1.3-1 常规信息系统集成技术

一、网络标准与网络协议

1. OSI七层协议(从下至上):

(1)物理层:该层包括物理连网媒介,如电缆连线连接器。该层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号。具体标准有RS 232、V.35、RJ-45、FDDI。

(2)数据链路层: 它控制网络层与物理层之间的通信。它的主要功能是将从网络层接收到的数据分割成特定的可被物理层传输的帧。常见的协议有IEEE 802.3/.2、HDLC、PPP、ATM。

(3)网络层:其主要功能是将网络地址(例如,IP地址)翻译成对应的物理地址(例如, 网卡地址) , 并决定如何将数据从发送方路由到接收方。在TCP/IP协议中, 网络层具体协议有IP、ICMP、IGMP、IPX、ARP等。

(4)传输层:主要负责确保数据可靠、顺序、无错地从A点传输到B点。如提供建立、维护和拆除传送连接的功能;选择网络层提供最合适的服务;在系统之间提供可靠的透明的数据传送, 提供端到端的错误恢复和流量控制。在TCP/IP协议中, 具体协议有TCP、UDP、SPX。

(5)会话层:负责在网络中的两节点之间建立和维持通信,以及提供交互会话的管理功能,如三种数据流方向的控制,即一路交互、两路交替和两路同时会话模式。常见的协议有RPC、SQL、NFS。

(6)表示层:如同应用程序和网络之间的翻译官,在表示层,数据将按照网络能理解的方案进行格式化;这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。表示层管理数据的解密加密、数据转换、格式化和文本压缩。常见的协议有JPEG、ASCII、GIF、DES、MPEG。

(7)应用层:负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务,如事务处理程序、文件传送协议和网络管理等。在TCP/IP协议中, 常见的协议有HTTP、Telnet、FTP、SMTP

2. 网络协议和标准

以太网规范IEEE 802.3是重要的局域网协议, 内容包括:

协议规范 标准以太网 传输速率 介质
IEEE 802.3 标准以太网 10Mb/s 同轴电缆
IEEE 802.3u 快速以太网 100Mb/s 双绞线
IEEE 802.3z 千兆以太网 1000Mb/s 光纤或者双绞线
IEEE 802.3ae 万兆以太网 10Gb/s 光纤

无线局域网WLAN技术标准:IEEE802.11

广域网协议包括:PPP点对点协议、ISDN综合业务数字网、xDSL(DSL数字用户线路的统称:HDSL、SDSL、MVL、ADSL) DDN数字专线、x.25、FR帧中继、ATM异步传输模式。

3. TCP/IP协议

OSI参考模型与TCP/IP模型的对应关系

(1)应用层协议主要有:
FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议
TFTP(Trivial File Transfer Protocol)简单文件传输协议
HTTP(Hypertext Transfer Protocol)超文本传输协议
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机配置协议
Telnet 远程登录协议
DNS(Domain Name Service)域名系统
SNMP(Simple Network Management Protocol)简单网路管理协议

(2)传输层协议主要有:
TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议
UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议

(3)网络层协议主要有:
IP(Internet Protocol)网际互连协议
ARP(Address Resolution Protocol)地址转换协议
RARP(Reverse Address Resolution Protocol)反向地址转换协议
ICMP(Internet Control Message Protocol)控制报文协议
IGMP (Internet Group Management Protocol)网络组管理协议

重要协议解析

  1. 基于TCP协议:
    主要是面向连接的(TelNet、FTP、SMTP、HTTP、POP3、WWW等)
  2. 基于UDP协议:
    主要是面向查询-应答的,非连接的,不可靠的传输(DNS、TFTP、SNMP、NTP、DHCP)

IP:网络层的核心协议,在源地址和目的地址直接传送数据包,它还提供对数据大小的重新组装功能,以适应不同网络对包大小的要求。

ICMP:用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息(报告差错、提供意外情况信息)。这些控制消息虽然并不传输用户数据,但是对于用户数据的传递起着重要的作用。如PING命令就是用的这个协议。

ARP:根据IP地址获取物理地址

RARP:通过物理地址确定IP地址,允许局域网的物理机器从网关服务器的ARP表或者缓存请求其IP地址

TCP:可靠的、面向连接的、全双工的数据传输服务。TCP协议一般用于传输数据量比较少,且对可靠性要求高的场合(如打电话)

UDP:不可靠、无连接的协议,可以保证应用程序进程间的通信,检错功能较弱。一般用于传输数量大,对可靠性要求不高,但对实时性要求高的场合(如视频会议)

FTP:用于Internet上的控制文件的双向传输

TFTP:是TCP/IP协议簇中的一个用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议,提供不复杂、开销不大的文件传输服务

Telnet:是Internet远程登录服务的标准协议和主要方式。它为用户提供了在本地计算机上完成远程主机工作的能力。在终端使用者的电脑上使用telnet程序,用它连接到服务器。

DNS:能够使用户更方便的访问互联网,而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串

SMTP:它是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则, 由它来控制信件的中转方式。SMTP协议属于TCP/IP协议簇, 它帮助每台计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地。

DHCP:建立在UDP之上,基于客户机/服务器模型设计的。所有的IP网络设定数据都由DHCP服务器集中管理, 并负责处理客户端的DHCP要求, DHCP分配的IP地址可以分为三种方式, 分别是固定分配、动态分配和自动分配。

二、网络设备

设备 工作层次 主要功能
中继器 物理层 对接收信号进行再生和发送,只起到扩展传输距离用
集线器 物理层 多端口中继器
网桥 数据链路层 根据帧物理地址进行网络直接的信息转发,可缓解网络通信繁忙度
路由器 网络层 通过逻辑地址进行网络之间的信息转发,可完成异构网络之间的互联互通,只能连接使用相同网络层协议的子网
网关 高层 又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,用于连接网络层以上执行不同协议的子网
二层交换机 数据链路层 指传统意义上的交换机,即多端口网桥
二层交换机 网络层 带路由功能的二层交换机
多层交换机 高层(4—7层) 带协议转换的交换机
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