方向和终止标志、USB设备地址的数据包。USB设备在发送数据时支持数据侦错和纠错功能,增强了数据传输的可靠性。
③同时挂接多个USB设备。USB可通过菊花链的形式同时挂接多个USB设备,理论上可达127个。
④USB接口能为设备供电。USB线缆中包含有两根电源线及两根数据线。耗电比较少的设备可以通过USB口直接取电。可通过USB口取电的设备又分低电量模式和高电量模式,前者最大可提供100毫安的电流,而后者则是500毫安。
⑤支持热插拔。在开机情况下,可以安全地连接或断开设备,达到真正的即插即用。 USB还具有一些新的特性,如:实时性(可以实现和一个设备之间有效的实时通信)、动态性(可以实现接口间的动态切换)、联合性(不同的而又有相近的特性的接口可以联合起来)、多能性(各个不同的接口可以使用不同的供电模式)。 二、计算机网络和TCP/IP协议 (一)OSI模型 OSI(OSI-Open System Interconnection)开放系统互联参考模型是为不同开放系统的应用进程之间进行通信所定义的标准。OSI包含两部分: ISO/OSI/RM (ISO7498)、服务与协议。 OSI参考模型将整个网络分为七层。
(1)物理层是OSI参考模型的最低层,与传输媒体直接相连,主要作用是建立、保持和断开物理连接,以确保二进制比特流的正确传输。物理层协议规定了数据终端设备(DTE)与数据通讯设备(DCE)之间的接口标准。规定了接口的4个特性:机械特性、电器特性、功能特性和规程特性。这里的DTE(Data Terminal Equipment)数据终端设备是具有一定数据处理能力和数据转发能力的设备,DCE(Data Circuit-Terminal Equipment)数据链路端接设备(通信设备)的作用是在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能。物理层协议包括RS-232、RS-449、V.24、V.35、X.21等。
(2)数据链路层是OSI参考模型的第二层,主要负责数据链路的建立、维持和拆除,确保在一段物理链路上数据帧的正确传输。
(3)网络层是OSI模型的第三层,又叫通信子网层,主要用于控制通信子网的运行。网络层主要作用是将从高层传送下来的数据分组打包,再进行必要的路由选择、流量控制、差错控制、顺序检测等处理,使数据正确无误地传送到目的端。网络层协议包括IP、RARP、ARP(TCP/IP)、IPX、DECNET、AppleTalk、X.25等。
(4)传输层(Transport Layer)位于资源子网和通信子网之间,是通信子网和资源子网的桥梁。传输层的主要作用是为利用通信子网进行通信的两个主机,提供端到端的可靠的、透明的通信服务。它与应用进程相关。TCP、UDP是传输层协议。
(5)第五、六、七层是面向信息处理的高层协议。会话层的主要作用是组织并协商两个应用进程之间的会话,并管理它们之间的数据交换。表示层解决用户信息的语法表示问题,主要目的是使数据保持原来的含义。应用层是OSI模型的最高层,是唯一直接向应用程序提供服务的一层,它直接面向用户,以满足用户的不同需求。 (二)TCP/IP协议
自从TCP/IP在20世纪70年代早期被引入之后,该协议已经被广泛使用在全世界的网络上。在PC、UNIX工作站、小型机、Macintosh计算机、大型机以及用于连接客户机和主机的网络设备上都可以使用TCP/IP。通过TCP/IP,成千上万个公共网络和商业网络连接到了Internet上,使得大量用户可以对之进行访问。 (1)TCP/IP协议族
TCP/IP是一个协议族,它的核心协议主要有传输控制协议(TCP)、用户数据报协议
(UDP)和网际协议(IP)。在TCP/IP中,与OSI模型的网络层等价的部分为IP。另外一个兼容的协议层为传输层,TCP和UDP都运行在这一层。OSI模型的高层与TCP/IP的应用层协议是对应的。
对主要协议起补充作用的协议有五个,它们是通过TCP/IP提供的五个应用服务:文件传输协议(FTP)、远程登录协议(TELNET)、 简单邮件传输协议(SMTP)、域名服务(DNS)、简单网络管理协议(SNMP)和远程网络监测(RMON)等。另外超文本传输协议(HTTP)用于在Internet上为使用WWW浏览器进行访问的用户传输超文本标记语言文档,包括音频、图像、视频和图形文件。可以使用Ping应用程序对同一个网络上或者不同网络上的结点进行联系,确定对方是否连接并且可以进行响应。作为一个网络管理员,可以使用Ping另外一个结点来快速验证LAN或WAN连接是否正常工作。Traceroute(Tracert)应用程序使用户可以跟踪网络两点间的跳数。 (2)网络中的两种寻址方法
地址是网络设备和主机的标识,网络中存在两种寻址方法:MAC地址和IP地址,两种寻址方法既有联系又有区别。MAC地址是设备的物理地址,位于OSI参考模型的第2层,全网唯一标识,无级地址结构(一维地址空间),固化在硬件中,寻址能力仅限在一个物理子网中。IP地址是设备的逻辑地址,位于OSI参考模型的第3层,全网唯一标识,分级地址结构(多维地址空间),由软件设定,具有很大的灵活性,可在全网范围内寻址。IP地址长度为32bits(4个字节),由网络ID和主机ID组成。网络ID(Network ID)标识主机所在的网络,主机ID(Host ID)标识在该网络上的主机。IP地址由4段组成,每段以十进制数表示,4个十进制数之间用小数点区分,如202.102.1.3。
编址的另一有特殊目的的形式是子网掩码。子网掩码的目的有两个:一是显示使用的编址类别,二是将网络分成子网来控制网络流量。在第一种情况下,子网掩码可使得应用程序能够确定地址的哪一部分是网络ID,哪一部分是主机ID。
上面介绍的编址称为IPv4,IPv4已经消耗尽了所有的地址。由于IPv4不能提供网络安全,也不能实施复杂的路由选项,如在QoS的水平上创建子网等,所以应用也受到了限制。同时,IPv4除了提供广播和多点传送编址外,并不具备多个选项来处理多种不同的多媒体应用程序,如流式视频或视频会议等。为适应I P的爆炸式应用,Internet工程任务组(IETF)开始了IPng(IP next generation)的初步开发。1996年,IPng的研究诞生了一种称为IPv6的新标准,IPv6具有128位编址能力。 (三)主要的网络设备 (1)网络接口卡(NIC)
NIC可以使网络设备如计算机或其他网络设备等连接到某个网络上。 (2)集线器
集线器是以星形拓扑结构连接网络结点如工作站、服务器等的一种中枢网络设备。集线器也可以指集中器,具有同时活动的多个输入和输出端口。集线器的功能有: ①提供一个中央单元,从中可以向网络连接多个结点。 ②允许大量的计算机可以连接在一个或多个LAN上。 ③通过集中式网络设计来降低网络阻塞。
④提供多协议服务,如Ethernet-to-FDDI连接。 ⑤加强网络主干。
⑥使得可以进行高速通信。
⑦为几种不同类型的介质(如同轴电缆、双绞线和光纤)提供连接。
⑧使得可以进行集中式网络管理。 (3)路由器
路由器具有内置的智能来指导包流向特定的网络,可以研究网络流量并快速适应在网络中检测到的变化。路由器可以用来:
①有效地指导包从一个网络传输到另一个网络,减少过度的流量。 ②连接相临或远距离的网络。 ③连接截然不同的网络。
④通过隔离网络的一部分来防止网络的瓶颈。 ⑤保护网络免受入侵。 (4)网关
在许多环境下都用到了“网关”一词,但通常它是指一种使得两个不同类型的网络系统或软件可以进行通信的软件或硬件接口。例如可以用网关来: ①将常用的协议(如TCP/IP)转换为专用的协议(如SNA)。 ②将一种消息格式转换为另一种格式。 ③转化不同的编址方案。 ④将主机链接到LAN上。
⑤为到主机的连接提供终端仿真。
⑥指导电自由件发送到正确的网络目标上。 ⑦用不同的结构连接网络。 (5)Modem
Modem通常配合串行口实现数字信号与模拟信号之间的相互转换,从而可以利用电话线或电力线进行远程通信。 (四)RJ-45接头
RJ-45接头有T568A和T568B两种标准。 RJ45线的对接方法如下(T568B): A端 <——> B端 1 pin 白橙 白绿 2 pin 橙 绿 3 pin 白绿 白橙 4 pin 蓝 蓝 5 pin 白蓝 白蓝 6 pin 绿 橙 7 pin 白棕 白棕 8 pin棕 棕
普通跳线:用于电脑网卡与模块的连接、配线架与配线间的连接、配线架与HUB或交换机的连接。它的两端的RJ45接头接线方式是相同的。如下图1-8-19,其中TD代表传送,各有两条线(TD+及TD-);而RD代表接收,也有两条线(RD+及RD-)。
交叉连接线:用于HUB与交换机等设备间的连接。它们两端的RJ45接线方式是不相同的,要求其中的一个接线对调1/2、3/6线对。而其余线对则可依旧按照一一对应的方式安装。