【软考系统规划与管理师笔记】第3篇信息技术知识2

1 计算机网络

1.1网络技术标准、协议与应用

Internet技术及应用

2 标识技术

域名系统和统一资源定位器

3 网络分类、组网和接入技术

3.1 网络分类

3.2 网络交换技术

3.3 网络接入技术

3.4 无线网络技术

4 网络服务器和网络存储技术

4.1 服务器

4.2 网络存储技术（Network Storage Technologies)

5 网络规划、设计与实施

5.1 网络拓扑设计

5.2 主干网络（核心层）设计

5.3 汇聚层和接入层设计

6 网络安全及其防范技术

6.1 信息安全的基本要素：

7 网络管理

8 新一代信息技术

8.1 大数据

8.2 云计算

8.3 物联网

8.4 移动互联网

移动互联网概念

9 习题汇总：

1 计算机网络

1.1网络技术标准、协议与应用

网络OSI七层模型

从下到上共分七层：

(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RS232、V.35、RJ-45、FDDI。

(2)数据链路层：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IEEE802.3/.2、 HDLC、PPP、ATM。

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

PS：数据链路层、网络层的协议需要注意一下比较常考，有个技巧协议名字里能找到IP的属于网络层

(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。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3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。常见的协议有HTTP、Telnet、FTP、SMTP、NFS。

“应、表、会、传、网、数、物”

网络协议和标准

IEEE 802规范定义了网卡如何访问传输介质,以及如何在传输介质上传输数据的方法，还定义了传输信息的网络设备之间连接建立、维护和拆除的途径。

IEEE802规范包括很多协议，比较重要的有2个：

802.3(以太网的CSMA/CD载波监听多路访问/冲突检测协议）

802.11(无线局域网WLAN标准协议）。

以太网规范IEEE802.3是重要的局域网协议，内容包括：

(1)IEEE802.3标准以太网10Mb/s传输介质为细同轴电缆。
(2)IEEE802.3u快速以太网100Mb/s双绞线。
(3)IEEE802.3z千兆以太网1000Mb/s光纤或双绞线。

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。

Internet技术及应用

TCP/IP的层次模型分为4层：

应用层：相当于OSI的5~7层，该层中包括了所有的高层协议，如常见的文件传输协议FTP、电子邮件协议SMTP、域名系统DNS、网络管理协议SNMP、访问WWW的超文本传输协议HTTP等。

传输层：相当于OSI的传输层，该层负责在源主机和目的主机之间提供端端的数据传输服务。这一层上主要定义了两个协议：面向连接的传输控制协议TCP和无连接的用户数据报协议UDP。

网络互连层：相当于OSI的网络层，该层负责将分组独立地从信源传送到信宿，主要解决路由选择、阻塞控制及网际互联问题。这一层上定义了互联网协议IP、地址转换协议ARP、反向地址转换协议队RP和互联网控制报文协议ICMP等协议。

网络接口层：该层负责将IP分组封装成适合在物理网络上传输的帧格式并发送出去，或将从物理网络接收到的帧卸装并取出IP分组递交给高层。这一层与物理网络的具体实现有关，自身并无专用的协议。事实上，任何能传输IP分组的协议都可以运行。虽然该层一般不需要专门的TCP/IP协议，各物理网络可使用自己的数据链路层协议和物理层协议，但使用串行线路进行连接时仍需要运行SLIP或PPP 协议。

2 标识技术

因特网上这么多主机，如何进行标识呢？答案是通过主机IP地址。IP协议就是根据IP地址实现信息传递的。 IP地址分为IPv4和IPv6两个版本。

2.1 IPv4：

IPv4由32位（即4字节）二进制数组成，将每个字节作为一段并以十进制数来表示，每段间用“”分隔。例如，10.92.109.5就是一个合法的IP地址。IP地址由网络标识和主机标识两部分组成。

常用的IP地址有A、 B、C三类，每类均规定了网络标识和主机标识在32位中所占的位数。 A类地址的主机标识域为 24位、B类地址的主机标识域为16位，有时候我们在文档中看到IP地址表示为192.168.1.10/24，其中24代表掩码的个数即255.255.255.0

2.2 IPV6：

IPv6 设计用来替代现行的IPv4协议，Internet的主机都有一个唯一的IP地址，IP地址用一个32位二进制的数表示一个主机号码，但32位地址资源有限，已经不能满足用户的需求了（PS 这么多年了好像还是够用。。。）

IPv6地址的128位（16个字节）可以写成8个16位的无符号整数，每个整数用4个十六进制位表示，这些数之间用英文冒号（:)分开，例如： 3ffe:3201:1401:1280:c8ff:fe4d:db39。

IP地址由权威机构InterNIC(Internet Network Information Center)管理和分配。

域名系统和统一资源定位器

32位二进制数的IP地址对计算机来说十分有效，但用户使用和记忆都很不方便，比如我们和人打招呼时候用的是姓名而不是身份证号称呼。为此，Internet引进了字符形式的IP地址，即域名。

域名采用层次结构的基于“域”的命名方案，每一层由一个子域名组成，子域名间用 “.”分隔，其格式为：机器名.网络名.机构名.最高域名。

Internet上的域名由域名系统DNS(Domain Nam System)统一管理。DNS是一个分布式数据库系统，由域名空间、域名服务器和地址转换请求程序3部分组成。有了 DNS,凡域名空间中有定义的域名都可以有效地转换为对应的IP地址，同样，IP地址也可通过DNS转换成域名。

扩展：根服务器主要用来管理互联网的主目录，最早是IPV4，全球只有13台（这13台IPv4根域名服务器名字分别为“A”至“M”），1个为主根服务器在美国，由美国互联网机构Network Solutions运作。其余12个均为辅根服务器，其中9个在美国，2个在欧洲(位于英国和瑞典)，1个在亚洲(位于日本)。在与现有IPv4根服务器体系架构充分兼容基础上，“雪人计划”于2016年在全球16个国家完成25台IPv6根服务器架设，事实上形成了13台原有根加25台IPv6根的新格局，中国部署了其中的4台，由1台主根服务器和3台辅根服务器组成，打破了中国过去没有根服务器的困境。

3 网络分类、组网和接入技术

3.1 网络分类

(1)根据计算机网络覆盖的地理范围分类，计算机网络可分为：局域网、城域网和广域网。

(2)根据链路传输控制技术分类。

链路传输控制技术是指如何分配网络传输线路、网络交换设备资源，以便避免网络通信链路资源冲突，同时为所有网络终端和服务器进行数据传输。典型的网络链路传输控制技术有：总线争用技术、令牌技术、FDDI技术、ATM技术、帧中继技术和ISDN技术。对应网络分别是以太网、令牌网、FDDI网、ATM网、帧中继网和ISDN网。

(3)根据网络拓扑结构分类：网络拓扑结构分为物理拓扑和逻辑拓扑。

物理拓扑结构描述网络中由网络终端、网络设备组成的网络结点之间的几何关系，反映出网络设备之间以及网络终端是如何连接的。

网络按照拓朴结构划分有：总线型结构、环型结构、星型结构、树型结构和网状结构。（这个比较常考）

3.2 网络交换技术

网络交换是指通过一定的设备，如交换机等，将不同的信号或者信号形式转换为对方可识别的信号类型从而达到通信目的的一种交换形式，常见的有数据交换、线路交换、报文交换和分组交换。

重点：数据交换可以分为电路交换、分组交换（数据包交换）、ATM交换、全光交换和标记交换。

3.3 网络接入技术

网络接入技术分为光纤接入、同轴接入、铜线接入（电话线）、无线接入。

3.4 无线网络技术

无线通信网络根据应用领域可分为：无线个域网（WPAN)、无线局域网 (WLAN)、无线城域网（WMAN)、蜂房移动通信网（WWAN)。

4 网络服务器和网络存储技术

4.1 服务器

为了保证足够的安全性，采用了大量普通电脑没有的技术，如穴余技术、系统备份、在线诊断技术、故障预报警技术、内存纠错技术、热插拔技术和远程诊断技术等，使绝大多数故障能够在不停机的情况下得到及时的修复，具有极强的可管理性（manageability)。（随着技术发展，这些原来在服务器才有的技术现在其实已经大量应用于普通PC了）

4.2 网络存储技术（Network Storage Technologies)

网络存储结构大致分为3种：DAS，NAS，SAN，这三种存储初学者容易混淆

直连式存储（DAS:Direct Attached Storage)：直接附加存储是指将存储设备通过总线（SCSI、PCI、IDE等）接口直接连接到一台服务器上使用。DAS购置成本低，配置简单，因此对于小型企业很有吸引力。

网络存储设备（NAS:Network Attached Storage)：在NAS存储结构中，存储系统不再通过I/O总线附属于某个服务器或客户机，而直接通过网络接口与网络直接相连，由用户通过网络访问。NAS实际上是一个带有瘦服务器的存储设备，其作用类似于一个专用的文件服务器

存储网络（SAN:Storage Area Network)：是通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器主机，最后成为一个专用的存储网络。SAN经过十多年历史的发展，已经相当成熟，成为业界的事实标准。

5 网络规划、设计与实施

5.1 网络拓扑设计

确立网络的物理拓扑结构是整个网络方案规划的基础，选择拓扑结构时，应该考虑的主要因素有：地理环境、传输介质与距离以及可靠性。

5.2 主干网络（核心层）设计

主干网技术的选择，要根据以上需求分析中用户方网络规模大小、网上传输信息的种类和用户方可投入的资金等因素来考虑。一般而言，主干网用来连接建筑群和服务器群，

5.3 汇聚层和接入层设计

汇聚层的存在与否，取决于网络规模的大小。当建筑楼内信息点较多超出一台交换机的端口密度，而不得不增加交换机扩充端口时，就需要有汇聚交换机。

6 网络安全及其防范技术

6.1 信息安全的基本要素：

机密性：确保信息不暴露给未授权的实体或进程。
完整性：只有得到允许的人才能修改数据，并且能够判别出数据是否已被墓改。
可用性：得到授权的实体在需要时可访问数据，即攻击者不能占用所有的资源而阻碍授权者的工作。
可控性：可以控制授权范围内的信息流向及行为方式。
可审查性：对出现的网络安全问题提供调查的依据和手段。

为了达成上述目标，需要做的工作有：制定安全策略、用户验证、加密、访问控制、审计和管理。（PS 实际做项目时，系统规划必须有配套的安全规划）

国家标准GB17895-1999《计算机信息系统安全保护等级划分准则》将信息系统安全分为5个等级，分别是：

自主保护级
系统审计保护级
安全标记保护级
结构化保护级
访问验证保护级

7 网络管理

网络管理的一个重要工作就是：数据备份！

8 新一代信息技术

这是教材编写时的新技术，当然现在有些技术已经谈不上很新了。。。

8.1 大数据

大数据4V特性：体量大（Volume)、多样性（Variety)、价值密度低（Value)、快速化（Velocity)的显著特征。

大数据关键技术：主要包括数据采集、数据存储、数据管理、数据分析与挖掘4个环节。

在数据存储环节主要有结构化数据、非结构化数据和半结构化数据的存储与访问。

结构化数据一般存放在关系数据库，通过数据查询语言（SQL)来访问；

非结构化(如图片、视频、doc文件等）

半结构化数据一般通过分布式文件系统的NoSQL(Not Only SQL)进行存储。

大数据相关的一些典型产品

HDFS。Hadoop分布式文件系统（HDFS)是适合运行在通用硬件上的分布式文件系统，是一个高度容错性的系统。
HBase。HBase是一个分布式的、面向列的开源数据库，HBase不同于一般的关系数据库，它是一个适合于非结构化数据存储的数据库。另一个不同的是Hbase是基于列的而不是基于行的模式。
MapReduce。MapReduce是一种编程模型，用于大规模数据集（大于1TB)的并行运算。
Chukwa。Chukwa是一个开源的用于监控大型分布式系统的数据收集系统。

8.2 云计算

云计算架构。从对外提供的服务能力可以分为3种：

基础设施即服务（IaaS)。英文为Infrastructure as a Service,指消费者通过Internet 可以从云计算中心获得完善的计算机基础设施服务，例如虚拟主机、存储服务等。如果把云计算比作一台计算机，IaaS就相当于计算机的主机等硬件。
平台即服务（PaaS)。英文为Platform as a Service,指为云计算上各种应用软件提供服务的平台应用，其作用类似于个人计算机的操作系统，也包括一些增强应用开发的“开发包”。
软件即服务（SaaS)。英文为Software as a Service,用户无须购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动。类似于个人计算机中各种各样的应用软件。

应用范围来看，云计算又可分为公有云、私有云和混合云。