大连理工大学《高级计算机网络》课程整理笔记。

CSDN 博客指南。

《高级计算机网络》之移动自组网——大连理工大学研究生课程整理笔记（非常详细，通俗易懂)

《高级计算机网络》之无线传感网——大连理工大学研究生课程整理笔记（非常详细，通俗易懂）

《高级计算机网络》之物联网——大连理工大学研究生课程整理笔记（非常详细，通俗易懂）

第一章 物联网导论

什么是物联网

IOT the Internet of Things 物联网

CPS(Cyber-Physical Systems) 信息物理融合系统

是一个基于互联网、传统电信网等信息载体，让所有能被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络

普通对象设备化，自治终端互联化和普适服务智能化是物联网的三个重要特征。

物联网的特点：感知识别普适化，异构设备互联化，联网终端规模化，管理调控智能化，应用服务链条化，经济发展跨越化

核心网络是： 互联网，电信网

物联网核心技术（架构）

感知识别层：使用传感器或者智能设备（PC，数字标牌，智能电视，智能手机）等收集信息

网络构建层：负责构建无线网络传输信息，包括互联网（IPv6)，无线宽带网（WIFI），无线低速网（蓝牙，红外，zigbee），移动通信网

管理服务层：解决数据如何存储，如何检索，如何使用，如何不被滥用的问题

综合应用层: web搜索引擎，数据挖掘技术

传统的互联网：文件传输，电子邮件，万维网，电子商务，视频点播，在线游戏和社交网络等

物联网：以物为中心，物品追踪，环境感知，智能物流，智能交通，智能电网等。

重点掌握：物联网的四层：感知识别层，网络构建层，管理服务层和综合应用层。即数据从：采集，传输，处理到应用的过程。

第二章 自动识别技术与RFID

光学字符识别 optical character recognition OCR

语音识别

虹膜识别：最精准

指纹识别：最方便

IC卡:integrated circuit card 集成电路卡

一维条形码特点：

1.可直接显示内容为英文、数字、简单符号；

2.贮存数据不多，主要依靠计算机中的关联数据库：

3.保密性能不高；

4.损污后可读性差

二维条形码特点：

1.可直接显示英文、中文、数字、符号、图型；

2.贮存数据量大，可存放1K字符，可用扫描仪直接读取内容，无需另接数据库；

3.保密性高（可加密），

4.安全级别最高时，损污50%仍可读取完整信息。

应用举例：

1. RFID

射频识别技术 Raido Frequency identification

原理： 阅读器通过天线发送电子信号，标签接收到信号后发射内部存储的标识信息

利用 射频信号 通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。

三部分组成：阅读器，天线和标签

阅读器： 传送器、接收器和微处理器通常都被封装在一起

标签：每个标签内部存有唯一的电子编码 被动标签，主动标签，半主动标签

电可擦可编程只读存储器（ EEPROM）：一般射频识别系统主要采用EEPROM方式。

标签接收到阅读器的询问信号，产生感应电流，用感应电流发送信息，一般分为低频，高频和超高频。

RFID相对于条形码的优点

• 体积小且形状多样
• 耐环境性：抗污性，黑暗环境可用。
• 可重复使用：具有读写功能，可回收重复使用。
• 穿透性强
• 数据安全性：循环冗余检验保证数据的准确性

RFID标签信号冲突

2.传感器网络

传感器→无线传感器→无线传感器网络（大量微型、低成本、低功耗的传感器节点组成的多跳无线网络）

3.定位系统

GPS，蜂窝基站定位

无线室内环境定位

新兴定位系统

定位技术：基于距离的定位ToA

基于距离差的定位TDoA

基于信号特征的定位RSS

物联网环境下对定位技术的挑战：

• 异构网络、多变环境下的精准定位
• 大规模应用
• 基于位置的服务（Location based Services）
• 位置信息带来的信息安全和隐私保护问题

4.智能信息设备

发展趋势：更深入的智能化，更透彻的感知，更全面的互联互动

网络构建层

• 互联网
• 无线宽带网
  
• WiFi、WiMAX，高速可靠廉价，不受接入设备位置限制

• 无线低速网
  
• zigbee 蓝牙 红外 低速率，低通信半径，低计算能力，低功耗

• 移动通信网
  
• 全面，随时，随地。

应用前景

智能物流，智能交通系统，智能医疗系统，智能电网，环境监测。

第三章 传感器技术

传感器技术发展史：两条主线 低功耗 微型化 价格廉价

计算机硬件的发展遵循摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管数量，约每18个月增加一倍，性能也提升一倍。

但是无线传感器节点的发展没有像摩尔定律的速度发展。

设计需求：

低成本与微型化：这样才能被大规模部署，软件设计也要微型化

低功耗：用软件节能策略，不需要工作的时候进入低功耗模式

灵活性与扩展性：满足一定的标准接口

鲁棒性

传感器中的：微处理器，通信芯片，操作系统。

操作系统的内存只有几KB。

简答题总结

参考这个：https://zhuanlan.zhihu.com/p/365836727?utm_source=wechat_session&utm_medium=social&utm_oi=1014553177986863104&utm_campaign=shareopn&s_r=0

摩尔定律

CPU性能每18个月翻一番，10年100倍。

光纤定律

超摩尔定律： 骨干网带宽每六个月翻一番，10年10000倍

迈特卡尔夫定律

联网定律： 网络价值随用户数平方成正比，联网设备增加N倍，效率增加N^2倍

什么是蜂窝网络

构成网络覆盖的通信基站的信号覆盖呈六边形，整个网络像一个蜂窝，应用场景例如小区等密集型场所。

无线网络面临的挑战

无线电和红外传输容易受噪音和干扰

信号强度随着时空衰减

无线传输容易被窃听，安全问题

频谱有限，需要与其他网络共享频谱

很难提供高速的网络

如何解决广播风暴问题

• 基于计数，接收到一定的数量，则认为周围邻居都已经知道了，不用再转发。
• 基于距离
• 基于概率：随机进行丢弃不转发
• 隐藏终端问题：延迟转发，错开转发。

简述无线传感器网络的路由功能和特点

• 功能：建立能量高效的数据传输路径，进行可靠的数据传输
• 特点：网络中的节点一般是静止的，网络中的节点容易出错（节点失效问题），能量有限（不能像互联网一样有稳定的持续的能量供应），以数据为中心，和应用场景相关（例如报警类的需要考虑延迟）

网络标准型协议的形成过程

• 提出草案，建议标准，草案标准，英特网标准。RFC request for comments

传感器节点的组成（画图）

• 传感器，ADC | 处理器，存储器 | 控制器和收发器 ，天线（无线传输） | 能量供应

WSN的应用

• 环境监测，森林防火，太空领域探测，医疗健康领域，工业生产过程监控，商业领域（智能家居，交互式体验等）

802.11协议是什么

• 是无线局域网标准协议

比较WSN中的平面路由协议和层次路由协议

• 平面路由协议有：flooding gossiping
• 层次路由协议，典型的是LEACH，SPIN（簇头），改进的有PEGSIS（链条）

名词整理

QoS quality of service

FDDI 光纤分布式数据接口 fiber distributed data interface

ATM asynchronous transfer modes 异步传输模式

SNA System Network Architecture

IETF Internet engineering task force 互联网工程任务小组

NSFNet national science foundation 美国国家科学基金会网

APRANET 阿帕网 美国国防部高级计划署

IAB Internet architecture board 互联网架构委员会

IRTF Internet research task force 互联网研究工程小组

IESG the internet engineering steering group 互联网工程指导小组

RFC requect for comments 因特网草案、建议标准、草案标准、因特网标准

ISP Internet service provider 网络服务提供商

NAP network access point 网络接入点

NAT network address transform 网络地址转换

WLANs wireless local area networks 无线局域网

WWANs wireless wide area networks 无线广域网

WMANs wireless metropolitan area networks 无线城域网

TDMA time division multiple access时分复用

CDMA code division multiple access 码分复用

FDMA frequency division multiple access 频分多路复用

WPANs wireless personal area networks 无线个域网

BSS basic service set 基本服务集

point of presence 入网点

WSN: Wireless Sensor Network 无线传感网

CPS: Cyber-physical System 信息物理融合系统

CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance 载波监听多路访问/**冲突避免机制**

LMA: Local Mean Algorithm 本地平均算法

LMN: Local Mean Of Neighbors Algorithm 本地邻居平均算法

WLAN: Wireless Local Area Network 无线局域网

LAN: Local Area Network 局域网

WMAN: Wireless Metropolitan Area Network 无线城域网

MAN: Metropolitan Area Network 城域网

WWAN: Wireless Wide Area Network 无线广域网

WAN: Wide Area Network 广域网

WPAN: Wireless Personal Area Network Communication Technologies 无线个人局域网通讯技术

IETF: Internet Engineering Task Force 国际互联网工程任务组

IRTF: Internet Research Task Force 国际互联网研究专门工作组

IAB: Internet Architecture Board 因特网结构委员会

IESG: The Internet Engineering Steering Group 互联网工程指导小组

RFC: Request for Comments 一系列以编号排定的文件

ISP: Internet Service Provider 互联网服务提供商

UDP: User Datagram Protocol 用户报文协议

TCP: transmission Control Protocol 传输控制协议

TCP/IP: Transmission Control Protocol/Internet Protocol 传输控制协议/因特网互联协议

NAT: Network Address Translation 网络地址转换

B2C: Business-to-Customer 商对客电子商务模式

B2B: Business-to-Business 企业对企业

G2C: Government-to-Customer 政府对公众的电子政务

C2C: Customer-to-Customer 个人与个人之间的电子商务

P2P: peer-to-peer 端对端，点对点

OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing 正交频分复用

DAB: Digital Audio Broadcasting 数字音频广播

UAV: Unmanned Aerial Vehicle 无人机

OSM: Office of Spectrum Management 频谱管理办公室

FCC: Federal Communications Commission 联邦通信委员会

TIA: Telecommunications Industry Association 电信行业协会

CTIA: Cellular Telecommunications Industry Association 蜂窝电信行业协会

ISM: Industrial, Scientific, and Medical 工业，科学和医疗

ETSI: European Telecommunications Standards Institute 欧洲电信标准协会

EDGE: Enhanced Data services for GSM Evolution GSM演进的增强型数据服务

GSM: Global System for Mobile Communication 全球移动通信系统

HDR: High Data Rate 高数据速率

DSP: Digital Signal Processing 数字信号处理

SINR: Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio 信噪比

MMDS: Multichannel Multipoint Distribution Service 多路多点分配业务

LMDS: Local Multipoint Distribution Services 本地多点分配业务

CDMA: Code Division Multiple Access 码分多址

DTIM: Delivery Traffic Indication Message 传统节电模式

SSID: Service Set Identifier 服务集标识

WPA: Wi-Fi Protected Access Wi-Fi网络安全接入

RFID: Radio Frequency Identification 射频识别技术

PDA: Personal Digital Assistant 个人数字助理