WLAN有两种主要的拓扑结构,即自组织网络(也就是对等网络,即人们常称的Ad-Hoc网络)和基础结构网络(Infrastructure Network)。
自组织型WLAN是一种对等模型的网络,它的建立是为了满足暂时需求的服务。自组织网络是由一组有无线接口卡的无线终端,特别是移动电脑组成。这些无线终端以相同的工作组名、扩展服务集标识号(ESSID)和密码等对等的方式相互直连,在WLAN的覆盖范围之内,进行点对点,或点对多点之间的通信,如图1所示。
图1自组织网络结构
组建自组织网络不需要增添任何网络基础设施,仅需要移动节点及配置一种普通的协议。在这种拓扑结构中,不需要有中央控制器的协调。因此,自组织网络使用非集中式的MAC协议,例如CSMA/CA。但由于该协议所有节点具有相同的功能性,因此实施复杂并且造价昂贵。
自组织WLAN另一个重要方面,在于它不能采用全连接的拓扑结构。原因是对于两个移动节点而言,某一个节点可能会暂时处于另一个节点传输范围以外,它接收不到另一个节点的传输信号,因此无法在这两个节点之间直接建立通信。
基础结构型WLAN利用了高速的有线或无线骨干传输网络。在这种拓扑结构中,移动节点在基站(BS)的协调下接入到无线信道,如图2所示。
图2基础结构网络结构
基站的另一个作用是将移动节点与现有的有线网络连接起来。当基站执行这项任务时,它被称为接入点(AP)。基础结构网络虽然也会使用非集中式MAC协议,如基于竞争的802.11协议可以用于基础结构的拓扑结构中,但大多数基础结构网络都使用集中式MAC协议,如轮询机制。由于大多数的协议过程都由接入点执行,移动节点只需要执行一小部分的功能,所以其复杂性大大降低。
在基础结构网路中,存在许多基站及基站覆盖范围下的移动节点形成的蜂窝小区。基站在小区内可以实现全网覆盖。在目前的实际应用中,大部分无线WLAN都是基于基础结构网络。
一个用户从一个地点移动到另一个地点,应该被认定为离开一个接入点,进入另一个接入点,这种情形称为“漫游”。漫游功能要求小区之间必须有合理的重叠,以便用户不会中断正在通信的链路连接。接入点之间也需要相互协调,以便用户透明地从一个小区漫游到另一个小区。发生漫游时,必须执行切换操作。切换既可以通过交换局,以集中的方式来控制,也可以通过移动节点,监测节点的信号强度来实现控制,也就是非集中式切换。
在基础结构型网络中,小区大小一般都比较小。小区半径的减小,意味着移动节点传输范围的缩短,这样可以减少功率损耗。并且,小的蜂窝小区可以采用频率复用技术,从而提高系统频谱利用率。目前,提高频谱利用率的常用策略有:固定信道分配(FCA)、动态信道分配(DCA)和功率控制(PC)等。
在使用FCA策略时,每个小区分配有固定的资源,但与移动节点数量无关。这种策略的问题在于,它没有充分考虑移动用户的分布。在人口稀少的地区,同样分配相同数量的带宽资源给小区,但小区可能仅包含几个或者是根本不包含任何移动节点,使资源被浪费。因此,在这种情况下,频谱的利用率并不是最优的。
在移动节点采用DCA、PC技术,或者是集成DCA和PC的技术,可以提高整个蜂窝系统的容量,减少信道干扰,并减少发射功率。
DCA技术将所有可用的信道放置在一个公共信道池中,并根据小区当前的负载,将这些信道动态地分配给小区。移动节点向基站报告其干扰水平,基站以最小干扰方式实现信道复用。
PC方案通过减小发送功率的方法,来减少系统中干扰,并减少移动节点的电池能量消耗。当某一个小区内受到的干扰增加时,PC方案通过增加发送节点的功率,来提高接收信号的信噪比(SIR)。当节点受到的干扰减小时,发送节点通过降低发送功率来节约能量。
除以上两种应用比较广泛的拓扑结构之外,还有另外一种正处于理论研究阶段的拓扑结构,即完全分布式网络拓扑结构。这种结构要求,相关节点在数据传输过程中完成一定的功能,类似于分组无线网的概念。对每一节点而言,它可能只知道网络的部分拓扑结构(也可通过安装专门软件获取全部拓扑知识),但它可与邻近节点按某种方式共享对拓扑结构的认识,来完成分布路由算法,即路由网络上的每一节点要互相协助,以便将数据传送至目的节点。
分布式结构抗损性能好,移动能力强,可形成多跳网,适合较低速率的中小型网络。对于用户节点而言,它的复杂性和成本较其它拓扑结构高,并存在多径干扰和“远—近”效应。同时,随着网络规模的扩大,其性能指标下降较快。但分布式WLAN将在军事领域中具有很好的应用前景。
缩略语注释
WLAN:Wireless Local Area Network,无线局域网
FCC:Federal Communications Commission,美国联邦通信委员会
OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用
ESSID:Extended Service Set ID,扩展服务集标识号
FCA:Fixed Channel Allocation,固定信道分配
DCA:Dynamic Channel Allocation,动态信道分配
PC:Power Control,功率控制
SIR:Signal to Interference Noise Ratio,信噪比
‘肆’ 详解图解计算机网络177 个名词
大家好,我是伟哥。上篇《60 张图详解 98 个常见的网络概念》有一段时间了,现在重新汇总整理,把最近提到的网络名词也加上。同时为了方便阅读,增加了大量的配图,让网络小白也能轻松理解。考虑到 177 个网络名词加上 123 张图,文章的篇幅就很长了,有必要分类整理下,于是按照网络分层结构,加上分层的扩展内容,把所有名词分成了 15 个小类,方便查阅。
1、 电路交换 :在通信开始前,通信双方要在网络上建立专属信道来发送数据,信道至少会持续到通信结束才会断开。
2、 包交换 :又叫做分组交换,是将数据分为多个消息块(即数据包),再通过网络对每个数据块进行单独传输选路。
3、 网络协议 :为在网络中传输数据而对数据定义的一系列标准或规则。
4、 协议栈 :网络协议的具体定义或具体实现。
5、 万维网 ( WWW ):可以通过 URL 地址进行定义、通过 HTTP/HTTPS 协议建立连接、通过互联网进行访问的网页资源空间。
6、 局域网 ( LAN ):在一个有限区域内实现终端设备互联的网络。
7、 城域网 ( MAN ):规模大于局域网,覆盖区域小到一个方圆数千米的大型园区,大到一个城市圈的网络。
8、 广域网 ( WAN ):跨越大范围地理区域建立连接的网络。
9、 互联网 ( Internet ):通过各种互联网协议为全世界成千上万的设备建立互联的全球计算机网络系统。
10、 物联网 ( IoT ):通过内置电子芯片的方式,将各种物理设备连接到网络中,实现多元设备间信息交互的网络。
11、 云计算 ( Cloud Computing ):通过互联网为计算机和其它设备提供处理资源共享的网络。
12、 大数据 ( Big Data ):通过汇总的计算资源对庞大的数据量进行分析,得出更加准确的预测结论,并用来指导实践。
13、 SDN :指控制平面和数据平面分离,并通过提升网络编程能能力,使网络管理方式更优。
14、 数据平面/转发平面 :指网络设备中与判断如何转发数据和执行数据转发相关的部分。
15、 控制平面 :指网络设备中与控制设备完成转发工作的相关部分。
1、 操作系统 :一种安装在智能设备上,为操作智能设备消除硬件差异,并为程序提供可移植性的软件平台。
2、 图形用户界面 ( GUI ):指用户在大部分情况下可以通过点击图标等可视化图形来完成设备操作的软件界面。
3、 命令行界面 ( CLI ):指用户需要通过输入文本命令来完成设备操作的软件界面。
4、 RAM :随机存取存储器的简称,也叫做内存。安装在数通设备上与安装在计算机中的作用相同,即用于存储临时文件,断电内容消失。
5、 Flash :安装在数通设备上,与计算机硬盘的功能类似,用来存放包括操作系统在内的大量文件。
6、 NVRAM :非易失随机存取存储器的简称。用来保存数通设备的启动配置文件,断电不会消失。
7、 Console 接口 :即控制台接口,通过 Console 线缆连接自己的终端和数通设备的 Console 接口,使用终端模拟软件对数通设备进行本地管理访问。
1、 OSI 模型 :为规范和定义通信网络,将通信功能按照逻辑分为不同功能层级的概念模型,分为 7 层。
2、 TCP/IP 模型 :也叫做互联网协议栈,是目前互联网所使用的通信模型,由 TCP 协议和 IP 协议的规范发展而来,分为 4 层。
3、 应用层 :指 OSI 模型的第 7 层,也是 TCP/IP 模型的第 4 层,是离用户最近的一层,用户通过应用软件和这一层进行交互。理论上,在 TCP/IP 模型中,应用层也包含了 OSI 模型中的表示层和会话层的功能。但表示层和会话层的实用性不强,应用层在两种模型中区别不大。
4、 传输层 :指 OSI 模型的第 4 层,也是 TCP/IP 模型的第 3 层,在两个模型中区别不大,负责规范数据传输的功能和流程。
5、 网络层 :指 OSI 模型的第 3 层,这一层是规范如何将数据从源设备转发到目的设备。
6、 数据包 :经过网络层协议封装后的数据。
7、 数据链路层 :OSI 模型的第 2 层,规范在直连节点或同一个局域网中的节点之间,如何实现数据传输。另外,这一层也负责检测和纠正物理层在传输数据过程中造成的错误。
8、 数据帧 :经过数据链路层协议封装后的数据。
9、 物理层 :OSI 模型的第 1 层,这一层的服务是规范物理传输的相关标准,实现信号在两个设备之间进行传输。
10、 互联网层 :TCP/IP 协议中的第 2 层,功能与 OSI 模型中的网络层类似。
11、 网络接入层 :TCP/IP 协议中的第 1 层,作用是定义数据如何在两个直连节点或同一个局域网的节点之间传输,TCP/IP 模型中的这一层结合了 OSI 模型中数据链路层和物理层的功能。
12、 封装 :发送方设备按照协议标准定义的格式及相关参数添加到转发数据上,来保障通信各方执行协议标准的操作。
13、 解封装 :接收方设备拆除发送方设备封装的数据,还原转发数据的操作。
14、 头部 :按照协议定义的格式封装在数据上的协议功能数据和参数。
1、 双绞线 :将两根互相绝缘的导线按一定规格缠绕在一起,以便它们互相冲抵干扰,从而形成的通信介质。
2、 光纤 :为实现数据通信,利用全反射原理传输光线的玻璃纤维载体。
3、 IEEE 802.3 :IEEE 组织定义的以太网技术标准,即有线网络标准。
4、 IEEE 802.11 :IEEE 组织定义的无线局域网标准。
5、 奇偶校验 :接收方对比接收的数据与原始数据时,检测数据的二进制数位中 “ 1 ” 的奇偶个数是否相同,从而判断数据与发送时是否一致的校验方式。
6、 校验和 :接收方对比接收的数据与原始数据的校验和是否相同,判断数据与发送时是否一致的校验方式。
7、 循环冗余校验 :接收方通过多项式除法判断数据与发送时是否一致的校验方式。
8、 共享型以太网 :所有连网设备处在一个冲突域中,需要竞争发送资源的以太网环境。
9、 二进制 :逢 2 进位、只有 0 和 1 表示数字的计数系统。
10、 十六进制 :逢 16 进位、用 0 ~ F 表示数字的计数系统。
11、 冲突域 :通过共享媒介连接在一起的设备,共同构成的网络区域。在这个区域内,同时只能一台设备发送数据包。
12、 交换型以太网 :连网设备互相之间不需要竞争发送资源,而是分别与中心设备两两组成点到点连接的以太网环境。
13、 MAC 地址 :长度 48 位,固化在设备硬件上,用十六进制表示的数据链路层地址。
14、 广播域 :在这个区域中,各个节点都可以收到其它节点发送的广播数据包。
‘伍’ 无线网络的拓朴结构都有哪几种
Zigbee网络的拓扑结构主要有3种,即网状型(Mesh)网、渣岁星型网和复合型网。
1.网状型网,一般是由若干个FFD连接在一起形成的网络,它们之间是完全的对等通信,每个节点都可以与它的无线通信范围内的其他节点进行通信。
2.星型网,是由一个PAN协调点和1个或多个终端节点组带大成的网络,PAN协调点必须是FFD,它负责发起建立和管理整个网络,其他的节点,一般是RFD,分布在PAN协调点的覆盖范围之内,直接与PAN协调如行睁点进行通信。星型网通常用于节点数量较少的场合。
3.Mesh网可以通过FFD扩展网络,组成Mesh网与星型网的复合型网,在复合型网中,终端节点采集的信息,首先传到同一子网内的协调点,然后再通过网关节传到上一层网络PAN协调点,复合型网适用于覆盖范围较大的网络。