1、网络工程师复习笔记第一章 引论1.1 计算机网络发展简史A)名词解释：（1） 计算机网络：地理上分散的多台独立自主的计算机遵循规定的通讯协议，通过软、硬件互连以实现交互通信、资源共享、信息交换、协同工作以及在线处理等功能的系统。 （注解：此条信息分为系统构成+5 个系统功能） 。（2） 计算机网络发展的 3 个时代-第一个时代：1946 年美国第一台计算机诞生；第二个时代：20世纪 80 年代，微机的出现；第三个时代：计算机网络的诞生以及应用。（3） Internet 的前身：即 1969 年美国国防部的高级计划局(DARPA)建立的全世界第一个分组交换网Arparnet。（4） 分组交换：是
2、一种存储转发交换方式，它将要传送的报文分割成许多具有同一格式的分组，并以此为传输的基本单元一一进行存储转发。（5） 分组交换方式与传统电信网采用的电路交换方式的长处所在：线路利用率高、可进行数据速率的转换、不易引起堵塞以及具有优先权使用等优点。 （6） 以太网：1976 年美国 Xerox 公司开发的机遇载波监听多路访问冲突检测（CSMA/CD）原理的、用同轴电缆连接多台计算机的局域网络。（7） INTERNET 发展的三个阶段：第一阶段-1969 年 INTERNET 的前身 ARPANET 的诞生到1983 年，这是研究试验阶段，主要进行网络技术的研究和试验；从 1983 年到 1994
3、年是 INTERNET 的实用阶段，主要作为教学、科研和通信的学术网络；1994 年之后，开始进入 INTERNET 的商业化阶段。（8） ICCC：国际计算机通信会议（9） CCITT：国际电报电话咨询委员会（10） ISO：国际标准化组织（11） OSI 网络体系结构：开放系统互连参考模型1.2 计算机网络分类（1） 网络分类方式：a. 按地域范围：可分为局域网、城域网、广域网b. 按拓补结构：可分为总线、星型、环状、网状c. 按交换方式：电路交换网、分组交换网、帧中继交换网、信元交换网d. 按网络协议：可分为采用 TCP/IP,SNA,SPX/IPX,AppleTALK 等协议1.3 网
4、络体系结构以及协议（1） 实体：包括用户应用程序、文件传输包、数据库管理系统、电子邮件设备以及终端等一切能够发送、接收信息的任何东西。（2） 系统：包括一切物理上明显的物体，它包含一个或多个实体。（3） 协议：用来决定有关实体之间某种相互都能接受的一些规则的集合。包括语法（Syntax,包括数据格式、编码以及信号电平） 、语义（Semantics，包括用于协调和差错处理的控制信息） 、定时（Timing，包括速度匹配和排序） 。1.4 开放系统互连参考模型1.4.1 OSI 模型的基本层次概念a. 物理层 提供为建立、维护和拆除物理链路所需要的机械的、电气的、功能的和规程的特性； 有关物理链路
5、上传输非结构的位流以及故障检测指示b. 数据链路层 在网络实体间提供数据发送和接收的功能和过程； 提供数据链路的流控。c. 网络层 控制分组传送系统的操作、路由选择、拥挤控制、网络互连等功能，它的作用是将具体的物理传送对高层透明； 根据传输层的要求来选择服务技术； 向传输层报告未恢复的差错。d. 传输层 提供建立、维护、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。e. 会话层 提供两进程之间建立、维护和结束会话连接的功能； 提供交互会话的管理功能。f. 表示层 代表应用进程协商数据表示； 完成数据转换、格式化和文本压
6、缩。g. 应用层 提供 OSI 用户服务。1.4.2 局域网与 OSI 模型的对应的层次功能（1） 在 LAN 中数据链路层可分为哪两层？逻辑链路控制层和介质访问控制层。 （2）LAN 的层次功能详解：* 物理层和 OSI 的物理层一样，主要处理在物理链路上的传递非结构化的比特流，建立、维持、撤销物理链路，处理机械的、电器的和规程的特性。 介质访问控制层主要功能是控制对传输介质的访问，不同类型的 LAN 需要采用不同的控制法； 逻辑链路控制层可提供两种控制类：一种是无连接的服务，另一种是面向连接的服务1.5 TCP/IP 协议集（1）特别注意！TCP/IP 是一组 INTERNET 协议系列，
7、而不是单个协议。（2）TCP/IP 协议集与 OSI 模型的比较 网络接口层，有时也称链路层，其功能是接收和发送 IP 数据报； IP 层有时也称网络层。他处理网上分组的传送以及路由至目的站点； 传输层提供两台计算机之间端到端的数据传送； 应用层处理特定的应用。（3）由 SUN MICROSYSTEM 公司推出的 NFS 网络文件系统的特点？ 提供透明文件访问以及文件传输； 容易扩充新的资源或软件，不需要改变现有的工作环境； 高性能，可灵活配置。（4） NFS 是基于 UDP/IP 协议的应用，其实现主要是采用远程过程调用 RPC 机制，RPC 提供了一组与机器、操作系统以及低层传送协议无关的
8、存取远程文件的操作。（5） RPC 采用了 XDR 的支持。XDR 是一种与机器无关的数据描述编码的协议，他以独立与任意机器体系结构的格式对网上传送的数据进行编码和解码，支持在异构系统之间数据的传送。第二章 数据通信（1） 数据通信：两个实体间的数据传输和交换。2. 1 数据通信技术 211 模拟数据通信和数字数据通信 （2） 模拟数据：在某个区间为连续的值的数据 （3） 数字数据：在某个区间为离散的值的数据 （4） 模拟、数字数据之间的相互转换问题？ 模拟数据通过编码解码器（CODEC）转换成数字数据,数字信号通过调制解调器转换成模拟数据（MODEM） （5） 数字信号传输与模拟信号传输各自
9、的优缺点？ 模拟传输是一种不考虑内容的传输模拟信号的方法，在传输过程中，模拟信号经过一定距离的传输之后，必定会信号衰减，为实现长距离传输，模拟信号传输都要使用信号放大器，但是，放大器也会增加噪音分量，如果通过串连的放大器来实现长距离传输，信号将会越来越畸形； 与此相反，数字传输与信号有关。衰减会危及数据的完整性，数字信号只能在一个有限的距离内传输，但为了获得更远的传输距离，可以使用中继器，中继器接收数字信号，将数字信号转换成 1 的模式和 0 的模式。 2.1.2 多路复用 （1） 多路复用的分类及其解释 A. 频分多路复用(FDM) 利用传输介质中不同的载波频率来同时运载多个信号的多路复用技
10、术 B. 时分多路复用(TDM) 利用介质能达到的位传输率超过传输数字数据所需的数据传输率的优点，利用每个信号在时间上交叉，从而传输多个数据信号的多路复用技术 （2） T1 载波的位结构及传输速率 共 193 位，第 8 位是信令和控制信号，第 193 位是帧编码，传输速率是 1.544M/BPS （3） 两种 PCM 载波的传输速率以及 T2、T3 载波的传输速率 一种是和 T1 载波一样的 1.544M/BPS，另一种是 2.048M/BPS。T2 载波的传输速率是 6.312 M/BPS，T2 载波的传输速率是 46.304 M/BPS。 2.1.3 异步传输和同步传输 （1） 异步传输
11、 一次传输一个字符的数据，每个字符用一个起始位引导，用一个结束位结束，一般起始位为 0，停止位为 1 （2） 同步传输 为了使接收方确定数据块的开始和结束，还需要另外一级的同步，即每个数据块用一个前文（preamble）位的模式开始，用一个后文(postamble)位模式结束,加有前后文的数据称为一帧。 2.2 数据交换技术 2.2.1 线路交换 （1） 什么是线路交换？ 通过网络中的节点在两个站点之间建立专用的通信线路进行数据传输的交换方式 （2） 线路交换所历经的三个阶段 线路建立，数据传送，线路拆除 2.2.2 报文交换 （1） 什么是报文交换？ 将目的地址附加在报文中，然后让报文从节点
12、到节点的通过网络传输的交换方式 （2） 报文交换比较线路交换的优缺点 a 线路效率高 b 无需同时使用发送器和接收器传送数据 c 不会出现如线路交换中因通信量变大而导致的呼叫被封锁现象，只是报文传送延迟 d 可以把一个报文发送到多个目的地 e 能够建立报文的优先权 f 报文交换网络可以进行速度和代码的转换 g 发送部操作终端的保文可以被截获，然后存储或重新选择到另一台终端的路径 h 报文交换的主要缺点是他不能满足实时或交互式的通信要求 2.2.3 分组交换 （1）概念解释 分组交换是一种结合了报文交换和线路交换各自优点的交换技术，其中，它采用了限制长度的数据报，以及虚拟连接的虚电路方法，从而达
13、到更好的交换效果。 2.2.4 三种交换技术的比较 （1） 三种交换技术适用的不同场合 a 对于交互式通信来说，报文交换是不合适的； b 对于较轻的和/或间歇式负载来说，线路交换是最合算的，因为可以通过电话拨号线路来使用公用电话系统。 c 对于两个站点之间很重的和持续的负载来说，使用租用的线路交换线是最合算的。 d 当有一批中等数量数据必须交换到大量的数据设备时，宁可用分组交换方法，这种技术的线路利用率是最高的。 e 数据报分组交换适用于短报文和具有灵活性的报文。 f 虚电路分组交换事宜浴场交换和减轻各站的处理负担。 2.2.5 信元交换 ATM(异步转移模式)采用信元交换 2.3 数据传送方
14、式 （1） 分类 并行通信和串行通信 （2） 在并行通信中数据传输所使用的并行数据总线的物理形式 a 计算机内部的数据总线很多就直接是电路板 b 扁平带状电缆 c 圆形屏蔽电缆 2.3.2 串行输入/输出 （1） 串行输入的特点 串行数据传输中，每次只传送一位数据，速度比并行传输慢，但是，实现串行传输的硬件具有经济性和实用性的特点。 2.3.3 串行数据通信 （1） 电话系统进行串行通行的三种方式 a. 单工通信 b. 半双工通信 c. 全双工通信 （2） 串行数据的传输、接收的定时可以通过数据链路控制来实现 （3） 串行数据通信的两种传输方法 a 异步串行传输 通信硬件通过附加同步信息的方法
15、传输数据 b 同步串行传输 同步信息包含在信息块内的方法 （4） 同步通信与异步通信的优缺点 a. 同步通信取消了每个字节的同步位，从而使数据位在传送为中所占比率增大，提高了传送效率。 b. 同步通信容许用户传送没有意义的二进制数据 c. 允许 PC 机用户通过同步通信网络与计算机实现通信2.4 检错与纠错 （1） 检错法的概念 检错法是指在传输中仅仅发送足以使接收端能够检测出差错的附加位。 （2） 检错法的分类 a 奇偶校验法 b 冗余校验法（LRC） c 循环冗余校验法（ CRC） 2.4.2 纠错法 （1） 自动请求重发（ARQ） 当发送站向接收站发送数据块时，如果无差错，则接收站回送一
16、个肯定应答，即 ACK 指令；如果接收站检测出错误，则发送一个否定应答，即 NCK 指令，请求重发。 （2） 正向纠错法 发送站发送能使接收站检错纠错的冗余位 2.5 通信硬件 2.5.1 调制解调器 （1） 调制解调器是一种数据通信设备（DCE） （2） 调制解调器的作用就是将数据在数据格式与模拟格式之间转换 （3） AT 指令集 a ATD-拨号指令(ATDP ：脉冲拨号，ATDT 音频拨号) b ATH-挂机指令 c ATA-应答指令(ATSO=0 表示取消自动应达，=某个非零整数，则表示振铃这个整数次后应答) d ATZ-将调制解调器内寄存器的值设为默认 2.5.2 RS-232 标准
17、 （1） 何谓 RS-232 由美国电子工业协会（EIA）制定的数据终端设备与数据通信设备在进行串行二进制数据交换时的接口，EIA RS-232C （2） RS-232 的物理层特性 a. 机械特性 接口标准的机械部分指定两个通信装置如何连接。规定了有两个连接器，接到 DCE 的为母，接到DTE 的为公。标准规定使用 25 针连接器，DB25 连接器已成为一个事实上的标准。 b. 电信号特性 +3V+15V 的正电压表示 SPACE -3V-15V 的负电压表示 MARK 在-3V+3V 之间构成一个转换区域，实际上，传输通常使用 +(-)12V c. RS-232C 引脚分配 I. 引脚功能
18、分类 A. 数据线路：分为数据传送和接收两条线路发送数据（TD,引脚 2） ，接收数据（RD, 引脚 3） B. 控制线路：控制线路传送 PC 或调制解调器中某些条件的 ON/OFF 指标来指示该引脚线路的状态处于开启或是关闭 DTR,引脚 20：数据终端就绪，由 PC 产生以使调制解调器了解 PC 已准备就绪 DSR,引脚 6:数据设备就绪，由 MODEM 产生，以告诉 PC 当 MODEM 打开时，已 和电话线路连接好且处于数据传输模式 RTS,引脚 4：请求发送，由 PC 产生毅同志调制解调器它想要传送数据 CTS,引脚 5：清除发送，由 MODEM 产生告诉 PC 它可以进行数据传送
19、CD,引脚 8：载波检测，也称为接收线路信号检测装置（RLSD）,有时还称为数据载波检测（DCD）,他告诉 PC 机调制解调器是否已建立了有效的连接 RI,引脚 22：振铃指示 II. 地 SG,引脚 7：信号地 PG,引脚 1：保护地 III. 定时电路 TC,引脚 15：称为发送定时 RC,引脚 17：称为接收定时 （3） 空调制解调器的连接，关键是将发送数据 TD 和接收数据 RD 交叉连接，实际上是直接通信 2.5.3 通信适配器 （1） 异步通信适配器 也叫串口，异步通信界面，通用异步接收器/发送器或 UART （2） 同步通信适配器 最常用的同步通信适配器是 SDLC 和 BSC
20、2.6 通信软件功能 （1） 调制解调器的控制 a. 呼叫 /回答模式切换 b. 自动重拨号 c. 电话挂起 （2） 数据控制功能 a. 流控制（XON/XOFF） b. 文件传输 （3） 数据操作功能 a. 字符过滤 b. 转换表 c. 终端仿真 （4） 特殊功能 a. 外部文件操作 b. 后台操作 c. 回到操作系统 d. 编辑器第三章 局域网基本特性 （1） 决定局域网特性的主要三种技术： a. 用来传输数据的传输介质 b. 用来连接各种设备的拓补结构 c. 用以共享资源的介质访问控制方法 这三种技术在很大程度上决定了传输数据的类型、网络的响应、吞吐量和效率，以及网络的应用等各种网络特性
21、。 3.1 局域网定义和特性 （1） 局域网络的定义 a 将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络 b 从协议层次的观点，局域网可包含着下三层的功能，将连接到局域网络的数据通信设备加上高层协议和网络软件组成为计算机网络。 c 小区域可以是一建筑物内、一个校园或者大至几十公里的大区域。 （2）局域网络的典型特性： 高数据速度（0.1Mbps100Mbps） ，短距离（0.1km25km）,低误码率（10-810-11） （3） 局域网中的协议结构 包括物理层、数据链路层、网络层，因为局域网不存在路由问题，所以，一般不单独设网络层；因为 LAN 的介质访问控制比较复杂，所以数据链路层分成逻辑链
22、路控制层和介质访问控制层两层 （4）局域网的标准主要为 IEEE 802 委员会所制定的 IEEE 802 局域网标准 3. 2 拓补结构 （1） 网络拓补的定义 网络中各个节点之间相互连接的方法和形式称为网络拓补。 （2） 选择网络拓补时所考虑的主要因素 费用低，灵活性，可靠性 3.2.1 星型拓补 （1） 星型拓补由中央节点和通过点到点链路接到中央节点的各个站点组成，采用星型拓补的交换方式主要有报文交换和线路交换，线路交换更为普遍，现有的数据处理和声音通信的信息网大多采用这种拓补结构，目前流行的 PBX 就是星型拓补的典型 （2） 星型拓补的优缺点： a 方便服务 b 每个连接只接一个设备
23、 c 不会影响全网 d 集中控制和故障诊断 e 简单的访问协议 f 缺点是 I. 电缆长度和安装 II. 扩展困难 III. 依赖于中央节点 3.2.2 总线拓扑 （1） 总线拓扑的定义 采用单根传输线作为传输介质，所有节点都通过相应的硬件接口连接到传输介质上的拓扑方式 （2） 总线拓扑的优点： a 电缆长度短，布线容易； b 可靠性高； c 易于扩充。 （3） 总线拓扑的缺点： a 故障诊断困难； b 中继器配置：在总线的干线基础上扩充，可采用中继器，需要重新配置，包括电缆长度的剪裁、终端器的调整等。 c 因为接在总线上的站点要有介质访问控制能力，所以终端必须是智能的。 3.2.3 环型拓扑
24、 （1） 环型拓扑的定义 由一些中继器和连接中继器的点到点链路组成一个闭合环的网络拓扑结构 （2） 环型拓扑的优点 a 电缆长度短 b 无需接线盒 c 适用于光纤 （3） 环型拓扑的缺点 a 节点故障引起全网故障； b 诊断故障困难； c 不易重新配置网络； d 拓扑结构影响访问协议。 3.2.4 树型拓扑 （1） 定义 由总线拓扑演变过来，形状象一颗倒置的树，顶端有一个带分支的根，每个分支还可延伸出子分支的网络拓扑结构 （2） 优点 a 易于扩展； b 故障隔离容易。 （3） 缺点 对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作。 3.2.5 星型环拓扑 （1） 定义 由一批接在环上的
25、连接集中器组成的，结合了星型拓扑和环型拓扑的优点的网络拓扑结构 （2） 优点 a 故障诊断和隔离方便； b 易于扩展； c 安装电缆方便。 （3） 缺点 a 需要智能的集中器 b 电缆安装问题 3.3 介质访问控制（MAC） （1） 定义 在局域网中对数据传输介质进行访问管理的方法 （2） 共享介质方式中最常用的为载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)和标记环传递方法。 A CSMA/CD 是以太网中采用的 MAC 方法连接在以太网总线上的任何一个设备在任何时候都可以去尝试发送一个帧。 B 标记环传递是标记环网中采用的 MAC 方法。标记是一个专用的控制帧，不停的传递于各站点间用来标志环
26、路是否空闲以便站点用来发送数据帧。 C 换方式是不同于共享介质方式的另一种在桥接技术上发展起来的，为解决网络冲突，进一步提高网络有效带宽的一种 MAC 方法。 （3） 交换机 A 相当于集线器的位置，但不象集线器那样需要向所有端口重发输入帧，而是去观察此帧的目的地址和源地址，确定“转发” 方向。 B 交换机通常是由 I/O 缓冲、 I/O 端口和交换部件三部分所组成，经常采用 “穿通” 、 “存储转发” 两种内部转发技术。 3.4 局域网协议标准 （1） IEEE,美国电气和电子工程师学会 （2） 局域网协议标准是 IEEE 8802-X 标准或称 IEEE 802-X 标准，其次还有美国国家
27、标准学会（ANSI）X3T9.5 委员会制定的 FDDI 标准. （3） IEEE802 标准系列的含义及内容简视 IEEE 802.1-IEEE 802.16 ISO 9314 (详细内容见教程 P44) 3.5 LAN 参考模型 (1) 服务访问点 SAP (2) 逻辑链路控制子层 (3) 介质访问控制子层 (4) 物理层第四章 局域网系统 局域网系统是将小区域内各种通信设备连在一起的通信网络。 4.1 总线/树型网络 （1） 总线/树拓扑是一个多点介质，多个设备共享单个数据通路，而同时只允许一个设备发送数据。（2） 在总线/树拓扑的多点介质传输中，有两个方面的问题需要特别考虑： A 要决
28、定介质上哪个站可以发送数据的 MAC 方法； B 要解决信号平衡问题。 （3） 为了满足多点介质中数据传输不会因发送器信号过弱，在信号衰减中达不到信号传输要求；或信号过强以致电路过载，产生谐波和其他假信号。因此，对于 N 个站的系统，为了满足上述要求，需要考虑 n*(n-1)/2 个排列的情况。 （4） 两种发送技术：基带传输（数字信号双向传输的全频发送）和宽带传输（模拟信号的无线电调制，采用 FDM 复用技术单向传输） 4.1.1 基带系统 （1） 基带发送技术的最长传输距离是 500M，最大站点数是 100，数据速率可达到 10MBPS，可用中继器连接各段总线。 （2） 以太网的五大组成部
29、分： A 收发器 接收或发送信号，监听总线上的信号，检测总线上的信号冲突以及实现站和总线电缆的地隔离。 B 收发器电缆 由四对电缆组成，连接控制器和收发器，他的功能是传送数据和控制信号，给收发器提供电源。 C 50 欧姆同轴电缆 D 50 欧姆终端匹配器 吸收信号以防止反射效应。 E 控制器。 （3） 以太网三种不同大小的结构（见资料 P49，图 4.5） （4） 基带总线系统也可以用价格便宜但性能较低的双绞线作为传输线，由三部分：双绞线总线、终端匹配器、控制器接口。最大长度为 1 公里，最大数据速率为 1M/BPS 连接站点数达几十个。 4.1.2 宽带系统 （1） 宽带的发送技术是一种单向
30、传输技术，通常采用 75 欧姆的有限电视电缆作为传输介质。并且采用模拟信号传输。 （2） 两种不同的宽带结构： A 单电缆结构采用不同的传输频率发送信号和接收信号，端头是个有源的频率转换器； B 双电缆结构采用相同的频率发送在不同的通路中发送和接收信号。 C 单电缆结构的缺点：使用复杂的元件；需要使用频率分叉器。 （3） 单电缆系统中三个标准分叉器及其低、高频带范围 A 子分叉器，低频带为 5MHz30MHz，高频带为 54MHz300MHz B 中分叉器，低频带为 5MHz116MHz，高频带为 168MHz300（400）MHz C 高分叉器，低频带为 5MHz174MHz，高频带为 23
31、2MHz400MHz （4） 宽带系统由五部分组成： A 电缆： a 中继线电缆，直径为 0.75 英寸1.0 英寸，在 300MHz 下衰减为每英尺 0.7dB1.2dB，可达几十公里； b分布电缆：直径为 0.4 英寸0.5 英寸，衰减为每 100 英尺 1.2dB2.0dB，用于短距离和分支电缆； c 连接站到 LAN 的电缆：直径为 0.25 英寸 1.0 英寸，衰减为每 100 英尺 4dB6dB。 B 终端匹配器 C 放大器：用来补偿电缆的衰减，对低频的系统不需要。对单电缆的宽带系统，放大器必须是双向的。 D 向偶合器和分叉器：功能是将一个输入分成两个输出，或将两个输入合成一个输出
32、； E 控制器 4.1.3 基带系统和宽带系统的比较 （1） 基带系统 优点：不需用 Modem，价格便宜；结构、技术简单；容易安装； 缺点：只有一个通道；容量有限；距离有限； （2） 宽带系统 优点：容量大；多种通信模式；结构灵活；大的覆盖范围；采用成熟 的 CATV。 缺点：需要 MODEM，价格贵；安装和维护复杂；两倍的传播延迟。 4.1.4 IEEE 802.3 局域网络 （1） IEEE 802.3 是支持 CSMA/CD 算法的局域网，最常用的基带 IEEE 802.3 局域网络有四种： A 10Base5(主干网，粗缆) B 10Base2（价格便宜，细缆） C 10Base-T
33、（易于维护） D 10Base-F（光纤网，适于楼间互连） E 详细图形参见 P52-P53 4.2 环型网 4.2.1 环型网工作原理 （1） 中继器提供了环型网的三个基本功能：数据插入环中、接收数据、数据从环中删除 （2） 报文进入环中删除的方法： A 当目的站接收到报文后，即在目的站将报文从环中除去； B 目的站接收了报问候，报文仍在环中，直到返回发送站才将报文删除，这种方法有三个优点： a 相对第一种方法，可减少为了识别地址所产生的延迟为一位延迟； b 由接收站点改变报文的某一标志位，回送至发送站可作为回答响应； c 允许多点广播。 （3） 中继器在环型网运行中的四个状态 A 监听状态： B 发送状态
