【软考摘要系列】「信息系统项目管理工程师」第二篇

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第一章 信息化和信息系统（Part.02）

💖 计算机网络

网络协议

● OSI协议

OSI协议7层及其协议作用P18

1. 物理层：该层包括物理连网媒介，如电缆连线连接器。该层的协议产生并检测电压以便发送和接手携带数据的信号。有RS232、V.35、RJ-45、FDDI。
2. 数据链路层：它控制网络层与物理层之间的通信。它的主要功能是将从网络层接收到的数据分割成特定的可被物理层传输的帧。协议有IEEE802.3/2、HDLC、PPP、ATM。
3. 网络层：其主要功能是将网络地址（例如 IP地址）翻译成对应的物理地址（例如 网卡地址），并决定如何将数据从发送方路由到接收方。有IP、ICMP、IGMP、IPX、ARP等。
4. 传输层：主要负责确保数据可靠、顺序、无错地从A点传输到B点。如提供建立、维护和拆除传送连接的功能；选择网络层提供最合适的服务；在系统之间提供可靠的透明的数据传送，提供端到端的错误恢复和流量控制。有TCP、UDP、SPX。
5. 会话层：负责在网络中的两个节点之间建立和维持通信，以及提供交互会话的管理功能，如三种数据流方向的控制，即一路交互、两路交替和两路同时会话模式。有RPC、SQL、NFS。
6. 表示层：如同应用程序和网络之间的翻译官，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；管理数据的解密加密、数据转换、格式化和文本压缩。有JPEG、ASCII、GIF、DES、MPEG。
7. 应用层：负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务，如事务处理程序、文件传输协议和网络管理等。有HTTP、Telnet、FTP、SMTP。

● IEEE802协议

P18-19

• 局域网协议
  IEEE802规范定义了网卡如何访问传输介质，以及如何在传输介质上传输数据的方法，还定义了传输信息的网络设备之间连接建立、维护和拆除的途径。包括：
  802.1(802协议概论)、802.2(逻辑链路控制层LLC协议)、802.3(以太网的CSMA/CD载波监听多路访问/冲突与检测协议)、802.4(令牌总线Token Bus协议)、802.5(令牌环Token Ring协议)、802.6(城域网MAN协议)、802.7(FDDI宽带技术协议)、802.8(光纤技术协议)、802.9(局域网上的语音/数据集成规范)、802.10(局域网安全互操作标准)、802.11(无线局域网WLAN标准协议)

分类	类型	传输速度	传输介质
IEEE 802.3	标准以太网	10Mb/s	细同轴电缆
IEEE 802.3u	快速以太网	100Mb/s	双绞线
IEEE 802.3z	千兆以太网	1000Mb/s	光纤或双绞线

• 广域网协议
  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)、DDN数字专线、X.25、FR帧中继、ATM异步传输模式。

● TCP/IP协议

TCP/IP协议四层及其协议作用P19-21(【】内为对应的OSI七层协议)
1.应用层【应用层、表示层、会话层】

• FTP(文件传输协议)：网络上两台计算机传送文件的协议；FTP在客户机与服务器之间建立两条TCP连接，一条用于传送控制信息（使用21号端口），另一条用于传送文件内容（使用20号端口）。
• TFTP(简单文件传输协议，UDP)：用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议，提供不复杂、开销不大的文件传输服务。提供不可靠的数据流传输服务。
• HTTP(超文本传输协议)：从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。
• SMTP(简单邮件传输协议，TCP)：提供可靠且有效的电子邮件传输协议。
• DHCP(动态主机配置协议，UDP)：负责IP地址的分配，有固定分配、动态分配和自动分配。
• Telnet(远程登录协议，TCP)：允许用户登录进入远程计算机系统。
• DNS(域名系统)：转换工作称为域名解析转换。
• SNMP(简单网络管理协议)：网络管理。

2.传输层【传输层】

• TCP：提供可靠的、面向连接的、全双工的数据传输服务，一般用于传输数据量比较少，且对可靠性要求较高的场合。
• UDP：一种不可靠、无连接的协议，用于传输量大，对可靠性要求不是很高，但要求速度快的场合。

3.网际层【网络层】

• IP：无连接的和不可靠的，它将差错检测和流量控制之类的服务授权给了其他各层协议。
• ICMP(网际控制报文协议)：专门用于发送差错报文的协议。
• IGMP(网际组管理协议)：允许Internet中的计算机参加多播，是计算机用做向相邻多目路由器报告多目组成员的协议。
• ARP(地址解析协议)：IP地址向物理地址的转换。每块网卡都有唯一的地址。
• RARP(反向地址解析协议)：物理地址向IP地址的转换。

4.网络接口层【数据链路层、物理层】

网络设备

网络交换P21
按照交换层次不同，可分为：
物理层交换(如电话网)、链路层交换(二层交换，对MAC地址进行变更)、网络层交换(三层交换，对IP地址进行变更)、传输层交换(四层交换，对端口进行变更，比较少见)和应用层交换。

网络设备及其作用P22

互联设备	工 作 层 次	主 要 功 能
中继器	物理层	在接收信号进行再生和发送，只起到扩展传输距离用，对高层协议是透明的，但使用个数有限（例如，在以太网中 只能使用4个）
网桥	数据链路层	根据帧物理地址进行网络之间的信息转发，可缓解网络通信繁忙度，提高效率。只能够连接相同MAC层的网络
路由器	网络层	通过逻辑地址进行网络之间的信息转发，可完成异构网络之间的互联互通，只能连接使用相同网络层协议的子网
网关	高层（4~7层）	最复杂的网络互连设备，用于连接网络层以上执行不同协议的子网
集线器	物理层	多端口中继器
二层交换机	数据链路层	是指传统意义上的交换机，多端口网桥
三层交换机	网络层	带路由功能的二层交换机
多层交换机	高层（4~7层）	带协议转换的交换机

无线网络产品P22
无线网卡、无线AP、无线网桥和无线路由器

网络存储技术

P23-26
① 直接附加存储（DAS）

• 存储设备通过SCSI电缆直接连到服务器
• 其本身是硬件的堆叠，存储操作依赖于服务器，不带有任何存储操作系统

② 网络附加存储（NAS）

1. 通过网络接口与网络直接相连；
2. NAS存储设备类似于一个专用的文件服务器，去掉了通用服务器的大多数计算功能，而仅仅提供文件系统功能，从而降低了设备的成本；
3. 支持多种TCP/IP协议，主要是NFS(网络文件系统)和CIFS(通用Internet文件系统)来进行文件访问，性能特点是进行小文件级的共享存取。

③ 存储区域网络（SAN）

• 特点
  • 通过高速光纤连接，极度可扩展型；通过专用交换机将磁盘整列与服务器连接起来的高速专用子网
  • 它没有采用文件共享存取方式，而是采用块(block)级别存储
• 分类
  • FCSAN：热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等
  • IPSAN：基于IP网络实现数据块级别存储方式的存储网络。由于设备成本低，配置技术简单，可共享和使用大容量的存储空间
  • IBSAN：结构设计得非常紧密，大大提高了系统的性能、可靠性和有效性，能缓解各硬件设备之间的数据流量拥塞
    

网络接入技术

P26-27

• 有线接入：PSTN、ISDN、ADSL、FTTx+LAN和HFC
  高速以太网的宽带技术FTTx+LAN(光纤+局域网)
  • FTTC(光纤到路边)
  • FTTZ(光纤到小区)
  • FTTB(光纤到楼)
  • FTTF(光纤到楼层)
  • FTTH(光纤到户)
• 无线接入：GPRS、3G、4G接入，WiFi和移动互联接入

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

网络规划与设计

P28-30

网络规划

1. 网络需求分析
2. 可行性分析
3. 对现有网络的分析与描述

💕网络设计

• 核心层：通过高速转发通信，提供优化、可靠的骨干传输结构
• 汇聚层：核心层和接入层的分界面，完成网络访问策略控制、数据包处理、过滤、寻址，以及其他数据处理的任务
• 接入层：允许终端用户连接到网络

网络设计工作
① 网络拓扑结构设计：考虑因素有：地理环境、传输介质与距离以及可靠性
②主干网络(核心层)设计：根据用户网络规模大小、网上传输信息的种类和用户方可投入的资金因素来考虑
③汇聚层和接入层设计：汇聚层的存在与否，取决于网络规模的大小
④广域网连接与远程访问设计：根据网络规模的大小、网络用户的数量来选择
⑤无线网络设计：适用于很难布线的地方(比如受保护的建筑物/机场等)或经常需要改变布线结构的地方(如展览馆等)；对于城市范围的网络接入也能适用，可以设想一个采用无线网络的ISP可以为一个城市的任何角落提供高速互联网接入
⑥网络安全设计：网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护
⑦设备选型

网络实施

数据库管理系统

P30-31
关系型数据库
Oracle、MySQL、SQLServer
非关系型数据库
MongoDB

数据仓库技术

P32-33
数据仓库是一个面向主题的、集成的、非易失的、且随时间变化的数据集合，用于支持管理决策。
数据仓库的组成：
① 数据源：是数据仓库系统的基础，是整个系统的数据源泉。
② 数据与存储管理：是整个数据仓库系统的核心。
③ OLAP服务器

• ROLAP：基本数据和聚合数据均存放在RDBMAS之中
• MOLAP：基本数据和聚合数据均存放于多维数据库中
• HOLAP：基本数据存放在RDBMAS之中，聚合数据存放于多维数据库中

④ 前端工具：各种查询工具、报表工具、分析工具、数据挖掘工具以及各种基于数据仓库或数据集市的应用开发工具。

中间件技术

定义：P33
（1）在一个分布式系统环境中处于操作系统和应用程序之间的软件。
（2）中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源，中间件位于客户机服务器的操作系统上，管理计算资源和网络通信。
分类：P33
（1）底层中间件

• 主流技术有JVM(Java虚拟机)、CLR(公共语言运行库)、ACE(自适配通信环境)、JDBC(Java数据库连接)和ODBC(开放数据库连接)
• 代表产品有SUNJVM和MirosoftCLR

（2）通用型中间件

• 主流技术有CORBA(公共对象请求代理体系结构)、J2EE、MOM(面向消息的中间件)和COM
• 代表产品有IONA Orbix、BEA WebLogic和IBM MQSeries等

（3）集成型中间件

• 主流技术有WorkFlow和EAI(企业应用集成)等
• 代表产品有BEA WebLogic和IBM WebSphere等
  💕应用：P34
  （1）为了完成系统底层传输层的集成，可以采用CORBA技术
  （2）为了完成不同系统的信息传递，可以采用消息中间件产品
  （3）为了完成不同硬件和操作系统的集成，可以采用J2EE中间件产品

可用性和可靠性

P34-35
可用性

• 定义：系统能够正常运行的时间比例。经常用两次故障之间的时间长度或在出现故障时系统能够恢复正常的速度来表示。
• 度量：
  • 平均无故障时间(MTTF)
  • 系统的可用性越高，平均无故障时间越长
  • MTTF/(MTTF+MTTR)*100%，系统保持正常运行时间的百分比
• 战术：
  • 错误检测：命令/响应、心跳和异常
  • 错误恢复表决、主动冗余、被动冗余
  • 错误预防：把可能出错的组件从服务中删除、引入进程监视器

可靠性

• 定义
  软件系统在应用或者错误面前，在意外或者错误使用的情况下维持软件系统的功能特性的基本能力
• 度量
  • 平均维修时间(MTTR)
  • 系统的可维护性越好，平均维修时间越短