计算机网络体系结构的认识_计算机网络体系结构

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15.计算机网络体系结构的认识

1、计算机网络是一个涉及计算机技术、通讯技术等多个方面的复杂系统。现在计算机网络在工业、商业、军事、政府、教育、家庭、等领域。网络中的各部分都必须遵照合理而严谨的结构话管理规则。这也是计算机网络体系结构研究的内容

体系结构是研究系统各部分组成及相互关系的技术科学。所谓网络体系就是为了完成计算机之间的通信合作，把每台计算几乎连的功能划分成有明确定义的层次，并固定了同层次的进程通信的协议及相邻之间的接口及服务，将纸屑层次进程通讯的协议及相邻层的接口统称为网络体系结构。

2、网络体系结构中涉及到了：协议、实体、接口

计算机网络中实现通信就必须依靠网络通过协议。在20世纪70年代，各大计算机生产商的产品都拥有自己的网络通信协议。但是不同的厂家生产的计算机系统就难以连接，为了实现不同厂商生产的计算机系统之间以及不同网络之间的数据通信，国际标准话组织ISO（开放系统互连参考模型）即OSI/RM也称为ISO/OSI，该系统称为开放系统。

物理层是OSI/RM的最低层，物理层包括：1.通信接口与传输媒体的物理特性 2.物理层的数据交换单元为二进制比特 3.比特的同步 4.线路的连接 5.物理拓扑结构 6.传输方法

数据链路层是OSI/RM的第2层它包括：成帧、物理地址寻址、流量控制、差错控制、接口控制

网络层是计算机通信子网的最高层，有：逻辑地址寻址、路由功能、流量控制、拥塞控制

其它层次：传输层、会话层、表示层和应用层

计算机也拥有TCP/IP的体系结构即传输控制协议/网际协议。TCP/IP包括TCP/IP的层次结构和协议集

OSIT与TCP/IP有着许多的共同点和不同点

14．综合布线的六个子系统

综合布线本身一种模块化、灵活极建筑物内或建筑群之间的信息传输通道，是智能建筑的“信息调整公路”，不仅能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它信息管理彼此相连，也能使这些设备与外部相连接。它还包括建筑物外部网络和通信线路的连接点，与应用系统设备之间的所有线缆及有关的连接部件。综合布线的部件包括：传输介质、相关连接硬件（如配线架、连接器、插座、插头、适配器）以及电气保护设备等，通过这些部件来构成布线系统中各种子系统，它们都有各自的具体用途，并且各种具体的接插件组成不仅易于实施，而且也能随需求的变化而平衡升级。

综合布线系统也具有开放式结构的特点，能支持电话及多种计算机、数据系统，还能支持会议电视等系统的需要，根据具体功能不同划分为以下六个子系统：工作区子系统、水平子系统、垂直子系统、设备间子系统、管理子系统、建筑与建筑群子系统。

解放南路20-1#地块是温州市旧城改建指挥部建设的安置房，该地块总建筑面积为3万多平方米，是一座集商业、办公、休闲为一体的智能小区，主要由A、B幢两幢商住楼组成，地一室为车库，一层为管理用房与店面，二层办公区，三层以上为住宅，共计312户。下面根据该小区实际需求对综合布线系统的六个子系统进行分析：

工作区子系统

它是一个独立的需要放置终端的区域，即一个工作区，工作区系统由水平布线系统的信息插座延伸到工作站终端设备处的连接电缆及适配器组成。该小区按每户为一个工作区来计算，在每户中设置四个终端，分别设置在主卧、客厅、书房中，从家居智能箱中引超五类线缆到各终端，终端采用IBDN压接式超五类模块与面板，便于语音与数据交换使用。

水平子系统

该子系统由工作区用的信息插座、配线设备至信息插座的配线电缆、楼层配线设备和跳线等组成。在该小区内各户将采用二条超五类电缆从弱电井到家庭智能箱内，保证语音、数据分离，在家居智能箱内进行内外连接，内部从智能箱到终端点也采用超五类线缆，语音与数据线缆从户内智能箱到弱电井将分别采用110配线架与模块式配线架进行管理，以四层为一个集中点，即保证语音单独使用，又能使家庭的报警与三表远传通过数据端口进行联网传输。

干线（垂直）子系统

该子系统应由设备间的配线设备和跳线以及设备之间至各楼层配线间的连接电缆组成，在确定干线子系统所需要的电缆总对数之前，必须确定电缆语音和数据信号的共享原则，选择干线电缆最短、最安全和最经济的路由，选择带门的封闭型通道敷设干线电缆，干电缆可采用点对点端接，也可采用分去递减端接以及电缆直接连接的方法。如果设备间与计算机机房处于不同的地点，而且需要语音与数据电缆多连接到计算机中心，则宜在设计中选取不同的干线电缆或干线电缆的不同部分来分别满足不同路由干线（垂直）子系统语音和数据的需要。在该小区中主干主要集中的弱电井的线缆，采用三类大对数作为语音主干使连接接入网与户语音线的桥梁、数据按几层为单元分布在弱电井通过多模光纤连接到设备间，由于该小区由

A、B幢组成，中心机房在A幢一层，语音主干线缆全部通过桥架到机房，与外部接入网连接，数据的主干反几层数据点用交换机进行管理再通过光纤收发器与光纤引到机房，并与接入网连接实现与Internet连网，并且保证小区家居三表传输，也达到家庭10M到户的要求。

设备间子系统

是设置设备进行网络管理以及管理人员值班的场所，设备间子系统由综合布线系统的建筑物进行线设备、电话、数据、计算机等各种主机设备及其保安配线设备等组成。设备间内的所有进线终端应采用色标区别各类用途的配线区，设备间位置及大小根据设备的数量、规模，最佳网络中心等内容，综合考虑确定。该小区是个智能集中的小区，包括监控、可视对讲、家居智能等系统，在A幢一层设置一个中心机房把每个系统的设备都集中一起控制，为系统用各种不同线缆区别开来，综合布线系统全部语音和数据一缆集中在中心机房的机柜中，有、收发器设备与接入网连接，根据用户的需求进行安排，比如选择电信还是网通，让用户自己方便选择。即保证小区语音和数据顺利开能，又能保证小区智能家居系统的联网。

管理子系统

管理子系统设备设置在每层配线设备的房间内，管理子系统由交接间的配线设备、输入/输出设备等组成，管理子系统也可应用于设备间子系统，管理子系统应采用单点管理双交接口，交接场的取决于工作区，综合布线系统规模和选用的硬件，在管理规模大、复杂、有二级交接间时，才放置双点管理双交接在管理点，根据应用环境用标记标入来标出各个端接场，对于交换间的配线设备宜采用色标区别种类用途的配线区。并且在交接场之间应留出空间，以便容纳未来扩充的交接硬件。在该小区中按几层为单元在弱电井内放置配线架和语音采用IBDN的BIX安装架进行汇总，将每户用不同的标记进行分开，数据为模块式配线架，通过交换机、连成一个局域网到设备间，水平线缆与垂直线缆用标准的跳线进行连接进行管理，全部集中在一个箱子里，只放置一个交接间，不使用二级交接。

建筑群子系统

建筑群子系统由两个及两个以上建筑物的语音/数据组成的一个建筑群综合布线系统，包括连接各建筑物之间的线缆和配线设备。建筑群子系统宜采用地下管道敷设方式，管道内敷设的铜缆或光缆应遵循电话管道和入孔的各项设计规定。此外安装时至少应预留1-2个备用管孔，以供扩充之用，建筑群子系统采用直接沟内敷设时，如果在同一沟埋入了其他的图像监控电缆，应设立明显的共同。该小区外接线埋入3个ф100的套，用于电信进线使用，从地下室至该小区的控制中心采用200*100的桥架敷设，通过地下室到达中心机房管理中心，因为该小区由两幢楼组成，到控制室全部采用300*100的桥架，当中用档板隔开，用于其它系统线缆汇总。

以上主要是考虑综合布线的6个子系统情况，在该系统中必须考虑接地系统，如交流工作接地、保护工作接地和屏蔽接地。交流工作接地主要指的是中性线接（N线）接地，N线必使用铜芯绝缘线，保护工作接地将电气设备不带电的金属部分由接地体之间作可靠的金属连接，屏蔽接地要求屏蔽管路两端与PE线可靠连接。在该小区中采用一点接地，因为整个建筑都有本身的接地系统，弱电系统的接地接入总接地端子箱，并且要求接地电阻小于1Ω。其钢管、电缆、桥架等做好可靠的接地连接，将机房内所有设备的外壳及有金属外壳的设备的机体与大地之间做良好连接，在机房静电地板下要求设镀锌扁钢以起到等电信连接作用，保证整个系统顺利接地。

综合上述，随着科学技术的发展，人们对信息资源共享的要求越来越迫切尤其以电话业务为主的通信网通通连向综合业务数字网过渡，越来越重视能够同时提供语音、数据和视频传输的集成通信网。该小区的综合布线系统综合考虑将来业务的发展，为信息时代的要求做好了准备。3．什么是IP地址？分为哪几类？判断某个IP地址属于哪一类

IP地址是TCP/IP网络中用来唯一标识每台主机或设备的地址，IP地址由32位(共四个八位组)的二进制组成，IP地址分为两部分，左边网络编号部分用来标识主机所在的网络；右边部分用来标识主机本身。连接到同一网络的主机必须拥有相同的网络编号。

通过IP地址的引导位(最高位)来区分不同类别的IP地址：

注：n为网络编号位，h为主机编号位

A类地址：0nnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh.hhhhhhhh

A类地址具有7位网络编号，因此可定义125个A类网络{27－2(网络编号不能是全0或全

1)-1(127为环回地址)}每个网络可以拥有的主机数为16777214{224-2(主机位不能是全0或全1)}

十进制表示范围：1.0.0.1-126.255.255.254

B类地址：10nnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh

B类地址具有14位网络编号，因此可定义16382个B类网络{214-2}

每个网络可以拥有的主机数为65534{216-2}

十进制表示范围：128.0.0.1-191.255.255.254

C类地址：110nnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh

C类地址具有21位网络编号，因此可定义2097152个C类地址{221-2}

每个网络可以拥有的主机数为254{28-2}

十进制表示范围：192.0.0.1-223.255.255.254

D类地址：1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx

D类地址用于组播，前面4位1110引导，后面28位为组播地址ID。

十进制表示范围：224.0.0.0-239.255.255.255

E类地址：总是以1111四位引导

E类地址用于研究用

十进制表示范围：240-

一般我们常见的就是前三类。

5．简述CSMA／CD的工作原理？

CSMA/CD载波监听/冲突检测，属于计算机网络以太网的工作类型，即在总线上不段的发出信号去探测线路是否空闲，如果不空闲则随机等待一定时间，在继续探测。直到发出型号为止。CSMA/CD工作原理 ：在Ethernet中，传送信息是以“包”为单位的，简称信包。在总线上如果某个工作站有信包要发送，它在向总线上发送信包之前，先检测一下总线是“忙”还是“空闲”，如果检测的结果是“忙”，则发送站会随机延迟一段时间，再次去检测总线，若这时检测总线是“空闲”，这时就可以发送信包了。而且在信包的发送过程中，发送站还要检测其发到总线上的信包是否与其它站点的信包产生了冲突，当发送站一旦检测到产生冲突，它就立即放弃本次发送，并向总线上发出一串干扰串（发出干扰串的目的是让那些可能参与碰撞但尚未感知到冲突的结点，能够明显的感知，也就相当于增强冲突信号），总线上的各站点收到此干扰串后，则放弃发送，并且所有发生冲突的结点都将按一种退避算法等待一段随机的时间，然后重新竞争发送。从以上叙述可以看出，CSMA/CD的工作原理可用四个字来表示：“边听边说”，即一边发送数据，一边检测是否产生冲突。CSMA/CD是英文“Carrier Sense Mutiple Acce Collision detect”的缩写，中文的意思是“载波监听多路访问/冲突检测”，其工作原理如下：

(1)若媒体空闲，则传输，否则转(2)。

(2)若媒体忙，一直监听直到信道空闲，然后立即传输。

(3)若在传输中监听到干扰，则发干扰信号通知所有站点。

． 等候一段时间，再次传输。

以上原理可以通俗理解为：“先听后说，边说边听”。