第06讲 通信、网络和无线技术

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1、第六讲通信 网络和无线技术 本章学习目标 识别电信网络和关键网络技术的主要组成部分描述主要电信传输媒介和网络类型 解释因特网和因特网技术如何工作 如何支持电子企务 识别无线网 通信和因特网接入的主要技术和标准 评估无线电频率识别 RFID业务 和无线传感器网络的价值 什么是计算机网络 两台或多台计算机的连接简单网络的主要组成部件客户端计算机服务器计算机网卡连接媒介网络操作系统集线器或交换机 路由器 当今世界中的通信与网络 简单网络的构成 当今世界中的通信与网络 这里说明了简单网络的构成 计算机 专用服务器计算机上安装的网络操作系统 电缆 线路 连接设备 网卡 交换机和路由器 网卡 网络操作系统

2、 交换机 路由器 大公司网络组件包括 数百个局域网连接成公司企业网各种功能强大的服务器web站点协同内联网 外联网后台系统移动无线局域网 Wi Fi网络 视频会议系统电话网手机 当今世界中的通信与网络 企业网络基础设施 今天的企业网基础设施是许多不同网络的集合 这些网络包络从公共交换电话网络到因特网 到连接工作组 部门和办公大楼的企业局域网 当今世界中的通信与网络 手机电话 电话系统 电话服务提供商 因特网服务提供商 企业局域网 移动Wi fi网 无限网络服务提供商 无线局域网 公司web站点内联网和外联网 服务器 因特网 客户端 服务器计算机分布式计算模型由网络服务器通过网络控制客户端服务器

3、设定网络通信规则 为每个客户端提供一个地址 使网上其他计算机可以访问到该客户已经在很大程度上取代中央主机电脑因特网 客户端 服务器计算的最大实现 关键数字网络技术 1 包交换使用不同方法分割数字消息成包 沿着不同通信线路发送有效包 然后在目的地重新组织包前面电路交换的网络需要进行完全的点对点线路组合包交换更有效地使用了网络通信的能力 关键数字网络技术 2 包交换网络和包通信 数据组成包 通过各种通讯通道传递包 然后在目的地重新组合包数据 关键数字网络技术 2 包号 消息号 目的地 数据 包1 重新组合消息 TCP IP和互联计算机间通过协议进行互联协议 管理两点间信息传递的规则传输控制协议 互

4、联网协议是全世界通用的标准 是互联网的基础国防部TCP IP参考模型四层应用层传输层网络层网络接口层 关键数字网络技术 3 传输控制协议 互联网协议参考模型 这张图说明了用作通信的TCP IP参考模型四层 当今世界中的通信与网络 应用程序 传输 因特网 网络接口 应用程序 传输 因特网 网络接口 计算机A 计算机B 信号 数字与模拟调试解调器 传输数字信号到模拟信号网络类型局域网客户端 服务器或点对点 WANs 广域网 MANs 城域网 通信网络 调试解调器的功能 调试解调器是一个传输数字信号到模拟信号的设备 以致于数字信号可以通过模拟电话线来传递 调试解调器也可以将接收计算机的模拟信号回传为

5、数字信号 通信网络 计算机 调试解调器 类似物 调试解调器 数字信号 计算机 数字信号 物理传输媒介双绞线 调制解调器 同轴电缆光纤和光纤网络无线传输介质和设备微波卫星蜂窝电话传输速率赫兹带宽 通信网络 BPAmoco公司的卫星传输系统 通信卫星帮助BPAmoco公司在石油勘探船与美国研究中心之间传递地震数据 通信网络 因特网是什么 因特网的连接因特网服务提供商服务数字用户线路 有线 卫星 T线路因特网地址和架构IP地址域名系统分层结构顶级域 全球因特网 域名系统ICANN InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers CNNIC ChinaInt

6、ernetNetworkInformationCenter 域名系统是一个层次系统 有根域 顶级域 第二层域和第三层的主机 全球因特网 因特网根域 顶级域 第二级域 第三级域 主机 计算机 因特网架构干线 骨干网 区域网络互联网服务供应商因特网管理非正式管理由专业 政府组织建立的政策IAB InternetArchitectureBoard 因特网结构委员会 互联网名称与数字地址分配机构W3C WorldWideWebConsortium 世界万维网协会将来的因特网IPv4 100 4 5 6 01100100 00000100 00000101 00000110 IPv6 FE80 0000

7、 0000 0000 AAAA 0000 00C2 0002 全球因特网 因特网架构 互联网骨干网连接到区域网络 依次提供了接入互联网服务提供商的访问权限 大型企业和政府机构 网络接入点 NAPS 和城市区域交换是集中式的 主干网与区域和地区网相交 主干网所有人可以和其他网络进行连接 全球因特网 骨干网 客户端IP地址 校园网 办公网 固定电话线 域主机 因特网服务电子邮件聊天和即时消息新闻组远程登录文件传输协议万维网 VoIP 通过IP语音 VoIP 统一通信虚拟专网 VPN的专用网络 全球因特网 因特网上的客户端 服务器计算 运行浏览器和其他软件的客户端计算机通过因特网可以访问一组服务 这

8、些服务可以在单独服务器上或多个指定服务器上运行 全球因特网 客户端 因特网 服务器 应用程序服务器 数据库服务器 后端系统 数据库 销售产品财务人力 Web页面 邮件文件 Web浏览器其他客户端软件 Web服务简单邮件传输协议域名服务文件传输协议网络新闻传输协议 使用因特网的虚拟专用网络 这个虚拟专用网是一个私有计算机网络 通过因特网使用安全通道进行连接 虚拟专用网 通过公共因特网对数据进行编码及在因特网协议中包装 可以保护数据 通过在网络周围增加一个包可以隐藏内容 组织可以创建一个专用连接通过公共因特网来传递数据 全球因特网 万维网超文本标记语言在网页上显示的格式化文档超文本传输协议传递网页

9、的通信标准统一资源定位器网页地址web服务器设定和管理网页的软件 全球因特网 搜索引擎20世纪90年代早期开始作为一个相对简单的软件程序 使用关键字索引方案今天 互联网广告是主要收入来源 通过搜索引擎营销 使用复杂的算法和网页排名技术来定位结果 赞助商链接与有机搜索结果 全球因特网 Google如何工作 谷歌搜索引擎不断抓取网页 索引每一页的内容 计算其最普遍的资源 并储存网页 以便可以快速响应用户请求 看到一个页面 整个过程大约需要1 5秒 全球因特网 1 用户输入查询 2 Googleweb服务器接收请求 Google使用大约450 000个PC连接到一块 连接到因特网处理输入请求并产生结

10、果 3 请求被发送给Google索引服务器 索引服务器主要描述网页包含的关键字并进行匹配查询 页面信息存储在文档服务器上 为每个web页面准备小文本总结 4 系统使用页面排列软件度量每一页的重要性或普遍性 通过使用5亿个变量和两亿属于来求解方程 这样求解的可能是最好查询结果页面 结果发送到用户 10条一页 Web2 0第二代交互式因特网服务 能使人们合作 共享信息并创建新的在线服务 云计算软件混搭和小部件博客 按时间排序 使用易使用的博客发布工具创建的非正式网站聚合内容 真正简单的整合 集团网站内容是新闻聚合器软件 能在另一个设置中或以后浏览中推出内容维基 合作网站 游客可以添加 删除或修改网

11、站的内容 全球因特网 Web3 0目前的努力使得使用web更加富有成效目前搜索引擎无效率 搜索引擎每天查询3 3亿项 有多少是卓有成效的 语义Web协同努力 在web之上增加重要性层 减少搜索和处理web信息的人为投资量 另一方面 未来网络较为温和的看法增加云计算 软件作为一种服务无处不在的移动设备和其他接入设备的连接更加无缝的体验网络 全球因特网 内联网使用现有的网络基础设施与因特网连接 标准化为web开发的软件创建基于网络工作的应用程序 可以在多种计算机上运行由防火墙保护外联网允许权威供应商和顾客访问一个内部内联网用于协作也受防火墙保护 全球因特网 无线设备掌上电脑 黑莓 智能手机蜂窝系统

12、竞争手机服务标准美国 CDMA大多数世界其他地区 GSM第三代 3G 网络较高的传输速度 适用于宽带互联网的接入 无线革命 无线计算机网络和因特网接入蓝牙 802 15 在10米范围内可链接到8个设备上 采用低功耗 基于无线电通信有用的个人网络 蓝牙网 Wi Fi 802 11 标准集 802 11a 802 11b 802 11g 802 11n用来访问无线局域网和无线因特网使用接入点 设备与无线电接收器 用于连接无线设备到有线局域网 变送器 无线革命 蓝牙网 蓝牙技术在多种设备上实现 包括手机 掌上电脑 无线键盘和鼠标 电脑 以及打印机 以无线方式在一个小于30英尺 10米 的区域内互相交

13、流 除了可以连接到显示的设备外 蓝牙类似于一个网络设备 例如 将数据从一个PC传递到另一个 一个802 11无线局域网 配有无线网卡的移动笔记本电脑通过接入点通信连接到无线局域网 接入点使用无线电波从无线网到客户端适配器传播网络信号 客户端适配器将网络信号转换为移动设备可识别的数据 客户端适配器然后从移动设备上传回到接入点上 接入点继续向前传递数据到无线网 无线计算机网络和因特网接入wi Fi 续 热点 在公共场所的一个或多个接入点为特定区域提供最大的无线覆盖范围弱安全性WiMax 802 16 无线接入范围为31英里需要WiMax天线斯普林特Nextel公司建设的WiMax网络 无线革命 无

14、线电频率识别 RFID 使用带有嵌入式微芯片的小标签 嵌入式微芯片包含关于项目 定位和天线的数据 标签在短距离传递无线信号到指定的FRID读卡器上 读卡器通过网络将数据传送到计算机来处理有源FRID 标签有电源 数据能够被复写 范围是成百英尺 比较昂贵无源FRID 范围比较短 小 比较便宜 通过无线电频率能量提供动力 无线革命 无线电频率识别 RFID 常见用途 自动收费收集在供应链中跟踪货物要求公司有特殊的硬件和软件降低标签成本 使FRID对许多公司是可行的 无线革命 FRID如何工作 RFID使用低功率的无线电发射器读取存储在标签中距离从2厘米到30米的数据 读卡器从标签中捕获数据并通过网

15、络发送给主机进行处理 无线革命 一个微晶片保存数据 包含一个识别码 标签的剩余部分是一个向reader传送数据的天线 有一个天线可以不间断地传输数据 当感知到tag时 激活 质问tag 解码数据 然后 通过无线电或无线连接将数据传递给主机系统 处理从tag发来经读卡器转换的数据 主机 RFID 通用RFID是被动无电池电源天线吸收无线电波能量 累积至触发当足够的能量储存 芯片将信息发送给读卡机 RFID应用和未来 应用Exxon MobilSpeedpass速通卡防偷盗的车钥匙图书馆图书跟踪家畜跟踪供应链护照未来每件商品 而不是每种 都使用RFID EPC 无线传感器网络数以百计或数以千计的相

16、互连接的无线物理设备网络嵌入形成物理环境 提供了大空间的多点测量用于监测建筑物的安全 检测空气中的有害物质 监测环境变化 交通 军事活动设备具有内置处理 储藏 和无线电传感器与天线需要低功耗 持久的电池和忍受在实地没有维修的能力 无线革命 无线传感器网络 最小的回路表示下级节点 较大回路表示高端节点 下级节点间相互发送数据或者向高端节点发送数据 高端节点以更快的速度传递数据从而加速了网络性能 思考 你的家人或朋友在三亚海滩上用手机拍一张照片 传到他的新浪博客上 你用手机在他的博客上看到了这张照片 并把照片下载到你的手机上 思考 这张照片在互联网上经过了哪些过程 物联网 TheInternetofthings 物联网就是物物相连的互联网 通过射频识别 RFID 红外感应器 全球定位系统 激光扫描器 气体感应器等信息传感设备 按约定的协议 把任何物品与互联网连接起来 进行信息交换和通讯 以实现智能化识别 定位 跟踪 监控和管理的一种网络 联通物联网宣传片 物联网关键技术 1 传感技术 相当于人的眼睛 鼻子 皮肤等感官 2 嵌入式系统技术 相当于人的大脑 物联网应用模式 1 智能标签2 环境