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E02　數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)通信/連接

2.1 信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成
現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)是通信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和資源網(wǎng)的綜合。其中，通信網(wǎng)絡(luò)利用各種基礎(chǔ)通信介質(zhì)和通信技術(shù)提供信號(hào)的傳輸通道；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)各種計(jì)算機(jī)通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)之間的互連互通；資源網(wǎng)絡(luò)則通過(guò)各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)資源的共享。
2.2 通訊網(wǎng)
各種基礎(chǔ)通信介質(zhì)和通信技術(shù)
◆ 專用分組交換機(jī)（PBX：Private Branch exchange）:
是一種使用電話線在辦公室間傳輸電話、傳真和數(shù)據(jù)的技術(shù)。由于對(duì)公眾開(kāi)放且使用公用電話線傳輸數(shù)據(jù)，所以傳輸質(zhì)量差，安全性低，且傳輸速度慢，不能處理大量數(shù)據(jù)。
◆ 同軸電纜（Coaxial cable）：由一根中軸銅纜及屏蔽層構(gòu)成，速度較快（10M—100M）,傳輸距離通常不超過(guò)500米，通常用于共享總線型局域網(wǎng)。
◆ 雙絞線電纜（Twisted pair line）：由多對(duì)互相絞合的細(xì)電纜構(gòu)成，鋪設(shè)方便，速度較快（10M-1000M），傳輸距離不超過(guò)100 米，通常用于星型局域網(wǎng)。
◆ 光導(dǎo)電纜（Fiber-optic cable）：是一種用玻璃纖維制作的高速傳輸介質(zhì)。在各種傳輸介質(zhì)，光導(dǎo)電纜由于沒(méi)有電磁泄露所以最難搭線竊聽(tīng)。
◆ 無(wú)線信道（Wireless channel）：如微波；衛(wèi)星轉(zhuǎn)播等。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容易被非法接收，所以增加了傳送加密（transmission encryption）的要求。
各種基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)
◆ 公用電話交換網(wǎng)絡(luò) （PSTN：Public Switched Telephone Network）：是一種模擬音頻信道，采用電路交換技術(shù)，但在應(yīng)用Modem（調(diào)制解調(diào)器）等模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備后可傳輸數(shù)字信號(hào)。速度低（小于33.6K bps），可靠性差。
◆ 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（DDN：Digital Data Network）：是一種點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)，也采用電路交換技術(shù)，速度較快（2M），可靠性高，但租金也較高。
◆ 幀中繼（FR：Frame relay）：在DDN網(wǎng)絡(luò)上發(fā)展出來(lái)的一種新的、采用分組交換的網(wǎng)絡(luò)共享傳輸技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)，可以以較低的基本租用速率而享受較高的實(shí)際使用速率，具有租金低，速度較快的特點(diǎn)。但在網(wǎng)絡(luò)傳輸高峰期間，則只能達(dá)到基本租用速率。因此適合傳輸數(shù)據(jù)文件，但不適合視頻、語(yǔ)音等實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)。
◆ 綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN：Integrated Services Digital Networks）：是一種通過(guò)電話線傳輸聲音、圖像和其他數(shù)據(jù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。
◆ 非對(duì)稱用戶數(shù)字環(huán)線（ADSL：Asymmetrical Digital Subscriber Line ）:一種新的傳輸技術(shù)，可以在普通電話線上實(shí)現(xiàn)高達(dá)2M的傳輸速率。
◆ 各類3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，如TD-SCDMA、CDMA和WCDMA。
2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)
開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）參考模型
OSI模型是被ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）采納的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)各類不同的通訊設(shè)備之間的互通互聯(lián)。OSI模型將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為七個(gè)層次，各層承擔(dān)不同的功能，這七個(gè)層分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層，其中低三層對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)，高四層則對(duì)應(yīng)于計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按其覆蓋地域可分為廣域網(wǎng)（WAN：wide area networks）和局域網(wǎng)（LAN：local area networks）。簡(jiǎn)單地說(shuō)，局域網(wǎng)覆蓋面較?。ㄈ缫粭澊髽莾?nèi)部），速度快；廣域網(wǎng)覆蓋面廣（如全國(guó)），速度較慢。有時(shí)，也將連接一個(gè)城市內(nèi)部的高速網(wǎng)絡(luò)稱為城域網(wǎng)（MAN：metro area network）。
廣域網(wǎng)絡(luò)根據(jù)其使用的通信線路可分為專用網(wǎng)絡(luò)（private networks）和公用交換網(wǎng)絡(luò)（public switched network）。專用網(wǎng)絡(luò)是指應(yīng)用單位直接鋪設(shè)或租用專用的通信線路而構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)是系統(tǒng)安全性好，運(yùn)行穩(wěn)定，但投資巨大，非一般企業(yè)所能承受；公共交換網(wǎng)絡(luò)則是利用共享的公共通信信道而建立的網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)是系統(tǒng)投資少，但安全性較差。
虛擬專用網(wǎng)（virtual private networks）則是利用數(shù)據(jù)包封裝和加密等技術(shù)，使數(shù)據(jù)包在公網(wǎng)傳輸時(shí)不會(huì)被他人所截獲或篡改，從而在公用交換網(wǎng)絡(luò)上建立的一個(gè)“虛擬”的專用網(wǎng)絡(luò)，既具備私有網(wǎng)絡(luò)的安全性，又具有公用網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)性，是目前十分流行的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
通常所說(shuō)的廣域網(wǎng)絡(luò)是一種基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)，它不具備如公用協(xié)議接口、流量控制、日志審計(jì)、計(jì)費(fèi)等高級(jí)服務(wù)功能，需要使用者自行解決。于是就有第三方組織通過(guò)租用基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)，并在其上增加各種服務(wù)功能再轉(zhuǎn)租給普通用戶，這類網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)稱為增值網(wǎng)（value—added networks）。增值網(wǎng)通常根據(jù)流量計(jì)費(fèi)，它不需要公司建設(shè)并維護(hù)自己的專用網(wǎng)絡(luò)，但其租金比公共交換網(wǎng)絡(luò)高，在傳輸大量數(shù)據(jù)的情況下,甚至有可能比專用網(wǎng)成本還高。
局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
（1）總線網(wǎng)。所有計(jì)算機(jī)都連在一條公共的電纜上，并按一定規(guī)則競(jìng)爭(zhēng)使用信道，所以又稱為共享網(wǎng)。特點(diǎn)：使用電纜較少，且容易安裝，但電纜故障可能導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，而且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量接近帶寬時(shí)，容易出現(xiàn)傳輸效率大幅下降。
（2）星型網(wǎng)。有一個(gè)中央節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)都與中央節(jié)點(diǎn)相連。特點(diǎn)：非中央節(jié)點(diǎn)的故障不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，也容易擴(kuò)充，但中央節(jié)點(diǎn)停止工作，則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將癱瘓。
（3）環(huán)型網(wǎng)。所有計(jì)算機(jī)相互串聯(lián)成一個(gè)閉環(huán)，并通過(guò)一個(gè)循環(huán)令牌來(lái)分配信道，所以又稱為令牌環(huán)網(wǎng)。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)在通信線上的傳輸不會(huì)發(fā)生碰撞，性能平穩(wěn)，但任一節(jié)點(diǎn)故障將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失效。
一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中通常包括服務(wù)器和客戶機(jī)，所有客戶機(jī)共享服務(wù)器提供的各項(xiàng)服務(wù)（如文件服務(wù)、打印服務(wù)、目錄服務(wù)等）。如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有指定專用服務(wù)器，任何節(jié)點(diǎn)都可與其他節(jié)點(diǎn)共享資源，則稱這樣的網(wǎng)絡(luò)為對(duì)等網(wǎng)絡(luò)（peer-to-peer work）。

各種網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備
網(wǎng)卡（NIC-network interface card）:使計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)相連的接口設(shè)備。
調(diào)制解調(diào)器（modem）：能將數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，從而使數(shù)字信號(hào)能通過(guò)模擬的語(yǔ)音信道傳輸?shù)脑O(shè)備。
中繼器（repeater）：能放大物理信號(hào)強(qiáng)度，從而延長(zhǎng)通信電纜的有效距離。
集線器（hub）：構(gòu)成共享型星型網(wǎng)絡(luò)的中心連接設(shè)備，其上的所有端口共享信道
交換機(jī)（switcher）：構(gòu)成交換型星型網(wǎng)絡(luò)的中心連接設(shè)備，其上的每個(gè)端口均獨(dú)占各自的信道。
網(wǎng)橋（bridge）：一種網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，可以連接兩個(gè)相同類型的網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)設(shè)備的鏈路地址隔離網(wǎng)絡(luò)。
路由器（router）：可以連接多個(gè)相同類型網(wǎng)絡(luò)并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址實(shí)行路由選擇：
網(wǎng)關(guān)（gateway）：一種網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，可以連接兩個(gè)不同類型的網(wǎng)絡(luò)并完成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換。
網(wǎng)絡(luò)管理和控制
大型網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成十分復(fù)雜，必須對(duì)組成網(wǎng)絡(luò)的各種硬軟件設(shè)施進(jìn)行綜合管理，以達(dá)到充分利用這些資源，并保證網(wǎng)絡(luò)向用戶提供可靠的通信服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)管理和控制軟件就是用于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的。
網(wǎng)絡(luò)管理的功能可分為：
故障管理：是網(wǎng)絡(luò)管理最基本的功能，指系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況下的管理操作。
計(jì)費(fèi)管理：負(fù)責(zé)記錄網(wǎng)絡(luò)資源的使用情況和使用這些資源的代價(jià)。
配置管理：定義、收集、監(jiān)測(cè)和管理系統(tǒng)的配置參數(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到最優(yōu)。
性能管理：收集、分析和平衡網(wǎng)絡(luò)資源的運(yùn)行狀況和通信效率等系統(tǒng)性能。
安全管理：控制對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的訪問(wèn)，以保證網(wǎng)絡(luò)不被侵害（有意識(shí)的或無(wú)意識(shí)的）

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典型試題
1.用以連接異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備叫做：
a.網(wǎng)關(guān)
b.網(wǎng)橋
C.路由器
d.集線器
『正確答案』a
『解題思路』
a.正確。網(wǎng)關(guān)在兩種或多種不同的協(xié)議簇之間進(jìn)行翻譯，從而使兩種不同類型網(wǎng)絡(luò)的連接成為可能。網(wǎng)關(guān)通常由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
b.不正確。網(wǎng)橋連接不同網(wǎng)段，并使其顯得像是只有一個(gè)物理網(wǎng)段。
c.不正確。路由器連接兩個(gè)或更多個(gè)相同協(xié)議的網(wǎng)段，使這些網(wǎng)絡(luò)段之間可以通訊。
d.不正確。集線器可與來(lái)自同一局域網(wǎng)的幾臺(tái)PC機(jī)的雙絞線連接。
2.某不動(dòng)產(chǎn)經(jīng)紀(jì)公司正遷入一座裝有足夠電話線路的大樓。公司考慮安裝一套專用分組交換機(jī)（PBX），來(lái)連接公司計(jì)算機(jī)以及復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等其他辦公設(shè)備。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中使用PBX系統(tǒng)的局限性是：
a.公司將依賴外人來(lái)維護(hù)系統(tǒng)。
b.系統(tǒng)不能輕易處理大量數(shù)據(jù)
C.同軸電纜線必須裝遍整幢大樓。
d.對(duì)辦公設(shè)備的布置比較困難，并且成本較高。
『正確答案』b
『解題思路』
a.不正確。內(nèi)部數(shù)字交換系統(tǒng)（PBX）可由公司自行維護(hù)。
b.正確。相對(duì)于以太網(wǎng)等專用數(shù)字線路，電話線路的數(shù)字帶寬有限，不能輕松地傳輸大容量數(shù)據(jù)。
c.不正確。PBX系統(tǒng)利用大樓內(nèi)現(xiàn)有的電話線路，由于樓內(nèi)已裝有足夠的電話線路，因此無(wú)須鋪設(shè)同軸電纜。
d.不正確。PBX系統(tǒng)可直接利用大樓內(nèi)現(xiàn)有的電話線路和插座，一般情況下無(wú)須對(duì)辦公設(shè)備進(jìn)行大的調(diào)整。
3.以下哪項(xiàng)是造成遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)的最可能因素?
a.缺乏網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)軟件。
b.網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷在應(yīng)用程序間的分配。
C.不正確的軟件初始化選項(xiàng)。
d.網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件是由多個(gè)供應(yīng)商提供的。
『正確答案』c
『解題思路』
a.不正確。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)軟件用于監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況，通常不會(huì)影響遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)的性能。
b.不正確。網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷在應(yīng)用程序間分配不當(dāng)可能使得某些應(yīng)用的反應(yīng)時(shí)間減慢，但通常不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。
c.正確。不正確的軟件初始化選項(xiàng)可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞。
d.不正確。不同供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件通常在出廠前經(jīng)過(guò)兼容性測(cè)試，因此由于多個(gè)供應(yīng)商提供了網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的概率相對(duì)較小。
4.某快速成長(zhǎng)的公司計(jì)劃在主要居住區(qū)開(kāi)辦眼科診斷中心。每個(gè)區(qū)域設(shè)若干個(gè)中心，各中心之間距離不超過(guò)20英里。為了共享庫(kù)存和專業(yè)診斷技術(shù)，該公司準(zhǔn)備將所有的中心連網(wǎng)。在每個(gè)主要居住區(qū)，公司最有可能采用城域網(wǎng)技術(shù)，該城域網(wǎng)將：
a.提供協(xié)議轉(zhuǎn)換、消息排序和消息傳遞。
b.連接多個(gè)擁有多臺(tái)工作站的場(chǎng)所，以便共享公共資源。
c.定義協(xié)議和格式，以便不同計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序之間傳遞商業(yè)信息。
d.實(shí)現(xiàn)開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）協(xié)議的傳輸層功能，以實(shí)現(xiàn)對(duì)端一端傳輸?shù)墓芾怼?
『正確答案』b
『解題思路』
a.不正確。城域網(wǎng)不支持協(xié)議轉(zhuǎn)換等功能，此類功能由網(wǎng)關(guān)完成。
b.正確。城域網(wǎng)用于將一個(gè)城市地域范圍內(nèi)的不同場(chǎng)所連接起來(lái)。
c.不正確。商業(yè)信息傳遞的協(xié)議和格式等由應(yīng)用系統(tǒng)（如EDI）自行規(guī)定，城域網(wǎng)不提供此類功能。
d.不正確。開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）協(xié)議的傳輸層功能應(yīng)由各通訊計(jì)算機(jī)完成，城域網(wǎng)僅提供網(wǎng)絡(luò)層以下的功能。
5.大型組織往往有自己的傳輸和接收聲音、圖像、數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)。但是，小型組織則沒(méi)有能力作這樣的網(wǎng)絡(luò)投資，而更可能使用：
a.公共交換線路
b.快速包交換
c.標(biāo)準(zhǔn)電子郵件系統(tǒng)
d.互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)
『正確答案』a/d
6.要發(fā)現(xiàn)局域網(wǎng)響應(yīng)時(shí)間的惡化情況，應(yīng)用以下哪種方法最好?
a.平行測(cè)試
b.集成測(cè)試設(shè)施
C.性能監(jiān)視
d.程序編碼比較軟件
『正確答案』c
『解題思路』
a.不正確。平行測(cè)試是一種新系統(tǒng)實(shí)施時(shí)的測(cè)試方法。
b.不正確。集成測(cè)試設(shè)施是一種軟件審計(jì)和測(cè)試方法。
c.正確。性能監(jiān)視是對(duì)運(yùn)行結(jié)果，如交易速率、響應(yīng)時(shí)間、故障率等進(jìn)行系統(tǒng)化的測(cè)量和評(píng)價(jià)。性能監(jiān)視可以揭示出對(duì)處理能力的使用趨勢(shì)，從而可以在用戶產(chǎn)生不滿之前就對(duì)處理能力進(jìn)行升級(jí)。
d.不正確。程序編碼比較軟件用于比較兩個(gè)編碼文件之間的異同。
7.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)制定了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)包括故障管理、配置管理、記賬管理、安全管理和性能監(jiān)控。下列哪一項(xiàng)包括在性能監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)中？
a.報(bào)告網(wǎng)絡(luò)光纖電纜的故障
b.記錄未經(jīng)授權(quán)的非法訪問(wèn)
c.搜集應(yīng)用軟件使用次數(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
d.向網(wǎng)絡(luò)用戶分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)成本
『正確答案』c
『解題思路』
a不正確。報(bào)告網(wǎng)絡(luò)光纖電纜的故障屬于故障管理。
b不正確。記錄未經(jīng)授權(quán)的非法訪問(wèn)屬于安全管理。
c正確。搜集應(yīng)用軟件使用次數(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)屬于性能監(jiān)控。
d不正確。向網(wǎng)絡(luò)用戶分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)成本屬于記賬管理。

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