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浅谈信息化建设技术基础

浅谈信息化建设技术基础

文章标题:

浅谈信息化建设技术基础

计算机网络概述

界上最早出现的计算机网络的雏形是美国年建立的一套半自动地面防空()系统,

年国际标准化组织()颁布了“开放系统互连基本参考模型”()作为网络的体系结构标准。

、计算机网络的分类

按网络的作用范围及计算机之间连

接的距离可分为:

局域网、广域网、城域网三种。

()局域网()。

局域网地理范围一般在公里以内,通常局域网内的计算机分布于一幢大楼或距离很近的建筑群内。

()广域网()。

广域网也叫远程网,它的地理范围可以是跨地区、跨国家、以至于全球。

从几十公里到几万公里。

如一个国家或洲际间建立的网络都是广域网。

通常广域网是由许多小规模的网络系统互连而成的。

随着互联网络技术的发展,广域网将得到更大的发展。

广域网用于通信的传输装置和介质,一般都由电信部门提供,能实现广大范围内的资源共享。

网就是一个覆盖了多个国家和地区、连接了上千万台主机的广域网。

()城域网()。

城域网介于广域网和局域网之间,作用距离从几十公里到上百公里,通常覆盖一个城市或地区。

(按现在标准的网络规定,公里以上为,公里以内为,中间为)

另外,网络还可按传输的信道分为:

基带和宽带、模拟和数字网络等。

按网络的拓扑结构可以分为总线形网络、星形网络、树形网络等。

按交换技术可分为电路交换、报文交换、分组交换网络等。

、计算机网络的特点

()资源共享

这是计算机网络的重要功能,也是组建计算机网络的重要目的之一。

()数据通信

()分布式处理。

()提高计算机系统的可靠性。

、计算机网络的构成

计算机网络的性能,取决于它的构成。

计算机网络的构成一般分为网络硬件、网络拓朴结构、传输控制协议以及网络软件等。

)、计算机网络硬件

计算机网络硬件的构成主要由网络服务器、网络工作站、网络适配器、通信介质及连接设备等。

()网络服务器

在基于个人计算机的局域网中,网络的核心是服务器。

通常的网络中都有一台以上服务器。

根据服务器在网络中的作用,又可将它分为文件服务器、打印服务器、通信服务器(如路由器)、数据库服务器(后两者属于应用服务器)等。

数据库服务器:

不仅提供文件打印的服务功能,而且能处理用户从站点上提交的数据操作请求。

通信服务器:

由于日常工作的需要常常将几个规模比较小的局域网互联组成一个较大的计算机网络系统,而这样的互联就需要有一个通信服务器把多个“小网”连在一起,这样才能使网络上的全体用户如同连在一个网上。

而路由器就是一种专用网络通信服务器。

()网络工作站

网络工作站是用户入网操作的站点。

工作站可以是普通的计算机,计算机用户通过工作站向服务器请求服务和访问共享资源,它通过网络从服务器中取出程序和数据用自己的和内存进行处理。

一般多用户系统使用的终端,不具备处理能力而不能称为工作站。

网络工作站:

有带盘工作站和无盘工作站。

带盘工作站由盘上的引导程序引导,与网络服务器连接。

无盘工作站将引导程序放在网络适配器上的中,加电之后自动执行再与网中服务器连接。

无盘工作站有两个优点:

一是可以防止网络中的数据被任意拷贝,二是可以防止病毒通过工作站进入服务器。

因为工作站硬盘中的文件和数据并不能被子网上其它工作站用户共享,因此可以预先把不需要共享的数据放在工作站的硬盘上,而把可以进行共享的文件和数据放在服务器上,这样就可以提高效率且又能保障数据的安全。

工作站可以有自己的独立工作的操作系统,称为桌面操作系统,但与网络相连时需要将网络操作系统的有关部分如工作站连接软件放入工作站上。

()网络传输介质

⑴双绞线双绞线由两根绝缘导线以螺旋绞合在一起,线芯是铜线。

通常把若干对双绞线作为一根通信线使用。

数据在双绞线里的传输速率是较高的,双绞线又分为屏蔽和非屏蔽两种。

网络中一根双绞线最长不能超过米。

⑵同轴电缆同轴电缆分为基带和宽带两种。

有线电视采用的就是宽带同轴电缆,而基带同轴电缆广泛用于计算机局域网中。

基带同轴电缆又分为粗缆和细缆,前者,传输距离较长,网段最大长度在时可达米左右,但价格贵。

后者传输距离较短,网段最大长度可达米左右,价格便宜。

⑶光缆光缆由纤芯、包层和护套三部份组成。

内层的纤芯是一根或多根非常细的玻璃或塑料制成的绞合线或纤维。

每根纤维都由包层包着

[][],最外层是护套。

优点:

光纤不受电磁干扰和噪声的影响,具有传输信息量大、损耗低、抗干扰能力强、传输率高,通信距离远、保密性强的特点。

传输速率可达,而且在—千米的连接中不用中继器,广泛应用于网络主干网的建设。

⑷微波微波是指频率为到的电波,微波通信是一种无线电通信,不需架设明线或电缆。

微波通信

距离在公里左右。

它的优点是:

容量大、受外界干扰少,传输质量高,适合在网络互联布线困难时使用。

但也有缺点:

保密性差、通信双方之间不能有建筑物体阻挡。

⑸卫星通信卫星通信是利用人造卫星作为中继站转发微波信号。

一颗同步卫星可以覆盖地球三分之一以上的表面,三颗卫星就可以把整个地球全部覆盖。

卫星通信的优点是容量大、距离远,可靠性高;缺点是通信延迟时间长、易受气候影响。

目前和通信一般都采用卫星通信。

⑹电话线美国,加拿大等一些国家的电话线是采用双绞线,可直接连接局域网,而我国通信线是平行线,不能直接联入网,要通过调制解调器方可连入局域网或。

()网络连接设备

网络的连接还需要有网络连接设备才可以把网络相互联接在一起。

连接设备常见的有网络适配器(网卡)、中继器和集线器()等。

⑴网络适配器(网卡)它是网络通信的基本硬件,每一台工作站和服务器都必须配备一块网卡,计算机通过它与网络通信线路连接。

它是将服务器和工作站连接到通信介质上,以实现数据传输。

网卡还有如下功能:

由于计算机内部的低功率信号不能进行长距离传输,网卡可将其。

转换为大功率信号在网络电缆中进行传输。

计算机通过网卡接收网络上传来的串行数据流,并将其转换为并行数据流送往计算机存储器;发送时网卡又将存储器送来的并行数据流转换为并行数据流送往网络电缆。

也就是说网卡。

负责数据帧的收发。

因为计算机的运行速度比网络传输速度快,因此网卡还。

起着数据缓冲的作用。

当前使用较为广泛的网卡有以太网卡和快速以太网卡多用于网络服务器和高档服务器、其介质支持双绞线或光纤。

一般网卡有三种接口:

(粗缆)、(细缆)和(双绞线)。

现在的网卡一般都有和(细缆接口)接口中的一个,

⑵集线器()又称为有源的多口转发器()。

集线器可使多个工作站连接到它上面,一般有个口(常见的有口、口、口等)双绞线接口个(常见的有、、、)口,它一是。

便于布线,另外。

具有再生、放大和管理多路通信的能力。

一个典型的口,可以通过接口连接个工作站或其它,通过接口可以与细缆相连。

的主要功能是:

当某个端口接收到信息时,将其进行。

整形再生之后广播发往其它所有端口;

本身可以。

自动检测信号碰撞,每当碰撞发生时,立即发出阻塞信号,以便通知其它接口(工作站);

当某端口或工作站发生故障时,。

自动隔离发生故障的端口或工作站,不会影响其它端口的正常工作。

按传输速率,集线器可分为和两种。

按工作方式可分为四种:

共享型集线器是第一代产品,它简单地将一个端口送来的数据传递给其它端口,此外还具有一定的信号放大功能。

它将总线连接变为星型连接。

智能集线器除具有普通集线器的功能外,还具有路由选择功能和信号再生能力,使数据传输的可靠性得以加强。

带网管功能的智能集线器这类集线器除具有路由选择、信号再生的能力外,还支持网络管理协议,能够被一些网络管理软件所识别,监测和管理。

交换式集线器可以在端口之间进行数据帧交换,提高网络带宽的利用,适于连接多个服务器。

⑶中继器()中继器是用来对信号进行放大以使传输距离提高的一种设备。

当网络的传输线路过长时,就会导致网络传输的信号幅度减弱而降低信噪比,为了保证传输信号有一定质量,把局域网分为若干网络段,相互之间用中继器加以连接,中继器放大从一个网络段接收的信号,然后把放大的信号重新发到下一个网段。

随着网络技术与产品的发展,由于现在应用很普遍的集线器()自身就具备信号放大转发的功能,因此市场上已找不到单一功能的中继器。

中继器的连接见图:

用中继器连接各网段后,整个系统仍属于一个整体,各网段上的工作站可共享某一个网段上的一个服务器,很明显,只有同种类型(使用相同协议)的局域网使用中继器才有效,一般最多可用四个中继器将粗缆局域网扩展到公里,或将细缆局域网延伸到公里。

()网络互连设备

网络互连是指局域网与局域网、主机系统与局域网、局域网与广域网的连接。

网络的互连设备有网桥、路由器和网关。

此外计算机若要用电话线连网,还得配置调制解调器()。

网桥()一般用于同类型局域网之间的互连,且各局域网采用同样的网络操作系统。

它最常用于连接两个(以太网)局域网。

网桥监视在每个网络上飞快传递的所有包,当它发现一个网络上的数据包要想到另一个网上的主机时就将其传送出去。

网桥的优点是它工作透明,被传送的包的主机不会觉察到网桥的介入,而一个网桥却能同时处理大量的网络通讯。

但它的缺点是它只连接两个同类型网络,连接速度快且物理上不相邻的网络十分困难。

路由器()是网络互连中使用较多的设备,它用于连接多个逻辑上分开的子网,每个子网代表一个单独的网络。

当从一个子网传输数据到另一个子网时,就由路由器来完成这项工作。

路由器具有判断网址和选择路径的功能,它在复杂的网络环境中可建立起较灵活的连接。

它可以将同一种类的网络联为一体,也可将不同类型的网络联在一起,路由器知道任意两站之间的所有路径,也了解哪条路径最短,从而决定选择最短路径传送信息。

但也有不足:

移动包的速度不及网桥,因为它需更多计算来推断如何传送包,尤其是当网络速度不同时。

网关()又称协议转换器。

将两个使用不同协议的网络段连接在一起的设备。

主要用于不同体系结构的网络或局域网与主机的连接。

它的作用就是对两个网络段中的使用不同传输协议的数据进行互相的翻译转换。

网关不仅有特殊的协议,还有特定的应用程序,因为将电子邮件从一个网络转至另一个网络的方式不同于转化远程终端会话方式。

一个商业内部局域网就常常需要通过网关发送电子邮件到的相关地址。

调制解调器()是目前单机通过电话线连网所必需的一种转换设备。

它的功能是将计算机输出的数字信号转换成可以在电话上传送的模拟信号(音频),并通过电话线传出,同时也通过电话线将模拟信号转换为数字信号进行接收。

(接收的是数字信号,传送的是模拟信号)

()网络软件

网络软件主要是指网络操作系统。

在当今流行的“客户机/服务器”()体系结构中,是把网络操作系统的主要部分放在服务器上,行使对网络资源的管理,为客户机提供各种网络服务。

、计算机网络的拓扑结构加像

网络的拓朴类型主要可分为以下五种:

总线形、星形、环形、树形、全互联形。

()总线形拓朴结构

总线形网络的优点是:

结构简单、灵活,对结点设备的增加和拆除非常方便;可靠性高,网络响应速度快;设备投入量少,成本低;共享资源能力强。

是目前广泛使用的一种结构。

总线形网络的缺点是:

故障诊断和隔离比较困难,任何通信线路的故障都会导致整个网络不能正常运行;站点增加,信息量大时,总线负担沉重,就会发生延迟发送的问题。

()星形拓朴结构

星形结构的优点:

结构简单,建网容易,易于维护管理,故障隔离及检测容易,网络延迟时间较短。

星形网络的主要缺点是:

主结点负担过重,容易形成系统的“瓶颈”。

线路的利用率较低,网络共享能力较差;网络可靠性差,一旦中央结点出现故障,整个网络瘫痪。

()环形拓朴结构

环形网络的优点是:

网络中的数据是单向流动,任意两个站点之间只有一条通路,结构简单,由此使得通信连接、软件管理都较简单并容易实现;另外由于站点之间是点到点结构无碰撞,所以传输数据速度快、距离远,适合数据量大的情况;当网络中某个站点出现故障时,不会影响网络中其它站点,因而整个网络的可靠性高。

主要缺点是当结点较多时,由于信息串行穿过多个结点环路接口,影响传输效率,使网络响应时间变长,由于环路封闭,因此一旦要增加新的结点,原来的环路要进行修改,使得扩充不方便。

()树形拓朴结构

树形网络的优点是扩充方便、灵活、成本低。

缺点是除了叶结点外,任一结点或连线的故障会影响其所在支路网络的正常工作。

()网状拓朴结构

如果连接的设备有个,所需线路将达到()条。

显而易见,

①全互联型网络。

优点:

它的速度较快,可靠性高,缺点:

但投资规模大。

  ②不规则型网络。

网络中的结点连接无一定规则,这种网络一般是结点较分散的广域网。

另外,由卫星和微波通信构成的无线网可看作是任意、无约束的网状结构。

网基础与应用

、网的起源及发展

这个网就是网最早的雏形。

算机都必须分配到一个全球的唯一地址才能连入并与其它网上的主机进行通信。

应当说网是通往未来信息高速公路的必由之路。

、的主要服务资源

⑴电子邮件()服务

电子邮件的优点主要有以下几方面:

速度快。

方便。

一信多发。

邮寄多媒体。

自动定时邮寄。

用户名主机域名

⑵文件传输()服务功能()是文件传输协议。

它的作用是让用户连接上一个远程计算机,在这个远程计算机上运行着服务器程序,文

有两种服务方式。

一种是匿名另一种是记名,

⑶()服务器

中的超文本文件是用超文本标识语言()来书写的。

系统和的其他服务一样也是采用客户机服务器结构,服务器的作用是整理、存储各种资源,并响应客户端软件的请求,把客户所需的资源传送到客户端。

目前服务器大多数运行在或平台上。

⑷远程登陆()服务是远程登录协议,用户在远程终端协议支持下,使自己的本地计算机通过与异地的主机相连,而成为远程计算机的一台终端,从而可以使用远程计算机的硬件资源和软件资源。

(要注意的是:

这些资源并不一定是全部资源,只能是对方授权使用的资源)

目前,已经很少使用了,原因是:

①个人计算机的性能越来越强,致使在别人的计算机中运得程序的要求逐渐减少。

②服务器的安全性欠佳,因为它允许他人访问其操作系统和文件。

③由于服务器多数使用操作系统,这就要求用户会使用复杂的命令行方式,这对许多用户来讲使用起来不是很容易的事,特别是对初学者。

④但在一些特殊的场合还作为首选的使用方式,如许多政府机构和图书馆都将其资源通过对外开放,一些大学图书馆将它们的图书资料整理成文件形式,供用户使用进行查询。

⑸服务是一种基于菜单方式的信息检索服务,采用多级菜单方式,只要点击菜单,就能从一个站点到另一个站点面不必理会这些站点在什么地方,从而使用户能在计算机屏幕上选择所有计算机上的可利用的资源。

()网络新闻组

()的其他服务

电子公告牌()。

它是消息和文本的存放之处,一般用于特定的主题。

的使用一般是用与之相连,然后再从一组菜单中进行选择。

服务广域信息服务

()即。

它提供了一种以关键字检查资源的方法。

是一种客户机服务器结构的软件系统。

在服务器端,管理员主要是建立一个文件索引数据库,该数据库包括文件名称及查找路径及文件内容的全面索引。

在用户端,用户只需要输入某些关键字,服务器就会自动进行查找。

、的有关概念

()分组交换技术

分组交换技术是的基本工作原理之一,它交换的数据不是连续传输,而是将它分割成一定大小的信息包分时进行传输。

()协议

协议实际上是两个协议。

协议称为传输控制协议。

协议称为网际协议。

协议主要是解决分组交换中可能出现的问题,它自动检测丢失的分组并解决这一问题,自动检测到来的分组并按原来的顺序调整过来,自动检测重复发来的分组并只接收最先到达的分组。

尽管协议可使计算机发送和接收分组,但它并不能解决在分组交换中可能出现的问题。

因此使用的计算机还必须使用协议来保证分组的可靠传输。

所以我们常将两个协议合在一起,称为协议。

中使用了协议就能保证用户在全球的上千万个主机中准确无误地传送信息。

协议有四层:

应用层、传输层、网际层和网络接口层。

每一层由若干协议构成。

网络接口层是工作的基础,是与具体的网络线路进行数据交换的部分。

这些网络可以是以太网()、公共数据网(),也可以是其它网络如:

令牌环网()、令牌总线网()、光纤分布数据接口()、综合业务数字网()等。

它的任务是:

接受网际层来的数据包,并把这些数据包发送到指定网络;接受网络上来的数据包,向网际层提交。

网际层()这层有最重要的协议,还有(互连网络控制协议)、(地址解析协议)和协议(反向地址解析协议)。

其具体的功能是:

网际层接受传输层来的包,并在包头中加上接收端主机,形成包,这好像在信封上写上地址一样(主机地址称为地址)。

这样包在传输过程中,由于携带了目的地址,就能把它送往目的地。

另外,接收网络接口层来的数据包。

若目的地址是本地址,就除去包头,将分组送传输层,否则转发该数据包。

()称为互连网络控制协议,用于向网络中的其它主机发布有关网络信息。

()地址解析协议,其功能是找第一层的物理地址所对应的那台主机的地址。

()反向地址解析协议,其功能是找某一地址对应的主机的物理地址。

和是由调用的,而是调用的。

传输层()这层具有协议,还有(用户数据报协议)和(网络语音协议)协议。

()用户数据报协议,是在网络中进行面向无连接的数据传输协议,它仅仅把数据包从端口发送出去,而不保证数据包可靠到达接收主机。

则是一种面向连接的协议,用于在网络中实时传送压缩的数字语音信息。

传输层的作用主要是接收应用层来的数据(称为报文),将其分成若干段每段称为报文组,并为每个报文分组添加包头,形成包。

应用层向用户提供一组常用的应用程序,这些协议有:

()简单电子邮件传输协议、()域名服务器、()名字服务协议、()文件传输协议、()网络终端协议。

应用程序将数据传给传输层或接收传输层送来的数据。

()统一资源定位器

简单地说,是将各种计算机归类、编组,并提供各种服务的一种有效方式,

的结构看起来复杂,其实相当简单,它通常由以下三部分组成:

①要求提供的服务类型(资源类型);

②含有需要传送的文件的主机名(主机域名);

③在该主机上需要传送的文件的路径名和文件名。

表—通用服务及其定义

服务类型说明

  定义全球信息网系统的页面

  定义某个人的电子邮件地址

或  定义一个文件或文件目录

  定义其他计算机的注册地址

  定义一个讨论组

现在看上面的例子就可能明白该的含义。

其中表示要求获得服务器上的文件,含有指定的文件的主机名是“”,而该文件在这台主机上的路径名和文件名是“”。

()的连接方式

一般用户联入网的方法主要是两种:

一种是直接接入一个与相连的局域网,另一种是通过电话线上网,使用电话线上网又分为采用远程终端方式和点对点协议()方式两类。

).通过局域网连接

值、基地址等。

然后。

安装协议,

)通过电话线拨号连接

调制解调器连接到人个计算机的串行通信口上然后要配置调制解调器和安装拨号网络适配器,安装协议并配置它的属性等。

()远程终端拨号上网。

在这种方式下,用户需要一个通信软件来与提供服务的计算机相连,常用的有、等。

()使用方式上网。

安装点对点协议()的程序,一旦。

两个计算机之间通过调制解调器建立了电话线连接

域名和域名系统

地址

()地址就是网络协议地址,是分配给网络节点的逻辑地址。

每个地址是由个字节共位组成,每每个地址包括两个标识(),即网络和宿主机,同一个物理网络上的所有主机都用同一个网络,而网络上的每个服务器、路由器、计算机等都有一个主机。

.域名的使用说明:

①唯一性;全世界的域名不会出现同名,只有唯一的一个。

②通用性:

代替地址、不受地理位置限制;

③无大小写区分;在域名的字母选取中大小写是同样的,无大小写字母之分。

④一台计算机可以有多个域名,但只能有一个地址。

一台服务器可以取多个域名,但一台计算机只能有一个地址。

.域名系统

、内部网和外部网

内部网是基于的专用网络,它在局域网中使用应用软件。

外部网扩展了内部网的概念,它是将企业的内部网连入其业务伙伴、顾客或供应商的网络。

企业内部网()由服务器、电子邮件服务器、数据库服务器以及电子商务服务器和客户端的机组成。

所有这些服务器和机都通过先进的网络设备集线器或交换器连接在一起。

从技术角度看,电子商务的应用系统由三部分组成:

企业内部网()、企业外部网()与的连接。

内部网()

内部网使用基于的协议,包括、、、和浏览器。

因为企业的内部网和是兼容的。

内部网的优势包括:

;高效、节约和环保(“绿色”)的内部交流。

;购置成本和安装成本低。

;维护成本低。

;增加了信息的可用性。

;准确及时地获取信息。

;信息发布和人员培训非常方便节约。

内部网也有一些缺点。

开发内部网需要成本,所以企业必须权衡收益和成本。

目前很难精确计算投资回收期(这是会计和财务主管想知道的重要指标)。

另外,内部网的一些工具还不成熟,还不能大规模地使用。

内部网很容易失去控制,它们需要认真地监控,以确保企业内部网能够万无一失地工作。

外部网

外部网是把企业及其供应商或其他贸易伙伴联系在一起。

外部网可以是下列几种网络类型的任何一种:

公共网络、安全(专用)网络或虚拟专用网络()。

.公共网络

如果一个组织允许公众通过任何公共网络(如)访问该组织的内部网,或两个或更多的企业同意用公共网络把它们的内部网连在一起,公共网络外部网就出现了。

.专用网络

专用网络是两个企业间的专线连接,这种连接是两个企业的内部网之间的物理连接。

专线是两点之间永久的专用线连接。

和一般的拨号连接不同,专线是一直连通的。

专用网络保证了信息流的安全性和完整性。

专用网络的最大缺陷是成本太高,

.虚拟专用网络(:

虚拟专用网络()外部网是一种特殊的网络,它采用一种叫做“通道”或“数据封装”的系统,用公共网络及其协议向贸易伙伴、顾客、供应商和雇员发送敏感的数据。

.电子商务应用系统

接入的各种方案及其优缺点

()为顾客提供多种接入的方式。

在接入网中,目前可供选择的接入方式主要有拨号、专线、无线方式三类,如果进行细分的话一般有、、、、、、、、和种,它们各有各的优缺点。

拨号方式

、拨号()

(公用电话交换网)技术是利用缺点:

模数转换噪声(量化噪声)相当严重,因此的上行连接速率被限制在或(这里模数必须接入数字骨干交换网)。

优点就在于简单、费用低,对线路没有什么特殊要求。

、()拨号

(综合业务数字网)接入技术俗称“一线通”,它采用数字传输和数字交换技术,将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理。

用户利用一条用户线路,可以在上网的同时拨打电话、收发传真,优点:

就像两条电话线一样。

基本速率接口有两条的信息通路和一条的信令通路,简称,当有电话拨入时,它会自动释放一个信道来进行电话接听。

缺点:

初装费高根据地区不同而会不同,一般开销在几百至元不等。

的极限带宽为,各种测试数据表明,双线上网速度并不能翻番,从发展趋势来看,窄带也不能满足高质量的等宽带应用。

、数字用户线技术

主要指、和三种。

)技术

提出了高速数字用户线()技术,采用的调制技术是基带、和(离散多音频),使普通电话线传送数字信号的速率从()提高到。

还可以利用两个环路对,但只能限于载波服务区()范围。

)()

其优势是很明显的,它充分利用了现有的双绞线资源,对运营商来说,不需花太大的投资,在现有网络上就可以向用户提供宽带业务。

方案的最大特点是不需要改造信号传输线路,完全可以利用普通铜质电话线作为传输介质,配上专用的即可实现数据高速传输。

支持上行速率~,下行速率~,其有效的传输距离在~公里范围以内。

在接入方案中,每个用户都有单独的一条线路与局端相连,它的结构可以看作是星形结构,数据传输带宽是由每一个用户独享的。

)(,即甚高速数字用户线)

的信道划分三个频段:

~用于传输电话业务;~用于传输业务;~为上行通道,速率分为三档、和,用于传输中低速数据;以上为下行通道,传输高速

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