第4章 计算机网络与分布式系统

4.1 计算机网络基础计算机网络按照数据通信和数据处理的功能可分为两层内层通信子网和外层资源子网。4.1.1 数据通信基础通信中产生和发送信息的一端称为信源接收信息的一端称为信宿信源和信宿之间的通信线路称为信道。信源产生的信息可能是模拟数据也可能是数字数据。4.1.2 数据编码在计算机中数据是以离散的二进制比特流方式表示的称为数字数据。在网络中传输时通信信道有模拟信道和数字信道两种类型。计算机数据在模拟信道中传输时要将数字信号转换成模拟信道能够识别的模拟信号在数字信道中传输时要把计算机中的数字信号转换成网络媒体能够识别且利于网络传输的数字信号。1.模拟数据编码将计算机中的数字数据在网络中用模拟信号表示时需要进行调制也就是要进行波形变换或者是频谱变换将数字信号的频谱变换成适合于在模拟信道中传输的频谱。最基本的调制方法有调幅、调频和调相3种。4.1.3 差错控制通信过程中出现的差错可大致分为两类一类是由热噪声引起的随机错误另一类是由冲击噪声引起的突发错误。4.2 网络体系结构与协议网络协议由如下3个要素组成语法即控制信息或数据的结构和格式。语义即需要发出何种控制信息、完成何种动作以及做出何种应答。同步即事件实现顺序的详细说明。4.2.1 OSI体系结构国际标准化组织(ISO)推出了开放系统互连参考模型 (Open System Interconnection Reference Model,OSI/RM),该模型定义了不同计算机互连的标准 是设计和描述计算机网络通信的基本框架。OSI 七层模型从下向上物链网输会示用 谐音“物联网叔会使用”两层交换机工作在第二层数据链路层路由器工作在第三层网络层三层交换机同时具备第二层和第三层的功能。TCP/IP 四层模型网络接口层网际层传输层应用层。对应七层模型中网输不变其他合并。FTP 20/21SSH 22Telnet 23SMTP 25DNS 53DHCP 67 服务端 68 客户端TFTP 69HTTP 80SNMP 161POP3 110FTP传输数据时20用于传输数据21用于连接控制。4.3 局域网与广域网4.3.1 局域网构成局域网的网络拓扑结构主要有星形结构、总线结构、环形结构和网状结构。传统的以太网(Ethernet)就属于总线结构。4.3.2 以太网以太网采用带冲突检测的载波监听多路访问(Carrier-Sense Multiple Access/Collision Detection,CSMA/CD)技术。以太网主要包括3种类型IEEE 802.3 中定义的标准局域网速度为10Mb/s,传输介质为细同轴电缆IEEE 802.3u中定义的快速以太网速度为100Mb/s,传输介质为双绞线 IEEE 802.3z中定义的千兆以太网速度为1000Mb/s,传输介质为光纤或双绞线。4.3.3 无线局域网无线局域网在室外主要有以下几种部署结构点对点型、点对多点型、多点对点型和混合型。在WLAN 中通常使用的拓扑结构主要有3种形式点对点型、HUB型和完全分布型。4.3.4 广域网广域网可以分为公共传输网络、专用传输网络和无线传输网络。简单理解就是公网专网和移动互联网如手机。公共传输网络大体可以分为电路交换网络和分组交换网络两类。4.4 网络工程照实施过程的 后网络工程可分为网络规划、网络设计和网络实施3个阶段。网络设计的一些基本原则有实用性原则、开放性原则、高可用性/可靠性原则、安全性原则、 进性原则、易用性原则和可扩展性原则。系统转换可以采用三种方法直接转换、并行转换和分段转换。4.5 分布式系统分布式系统是其组件分布在联网的计算机上组件之间通过消息传递进行通信和动作协调的系统。4.6 构件与中间件4.6.1 构件构件又称为组件是一个自包容、可复用的程序集通过源程序或二进制代码的方式提供整体向外提供统一的访问接口构件外部只能通过接口来访问构件而不能直接操作构件的内部。构件的两个最重要的特性是自包容与可重用。4.6.2 中间件中间件是一种独立的系统软件或服务程序分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之 间共享资源中间件位于操作系统之上管理计算资源和网络通信实现应用之间的互操作。4.8 云计算软件即服务 (Software as a Service, SaaS)、平台即服务(Platform as a Service,PaaS)基础设施即服务 (Infrastructure as a Service, IaaS)。在灵活性方面IaaS 灵活性最强因为可以控制资源最底层粒度最小灵活性就最强。在方便性方面SaaS方便性最强服务商直接提供服务开箱即用不需要自己从底层搭建。相当于IaaS模式中提供给你的砖头水泥SAAS提供给你的是房子。云计算从部署模式上看可以分为公有云、社区云、私有云和混合云4种类型。