【2023年11月第四版教材】《第2章-信息技术发展（第一部分）》
《第2章-信息技术发展（第一部分）》
章节说明
大部分为新增内容，预计选择题考4分，案例和论文不考；与第三版相同内容用楷体表示。
1 计算机软硬件
本章节无重要考点。
2 计算机网络
2.1 网络的作用范围
1、从网络的作用范围可将网络类别划分为个人局域网（PAN）、局域网（LAN）、城域网（MAN）、 广域网（WAN）、公用网、专用网。
2.2 OSI模型
2、0SI采用了分层的结构化技术，从下到上共分物理层、数据链路层、网络层、传输层、 会话层、表示层和应用层。
| 序号 | 层次 | 网络协议 | 功能说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | 物理层 | RS232、V.35、RJ-45、FDDI | 产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号 |
| 2 | 数据链路层 | IEEE802.3/2 HDLC、PPP、ATM | 将数据分割成特定的可被物理层传输的帧 |
| 3 | 网络层 | IP、ICMP、IGMP、 IPX、ARP 【IP】 |
将网络地址（例如，IP地址）翻译成对应的物理地址（例如，网卡地址），决定如何将数据从发送方路由到接收方 |
| 4 | 传输层 | TCP、UDP、SPX 【传输个P】 |
负责确保数据从A点到传输到B |
| 5 | 会话层 | RPC、SQL、NFS 【认识你】 |
建立和维持通信，以及提供交互会话的管理功能 |
| 6 | 表示层 | JPEG、ASCII、GIF、DES、MPEG 【就爱高大民】 |
翻译官、格式化、数据的解密加密、数据转换、格式化和文本压缩 |
| 7 | 应用层 | HTTP、Telnet、FTP、SMTP 【和他分手】 |
事务处理程序、文件传送协议和网络管理 |
2.3 广域网协议
3、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。
2.4 网络协议
4、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）。
2.5 TCP/IP
5、TCP/IP （17 下 19） （19 上 11）
| 层次 | 协议 |
|---|---|
| 应用层 | FTP （文件传输协议）、TFTP （简单文件传输协议）、HTTP （超文本传输协议）、SMTP （Simple简单邮件传输协议）、DHCP （动态主机配置协议）、Telnet （远程登录协议）、DNS （域名系统）、SNMP （简单网络管理协议） |
| 传输层 | TCP和UDP （用户数据报协议），这些协议负责提供流量控制、错误校验和排序服务 |
| 网络层 | IP、ICMP （网际控制报文协议）、IGMP （网际组管理协议）、ARP （地址解析协议）和RARP （反向地址解析协议） |
| 网络接口层 | 既是传输数据的物理媒介，也可以为网络层提供一条准确无误的线路 |
2.6 软件定义网络（SDN）
| 要素 | 具体内容 | ||
|---|---|---|---|
| 软件定义网络SDN | 定义 | 1.是一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式，它可通过软件编程的形式定义和控制网络，其通过将网络设备的控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络变得更加智能，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。2.利用分层的思想，SDN将数据与控制相分离。两层之间采用开放的统一接口（如OpenFlow等）进行交互。控制器通过标准接口向交换机下发统一标准规则，交换机仅需按照这些规则执行相应的动作即可。SDN打破了传统网络设备的封闭性。此外，南北向和东西向的开放接口及可编程性，也使得网络管理变得更加简单、动态和灵活。 | |
| 分层 | 层次 | 具体内容 | |
| 控制层 | 具有逻辑中心化和可编程的控制器，可掌握全局网络信息，方便运营商和科研人员管理配置网络和部署新协议 | ||
| 数据层 | 哑交换机（与传统的二层交换机不同，专指用于转发数据的设备），仅提供简单的数据转发功能，可以快速处理匹配的数据包，适应流量日益增长的需求 | ||
| 整体架构 | 架构平面 | 具体内容 | |
| 数据平面 | 由交换机等网络通用硬件组成，各个网络设备之间通过不同规则形成的SDN数据通路连接 | ||
| 控制平面 | 逻辑上为中心的SDN控制器，它掌握着全局网络信息，负责各种转发规则的控制 | ||
| 应用平面 | 各种基于SDN的网络应用，用户无须关心底层细节就可以编程、部署新应用 | ||
| 👉 控制平面与数据平面通过SDN控制数据平面接口（CDPI）进行通信，它具有统一的通信标准，主要负责将控制器中的转发规则下发至转发设备，最主要应用的是OpenFlow协议。 👉 控制平面与应用平面之间通过SDN北向接口（NBI）进行通信，而NBI并非统一标准，它允许用户根据自身需求定制开发各种网络管理应用。 |
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| 控制器 | 接口类型 | 具体内容 | |
| 南向接口 | 负责与数据平面进行通信 | ||
| 最主流的南向接口 CDPI采用的是OpenFlow协议。OpenFlow最基本的特点是基于流（Flow）的概念来匹配转发规则，每一个交换机都维护一个流表（FlowTable），依据流表中的转发规则进行转发，而流表的建立、维护和下发都是由控制器完成的 | |||
| 北向接口 | 负责与应用平面进行通信，应用程序通过北向接口编程来调用所需的各种网络资源，实现对网络的快速配置和部署 | ||
| 东西向接口 | 负责多控制器之间的通信，使控制器具有可扩展性，为负载均衡和性能提升提供了技术保障 | ||
2.7 第五代移动通信技术
| 要素 | 具体内容 | ||
|---|---|---|---|
| 第五代移动通信技术 | 特点 | 第五代移动通信技术（5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代移动通信技术。为了支持低时延、高可靠，5G采用短帧、快速反馈、多层/多站数据重传等技术。 | |
| 技术 | 国际技术标准在正交频分多址（OFDMA）和多入多出（MIMO）的技术基础+5G为支持三大应用场景灵活的全新系统设计 | ||
| 频段 | 与4G支持中低频不同，考虑到中低频资源有限，5G同时支持中低频和高频频段， 其中，中低频满足覆盖和容量需求，高频满足在热点区域提升容量的需求，5G针对中低频和高频设计了统一的技术方案，并支持百MHz的基础带宽 | ||
| 应用场景 | 应用场景 | 适用范围 | |
| 增强移动宽带 （eMBB） |
面向移动互联网流量爆炸式增长，为移动互联网用户提供更加极致的应用体验 | ||
| 超高可靠低延迟通信 （uRLLC） |
面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求 | ||
| 海量机器类通信 （mMTC） |
面向智慧城市、智能家居、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用需求 | ||
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THE END
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