【軟考摘要系列】「信息系統項目管理工程師」第二篇

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第一章 信息化和信息系統（Part.02）

💖 計算機網絡

網絡協議

● OSI協議

OSI協議7層及其協議作用P18

1. 物理層：該層包括物理連網媒介，如電纜連線連接器。該層的協議產生並檢測電壓以便發送和接手攜帶數據的信號。有RS232、V.35、RJ-45、FDDI。
2. 數據鏈路層：它控制網絡層與物理層之間的通信。它的主要功能是將從網絡層接收到的數據分割成特定的可被物理層傳輸的幀。協議有IEEE802.3/2、HDLC、PPP、ATM。
3. 網絡層：其主要功能是將網絡地址（例如 IP地址）翻譯成對應的物理地址（例如 網卡地址），並決定如何將數據從發送方路由到接收方。有IP、ICMP、IGMP、IPX、ARP等。
4. 傳輸層：主要負責確保數據可靠、順序、無錯地從A點傳輸到B點。如提供建立、維護和拆除傳送連接的功能；選擇網絡層提供最合適的服務；在系統之間提供可靠的透明的數據傳送，提供端到端的錯誤恢復和流量控制。有TCP、UDP、SPX。
5. 會話層：負責在網絡中的兩個節點之間建立和維持通信，以及提供交互會話的管理功能，如三種數據流方向的控制，即一路交互、兩路交替和兩路同時會話模式。有RPC、SQL、NFS。
6. 表示層：如同應用程序和網絡之間的翻譯官，數據將按照網絡能理解的方案進行格式化；管理數據的解密加密、數據轉換、格式化和文本壓縮。有JPEG、ASCII、GIF、DES、MPEG。
7. 應用層：負責對軟件提供接口以使程序能使用網絡服務，如事務處理程序、文件傳輸協議和網絡管理等。有HTTP、Telnet、FTP、SMTP。

● IEEE802協議

P18-19

• 局域網協議
  IEEE802規範定義了網卡如何訪問傳輸介質，以及如何在傳輸介質上傳輸數據的方法，還定義了傳輸信息的網絡設備之間連接建立、維護和拆除的途徑。包括：
  802.1(802協議概論)、802.2(邏輯鏈路控制層LLC協議)、802.3(以太網的CSMA/CD載波監聽多路訪問/衝突與檢測協議)、802.4(令牌總線Token Bus協議)、802.5(令牌環Token Ring協議)、802.6(城域網MAN協議)、802.7(FDDI寬帶技術協議)、802.8(光纖技術協議)、802.9(局域網上的語音/數據集成規範)、802.10(局域網安全互操作標準)、802.11(無線局域網WLAN標準協議)

分類	類型	傳輸速度	傳輸介質
IEEE 802.3	標準以太網	10Mb/s	細同軸電纜
IEEE 802.3u	快速以太網	100Mb/s	雙絞線
IEEE 802.3z	千兆以太網	1000Mb/s	光纖或雙絞線

• 廣域網協議
  PPP點對點協議、ISDN綜合業務數字網、xDSL(DSL數字用戶線路的統稱)、DDN數字專線、X.25、FR幀中繼、ATM異步傳輸模式。

● TCP/IP協議

TCP/IP協議四層及其協議作用P19-21(【】內爲對應的OSI七層協議)
1.應用層【應用層、表示層、會話層】

• FTP(文件傳輸協議)：網絡上兩臺計算機傳送文件的協議；FTP在客戶機與服務器之間建立兩條TCP連接，一條用於傳送控制信息（使用21號端口），另一條用於傳送文件內容（使用20號端口）。
• TFTP(簡單文件傳輸協議，UDP)：用來在客戶機與服務器之間進行簡單文件傳輸的協議，提供不復雜、開銷不大的文件傳輸服務。提供不可靠的數據流傳輸服務。
• HTTP(超文本傳輸協議)：從WWW服務器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳送協議。
• SMTP(簡單郵件傳輸協議，TCP)：提供可靠且有效的電子郵件傳輸協議。
• DHCP(動態主機配置協議，UDP)：負責IP地址的分配，有固定分配、動態分配和自動分配。
• Telnet(遠程登錄協議，TCP)：允許用戶登錄進入遠程計算機系統。
• DNS(域名系統)：轉換工作稱爲域名解析轉換。
• SNMP(簡單網絡管理協議)：網絡管理。

2.傳輸層【傳輸層】

• TCP：提供可靠的、面向連接的、全雙工的數據傳輸服務，一般用於傳輸數據量比較少，且對可靠性要求較高的場合。
• UDP：一種不可靠、無連接的協議，用於傳輸量大，對可靠性要求不是很高，但要求速度快的場合。

3.網際層【網絡層】

• IP：無連接的和不可靠的，它將差錯檢測和流量控制之類的服務授權給了其他各層協議。
• ICMP(網際控制報文協議)：專門用於發送差錯報文的協議。
• IGMP(網際組管理協議)：允許Internet中的計算機參加多播，是計算機用做向相鄰多目路由器報告多目組成員的協議。
• ARP(地址解析協議)：IP地址向物理地址的轉換。每塊網卡都有唯一的地址。
• RARP(反向地址解析協議)：物理地址向IP地址的轉換。

4.網絡接口層【數據鏈路層、物理層】

網絡設備

網絡交換P21
按照交換層次不同，可分爲：
物理層交換(如電話網)、鏈路層交換(二層交換，對MAC地址進行變更)、網絡層交換(三層交換，對IP地址進行變更)、傳輸層交換(四層交換，對端口進行變更，比較少見)和應用層交換。

網絡設備及其作用P22

互聯設備	工 作 層 次	主 要 功 能
中繼器	物理層	在接收信號進行再生和發送，只起到擴展傳輸距離用，對高層協議是透明的，但使用個數有限（例如，在以太網中 只能使用4個）
網橋	數據鏈路層	根據幀物理地址進行網絡之間的信息轉發，可緩解網絡通信繁忙度，提高效率。只能夠連接相同MAC層的網絡
路由器	網絡層	通過邏輯地址進行網絡之間的信息轉發，可完成異構網絡之間的互聯互通，只能連接使用相同網絡層協議的子網
網關	高層（4~7層）	最複雜的網絡互連設備，用於連接網絡層以上執行不同協議的子網
集線器	物理層	多端口中繼器
二層交換機	數據鏈路層	是指傳統意義上的交換機，多端口網橋
三層交換機	網絡層	帶路由功能的二層交換機
多層交換機	高層（4~7層）	帶協議轉換的交換機

無線網絡產品P22
無線網卡、無線AP、無線網橋和無線路由器

網絡存儲技術

P23-26
① 直接附加存儲（DAS）

• 存儲設備通過SCSI電纜直接連到服務器
• 其本身是硬件的堆疊，存儲操作依賴於服務器，不帶有任何存儲操作系統

② 網絡附加存儲（NAS）

1. 通過網絡接口與網絡直接相連；
2. NAS存儲設備類似於一個專用的文件服務器，去掉了通用服務器的大多數計算功能，而僅僅提供文件系統功能，從而降低了設備的成本；
3. 支持多種TCP/IP協議，主要是NFS(網絡文件系統)和CIFS(通用Internet文件系統)來進行文件訪問，性能特點是進行小文件級的共享存取。

③ 存儲區域網絡（SAN）

• 特點
  • 通過高速光纖連接，極度可擴展型；通過專用交換機將磁盤整列與服務器連接起來的高速專用子網
  • 它沒有采用文件共享存取方式，而是採用塊(block)級別存儲
• 分類
  • FCSAN：熱插拔性、高速帶寬、遠程連接、連接設備數量大等
  • IPSAN：基於IP網絡實現數據塊級別存儲方式的存儲網絡。由於設備成本低，配置技術簡單，可共享和使用大容量的存儲空間
  • IBSAN：結構設計得非常緊密，大大提高了系統的性能、可靠性和有效性，能緩解各硬件設備之間的數據流量擁塞
    

網絡接入技術

P26-27

• 有線接入：PSTN、ISDN、ADSL、FTTx+LAN和HFC
  高速以太網的寬帶技術FTTx+LAN(光纖+局域網)
  • FTTC(光纖到路邊)
  • FTTZ(光纖到小區)
  • FTTB(光纖到樓)
  • FTTF(光纖到樓層)
  • FTTH(光纖到戶)
• 無線接入：GPRS、3G、4G接入，WiFi和移動互聯接入

2G		3G			4G		5G	6G
移動/聯通 GMS	電信CDMA2000	移動TD-SCDMA	電信CDMA2000	聯通WCDMA	TD-LTE	FDD-LTE
236Kb	153Kb	2.8Mb	3.1Mb	14.4Mb	100Mb	150Mb	1Gbps	1Tbps

網絡規劃與設計

P28-30

網絡規劃

1. 網絡需求分析
2. 可行性分析
3. 對現有網絡的分析與描述

💕網絡設計

• 核心層：通過高速轉發通信，提供優化、可靠的骨幹傳輸結構
• 匯聚層：核心層和接入層的分界面，完成網絡訪問策略控制、數據包處理、過濾、尋址，以及其他數據處理的任務
• 接入層：允許終端用戶連接到網絡

網絡設計工作
① 網絡拓撲結構設計：考慮因素有：地理環境、傳輸介質與距離以及可靠性
②主幹網絡(核心層)設計：根據用戶網絡規模大小、網上傳輸信息的種類和用戶方可投入的資金因素來考慮
③匯聚層和接入層設計：匯聚層的存在與否，取決於網絡規模的大小
④廣域網連接與遠程訪問設計：根據網絡規模的大小、網絡用戶的數量來選擇
⑤無線網絡設計：適用於很難佈線的地方(比如受保護的建築物/機場等)或經常需要改變佈線結構的地方(如展覽館等)；對於城市範圍的網絡接入也能適用，可以設想一個採用無線網絡的ISP可以爲一個城市的任何角落提供高速互聯網接入
⑥網絡安全設計：網絡系統的硬件、軟件及其系統中的數據受到保護
⑦設備選型

網絡實施

數據庫管理系統

P30-31
關係型數據庫
Oracle、MySQL、SQLServer
非關係型數據庫
MongoDB

數據倉庫技術

P32-33
數據倉庫是一個面向主題的、集成的、非易失的、且隨時間變化的數據集合，用於支持管理決策。
數據倉庫的組成：
① 數據源：是數據倉庫系統的基礎，是整個系統的數據源泉。
② 數據與存儲管理：是整個數據倉庫系統的核心。
③ OLAP服務器

• ROLAP：基本數據和聚合數據均存放在RDBMAS之中
• MOLAP：基本數據和聚合數據均存放於多維數據庫中
• HOLAP：基本數據存放在RDBMAS之中，聚合數據存放於多維數據庫中

④ 前端工具：各種查詢工具、報表工具、分析工具、數據挖掘工具以及各種基於數據倉庫或數據集市的應用開發工具。

中間件技術

定義：P33
（1）在一個分佈式系統環境中處於操作系統和應用程序之間的軟件。
（2）中間件是一種獨立的系統軟件或服務程序，分佈式應用軟件藉助這種軟件在不同的技術之間共享資源，中間件位於客戶機服務器的操作系統上，管理計算資源和網絡通信。
分類：P33
（1）底層中間件

• 主流技術有JVM(Java虛擬機)、CLR(公共語言運行庫)、ACE(自適配通信環境)、JDBC(Java數據庫連接)和ODBC(開放數據庫連接)
• 代表產品有SUNJVM和MirosoftCLR

（2）通用型中間件

• 主流技術有CORBA(公共對象請求代理體系結構)、J2EE、MOM(面向消息的中間件)和COM
• 代表產品有IONA Orbix、BEA WebLogic和IBM MQSeries等

（3）集成型中間件

• 主流技術有WorkFlow和EAI(企業應用集成)等
• 代表產品有BEA WebLogic和IBM WebSphere等
  💕應用：P34
  （1）爲了完成系統底層傳輸層的集成，可以採用CORBA技術
  （2）爲了完成不同系統的信息傳遞，可以採用消息中間件產品
  （3）爲了完成不同硬件和操作系統的集成，可以採用J2EE中間件產品

可用性和可靠性

P34-35
可用性

• 定義：系統能夠正常運行的時間比例。經常用兩次故障之間的時間長度或在出現故障時系統能夠恢復正常的速度來表示。
• 度量：
  • 平均無故障時間(MTTF)
  • 系統的可用性越高，平均無故障時間越長
  • MTTF/(MTTF+MTTR)*100%，系統保持正常運行時間的百分比
• 戰術：
  • 錯誤檢測：命令/響應、心跳和異常
  • 錯誤恢復表決、主動冗餘、被動冗餘
  • 錯誤預防：把可能出錯的組件從服務中刪除、引入進程監視器

可靠性

• 定義
  軟件系統在應用或者錯誤面前，在意外或者錯誤使用的情況下維持軟件系統的功能特性的基本能力
• 度量
  • 平均維修時間(MTTR)
  • 系統的可維護性越好，平均維修時間越短