Sunday, December 17, 2006
电源的分类及知识
1 、交流稳压电源的分类及其特点:
能够提供一个稳定电压和频率的电源称交流稳定电源。目前国内多数厂家所做的工作是交流电压稳定。下面结合市场有的交流稳压电源简述其分类特点。
参数调整(谐振)型
这类稳压电源,稳压的基本原理是LC 串联谐振,早期出现的磁饱和型稳压器就属于这一类.它的优点是结构简单,无众多的元器件,可靠性相当高稳压范围相当宽,抗干扰和抗过载能力强.缺点是能耗大、噪声大、笨重且造价高。
在磁饱和原理的基础上的发育进形成的参数稳压器和我国50 年代已流行的“磁放大器调整型电子交流稳压器”(即614 型)均属此类原理的交流稳压器。
自耦(变比)调整型
1 、机械调压型,即以伺服电机带动炭刷在自耦变压器的的绕组滑动面上移动,改变Vo 对Vi 的比值,以实现输出电压的调整和稳定。该种稳压器可以从几 百瓦到几千瓦。它的特点是结构简单,造价低,输出波形失真小;但由于炭刷滑动接点易产生电火花,造成电刷损坏以至烧毁而失效;且电压调整速度慢。
2 、改变抽头型,将自耦变压器做成多个固定抽头,通过继电器或可控硅(固态继电器)做为开关器10 件,自动改变抽头位置,从而实现输出电压的稳定。
该种型稳压器优点是电路简单,稳压范围宽(130V-280V),效率高(≥95%),价格低。而缺点是稳压精度低(±8~10%)工作寿命短,它适用于家庭给空调器供电。
大功率补偿型——净化型稳压器(含精密型稳压器)
它用补偿环节实现输出电压的稳定,易实现微机控制。
它的优点是抗干扰性能好,稳压精度高(≤±1%)、响应快(40~60ms)、电路简单、工作可
靠。缺点是:带计算机,程控交换机等非线性负载时有低频振荡现象;输入侧电流失真度大,源功率因数较低;输出电压对输入电压有相移。对抗干扰功能要求较高 的单位,在城市里应用为宜,计算机供电时,必须选用计算机总功率的2-3 倍左右稳压器来使用。因具有稳压、抗干扰,响应速度快、价格适中等优点,所以应 用广泛。
开关型交流稳压电源
它应用于高频脉宽调制技术,与一般开关电源的区别是它的输出量必须是与输入侧同上频、同相的交流电压。它的输出电压波型有准方波、梯型波、正弦波等,市场 上的不间断电源(UPS)抽掉其中的蓄电源和充电器,就是一台开关型交流稳压电源的稳压性好,控制功能强,易于实现智能化,是非常具有前途的交流稳压电 源。但因其电路复杂,价格较高,所以推广较慢。
2 、直流稳定电源的种类及选用:
直流稳定电源按习惯可分为化学电源,线性稳定电源和开关型稳定电源,它们又分别具有各种不同类型:
化学电源
我们平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类,各有其优缺点。
随着科学技术的发展,又产生了智能化电池;在充电电池材料方面,美国研制人员发现锰的一种碘化物,用它可以制造出便宜、小巧、放电时间长,多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。
线性稳定电源
线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区,靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大,需要安装一个很大的散热器给它散热。而且由于变压器工作在工频(50Hz)上,所以重量较大。
该类电源优点是稳定性高,纹波小,可靠性高,易做成多路,输出连续可调的成品。缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。这类稳定电源又有很多种,从输出性质 可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流(双稳)电源。从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式几种。从输出指 示上可分指针指示型和数字显示式型等等。
开关型直流稳压电源
与线性稳压电源不同的一类稳电源就是开关型直流稳压电源,它的电路型式主要有单端反激式,单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在 于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹。功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态;开关电源因此而得名。
开关电源的优点是体积小,重量轻,稳定可靠;缺点相对于线性电源来说纹波较大(一般≤1%VO(P-P),好的可做到十几mV(P-P)或更小)。它的功率可自几瓦-几千瓦均有产品。价位为3 元-十几万元/瓦,下面就一般习惯分类介绍几种开关电源:
①、AC/DC 电源
该类电源也称一次电源,它自电网取得能量,经过高压整流滤波得到一个直流高压,供DC/DC 变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压,功率从几瓦- 几千瓦均有产品,用于不同场合。属此类产品的规格型号繁多,据用户需要而定通信电源中的一次电源(AC220 输入,DC48V 或24V 输出)也属此
类.
②、DC/DC 电源在通信系统中也称二次电源,它是由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压,经DC/DC 变换以后在输出端获一个或几个直流电压。
③、通信电源
通信电源其实质上就是DC/DC 变换器式电源,只是它一般以直流-48V 或-24V 供电,并用后备电池作DC 供电的备份,将DC 的供电电压变换成电路的工作电压,一般它又分中央供电、分层供电和单板供电三种,以后者可靠性最高。
④、电台电源
电台电源输入AC220V/110V,输出DC13.8V,功率由所供电台功率而定,几安几百安均有产品.为防止AC 电网断电影响电台工作,而需要有电池组作为备份,所以此类电源除输出一个13.8V 直流电压外,还具有对电池充电自动转换功能。
⑤、模块电源
随着科学技术飞速发展,对电源可靠性、容量/体积比要求越来越高,模块电源越来越显示其优越性,它工作频率高、体积小、可靠性高,便于安装和组合扩容,所以越来越被广泛采用。目前,目前国内虽有相应模块生产,但因生产工艺未能赶上国际水平,故障率较高。
DC/DC 模块电源目前虽然成本较高,但从产品的漫长的应用周期的整体成本来看,特别是因系统故障而导致的高昂的维修成本及商誉损失来看,选用该电源模 块还是合算合算的,在此还值得一提的是罗氏变换器电路,它的突出优点是电路结构简单,效率高和输出电压、电流的纹波值接近于零。
⑥、特种电源
高电压小电流电源、大电流电源、400Hz 输入的AC/DC 电源等,可归于此类,可根据特殊需要选用。开关电源的价位一般在2-8 元/瓦特殊小功率和大功率电源价格稍高,可达11-13 元/瓦。
Saturday, December 16, 2006
无线局域网
无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。通俗点说,无线局域网(Wireless local-area network,WLAN)就是在 不采用传统电缆线的同时,提供传统有线局域网的所有功能,网络所需的基础设施不需要再埋在地下或隐藏在墙里,网络却能够随着实际需要移动或变化。之所以还 称其是局域网,是因为会受到无线连接设备与电脑之间距离的远近限制而影响传输范围,所以必须要在区域范围之内才可以连上网路。
★ 无线设备详解
·什么是无线路由器? 2
·什么是无线AP? 3
·什么是无线网卡? 4
·什么是无线上网卡? 5
·什么是蓝牙适配器? 6
·什么是红外适配器? 7
·什么是无线网桥? 8
·什么是无线天线? 9
★ 无线网络知识详解
·什么是TCP/IP协议? 10
·什么是IP地址? 11
·什么是WALN? 12
·什么是无线网络漫游? 13
·什么是子网掩码? 14
·什么是网关(Gateway)? 15
·什么是Wi-Fi? 16
·什么是WiMAX? 17
·什么是ad-hoc模式? 18
·什么是infrastructure模式? 19
·什么是跳频技术? 20
·什么是直接序列展频技术? 21
★ 无线主要参数详解
·什么是802.11? 22
·什么是Mac地址? 23
·什么是SSID? 24
·什么是WPA加密? 25
·什么是信道(Channel)? 26
·什么是DHCP? 27
·什么是WDS? 28
·什么是dbi? 29
·什么是WEP? 30
·什么是UPnP? 31
★ 无线安全知识详解
·什么是防火墙? 32
·什么是DMZ? 33
什么是无线路由器?
无线路由器:就是带有无线覆盖功能的路由器,它主要应用于用户上网和无线覆盖。市场上流行的无线路由器一般都支持专线xdsl/ cable,动态 xdsl,pptp四种接入方式,它还具有其它一些网络管理的功能,如dhcp服务、nat防火墙、mac地址过滤等等功能。
无 线路由器(Wireless Router)好比将单纯性无线AP和宽带路由器合二为一的扩展型产品,它不仅具备单纯性无线AP所有功能如支持DHCP客 户端、支持VPN、防火墙、支持WEP加密等等,而且还包括了网络地址转换(NAT)功能,可支持局域网用户的网络连接共享。可实现家庭无线网络中的 Internet连接共享,实现ADSL和小区宽带的无线共享接入。
无线路由器可以与所有以太网接的ADSL MODEM或 CABLE MODEM直接相连,也可以在使用时通过交换机/集线器、宽带路由器等局域网方式再接入。其内置有简单的虚拟拨号软件,可以存储用户名和密码 拨号上网,可以实现为拨号接入Internet的ADSL、CM等提供自动拨号功能,而无需手动拨号或占用一台电脑做服务器使用。此外,无线路由器一般还 具备相对更完善的安全防护功能。
此外,大多数无线路由器还包括一个4个端口的交换机,可以连接n台使用有线网卡的电脑,从而实现有线和无线网络的顺利过渡。
在接入速度上,目前符合11Mbps、54Mbps、108Mbps的无线路由器产品皆有。
无线路由器适合于不带路由的ADSL、CM猫等用户以及带路由的ADSL、CM猫。无线路由器将多种设备合而为一,亦比较适合于初次建网的用户,其集成化的功能可以使用户只用一个设备而满足所有的有线和无线网络需求。
什么是无线AP?
无线AP(AP,Access Point,无线访问节点、会话点或存取桥接器)是一个包含很广的名称,它不仅包含单纯性无线接入点(无线AP),也同样是无线路由器(含无线网关、无线网桥)等类设备的统称。
各种文章或厂家在面对无线AP时的称呼目前比较混乱,但随着无线路由器的普及,目前的情况下如没有特别的说明,我们一般还是只将所称呼的无线AP理解为单 纯性无线AP,以示和无线路由器加以区分。它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问,在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可 以通过它进行相互通信。
单纯性无线AP就是一个无线的交换机,仅仅是提供一个无线信号发射的功能。单纯性无线AP的工作原理是将 网络信号通过双绞线传送过来,经过AP产品的编译,将电信号转换成为无线电讯号发送出来,形成无线网的覆盖。根据不同的功率,其可以实现不同程度、不同范 围的网络覆盖,一般无线AP的最大覆盖距离可达
多数单纯性无线AP本身不具备路由功能,包括DNS、DHCP、 Firewall在内的服务器功能都必须有独立的路由或是计算机来完成。目前大多数的无线AP都支持多用户(30-100台电脑)接入,数据加密,多速率 发送等功能,在家庭、办公室内,一个无线AP便可实现所有电脑的无线接入。
单纯性无线AP亦可对装有无线网卡的电脑做必要的控制 和管理。单纯性无线AP即可以通过10BASE-T(WAN)端口与内置路由功能的ADSL MODEM或CABLE MODEM(CM)直接相连,也可 以在使用时通过交换机/集线器、宽带路由器再接入有线网络。
无线AP跟无线路由器类似,按照协议标准本身来说 IEEE 802.11b和IEEE
因此,作为无线网络中重要的环节无线接入点、无线网关也就是无线AP(Access Point),它的作用其实就类似于 我们常用的有线网络中的集线器。在那些需要大量AP来进行大面积覆盖的公司使用得比较多,所有AP通过以太网连接起来并连到独立的无线局域网防火墙。但同 时由于其一般专用无线AP都不带额外的局域网接口,使其应用范围较窄。
什么是无线网卡?
无线网卡是终端无线网络的设备,是无线局域网的无线覆盖下通过无线连接网络进行上网使用的无线终端设备。具体来说无线网卡就是使你的电脑可以利用无线来上 网的一个装置,但是有了无线网卡也还需要一个可以连接的无线网络,如果你在家里或者所在地有无线路由器或者无线AP的覆盖,就可以通过无线网卡以无线的方 式连接无线网络可上网。
无线网卡标准上区分
无线网卡按无线标准可定为IEEE 802.11b、IEEE
在频段频段上来说
兼容上来说
无线网卡接口上区分
无线网卡按照接口的不同可以分为多种。
一种是台式机专用的PCI接口无线网卡。
一种是笔记本电脑专用的PCMICA接口网卡。
一种是USB无线网卡,这种网卡不管是台式机用户还是笔记本用户,只要安装了驱动程序,都可以使用。在选择时要注意的一点就是,只有采用USB2.0接口的无线网卡才能满足
除此而外,还有笔记本电脑中应用比较广泛的MINI-PCI无线网卡。MINI-PCI为内置型无线网卡,迅驰机型和非迅驰的无线网卡标配机型均使用这种无线网卡。其优点是无需占用PC卡或USB插槽,并且免去了随时身携一张PC卡或USB卡的麻烦。
目前这几种无线网卡在价格上差距不大,在性能/功能上也差不多,可按需而选即可。
无线网卡网络制式上区分
无线上网卡它是目前无线广域通信网络应用广泛的上网介质。目前,由于我国只有中国移动的GPRS和中国联通的CDMA (1X)两种网络制式,所以常见的无线上网卡就包括CDMA无线上网卡和GPRS无线上网卡两类。另外还有一种CDPD无线上网卡。
CDMA无线上网卡
CDMA (Code Division Multiple Access,码分多址)无线上网卡是针对中国联通的CDMA网络推出来的上网连接设备。CDMA 允 许所有的使用者同时使用全部频带,并且把其他使用者发出的讯号视为杂讯,完全不必考虑到讯号碰撞 (collision) 的问题。
GPRS无线上网卡
GPRS 上网卡是针对中国移动的GPRS网络推出来的无线上网设备。GPRS的英文全称为“General Packet Radio Service”,中文含 义为“通用分组无线服务”,它是利用“包交换”(Packet-Switched)的概念所发展出的一套无线传输方式。所谓的包交换就是将Date封装成 许多独立的封包,再将这些封包一个一个传送出去,形式上有点类似寄包裹,采用包交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽,而且可以以传输的资料量 计价,这对用户来说是比较合理的计费方式,因为像Internet这类的数据传输大多数的时间频宽是间置的。
相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式,GPRS是分组交换技术,具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。
CDPD无线上网卡
CDPD (蜂窝数字分组数据-Cellular Digital Packet Data)采用分组数据方式,是目前公认的最佳无线公共网络数据通信规程。它是建 立在TCP/IP基础上的一种开放系统结构,将开放式接口、高传输速度、用户单元确定、空中链路加密、空中数据加密、压缩数据纠错和重发和运用世界标准的 IP寻址模式无线接入有力的结合在一起,提供同层网络的无缝连接、多协议网络服务。CDPD具有速度快(19.2kbps),数据安全性高等特点,它支持 用户越区切换和全网漫游、广播和群呼,支持移动速度达
CDPD特别适用于:用户点多、分布面广、移动中、短信息使用、频次密的场合。目前主要应用在如下领域:金融交易、交通运输、遥测与远程监控、移动办公等。
什么是无线上网卡?
无线上网卡,顾名思义,就是不用网线的上网卡。无线上网卡的作用、功能相当于有线的调制解调器,也就是我们俗称的“猫”。它可以在拥有无线电话信号覆盖的任何地方,利用手机的SIM卡来连接到互联网上。
它是目前无线广域通信网络应用广泛的上网介质。目前,由于我国只有中国移动的GPRS和中国联通的CDMA (1X)两种网络制式,所以常见的无线上网卡就包括CDMA无线上网卡和GPRS无线上网卡两类。另外还有一种CDPD无线上网卡。
CDMA无线上网卡
CDMA (Code Division Multiple Access,码分多址)无线上网卡是针对中国联通的CDMA网络推出来的上网连接设备。CDMA 允 许所有的使用者同时使用全部频带,并且把其他使用者发出的讯号视为杂讯,完全不必考虑到讯号碰撞 (collision) 的问题。
GPRS无线上网卡
GPRS 上网卡是针对中国移动的GPRS网络推出来的无线上网设备。GPRS的英文全称为“General Packet Radio Service”,中文含 义为“通用分组无线服务”,它是利用“包交换”(Packet-Switched)的概念所发展出的一套无线传输方式。所谓的包交换就是将Date封装成 许多独立的封包,再将这些封包一个一个传送出去,形式上有点类似寄包裹,采用包交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽,而且可以以传输的资料量 计价,这对用户来说是比较合理的计费方式,因为像Internet这类的数据传输大多数的时间频宽是间置的。
相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式,GPRS是分组交换技术,具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。
CDPD无线上网卡
CDPD (蜂窝数字分组数据-Cellular Digital Packet Data)采用分组数据方式,是目前公认的最佳无线公共网络数据通信规程。它是建 立在TCP/IP基础上的一种开放系统结构,将开放式接口、高传输速度、用户单元确定、空中链路加密、空中数据加密、压缩数据纠错和重发和运用世界标准的 IP寻址模式无线接入有力的结合在一起,提供同层网络的无缝连接、多协议网络服务。CDPD具有速度快(19.2kbps),数据安全性高等特点,它支持 用户越区切换和全网漫游、广播和群呼,支持移动速度达
CDPD特别适用于:用户点多、分布面广、移动中、短信息使用、频次密的场合。目前主要应用在如下领域:金融交易、交通运输、遥测与远程监控、移动办公等。
接口上来区分
无线上网卡的接口类型主要分为PCMCIA接口(笔记本等用设备),USB接口(主要用于台式机、笔记本),CF接口(主要用于PDA等设备里面)。
什么是蓝牙适配器?
Bluetooth(蓝牙)是一种短距的无线通讯技术,电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来,传统的电线在这里就毫无用武之地了。透过芯片上的无线接收器,配有蓝牙技术的电子产品能够在
以往红外线接口的传输技术需要电子装置在视线之内的距离,而现在有了蓝牙技术,这样的麻烦也可以免除了。不过Bluetooth产品致命的缺陷是任何蓝牙 产品都离不开Bluetooth芯片;Bluetooth模块较难生产;Bluetooth难于全面测试这三点是制约蓝牙产品发展的瓶颈。而 802.11b协议的崛起又强走了Bluetooth的大量客户。
SMC的USB蓝牙适配器
3COM的PCMCIA接口的蓝牙网卡![]()
EagleTec蓝牙适配器
所以目前,人们比较趋于一致的看法是:802.11b和Bluetooth虽属同类技术,但似乎802.11b的支持者更多。
什么是红外适配器?
红外适配器是指利用红外线技术实现各种电子设备之间进行数据交换和传输的设备,一般情况下多指外置型的产品。
目前市场上许多手机、掌上电脑等产品都有和电脑进行数据交换的功能,除了使用常规的有线连接之外,比较常用的是红外线连接技术。如果设备上原本就有红外线连接装置的话,那么只要经过简单的设置便可以使用了。
不过一些老的电脑上并没有设计红外接口,非但如此,连一些新近推出的低端笔记本电脑上也没有预设红外数据传输,这就使红外传输受到了限制。要解决这个问 题,其实完全可以通过红外适配器来实现。当安装红外适配器后,用户的电脑便可以和其它具有红外线传输功能的设备进行数据交换了。不过由于红外线自身的特性 所决定,其无线工作距离只有2、3米左右,传输角度也只有30度。
IrDA 是红外数据组织(Infrared Data Association)的简称,目前广泛采用的IrDA红外连接技术就是由该组织提出的。到目前为止,全 球采用IrDA技术的设备超过了5000万部。IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术,其相应的硬件和软件技术比较成熟。
在通信速度方面,目前IrDA 1.1的最高速度标准为4Mbps,同时在点对点通信时要求接口对准角度不能超过30°。不过尽管IrDA技术免去了线 缆,使用起来仍然有许多不便,不仅通信距离短,而且还要求必须在视线上直接对准,中间不能有任何阻挡。另外,IrDA技术只限于在2个设备之间进行连结, 不能同时连结多个设备。
什么是无线网桥?
无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现lan互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定 数字设备之间的远距离(可达
从作用上来理解无线网桥,它可以用于连接两个或多个独立的网络段,这些独立的网络段通常位于不同的建筑内,相距几百米到几十公里。所以说它可以广泛应用在 不同建筑物间的互联。同时,根据协议不同,无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b或802.11以及采用5.8GHz频段的
在无高大障碍(山峰或建筑)的条件下,一对速组网和野外作业的临时组网。其作用距离取决于环境和天线,现
无线网桥通常是用于室外,主要用于连接两个网络,使用无线网桥不可能只使用一个,必需两个以上,而AP可以单独使用。无线网桥功率大,传输距离远(最大可达约
什么是无线天线?
当计算机与无线AP或其他计算机相距较远时,随着信号的减弱,或者传输速率明显下降,或者根本无法实现与AP或其他计算机之间通讯,此时,就必须借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增益(放大)。
无线设备本身的天线都有一定距离的限制,当超出这个限制的距离,就要通过这些外接天线来增强无线信号,达到延伸传输距离的目的。这里面要涉及到两个概念:
1、 频率范围
它是指天线工作的频段。这个参数决定了它适用于哪个无线标准的无线设备。比如
2、 增益值
此参数表示天线功率放大倍数,数值越大表示信号的放大倍数就越大,也就是说当增益数值越大,信号越强,传输质量就越好。
分类
无线天线有多种类型,不过常见的有两种,一种是室内天线,优点是方便灵活,缺点是增益小,传输距离短;一种是室外天线。室外天线的类型比较多,一种是锅状的定向天线,一种是棒状的全向天线,室外天线的优点是传输距离远,比较适合远距离传输。
室内无线天线
1、 全向天线
室内全向天线适合于无线路由、AP这样的需要广泛覆盖信号的设备上,他可以将信号均匀分布在中心点周围360度全方位区域,适用于链接点距离较近,分布角度范围大,且数量较多的情况。
2、 定向天线
室内定向天线适用于室内,它因为能量聚集能力最强,信号的方向指向性也极好。在使用的时候应该使得它的指向方向与接收设备的角度方位相当集中。
室外无线天线
1、 全向天线
室外的全向天线也会将将信号均匀分布在中心点周围360度全方位区域,要架在较高的地方,适用于链接点距离较近,分布角度范围大,且数量较多的情况。
2、 定向天线
室外的定向天线的能量聚集能力最强,信号的方向指向性极好。同样因为是在室外,所以也应架在较高的地方。当远程链接点数量较少,或者角度方位相当集中时,采用定向天线是最为有效的方案。
3、 扇面天线
扇面天线具有能量定向聚集功能,可以有效地进行水平180度、120度、90度范围内的覆盖,因此如果远程链接点在某一角度范围内比较集中时,可以采用扇面天线。
4、 组合天线
上述三种天线各具一定的特性,因此在实际项目中,经常会出现组合使用的情况,例如利用多幅扇面天线,或者扇面天线和定向天线相结合使用。
无线天线相当于一信号放大器,主要用来解决无线网络传输中因传输距离、环境影响等造成的信号衰减。
什么是TCP/IP协议?
这里简要介绍一下TCP/IP的内部结构,为讨论与互联网有关的安全问题打点基础。TCP/IP协议组之所以流行,部分原因是因为它可以用在各种各样的信 道和底层协议(例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口)之上。确切地说,TCP/IP协议是一组包括TCP协议和IP协议,UDP (User Datagram Protocol)协议、ICMP(Internet Control Message Protocol)协议和其他一 些协议的协议组。
1. TCP/IP整体构架概述
TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。 传统的开放式系统互连参考模型,是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这 7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网 络来完成自己的需求。这4层分别为:
应用层:应用程序间沟通的层,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等。
传输层:在此层中,它提供了节点间的数据传送服务,如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等,TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。
互连网络层:负责提供基本的数据封包传送功能,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收),如网际协议(IP)。
网络接口层:对实际的网络媒体的管理,定义如何使用实际网络(如Ethernet、Serial Line等)来传送数据。
2. TCP/IP中的协议
以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能,都是如何工作的:
IP
网际协议IP是TCP/IP的心脏,也是网络层中最重要的协议。
IP 层接收由更低层(网络接口层例如以太网设备驱动程序)发来的数据包,并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层;相反,IP层也把从TCP或UDP 层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的,因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主 机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址)。
高层的TCP和UDP服务在接收数据包时,通常假设包中的源地址是有效 的。也可以这样说,IP地址形成了许多服务的认证基础,这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。IP确认包含一个选项,叫作 IP source routing,可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说,使用了该选项的IP包好象是 从路径上的最后一个系统传递过来的,而不是来自于它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的,说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。那 么,许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。
TCP
如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包,那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查,同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认,所以未按照顺序收到的包可以被排序,而损坏的包可以被重传。
TCP将它的信息送到更高层的应用程序,例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层,TCP层便将它们向下传送到IP层,设备驱动程序和物理介质,最后到接收方。
面向连接的服务(例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP)需要高度的可靠性,所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP(发送和接收域名数据库),但使用UDP传送有关单个主机的信息。
UDP
UDP 与TCP位于同一层,但对于数据包的顺序错误或重发。因此,UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务,UDP主要用于那些面向查询---应答的服 务,例如NFS。相对于FTP或Telnet,这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP(网落时间协议)和DNS(DNS也使用 TCP)。
欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易,因为UDP没有建立初始化连接(也可以称为握手)(因为在两个系统间没有虚电路),也就是说,与UDP相关的服务面临着更大的危险。
ICMP
ICMP 与IP位于同一层,它被用来传送IP的的控制信息。它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主机通向其他系 统的更准确的路径,而‘Unreachable’信息则指出路径有问题。另外,如果路径不可用了,ICMP可以使TCP连接‘体面地’终止。PING是最 常用的基于ICMP的服务。
TCP和UDP的端口结构
TCP和UDP服务通常有一个客户/服务器的关 系,例如,一个Telnet服务进程开始在系统上处于空闲状态,等待着连接。用户使用Telnet客户程序与服务进程建立一个连接。客户程序向服务进程写 入信息,服务进程读出信息并发出响应,客户程序读出响应并向用户报告。因而,这个连接是双工的,可以用来进行读写。
两个系统间的多重Telnet连接是如何相互确认并协调一致呢?TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认:
源IP地址---发送包的IP地址。
目的IP地址---接收包的IP地址。
源端口---源系统上的连接的端口。
目的端口---目的系统上的连接的端口。
注:端口是一个软件结构,被客户程序或服务进程用来发送和接收信息。一个端口对应一个16比特的数。服务进程通常使用一个固定的端口,例如,SMTP使用 25、Xwindows使用6000。这些端口号是‘广为人知’的,因为在建立与特定的主机或服务的连接时,需要这些地址和目的地址进行通讯。
什么是IP地址?
尽管互联网上联接了无数的服务和电脑,但它们并不是处于杂乱无章的无序状态,而是每一个主机都有惟一的地址,作为该主机在Internet上的唯一标志。 我们称为IP地址(Internet Protocol Address)。它是一串4组由圆点分割的数字组成的,其中每一组数字都在0-256之间, 如:0-255.0-255.0-255.0-255.0-255;如,202.202.96.33就是一个主机服务器的IP地址。
另一种表示方法摆脱了数字的单调和难记的缺点,用域名DN(Domain Name)来表示,即代表该主机的一个文字名称,如www.lg.com.cn 是一家公司主机服务器的域名。DNS(Domain Name System)域名服务器系统将形象的文字型域名翻译成对应的数字型IP地址。通过上述 IP,域名DN,域名系统DNS,就把每一台主机在Internet上给予了惟一的定位。
什么是WALN?
WLAN 是Wireless LAN的简称,中文名为无线局域网。无线局域网是利用无线技术实现快速接入以太网的技术。和局域网中通行的TCP/IP协议一样,无 线局域网也具有自己的兼容性协议,用以调节不同厂商之间产品的兼容性。常见的无线网络协议有:IEEE 802.11,IEEE
其中:IEEE 802.11是IEEE(电气和电子工程师协会)在 1997年提出的第一个无线局域网标准,它的制定是无线网络技术发展的一个里程碑。IEEE802.11标准除了介绍无线局域网的优点及各种不同性能外, 还使得各种不同厂商的无线产品得以互联。另外,该标准使核心设备执行单芯片解决方案,降低了采用无线技术的造价。IEEE802.11标准的颁布,使得无 线局域网在各种有移动要求的环境中被广泛接受。但是802.11标准也存在不足之处,主要是数据速率低:IEEE802.11标准的数据速率只能达到 2Mbit/s,这个速度不能满足人们的要求,特别是在视频传输等大容量文件交换领域。
由于网络的迅速发展,IEEE很快又提出了 其他几种协议:
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什么是无线网络漫游?
漫游简单说就是用户可以在行走间持续的利用无线网络联系。应注意漫游时所有设备要使用同一频道(
要达到无线漫游,无线网络必须具备一定的功能,所有的节点与AP(Access Pointer)必须为每一个收到的封包进行回答,所有节点必须保持与AP的定期联系,所以就必须同时具备动态RF连接技术。
每个节点会自动搜寻最佳的AP,分析与各个AP之间的信号强度及负载量,然后选最佳连接点。当用户移动时,节点(笔记本)也会不断检测是由于原来的AP保持联系,如果不能再从原来IP获得任何信息时,他会开始新的搜索,寻找可用AP,使通讯能够继续维持。
什么是子网掩码?
子网掩码就是用来标识IP中32位2进制中有多少位属于网络地址。在寻址中子网掩码是主机用来判断所发送的数据包目的地址是本地还是需要跨路由,从而选择不同的发送路径。
为了快速确定IP地址的哪部分代表网络号,哪部分代表主机号,判断两个IP地址是否属于同一网络,就产生的子网掩码的概念,子网掩码按IP地址的格式给出。 A、B、C类IP地址的默认子网掩码如下:
A: 255.0.0.0
B: 255.255.0.0
C: 255.255.255.0
用子网掩码判断IP地址的网络号与主机号的方法是用IP地址与相应的子网掩码 进行与运算,可以区分出网络号部分和主机号部分。
如10.68.89.1是A类IP地址,所以默认子网掩码为255.0.0,0,分别转化为二进制进行与运算后,得出网络号为10。再如202.30. 152.3和202.30.152.80为C类 IP地址,默认子网掩码为255.255.255.0,进行与运算后得出二者网络号相同,说明两主机位于 同一网络。
子网掩码的另一功能是用来划分子网。在实际应用中,经常遇到网络号不够的问题,需要把某类网络划分出多个子网,采用的方法就是将主机号标识部分的一些二进制位划分出来用来标识子网。
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什么是网关(Gateway)?
网关(Gateway)就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。在Internet网中,网关是一种连接内部网与Internet上其它网的中间设备, 也称“路由器”。网关地址是可以理解为内部网与Internet网信息传输的通道地址。按照不同的分类标准,网关也有很多种。TCP/IP协议里的网关是 最常用的,在这里我们所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。
那么网关到底是什么呢?网关实质上是一个网络通向其他网络的 IP地址。比如有网络A和网络B,网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.
所以说,只有设置好网关的IP地址,TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台 机器的IP地址呢?网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址,具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代 理服务器(也相当于一台路由器)。
什么是Wi-Fi?
Wi -Fi(wireless fidelity(无线保真)的缩写)实质上是一种商业认证,具有Wi-Fi认证的产品符合IEEE 802.11b无线网络 规范,它是当前应用最为广泛的WLAN标准,采用波段是2.4GHz。IEEE 802.11b无线网络规范是IEEE 802.11网络规范的变种,最 高带宽为11 Mbps,在信号较弱或有干扰的情况下,带宽可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps,带宽的自动调整,有效的保障了网络的稳定性 和可靠性。
自从实行IEEE 802.11b以来,无线网络取得了长足的进步,因此基于此技术的产品也逐渐多了起来,解决各厂商产品之间的兼容性问题就显得非常必 要。因为IEEE并不负责测试IEEE 802.11b无线产品的兼容性,所以这项工作就由厂商自发组成的非赢利性组织:Wi-Fi联盟来担任。这个联盟 包括了最主要的无线局域网设备生产商,如Intel、Broadcom,以及大家熟悉的中国厂商华硕、BenQ等。凡是通过WiFi联盟兼容性测试的产 品,都被准予打上“Wi-Fi CERTIFIED”标记。因此,我们在选购IEEE 802.11b无线产品时,最好选购有Wi-Fi标记的产品,以保 证产品之间的兼容性。
什么是WiMAX?
WiMAX 的全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access),将此技术与需要授权或免授权的微波设备相结合之后,由于成本较低,将扩大宽带无线市场,改善企业与服务供应商的认知度。
该技术以IEEE 802.16的系列宽频无线标准为基础。由业界领先的运营商、通信部件和设备公司共同成立了一个WiMAX论坛组织,其宗旨是促进和 认证符合IEEE 802.16和ETSI HiperMAN标准的宽带无线接入设备的兼容性和互操作性,WiMAX论坛的建立可以帮助消除大规模使用宽 带无线接入(BWA)技术所面临的各种障碍。
WiMAX可以替代现有的有线和DSL连接方式,来提供最后
什么是ad-hoc模式?
Ad-Hoc(点对点)模式:ad-hoc模式就和以前的直连双绞线概念一样,是P2P的连接,所以也就无法与其它网络沟通了。一般无线终端设备像PMP、PSP、DMA等用的就是ad-hoc模式。
在家庭无线局域网的组建,我想大家都知道最简单的莫过于两台安装有无线网卡的计算机实施无线互联,其中一台计算机连接Internet就可以共享带宽。如下图所示,一个基于Ad-Hoc结构的无线局域网便完成了组建。
Ad-Hoc结构是一种省去了无线AP而搭建起的对等网络结构,只要安装了无线网卡的计算机彼此之间即可实现无线互联;其原理是网络中的一台电脑主机建立点对点连接相当于虚拟AP,而其它电脑就可以直接通过这个点对点连接进行网络互联与共享。
由于省去了无线AP,Ad-Hoc无线局域网的网络架设过程十分简单,不过一般的无线网卡在室内环境下传输距离通常为
另外,如果让该方案中所有的计算机之间共享连接的带宽,比如有4台机器同时共享宽带每台机器的可利用带宽只有标准带宽的1/3。
什么是infrastructure模式?
“infrastructure” 模式:所谓infrastructure是在一种整合有线与无线局域网架构的应用模式,与ad- hoc不同的是配备无线网卡的电脑必须通过ap来进行无 线通讯,设置后,无线网络设备就必须有AP(Access Pointer)来沟通,如下图所示。通过这种架构模式,即可实现网络资源的共享。
什么是infrastructure模式?
infrastructure” 模式:所谓infrastructure是在一种整合有线与无线局域网架构的应用模式,与ad- hoc不同的是配备无线网卡的电脑必须通过ap来进行无 线通讯,设置后,无线网络设备就必须有AP(Access Pointer)来沟通,如下图所示。通过这种架构模式,即可实现网络资源的共享。
“infrastructure”模式其实还可以分为“无线AP+无线网卡”模式和“无线路由器+无线网卡”模式两种。
“无线AP+无线网卡”模式中当网络中存在一个AP时,无线网卡的覆盖范围将变为原来的两倍,并且还可以增加无线局域网所容纳的网络设备。无线AP的加入,则丰富了组网的方式。但是无线AP它的作用类似于有线网络中的集线器,只有单纯的无线覆盖功能。
“无线路由器+无线网卡”模式是现在很多家庭都在采用的无线组网模式;这种模式的时候无线路由器就相当于一个无线AP加路有的功能。无线网络可以做到一种 有线+无线的宽带混合网络。虽然无线网络很自由,但有时候还是会出现信号不太好的事情;此时这种模式的有线网络优势就突现出来了。
什么是跳频技术?
跳频技术(Frequency-Hopping Spread Spectrum),简称为FHSS,在同步、且同时的情况下,接收器两端以特定形式的窄频载波来传送讯号,对于一个非特定的接收器,FHSS所产生的跳动讯号对它而言,也只算是脉冲噪声。
FHSS所展开的讯号可依特别设计来规避噪声或One-to-Many的非重复的信道,并且这些跳频讯号必须遵守FCC的要求,使用75个以上的跳频讯号、且跳频至下一个频率的最大时间间隔(Dwell Time)为400ms。