Обмен технологиями

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Отказ от ответственности: статья относится к «Системный архитекторУчебное пособие (второе издание)», если будут обнаружены какие-либо нарушения, я немедленно изменю и удалю его.

Система, которая использует линии связи для соединения географически рассредоточенных компьютерных систем и коммуникационного оборудования с независимыми функциями в различных формах и полагается на сетевое программное обеспечение и протоколы связи для реализации совместного использования ресурсов и передачи информации.

1. Основные понятия сети

1. Развитие

(1) Рождение

В 1960-х годах для передачи информации использовалась удаленная онлайн-система, сосредоточенная на одном компьютере.

(2) Формирование

В 1960-х и 1970-х годах несколько хостов были соединены между собой линиями связи с целью совместного использования ресурсов друг с другом.

(3) Соединение

С конца 1970-х по 1990-е годы существовала открытая и стандартизированная сеть с единой сетевой архитектурой и соответствием международным стандартам. В этот период были созданы две важные архитектуры: архитектура TCP/IP и архитектура OSI Международной организации по стандартизации.

(4) Быстрое развитие

С 1990-х годов по настоящее время развиваются локальные вычислительные сети, появляются оптоволоконные и высокоскоростные сетевые технологии, развивается Интернет, представленный Интернетом.

2. Функция

(1) Передача данных (основные функции)

Метод связи, использующий технологию передачи данных для передачи информации между двумя узлами связи по определенному протоколу связи. Передаваемая информация выражается в виде двоичных данных. Особенности: Связано с телематикой.

PS: Три основных предприятия связи: телеграф, телефон и компьютерная сеть.

(2) Совместное использование ресурсов (основная цель)

Совместное использование аппаратных ресурсов, ресурсов программного обеспечения и ресурсов данных.

(3) Централизованное управление

МИС

(4) Внедрить распределенную обработку

Большие задачи разбиваются на мелкие, которые обрабатываются разными компьютерами, а затем решаются централизованно.

(5) Балансировка нагрузки

Относится к равномерному распределению рабочей нагрузки на каждую компьютерную систему в сети. Сетевой центр отвечает за распределение и мониторинг. При перегрузке определенного компьютера система автоматически переключается на компьютерную систему с меньшей нагрузкой.

3. Соответствующие индикаторы

(1) Показатели эффективности

• Скорость (скорость передачи данных/битовая скорость, один из важнейших показателей производительности, единица измерения б/с (бит в секунду))

Скорость, с которой хост или устройство связи, подключенное к компьютерной сети, передает данные по цифровому каналу.

• Пропускная способность (два значения)

1) Относится к ширине канала сигнала. Полоса пропускания сигнала представляет собой диапазон частот, занимаемый различными частотными компонентами, содержащимися в сигнале. Единица измерения — Герц (килогерц, мегагерц, гигагерц и т. д.).

2) Компьютерная сеть. Пропускная способность представляет собой способность линий связи сети передавать данные. Пропускная способность сети представляет собой «самую высокую скорость передачи данных», которая может передаваться от одного узла к другому в сети за единицу времени. Единица измерения: бит в секунду, бит/с.

• Пропускная способность

Объем данных, проходящих через определенную сеть (или канал, интерфейс) в единицу времени. Ограничено пропускной способностью сети или номинальной скоростью сети.

Иногда пропускную способность можно также выразить в байтах или кадрах, передаваемых в секунду.

• Задержка (задержка/задержка, важный показатель производительности)

Время, необходимое данным (сообщению, пакету или даже биту) для перемещения от одного конца сети (канала) к другому.

Он делится на: задержку отправки, задержку распространения, задержку обработки, задержку очереди и т. д.

• Время туда и обратно (RTT, важный показатель производительности)

Время, прошедшее с момента отправки отправителем данных до получения отправителем подтверждения от получателя (получатель отправляет подтверждение сразу после получения данных).

• Использование

Использование канала: вероятность того, что канал используется (передача данных), выраженная в процентах. При полностью простаивающем канале загрузка канала равна нулю.

Использование сети: средневзвешенное значение использования канала всей сети.

(2) Показатели неэффективности

• расходы

• качество

• стандартизация

• надежность

• Масштабируемость и возможность обновления

• Простота управления и обслуживания

4. Перспективы применения

Вторая по величине сеть в мире после Глобальной телефонной сети.

2. Коммуникационные технологии (Основы компьютерных сетей)

1. Канал

Передача информации: процесс, в котором источник и приемник отправляют и получают информацию по каналу.

(1) Классификация

(2) Процесс обработки передачи информации

1) Канал – это канал передачи информации.

2) Передатчик принимает информацию, отправленную источником, кодирует и модулирует ее, преобразует информацию в сигнал, пригодный для передачи по каналу, и отправляет ее в канал.

3) Приёмник отвечает за приём информации из канала, её демодуляцию и декодирование, а также восстановление информации на хост. Не все частотные сигналы могут передаваться по каналу. Размер частотного диапазона — это полоса пропускания канала.

(3)Формула Шеннона

Рассчитать пропускную способность канала: максимальная скорость передачи канала

С=В*log2(1+С/Ш)

C: Пропускная способность канала, бит/с

Б: полоса пропускания сигнала, Гц

S: средняя мощность сигнала, Вт

N: средняя мощность шума, Вт

Сигнал/шум: отношение сигнал/шум, дБ (децибел)

Чтобы увеличить пропускную способность канала, вы можете использовать большую полосу пропускания для уменьшения отношения сигнал/шум или использовать меньшую полосу пропускания для увеличения отношения сигнал/шум;

2. Преобразование сигнала

Обработка сигнала передатчика: кодирование источника, кодирование канала, перемежение, формирование импульса, модуляция.

Обработка сигнала приемника: демодуляция, решение о выборке, обращенное перемежение, декодирование канала, декодирование источника.

(1) Исходное кодирование

Аналоговый сигнал-аналогово-цифровое преобразование-сжатие-кодирование (удаление избыточной информации)-цифровой сигнал

(2) Канальное кодирование

Путем добавления избыточной информации для обнаружения и исправления ошибок на принимающей стороне.

(3) Переплетение

Чтобы решить проблему ошибок декодирования канала, вызванных непрерывными битовыми ошибками, перемежение нарушает порядок данных после кодирования канала в соответствии с определенными правилами, а принимающая сторона восстанавливает порядок данных посредством перемежения перед декодированием.

(4) Формирование импульсов

Чтобы снизить требования к полосе пропускания, передаваемые данные преобразуются в соответствующую форму сигнала.

(5) Модуляция

Процесс переноса информации в высокочастотный несущий сигнал, соответствующий требованиям к сигналу.

3. Технология повторного использования

Одновременная передача нескольких каналов данных требует использования технологий мультиплексирования и множественного доступа.

Относится к технологии одновременной передачи нескольких каналов данных по одному каналу.

(1) Мультиплексирование с временным разделением TDM

(2) Мультиплексирование с частотным разделением каналов FDM

(3) Мультиплексирование с кодовым разделением CMD

4. Технология множественного доступа

Технология, которая передает данные нескольких пользователей одновременно по одной линии и разделяет данные нескольких пользователей на принимающей стороне.

(1) Множественный доступ с временным разделением каналов TDMA

(2) Множественный доступ с частотным разделением каналов FDMA

(3) Множественный доступ с кодовым разделением каналов CMDA

5. Характеристики сети связи 5G

3. Сетевые технологии

1. Локальная сеть (LAN)

Компьютерная группа (т. е. сеть связи), которая соединяет несколько компьютеров через среду передачи в ограниченном географическом диапазоне. ЛАН закрыт.

(1) Топология сети

• звездная структура

Приняв за центр центральный узел (центр управления), он соединяется с центром соединительными линиями. Данные, передаваемые узлом, должны пройти через центральный узел.

Преимущества: высокая скорость передачи (связь между любыми двумя узлами занимает всего два шага), простая структура сети, простота построения сети, а также простота контроля и управления.

Недостатки: низкая надежность, плохая возможность совместного использования сети, если центральный узел парализован, вся сеть парализована.

• Древовидная структура (иерархическая централизованная сеть)

Особенности: Низкая стоимость сети и простая структура. Между двумя узлами нет петель, каждое соединение поддерживает двунаправленную передачу, а расширение узла удобно и гибко, что упрощает проверку пути соединения.

Недостатки: Любой сбой соединения нелистового узла повлияет на всю сетевую систему.

• Структура автобуса

Каждое узловое устройство подключено к шине. Все узловые устройства передают информацию через шину.

Отказ шины повлияет на связь каждого узла.

• кольцевая структура

Каждый узел соединен через линию связи, соединенную встык, образуя замкнутый контур.

Статус каждого устройства одинаков, и информация передается в одном направлении в соответствии с фиксированным направлением.

Любой отказ узла приводит к физическому параличу, что не способствует расширению. Задержка ответа системы большая, а эффективность передачи информации низкая.

• сетка

Между любыми узлами существует канал связи. Выход из строя любого узла не влияет на другие узлы.

Громоздкая проводка, высокая стоимость строительства и сложные методы управления.

(2) Технология Ethernet (наиболее распространенная технология локальной сети)

• Структура кадра Ethernet

Кадр Ethernet: Пакет данных по каналу Ethernet, структура следующая:

DMAC: MAC-адрес терминала назначения.

SMAC: MAC-адрес источника

Длина/тип: 2 байта, значение больше 1500, тип кадра данных меньше 1500 представляет длину;

DATA/PAD: конкретные данные, не менее 64 байт (менее 64 байт, требуется дополнительное содержимое заполнения)

FCS: поле проверки кадра

• Минимальная длина кадра (64 байта)

Цель/причина: Чтобы избежать отправки узла, который отправил последний бит пакета данных, но первый бит еще не был отправлен на более удаленный узел. Данные отправляются по ошибке, думая, что линия свободна, что приводит к конфликтам при отправке данных по каналу.

• Максимальное расстояние передачи

Никаких строгих ограничений нет, но влияют качество линии, затухание сигнала и т. д.

• управление потоком

Функция: предотвращение потери кадров при блокировке оборудования.

2. Беспроводная локальная сеть (WLAN)

(1) Топология WLAN

• Точка-точка

• Тип концентратора

Он состоит из центрального узла (HUB) и нескольких периферийных узлов. Централизованно управляемая связь.

• Полностью распространен

Никакого конкретного применения.

3. Глобальная сеть (WAN)

между городами, странами или странами

Глобальная сеть состоит из коммуникационной подсети (состоящей из устройств узла связи и каналов, соединяющих эти устройства) или ресурсной подсети (набора устройств и их программного обеспечения, которые реализуют функции совместного использования ресурсов в сети).

(1) Сопутствующие технологии

(2) Особенности

1) Ориентированы на услуги передачи данных, позволяющие пользователям использовать компьютеры для обмена информацией на большие расстояния;

2) Широкий охват, большое расстояние связи и глобальная сеть не имеет фиксированной топологии.

3) Телекоммуникационный отдел или компания отвечает за компоненты, управление и обслуживание и предоставляет платные услуги связи всему обществу.

(3) Классификация

• сеть передачи общего пользования

• Выделенная сеть передачи

• беспроводная сеть передачи

4. Городская сеть (MAN)

Сеть, созданная одним городом

3 уровня: базовый уровень, уровень агрегации и уровень доступа.

5. Сеть мобильной связи.

4. Сетевые технологии

1. Сетевое оборудование и уровень его работы.

(1) Ступица

В простейшем сетевом оборудовании данные, полученные с одного порта, пересылаются на все остальные порты независимо от того, готова ли система, подключенная к порту, или нет. Один порт назначается как порт восходящей линии связи и может использоваться для подключения к другим концентраторам или устройствам маршрутизации.

(2) Повторитель

Оборудование межсетевого взаимодействия локальных сетей расположено на физическом уровне системы OSI.

(3) Сетевой мост

Канальный уровень системы OSI.

(4) Переключатель

Канальный уровень OSI. Обеспечьте эксклюзивный канал пересылки для любых двух сетевых узлов, имеющих доступ к коммутатору. Имеет функции автоматической адресации и коммутации, возможность избежать конфликтов портов и повысить пропускную способность сети.

(5) Маршрутизатор

Сетевой уровень OSI. Обычно используется для соединения WAN или WAN и LAN.

(6) Брандмауэр

Аппаратный брандмауэр: программа брандмауэра встроена в чип.

2. Сетевой протокол

(1) Модель взаимодействия открытых систем (OSI/RM)

От нижнего уровня к верхнему: физический уровень, уровень канала передачи данных, сетевой уровень, транспортный уровень, сеансовый уровень, уровень представления и уровень приложений.

Соглашения обеспечиваются между одними и теми же уровнями, а услуги предоставляются верхним и нижним уровнями.

(2) Набор протоколов OSI

(3) Набор протоколов TCP/IP

Семейство протоколов TCP/IP: Интернет-протокол IP, протокол управления передачей TCP, протокол пользовательских дейтаграмм UDP, протокол виртуального терминала TELNET, протокол передачи файлов FTP, протокол передачи электронной почты SMTP, протокол передачи онлайн-новостей NNTP, протокол передачи гипертекста HTTP

(4) Сравнение модели ISO/OSI и модели TCP/IP.

3. Обменная технология

(1) Функция переключения

Функция сбора линии; функция релейной связи; функция домена изоляции;

(2) Основной принцип обмена

Коммутатор — это сетевое устройство, основанное на идентификации MAC-адреса, которое может выполнять функцию инкапсуляции и пересылки пакетов данных.

Обучение пути пересылки; пересылка данных; обновление адреса канала;

(3)Протокол переключения

Протокол связующего дерева (STP): решение проблем с канальным циклом

4. Технология маршрутизации

(1) Принцип маршрутизации

Получите пакет данных, исходящий из сетевого интерфейса, и определите следующий адрес для пересылки на основе адреса назначения дейтаграммы.

(2) Протокол маршрутизатора

Протокол маршрутизации: протокол, определяющий способ пересылки пакетов данных.

Классификация:

• Протокол внутреннего шлюза TGP

Протокол маршрутизации, работающий в автономной системе AS

• Протокол внешнего шлюза EGP

Протокол маршрутизации между AS

5. Сетевая инженерия

1. Сетевое планирование

В том числе: анализ спроса на сеть, технико-экономическое обоснование, анализ существующей сети (при оптимизации и модернизации существующей сети)

2. Проектирование сети

Разработайте решение, которое решит проблему пользователя. В том числе: определение общих целей сети, определение общих принципов проектирования, проектирование подсети связи, выбор оборудования, проектирование сетевой безопасности и т. д.

3. Реализация сети

В том числе: план реализации проекта, приемка проекта сети, монтаж и отладка оборудования, опытная эксплуатация и коммутация системы, обучение пользователей и т.д.