通信子網

1、通信子網（communication subnet，或簡稱子網）是由用作信息交換的節點計算機NC和 通信線路組成的獨立的通信系統，它承擔全網的數據傳輸、轉接、加工和交換等通信處 理工作。其中：

子網：通常在談到廣域網時才有意義，它指由網路經營者擁有的 路由器和通信線路的集合。

2、通信子網的功能是把信息從一台主機傳輸到另一台主機；資源子網是各種 網路資源（硬體、軟體、數據信息）的集合。

3、通信子網，在OSI體系中的位置是下三層。

（一）網路硬體設備主要有：網路適配器、中繼器、集線器、網橋、路由器、伺服器及傳輸電纜。

主要掌握有關的互連設備的作用，工作在網路體系結構模型的哪一個層次。

1、網路適配器（網卡）：工作在物理層；

2、中繼器：是工作於物理層的一種設備，用於簡單的網路擴展，是接收單個信號再將其廣播到多個埠的電子設備。

3、集線器（Hub）：多口的中繼器。類型包括：被動集線器、主動集線器智能集線器。

⑴用於簡單的網路擴展，增加區域網路的傳輸距離，進行信號再生放大，但無過濾功能。

⑵共享帶寬；因此，機子連得越多則每台機子得到的帶寬就越少。

⑶工作在OSI的物理層。

4、網橋（Bridge）：網橋的類型：透明網橋、源路由網橋。

⑴是兩個區域網之間建立連接的橋樑，用於擴展區域網和通信手段；

⑵能連接兩個不同類型的區域網；如乙太網、令牌環網；

⑶可以把一個大網分成多個小的子網；還可以有選擇地將帶有地址的信號從一個傳輸介質發送到另一傳輸介質。這樣可以平衡各網段的負載，減少網段內的信息量，提高網路性能；

⑷可以提供過濾功能，並能有效地限制兩個介質系統中無關緊要的通信，防止傳送某一LAN段的報文穿過與它們毫不相關的網段，減少網路的信息量，提高性能；

⑸工作在OSI的數據鏈路層。

[問題1]什麼是網橋，為什麼需要網橋？

網橋是一種連接多個網段的網路設備，是連接區域網之間的橋樑。

⑴一個大單位不同部門工作性質不同，選用了不同的區域網。如802.3、802.4，但早晚要交換。

⑵地理位置分散的單位擬建區域網，然後用網橋連接起來，降低費用。

⑶把一個邏輯單一的LAN分成多個LAN，調節負載，增強網路的可靠性。

⑷通過使用網橋可以增加網路的物理距離。

⑸設置網橋可以分隔網路防止信息被盜，攔截重要信息，增強網路安全性。

[問題2]網橋工作原理。

主機 分組 加上LLC頭分組 加上802.3頭分組 上傳到網橋中MAC層去掉MAC頭

註：連接K個不同LAN的網橋，則有K個不同的MAC子層和物理層。

[問題3]描述網橋如何被用於減少網路交通問題。

採用網橋可以分隔兩個網路之間的通信量，也可用來劃分網段以降低數據的“交通瓶頸”，調節網路負載，減少網路交通問題。

5、路由器：是用於連接多個邏輯上分開的網路設備，具有實現協議轉換、判斷網路地址和路徑選擇的功能。它能在多網路互連環境中建立靈活的連接，可用完全不同的數據分組和介質訪問方法連接各種子網。一般說來，異種網路互連或多個子網互連都應採用路由器。工作在網路層。

註：網關：是一種在異種網之間用於協議轉換、數據重組的路由器，是通往網際網路的大門。在一個計算機網路中，當連接不同類型而協議差別又較大的網路時則要選用網關（Gateway）設備。網關的功能體現在OSI模型的高層，它將協議進行轉換，將數據重新分組，以便在兩個不同類型的網路系統之間進行通信。工作在網路層。

三、通信子網中網路傳輸介質

傳輸介質決定了網路數據傳輸速率、網路段的最大長度、傳輸的可靠性及網路適配器的複雜性。

（一）資源子網：資源子網是指用戶端系統（局內調度自動化網、MIS網和變電站的區域網），包括用戶的應用資源,如伺服器、故障收集計算機、外設、系統軟體和應用軟體。資源子網由計算機系統、終端、終端控制器、連網外設、各種軟體資源與信息資源組成。資源子網負責全網數據處理和向網路用戶提供資源及網路服務，包括網路的數據處理資源和數據存儲資源。

（二）通信子網：通信子網（communication subnet，或簡稱子網）是指網路中實現網路通信功能的設備及其軟體的集合，通信設備、網路通信協議、通信控制軟體等屬於通信子網，是網路的內層，負責信息的傳輸。主要為用戶提供數據的傳輸，轉接，加工，變換等服務。通信子網的任務是在端結點之間傳送報文，主要由轉結點和通信鏈路組成。在ARPA網中，把轉結點通稱為介面處理機（IMP）。通信子網主要包括中繼器、集線器、網橋、路由器、網關等硬體設備。

1、Ethernet：採用 IEEE 802.3標準協議簇是一種有衝突的協議、 CSMA/CD核心技術，乙太網的連接距離有一定的限制度

2、Fast Ethernet：採用 IEEE 802.3u標準協議

3、 Token-Ring：是一種 環形網路，採用IEEE 802.5標準協議棗是一種無衝突的協議。

4、FDDI( 光纖分佈數據介面) ：採用IEEE 802.8標準協議（拓撲拓撲），這個標準協議完全是以IEEE 802.5協議為模板（是一種無衝突的協議）；

5、核心交換機

6、switch和 VLAN技術

[問題1]什麼是VLAN？

VLAN實際上是連到大型 交換機上的與位置無關的區域網；屬OSI中第二層技術。

[問題2]為什麼要把網路劃分為VLAN？

在傳統的區域網中，各站點共享傳輸通道所造成的通道衝突和 廣播風暴是影響網路性能的重要因素（通常一個IP子網或者IPX等於等於一個廣播域，是根據 物理網路來劃分的），為避免連接到大型交換機上的網路產生廣播風暴，需要將該網路劃分為多個VLAN。

[問題3]把網路劃分為VLAN有什麼好處？

⑴簡化網路設計與網路管理，降低建造成本，減少了網路管理開銷。

⑵減少網路流量，避免 廣播風暴。通過將LAN劃分為若干個VLAN，實際上是對 廣播域的限制；

⑶隔離子網通信，提高網路安全。不同的VLAN之間可用 路由器來連接和過濾廣播信息。

[問題4]如何把一個網路劃分為VLAN？

⑴可基於多種安全策略來劃分VLAN。如基於應用類型、訪問許可權等於 安全策略來劃分。

⑵劃分的方法主要有：基於埠的VLAN，基於MAC地址的VLAN，基於第3層的VLAN和基於策略的VLAN等四種。

[問題5]VLAN與LAN的主要區別是什麼？

⑴VL覆蓋復蓋範圍不受限制，

⑵VLAN建在交換機的基礎上，屬於第二層，速度快，易於管理，

⑶VLAN安全，不同的VLAN之間是不能訪問的。

7、ISDN 綜合業務數字網

⑴ISDN：是電話網和數字網相結合發展起來的一種網路，它提供端到端的數字連接，用來承載包括語音和非話音在內的多種業務。如數字 電話、傳真、可視圖文、視頻業務。

⑵ISDN的三個特徵：端到端的數字連接、綜合的業務、標準的多用途入網介面。

⑶ISDN的技術核心：是將帶寬分成幾個通道，其中包括B、D兩種通道。

B通道是一種負載通道，用於話音或數字，通道寬、速度快，傳輸速率達64kb/s。

D通道是一種用於帶外信令，只攜帶有關負載通道的信息，傳輸速率只有16kb/s。

註：通常說ISDN通道的 帶寬是128kb/s，是因為沒有開通D通道；若問ISDN的基本速率是多少？則應是2B+D，即速率為144kb/s。

8、ATM技術

x.25 公用分組交換網、DDN數字數據網、PSTN公共電話網、ISDN 綜合業務數字網、幀中繼、 ATM非同步傳輸模式。

模擬通信方式：就是信息在模擬通道上傳輸模擬信號的通信方式。優點：⑴有大量的通信通道；

⑵能遠距離傳輸信息，那些由編碼表示數字的數字信號可經達高頻調製后就

可以在如無線通道、或光通道上進行遠距離傳輸（屬於寬頻傳輸）。

缺點：遠距離傳輸會受到一系列

數字通信方式：就是信息在數字通道上傳輸數字信號的通信方式。優點：⑴信號不用調製，而直接由0和1二進位組成代碼進行傳輸（屬於基帶傳輸）；

⑵傳輸失真小、誤低率底，數據傳輸速高。通信就是希望這樣。

缺點：近距離通信

帶寬：是通道收發兩端物理通道內可以傳輸頻率的範圍，亦即傳輸比特信號的最大傳輸速率，單位赫茲Hz。如某信號範圍是3000HZ~4000HZ，則帶寬是4000HZ-3000HZ=1000HZ，即表示通道最大傳輸速率是1000次/每秒。一個通道的帶寬越寬，則單位時間內能夠傳輸的信息量就越大。進位為1000進位。

容量：單位時間內通道上所能傳輸的最大比特數，單位bps（比特）/秒。進位為1024進位。

關係：香農定理：C=Wlog（1+S/N）。其中：C：容量，W：帶寬，S：信號功率，N：雜訊功率。

⑴波特（baud）：是用來表示模擬信號每秒鐘變化次數的度量單位。

⑵波特率（baud rate）：每秒鐘可以傳輸的波特數。

⑶比特（bit)：是用來表示（數字信號）二進位信息的基本度量單位。

⑷比特率(bit rate）：每秒鐘可以傳輸的比特數，也稱之為數字通道的速率。

注1：一個b波特線的路傳輸的信號的速率不一定是每秒b比特，每個信號可以運載幾個比特，

這主要是根據信號值的電壓而定。當電壓的值取0、1、2、3、4、5、6、7這8個數值時，我們把信號電平分為V級，於是根據奈奎斯特(Nyquist）定理，其最大的傳輸速率為：D=2WlogV (bps) 或b/s，如：

當電平級為V=2時，一個單位脈衝信號可以運載1個比特，即0、1，這時波特率=比特率。

當電平級為V=4時，一個單位脈衝信號可以運載2個比特，即00、01、10、11。

當電平級為V=8時，一個單位脈衝信號可以運載3個比特，即000、001、010、011、100、101、110、111。

注2：通常用位元組來說明數字的存儲能力：1位元組Byte =8位，1kB=1024Byte，1MB=1024kB，1GB=1024MB。

而用位/秒來說明數據的通信速率：1Kbps=1000位，1Mbps=1000Kbps,1Gbps=1000Mbps。

曼徹斯特編碼：代表1信號的比特前T/2為高電平，后T/2為低電平；0信號正好相反。

差分曼徹斯特編碼：當比特為1時，前T/2比特位的電平與上一個比特位的后T/2比特位的電平相同；當比特為0時，前T/2比特位的電平與上一個比特位的后T/2比特位的電平相反。