计算机网络新技术概述
学部:信息科学与技术部
班级:10自动化1班
姓名:马恒
学号:20101547010
5计算机网络技术是通信技术与计算机技术相结合的产物。计算机网络是按照网络协议, 将地球上分散的、独立的计算机相互连接的集合。连接介质可以是电缆、双绞线、光纤、微波、载波或通信卫星。计算机网络具有共享硬件、软件和数据资源的功能, 具有对共享数据资源集中处理及管理和维护的能力。本文将对网络关键技术及其新发展进行概述。
1 计算机网络传输介质技术
在计算机网络中, 信息的传输是通过传输介质从一个节点传输到另一个节点, 常用介质如下:
(1) 双绞线: 普遍用于公共电话交换系统, 可分为屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线。
(2) 同轴电缆: 具有传输频带宽, 话路容量大, 抗干扰性能好, 传输速率高等优点。
(3) 光纤:具有载波频率高, 通信容量大, 传输损耗小, 不受外界电磁场干扰, 体积小, 重量轻等优点, 是计算机网络通信领域中最具竞争性的一种传输介质。
(4) 视线介质通信: 包括无线电通信、微波通信、红外线通信等利用空间传输电磁波技术实现的通信。
(5) 卫星通信:一个静止轨道的同步卫星可以覆盖地球表面积三分之一的地区, 只需要经过一次中继。目前, 从各种传输介质和传输系统的各自特点和应用看, 光纤通信和卫星通信将是今后计算机传输介质技术的应用主流, 而新型无屏蔽双绞线在一定范围条件下仍将会得到广泛的应用。
2 计算机网络交换技术
在实现计算机互连通信时, 计算机网络按数据交换技术的方式划分共有四种: 电路交换网、存储转发交换网、混合交换网和高速交换网。
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(1) 电路交换网: 电路交换网进行数据通信交换时, 首先申请通信的物理通路, 通路建立后通信双方开始通信并传输数据。
(2) 存储转发交换网: 在进行数据通信交换时, 先将数据在交换装置控制下存入缓冲器中暂存, 并对存储的数据进行一些必要的处理。
(3) 混合交换网: 这种网同时采用存储转发和电路交换两种方式进行数据交换。
(4) 高速交换网: 高速交换网采用ATM(Asyn2 chronous Transfer Mode) 异步传输模式、帧中继FR (Frame Relay) 及语音传输等技术。
3 公用网络传输技术
公用网络传输技术包括: X.25 协议、帧中继、ISDN(Integrated Services Digital Network) 综合业务数字网、千兆与万兆快速以太网(Fast Ethernet)、ATM 异步传输模式、B- ISDN(Broadband ISDN) 宽带综合业务数字网、蓝牙技术、无线AP(Acce Point) 技术、大容量无线网和空间信息高速公路等。
(1) X.25 协议是应用较广泛的一种传输协议。它规定了网桥和路由器等通信设备如何在连接线路上打包和选择路由。
(2) 帧中继是继X.25 后发展起来的数据通信方式。它通过按需要分配带宽来处理分段信息传输增加带外信号来实现。帧中继这种新技术在局域网的互连中得到广泛应用。
(3) ISDN 是基于单一通信网络、能够提供包括语音、文字、数据、图像等综合业务的数字网。ISDN 通过标准POTS 线路传送数据。速率可以达到128kbps。
(4) 千兆快速以太网较原来的快速以太网速度提高10 倍, 达到1000Mbps。通常用光纤、6 类非屏蔽双绞线进行组网。
(5)ATM 异步传输模式是一种高速面向连接的、标准化的传输、复用交换技术。它使用了由53B (字节) 组成的传输分组, 可以同时传送各种不同类型的数据, 包括视频和音频。在25Mbps~ 655Mbps的数据范围内提供专用带宽。
(6)B- ISDN 宽带综合业务数字网是基于光缆网络使用异步传输模式(ATM) , 通过SONET (Syn2 chronous Optical Network) 同步光缆网络进行数据交换传输的新一代ISDN 网络。
(7) 蓝牙技术是一种短距离的无线连接技术标准。其实质内容是要建立通用
的无线电空中接口及其控制软件的公开标准。蓝牙技术主要面向网络中各类数据及语音设备, 如PC 机、笔记本电脑等。
(8) 无线AP 是无线局域网中的接入点和无线网关。作用类似于有线网络中的集线器。
(9) 大容量无线网是以蜂窝式移动数字通信网实现个人数据通信的技术。美国微软公司与美国移动通信公司已联合投资90 亿美元开发卫星蜂窝网, 建立21 世纪的个人数据通信。
(10) 空间信息高速公路是美国规划全球Inter2 net 通信卫星计划, 休斯公司已经筹划开发的空间信息技术。
4 宽带用户入网技术
宽带用户接入网络的技术有: DSL(Digital Sub2 scriber Line) 数字用户链路网、Home PNA (Home Phone lineNetworking Alliance) 对称式数据传输技术、Cable 接入技术、光纤接入技术、无线接入技术和VPN 技术等。
(1)DSL 数字用户链路网: 以铜质电话线为传输介质的传输技术组合, 包括ADSL, HDSL, RADSL, SDSL 和VDSL 等, 一般称之为XDSL 技术。
1ADSL(Asymmetrical DigitalSubscriber Line) 非对称数字用户线路是运行在原有普通电话线上的一种新的高速宽带技术, 利用现有的一对电话铜线, 分别传送数据和语音信号, 数据信号不通过电话交换机设备, 不需要拨号一直在线, 属于一种专线上网方式。
oHDSL (High Digital SubscriberLine) 高比特率数字用户线路是一种对称的DSL 技术, 可以利用现有电话线中的两对或三对双绞线来提供全双工的1.544Mbps(T1) 或2.048kbps(E1) 数字连接能力。优点是充分利用现有电缆实现扩容, 可以解决少量用户传输宽带信号的要求。.
RADSL (Rate Asymmetrical Digital Subscriber Line) 速率自适应非对称数字用户环路是自适应速率的ADSL 技术。可以根据双绞线质量和传输距离动态地提交640kbps 到22Mbps 的下行速率。以及从272kbps 到1.088Mbps 的下行速率。.
VDSL (Very High Bit RateDigital Subscriber Line) 甚高速数字用户环路技术是鉴于现有的ADSL 技术在提供图像业务方面的带宽有限以及成本偏高的
缺点而开发的。是XDSL 技术中速率最快的一种。在一对铜质双绞电话线上, 下行速率为13Mbps~ 52Mbps。上行速率为1.5Mbps~ 2.3Mbps。传输距离较短, 一般在几百米以内。
(2) Home PNA(Home Phone lineNelworking Alli2 ance) 对称式数据传输技术的双向传输带宽均为1Mbps 或10Mbps。其传输距离一般为100~ 300 米。Home PNA 技术运用现有的电话线高速接入互联网。不需要改变原有电话的设置, 而且上网速度很快。
(3)Cable 接入技术: 可以使有线电视公司利用现有HFC(光纤铜轴混合网) 网络提供了宽带业务。HFC 在一个500 户左右的光节点覆盖区可以提供60 路模拟广播电视和每户至少2 路电话、速率至少高达10Mbps 的数据业务。
(4) 光纤接入技术是指在光纤用户网中局端与用户之间完全以光纤作为传输介质的接入网技术。光纤用户网具有带宽大、传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等特点。适用于多种综合数据业务的传输, 是未来宽带网络的发展方向, 它采用的主要技术是光波传输技术。目前, 常用的光纤传输复用技术有时分复用(TDM)、波分复用(FDM)、频分复用(FDM) 和码分复用(CDM) 技术等。
(5) 无线接入技术利用无线技术作为传输媒介向用户提供宽带接入服务。除了传统的无线局域网络接入外, 卫星宽带技术正在迅速发展。用户通过计算机的调制解调器和卫星配合接入互联网, 从而获得高速互联网传输、定向发送数据、网站广播等服务。
5 IPv6 技术
现存IPv4 网络面临着地址枯竭和路由表急剧膨胀两大危机。为了解决这些问题IPv6 作为Internet Protocol 的新版本协议继承和取代IPv4。IPv6 在地址容量、安全性、网络管理、移动性以及服务质量等方面有明显的改进。它采用了长度为128 位的IP 地址。保证即使再过数百年, 地址资源也不会枯竭。
IPv6 有三种基本的地址类型: 单播(Unicast) 地址、群集(Cluster) 地址和组播(Multicast) 地址。单播地址即目的地指明一台计算机或路由器。数据报选择一条最短的路径到达目的站点; 群集地址即目的地是共享一个网络地址的计算机的集合。数据报选择一条最短路径到达后再传递给该组最近的一个成员; 组播地址即目的地是一组计算机, 可以在不同地方。数据报通过硬件组播或广播
传递给该组的每一个成员。
6 网络安全技术
网络互联的规模越大, 安全问题就越突出。安全技术问题涉及安全策略、移动代码、指令保护、密码学、操作系统、软件工程和网络安全管理等内容。
当前, Internet 的安全技术问题集中在以下四个方面:
(1) 端到端的安全问题: 主要指用户(包括代理) 之间的加密、鉴别和数据完整性的维护。
(2) 端系统的安全问题: 主要涉及防火墙技术。
(3) 安全服务质量问题: 主要指如何保证合法用户的带宽。防止用户非法占用带宽。
(4) 安全的网络基础设施: 主要涉及路由器、城名服务器, 以及网络控制信息和管理信息的安全问题。
7 计算机网络技术的未来综述
计算机网络技术的发展方向是开放、集成、高性能和智能化。
(1) 开放: 开放的体系结构、开放的接口标准, 使各种异构系统便于互联和具有高度的互操作性, 归根结底是标准化技术问题。
(2) 集成: 表现在网络的各种服务与多媒体应用的高度集成, 在同一个网络上, 允许各种消息传递。既能提供单点传输, 也能提供多点传递; 既能提供无特殊服务质量要求的信息传输, 也能提供有一定时延和差错要求的确保服务质量的实时传递。
(3) 高性能: 表现在网络提供高速率的传输、高效率的协议处理和高品质的网络服务。
(4) 智能化: 表现在网络的传输和处理上。能向用户提供更为方便、友好的应用接口。在路由选择、拥塞控制和网络管理等方面显示出更强的主动性。尤其是主动网络的技术研究, 使得网络内执行的计算能动态地变化, 该变化可以是/ 用户指定0或/ 应用指定0, 而且用户数据可以利用这些计算。计算机网络技术的未来趋势是优化网络体系结构、提高网络传输效率和解决网络关键技术。
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大学计算机基础(计算机网络基础与信息安全计算机网络概述)教案
