ネットワークコンピュータの原理の総括

         ：Visual Studio 2015
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    ：2020  05 28  

一.コンピュータネットワークの概要、コンピュータネットワークアーキテクチャの形成.コンピュータネットワークアーキテクチャはコンピュータネットワークの各層とそのプロトコルの集合であり、アーキテクチャはこのコンピュータネットワークとその部品が完成すべき機能の正確な定義であり、実現はこのようなアーキテクチャに従う前提の下でどのようなハードウェアやソフトウェアでこれらの機能を完成するかの問題である.

コンピュータネットワークは非常に複雑なシステムであり、相互に通信する2つのコンピュータシステムは高度に協調して動作しなければならないが、この協調はかなり複雑である.「階層化」は、膨大で複雑な問題をいくつかの小さなローカル問題に変換しますが、これらの小さなローカル問題は研究と処理が容易です.階層化のメリットとデメリット:(1)メリット:各階層間は独立しており、柔軟性が高く、構造的に分割可能で、実現とメンテナンスが容易で、標準化作業を促進することができる.(2)欠点:効率を低下させ、異なる階層で重複する機能があるため、追加のオーバーヘッドが発生する.

各層が完成した主な機能:1、エラー制御:対応する階層のピアの通信をより信頼できるようにする.2、流量制御:送信側の送信速度は受信側が受け入れるのに間に合わなければならない.あまり速くしないでください.3、セグメント化と再ロード:送信側は送信するデータブロックをより小さい単位に分割し、受信側で復元する.4、多重化と分用:送信側のいくつかの高層セッションは1本の低層の接続を多重化し、受信側で再分用する.5、接続の確立と解放:データを交換する前に、まず論理接続を確立し、データ転送が終わった後に接続を解放する.

はネットワークアーキテクチャの違いにより、異なる会社の設備が互いに接続することが困難であり、その後、様々なコンピュータを世界範囲でネットワークに接続しようとする標準的なフレームワーク、すなわち有名なオープンシステム相互接続基本参照モデルOSI/RM、略称OSIを提案した.OSI規格に従えば、1つのシステムは、世界中の任意の場所に位置し、同じ規格に従う他の任意のシステムと通信することができる.

コンピュータネットワークにおけるデータ交換は、交換されたデータのフォーマットおよび同期に関する問題を明確に規定する事前に約束された規則を遵守しなければならない.ネットワークプロトコル、略称プロトコルは、ネットワークにおけるデータ交換を行うために確立されたルール、標準または約束である.

ネットワークプロトコルの3つの構成要素:(1)構文:データ制御情報の構造またはフォーマット、(2)意味:どのような制御情報を発行し、どのような動作を完了し、どのような応答を行う必要があるか.(3)同期:イベント実装順序の詳細.これにより,ネットワークプロトコルはコンピュータネットワークの不可欠な構成部分であることがわかる.

TCP/IPは、アプリケーション層、輸送層、ネットワークインターフェース層の4つのアーキテクチャです.そのため、OSIとTCP/IPの利点を統合し、5層プロトコルしかないアーキテクチャを採用する折衷的な方法が採用されることが多い.OSIのアーキテクチャ:1、物理層、2、データリンク層、3、ネットワーク層、4、輸送層、5、セッション層、6、表示層7、応用層.TCP/IPのアーキテクチャ:ネットワークインタフェース層、ネットワーク間層IP、輸送層、応用層.5層プロトコルのアーキテクチャ:1、物理層、2、データリンク層、3.ネットワーク層、4、輸送層、5、応用層.7エンティティは、情報を送信または受信できるハードウェアまたはソフトウェアプロセスを表します.プロトコルは、2つのピアエンティティの通信を制御するルールの集合です.プロトコルの制御の下で、2つのピアツーピアエンティティ間の通信は、本層が上位層にサービスを提供することを可能にする.本層のプロトコルを実現するには、下層が提供するサービスを使用する必要がある.

二、コンピュータネットワークの概念;物理層:物理層の基本概念、データ通信の基礎知識、物理層の下の伝送メディア、ブロードバンドアクセス技術.1.物理層は、特定の伝送媒体ではなく、様々なコンピュータに接続された伝送媒体上でデータビットストリームを伝送する方法を考慮する.物理層の役割は、異なる伝送媒体と通信手段の違いをできるだけ遮断することであり、物理層に用いられるプロトコルは物理層規程とも呼ばれることが多い.2、物理層の主な任務:伝送メディアとのインタフェースのいくつかの特性を確定する.(1)機械的特性:インタフェースに使用するコネクタの形状と寸法、リード線数と配列、固定とロック装置等を示し、(2)電気的特性:インタフェースケーブルの各線上に現れる電圧の範囲を示す.(3)機能特性:ある線上に現れるあるレベルの電圧がどのような意味を表すかを示す.(4)プロセス特性:異なる機能に対する様々な可能なイベントの出現順序を示す.3、1つのデータ通信システムは、3つの大部分を含む:ソースシステム(または送信側、送信側)、伝送システム(または伝送ネットワーク)、および宛先システム(または受信側、受信側).4、常用用語:1データ-メッセージを運ぶ実体、2信号-データの電気的または電磁的表現.3アナログ信号-メッセージを表すパラメータの値は個別です.4シンボル−時間領域(または単に時間領域)の波形を用いてデジタル信号を表す場合、異なる離散値の基本波形を表す.5チャネル−一般的に、ある方向に情報を送信する媒体を表すために使用される.6一方向通信(シングルワーク通信)–逆方向のインタラクションなしで1つの方向の通信しかできません.7双方向交互通信(半二重通信)–通信の双方は情報を送信することができるが、双方が同時に送信することはできない(もちろん同時に受信することもできない).8双方向同時通信(全二重通信):通信の双方は同時に情報を送信し、受信することができる.5、変調は二つの種類に分けられる:ベースバンド変調:ベースバンド信号の波形のみを変換し、チャネル特性に適応させ、変換後の信号は依然としてベースバンド信号である.このプロセスを符号化と呼ぶ.帯域変調:搬送波を用いて変調し、ベースバンド信号の周波数範囲をより高い周波数帯域に移動し、アナログ信号に変換することで、アナログチャネルでの伝送をより良くすることができる(すなわち、1つの周波数範囲内でのみチャネルを通過することができる).帯域通信番号:搬送波変調後の信号.6、常用符号化方式:非帰零制:正レベル代表1、負レベル代表0帰零制:正パルス代表1、負パルス代表0.マンチェスター符号化:ビット周期中心のアップホップは0を表し、周期中心のダウンホップは1を表す.しかし、逆に定義することもできます.差分マンチェスター符号化:各ビットの中心に常にジャンプがあります.ビット開始境界にはジャンプが0を表すが、ビット開始境界にはジャンプが1を表す.7、伝送媒体は生媒体または伝送媒体とも呼ばれ、これはデータ伝送システムにおける送信機と受信機との間の物理的な通路であり、伝送媒体は2つの種類に分けることができ、すなわち、誘導型伝送媒体と非誘導型伝送媒体とに分けられ、誘導型伝送媒体では、電磁波が固体媒体に沿って伝搬するように誘導される.非誘導型伝送媒体とは、自由空間を指す.非誘導型伝送媒体では、電磁波の伝送を無線伝送と呼ぶことが多い.