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计算机等级考 3级网络技术
这是一个关于计算机等级考 3级网络技术的思维导图，包含网络规划与设计、局域网组网技术、计算机网络信息服务系统的建立、计算机网络安全与管理等。
编辑于2025-01-10 18:51:08- 计算机
- 网络技术
- 等级
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- 大纲
三级网络技术
网络规划与设计
网络系统结构与设计的基本原则
基础知识
计算机网络的分类
按覆盖的地理范围
局域网
从局域网角度的特点
覆盖范围有限
高数据传输速率，底误码率的高质量数据传输环境
一般属于一个单位所有，易于建立维护与扩展
从介质访问控制方法的角度分类
共享介质式局域网
交换式局域网
传输介质类型的角度分类
有线介质的有线局域网
无线通信信道的无线局域网
城域网
范围
几十公里内
别称
城市区域网络 MAN
广域网
别称
远程网 WAN
范围
几十公里-几千公里
按结构分类
负责数据处理的主计算机与终端
负责数据通信处理的通信控制处理设备与通信线路
按组成的角度分类，从逻辑功能分类
资源子网
终端，服务器
通信子网
个域网
范围
10米
按交换分手分类
电路交换
优缺点
利用率底，速度快，时延小，数据直通
特点
数据直通，适用于电话网络
报文交换
优缺点
需要额外的控制机制，缓冲区不易管理，可一对多，多对一
特点
报文存储转发
分组交换
优缺点
缓冲区易于管理
按使用者分类
公用网
因特网
专用网
军队银行
传输介质
有线网络
双绞线
无线网络
蓝牙
拓补结构
星型
总线型
环形
树型
网状线
计算机网络结构的特点
广域网的发展
是一种公共数据网络 PDN
自建自管自用
向广域网运营商ISP 购买服务
是串行链路提供远距离的数据传输，串口封装协议（PPP+HDLC高级数据链路控制）
城域网承担用户接入的任务 广域网研究远距离带宽高服务质量的核心交换技
构成广域网的技术
公共电话交换网PSTN
综合业务数字网ISDN
数字数据网DDN
基于点到点连接的窄宽数据网
X.25分组交换网
帧中继FR 网
异步传输模式ATM 网
GE 与10GE的光以太网
局域网技术的发展
以太网，令牌环，令牌总线-退出802.3的物理层标准10Base-T，使双绞线10Mbps
以太网发展方向
提高以太网数据传输速率
FE，GE，10GE，传统以太网（10Mbps）
将局域网划分为多个网桥或路由器互联的网络
每个子网的介质访问控制采用CSMA/CD 方法
将共享介质方式改为交换方式
共享局域网Shared LAN，交换局域网，虚拟局域网VLAN
城域网技术的发展
概念
以光纤为传输介质，能够提供45Mbps到150Mbps高速传输速率，支持数据 语音 图形与视频综合业务的数据传输，可覆盖跨度在50千米到100千米的城市范围，实现高速带宽传输的数据通信网络。
网络运营商在城市范围内提供各种信息服务业的所有网络，它是以带宽光传输网络为开放平台，以TCP /IP协议为基础，通过各种网络互联设备，实现语音 数据 图像 多媒体视频 IP电话 IP接入和各种增值服务业务与智能业务，并与广域计算机网络 广播电视网 电话交换网 移动通信网互联互通的本地综合业务网络。
城域网技术
光纤环网
典型产品：光纤分布式数据接口 FDDI
FDDI采用光纤作为传输介质，传输速率为100Mbps，100㎞内
支持双环结构，具备快速环自愈能力，采用SRP算法，副环在50s内
FDDI采用定时令牌环访问控制方式，与令牌环网的访问方法类似，在网络通信中均采用“令牌”传递。数据编码采用4B/5B编码技术，每次对四位数据进行编码，每四位数据编码成五位符号，用光的存在和没有来代表五位符号中每一位是1还是0，这种编码使效率提高为80%。
MAC：802.5单令牌环网络介质访问控制 LLC：802.2协议
弹性分组环RPR
每一个节点都执行SRP公平算法，使用互逆双环结构
在RPR环上，数据帧被目标站从环上剥离，使得多个节点分成多段线路同时传输数据，充分利用了整个环路的带宽。
环自愈保护，控制帧在50s以内快速隔离出故障节点和光纤段，提供SDH级的保护和恢复
GE，10HE的应用，使局域网容量快速增长 密集波分复用DWDW技术的推广，使广域网主干线路带宽扩展。
实训：宽带城域网的结构
宽带城域网结构
三平台与一个出口，网络平台，业务平台，管理平台，城市带宽出口。
宽带城域网的网络平台
核心交换层
承担高速数据交换功能
带宽城域网的核心层功能： 1.核心交换层将多个汇聚层连接起来，为汇聚层的网络提供高速分局转发，为整个城域网提供一个高速安全与具有QoS保障能力的数据传输环境。 2.核心交换层实现与主干网络的互联提供城市的带宽ip数据出口。 3.核心层核心交换层提供带宽城域网的用户访问因特网所需的路由服务。
边缘汇聚层
承担路由与流量汇聚的功能
带宽城域网的汇聚层功能： 1.汇接接入层的用户流量进行数据分组传输的汇聚 转发与交换。 2.根据接入层的用户流量进行本地路由 过滤 流量均衡 QoS优先级管理以及安全控制IP地址转化 流量整形等处理。 3.根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理。
用户接入层
接入层承担用户接入与本地流量控制的功能
实训2：宽带城域网组建的基本原则
城域网业务
电线SDH业务，准同步数字序列PDH业务，视频业务，数字业务
基本原则
可运营性
能提供7×24服务，核心与关键设备为电信级的
可管理性
用户身份认证，权限认证，计费功能，地址分配，地址转化，带宽
可营利性
区分商业用户和个人用户，业务
可扩展性
实训3：管理和运营宽带城域网的关键技术
关键技术
带宽管理
现在带宽接入速率：1,10,100Mbps 主干网：1,10Gbps 无阻塞，高质量传输能力
服务质量QoS
表现：延时，抖动，吞吐量，包丢失率 划分等级-不同付费标准-不同服务质量
保证服务质量的主要技术
资源预留 RSVP
分区服务 Diff-Serv
多协议标记交换 MPLS
网络管理
方案
带内网络管理
利用传统的电信网进行网络管理
利用数据通信网DCN或公共交换电话网PSTN拨号，对网络设备进行数据配置
带外
利用IP网络及协议进行网络管理
利用网络管理协议SNMP 建立网络管理系统，实时采集网络数据，产生警告信息，显示网络拓扑，分析各种类通信数据，供网络管理人员了解维护。
同时使用带内和带外网络管理
汇聚层：带外 汇聚层一下：带内管理
用户管理
用户认证管理
用户接入管理
用户计费管理
采用静态/DHCP， 与用户设备的MAC基于端口的VLAN ID捆绑， 用户开机自动接入--用于包月制的用户
多业务接入
统计与计费
实现
网络管理协议SNMP
管理信息库MIB
IP地址的分配与地址转换
网络安全
技术问题
物理安全
网络安全
信息安全
管理方面
安全管理规范的制定，执行，监督
考虑要求
设备冗余
线路冗余
路由冗余
系统故障的快速诊断与自动恢复
网络攻防
实训4：构建宽带城域网的基本技术与方案
方案
基于SDH的城域网方案
IP over SDH：ADM分插复用器+DCS数字交叉系统→MSTP多业务传输平台
适用传输IP分组
SO-NET/SDH
TDM语音
发展趋势：One box解决方案
支持IP和Ethernet网业务的接入，并不断融合ATM和路由交换功能，构成以SDH为基础的多业务网络平台。
基于10GE的城域网方案
优点
低成本，可扩展性，易用性
不足
以太网不能提供端—端的包延时和包丢失率控制，不能支持优先级服务，不能保证QoS，不能分离网管信息和用户信息，不具备对用户的认证能力，按时间和流量计费困难。
方案
光以太网
是以太网和DWDM技术结合的产物
实现形式
基于10GE技术
弹性分组环技术
特征
可运营光以太网的设备和线路必须符合电信网络99.999％的高运行可靠性。它要克服传统以太网的不足，具备以下特征： ①能够根据终端用户的实际应用需求分配带宽，保证带宽资源充分、合理地应用； ②具有认证与授权功能，用户访问网络资源必须经过认证和授权，确保用户和网络资源的 安全及合法使用； ③提供计费功能，能及时获得用户的上网时间记录和流量记录，支持按上网时间、用户流量，或包月计费方式，支持实时计费； ④支持 VPN 和防火墙，可以有效地保证网络安全； ⑤支持 MPLS ，具有一定的服务质量保证，提供分等级的 QoS 网络服务； ⑥能够方便、快速、灵活地适应用户和业务的扩展。 因此，研究可运营的光以太网已经不是单一技术的研究，而是要提出一个解决方案。由于光以太网是以太网与 DWDM 技术相结合的物，因此它在宽带城域网的运用中具有明显的优势。
优势
10Gbps光以太网的技术优势主要表现在以下几个方面： ①以太网与 DWDM 技术都十分成熟，并且已经广泛应用。经过估算，组建一个同样规模的宽带城域网，光以太网的造价是 SONET 的1/5，是 ATM 的1/10。 ② IEEE 已经对速率从10 Mbps 、100Mbps 、1 Gbps 到10 Gbps 的以太网技术标准化了，100 Gbps 的以太网技术标准正在研究之中。它能够覆盖从宽带城域网的核心层、汇聚层到接入层的各种需求，因此以太网技术在宽带城域网中提供端—端的多种方案中具有潜在的优势。 ③如果一个宽带城域网的各个层次能够使用同一种技术，那么这种网络在设计、组建、运行、管理和人员培训都很方便、有效。
基于ATM的城域网方案
弹性分组环RPR技术
特点
带宽的利用率高
FDDI：由源节点从环中回收。 RPR：由目的节点从环中回收 优点：不再占用下游段的环带宽，提高了环带宽的利用率。
采用双环结构传输数据分组和控制分组。
公平性好
每个节点都执行SRP公平算法， 使得节点之间能够获取平等的带宽，防止个别节点因流量大而造成环拥塞，提供相 同的环通道访问能力。 支持加权公平法则和入口出口峰值速率限制，以保证根据用户购买的带宽提供相应的服务。
快速保护和恢复能力强
自愈环
50ms内隔离出现故障的节点和光纤段，提供SDH电信级的快速保护和恢复。
保证服务质量QoS
分配不同优先级
基础
动态分组传送DPT技术
时间
802.17于2001.1月成立提出草案 2003年制定RPR标准timeline.pdf
一种用于直接在光纤上高效传输IP分组的传输技术。
实训5：网络接入技术与方法
接入网络技术发展的背景
任何计算机都必须首先连接到本地区的主干网中，才能通过地区主干网国家级主干网与Internet连接。
接入服务的界定
ISP
为个人、家庭和企业提供互联网接入服务的公司或组织，是连接用户和互联网的桥梁。
ICP
为Internet内容提供商提供Internet接入服务，利用Internet从事交易等服务
NAP
是互联网的交换中心，不同的网络服务提供商在这里相互连接，实现数据的交换和路由。
是电信业务的第2类增值电信业务
Internet接入服务
利用接入服务器和相应的软硬件资源，建立业务节点，并利用公用电信基础设施将业务节点与Internet骨干网相连，以便为各类用户提供接入Internet的服务。
接入技术与“数字汇聚” “三网融合”
户接入网类别
计算机网络
传输计算机所产生的数字信号
电信通信网
模拟语音信息的传输。
广播电视网
模拟图像语音信息的传输。
数字化
接入网的接入方式（5条车道）
地面有线通信系统
计算机局域网
无线通信和移动通信网
卫星通信网
有线电视网
地面广播电视网
宽带接入技术的基本类型
接入技术
有线接入
无线接入
接入方式涉及用户的环境与需求
家庭接入
校园接入
机关与企业接入
实现技术的角度
数字用户线xDSL技术
别称
数字用户环路
用户— 本地☎交换中心（中心局）的一对铜线绞线
美国贝尔为推动视频点播VOD开发的高速传输技术
电话网
铜线绞线
传输模拟话音信号
+调制解调器Modem，可以传输数字信号，速率→56kbps
改进
采用 xDSL
优点
能够提供足够的带宽以满足人们对于多媒体网络应用的需求
性能和可靠性有明显的优势
利用现有的电话，铜双绞线能够平滑地与人们现有的网络进行连接，是比较经济的连接方案之一
可传送高达几兆bps速率的数字信号
按上行和下行的速率是否相同分类
上行：用户—交管局 下行：交换机—用户
速率对称型
速率非对称型
技术分类
非对称数字用户线 ADSL
由SIG提出，现在包括大多数设备制造商和网络运营商
技术特点
它可以在现有的用户电话同双绞线网络上以重叠和不干扰传统模式电话业务，及普通电话业务POTS的方式，提供高速数字业务。因此ADSL容许用户保留他们以及升级的模拟电话业务，也可以同时支持用户在电话铜双绞线上的新型宽带业务。新型的宽带业务可以是因特网在线访问 远程办公等等。
该技术几乎和本地环路的实际参数没有什么关系，与所使用的用户电话同双绞线的特性也无关。因此补用户不需要专门为获得ADSL服务而重新铺设电缆。
ADSL技术提供的非对称带宽特性上行速度在60~640kbps，下行速率的在500Kbps—7mbps，用户可以根据需要选择上行和下行速率
高比特率数字用户线 HDSL
对称
速率自适应数字用户线 RADSL
甚高比特率数字用户线 VDSL
xDSL+分离音频频带和高频带的分离器
可同时提供☎+高速数据业务
双绞线
ISDN制作，速率：144
64kbps 交换B信道
16kbps的信令D信道
传输距离：6000m
不成功
光纤同轴电缆混合网HFC技术
有线
基本结构单向
头端
放大器
下引线
用户端
头端
负责接收来自各种信源的电视频道
用干线（同轴电缆）连接头端
放大器
恢复信号功率
单向放大从头端传输到用户的模拟电视信号
双向改造
光纤同轴电缆混合
优点
I. 改善了信号质量，提高了可靠性。线路可以使用的带宽甚至高达1GHz
II. 既可以接收电视节目 也可以实现视频点播，IP电话的双向服务功能
III. 频带宽，速度快
缺点
1. 存在回传信道的干扰
2. 多用户对有限带宽资源的征用出现堵塞，可能会影响接入速率
3. 建设HFC网或者改造原有的，使之具备双向传输能力的造价昂贵
4. 电缆调制解调器传输速率更高，不占用电话线路，所需CATV网覆盖范围广费用底
经过双向改造的有线电视网络
光纤节点将光纤和同轴分配线相互连接
电话拨号速率：33.6—56.6k 本地ISDN专线上网：128k ADSL数据专线上网：1.8M，传输距离＜5km calble Modem电缆调制解调器：10-36M
调制解调器Calble Modem类型
从传输方式
对称传输
速率：2-4M～10M
非对称传输
下行速率：30M
上行速率：500K-2.56M
从数据传输方向
单向
双向
同步方式
同步
类似ethernet
异步
类似ATM
接入角度
外置式
通过网卡连接PC，支持多台PC同时接入
内置式
一块PCL总线接口卡
只能用于桌面PC，MAC机，便携机
交换式机顶盒
可以直接在电视屏幕上访问网络或收发E-mail
利用频分复用的方法，将双向信道分为
上行信道：计算机终端—网络
载波频率：5～42MHz 信道带宽：200k～10Mbps
下行信道：网络—计算机终端
载波频率：450～750MHz 信道带宽：达39Mbps
原理
在发送端，将数据进行计调制，然后利用有线电视网CATV 同轴电缆允许的频率发送出去， 在接收端，把调制后的信号进行解调，还原出数据。
把计算机与有线电视同轴电缆连接起来
光纤接入技术
密集波分复用 DWDM
可以承载64个波长
前景
无源光网络 PON
以ATM为基础的宽带无源光网络APON技术
使安装开通和维护运营成本降低
新概念
1. 光纤到路边，FTTC
2. 光纤到小区，FTTZ
3. 光纤到大楼，FTTB
4. 光纤到办公室，FTTO
5. 光纤到户，FTTH
无源光纤网PON
OC-3，155.520 Mbps 的对称部分
上行OC-3，155.520Mbps，下行OC-12，622.080 Mbps的不对称业务
ITU的SG15在G.985的建议，传输介质可以是一根或两根单模光纤双向传输通道，通过波复用WDN实现。
APON=ATM+PON 优点
I. 系统稳定可靠
II. 可以适应不同带宽 传输质量的需求
III. 与有线电视CATV网络相比，每个用户可占用独立的带宽而不会发生拥塞
IV. 接入距离可以达到20~30km
在城域网中取代作为局间中继线的微波和T1线路。 光纤已用在接入网的前馈部分，用在CATV头端的靠近用户的电节点之间。
宽带无线接入技术
无线接入技术的分类与应用
802.11
重点在于解决局域网范围的移动节点通信问题
802.16
重点是与解决建筑物之间的数据通信问题
Ad hoc接入技术
802.16标准与无线城域网WMAN
使用毫米波 只有802.16信道条件是视距
主要目标是制定工作在2~66MHz频段的无线接入系统的物理层与介质访问控制MAC层规范
是一个点对多点的视距条件下的标准，用于大数据量接入。
802.16a增加非视距+对无线网格网结构的支持
802.16+802.16a=802.16d，与2004.5月公布
对应的论坛组织为WiMAX
建立的无线网络可能需要覆盖一个城市的部分区域，同时由于建筑物位置是固定的，需要在每个建筑物上建立基站，基站直接采用全双工 、宽带通信方式工作。
802.11标准与无线局域网WLAN
前身
802.4：最初是希望开发一个基于无线网令牌总线的MAC协议
802.11：开发一个介质访问MAC子层协议和物理介质标准
802.1一定义了使用红外跳频扩频与直接序列扩频技术，数据传输速率达1或二 2Mbps的无线局域网标准。
802.1b：定义了使用直序扩频技术。
无线网格网WMN技术
WSN
WMN
可以使用蜂窝移动通信系统或无线局域网
推动其的直接动力是因特网接入的应用需求
各种接入技术的特点
数字用户线xDSL接入技术
光纤同轴电缆混合网HFC技术
光纤接入技术
宽带无线接入技术
中小型网络体系总体规划与设计方法
IP地址规划设计技术
路由设计基础
局域网组网技术
局域网技术
交换机及配置
路由器及配置
无线局域网安装与调试
计算机网络信息服务系统的建立
计算机网络信息服务系统的安装与配置
计算机网络安全与管理
网络安全技术
网络管理技术