2024-07-12
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Haftungsausschluss: Der Artikel bezieht sich auf „System ArchitektTutorial (Zweite Ausgabe)“ werde ich es umgehend ändern und löschen, wenn ein Verstoß vorliegt.
Ein System, das Kommunikationsleitungen verwendet, um geografisch verteilte Computersysteme und Kommunikationsgeräte mit unabhängigen Funktionen in unterschiedlichen Formen zu verbinden, und sich auf Netzwerksoftware und Kommunikationsprotokolle verlässt, um die gemeinsame Nutzung von Ressourcen und die Informationsübertragung zu realisieren.
In den 1960er Jahren wurde zur Übermittlung von Informationen ein Remote-Online-System verwendet, das auf einem einzigen Computer zentriert war.
In den 1960er und 1970er Jahren wurden mehrere Hosts über Kommunikationsleitungen miteinander verbunden, um Ressourcen miteinander zu teilen.
Von Ende der 1970er bis in die 1990er Jahre gab es ein offenes und standardisiertes Netzwerk mit einer einheitlichen Netzwerkarchitektur und der Einhaltung internationaler Standards. In dieser Zeit entstanden zwei wichtige Architekturen: die TCP/IP-Architektur und die OSI-Architektur der International Organization for Standardization.
Von den 1990er Jahren bis heute sind lokale Netzwerke ausgereift, es sind Glasfaser- und Hochgeschwindigkeitsnetzwerktechnologien entstanden und das Internet, das durch das Internet repräsentiert wird, hat sich entwickelt.
Eine Kommunikationsmethode, die Datenübertragungstechnologie nutzt, um Informationen zwischen zwei Kommunikationsknoten gemäß einem bestimmten Kommunikationsprotokoll zu übertragen. Die übertragenen Informationen werden in Form von Binärdaten ausgedrückt. Merkmale: Verbunden mit Telematik.
PS: Drei große Kommunikationsunternehmen: Telegraf, Telefon und Computernetzwerk
Gemeinsame Nutzung von Hardwareressourcen, Softwareressourcen und Datenressourcen
MIS
Große Aufgaben werden in kleine Aufgaben aufgeteilt, die von verschiedenen Computern bearbeitet und dann zentral gelöst werden.
Bezieht sich auf die gleichmäßige Verteilung der Arbeitslast auf jedes Computersystem im Netzwerk. Das Netzwerkzentrum ist für die Verteilung und Überwachung verantwortlich. Wenn ein bestimmter Computer überlastet ist, wechselt das System automatisch zu einem Computersystem mit geringerer Auslastung.
Die Geschwindigkeit, mit der ein mit einem Computernetzwerk verbundener Host oder Kommunikationsgerät Daten über einen digitalen Kanal überträgt.
1) Bezieht sich auf die Kanalbreite eines Signals. Die Bandbreite eines Signals stellt den Frequenzbereich dar, der von verschiedenen in einem Signal enthaltenen Frequenzkomponenten eingenommen wird. Die Einheit ist Hertz (Kilohertz, Megahertz, Gigahertz usw.)
2) Computernetzwerk: Die Bandbreite stellt die Fähigkeit der Kommunikationsleitungen des Netzwerks dar, Daten zu übertragen. Die Netzwerkbandbreite stellt die „höchste Datenrate“ dar, die pro Zeiteinheit von einem Knoten zu einem anderen Knoten im Netzwerk übertragen werden kann. Einheit: Bits pro Sekunde, b/s
Die Datenmenge, die pro Zeiteinheit durch ein bestimmtes Netzwerk (oder einen Kanal, eine Schnittstelle) geleitet wird. Begrenzt durch Netzwerkbandbreite oder Netzwerk-Nennrate.
Manchmal kann der Durchsatz auch in Bytes oder Frames ausgedrückt werden, die pro Sekunde übertragen werden.
Die Zeit, die Daten (eine Nachricht, ein Paket oder sogar ein Bit) benötigen, um von einem Ende eines Netzwerks (Verbindung) zum anderen zu gelangen.
Es ist unterteilt in: Sendeverzögerung, Ausbreitungsverzögerung, Verarbeitungsverzögerung, Warteschlangenverzögerung usw.
Die Zeit, die vom Senden der Daten durch den Absender bis zum Erhalt der Bestätigung vom Empfänger durch den Absender verstrichen ist (der Empfänger sendet die Bestätigung unmittelbar nach Erhalt der Daten).
Kanalauslastung: Die Wahrscheinlichkeit, dass der Kanal genutzt wird (Datendurchgänge), ausgedrückt als Prozentsatz. Eine völlig freie Kanalauslastung ist Null.
Netzwerkauslastung: Der gewichtete Durchschnitt der Kanalauslastung des gesamten Netzwerks.
Das zweitgrößte Netzwerk der Welt nach dem Global Telephone Network
Informationsübertragung: Der Prozess, bei dem Quelle und Senke Informationen über den Kanal senden und empfangen.
1) Ein Kanal ist ein Kanal zur Informationsübertragung
2) Der Sender empfängt die von der Quelle gesendeten Informationen, codiert und moduliert sie, wandelt die Informationen in ein für die Übertragung auf dem Kanal geeignetes Signal um und sendet es an den Kanal.
3) Der Empfänger ist dafür verantwortlich, Informationen vom Kanal zu empfangen, sie zu demodulieren und zu dekodieren und die Informationen an den Host wiederherzustellen. Nicht alle Frequenzsignale können über den Kanal übertragen werden. Die Größe des Frequenzbereichs ist die Bandbreite des Kanals.
Berechnen Sie die Kanalkapazität: die maximale Übertragungsrate des Kanals
C = B * log2 (1 + S/N)
C: Kanalkapazität, b/s
B: Signalbandbreite, Hz
S: durchschnittliche Signalleistung, W
N: durchschnittliche Rauschleistung, W
S/N: Signal-Rausch-Verhältnis, dB (Dezibel)
Um die Kanalkapazität zu erhöhen, können Sie eine größere Bandbreite verwenden, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verringern, oder eine kleinere Bandbreite verwenden, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu erhöhen.
Sendersignalverarbeitung: Quellenkodierung, Kanalkodierung, Interleaving, Impulsformung, Modulation.
Empfängersignalverarbeitung: Demodulation, Sampling-Entscheidung, Deinterleaving, Kanaldekodierung, Quellendekodierung.
Analoges Signal – Analog-zu-Digital-Umwandlung – Komprimierungskodierung (Entfernen redundanter Informationen) – digitales Signal
Durch Hinzufügen redundanter Informationen zur Fehlererkennung und -korrektur auf der Empfängerseite.
Um das Problem von Kanaldekodierungsfehlern zu lösen, die durch kontinuierliche Bitfehler verursacht werden, unterbricht die Verschachtelung die Reihenfolge der Daten nach der Kanalkodierung gemäß bestimmten Regeln, und das empfangende Ende stellt die Reihenfolge der Daten durch Verschachtelung vor der Dekodierung wieder her.
Um den Bandbreitenbedarf zu reduzieren, werden die übertragenen Daten in eine geeignete Wellenform umgewandelt.
Der Prozess der Übertragung von Informationen in ein Hochfrequenz-Trägersignal, das den Signalanforderungen entspricht.
Die gleichzeitige Übertragung mehrerer Datenkanäle erfordert den Einsatz von Multiplexing- und Mehrfachzugriffstechnologien.
Bezieht sich auf die Technologie der gleichzeitigen Übertragung mehrerer Datenkanäle auf einem Kanal.
Eine Technologie, die Daten mehrerer Benutzer gleichzeitig auf einer Leitung überträgt und die Daten mehrerer Benutzer auf der Empfangsseite trennt.
Eine Computergruppe (d. h. ein Kommunikationsnetzwerk), die mehrere Computer über Übertragungsmedien innerhalb eines begrenzten geografischen Bereichs miteinander verbindet. Das LAN ist geschlossen.
Der zentrale Knoten (Kontrollzentrum) ist das Zentrum und er ist über Verbindungsleitungen mit dem Zentrum verbunden. Von einem Knoten übertragene Daten müssen den zentralen Knoten passieren.
Vorteile: schnelle Übertragungsgeschwindigkeit (die Kommunikation zwischen zwei beliebigen Knoten dauert nur zwei Schritte), einfache Netzwerkstruktur, einfacher Netzwerkaufbau sowie einfache Steuerung und Verwaltung
Nachteile: geringe Zuverlässigkeit, schlechte Netzwerkfreigabefähigkeit, sobald der zentrale Knoten lahmgelegt ist, ist das gesamte Netzwerk lahmgelegt
Merkmale: Geringe Netzwerkkosten und einfache Struktur. Es gibt keine Schleife zwischen zwei beliebigen Knoten, jede Verbindung unterstützt die bidirektionale Übertragung und die Knotenerweiterung ist bequem und flexibel, sodass der Verbindungspfad leicht überprüft werden kann.
Nachteile: Jeder Verbindungsausfall außerhalb des Blattknotens wirkt sich auf das gesamte Netzwerksystem aus.
Jedes Knotengerät ist mit einem Bus verbunden. Alle Knotengeräte übertragen Informationen über den Bus.
Ein Busausfall beeinträchtigt die Kommunikation jedes Knotens.
Jeder Knoten ist über eine Kommunikationsverbindung Ende an Ende verbunden und bildet so eine geschlossene Schleife.
Der Status jedes Geräts ist gleich und der Informationsfluss erfolgt entsprechend einer festen Richtung in eine Richtung.
Jeder Knotenausfall führt zu einer physischen Lähmung, die der Erweiterung nicht förderlich ist. Die Reaktionsverzögerung des Systems ist lang und die Effizienz der Informationsübertragung ist gering.
Zwischen beliebigen Knoten besteht eine Kommunikationsverbindung. Der Ausfall eines Knotens hat keine Auswirkungen auf andere Knoten.
Umständliche Verkabelung, hohe Baukosten und komplexe Steuerungsmethoden
Ethernet-Frame: Datenpaket auf der Ethernet-Verbindung, die Struktur ist wie folgt:
| DMAC | SMAC | Länge/Typ | DATEN/PAD | FCS |
DMAC: MAC-Adresse des Zielterminals
SMAC: Quell-MAC-Adresse
Länge/Typ: 2 Bytes, der Wert ist größer als 1500, der Typ des Datenrahmens stellt die Länge dar;
DATA/PAD: Spezifische Daten, nicht weniger als 64 Byte (weniger als 64 Byte, zusätzlicher Füllinhalt ist erforderlich)
FCS: Frame-Check-Feld
Zweck/Grund: Um zu vermeiden, dass ein Knoten, der das letzte Bit eines Datenpakets gesendet hat, das erste Bit jedoch noch nicht an einen weiter entfernten Knoten gesendet wurde, gesendet wird. Beim Senden von Daten wird fälschlicherweise angenommen, dass die Leitung frei ist, was zu Konflikten beim Senden von Daten auf der Verbindung führt.
Keine strengen Einschränkungen, aber abhängig von Leitungsqualität, Signaldämpfung usw.
Funktion: Verhindert Rahmenverlust, wenn Geräte blockiert sind.
Es besteht aus einem zentralen Knoten (HUB) und mehreren peripheren Knoten. Zentral gesteuerte Kommunikation.
Keine spezifische Anwendung.
zwischen Städten, Ländern oder Ländern
Ein Weitverkehrsnetz besteht aus einem Kommunikationssubnetz (bestehend aus Kommunikationsknotengeräten und Verbindungen, die diese Geräte verbinden) oder einem Ressourcensubnetz (einer Sammlung von Geräten und ihrer Software, die Ressourcenfreigabefunktionen im Netzwerk implementieren).
1) Auf Datenkommunikationsdienste ausgerichtet, die Benutzer dabei unterstützen, Computer zum Austausch von Informationen über große Entfernungen zu nutzen;
2) Große Abdeckung, große Kommunikationsentfernung und Weitverkehrsnetz ohne feste Topologie
3) Die Telekommunikationsabteilung oder das Telekommunikationsunternehmen ist für Komponenten, Management und Wartung verantwortlich und stellt der gesamten Gesellschaft kommunikationsorientierte kostenpflichtige Dienste bereit.
Netzwerk, das von einer einzelnen Stadt gegründet wurde
3 Ebenen: Kernschicht, Aggregationsschicht und Zugriffsschicht
Bei der einfachsten Form einer Netzwerkausrüstung werden die von einem Port empfangenen Daten an alle anderen Ports weitergeleitet, unabhängig davon, ob das an den Port angeschlossene System bereit ist oder nicht. Ein Port wird als Uplink-Port bezeichnet und kann für die Verbindung mit anderen Hubs oder Routing-Geräten verwendet werden.
LAN-Verbindungsgeräte befinden sich in der physikalischen Schicht des OSI-Systems.
Die Datenverbindungsschicht des OSI-Systems.
Die Datenverbindungsschicht von OSI. Stellen Sie einen exklusiven Weiterleitungskanal für zwei beliebige Netzwerkknoten bereit, die auf den Switch zugreifen. Es verfügt über automatische Adressierungs- und Umschaltfunktionen, die Möglichkeit, Portkonflikte zu vermeiden und den Netzwerkdurchsatz zu verbessern.
Die Netzwerkschicht von OSI. Wird normalerweise für WAN- oder WAN- und LAN-Verbindungen verwendet.
Hardware-Firewall: Das Firewall-Programm ist im Chip integriert.
Von der unteren Schicht zur hohen Schicht: physikalische Schicht, Datenverbindungsschicht, Netzwerkschicht, Transportschicht, Sitzungsschicht, Präsentationsschicht und Anwendungsschicht
Vereinbarungen werden zwischen denselben Schichten bereitgestellt und Dienste werden von der oberen und unteren Schicht bereitgestellt.
TCP/IP-Protokollfamilie: Internet Protocol IP, Transmission Control Protocol TCP, User Datagram Protocol UDP, Virtual Terminal Protocol TELNET, File Transfer Protocol FTP, Email Transfer Protocol SMTP, Online News Transfer Protocol NNTP, Hypertext Transfer Protocol HTTP
| ISO/OSI-Modell | TCP/IP-Modell |
| Anwendungsschicht | Anwendungsschicht |
| Präsentationsfolie | |
| Sitzungsschicht | |
| Transportschicht | Transportschicht |
| Netzwerkschicht | Internetschicht |
| Datenübertragungsebene | Netzwerkschnittstellenschicht |
| physikalische Schicht | Hardwareschicht |
Leitungssammelfunktion; Überbrückungsfunktion; Isolationskonfliktdomäne
Ein Switch ist ein Netzwerkgerät, das auf der Identifizierung der MAC-Adresse basiert und die Funktion der Kapselung und Weiterleitung von Datenpaketen übernehmen kann.
Weiterleitungspfadlernen; Datenweiterleitung; Aktualisierung der Datenverbindungsadresse
Spanning Tree Protocol (STP): Lösung von Link-Loop-Problemen
Empfangen Sie ein Datenpaket, das von einer Netzwerkschnittstelle stammt, und bestimmen Sie die nächste weiterzuleitende Adresse basierend auf der Zieladresse des Datagramms.
Routing-Protokoll: Ein Protokoll, das festlegt, wie Datenpakete weitergeleitet werden.
Einstufung:
Routing-Protokoll, das innerhalb eines autonomen Systems AS läuft
Routing-Protokoll zwischen ASs
Einschließlich: Netzwerkbedarfsanalyse, Machbarkeitsanalyse, Analyse des bestehenden Netzwerks (bei Optimierung und Modernisierung des bestehenden Netzwerks)
Entwerfen Sie eine Lösung, die das Problem des Benutzers löst. Einschließlich: Festlegung der allgemeinen Netzwerkziele, Festlegung der allgemeinen Entwurfsprinzipien, Entwurf des Kommunikationssubnetzes, Auswahl der Ausrüstung, Entwurf der Netzwerksicherheit usw.
Einschließlich: Projektimplementierungsplan, Abnahme des Netzwerkdesigns, Installation und Fehlerbehebung der Ausrüstung, Systemtestbetrieb und -umschaltung, Benutzerschulung usw.
Er widmet sich seit mehr als 30 Jahren der Technologieforschung und beherrscht verschiedene Sprachen wie Java, Linux, Javascript, PHP, CSS usw. Er hat viele Beiträge im Open-Source-Bereich geleistet Entwicklerdokumentationsstation, um einige Themen in der Technologieentwicklung als zukünftige Referenz zu teilen
