网络系统基础知识入门.docx
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网络系统基础知识入门
网络系统基础知识入门
知识网络是知识参与者之间的社会网络。
能够实现个人、组织与组织外部的知识创造与传递，人们透过知识网络进行信息合作与交流。
目标是把技术与人连接起来，实现智力资本、结构资本和顾客资本的有效结合。
可分为内部知识网络和外部知识网络,前者强调组织内部员工间与组织间的知识交流，后者强调组织外部的知识来源，包括社区、国家社会关系，以及竞争者。
网络系统基础知识入门
（一）
无线监控网络系统入门基础知识!
1、什么是AP?
答：
AP--无线访问接入点（WirelessAccessPoint）
AP就是传统有线网络中的HUB，也是组建小型无线局域网时最常用的设备。
AP相当于一个连接有线网和无线网的桥梁，其主要作用是将各个无线网络客户端连接到一起，然后将无线网络接入以太网，从而达到网络无线覆盖的目的。
AP还分“瘦”和“胖”?
瘦AP（FITAP）：
也称无线网桥、无线网关，也就是所谓的“瘦”AP。
通俗理解瘦AP：
本身并不能进行配置，需要一台专门的设备（无线控制器）进行集中控制管理配置。
控制器+瘦AP+路由器架构，一般用于无线网覆盖，因为在AP数量众多的时候，只通过控制器来管理配置，会简化很大的工作量;
胖AP（FATAP）
业界所谓的胖AP，也有人称之为无线路由器。
无线路由器与纯AP不同，除无线接入功能外，一般具备WAN、LAN两个接口，支持地址转换（NAT）功能，多支持DHCP服务器、DNS和MAC地址克隆，以及VPN接入、防火墙等安全功能。
2、什么是AC?
答：
无线控制器（WirelessAccessPointController）是一种网络设备，用来集中化控制局域网内可控的无线AP，是一个无线网络的核心，负责管理无线网络中的所有无线AP，对AP管理包括：
下发配置、修改相关配置参数、射频智能管理、接入安全控制等。
（目前市面流通的所有AC和AP都是相同
厂商的才能相互管理）
3、什么是POE供电，什么是POE交换机?
答：
POE（PowerOverEthernet）POE也被称为基于局域网的供电系统（PoL,PoweroverLAN）或有源以太网（ActiveEthernet），有时也被简称为以太网供电，指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。
POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。
市场大众应用--POE交换机：
POE交换机就是除了能提供普通交换机所具有的传输功能，还能给网线的另一端设备提供供电功能。
供电+数据传输一体化，不需要另加供电模块或者POE供电模块为设备供电，一根Cat.5线完成所有工作。
POE供电"标准"与"非标准"差异
•标准poe:
依照IEEE802.3af/at规范制定，需要先侦测受电端25K特征电阻，进行握手，握手成功，才供电;否则仅通数据（data）。
•举例:
将POE供电器插到计算机网卡，不会烧毁计算机网卡仅可以正常上网因为数据可通过。
•非标准POE:
也叫强供型，交流电一通电即供电;非先侦测受电端，不进行握手，直接48V或54V供电。
•举例:
将POE供电器插到计算机网卡，可以正常上网，但是不协商直接供电48或54V，有可能会烧毁设备。
市面上大体分48V、24V和12V等几种输出电压（DC）
4、部署一个无线工程都需要哪些软硬件?
基础硬件：
路由器POE交换机AC控制器无线AP
高端硬件：
防火墙路由器流量及行为管理旁路主交换机楼层交换机POE交换机AC控制器无线AP
5、AP的功率是不是越大越好?
答：
不是，AP的功率越大，代表发射的信号强度越高，从字面上理解，会将您引到误区，信号越强当然越好了，但是信号强是针对本身而言，整个无线网络中传输信号是双方的，发射端与接收端都会相互传输数据，发送端信号过强，势必会影响接收端回传数据，这样就会造成网络传输延迟或丢包等现象。
通俗理解：
一个空间内，你和另一个人在同时对话，对方的声音过大，你的声音很小，就会造成对方听不到你在说什么，从而影响通话质量。
6、在一个大型无线工程内，关键的点和最需要注意的地方是什么?
工程角度关键点：
a、设计
实际施工图，确定布线的走向位置，需要考虑诸如：
隐蔽性，对建筑物破坏（建筑结构特点），在利用现有空间同时避开电源线路和其他线路，现场情况下的对线缆等的必要和有效的保护需求。
b、路由器的位置
路由器一般选用在地下的弱电间（远离强电间，避免强电磁干扰），注意通风，保持干燥，最好配有机柜，与核心交换机放在一起。
c、POE供电交换机的位置
POE交换机位置选择要合理，位于AP点位中间位置，减少走线成本，缩短交换机到AP距离
d、AP位置选择
AP的点位布设选择场景的中心地带，向外围辐射状布设。
AP件的覆盖范围要重叠，减少信号盲区。
AP距离POE交换机距离不要超过80米（正品安普网线为例）
e、网线的铺设
网线作为网络信号的传输载体，在铺设过程中要注意线路的保护，不要出现折断或者死角，必要情况下要穿铁管或者放在屋顶桥架内。
特别注意的是原理高压电线，减少对信号的干扰
实操调试及后期维护角度注意事项：
a、外网及路由：
外网线接入到位，确保线路正常上网条件，接通路由，保证路由本身能够正常上网通信，施工时接通主交换及施工楼层交换，保证主干网络通信正常。
b、调试对讲机：
调试阶段需要跟商场借调一套对讲设备，方便进行调试工作。
c、施工及调试阶段，需对AP、交换机、网线、等施工调试硬件预留有足够备件。
d、施工图：
每次施工前，请施工方给我方员两份施工图。
施工网络拓扑图：
要求，详细楼层交换机、路由信息及位置，每层AP等硬件个数和连接方法。
施工设备连接线标识图：
要求，路由和交换机及AP连接信息，对应端口等，所有连接线理论大致网线长度（包括路-交换-AP之间）。
e、施工布线及线标规划：
信息标识记录：
AP点Mac信息记录：
施工方安放AP位置时需记录该AP所在楼层号和位置号以及对应Mac信息（注意对应楼层图AP编号，比如：
1楼1号mac信息格式为1F-1:
AC:
11:
22:
33:
44:
AP）。
此信息统一按楼层分布记录到Word文档楼层商场施工图内或者直接手工记录到施工图边侧空余地方，方便后期维护使用。
线标标识记录：
（1）交换机端的输入输出线上：
需要标明标识或者序号所接线头是哪个楼层和位置号的AP连接的，（注意对应楼层图AP编号，比如：
1楼1号格式为1F-1），外网进来的线也要有线标：
需要标明”外网接入。
（2）所有楼层交换机之间互联：
在交换机的线路互联线头端需要标明标识或者序号所接线头来源。
（注意写上楼层及交换机标注，比如：
1楼1号交换机，格式为1F-1SW）
现场查看已安装AP有没有通电，和正常工作：
施工人员施工完毕，现场全部检验所有AP通电正常，通电情况下正常状态：
AP上绿色指示灯长亮，如路由到位并运行情况下，可通过软件检测该AP是否正常散发信号及上网。
如果以上信息完全清晰，那么不需要施工人员在现场，如果以上信息完全不清晰，每次调试需要请施工人员现场配合。
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（二）
1、嵌入式系统的定义
（1）定义：
以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
（2）嵌入式系统发展的4个阶段：
无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向Internet阶段。
（3）知识产权核（IP核）：
具有知识产权的、功能具体、接口规范、可在多个集成电路设计中重复使用的功能模块，是实现系统芯片（SOC）的基本构件。
（4）IP核模块有行为、结构和物理3级不同程度的设计，对应描述功能行为的不同可以分为三类：
软核、固核、硬核。
2、嵌入式系统的组成
嵌入式系统包含:
硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层。
·
嵌入式核心模块=微处理器+电源电路+时钟电路+存储器
·
·
Cache:
位于主存和嵌入式微处理器内核之间，存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据。
它的主要目标是减小存储器给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈，使处理速度更快。
·
（1）硬件层：
嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。
（2）中间层（也称为硬件抽象层HAL或者板级支持包BSP）。
它将系统上层软件和底层硬件分离开来，使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的具体情况，根据BSP层提供的接口开发即可。
·
BSP具有硬件相关性和操作系统相关性。
设计一个完整的BSP需要完成两部分工作：
·
A、嵌入式系统的硬件初始化和BSP功能。
·
片级初始化：
纯硬件的初始化过程，把嵌入式微处理器从上电的默认状态逐步设置成系统所要求的工作状态。
·
·
板级初始化：
包含软硬件两部分在内的初始化过程，为随后的系统初始化和应用程序建立硬件和软件的运行环境。
·
·
系统级初始化：
以软件为主的初始化过程，进行操作系统的初始化。
·
B、设计硬件相关的设备驱动。
（3）系统软件层：
由RTOS、文件系统、GUI、网络系统及通用组件模块组成。
RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。
（4）应用软件：
由基于实时系统开发的应用程序组成。
3、实时系统
（1）定义：
能在指定或确定的时间内完成系统功能和对外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统。
（2）区别：
通用系统一般追求的是系统的平均响应时间和用户的使用方便;而实时系统主要考虑的是在最坏情况下的系统行为。
（3）特点：
时间约束性、可预测性、可靠性、与外部环境的交互性。
（4）硬实时（强实时）：
指应用的时间需求应能够得到完全满足，否则就造成重大安全事故，甚至造成重大的生命财产损失和生态破坏，如：
航天、军事。
（5）软实时（弱实时）：
指某些应用虽然提出了时间的要求，但实时任务偶尔违反这种需求对系统运行及环境不会造成严重影响，如：
监控系统、实时信息采集系统。
（6）任务的约束包括：
时间约束、资源约束、执行顺序约束和性能约束。
4、实时系统的调度
（1）调度：
给定一组实时任务和系统资源，确定每个任务何时何地执行的整个过程。
（2）抢占式调度：
通常是优先级驱动的调度，如uCOS。
优点是实时性好、反应快，调度算法相对简单，可以保证高优先级任务的时间约束;缺点是上下文切换多。
（3）非抢占式调度：
通常是按时间片分配的调度，不允许任务在执行期间被中断，任务一旦占用处理器就必须执行完毕或自愿放弃，如WinCE。
优点是上下文切换少;缺点是处理器有效资源利用率低，可调度性不好。
（4）静态表驱动策略：
系统在运行前根据各任务的时间约束及关联关系，采用某种搜索策略生成一张运行时刻表，指明各任务的起始运行时刻及运行时间。
（5）优先级驱动策略：
按照任务优先级的高低确定任务的执行顺序。
（6）实时任务分类：
周期任务、偶发任务、非周期任务。
（7）实时系统的通用结构模型：
数据采集任务实现传感器数据的采集，数据处理任务处理采集的数据、并将加工后的数据送到执行机构管理任务控制机构执行。
5、嵌入式微处理器体系结构
（1）冯诺依曼结构：
程序和数据共用一个存储空间，程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置，采用单一的地址及数据总线，程序和数据的宽度相同。
例如：
8086、ARM7、MIPS…
（2）哈佛结构：
程序和数据是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问，是一种将程序存储和数据存储分开的存储器结构。
例如：
AVR、ARM9、ARM10…
（3）CISC与RISC的特点比较。
计算机执行程序所需要的时间P可以用下面公式计算P=I×CPI×T，其中:
·
I：
高级语言程序编译后在机器上运行的指令数。
·
·
CPI：
为执行每条指令所需要的平均周期数。
·
·
T：
每个机器周期的时间。
·
（4）流水线的思想：
在CPU中把一条指令的串行执行过程变为若干指令的子过程在CPU中重叠执行。
（5）流水线的指标：
·
吞吐率：
单位时间里流水线处理机流出的结果数。
如果流水线的子过程所用时间不一样长，则吞吐率应为最长子过程的倒数。
·
·
建立时间：
流水线开始工作到达最大吞吐率的时间。
若m个子过程所用时间一样，均为t，则建立时间T=mt。
·
（6）信息存储的字节顺序
·
A、存储器单位：
字节（8位）
·
·
B、字长决定了微处理器的寻址能力，即虚拟地址空间的大小。
·
·
C、32位微处理器的虚拟地址空间位232，即4GB。
·
·
D、小端字节顺序：
低字节在内存低地址处，高字节在内存高地址处。
·
·
E、大端字节顺序：
高字节在内存低地址处，低字节在内存高地址处。
·
·
F、网络设备的存储顺序问题取决于OSI模型底层中的数据链路层。
·
6、逻辑电路基础
（1）根据电路是否具有存储功能，将逻辑电路划分为：
组合逻辑电路和时序逻辑电路。
（2）组合逻辑电路：
电路在任一时刻的输出，仅取决于该时刻的输入信号，而与输入信号作用前电路的状态无关。
常用的逻辑电路有译码器和多路选择器等。
（3）时序逻辑电路：
电路任一时刻的输出不仅与该时刻的输入有关，而且还与该时刻电路的状态有关。
因此，时序电路中必须包含记忆元件。
触发器是构成时序逻辑电路的基础。
常用的时序逻辑电路有寄存器和计数器等。
（4）真值表、布尔代数、摩根定律、门电路的概念。
（5）NOR（或非）和NAND（与非）的门电路称为全能门电路，可以实现任何一种逻辑函数。
（6）译码器：
多输入多输出的组合逻辑网络。
每输入一个n位的二进制代码，在m个输出端中最多有一个有效。
当m=2n是，为全译码;当m<2n时，为部分译码。
（7）由于集成电路的高电平输出电流小，而低电平输出电流相对比较大，采用集成门电路直接驱动LED时，较多采用低电平驱动方式。
液晶七段字符显示器LCD利用液晶有外加电场和无外加电场时不同的光学特性来显示字符。
（8）时钟信号是时序逻辑的基础，它用于决定逻辑单元中的状态合适更新。
同步是时钟控制系统中的主要制约条件。
（9）在选用触发器的时候，触发方式是必须考虑的因素。
触发方式有两种：
电平触发方式：
具有结构简单的有点，常用来组成暂存器。
边沿触发方式：
具有很强的抗数据端干扰能力，常用来组成寄存器、计数器等。
7、总线电路及信号驱动
（1）总线是各种信号线的集合，是嵌入式系统中各部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通路。
在同一时刻，每条通路线路上能够传输一位二进制信号。
按照总线所传送的信息类型，可以分为：
数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB）。
（2）总线的主要参数：
·
总线带宽：
一定时间内总线上可以传送的数据量，一般用MByte/s表示。
·
·
总线宽度：
总线能同时传送的数据位数（bit），即人们常说的32位、64位等总线宽度的概念，也叫总线位宽。
总线的位宽越宽，总线每秒数据传输率越大，也就是总线带宽越宽。
·
·
总线频率：
工作时钟频率以MHz为单位，工作频率越高，则总线工作速度越快，也即总线带宽越宽。
·
·
总线带宽=总线位宽×总线频率/8，单位是MBps。
·
·
常用总线：
ISA总线、PCI总线、IIC总线、SPI总线、PC104总线和CAN总线等。
·
（3）只有具有三态输出的设备才能够连接到数据总线上，常用的三态门为输出缓冲器。
（4）当总线上所接的负载超过总线的负载能力时，必须在总线和负载之间加接缓冲器或驱动器，最常用的是三态缓冲器，其作用是驱动和隔离。
（5）采用总线复用技术可以实现数据总线和地址总线的共用。
但会带来两个问题：
·
A、需要增加外部电路对总线信号进行复用解耦，例如：
地址锁存器。
·
·
B、总线速度相对非复用总线系统低。
·
（6）两类总线通信协议：
同步方式、异步方式。
（7）对总线仲裁问题的解决是以优先级（优先权）的概念为基础。
8、电平转换电路
（1）数字集成电路可以分为两大类：
双极型集成电路（TTL）、金属氧化物半导体（MOS）。
（2）CMOS电路由于其静态功耗极低，工作速度较高，抗干扰能力较强，被广泛使用。
（3）解决TTL与CMOS电路接口困难的办法是在TTL电路输出端与电源之间接一上拉电阻R，上拉电阻R的取值由TTL的高电平输出漏电流IOH来决定，不同系列的TTL应选用不同的R值。
9、可编程逻辑器件基础
这方面的内容，从总体上有个概念性的认识应该就可以了。
10、嵌入式系统中信息表示与运算基础
（1）进位计数制与转换：
这样比较简单，也应该掌握怎么样进行换算，有出题的可能。
（2）计算机中数的表示：
源码、反码与补码。
·
正数的反码与源码相同，负数的反码为该数的源码除符号位外按位取反。
·
·
正数的补码与源码相同，负数的补码为该数的反码加一。
·
·
例如-98的源码：
11100010B
·
·
反码：
10011101B
·
·
补码：
10011110B
·
（3）定点表示法：
数的小数点的位置人为约定固定不变。
·
浮点表示法：
数的小数点位置是浮动的，它由尾数部分和阶数部分组成。
·
·
任意一个二进制N总可以写成：
N=2P×S。
S为尾数，P为阶数。
·
（4）汉字表示法，搞清楚GB2318-80中国标码和机内码的变换。
（5）语音编码中波形量化参数（可能会出简单的计算题目哦）
·
采样频率：
一秒内采样的次数，反映了采样点之间的间隔大小。
·
·
人耳的听觉上限是20kHz，因此40kHz以上的采样频率足以使人满意。
·
·
CD唱片采用的采样频率是44.1kHz。
·
·
测量精度：
样本的量化等级，目前标准采样量级有8位和16位两种。
·
·
声道数：
单声道和立体声双道。
立体声需要两倍的存储空间。
·
11、差错控制编码
（1）根据码组的功能，可以分为检错码和纠错码两类。
检错码是指能自动发现差错的码，例如奇偶检验码;纠错码是指不仅能发现差错而且能自动纠正差错的码，例如循环冗余校验码。
（2）奇偶检验码、海明码、循环冗余校验码（CRC）。
12、嵌入式系统的度量项目
（1）性能指标：
分为部件性能指标和综合性能指标，主要包括：
吞吐率、实时性和各种利用率。
（2）可靠性与安全性
可靠性是嵌入式系统最重要、最突出的基本要求，是一个嵌入式系统能正常工作的保证，一般用平均故障间隔时间MTBF来度量。
（3）可维护性：
一般用平均修复时间MTTR表示。
（4）可用性
（5）功耗
（6）环境适应性
（7）通用性
（8）安全性
（9）保密性
（10）可扩展性
性价比中的价格，除了直接购买嵌入式系统的价格外，还应包含安装费用、若干年的运行维修费用和软件租用费。
13、嵌入式系统的评价方法：
测量法和模型法
（1）测量法是最直接最基本的方法，需要解决两个问题：
·
A、根据研究的目的，确定要测量的系统参数。
·
·
B、选择测量的工具和方式。
·
（2）测量的方式有两种：
采样方式和事件跟踪方式。
（3）模型法分为分析模型法和模拟模型法。
分析模型法是用一些数学方程去刻画系统的模型，而模拟模型法是用模拟程序的运行去动态表达嵌入式系统的状态，而进行系统统计分析，得出性能指标。
（4）分析模型法中使用最多的是排队模型，它包括三个部分：
输入流、排队规则和服务机构。
（5）使用模型对系统进行评价需要解决3个问题：
设计模型、解模型、校准和证实模型。
网络系统基础知识入门（三）
1.Flash存储器
（1）Flash存储器是一种非易失性存储器，根据结构的不同可以将其分为NORFlash和NANDFlash两种。
（2）Flash存储器的特点：
·
A、区块结构：
在物理上分成若干个区块，区块之间相互独立。
·
·
B、先擦后写：
Flash的写操作只能将数据位从1写成0，不能从0写成1，所以在对存储器进行写入之前必须先执行擦除操作，将预写入的数据位初始化为1。
擦除操作的最小单位是一个区块，而不是单个字节。
·
·
C、操作指令：
执行写操作，它必须输入一串特殊指令（NORFlash）或者完成一段时序（NANDFlash）才能将数据写入。
·
·
D、位反转：
由于Flash的固有特性，在读写过程中偶尔会产生一位或几位的数据错误。
位反转无法避免，只能通过其他手段对结果进行事后处理。
·
·
E、坏块：
区块一旦损坏，将无法进行修复。
对已损坏的区块操作其结果不可预测。
·
（3）NORFlash的特点：
应用程序可以直接在闪存内运行，不需要再把代码读到系统RAM中运行。
NORFlash的传输效率很高，在1MB~4MB的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。
（4）NANDFlash的特点
能够提高极高的密度单元，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快，这也是为何所有的U盘都使用NANDFlash作为存储介质的原因。
应用NANDFlash的困难在于闪存需要特殊的系统接口。
（5）NORFlash与NANDFlash的区别：
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A、NORFlash的读速度比NANDFlash稍快一些。
·
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B、NANDFlash的擦除和写入速度比NORFlash快很多
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·
C、NANDFlash的随机读取能力差，适合大量数据的连续读取。
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·
D、NORFlash带有SRAM接口，有足够的地址引进来寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节。
NANDFlash的地址、数据和命令共用8位总线（有写公司的产品使用16位），每次读写都要使用复杂的I/O接口串行地存取数据。
·
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E、NORFlash的容量一般较小，通常在1MB~8MB之间;NANDFlash只用在8MB以上的产品中。
因此，NORFlash只要应用在代码存储介质中，NANDFlash适用于资料存储。
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F、NANDFlash中每个块的最大擦
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