信息系统项目管理师考试辅导教程(第3版)第8章计算机网络知识.doc

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随着计算机技术和网络技术的发展，现在的信息系统基本上都是基于网络运行的。

由于网络技术使人们在信息处理的过程中，能够避免出现“信息孤岛”现象。

因此，作为信息系统项目管理师，必须要掌握有关计算机网络方面的基础知识。

根据考试大纲，本章要求考生掌握以下知识点：

•网络技术标准与协议；

•Internet技术及应用；

•网络分类；

•网络管理；

•网络服务器；

•网络交换技术；

•网络存储技术；

•无线网络技术；

•光网络技术；

•网络接入技术；

•综合布线；

•机房工程；

•网络规划、设计与实施。

8.1网络的功能与分类

计算机网络是指由通信线路互相连接的许多独立自主工作的计算机构成的资源共享集合体，它是计算机技术和通信技术相结合的产物。

其中，通信线路并不专指铜导线，还可以是光纤，甚至可以是一些无界的媒体：

如激光、微波、红外线等。

根据这个定义,我们可以知道以下3个方面的知识。

（1）计算机网络的作用：

资源共享；

（2）计算机网络的组成：

许多独立自主工作的计算机；

（3）计算机网络的实现方式：

使用通信线路互相连接。

另外，早期的计算机网络是以一台或几台大型的计算机为中心的，但是由于计算机技术的飞速发展，小型机甚至是微型机都拥有了惊人的处理能力，而且在整体性能上均已超过了早期的大型计算机。

所以网络的重心开始有了偏向，开始体现共享这一原则，也就是所有的计算机都具备了独立自主工作的能力。

计算机网络从共享大型计算机的计算能力发展为共享存储在计算机内的信息，这也是时代发展所致。

我们经常根据计算机网络的传输距离来进行分类，这是因为计算机间的距离、所要求的传输速度决定了网络技术之间的差异。

不同传输距离的网络可以分为局域网、城域网和广域网三种。

局域网的相关技术是基于处理近距离传输而设计和发展而来的,而广域网的相关技术是基于处理远距离传输而设计和发展而来的，城域网则是为一个城市网络设计的相关技术。

1.局域网

局域网（LocalAreaNetwork,LAN）,是基于传输距离较短的前提所发展的相关技术的集合,用于将小区域内的各种计算机设备和通信设备互连在一起组成资源共享的通信网络。

在局域网中常见的传输媒介有：

双绞线、细/粗同轴电缆、微波、射频信号、红外等。

其主要特点有：

距离短、速度快、高可靠性、成本较低。

根据不同的技术采用具体的实现方法，局域网有以太网（Ethernet）、令牌环网络（TokenRing）、AppleTalk网络、ArcNet网络几种类型。

这些“名满天下”的网络曾经是一个时代的“风云人物”，但随着时代的发展，都逐渐出了历史的舞台：

ArcNet似乎已经过时，而ffiM的TokenRing及苹果电脑公司的AppleTalk逐渐成为公司的私有物品，因为与开放网络的精神有违，所以限制了其自身的发展。

现今几乎所有的局域网都是基于以太网（Ethernet）实现的。

它最早起源于美国夏威夷大学，后来不断发展完善，其相关技术已标准化。

以太网标准推出后，3COM、AT&T等大公司纷纷推出自己的以太网产品，使其得到了迅猛的发展。

如今，以太网产品已遍布世界各地，它对计算机网络技术的发展起到了举足轻重的作用。

以太网组建比较容易，各设备之间的兼容性较好，目前主流的服务器操作系统如WindowsNTServer4.0、Windows2000Server、WindowsXPServer、NetWare、Linux和UNIX,以及单机操作系统Windows9x/Me/2000/XP都能够良好地支持以太网。

以太网以其“易于组建、维护、管理”的特点，深深吸引了用户。

现在采用以太网构建的局域网已近90%,而且比例还在上升中。

当然随着应用需求的不断提高，也对局域网技术提出了新的挑战。

为了迎合新的需求，科学家们也进行了不懈的研究，出现了一批像FDDI—样的新技术，使得局域网技术得到了长足发展。

2.广域网

广域网（WideAreaNetwork,WAN）是基于传输距离较长的前提所发展的相关技术的集合，用于将大区域范围内的各种计算机设备和通信设备互连在一起组成一个资源共享的通信网络。

其主要特点是：

长距离、低速率、高成本。

广域网一般用电话线路，当然也可以用其他的媒介如光纤、卫星来建立。

目前经常采用的几种电话线路技术如下。

（1）公用交换电话网（PSTN）:

在大多数家庭中使用。

（2）综合业务数字网（ISDN）:

最常用的是基带ISDN,被分为三条信道，两条用于数据传输，一条用于控制，称为2B+D，每条B信道速率为64Kb/s,而D信道则为16Kb/so_

（3）T1线路：

主要用于商业应用，其传输速率达到1.544Mb/s。

广域网在平时的经济、政治活动中充当着越来越重要的角色，随着全球经济的进一步发展,对文件远程传输的要求也越来越多。

不仅参与远程联网的结点数据量在膨胀，而且传输的流量也在日益增大，从早期的文本文件的传输发展到现在的音频、视频文件的传输需求。

无形地鞭策着广域网技术的进一步发展。

随着ISDN（综合业务数字网）、FR（帧中继）、ATM（异步转移模式）、SMDS（交换式多兆位数据服务）等高速广域网技术的出现和发展，广域网不再是过去“老牛拉破车”一样的低传输速率，而是成为了信息时代的生命线——信息高速公路。

3.城域网

伴着进军信息时代的号角，世界各地纷纷掀起了建设信息化新都市的热潮。

为了更好地进行信息化都市的建设，一个范围为一个城市的计算机网络架设的具体技术研究工作分离出来。

许多科研机构纷纷开始投身于鉼究如何整合现有的网络技术，让都市网络化、信息化。

这就是城域网技术（MAN）。

城域网的覆盖范围介于局域网和广域网之间。

8.2网络协议与标准

在计算机网络中有许多不同厂商提供的计算机设备、网络设备，它们靠什么如此有序地完成通信任务的呢？

要想成功地通信，就必须具有相同的语言。

交流什么、怎样交流、何时交流，都必须有一个两方都能够互相接受的规则。

这些规则的集合就称为协议。

它可以定义两个实体间控制数据交换的规则集合。

简单地说，网络通信协议,就是计算机网络通信实体之间的语言，就像人与人之间通信、交流所使用的语言一样。

类似地，不同的网络结构可能使用不同的网络协议。

8.2.1OSI网络层次模型

为了使不同厂商提供的计算机设备、网络设备互联互通，国际标准化组织（InternationalStandardOrganization,ISO）在1979年建立了一个专门的分委员会来研究和制订一种开放的、公开的、标准化了的网络结构模型。

这就著名的“开放系统互连参考模型”（OpenSystemInterconnection,OSI）的协议模型。

它定义了一套用于连接异种计算机的标准框架。

由于ISO组织的权威性，加上人们需要一个相互兼容、共同发展的。

新的网络体系，所以OSI参考模型成为各大厂商努力遵循的标准。

时值今天,虽然许多网络协议并不完全与它一致的，但由于都是根据它来制订的，所以确保了它们的开放性和兼容性。

从某种意义上说，OSI参考模型已成为计算机网络协议的“金科玉律”。

1.OSI模型特点

OSI参考模型采用了一种分层结构对网络中两点之间的通信过程进行理论化的描述。

它并不规定支持每一层的硬件或软件的模型，但是网络通信的每个过程均能与某一层相对应。

标准的OSI参考模型把网络通信的结构分成7层（如表8-1所示）：

应用层（Application

Layer）、表示层（PresentationLayer）>层（SessionLayer）、传输层（TransportLayer）、网络层（NetworkLayer）、数据链路层（DataLinkLayer）、物理层（PhysicalLayer）。

除了最低层物理层之外，每一层的功能都建立在它的下层协议上的，每一层按照一定的接口形式向上一层提供一定的服务，而把实现这一服务的细节屏蔽。

这样就可以保证每一层的工作与其他各层不重复，层次分明，既易于理解分析，又易于生产商提供相应的设备，每一层各司其职，经过逐层工作后，数据就可以在网络上传输了。

OSI只是一个通信框架，并不在具体的通信过程中起作用，真正的通信是由适当的软、硬件实现的，它定义了：

（1）网络设备之间如何交互，如果使用不同的通信协议，如何通信；

（2）网络设备决定何时发送数据的具体方法；

（3）保证网络传输被正确接收的机制；

（4）网络拓扑结构设计的依据；

（5）如何确保网络设备提供一定的速率；

（6）网络传输介质上数据流的含义。

2.物理层

物理层（如图8-1所示）的所有协议就是人为规定了不同种类传输设备、传输媒介如何将数字信号从一端传送到另一端，而不管传送的什么数据。

它完全面向硬件的，它通过一系列协议定义了通信设备机械的、电气的、功能的、

规程的特性。

（1）机械特性：

规定线缆与网络接口卡的连接头的形状、几何尺寸、引线数、引线排列方式、锁定装置等一系列外形特征；

（2）电气特性：

规定在传输过程中多少伏特的电压代表“1”，多少伏特代表“0”；

（3）功能特性：

规定连接双方每个连接线的作用，用于传输数据的数据线，用于传输控制信息的控制线，用于协调通信的定时线，用于接地的地线；

（4）过程特性：

具体规定了通信双方的通信步骤。

该层常见的网络设备有：

中继器、集线器、调制解调器。

3.数据链路层

数据链路层（如图8-2所示），在物理层已能将信号发送到通信链路中的基础上，负责建立一条可靠的数据传输通道，完成相邻结点之间有效地传送数据的任务。

正在通信的两个站在某一特定时刻，一个发送数据，一个接收数据。

数据链路层通过一系列协议将实现以下功能。

（1）封装成帧：

把数据组成一定大小的数据块，我们称之为帧。

然后以帧为单位发送、接收、校验数据；

（2）流量控制：

对发送数据的一方，根据接收站的接收情况，实时地进行传输速率控制，以免出现发送数据过快，接收方来不及处理而丢失数据的情况；

（3）差错控制：

对接收数据的一方，当接收到数据帧后对其进行检验，如果发现错误，则通知发送方重传；

（4）传输管理：

在发送端与接收端通过某种特定形式的对话来建立、维护和终止一批数据的传输过程，以此对数据链路进行管理。

就发送端而言，数据链路层将来自上层的数据按一定规则将比特流送到物理层处理；就接收端而言，它通过数据链路层将来自物理层的比特流合并成完整的数据帧供上层使用。

最典型的数据链路层协议I开发的802系列规范，在该系列规范中将数据链路层分成了两个子层：

逻辑链路控制层（LLC）和介质访问控制层（MAC）。

（1）LLC层：

负责建立和维护两台通信设备之间的逻辑通信链路；

（2）MAC层：

就像交通指挥中心控制汽车通行的车道一样，控制多个信息复用一个物理介质。

MAC层提供对网卡的共享访问与网卡的直接通信。

网卡在出厂前会被分配唯一的由12位十六进制数表示的MAC地址，MAC地址可提供给LLC层来建立同一个局域网中两台设备之间的逻辑链路。

I802规范目前主要包括以下内容。

•802.1：

802协议概论;

•802.2：

逻辑链路控制层（LLC）协议；

•802.3：

以太网的CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议；

•802.4：

令牌总线（TokenBus）协议；

•802.5：

令牌环（TokenRing）协议；

•802.6：

城域网（MAN）协议；

•802.7：

宽带技术协议；

•802.8：

光纤技术协议；

•802.9：

局域网上的语音/数据集成规范；

•802.10：

局域网安全互操作标准；

•802.11：

无线局域网（WLAN）标准协议。

该层常见的网络设备有：

网桥、交换机。

4.网络层

网络层，用于从发送端向接收端传送分组，负责确保信息到达预定的目标。

看到这里，也许读者会觉得