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计算机网络技术第一章计算机网络概论
一、计算机网络就是利用通信设备和线路将地理位置不同的功能独立的多个计算机系统互连起来,以功能完善的网络软件(网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统等)实现网络中资源共享和信息传递的系统
二、计算机网络由资源子网(主机HOST(提供资源)和终端T(请求资源))以及通信子网(网络结点和通信链路)组成,通信子网是计算机网络的内层
三、计算机网络的演变概括为
1、面向终端的计算机网络(50年代初、SAGE)
2、计算机-计算机网络(60年代后期、ARPANET)
3、开放式标准化网络
四、计算机网络的实例因特网、公用数据网和以太网
五、计算机网络的功能硬件资源共享、软件资源共享、用户信息交换
六、计算机网络的分类
1、地理广域网、局域网、城域网;
2、交换方式电路交换网、报文交换网、分组交换网;
3、拓扑结构星型网、总线网、环形网、树形网;
4、用途科研、教育、商业、企业;按传输介质分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网、无线网;按信道带宽分窄带网、宽带网
七、计算机网络应用于办公自动化、远程教育、电子银行、证券期货交易、校园网、企业网(集散系统和计算机集成制造系统是两种典型的企业网络系统)、智能大厦和结构化综合布线系统
八、计算机网络的标准制定机构有国际标准化组织(ISO)、国际电信联盟(ITU)、美国国家标准局(NBS)、美国国家标准学会(ANSI)、欧洲计算机制造商协会(ECMA)、INTERNET工程任务组和INTERNET工程指导小组第二章计算机网络基础知识
一、数据可定义为有意义的实体,分为数字数据和模拟数据,数字数据是离散的值,模拟数据是在某个区间内连续变化的值
二、信号是数据的电子或电磁编码,分模拟信号、数据信号模拟信号是随时间连续变化的电流、电压和电磁波,数据信号是一系列离散的电脉冲,可以利用其某一瞬间状态来表示要传输的数据
三、信息是数据的内容和解释;
四、信源是产生和发送信息的设备或计算机;
五、信宿是接收和处理信息的设备或计算机;
六、信道是信源和信宿之间的通信线路
七、数据通信是一种通过计算机和其它数据装置与通信线路完成数据编码信号的传输、转接、存储和处理的通信技术它是以计算机为中心,用通信线路连接分布在异地的数据终端设备以实施数据传输的一种系统
八、模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信号来表示模拟数据是时间的函数,并占有一定的频率范围(频带),它可以用占有相同频带的模拟信号来传输模拟数据用数字信号表示时,完成模拟数据和数字信号转换功能的设施是编码解码器,数字数据用模拟信号表示,转换设备是调制解调器modem.数据通信长距离传输信号衰减克服的方法模拟信号放大器;数字信号中继器通信方式分为并行方式和串行方式,并行方式用于近距离通信(计算机内部),串行方式用于远距离通信
九、串行通信的方向性结构单工、半双工、全双工数字信号变换成音频信号的过程称调制,音频信号变换成数字信号的过程称解调把调制和解调功能做成一个设备称调制解调器
十、数据传输速率法每秒能传输的二进制信息位数(单位位/秒)S=1/T*log2N.信号传输速率单位时间内通过信道传输的码元个数,单位为波特(baud)波特率、码元速率、调制速率二者的区别信号传输速率是指单位时间内通过的码元个数,数据传输速率通过的是码元的二进制信息位数它们的关系是S=B*log2N B=S/log2N信道容量表示一个信道传输数据的能力,它是传输数据能力的极限,而数据传输速率是实际的数据传输速率
1、离散的信道容量C=2*H*log2N(H带宽(Hz),N可能取的离散值个数)
2、连续信道容量C=H*log2N*(1+S/N)(S信号功率,N噪声功率,S/N信噪比)误码率是关于传输可靠性的指标(Pe=Ne/N),计算机网络中一般要求误码率地狱10-9
十一、数字数据的模拟信号编码模拟信号传输的基础是载波,载波具有三大要素幅度、频率和相位数字调制的三种基本形式移幅键控法(ASK)、移频键控法(FSK)、移相键控法(PSK)移幅键控法(ASK)效率低、能达到了速率为1200bps(数据传输速率)移频键控法(FSK)可实现全双工操作,也可达到1200bps.移相键控法(PSK)利用二相或多于二相的相移,可以对传输速率起到加倍作用相位幅度调制PAM解决了相位数已达到上限的问题,实际上是PSK和ASK的结合模拟信道的频带范围为300-3400Hz,所以,要用它来传输数字信号,就要把数字信号变为电话网所允许的300-3400Hz.
十二、数字数据的数字信号编码基带传输就是在线路中直接传送数字信号的电脉冲,要解决问题是数字数据的数字信号表示以及收发两端之间的信号同步两方面、双极性归零脉冲负电流正电流不归零码在传输中难以确定位的开始和结束,需要用其他方法使其同步,归零码的脉冲窄,所以他在信道上占用的频带较宽(脉冲宽度与传输频带宽度成反比)单极性码服一积累直流分量,双极性码就不会(导致结果不能提供交流耦合,另外,它还会损坏连接点的电镀层)同步方法位同步法(同步传输)外同步法(接收端的同步信号事先由发送端送来)自同步法(从数字信号中提取同步信号)(曼彻斯特编码)群同步法(异步传输)字符音的异步定时和字符中的比特之间的同步定时,一般用于低速数据传输的场合曼彻斯特编码从高到低表示“1”,从低到高表示“0”,其数据传输速率只有调制速率的1/
2.群同步的传输中每个字符由下列四部分组成
1、1位起始位;
2、5-8位数据位;
3、1位奇偶校验位;
4、1-2位停止位,以“1”来表示
十三、模拟数据的数字信号编码常用的方法是脉码调制PCM.脉码调制是以采样定理为基础,
十四、信号数字化的转化过程包括采样、量化和编码三个步骤数字传输的优点是抗干扰性强、保密性好
十五、多路复用技术就是把多个信号放在一个信道上同时传输的技术,最常用的两种多路复用技术是频分多路复用FDM和时分多路复用TDM.频分多路复用的原理是将物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号相同(或略宽)的子信道时分多路复用的原理是将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮转的分配多个信号使用,利用每个信号在时间上的交叉,传输多个数字信号时分多路复用不仅局限于传输数字信号,也可同时交叉传输模拟信号对于光纤信道,频分多路服用的一个变种大波分多路复用
十六、T1载波利用脉码调制PCM和时分多路复用此用户发言已违反社区规定此用户发言已违反社区规定此用户发言已违反社区规定技术,数据传输速率为
1.544Mbps.E1载波是一种PCM载波标准,其数据传输速率为
2.048Mbps.
十七、异步传输(群同步传输)一次只传输一个字符(由5-8位数据组成),每个字符用一位起始位
(0)和一位停止位
(1)来表示开始和停止;同步传输时,在每个数据块的开始处和结尾处各加一个帧头和一个帧尾,加上帧头、帧尾的数据称为一帧
十八、交换网络可分为电路交换网、报文交换网和分组交换网
1、电路交换在源节点与目的节点之间有一条利用中间节点构成的专用物理连接线路,直到数据传输结束;它要经历电路建立、数据传输、电路拆除三个过程;电路交换的优点是数据传输可靠、迅速,缺点是电路空闲时会浪费;其特点是在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路,在线路释放之前,该通路由一对用户完全占用,电话交换网及技术应用是电路交换的典型例子
2、报文交换报文交换方式的传输单位是报文(一次性需发送的数据块),其长度不限且可变;报文交换方式采用“存储-转发”方式;发送报文时,他先将一个目的地址附加到报文上,网络结点根据目的地址信息,把报文发送到下一个节点,一直逐个节点的传送到目的节点,因此,这种交换方式无需事先通过呼叫建立连接,由于它需要缓冲存储,故报文交换不能满足实时通信的要求报文交换与电路交换相比较,有以下特点
1、电路利用率高,可分时共享二节点的通道,对电路的传输能力要求低;
2、通信量大时仍然可接受报文,同时传输延时会增加;
3、报文交换可把一个报文发送到多个目的地,电路交换却很难;
4、报文交换网络可以进行速度和代码的转换(不同速率的站也可相连接报文交换的缺点主要表现为不能满足实时和交互式的通信要求
3、分组交换是将报文分成若干个分组,每一个分组长度有一个上限(为了提高交换速度而设上限),分组存储在内存中,提高交换速度,它适用于交互式通信,如终端与主机通信分组交换又可分为虚电路分组交换和数据报分组交换,分组交换式计算机网络中使用最广泛的一种交换技术虚电路方式网络的源节点和目的节点之间在传输首先建立一条逻辑通路,分组中除数据外还要包含一个虚电路标识符,由于这条电路不是专用的,所以称他为虚电路虚电路技术的主要特点是在数据传输之前必须通过虚呼叫设置一条虚电路它适用于两端之间长时间的数据交换优点可靠、保持顺序;缺点如有故障,则经过故障点的数据全部丢失数据报方式中的每个分组是被单独处理的,每个分组称为一个数据报,每个数据报都携带地址信息因为他们被单独处理,所以每个分组走的路径不一定相同,因此不能保证各个数据报按顺序到达,有的甚至会丢失在整个过程中,没有虚电路的建立,但要为每个数据报做路由选择,适用于少量数据数据到特点是在目的地需要重新组装报文优点如有故障可绕过故障点、不能保证按顺序到达,丢失不能立即知晓
十九、电路交换、报文交换、分组交换的比较电路交换要设置一条完全的通路,并在传输过程中独占,效率不高;报文从源到目的地采用存储-转发的方式,它不适合于实时通信;分组交换和报文交换相似,但规定了长度局域网不仅使用电路交换,也使用分组交换,但不使用报文交换因为不能满足实时通信的要求
二十、网络拓扑是指网络形状,或是它在物理上的连通性网络拓扑的主要结构有星型拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树形拓扑、混合型拓扑、网型拓扑六种形式选择网络拓朴结构时要考虑的因素可靠性、费用、灵活性、响应时间和吞吐量
二十一、星型拓朴是由中央结点和通过点到通信链路接到中央结点的各个站点组成星型网常采用电路交换和报文交换,尤其以电路交换更为普遍优点控制简单、故障诊断和隔离容易、方便服务缺点电缆长度和工作量大、中央结点负担过重、各站点分布处理能力低
二十二、总线拓扑采用一个信道作为传输媒体,站点通过接口连接到传输媒体上,发送信号到传输媒体上,而且能对所有其他站点接收中线突出采用分布式控制策略来确定哪个站点可以发送,它主要采用分组交换方式优点所需电缆数量少、结构简单,无源工作,可靠性高、易于扩充和减少用户缺点传输距离有限、故障不易诊断和隔离、不具有实时功能
二十三、环形拓扑网络由站点和连接站点的链路组成一个闭合环环形拓扑采用分布式控制策略来进行控制优点电缆长度短、增减工作站简单、可使用光纤缺点节点故障会引发全网故障、故障检测困难、负载轻时,利用率较低
二十四、树形拓扑象一个倒着的大树,由总线拓扑演变而来树形拓扑的优点是易扩展、故障隔离较容易缺点是对根的依赖性太大混合型拓扑是将单一拓扑结构混和起来
二十五、传输媒体的特性包括物理特性、传输特性、地理范围、抗干扰性、相对价格
二十六、传输媒体的选择拓扑结构、实际需要的通信容量、可靠性要求、能承受的价格
二十七、基带同轴电缆用于传输数字信号,阻抗50Ω,最大距离几公里宽带同轴电缆即可传输数字信号也可传输模拟信号,阻抗为75Ω,宽带电缆的最大距离可达几十公里
二十八、差错控制是指在数据通信过程中发现和纠正差错,把差错尽可能小的限制在允许范围内的技术和方法
二十九、信道固有的、持续存在随机噪声为热噪声热噪声引起的差错称为随机错,它所引起的某位码元的差错是孤立的,与前后码元无关,它导致随机错通常较少由外界特定的短暂原因所造成的噪声称为冲击噪声,它是传输中产生差错的主要原因,他不会影响到一串码元
三十、利用差错控制编码进行差错控制的方法有两个自动请求重发ARQ、前向纠错FEC.FEC中,接收端不仅能发现差错,而且能确定二进制码元发生的位置从而纠正他ARQ方式只使用检错码,FEC方式必须使用纠错码
三十一、编码效率R=h/n=k/(k+r)k码字中的信息位数、r外加的冗余位数、n编码后的码字长度编码效率R越大,信道中用来传送信息码元的有效利用率就越高
三十二、奇偶校验码是一种通过增加冗余位使得码字中“1”的个数后为奇数或偶数的方法,它是一种检错码垂直奇偶检验又称纵向奇偶检验,它能检测出每列中所有奇数位错,但检测不到偶数位错,它的编码效率是R=P/(P+1),漏检率接近二分之一水平奇偶校验又称横向奇偶校验,它不但可以检测出各段同一位上的奇数位错,而且还能检测出突发长度水平垂直奇偶校验又称纵横奇偶校验,它能检测出A、所有三位或三位以下的错误;B、奇数位错;C、突发长度
三十三、循环冗余校验码又叫多项式码K位要发送的加上R位冗余位形成一个整体来发送,K位要发送的信息位对应一个(K+1)位的多项式,R位冗余位对应一个(R-1)的多项式循环冗余校验码的特点可检测出所有的奇数位错、可检测出所有双比特错、可检测出所有小于等于检验位长度的突发错(简单应用)
三十四、海明码是一种可以纠正一位差错的编码(简单应用)
三十五、
1、双绞线早就用于电话通信中的模拟信号传输,也用于数字信号的传输对于模拟数据来说,大约每5-6公里需要一个放大器,对于数字信号来说,每2-3公里使用一个中继器双绞线的带宽可达268KHz,因而可使用频分多路复用技术在100Kbps速率下传输距离可达1公里,但10M和100M的传输速率下距离不超过100米
2、同轴电缆中的基带同轴电缆用于直接传输数字信号宽带同轴电缆用于频分多路复用的模拟信号传输,也可用于不使用频分多路复用的高速数字信号和模拟信号的传输
3、在计算机网络中均采用二根光纤(一来一去)组成的传输系统光纤的传输速率可达Gbps级,传输距离达数十公里目前,一条光纤线路上只能传输一个载波,随着技术的发展,会出现使用的多路复用光纤光纤传输6-8公里的距离内不用中继器波分复用技术WDM
三十六、数字传输系统都采用脉码调制与多路复用技术,早期的数字传输系统有如下弱点数据传输速率不标准、光设备接口标准不规范、复用系统中存在同步问题
三十七、SDH信号最基本的也是最重要的模块是STM-
1.SDH传输网最核心的特点是同步复用、标准光接口和强大的网管能力第三章计算机网络体系结构及协议
1、网络协议为进行计算机网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定的集合,协议总是指某一层的协议准确地说,它是对同等层实体之间的通信制定的有关通信规则或约定的结合
2、网络协议包括三个要素语义涉及用于协调与差错处理的控制信息;语法涉及数据及可控制信息格式、编码及信号电平等、定时涉及速度匹配及排序等
3、网络的体系结构的划分所用的方法是分层划分,要遵循以下原则每层的功能要明确并且相互独立、层间接口必须要清晰,跨越的信息量尽可能地少、层数适中层次结构一般以垂直分层模型表示
4、网络的体系结构的特点是
1、以功能作为划分层次的基础、
2、第N层实体在实现自身定义的功能时,只能使用第N-1层提供的服务;
3、N层向N-1层提供服务时,此服务不仅包含N层本身的功能,还包含由下层服务提供的功能;
4、仅在相邻层之间有接口,而且所提供的服务的具体实现细节对上层完全屏蔽
5、OSI模型(开放系统互连模型)包括了体系结构、服务定义和协议规范三级抽象
6、OSI模型的七个模型
①物理层作用是使原始数据比特流能在物理媒体上传输;
②数据链路层通过校验、确认和反馈重发等手段,将不可靠的物理链路改造成对网络层来说无差错的数据链路,并进行流量控制;
③网络层为运输层实体提供端到端的交换网络数据传输功能,并进行路由选择、拥挤控制和网际互连等;
④运输层第一个端-端的层次,为会话层提供透明的、可靠的数据传输服务,并处理端到端的差错控制和流量控制问题;
⑤会话层组织和同步不同主机上的各种进程间的通信;
⑥表示层为应用层用户提供共同的数据或信息的语法表示变换,如代码转换、格式转换、数据压缩和加密解密等;
⑦应用层开放系统互连环境的最高层,为OSI应用进程提供服务,不同的应用层为特定类型的网络的应用提供访问OSI环境的手段
7、发送进程发送给接收进程中的数据,实际上是经过发送方各层从上到下传送到物理媒体,通过物理媒体传输到接收方后,再经过从下到上各层的传递,最后到达接收进程
8、物理层的传输单位是比特,它是指在物理媒体之上为数据链路层提供一个原始比特流的物理连接,它不是指具体的物理设备,也不是指信号传输的物理媒体,物理层的作用是确保比特流能在物理信道上传输
9、物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性它直接面向实际承担数据传输的物理介质,物理层的传输单位是比特比特流传输可以采用异步传输,也可采用同步传输
10、DTE(数据终端设备)和DCE(数据通信设备)接口的各根导线的电气连接方式有非平衡方式、采用差动接收器的非平衡方式和平衡方式三种
11、接口信号线按功能可分为数据信号线、控制信号线、定时信号线、接地信号线
12、EIA RS-232C是由美国电子工业协会EIA在1969年颁布的一种目前使用最广泛的串行物理接口标准,它利用公用电话网作为传输媒体,并通过调制解调器将远程设备连接起来以下为四种特性机械特性25芯的标准连接器;电气特性规定“1”的电平为-15至-5伏,“0”为+5至+15;功能特性定义了25芯标准连接中的20根信号线;规程特性规定工作过程是在各个控制信号线有序的ON和OFF状态的配合下进行的
13、RS-
449、RS-
422、RS-423是保持与RS-232C的兼容性的前提下的改进RS-449使用了37芯和9芯的连接器,9芯用于辅信道的信号;RS-422完全采用独立的双线平衡传输,信号电平的定义为±6伏(±2伏为过渡区域,平衡方式的电气标准);RS-423是非平衡电气标准,它采用单端发送器和差动接收器,电平为±6伏(±4伏为过渡区域)
14、100系列接口标准传输速率为200bps-9600bps时,采用25芯标准连接器,采用V.28建议;传输速率为48Kbps时,采用34芯连接器,控制信号使用V.28建议,数据线与定时线采用V.35建议200系列接口标准采用25芯标准连接器,电气特性采用V.28建议
15、X.21建议是于1976年制定的DTE如何与数字化的DCE交换信号的数字接口标准机械特性采用15芯标准连接器,定义了八条接口线;电气特性类似于RS-422的平衡接口;功能特性按同步传输的全双工或半双工方式运行
16、数据链路层最基本的服务是将源机网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层数据链路层以帧为传送单位1)帧同步问题就是能从比特流中区分出帧的起始和终止常用的帧同步方法是字节计数法、字符填充法(使用字符填充的首尾定界符法)、比特填充法(使用比特填充的首尾标志法)和违法编码法
①字节计数法以一个特殊字符表征帧的开始,并一个专门的字段标明帧内的字节数;
②比特填充法以一组比特模式(如011111110)来定界帧的起始于终止;
③字符填充法用一些特定的字符来定界;
④违法编码法例如曼彻斯特码,“高-高”“低-低”是违法的,借用其序列来定界帧的起始和终止,它只适用于采用冗余编码的特殊编码环境目前较普遍使用的帧同步方法是比特填充法和违法编码法2)常见的差错控制方法有反馈检测法和自动重发请求反馈检测法无须使用任何特殊代码的差错检测法,数据传输时,接收方将收到的数据重新发回发送方,由发送包检查是否对,优点原理简单、实现容易、可靠性好,缺点信道利用率低用于面向字符的异步传输;自动重发请求是指接收方根据检错码对数据帧进行差错控制,若发现错误,返回请求重发的应答让发送方重新传送该帧;空闲重发请求也称停等法,该方案规定发送方每发送一帧就要停下来等待接收方确认返回,仅当接收方确认正确接收后再继续发送下一帧这种方案的收发双方都要设置一个帧的缓冲存贮空间,可有效实现重发而且不会出现重份;连续重发请求是指发送方可以连续发送一系列的帧,既不用等前一帧被确认就可发送下一帧,这种方法传输效率高,但增大了缓冲存贮空间;Go-Back-N的原理有两种含义
1、接收方检测出失序的信息帧后,要求发送方重发最后一个正确接收的信息帧之后所有未被确认的帧;
2、当发送方发送了几个帧后,若发现该N帧的前几帧在计时器超时后仍未返回其确认信息,则该帧及其后的帧被判定出错,就要重发;选择重发策略出错的帧之后的帧可接收下来,存放在缓冲区中,同时要求发送方重新发送出错的那一帧,这种策略减少了浪费,但要求有足够大的缓冲空间流量控制是对发送方数据流量的控制,使其发送速率不致超过接收方所能承受的能力,流量控制并不是数据链路层所特有的功能,许多高层协议中也提供流量控制的功能常见的流量控制方案有XON/XOFF方案和窗口机制
①XON/XOFF方案使用一对控制字符来实现流量控制,当接收方过载时,可向发送方发送字符XOFF(DC3)暂停,待接收方处理完数据后,再向发送方发送字符XON(DC1),使之恢复发送数据;
②窗口机制其本质是在收到一个确定帧之前,对发送方可发送帧的数目加以限制,这是由发送方调整保留在重发表中的待确认帧来实现的,如接收方来不及处理,则接收方停止发送确认信息,发送表的重发表就增长,当达到重发表的限度时,发送方就不再发送新帧直到收到确认信息为止发送窗口和接收窗口的大小可以不同,但接收窗口的尺寸不能大于发送窗口,发送方和接收方的窗口尺寸不得大于信号范围的一半发送窗口指发送方已发送但尚未确认的帧序号队列的界,上下界分别称上下沿,上沿、下沿的间距称为窗口尺寸发送方每发一帧,待确认帧的数目加1,收到一个确认帧时,待确认帧的数目减
1.当重发表的计数值(待确认帧的数目)等于发送窗口尺寸时,停止发送新帧以滑动窗口的观点来统一看待空闲的RQ、Go-Back-N和选择重发,则
①空闲RQ发送窗口=1,接收窗口=1;
②Go-Back-N发送窗口1,接收窗口=1;
③选择重发发送窗口1,接收窗口
1.
17、数据链路层连接的建立、维持和释放称为链路管理
18、数据链路控制协议也称链路通信规程,也就是OSI参考模型中的数据链路层协议,链路控制协议分为异步协议和同步协议两类异步协议以字符为独立的信息传输单位,一般用于数据速率较低的场合同步协议是以帧为传输单位,同步协议能更有效地利用信道,也便于实现差错控制、流量控制等功能同步协议分为三种类型
①面向字符的同步协议;
②面向比特的同步协议;
③面向字节的同步协议1)面向字符的同步控制协议
①最早的同步协议、
②典型的代表是IBM公司的BSC协议、
③均由链路建立、数据传输、电路拆除三部分组成
④BSC协议用ASCII或EBCDIC字符集定义的10个传输控制字符标识名称含义SOH序始1表示报文的标题和报头开始STX文始2标题结束或报文文本的开始ETX文终3报文文本的结束EOT送毕4一或多个文本块结束,拆除链路ENQ询问5询问,用于请求远程站给出响应ACK确认6接收方发出的正确接收的响应DLE转义10修改紧跟其后的N个字符的意义NAK否认15接收方发出的未正确接收的响应SYN同步16实现节点之间字符同步和无数据传输时同步ETB块终17报文分成多个数据块时一个数据块的结束
⑤BSC协议将在链路上传输的信息分为数据报文和监控报文两类
⑥数据报文一般由报头和文本组成,文本是要传送的有效数据信息,而报头有时也可不用,报文较长时,可分为多个块来发送,每一个块作为一个传输单位发送方只有收到接收方返回的确认后,才能发送下一个数据块
⑦BSC协议的数据块有四种形式(注解BCC块校验字符,校验范围STX-ETX或STX-ETB,BSC协议中所有发送的数据均跟在至少两个SYN字符之后)A不带报头的单块报文或分组传输的最后一块SYNSYNSTX报文ETX BCCB带报头的单块报文SYN SYNSOH报头STX报文ETX BCCC分块传输的第一块报文SYNSYN SOH报头STX报文ETB BCCD分块传输中的中间报文SYN SYNSTX报文ETB BCC
⑧当发送的报文是二进制数据而不是字符串时,为使二进制数据中允许出现与传输控制字符相同的数据(即数据的透明性),可在各帧中真正的传输控制字符(SYN除外)前加上DLE转义字符在发送时,若文本中也出现与DLE字符相同的二进制比特串,这可插入一个外加的DLE字符加以标记,接收方若发现单个DLE字符,则可知其后为传输控制字符,如发现连续两个DLE字符,则知道其后者为数据,在处理之前将其中一个删去
⑨正反向监控报文有如下四种格式A肯定确认和选择响应SYNSYNACK;B否定确认和选择响应SYNSYNNAK;C轮询/选择请求SYN SYNP/S前缀站地址ENQ;D拆链SYN SYNEOT.⑩BSC协议与特定的字符编码集关系过于密切,所以兼容性较差BSC是一个半双工协议,它的链路传输效率也很低不过,由于BSC协议需要的缓冲存贮空间小,因而在面向终端的网络中被广泛使用
19、面向比特的同步控制协议HDLC
①特点A、不依赖于任何字符编码集;B、数据报文可透明传输;C、全双工通信;D、传输可靠性高(均采用CRC校验码);E、传输控制功能与处理功能分离
②HDLC的操作方式是某站点是以主站方式操作还是以从站方式操作,或者二者兼备链路上用于控制目的的站称为主站,其他受主站控制的站称为从站由主站发往从站的帧称为命令帧,由从站返回主站的帧称为响应帧HDLC中常用的操作方式有正常响应方式NRM、异步响应方式ARM、异步平衡方式ABM.
③正常响应方式NRM是一种非平衡数据链路操作方式,在这种操作方式中,传输过程由主站启动,从站只有收到主站某个命令帧后,才能作为响应向主站传输信息,该操作方式适用于面向终端的点-点和一点到多点的链路附平衡操作站可以兼备主站和从站的功能;非平衡操作操作时有主站、从站之分的而且各自功能不同的站
④异步响应方式ARM也是一种非平衡数据链路操作方式,与正常响应方式NRM不同的是,ARM下的传输过程由从站启动,并控制超时和重发该操作方式适用于采用轮询方式的多站链路
⑤异步平衡方式ABM它是一种允许任何节点来启动传输的操作方式
⑦HDLC的帧类型信息帧(I帧)、监控帧(S帧00-接收就绪、01-拒绝、10-接收未就绪、11-选择拒绝)、和无编号帧(U帧)三种类型
20、网络层是OSI参考模型中的第三层,是面向数据通信的低三层中最复杂、最关键的一层,网络层的主要功能是实现两个端系统之间的数据透明传输,具体功能包括路由选择、阻塞控制、网际互连等
21、在分组交换方式中,通信子网向端系统提供虚电路和数据报两种网络服务,而通信子网内部的操作也有虚电路和数据报两种方式1)虚电路在这种操作方式中,网络的源节点和目的节点间先要建立一条逻辑通路,称之为虚电路虚电路的实际路径可能相同也可能不同,虚电路服务是网络层向运输层提供的一种使所有分组按顺序到达目的端系统的可靠的数据传送方式,它是一种面向连接的服务2)数据报服务在这种操作方式中,每个分组被称为一个数据报,若干个数据报构成一次要传送的报文和数据块数据报的传送是被单独处理的,在传送过程中,网络结点要为每个数据报做路由选择,数据报服务是指端系统的网络层与网络结点中的网络之间一致地按照数据报操作方式交换数据,数据报服务是无连接的服务3)虚电路服务即通信子网内部节点按数据报方式交换数据,而与端系统相连的网络节点则向端系统提供虚电路服务
22、路由选择是网络结点在收到一个分组后,要确定向下一节点传送的路径即根据一定的原则和算法在传输通路中选出一条通向目的节点的最佳路由路由的好坏在很大程度上决定了网络的性能,如网络吞吐量、平均延迟时间等
23、确定路由选择的策略称为路由算法,设置路由算法时的参考以下技术要素
①选择最短路由还是最佳路由;
②通信子网是采用虚电路操作方式还是采用数据报的操作方式;
③采用分布式路由算法还是采用集中式路由算法;
④考虑关于网络拓扑、流量和延迟等网络信息的来源;
⑤确定采用静态路由还是动态路由静态路由选择策略不用测量,也不需利用网络信息这种策略按某种固定规则进行路由选择,包括泛射路由选择、固定路由选择算法
24、动态路由选择策略这种方法依靠网络当前的状态信息来决定路由,包括距离矢量路由算法和链路状态路由算法
25、拥塞现象是指到达通信子网中某一部分的分组数量过多,使得该部分网络来不及处理,以致引起这部分及至整个网络性能下降的现象,严重时会出现死锁阻塞控制不同于流量控制,流量控制是基于平均值的控制,是指对一条通路上的通信量进行控制,主要解决一条通路上各接收节点接收能力不足的问题,阻塞多是由于某处峰值流量过高而发生,它与通信子网传送的分组总量有关拥塞控制问题的解决方案可以分为开环的和闭环的,一旦出现拥塞,有两种解决方法增加资源或降低负载
26、X.25协议描述了主机(DTE)与分组交换网(PSV)之间的接口标准,X.25包括物理层、数据链路层和分组层三个层次(分组层相当于OSI参考模型中的网络层)其主要功能是向主机提供多信道的虚电路服务X.25分组级的功能是将链路层所提供的连接DTE-DCE的一条或多条物理链路复用成数条逻辑信道,并且对每一条逻辑信道所建立的虚电路执行与链路层单链路协议类似的链路建立、数据传输、流量控制、顺序和差错检测、电路的拆除等操作X.25提供虚呼叫和永久虚电路两种虚电路服务,规定的虚电路服务属于面向连接的服务在X.25的分组级上,所有信息都以分组为基本单位进行传输和处理,分组级包括RR、RNR、REJ三个分组,称为流量控制分组X.25确认分组用作呼叫建立和清除、数据和中断、流量控制和复位、重启动等
27、网际互联的目的是使一个网络上的用户能访问其它网络上的资源,使不同网络上的用户相互通信和交换信息,网际互连不仅有利于资源共享,也可以从整体上提高网络的可靠性实现网际互连的条件A、在网络之间至少提供一条物理上连接的链路,并具有对这条链路的控制规程;B、在不同网络的进程之间提供合适的路由实现数据交换;C、有一个始终记录不同网络使用情况并维护该状态信息的统一的记费服务;C、在提供以上的服务时,尽可能不对互连在一起的网络的体系结构作任何修改局域网、广域网的网际互连有“LAN-LAN、LAN-WAN、WAN-WAN、LAN-WAN-LAN”四种形式
28、网间连接器是指用于网络之间互连的中继设备,它可分为转发器、网桥、路由器和网关
①转发器在物理层间实现透明的二进制比特复制,以补偿信号衰减;
②网桥提供链路层间的协议转换,在局域网之间存储和转发帧;
③路由器提供网络层间的协议转换,在不同的网络之间存储和转发分组;
④网关提供运输层及运输层以上各层间的协议转换
29、运输层是OSI七层模型中的第四层,运输层是OSI七层模型中最重要、最关键的一层,是唯一负责总体数据传输和控制的一层运输层的两个主要目的是
①提供可靠的端到端的通信;
②向会话层提供独立于网络的运输服务运输层的主要功能是对一个进行的对话和连接提供可靠的运输服务,在通向网络的单一物理连接上实现该连接的复用,在单一连接上提供端到端的信号与流量控制、端到端的差错控制以及恢复等服务运输层的服务包括的内容有
①服务类型两大类,面向连接的服务和无连接的服务
②服务等级;
③数据传输一般采用全双工服务;
④用户接口;
⑤连接管理;
⑥状态报告;
⑦安全保密
30、服务质量(QOS)是指在运输连接点之间看到的某些运输连接的特征,是运输层性能的度量,反映了传输质量及服务的可用性根据用户要求和差错性质,网络服务按质量可划分为三种类型
①A型网络服务具有可接受的残留差错率和故障通知率;
②B型网络服务具有可接受的残留差错率和不可接受的故障通知率;
③C型网络服务具有不可接受的残留差错率用户要求比较高,则一个网络可能归于C型丢失数据对于电子邮件来说算是A型,而对于银行系统来说就是C型了A型的服务质量最高服务质量划分得较高的网络,仅需要较简单的协议级别,即Aà0级协议(简单级)
31、传输服务原语分为请求、指示、响应、确认四种类型
32、在TCP/IP协议体系中,进程间的相互作用主要采用客户/服务器模式(原因是网络资源分布不均和网络环境中进程通信的异步性),客户/服务器模式采用“请求驱动”方式工作
33、TCP协议的特点是面向连接服务、高可靠性、全双工通信、支持流传输、传输连接的可靠建立和释放、提供流量控制和拥塞控制
34、会话层在传输层提供的服务上,加强了会话管理、同步和活动管理等功能会话层管理方法包括令牌与对话管理、活动与对话单元以及同步与重新同步等
35、表示层的主要功能有
①语法转换数据表示、数据压缩、网络安全和保密等;
②语法协商;
③连接管理
36、应用层也成为应用实体(AE),它由若干个特定应用服务元素(SASE)和一个或多个公用应用服务元素(CASE)组成,每个SASE提供特定的应用服务,CASE提供一组公用的应用服务
37、应用层常用的协议有文件传送、访问和管理、虚拟终端(非对称模型和对称模型)、电子邮件和其他应用功能(目录服务、远程作业录入、图形、信息通信)
38、TCP/IP协议是美国国防部高级计划研究局DARPA为实现ARPANET互联网而开发的,TCP/IP已成为一个事实上的工业标准,TCP/IP分层模型包括两方面内容一是层次结构、二是各层功能的描述TCP/IP参考模型可分为应用层、传输层、互连层、主机-网络层
39、TCP/IP在传输层提供两个主要协议传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)TCP提供的是一种可靠的数据流(虚电路)服务,TCP采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性TCP采用“滑动窗口”的流量控制机制提高网络的吞吐量UDP是对IP协议簇的补充,发送方通过它可以区分一台计算机上的多个连接者UDP是依靠IP协议来传送报文,因而它的服务和IP的一样是不可靠的
40、TCP/IP应用层包括下列四种协议
①文件传输协议FTP它是网际提供的用于访问远程机器的一个协议,它使用户可以在本地机与远程机之间进行有关文件的操作工作时建立两条TCP连接,一条用于传送文件,一条用于传送控制
②远程终端访问TELNET
③域名服务DNS
④简单邮件传送协议STMP它是一个简单的基于文本的协议,用于可靠、有效的数据传输第四章局域网
1、局域网是一种在有限的地理范围内将大量PC机及各种设备互连在一起实现数据传输和资源共享的计算机网络如NOVELL网、IBM TOKENRING网、3COM ETHER网、WINDOWS NT等相对于广域网,局域网的特点
①地理范围小;
②数据传输速率高;
③传输时延小、误码率低;4)以PC机为主体;
⑤只涉及通信子网的内容,
⑥协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短、便于管理和扩充局域网可分为三类
①平时的局域网(LAN)
②计算机交换机CBX(采用电路交换技术的局域网)
③高速局域网(HSLN)
2、局域网的特性主要取决于拓扑结构、传输媒体、媒体访问控制三类,其中最重要的是媒体访问控制方法
3、网络拓扑结构对网络性能影响很大,选择网络的拓扑结构时,首先要考虑采用何种媒体访问控制方法,其次是性能、可靠性、成本、扩充灵活性、实现的难易程度以及传输媒体的长度等因素
4、局域网采用的拓扑结构有总线、环形、星型三种总线网采用分布式媒体访问控制方法总线网的缺点主干故障会造成全网瘫痪,站点较多时,数据冲突增多造成低效率总线网是用来实现局域网的最常用的拓扑结构,以太网就是它的最典型实例总线拓扑网可采用两种协议,一种是以太网采用的CSMA/CD,另一种是总线拓扑网与令牌环相结合的变形,在物理上是总线拓扑,逻辑上采用令牌环,兼有总线网和令牌环的优点环形网采用分布式媒体访问控制方法优点控制简单、信道利用率高、通信电缆长度短、不存在数据冲突(相比较于总线网)、局域网应用比较广泛缺点是对节点接口和传输线路的要求比较高典型实例IBM令牌环网和剑桥环网,还有一种FDDI结构(采用光纤的高速令牌环网)星型网采用集中式媒体访问控制方法优点结构简单、实现容易、信息延迟确定缺点通信电缆长、传输媒体不能共享典型实例是计算机交换机CBX.
5、LAN中使用的传输方式有基带和宽带两种基带用于数字信号传输,常用传输介质是双绞线和同轴电缆宽带用于无线电频率范围内的模拟信号传输,常用同轴电缆
6、基带系统中,数字信号通常采用曼彻斯特编码传输
7、宽带系统用于传输模拟信号,可用频分多路复用技术(FDM),宽带系统采用总线/树形网拓扑结构,宽带本质上是一种单方向传输的媒体,在物理上可用双电缆和中分两种不同的结构来实现输入和输出的通路
8、常用的媒体访问控制方法有三种具有冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD、控制令牌、时槽环具有冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD采用随机访问和竞争技术,这种技术适用于总线拓扑结构网络;控制令牌方法除了用于环形网拓扑结构之外,也可用于总线网拓扑结构它是按照所有站点共同理解和遵守的规则,从一个站点到另一个站点传递控制令牌,一个站点只有当它占有令牌时,才能发送数据帧,发送完帧之后,再把令牌传递给下一个站点其操作次序如下
①首先建立一个逻辑环,将所有站点同物理媒体相连,然后产生一个控制令牌;
②控制令牌由一个站点沿着逻辑环顺序向下一个站点传递;
③等待发送帧的站点接收到控制令牌后,把要发送的帧利用物理媒体发送出去,然后再将控制令牌沿逻辑环传递给下一个节点对于一个物理环,令牌的逻辑结构和物理环的结构是相同的,令牌传递的次序和站点连接的物理次序也是一致的而对于总线网,逻辑环的次序不必和电缆上的站点连接次序相对应,所有站点没有必要按照逻辑环连接时槽环只适用于环形网的媒体控制访问,这种方法对每个节点预先安排一个特定的时间段,每个节点只能在时槽内传输数据时槽环采用集中控制方式在时槽环媒体访问控制方法中,每个站点每次只能传送一个帧,若想要传送另一个帧,则首先必须释放前一帧所用的时槽,这种对环的访问方法体现了公平性时槽环的优点是
①结构简单
②节点间相互干扰少
③可靠性高时槽环的缺点是
①需要一个特定的监控站节点
②由于绕环一周时间内每个站点只能占有一个时槽环,若某站点发送的数据较长要占用多个时槽,而此时环上只有该站点有数据要发送,则许多时槽都是空时槽
③40位的时槽只能携带16位的数据,开销大、效率较低
9、局域网的参考模型局域网是一个通信网,只涉及到相当于OSI/RM通信子网的功能由于内部大多采用共享信道的技术,所以局域网通常不单独设立网络层OSI/RM的数据链路层的功能,在局域网参考模型中被分成媒体访问控制MAC、逻辑链路控制LLC两个子层LLC子层中规定了无确认无连接、有确认无连接和面向连接三种类型的链路服务
10、IEEE802标准IEEE802在1980年二月成立了局域网标准化与委员会(简称IEEE802委员会),专门从事局域网的协议制定,形成了一系列的标准,称为IEEE802标准IEEE
802.1是局域网的体系结构、网络管理和网络互连协议IEEE
802.2集中了数据链路层中与媒体无关的LLC协议主要的MAC协议有
①IEEE
802.3载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD访问方法和物理层协议;IEEE
802.4令牌总线访问方法和物理层协议;IEEE
802.5令牌环访问方法和物理协议;
④IEEE
802.6关于城域网的分布式队列双总线DQDB的标准等IEEE802标准定义了LLC子层和MAC子层的帧格式LLC的链路只有异步平衡方式(ABM),而不用正常响应方式(NRM)和异步响应方式(ARM)IEEE
802.2标准定义的LLC帧格式也分为信息帧、监控帧和编号帧三类
11、CSMA/CD是一种用争用的方法来决定对媒体的访问权的协议,它只适用于逻辑上属于总线拓扑结构的网络总线争用技术可分为载波监听多路访问CSMA和具有冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD两大类载波监听多路访问CSMA的技术也称作先听后说LBT(ListenBeforeTalk),如媒体空闲,该站点便可传输数据,否则,该站点将避让一段时间后再作尝试常用的退避算法有非坚持算法、1-坚持算法、P-坚持算法1)非坚持算法
①如空闲,立即发送
②如忙,等待一个随机重发延迟后,再重复
①步骤缺点利用率低2)1-坚持算法
①如空闲,立即发送
②如忙,继续监听,直至空闲,立即发送
③如有冲突(一段时间内未收到肯定的回复),则等待随机量时间后,重复
①②步骤优点避免了媒体利用率损失,缺点两个及两个以上的站要发送,则冲突不可避免3)P-坚持算法
①如空闲,则以P的概率发送,而以1-P的概率延迟一个时间单位,一个时间单位通常等于最大传播时延的两倍
②延迟一个时间单位后,再重复A步骤
③如忙,继续监听直至媒体空闲并重复A步骤P-坚持算法是一种既能象非坚持算法那样减少冲突,又能象1-坚持算法那样减少媒体空闲时间的折中方案,问题在于如何选择P的有效值,这考虑到避免重负载下系统处于的不稳定状态N个站,选择适当的P值使NP1,当P值选的过小时,媒体利用率就会大大降低
12、如果发生冲突,信道上可以检测到超过发送站点本身发送的载波信号的幅度,由此判断出冲突的存在
13、从一个站点开始发送数据到另一个站点开始接收数据,即载波信号从一端传播到另一端所需要的时间,称为信号传播时延信号传播时延(μs)=两站点间的距离(m)÷信号传播速度(200m/μs)在最坏的情况下,对于基带这CSMA/CD来说,检测出一个冲突的时间等于任意两站之间最大传播时延的两倍
14、数据帧从一个站点开始发送,到该数据帧发送完毕所需的时间称为数据传输时延,数据传输时延也表示一个接收站点开始接收数据帧,到该数据帧接收完毕所需的时间数据传输时延(s)=数据帧长度(bit)÷数据传输速率(bps)不考虑中继器引入的延时,数据帧从一个站点开始发送,到该数据帧被另一个站点全部接收所需的总时间,等于数据传输时延与信号传播时延之和
15、数据帧的传输时延至少要两倍与传输时延因为信号传播时延(μs)=两站点间的距离(m)÷信号传播速度(200m/μs),并且数据传输时延(s)=数据帧长度(bit)÷数据传输速率(bps)所以CSMA/CD总线网中最短帧长的计算公式为最短数据帧长(bit)/数据传输速率(Mbps)=2*(两站点间的最大距离(m)/200m/μs)注意单位要统一
16、因为宽带CSMA/CD是单向传输,所以其数据帧的传输时延至少四倍于传输时延
17、CSMA/CD算法中,检测冲突并发完阻塞信号后,为了降低再次冲突的概率,需要等待一个随机时间,然后再用CSMA方法试图传输它采用一种称为二进制指数退避的算法,二进制指数退避算法是按照后进先出LIFO的次序控制的
18、IEEE
802.3就是采用二进制指数退避和1-坚持算法的CSMA/CD媒体访问控制方法,这种方法的优点是低负荷时,要发送数据帧的站点能立即发送,重负荷时,仍然能保持系统稳定运行由于信号的衰减,为了保证检测到冲突信号,CSMA/CD总线网限制一般无分支电缆的最大长度为500米
19、IEEE
802.3是一个使用CSMA/CD媒体访问控制方法的局域网标准,它对应于OSI/RM的最低两层(物理层和数据链路层)它从逻辑上可分为两大部分一部分由LLC子层和MAC子层组成;另一部分实现物理层的功能
20、IEEE
802.3MAC子层的功能说明内容有数据封装、介质访问管理
21、令牌环的结构令牌环在物理上是由一系列接口和这些接口间的点-点链路构成的闭合环,各站点通过环接口连到网上令牌环的操作过程
①网络空闲时,只有一个令牌在环路上绕行;
②当一个站点要发送数据时,必须等待并获得一个令牌,将令牌的标志位置为“1”,随后便发送数据;
③环路中的每个站点边转发数据,边检查数据帧中的目的地址,如果是本站点的地址,便读取其中所携带的数据;
④数据帧绕环一周返回时,发送站将其从环路上撤销,同时根据返回的有关信息确定数据有无差错如果有错则重发存于缓冲区的待确认帧,否则释放缓冲区中的待确认帧;
⑤发送站点完成数据发送后,重新产生一个令牌传至下一个站点,以使其他站点获得发送数据帧的许可权
22、环长的比特度量环的长度往往折算成比特数来度量以比特度量的环长反映环上能容纳的比特容量环的比特长度=信号传播时延×数据传输速率+接口延迟位数因为信号传播时延=站点距离/信号传播速度(200m/μs),所以环的比特长度=环长×(1/200m/μs)×数据传输速率+接口延迟位数=环长×
0.005μs/m×数据传输速率+接口延迟位数=环长×5μs/Km×数据传输速率+接口延迟位数举例令牌环媒体长度10Km,数据传输速率4Mbps,环路共有50个站点,则环的比特长度=10Km×5μs/Km×4Mbps+50×1=10Km×
0.000005s/Km×4×1000000bps+50×1=10×5×4+50×1=250(bit)
23、令牌丢失和数据帧无法撤销是环网上最严重的两种差错,解决方法可以指定一个站点作为主动令牌管理站令牌丢失处理方法超时机制,超时值比最长的帧完全遍历环路的时间长一些,当超时的时候,便认为令牌丢失数据帧无法撤销处理方法管理站在经过的任何一个数据帧上设其监控位为“1”,如果发现经过的帧的监控为已经被置为“1”,则认为站点未能清除自己所发出的数据帧
24、令牌环的特点
①令牌环网在轻负荷时,由于存在等待令牌时间,故效率较低,但在重负荷时,对各站公平访问而且效率较高;
②为确保数据的透明传输,可在数据段采用比特插入法和违法编码法;
③采用发送站点从环上收回帧的策略,具有对发送站点自动应答的功能,同时具有广播特性,即多站点接收同一数据帧;
④令牌环的通信量可以加以调节,方法一允许收到令牌时传输不同量数据,方法二设置优先权使优先权高的先得到令牌
25、IEEE
802.5令牌环的MAC帧有两种格式令牌帧和数据帧这两种帧都有起始定界符SD和结束定界符ED,他们中各有四位采用曼彻斯特编码中的违法码(高-高,低-低),实现数据的透明传输
26、令牌环局域网协议包括四部分逻辑链路控制(LLC)、媒体访问控制(MAC)、物理层(PHY)、传输媒体IEEE
802.5规定了后面三个部分的标准
27、令牌环的媒体访问控制功能包括帧发送、令牌发送、帧接收、优先操作权
28、FDDI以光纤作为传输体,它的逻辑拓扑结构是一个逻辑计数循环环,它的物理拓扑结构可以是环形、带树形的环或带星形的环FDDI数据传输速率达100Mbps,采用4B/5B编码,要求信道媒体的信号传输速率达到125Mbaud.FDDI网最大环路长度为200KM,最多可有1,000个物理连接FDDI的数据编码FDDI采用了一种新的编码技术(称为4B/5B编码),这种编码技术的效率为80%.为了得到信号同步,采用二级编码的方法,即先按4B/5B编码,然后再按倒相的不归零制(NRZI)编码FDDI的组成1982年ANSI的X3T
9.5委员会提出并在以后陆续制定了由物理层(PHY)、物理层媒体依赖(PMD)、媒体访问控制(MAC)三部分组成的基本FDDI.FDDI的物理层分为两个子层
①物理媒体依赖(PMD),它在FDDI网络的节点之间提供点到点的数字基带通信;
②物理层协议(PHY),它提供PMD与数据链路层之间的连接
29、局域网操作系统的定义在局域网低层所提供的数据传输能力的基础上,为高层网络用户提供共享资源管理和其它网络服务功能的局域网系统软件局域网操作系统可以分为两类面向任务型局域网操作系统和通用型局域网操作系统通用型局网操作系统又分为变形系统和基础型系统两类面向任务型局域网操作系统是为某一种特殊网络应用要求而设计的,通用型局域网操作系统的提供基本的网络和功能,以支持各个领域应用的要求变形系统是以原单机操作系统为基础,通过增加网络服务功能构成的局域网操作系统,基础级系统是以计算机裸机的硬件为基础,根据网络服务的特殊要求,直接利用计算机硬件和少量软件资源进行设计的局域网操作系统局域网操作系统经历了从对等结构向非对等结构演变的过程
①对等结构局域网操作系统的优点是结构简单,网络中任意两个节点均可直接通信,其缺点是每台联网计算机既是服务器又是工作站,节点要承担较重的通信管理、网络资源管理和网络服务管理等工作对等结构局域网操作系统支持的网络系统一般规模都比较小
②非对等结构局域网操作系统的设计思想是将节点计算机分为网络服务器和网络工作站两类典型实例是NovellNetware,(Microsoft)WindowsNTServer,(Microsoft)LANManger,(IBM)LAN Server.局域网操作系统的基本服务功能
①文件服务文件服务是局域网操作系统中最重要、最基本的网络服务功能;
②打印服务
③数据库服务
④通信服务
⑤信息服务
⑥分布式服务
30、Novell公司开发的NovellNetware网络操作系统是一个可使PC机网络取代小型机系统的多任务网络操作系统,它开创了“工作站/服务器”的结构Novell Netware由文件服务器软件、工作站软件、网桥软件等组成其中文件服务器软件和工作站软件是建网必不可少的软件另外还有UNIX、WINDOWS NT、WINDOWS XP第五章广域网
1、广域网是指覆盖范围广阔的一类数据通信网其特点是主要提供面向通信的服务、覆盖范围广、是一种跨地区的数据通信网络、它主要对应于OSI模型低层的物理层、数据链路层、网络层
2、广域网的连接技术公共传输网络基本可分为两大类电路交换网(公共交换电话网、综合业务数字网)、分组交换网(帧中继及ATM),专用线路连接
3、广域网常用连接设备有广域网交换机、接入服务器、调制解调器、ISDN终端适配器、信道服务单元/数据服务单元
4、ISDN(综合业务数字网)ISDN具有三个基本特性端到端的数字连接、综合的业务和标准的入网接口
5、ISDN(综合业务数字网)的基本技术包括数字传输、数字交换、网同步和公共信令
6、ITU定义了四个参考点R、S、T、U
7、由窄带ISDN向宽带ISDN的发展可分为三个阶段
①进一步实现语音、数据和图像等业务的综合;
②主要特征是B-ISDN和用户-网络接口已经标准化,光交换技术已广泛应用;
③主要特征是在宽带ISDN中引入了智能管理网目前B-ISDN采用的传输模式主要有高速分组交换、高速电路交换、异步传输模式ATM和光交换方式四种
8、ATM是一种转换模式,在这一模式中信息被组织成信元(Cell),这种转换模式是异步的ATM采用异步时分复用工作方式信元(Cell)实际上就是分组
9、帧中继与X.25都同属分组交换一类,但由于X.25带宽较窄,而桢中继带宽较宽,所以常将帧中继称为快速分组交换帧中继常用于局域网的互连、语音传输、文件传输等
10、千兆以太网将数据速率提高到1Gbps.千兆以太网采用了载波扩展(用于半双工的CSMA/CD)和数据包分组(允许站点每次发送多帧)两种技术千兆以太网的重要特点简易性、技术过渡的平滑性、网络的可靠性、可管理和可维护性、经济性、支持新应用与新数据类型
11、虚拟专用网VPN是依靠ISP和其他NSP,在公用网络中建立专用的数据通信网络的技术VPN管理的目标为减少网络风险、具有高扩展性、经济性、高可靠性等优点VPN管理主要包括安全管理设备管理、配置管理、访问控制列表管理、QQS管理等内容VPN的安全技术有隧道技术、加解密技术、密匙管理技术、使用者与设备身份认证技术
12、ISO建议网络管理应包括以下基本功能故障管理、计费管理、配置管理、性能管理和安全管理
13、目前最有影响的网络管理协议用两个一个是简单网络管理协议SNMP,一个是公共管理信息协议CMIS/CMIP.
14、故意危害Internet安全的主要任务三种人故意破坏者又称黑客(Hackers)、不遵守规则者(Vandals)和刺探秘密者防火墙是在被保护的Intranet和Internet之间竖起的一道安全屏障,用于增强Intranet的安全性
15、目前的防火墙技术可以起到如下安全作用集中的网络安全、安全警报、重新部署网络地址转换(NAT)、监视Internet的使用、向外发布信息典型的防火墙系统可以由一个或多个构件组成,其主要部分是包过滤路由器、应用层网关、电路层网关第六章INTERNET
1、因特网是一个建立在网络互连基础上的最大的、开放的全球性网络,是全球信息资源的超大型集合体因特网采用了分布式网络中最为流行的客户机/服务器模式ISP的接入方式帧中继方式、专线(DDN)方式、ISDN方式用户接入方式仿真终端方式、拨号IP方式、局域网连接方式
2、IP地址由32位(4字节)二进制数组成,包括网络标识和主机标识A类地址
0.
0.
0.0——
127.
255.
255.255B类地址
128.
0.
0.0——
191.
255.
255.255C类地址
192.
0.
0.0——
223.
255.
255.255两台主机的IP地址分别与他们的子网掩码相“与”后的结果相同,则说明这两台主机在同一子网中
3、WWW的网页文件是用超文本标记语言HTML编写,并在超文本传输协议HTTP支持下运行
4、邮件服务器使用的协议由简单邮件传输协议SMTP、电子邮件扩充协议MIME、邮局协议POP.
5、FTP最大的特点使用户可以使用因特网上众多的匿名FTP服务器
6、TELENT是因特网远程登录服务的一个协议,该协议定义了远程登录用户与服务器交互的方式
7、Intranet按字面直译就是“内部网”的意思,采用客户/服务器结构的内部网络
8、Intranet的安全性是它区别Internet的最大特征之一可以通过设置防火墙来防止内部数据泄密、篡改和黑客入侵
9、INTERNET的应用有信息共享与通信、数据库与工作流应用、以业务流程为中心的应用第七章网络设备及工作原理本章为重点章节,考核要求均为“综合应用”主要学习非通信子网的各种网络设备的性能和在网络规划时的合理选择要求综合应用各类网络互联设备、路由选择算法
1、网络接口卡(NIC)(综合应用)基本功能与网络程序(网络操作系统)配合操作,控制网络上信息的发送与接收以太网卡的结构发送和接收部件、发送和接收控制部件、载波检测部件、曼彻斯特编码/译码器、LAN管理部件、微处理器(目前大多数网卡上没有)网卡的网络地址,全世界总数约70亿(MAC地址)网卡的配置参数中断请求IRQ3,I/O地址300H,存储器基地址(网卡的远程引导ROM芯片映射到存储区的起点)提供性能的措施并行处理技术、全双工传输(只适用双绞线与光纤)、突发传输方式、智能型网卡(对于网络服务器很重要)网卡总线类型主要就是P180的图
7.3了不过我觉得现在主要用的就是PCI的和PCMCIA的了,不知主板集成的是什么总线?网卡的接口类型AUI接口为粗同轴电缆的接口;BNC接口为细同轴电缆;RJ-45接口为无屏蔽双绞线的接口;光纤接口为SC或ST的网卡的网络驱动程序我觉得不止教材上说的那点吧?不知在Linux下网卡的驱动安装是怎样的?
2、网络集线器(HUB)(综合应用)HUB实质上是一个多口的中继器,它工作在OSI参考模型的最低层物理层基于普通集线器的网络仍然属于共享介质的局域网络集线器上一般有多个RJ-45插座可连接双绞线,还有一个AUI粗缆接口和一个BNC细缆接口通过Uplink接口可将HUB连到上一级网络上堆叠式集线器是通过一条高速链路将多个HUB串接在一起,提供大量的并列端口,以星型拓扑连接多个站点,其缺点是全网共享有限的带宽模块化集线器各个端口都有专用的带宽,只在各个网段内共享带宽,网段之间采用交换技术,从而减少冲突,提高通信效率,因此又称为端************************************换机HUB的速度有10Mb/s,100Mb/s和
10、100Mb/s自适应自适应HUB内部采用两个网段,网段间采用交换方式端口数为
8、
12、16或24,不够时可用级联(受MAC定时限制不超过3级)、堆叠(一般不超过10台)或选用模块化HUB.智能HUB包含了网管功能,端************************************换机提高了通信效率
3、以太网交换机(综合应用)传统网络的问题数据在电缆中进行广播,当联网设备增加,信息发送频繁时,网络性能急剧下降举个例子传统网络就象是一个不识字的邮递员,他拿到信并不知道要投递给谁,只有一家家去问如果他的辖区较小,比如只有
2、3户人家,而且信也不多,日子好象还能凑合过;可如果他管的户数多了,信也多了,那这个邮递员也要累坏了,人们的信也收不及时了交换技术网桥与路由器的网段微化成本高,且带来了复杂的管理问题网桥与交换机都工作在数据链路层交换机转发信息的方法有三种通过直通方式(速度快但没有错误校验)、无碎片直通方式(速度快且能降低错误帧转发概率)、存储转发方式(传输延迟大可以进行错误校验)背压控制技术交换机内缓存快满时发拥塞信号使发送站停发,减少丢包有些交换机内根据网络出错情况在直通方式与存储转发方式中自动切换功能和优点提高了工作站平均占有带宽和整体集合带宽,具有高通信流量、低延时和低价格交换机就象一个识字的邮递员,他会根据信封上地址只投递到指定的用户那里应用中的几个问题主干连接速率高于基本接口速率服务器采用高速专用接口自动协商(
10、100Mb/s自适应,“全双工/半双工”自动设定)VLAN通过网管软件将不同物理网段上的工作站划入同一逻辑网段交换机无法取代的路由器功能广播域划分、子网划分、网络流量控制、网管、安全机制及必要的冗余
4、以网络互联设备(综合应用)常用网络互联设备的作用P188表
7.1中继器工作在物理层注意不能形成环、遵守MAC协议定时特性,以太网最多有四个中继续器主要对同轴电缆进行连接网桥工作在数据链路层,在两个物理网段之间存储、转发数据链路帧与高层协议无关与中继器相比的特点可以实现不同类型的、大范围的LAN互联,隔离错误帧,物理隔离部分网络,提高网络安全性网桥分类本地桥/远程桥,内部桥/外部桥,透明网桥/源选径网桥透明网桥具有学习、过滤、帧转发等功能当开启透明网桥的电源时,它根据源地址学习,建立一个地址选择表,根据目标地址转发,并实现过滤,同时为避免发生环路问题而采用生成树算法过程可简述为学习源地址,过滤本网段帧,转发异网段帧,广播未知帧解决网桥循环采用的是生成树算法(STA算法)将部分冗余的循环路径设置成阻塞状态,理论依据是对于任意一个由节点和连接节点对的边组成的连通图,就会构成一棵由边组成的生成树,生成树保持了原图的连通性,但并不增加循环生成树计算选择根网桥——决定其它网桥上的根端口——决定指定网桥和指定端口当开启网桥电源或检测到网络拓扑结构发生变化时,STA计算过程便开始透明网桥主要用于以太网源路由网桥(SRB)SRB算法是IEEE
802.5的一部分,假定所有由源到目标的路由存放在网络上传输的所有LAN与LAN之间的数据帧中主机选择路由的原则最先回答的路由、最小网络结点的路由、允许最大数据帧的路由源路由网桥主要用在令牌环网络中源路由透明网桥(SRT)用路由选择信息指示来区分是SRB帧还是透明网桥帧SRT允许两个互不兼容的环境共存,但结果路径并不很好,并不是最佳方案SRT桥接技术在SRB网桥进行硬件升级时允许SRB网桥处理日益沉重的对每一个报文组的进行分析负担教材上这句话我怎么看也没看明白??(路由器工作在网络层,功能(转发远地数据包、根据路由表选择最佳路径、子网隔离、维护路由表、差错处理与流量控制、对数据报的过滤和计帐、为网管提供信息、将数据包在不同协议体系结构间转换)网桥对用户是透明的,路由器将网络分成的逻辑子网是完全自治的路由选择算法直接路由选择(同一网络的两个站点)和间接路由选择(发送站点指示要到达的路由器)路由表、静态路由、动态路由路由选择算法P200图
7.17,就是四个判断,本地路径、专用路径、在路由表中查找、利用缺省路径路由器技术发展算法(向量距离算法如IGRP/链路状态算法如DSP)和协议(域间/域内路由协议)的研究提高性能,如采用对称多处理器阵列的并行结构、提高端口速度等网络地址复用,为了解决地址有限性可采用IPv6,针对A类地址有透明网关技术;针对B类地址有CIDR技术;针对园区网可采用代理、动态地址转换、变长子网掩码技术等网络安全,防火墙、静态代理、认证、关键网络边界设置、加密、精确完整记录多目传送不同子网的成员作为一个组进行交流网关是网络层以上的互联设备的总称,通常由软件来实现,在网络层或以上实现不同体系的网络互联只是针对某一特定应用,不可能有通用网关网络互联设备的选择,教材上这一段其实是一个总结,具体的道理在前面都讲了
5、调制解调器(综合应用)基本技术与相关标准V系列建议采用的调制方式有FSK(V.
21、V.23)、DPSK(V.
22、V.
26、V.27)、APSK(V.29)、智能modem(V.
32、V.
24、V
42、V.90)(现在都是V.92了)差错控制协议,常用的有V.42协议和微软的MNP协议(MNP1-MNP4)数据压缩协议,V.42bis,MNP
5、MNP
7、MNP9,对于不同文件压缩率是不一样的,只适用于异步传输,必须有高速接口芯片才能支持高速流量控制有软流控和硬流控,软流控使用控制字符XON和XOFF.硬流控是通过DTE/DCE接口控制线CTS或RTS来相互指示暂停或继续发送数据选择modem首先考虑线路其次要考虑速度1998年颁布的V.90正式建立了56kb/smodem的标准请参考V.92标准窄带技术最后的春天模数转换器的量化噪声是造成传输速率局限的原因,但不影响数模转换所以56kb/s调制解调器技术是一种非对称的工作方式,即上行(发送数据)的速率为
28.8Kb/s或
33.6Kb/s,下行(接收数据)可以实现56Kb/s.要在服务器端的调制解调器和客户端的MODEM之间建立56Kb/s连接,必须满足一是服务器端的MODEM必须与PSTN实现数字干线连接,二是服务器的MODEM和客户的MODEM均需支持56Kb/s技术
6、远程访问网络和远程访问服务器(领会)远程访问网络可分为客户端和服务器端客户端主要由MODEM和相应的软件组成,服务器端由MODEMPOOL和远程访问服务器及相应的软件组成建立远程访问有两种方法一是使用软件型的远程访问服务器(价格便宜,但性能低,可靠性差),例如NT的RAS.二是使用硬件型的远程访问服务器来建立远程访问网络(可靠性高,运行稳定,但价格较高)RAS不仅支持modem,还支持X.25和ISDN.多串口卡,远程访问服务器第八章网络互联及建网技术本章为重点章节,考核要求均为“简单应用”介绍各种不同网络的互联技术,以及利用公共数据通信网络的接入技术要求重点掌握公共数据通信网络的接入方案和实现成本
1、网络互联的基本概念及方法(简单应用)从通信协议的角度看网络互联分为四个层次物理、链路、网络、传输及以上一般LAN-LAN互联由于在传输层以下,大多采用中继器和桥,有时也用路由器做信息隔离而LAN-WAN互联一般采用路由器少数用网关,并且可以利用公共传输系统联网基干网络用速度更高的LAN将多个LAN连接起来LAN-LAN互联主要用网桥、交换式集线器、路由器,这三种设备的特点和用途在第七章已经介绍得很详细了LAN-WAN互联主要用路由器
2、公共传输系统(简单应用)我国的公共传输系统电话交换网、公用分组交换网、数字数据网、N-ISDN、公用帧中继宽带业务网及大量卫星地球站建设X.
25、F.R.、多兆位数据服务SMDS、B-ISDN都属于包交换网ATM传输速率可达25-622Mb/s.DDN是半永久性连接电路的公共数字数据传输网络SDH是基于光纤、采用复用技术并可对外提供服务的公用网,速率在2Mb/s-
2.48Gb/s范围内公共传输系统主要提供三种服务电路交换服务、分组交换服务、租用线路或专线服务连接方案单台电脑可利用访问服务器的方式,采用异步拨号线将该站点入网;一般数据量的信息传输,可利用X.25分组网或利用DDN上的帧中继来建立自己的广域网系统;数据量较大和速率要求较高时,可租用不同速率的专线;带宽要求非常高投资又许可时,可利用光缆或SDH组建ATM骨干网
3、公共电话交换网PSTV(简单应用)租用PSTN最廉价但质量较差速率较低它是以模拟技术为基础的电路交换网络(我记得V.92可以在上网的同时不下线的前提下打电话)入网方式借用普通拨号电话线、租用电话专线、经PSTN转接入X.
25.
4、多兆位数据交换服务(简单应用)SMDS是基于城域网MAN协议的包交换公共数据网络,它和ATM一样都是同类高速包交换协议SMDS设备和用户设备之间的接口协议为SIP,SIP是基于IEEE
802.6定义的分布式队列双总线(DQDB)标准的协议MANJ介于WAN和LAN之间,但采用LAN技术DQDB是MAN的使用标准,即基于DQDB的SIP定义了一种介质访问控制(MAC)方法DQDB是双总线结构,A和B两条总线分别支持两个相反方向且独立操作的通信,使客户前端设备(CPE)接入双总线后可实现全双工通信定位于以ATM技术为核心的B-ISDN上通常被描述为基于光纤的服务,但也可用误码特性较好的铜电缆提供
5、综合业务数字网ISDN(简单应用)特点是用户经由一个标准的用户网络接口可享用各种类型的网络服务ISDN将网络分为用户网络、接入网络、核心网络ISDN的贡献是服务能力的综合和帧中继协议开始是N-ISDN,ATM技术的出现有了B-ISDN.ATM基本原理很简单,但多种要求的QoS使流量控制和阻塞控制很复杂ISDN定义了R、S、T、U四个参考点来描述个设备间连接的接口ISDN把用户设备分为两类一类是专用的ISDN终端设备,称为TE1,可经数字管道直接接入ISDN;另一类非ISDN终端设备称为TE2,需经ISDN适配器TA适配后接入IDSN.用户设备和网络设备间还可插入NT2,包括OSI下三层功能,如PBX.ISDN为用户提供两类速率的接口一类为基本速率接口BR1,2B+D,B通道只有物理协议,用于进行用户数据的透明传输,速率为64Kb/s;D通道用于传输信令,具有三层协议,速率为16Kb/s.另一类为主速率接口PRI,主速借口按国家或地区不同分为23B+D和30B+D,在PRI中D通道速率为64Kb/s.ISDN接入设备ISDN网卡、ISDN猫、访问服务器、小型分支路由器、中心路由器
6、DDN数字数据网(简单应用)是一种利用数字信道提供数据信号传输的数据传输网,也是面向所有专线或专网用户的基础电信网传输媒介有光缆、微波、卫星、普通电缆和双绞线与电话专线的区别电话线是固定的物理连接,DDN是半永久连接电路;电话线是模拟信道,DDN是数字信道;DDN有较完善的网管系统DDN与X.25区别,看吃草猫列的表格吧,一目了然当要求在多个LAN间互联时最好用DDN提供的帧中继业务DDN网的特点传输速率高、质量好、距离远、多协议支持、安全可靠、费用为包月制DDN提供的业务有专用电路(有点对点专线和多点专线两类)、帧中继、压缩话音/G3传真业务、虚拟专用网入网速率有三类,从
2.4kb/s到
2.048Mb/s(太慢了吧?)DDN接入方式非常丰富,常用的有二线模拟传输方式、二线(四线)频带调制解调器传输方式、2B+D数据终端单元(DTU)传输方式等等
7、X.25分组交换网(简单应用)X.25是在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备DTE和数据电路端接设备DCE之间的接口,制修订于1976年至1984年,是OSI的下三层公共数据网PDN内由PSE连接,一个PSE至少与另二个PSE相连用户设备称为DTE,PDN设备成为DCE.DTE和DCE之间通过单个物理链路连接,实现点对点的交互方式在单个物理链路上可复用多条逻辑信道(即虚电路),使一个DTE接口接入X.25网后可与一个或多个远程DTE同时互联,实现全双工的信息交换DTE之间的通信通过虚电路完成,虚电路分永久虚电路和交换虚电路X.25网的特点网内个节点具有存储转发能力,能接入不同类型的用户设备、可靠性高(当一个PSE故障时可迂回路由传输)、多路复用、流量控制和拥塞控制(采用滑动窗口技术实现流量控制)、点对点协议(不支持广播)、支持多种协议,可与其他公用网互联X.25接入对于分组终端PT可直接接入,对于非分组中断NPT采用分组装拆设备PDA接入;在大规模、多协议网络中,采用路由器和网关同时连接X.25和本地局域网;在中小规模协议较少的网络中,采用一台PC机做为路由器
8、帧中继的应用(简单应用)帧中继是在X.25基础上,简化了差错控制、流量控制和路由选择功能,着眼于数据的快速传输以提高网络的吞吐量,而形成的一种新型的交换技术因此帧中继为原X.25用户提供性能更高或范围更广的业务,另外,帧中继也可基于DDN网等平台上实现帧中继与X.25的异同请看吃草猫列的表格吃草猫的表格中说帧中继只支持永久虚电路,可教材上说是主要支持永久虚电路,也支持交换虚电路帧中继的速度可达X.25的10倍(典型速率是56kb/s和2Mb/s),是N-ISDN到B-ISDN的理想方案帧中继可以依附在DDN或X.25上典型的实现专用网的方法是配备带有帧中继接口的多路复用器帧中继网络内部,不存在互联设备标准因此,电路交换、分组交换均可利用第九章因特网与TCP/IP协议本章为次重点章节,介绍因特网的TCP/IP体系结构、因特网的接入方式、因特网的服务资源等要求重点掌握TCP/IP协议族
1、概述(领会)TCP/IP协议族是因特网的核心TCP/IP体系结构是专门用来描述TCP/IP协议族的,共有五层应用层包含了所有的高层协议,如FTP、TELNET、DNS、SMTP、SNMP、HTTP等传输层类似于OSI的传输层,负责在源主机和目的主机的应用程序之间提供端-端的数据传输服务,主要有可靠的面向连接的协议TCP和不可靠的无连接协议UDP.网络互联层类似于OSI的网络层,负责将数据报独立地从信息源送到信宿,是TCP/IP体系结构的核心,主要有互联网协议IP.网络接口层负责IP数据报与物理网络的帧格式间封装或解封物理层只要能传输IP数据报,允许任何协议
2、网络接口层协议(简单应用)SLIP是一种在串行线路上对IP数据报进行封装的简单形式在IP数据报以一个称作END(0xc0)的特殊字符结束在数据报的开始处也传一个END字符如果IP报文中某个字符为END,那么就要连续传输两个字节0xdb(转义字符),0xdc来取代它0xdb这个特殊字符被称作SLIP的ESC字符,但是它的值与ASCII码的ESC字符(0x1b)不同如果IP报文中某个字符为SLIP的ESC字符,那么就要连续传输两个字节0xdb,0xdd来取代它SLIP组帧方法简单,存在缺陷每一端必须知道对方的IP地址;只支持IP协议;没有效验字段,只能通过上层协议来发现PPP,点对点通信协议修改了SLIP协议中的所有缺陷包括三部分在串行通信线路上组帧的方法;建立、配置及测试数据链路的链路控制协议(LCPLink Control Protocol);针对不同网络层协议的网络控制协议(NCP NetworkControlProtocol)体系PPP数据帧与HDLC类似数据帧中如果有开始和结束标志必须进行填充地址值始终是0xff,表示所有站必须接收控制字段缺省为0x03,也可用有编号的传输模式接下来是协议字段,类似于以太网中类型字段的功能CRC字段是一个2位或4位的循环冗余检验码PPP正在迅速取代SLIP.因特网基本构件计算机网络、通信线路、网络设备、主机与终端、软件系统、客户机/服务器系统因特网地接入方式终端方式、SLIP/PPP方式、DDN专线、其他通信线路入网(X.
28、X.
25、帧中继、ISDN、网络电缆直接连入)、代理服务器方式(多台电脑共享一个IP地址和帐号可完成的服务WWW、FTP、EMAIL、TELNET、DNS、WAIS、NEWSGROUP等代理服务器还可配置防火墙,支持对web页面的缓存功能,提供按需拨号功能等,可以用硬件实现,也可以用软件实现)对于一般个人用户,通常只能选择电话线路,以终端方式或SLIP/PPP主机方式入网接入因特网需要的设备终端方式PC-电话线-MODEM-通信软件-帐户;SLIP/PPP PC-MODEM-电话线-支持SLIP/PPP的通信软件-帐户;专线确定专线类型-路由器-CSU/DSU或ISDN卡或数字MODEM-静态IP-TCP/IP软件
3、网络互联层协议(领会)IP协议实现的是不可靠无连接的数据报服务,它是TCP/IP协议族的核心IP地址由四个八位域(叫作octets)组成Octets被点号分开代表在0到255范围内的十进制数字用二进制格式时共有32位组成,为了方便记忆,用点号每八位一分割,称为点分十进制用IP地址的一部分来标识网络,剩下的部分标识其中的网络设备IP地址中用来标识设备所在网络的部分叫做网络ID,标识网络设备的部分叫做主机ID.这些ID包含在同一个IP地址之中Internet组织定义了5种IP地址类,以容纳不同大小的网络,见教材P247图
9.
5.主机标识域分成子网标识和主机标识子网是一个逻辑概念,子网中的各主机的NetID是相同的子网掩码将IP地址的各位,NetID全改为1,HostID全改为0,则是子网掩码与IP地址进行“与”或“and”运算,用来分辩网络ID和主机ID.IP数据报(数据报头(20字节的固定部分、可变长度的选项部数据报)、数据域)数据报头格式见P248图
9.
6.IP路由选择路由器总是从一个网络接口接收数据报,再从另一个网络接口转发出去大多数多用户操作系统都可以配置成路由器IP实体收到本地数据报,目的主机如果直接可达则发给目的主机,否则发给缺省路由器;IP实体从网络接口收到数据报,目的地址如果是某个接口地址或广播地址则将数据报交给协议域指定协议处理,否则如果该IP实体是路由器则根据路由表转发,不是则丢弃路由表包含目的IP地址、下一个路由器地址、标志域、网络接口IP搜索路由表的几个步骤
1.搜索匹配的主机地址(即网络标识和主机标识都相同);
2.如果1不成功,搜索匹配的网络地址;
3.如果2不成功,搜索路由表中目的地址为“默认”的表项ARP和RARPARP把IP地址解析成MAC地址点对点网不需要ARP将含目标IP地址域的数据报封装在广播帧中,接收到ARP的实体,如果同本机IP相同则发回应答数据报,告之本机MAC地址,否则丢弃每个主机通常有ARP缓冲区无盘工作站或X终端需要用RARP,网络中有RARP服务器,网上所有MAC-IP地址对存在一个文件中文件由系统管理员提供ICMP协议它传递控制信息,有询问信息和错误消息两类PING就是利用ICMP的类型0消息来完成测试的,通常如果PING得不到应答,则TELNET和FTP也不成功;如果无法TELNENT或FTP到远程主机,则应用PING来测试(hehe,很实用啊)
4、传输层协议(领会)UDP(User DatagramProtocol)是一个简单的面向数据报的运输层协议,一个UDP数据报封装在一个IP数据报中,如果是TCP协议,则会将数据分成几段UDP通常用于可靠性要求不高的场合和C/S模式中TCP(Transmission ControlProtocol)提供可靠的字节流服务,全双工点对点,不支持广播对数据流的解释和处理由高层完成最大段长MSS如未声明则用缺省值,不能超过最大传输单元MTU及IP数据报最大长度
65535.TCP段封装在IP数据报中的结构,TCP段头的结构见P
253.TCP连接建立过程P255图
9.13请求连接方发送TCP段、服务进程返回TCP段、客户进程发送TCP段主机崩溃至少等待120秒以确保网络中无老数据TCP实体收到出错的TCP段后,只是丢弃而不应答,超时时间估算RTT=aRTT+(1-a)M,a为平滑因子,M为当前实际来回时间TCP采用滑动窗口机制进行流量控制为避免发送太短的段,TCP实体总是收集一定数量的的数据后发送(交互式程序例外)接收方剩余空间大于最大长度的段或达到缓冲区的一半时再做应答TCP实体根据超时判断是否发生阻塞阻塞控制中另设一阻塞窗口(教材中只是介绍了阻塞窗口的大小如何设置,可阻塞窗口是如何工作的呢?)
5、应用层协议(简单应用)Telnet终端仿真(去年的卷子中这可是12分啊)常用的远程登录协议有TELNET和RLOGIN,RLOGIN只能用于UNIX,TELNET可以跨平台客户机与服务器用TCP连接,服务器通过伪终端驱动程序提供一虚拟终端与用户交互这个设计实际上是软件映像,可以与某远程主机互相交往的虚拟终端Telnet的能力限于运行应用程序或窥视一下服务器上的内容它仅仅是一个“观察”的协议它不能用于文件共享,如下载资料要想真正搞到资料必须运用FTP协议TELNET必须兼容各种终端协议,为此定义网络虚拟终端NVT.引导字符IAC后面的是命令字符四个磋商命令WILL、DO、WONT、DONT,子项磋商命令四种模式半双工、每次一字符、每次一行、行模式FTP协议FTP协议可以使网络上不同操作系统的主机相连,以达到互传文件或相互拷贝文件的目的FTP使用两条TCP连接来完成文件传输,一条是控制连接,另一条是数据连接终端用户通过协议解释器来处理FTP命令和响应提供的选择文件类型(ASCII文件、EBCDIC文件、图象文件、本地文件)、格式控制(非打印格式控制、TELNET格式控制、FORTRAN格式控制)、结构(文件结构、流结构、页结构)、传输模式(模式、块模式)UNIX只支持ASCII文件类型和图象文件类型、非打印格式控制,文件结构和流模式FTP命令及响应以NVTASCII格式传输数据连接三种用途客户机向服务器发文件;服务器向客户机发文件;服务器向客户机发目录每传输一个文件或目录都要建立一个新的数据连接,发送方关闭连接表示传输结束建立数据连接过程客户进程选择临时端口号;发送给服务器;服务器用20端口同客户机建立连接DNS域名服务本质是一种层次结构的基于域的命名方案和实现这种命名方案的分布式数据库分布式的含义没有任何一个站点知道所有的映射关系,每个站点只是维护本地信息,并允许其它系统查询调用过程应用程序将域名传给解析器,解析器向本地DNS查询,DNS在映射文件中查得IP传给解析器,解析器将IP返回应用程序DNS的域名空间是层次结构每个域最常见的资源记录就是它的IP地址并不要求每个DNS知道如何同其它DNS联系,但必须知道如何同顶级DNS联系,逐级获得联系方式
6、因特网服务资源(简单应用)电子邮件因特网采用SMTP(简单邮件传输协议)作为邮件传输的标准方法MIME(多用途因特网邮件扩充协议)主要用途是对邮件及附件进行编码SMTP会使邮件附件增大,而MIME编码的结果要小得多POP(邮局协议)用于处理电子邮件客户如何从邮件服务器中取回等待的邮件邮件头和邮件体由一空白行隔开电子邮件的地址格式为用户名@域名邮件中的感情符号(ha,这个也用教?)UNIX邮件系统elm,mail,mailx,pine等WINDOWS下的邮件系统万维网(WorldWideWeb)是一种多媒体超文本信息服务系统,基于客户/服务器模式,整个系统由Web服务器、浏览器及通信协议三部分组成通信协议采用超文本传输协议HTTP.超文本是一种描述信息的方法,它允许在文本中的任何需要的地方定义或标志一个“链接”,由它引出与其内容相关的一个新的超文本文件统一资源定位器URL由三部分组成a、客户与服务器之间所用的通信协议b、存放信息的服务器地址c、存放信息的路径和文件名HTTP协议是对TCP/IP协议集的扩展,处于TCP/IP层次的应用层HTTP是基于客户/服务器模式,且是一种面向对象的无状态协议每次连接只处理一个请求,返回应答后立即关闭请求块与应答块任选字段(描述行、普通头、请求头、实体头、实体体)WEB客户软件Mosaic,Netscape,IE,HotJave.WEB服务器应具有的系统功能(HTML,用户跟踪、SNMP、远程管理、编辑、GUI文件管理界面、非HTML的导出导入、安全、API等工具、网络服务的集成)
7、因特网安全问题(领会)绝对安全的计算机是不存在的美国的“可靠计算机标准评估准则”将计算机安全分为A到D四个等级安全技术主要有防火墙(保护一个网络不受来自另一个不可信赖网络的非法侵入)、Kerberos(为分布式计算机环境提供的对双方进行验证的认证方法)及SSL/SHTTP(随电子商贸活动的兴起而发展,各有所长)等安全协议一般要提供以下安全功能身份确认、数据源的不可否认性、数据接收方的不可否认性、数据完整性、密码化确保机密性、防重传性防火墙对网络的保护体现在拒绝未经授权用户的访问;阻止未经授权用户去取敏感数据;保证合法用户不受阻碍访问网络资源主要有分组过滤器和服务代理两种技术分组过滤器通过过滤IP地址或TCP端口号来决定是否转发一个分组优点是性能和透明性出色使用方便且低廉;缺点是一旦失效,内外网直接相连,安全性大大削弱代理服务器内外外信息交换必须通过服务代理来进行一般需要至少两条逻辑链路,每种应用都需特定的代理分应用级网关型和虚电路网关型,前者的安全性好后者的灵活性透明性好网络地址翻译器NAT,减少了对IP地址的占用
8、Intranet(领会)建立在企业内部的因特网,主要由公司级的TCP/IP网络和WWW系统构成,在Intranet与Internet之间通过防火墙之类的安全性设施,既隔离外部用户又保持与因特网的连通性用途内部信息发布;充分利用现有数据库资源;销售工具;内部论坛优点数据格式统一;HTML浏览容易;客户工具统一;服务器容易配置;容易集成为LAN/WAN;降低成本第十章网络操作系统和网络管理本章介绍各种网络操作系统的分类及各自的特点通过分析WindowsNT,重点掌握网络操作系统体系结构及实现方法
1、概述(领会)网络操作系统是网络用户和计算机网络的接口,它管理计算机的硬件和软件资源,为用户提供各种网络服务网络操作系统分集中式(一台主机多台终端,终端不需装系统,如UNIX)、客户/服务器模式(分为服务器软件和客户机软件,如NETWARE、WINDOWS等)、对等式(简单网络连接、分布式网络连接,所有计算机是同一系统)网络操作系统除具有一般操作系统的特征外,还有以下特征与硬件无关、可连接广域网、多种客户端支持、目录服务、多用户支持、网络管理、安全性和存取控制、容错能力、支持多种服务、互操作性
2、当前流行的网络操作系统(识记)VINES操作系统运行在UNIX之上,支持多用户多任务系统由工作站和服务器两个模块组成,物理层和链路层几乎接纳所有协议主要特点安装简单,管理容易;采用Street Talk全局命名服务;联网能力强,网络目录服务功能强大NFS操作系统提供了在异种机、异种操作系统的网络环境下共享文件的简单方法事实标准主要特点提供透明文件访问及文件传送;容易扩充;可靠性高;配置灵活目录服务利用了NIS+,基于UDP/FP协议的应用,采用RPC机制,RPC的实现采用XDR的支持IBM的OS/2Warp Server与WinNT类似的多用途操作系统1996年发布Warp Server
4.0及SMP版,综合的TCP/IP工具,Java的运行时服务WindowsNT是具有抢先式多任务、多线程调度能力并可支持文件、打印、信息传递与应用服务的多用途的32位操作系统主要特点能实现各种商务解决方案;支持多种服务器平台;支持SMP对称多处理;各种安全和先进的容错功能,保证信息的完整性和有效性缺点是文件服务功能不如Netware强大,占用服务器资源多Nerware主要特点具有高性能的文件系统;可靠性高;良好的权限管理,安全保密度高;开放性好;NDS服务为大型应用提供可能缺点在其上运行的软件均需设计为可加载模块方式NLM,而NLM方式编程较困难;另外,Netware操作系统只能运行在IntelX86的PC服务器上没讲Linux?真够落伍的!
3、网络操作系统的实现实例(领会)常见的系统模型有整体式、分层式、客户/服务器结构所有三种模型都把操作系统任务至少划分为两类用户模式、内核模式用户模式的应用程序必须请求内核才能访问系统资源在整体式操作系统中,许多过程都被嵌入系统中需要核心机制,难以扩充系统,模块化程度不够分层系统命令只能向更低层发送,不能向上传递,解决了整体系统中的一些问题客户/服务器模式的思想是把操作系统分成若干进程,其中每个进程实现单个的一套服务单个服务器出现故障不会引起其他部分崩溃,适合于分布式系统Windows NT的结构采用了层次模型和客户/服务器两种模型NT的核心部分NT执行体采用客户/服务器模型,层次操作系统模型在NT执行系统的I/O系统(NT内核和硬件抽象层HAL)中起作用使用客户/服务器模型提供API.使用客户/服务器的好处简化操作系统、改进可靠性、适宜于分布式计算模型为解决二进制兼容性问题,NT使用了环境子系统的方法环境子系统的工作是接管CPU或操作系统的每个二进制代码请求,将它们转换为NT能够成功执行的相应指令环境子系统实际是一个程序,称为虚拟机器,让应用程序感觉好象是运行在自己的机器上NT的核心态程序模块
1、对象管理程序NT使用所谓的“对象”作为基本的操作元素,作为用户模式和内核模式之间进行交互的单元
2、虚拟内存管理程序NT使用硬盘空间模拟RAM空间供应用程序使用,虚拟内存管理每个进程可能申请的虚拟内存,并防止进程覆盖磁盘上的其他虚拟内存“页”
3、进程管理程序在必要是创建和终止进程与线程
4、本地过程调用工具主要任务是为属于各自进程的两个线程提供一个通信连接安全引用监控程序NT中的所有进程都给定一个访问标志,其中包含一系列的许可权
5、安全引用监控程序和对象管理程序并行工作,以确保对象不被非法用户访问
6、I/O管理程序大多数I/O驱动程序可动态装入,不需重启WinNT.
7、内核NT的内核属于“微内核”内核主要工作是调度和分配线程和进程,处理各种中断,还同步多个CPU以及在断电时进行准备并重新启动系统
8、硬件抽象层HAL NT让硬件尽可能远离操作系统不仅使用设备驱动程序,而且用硬件抽象层替换了负责与硬件交互的操作系统层
4、网络管理系统(领会)网络管理系统的主要功能是维护网络正常高效率的运行,能及时检测网络出现的故障并进行处理,能通过监测分析运行状况而估价系统性能,通过网络的配置协调更有效地利用网络资源常见的有两种“网络管理系统”标准
一、ISO推荐的OSI中的“网络管理系统”规程
二、TCP/IP的“SNMP”网管发现问题是通过一个或多个用户决定的限值被超过而实现,或对端接站进行轮询,检查变量的值在OSI管理体系结构中,定义了五个管理功能配置管理监视网络和系统配置信息,以便跟踪和管理对不同的软、硬件单元进行的网络操作的结果故障管理自动地检测、记录网络故障并通知给用户,使网络有效地运行性能管理衡量和呈现网络性能的各个方面,使用户可在一个可接受的水平上维护网络的性能记帐管理衡量网络的利用率,使一个或一组网络用户可以更有规则地利用网络资源安全管理按照本地的指导来控制对网络资源的访问,以保证网络不被侵害,并保证重要信息不被未授权的用户访问简单网络管理协议SNMP分为网络管理系统、被管理系统和管理协议被管理系统指网络上的设备,设备中有可管理软件Agent,被管对象的信息放在管理信息库MIB上网络管理系统装在网管工作站上管理协议定义了管理者和代理之间的通信SNMP通过PDU(协议数据单位)实现网络信息的交换,主要使用5种类型的PDU对网络实施监控,两种用于读取终端信息,两种可以设置终端数据,最后一种被用来监视各种终端事件,如终端的启动和关闭等被管设备可发起四种类型的命令读、写、移动操作、报警MIB是一个有关对象的层次型数据库,可以根据经验和专用分支扩展NMS轮询被管设备,设备上的Agent访问MIB获取变量值,从而实现管理SNMPv2主要基于安全级的SNMP和简单管理协议SMP.安全级的SNMP定义了安全特性,SMP有更大的灵活性,可运行在OSI或其它网络体系结构之上SNMPv2的改进SMI增加了新的数据结构,引入信息模块概念;增加2种PDU;管理的体系结构不仅支持集中式管理还支持分布式管理;对安全性问题提供三种信息格式开放的统一的网络管理平台各厂商的网管软件只针对特定设备进行纵向管理网络管理系统的实现结构一般有集中式(多数情况下的首选,但当网络规模改变时管理能力不易跟上,一种变型是平台方案,分为管理平台和管理应用程序)、分布式(与管理域的概念关联,优点是扩展性好)、分层式(每个域管理者只负责本域的管理,管理者的管理系统位于更高的层次)现在的发展基于WEB的网络管理;Sun公司的Java管理应用程序接口第十一章网络应用模式和网络安全本章介绍网络应用模式,网络应用支撑环境、网络安全机制等问题
1、网络应用模式(综合应用)网络应用模式的发展经过三个阶段第一阶段是以大型机为中心的集中式应用模式,特点是一切处理均依赖于主机,集中的数据、集中的应用软件、集中的管理第二阶段是以服务器为中心的计算模式,将PC机联网,使用专用服务器或高档PC充当文件服务器及打印服务器,个PC机可独立运行,在需要的时候可以从服务器共享资源文件服务器既用作共享数据中枢,也作为共享外部设备的中枢缺点文件服务器模型不提供多用户要求的数据并发性;当许多工作站请求和传送很多文件时,网络很快就达到信息饱和状态并造成瓶颈第三阶段是客户机/服务器应用模式,基于网络的分布式应用,网络的主要作用是通信和资源共享,并且在分布式应用中用来支持应用进程的协同工作,完成共同的应用任务c/s应用模式由客户机(client,执行用户程序,提供GUI或OOUI,供用户与数据进行交互)、服务器(server,执行共享资源的管理应用程序,主要承担连接和管理功能,有SQL、TP、群件、分布对象四种模式)、中间件(透明连接c、s,承担连接功能和管理功能)三部分组成促使c/s使用和发展的基本技术用户应用处理、操作系统、数据库选择c/s的困难如何选择最佳产品和如何动态适应业务需求?基于Web的c/s应用模式把目前常驻在PC机上的许多功能转移到网上,对用户而言可减轻负担,大大降低维护和升级等方面的费用基于Web的c/s模型可提供“多层次连接”的新的应用模式,即客户机可与相互配合的多个服务器组相连以支持各种应用服务,而不必关心这些服务器的物理位置在何处可将整个全球网络提供的应用服务连接到一起,让用户所需的所有应用服务都集成在一个客户/网络环境之中Web包含Web浏览器、服务器、HTML页及相关硬件(教材上这里对于Web的介绍对于上过网的人来说,是太简单了)把Internet技术运用到企业组织内部即成为Intranet,其服务对象原则上以企业内部员工为主,以联系公司内部各部门、促进公司内部沟通、提高工作效率、增加企业竞争力为目的组成Web服务器、应用软件服务器、专用服务器、客户机、网络涉及到的三项技术WEB信息服务、Java语言(教材上写了9个特点,最重要的是允许应用分布到客户机上和多个服务器上、通用的可移植代码使它成为一种虚拟机)、NC(用来访问网络资源的设备,厚客户机离线能独立工作,薄客户机能力依赖网络,JAVA虚拟机技术嵌入芯片应用的范围更广)“连通性”是Internet的最大优势,可减少许多“一致性,互操作性”所需的成本
2、网络应用支撑环境(领会)网络应用支撑环境立足于开放性,以支持网络分布式应用模式(客户/服务器模式,客户/网络模式)网络应用支撑环境的结构体系从功能上可分为运行环境和开发环境运行环境是为应用即用户提供运行的工作平台,目的是使他们易于掌握软、硬件的控制手段,有效地完成应用的运行和管理开发环境是为应用开发和维护人员提供的工作平台,目的是支持应用软件的开发、检测、修改和扩充,并提高软件开发生产率和质量运行环境和开发环境可分为三部分硬件层(PC,网络硬件及低层软件)、系统层(os子层、数据库子层、管理信息子层、配置系统子层)、应用层(运行控制和调度子层、开发工具子层、用户界面子层)几个关键问题对象管理机制(要实施网上资源的统一管理);网络应用开发及工具集(过程分为需求规范和设计、系统设计和实现三个阶段);分布对象执行的运行控制(依赖于面向对象可视化描述语言OOSDL)
3、网络安全技术(领会)网络安全应包括两方面
一、网络用户资源的不被滥用和破坏;
二、网络自身的安全和可靠性网络安全主要解决数据保密和认证的问题数据保密就是采取复杂多样的措施对数据加以保护,防止数据被有意或无意地泄露给无关人员认证分为信息认证和用户认证两方面信息认证是指信息从发送到接收整个通路中没有被第三者修改和伪造用户认证是指用户双方都能证实对方是这次通信的合法用户通常在一个完备的保密系统中既要求信息认证,也要求用户认证每一层都可采取措施保障数据安全如物理层可在电缆的密封套中充入高压氖气(光缆就不需要这么麻烦,距离长点的话,还是用光缆好);链路层采用链路加密;网络层采用防火墙;传输层加密整个连接这些措施只对数据保密有帮助,不能解决认证问题明文P、密文C、加密算法E、解密算法D、加密密钥k、解密密钥k、消极入侵者(只窃听不破坏)、积极入侵者(伪造数据送回网中)、密码分析、密码学必须假定破译者知道通用的加密方法;加密算法公开后仍经得起攻击才算强壮的算法“只有明文”“已知明文”“选择明文”问题,破译者能够加密任意数量的明文,也无法破译密文,才识安全的密码系统传统加密技术替代密码(恺撒密码最多25种、单字母替换有26!种可能但有频率特征、多张密码字母表消除频率特征但可破译密钥长度)和换位密码(破译时先判断密码类型,猜测密钥长度,确定各列顺序)现代密码学使用复杂的加密算法,即使破译者能对任意数量的选择明文进行加密,也无法找出破译密文的方法秘密密钥的弱点是解密密钥必须和加密密钥相同公开密钥算法加密和解密使用不同的密钥,必须满足三个条件D(F(P))=P、从E导出D非常困难、使用选择明文攻击不能攻破E.较好的算法是RSA算法原理
1、用户选择2个足够大的秘密的素数p和q;
2、计算n=p*q和z=(p-1)*(q-1);
3、选择一个与z互质的数,令其为d;
4、找到一个e使满足e*d=1(modz);公开密钥为(e,n),私人密钥为(d,n)RSA算法安全方便,但运行速度太慢,通常只用来进行用户认证、数字签名或发送一次性的秘密密钥用户认证通信双方在进行重要的数据交换前,需要验证对方的身份同时在双方间建立一个秘密的会话密匙用于对其后的会话进行加密每次连接都使用一个新的随机选择的会话密匙基于共享秘密密钥的用户认证,双方都用共享密钥KAB加密对方发来的随机大数,一确定身份使用密钥分发中心的用户认证协议,需要一个可信赖的密钥分发中心KDC中转,需要注意重复攻击的问题,解决的办法是丢弃重复编号的报文和过期的报文使用公开密钥算法的用户认证协议,双方都有公开的加密密钥和秘密的解密密钥数字签名必须保证以下3点
1.接收者能够核实发送者对文件的签名;
2.发送者事后不能抵赖对文件的签名;
3.接收者不能伪造对文件的签名使用秘密密匙算法的数字签名需要一个可信赖的中央权威机构CA来管理和分配公开密钥过程与用户认证相似,只不过那里是随机大数,这里是报文P.使用公开密匙算法的数字签名需要满足D(E(P))=P和E(D(P))=P,实际应用中,还需要集中控制机制记录所有密钥的变化情况及变化日期报文摘要将任意长明文用单向哈希函数转换成固定长度的比特串,仅对该比特串进行加密这个哈希函数称报文摘要MD,必须满足给定P,很容易计算MD(P);给出MD(P)很难计算P;任何人不可能产生出具有相同报文摘要的两个不同的报文MD(P)至少要达到128位用秘密密钥和公开密钥算法均可实现,只不过传送的是MD(P),而不是P.网络一章自测题
一、填空题
1.计算机网络是现代__通信____技术和__计算机____技术密切结合的产物
2.美国信息高速公路计划又称为__Internet____.
3.___ARPANET____是计算机网络兴起的标志
4.中国教育网的英文缩写为___CERNET_____.
5.国内的互联网由___中国教育网、中国科研网、中国金桥网、中国互联网四个大网组成
6.计算机网络的定义为_____一个互连的自主的计算机集合___________.
7.计算机网络按传输技术分为______和_________.按带宽分为______和_________.
8.局域网的英文缩写为__LAN__,城域网的英文缩写为__MAN___,广域网的英文缩写为__WAN___.
9.计算机网络就是将多台计算机互连起来,使得用户程序__共享信息_____和____交换信息____.
10.在某层上进行通信所使用的规则的集合称为__该层的协议_____.网络各层协议按层次顺序排列而成的协议称为网络的协议栈
11.对一个网络进行层次结构的划分时应做到各层功能__明确__、相互独立;层间接口__清晰___、穿越接口的信息量尽可能少
12.两个最重要的网络参考模型是OSI参考模型和___TCP/IP模型___.
13.OSI参考模型分为七层,从低到高依次是__物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层
14.ISO的全称是_____国际标准化组织__,在1984年正式颁布了一个称为___开放系统互连参考模型______.该模型包含七个层次
15.现在计算机网络都采用____分层结构__,n层的虚通信是通过n-1/n层间接口处n-1层提供的___服务_____以及n-1层的___通信___实现
16.应用层的作用是_____是为应用进程提供访问OSI环境的手段_.
17.会话层管理_______不同主机上各进程间的对话__.
二、简答题
1、OSI模型中通信子网的作用?答通信子网包括了物理层、数据链路层、网络层的作用其涉及数据的传输,对于两个开放系统的进行互连所要遵循的标准,这些标准是由端系统和通信子网边界上的对等实体来执行的
2、表示层的作用?答表示层是为上层用户提供数据或信息语法的表示变换负责机器内部的数据表示与抽象数据表示之间的变换工作除此以外,在表示层上还可以进行数据的加密、解密和压缩/解压缩等变换功能总之,表示层上实现的功能都是同数据表示有关计算机网络第二章自测题一填空题
1.物理层的功能是实现原始数据在____物理媒体_上的传输,它是数据通信的基础功能,实际的比特传输,是指在___数据链路层____之上为上一个传输原始比特流的_物理连接____.
2.数据通信的几个主要指标有___信号传输速率、数据传输速率、信道容量、误码率__
3.物理层接口协议,实际上是DTE和DCE或其它通信设备之间的一组协定,其中DTE是指___数据终端___设备,属于用户所有_数据___设备,DTE具有协议控制的___数据终端电路_____的功能,DCE指__、数据通信______设备或_______设备,为用户设备提供入网连接点
4.EIA RS-232C采用___25____芯接头,CCITT的X.21建议采用__21_____芯接头
5.EIA RS-232C中,EIA为__美国电子工业协会_____,RS意思为___推荐标准___,232是__标准的标识号码_____,后缀C表示__标准的修改版本______.
6.EIARS-232C机械特性规定了使用一个_25___芯标准连接器,电气特性规定逻辑“1”的电平为___-15V____至__5V__,即采用正负15V的___负___逻辑电平其中正负5V之间为___过渡区___.不作任何定义
7.EIA RS-232C实际包括__主信道___和_辅信道___两信道__主信道___的速率比__辅信道____低
8.X.21建议是CCITT于__1976__年制定一个用户计算机的DTE如何与数字化的DCE交换信息的_数字接口标准___.采用__15___芯连接器,提供___点-点___式的信息传输
9.数字信号模拟传输时,数字信号变成音频信号的过程称为__调制_.音频信号变成数字信号的过程称为_解调__.
10.多路复用技术的几种形式___FDM,TDM,WDM,CDMA
11.将一种数据形式转换成适合于在信道上传输的某种电信号形式,这类技术统称为__调制_____.
12.PCM的三个步骤是__采样、量化、编码
13.调制的基本方法有___连续波数字调制、脉冲编码调制、数字数据的数字信号编码
14.传输介质是指通信网络中连接各个设备的__物理通路___.
15.传输介质分为__有线____和___无线__两大类有线介质分为__同轴电缆、对绞线、光纤__
16.同轴电缆分为__基带同轴电缆___和__宽带同轴电缆__.
17.光纤是由能传导光波的___石英玻璃纤维_和__保护层_____构成
18.无线传输介质主要有__微波、红外线、激光
19.网络拓扑结构是指__网络形状_,或者是它在物理上的__连通性___.网络拓扑结构有__星形、环形、树形、总线形、网形_
20.交换技术分为____电路交换、报文交换、分组交换三种
21.连续波调制分为___ASK,PSK,FSK_三类
22.局域网中常用___曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码
23.归零码是指___在一个码元的后半时间内,电压总归零______.
24.双极型脉冲是_____用正负电压分别表示二个二进制数_____,可以有效___抑制直流分量________.
25.分组交换重点解决的问题是___分组丢失、重复、顺序混乱
二、问答及计算题
1.在EIA RS-232C标准中,表示0和1的电平值各为多少?为什么采用较大电平幅度?答0是-5V至-15V,1是5V到15V.
2.简要画出数据终端设备(DTE)之间通过公用电话网进行远程数据传输至少需要增加哪些设备,并画出连接示意图答需要增加数据电路的终端设备,图详见书中图
2.
113.画出零调制解调器的内部连接,并说明其功能答案详见图
2.
134.试画出RS-232C的DTE-DCE连接,并依图说明工作过程,且画出工作过程流程图答案详见图
2.
135.在某系统传输中,某声音数据的频率为2000HZ,在模拟数据的数字信号编码时,如果有128个量化级,试求该系统的数据传输速率答S=B*Log2(128+1)=28Kbps
6.在一分钟需要传输3600个汉字(双字节)所用的调制解调器(设无校验,一位停止位)至少应采用多大的传输速率?答60*16=960bps
7.若要在一条50KHZ的停产上传输
1.544Mbps的下载波,信噪比至少为多少?解C=H*LOG2(S/N+1)=
1.544E
330.88=LOG2(S/N+1)
8.对于带宽为3KHZ的信道,若有8种不同的物理状态来表示数据,信噪比为20分贝,问按奈斯特定理最大限制的数据速率是多少?答案根据奈奎斯特定理S=2*H*LOG2N=2*LOG2101=
19.5Kbps名词解释
1、计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来,以功能完善的网總软件实现网络中资源共享和信息传递的系统
2、联机系统是由一台中央计算机连接大量的地理位置分散的终端而构成的计算机系统
3、PDN是公用数据网网中传输的是数字化的数据,属于通信子网的一种
4、OSI是开放系统互连参考模型为ISO(国际标准化组织)制订的七层网络模型
5、PSE是分组交换设备作为网络的中间节点,它具有存储转发分组的功能
6、PAD是分组装配/拆卸设备在发送方将大的报文拆成若干分组,在接受方将属于同一报文的分组再重新组成报文的设备
7、FEP是前端处理机设置在中心计算机与通信线路之间,专门负责通信控制
8、IMP是接口信息处理机,是网络中间节点的统称
二、
1、数据通信是一种通过计算机或其他数据装置与通信线路,完成数据编码信号的传输、转接、存储和处理的通信技术
2、数据传输率每秒能传输的二进制信息位数,单位为B/S.
3、信道容量是信息传输数据能力的极限,是信息的最大数据传输速率
4、自同步法是指接收方能从数据信号波形中提取同步信号的方法
5、PCM称脉码调制,是将模拟数据换成数字信号编码的最常用方法
6、FDM又称时分多路复用技术,是在信道带宽超过原始信号所需带宽情况下,将物理停产的总带宽分成若干个与传输单个信号带宽相同的子停产,每个子信息传输一路信号
7、同步传输是以一批字符为传输单位,仅在开始和结尾加同步标志,字符间和比特间均要求同步
8、差错控制是指在数据通信过程中能发现或纠正差错,把差错限制在尽可能小的允许范围内的技术和方法
9、FEC又叫向前纠错,是一种差错控制方法,接收端不但能发现错误,而且能确定二进制码元发生错误的位置,从而加以纠正
10、信号是数据的电子或电磁编码
11、MODEM又称调制解调器其作用是完成数字数据和模拟信号之间的转换,使传输模拟信号的媒体能传输数字数据发送端MODEM将数字数据调制转换为模拟信号,接收端MODEM再把模拟信号解调还原为原来的数字数据
12、信号传输速率也称码元率、调制速率或波特率,表示单位时间内通过信道传输的码元个数,单位记做BAND.
13、基带传输是在线路中直接传送数字信号的电脉冲,是一种最简单的传输方式,适用于近距离通信的局域网
14、串行通信数据是逐位地在一条通信线上传输的,较之并行通信速度慢,传输距离远
15、信宿通信过程中接收和处理信息的设备或计算机
16、信源通信过程中产生和发送信息的设备或计算机
17、全双工允许数据同时在两个方向上传输,要有两条数据通道,发送端和接收端都要有独立的接收和发送能力
18、冲击噪声呈突发状,常由外界因素引起;其噪声幅度可能相当大,无法靠提高信噪比来避免,是传输中的主要差错
19、ARQ又称自动请示重发,是一种差错控制方法;要求接收方检测出差错时,就设法通知发送端重发,直到正确的数据收到为止
20、数据为有意义的实体,它涉及到事物的存在形式
三、
1、网络协议为进行计算机网络中的数据交换而建立的规则、或约定的集合
2、语义涉及用于协调与差错处理的控制信息
3、语法数据及控制信息的格式、编码及信号电平等
4、定时涉及速度匹配和排序等
5、网络的体系结构计算机网络各层次及其协议的集合
6、OSI开放系统互连,是ISO中的术语,指资源子网中的主机
7、端开放系统是ISO中的术语,是指资源子网中的主机
8、中继开放系统是ISO中的术语,指通信子网中的节点机
9、DTE数据终端设备,是对用户拥有的连网设备和工作站的统称
10、DCE数据电路终接设备或数据通信设备,是对为用户提供入网连接点的网络设备的统称
11、零调制解调器当用RS-232C直接连接两台近地DTE时,为使电缆两端的DTE通过电缆看过方都好像是DCE,所采用交叉跳接的信号电缆
12、V系列接口标准是数据终端设备与调制解调器或网络控制器之间的接口,是一种比较复杂的接口
13、X系列接口标准是适用公共数据网的宅内电路终接设备和数据终端设备之间的接口,它制定较晚,是一种比较简单的接口
14、100系列接口标准是DTE与不带自动呼叫设备的DCE(如调制解调器)之间的接口
15、200系列接口标准是DTE与带自动呼叫设备的DCE(如网络控制器)之间的接口
16、X.21建议是一个用户计算机的DTE如何与数字化的DCE交换信号的数字接口
17、链路管理数据链路层连接的建立、维持和释放
18、反馈差错控制用以使发送方确认接收方是否正确收到了由它发送的数据信息的方法
19、ARQ法又称自动请求重发,发送方将要发送的数据帧附加一定的冗余检错码一并发出,接收方则根据检错码对数据帧进行差错检测,若发现错误就返回请求重发的应答,发送方收到请求重发的应答后,便重新传送该数据帧
20、停发法又称空闲重发请求,规定发送方每发送一帧后就要停下来等待接收方的确认返回,仅当发送方收到接收方的正确接收确认后再发送下一帧
21、go-back-n策略当接收方检测出失序的信息帧后,要求发送方重发最后一个正确接收的信息帧之后的所有未被确认的帧
22、选择重发策略当接收方发现某一帧出错后,仍然后续来的正确的帧存放在一个缓冲区中暂不向上层递交,同时向发送方要求重新传送出错的那一帧;一旦收到重新传来的帧后,就将其与存于缓冲区的中的其帧一同按正确顺序递交高层
23、发送窗口;发送方已发送但尚未被确认的帧的序号队列的界限,其上下界分别为窗口的上下沿,下下沿的距离为窗口尽寸
24、异步协议以字符为独立的信息传送单位,在每个字符的起始处开始对每个字符内的比特进行同步,但字符间的间隔是不固定的
25、同步协议以多字节或多比特组成的数据块为传送社交晚会产,仅在帧的起始处同步,帧内维持固定的时钟
26、BSC面向字符的同步控制协议,又称二进制同步通信,采用字符填充的首尾定界法,属于数据链路层协议
27、信息帧又叫I帧,用于传送有效信息和数据
28、控制帧又叫S帧,用于差错控制和流量控制
29、无编号帧又叫U帧,用于提供链路的建立、拆除以及多种控制功能
30、HDLC高级数据链路控制规程,是面向比特的数据链路层协议,采用比特填充的首位标识法
31、虚电路服务网络层向运输层提供的一种面向连接的,使所有分组序到达目的系统的可靠的数据传输服务
32、阻塞到达通信子网中某一部分的分组数量过多,使得该部分网络来不及处理,以至引起这部分及至整个网络性能下降的现象
33、死锁网络阻塞严重,导致网络通信业务停顿的现象
34、间接存储转发死锁在一组节点之间,某节点的所有缓冲区都装满了等待输出到下一节点的分组,这种情况依次传递构成循环,造成多节点间的死锁
35、直接存储转发死锁两个节点彼此的所有缓冲区都装满了等待输出到对方的分组,造成两节点既不能接收也不能发送分组的现象
36、网络服务质量是指在运输连接点之间看到了某些运输连接的特性,是运输层性能的度量,反映了运输质量及服务的可用性
37、抽象语法是对数据一般结构的描述,是应用层实体对数据结构的描述
38、上下文关系抽象语法和传输语法之间的对应关系,称上下文关系
39、重新同步会话层在已经应答发送方正确接收后,在后期处理中发现错误而请求发送方重发
40、FTP服务是一个用于访问远程机器的协议,采用客户/服务器模式,使用户可以在本地机与远程机之间进行有关文件的传输操作
41、简单邮件传送协议是一个应用层协议,是简单的基于文本的,可靠的,有效的数据传输协议
42、地址转换协议ARP在网络层将IP地址转换为相应物理网络地址的协议
四、
1、令牌是一种能够控制站点占有媒体的特殊山帧,以区别数据帧及其他控制帧
2、载波监听即发送站点在发送帧之前,先要监听信道上是否有其他站点发送的载波信号,若无其他载波,可以发送信号;否则,推迟发送帧
3、冲突检测即发送站点在发送数据时要边发送边监听信道,若监听到信道有干扰信号,则表示产生了冲突,于是就要停止发送数据
4、时槽是一个固定长度的二进制位串,对应一个特定的时间片段,每个站点只能在时间片内发送数据
5、服务访问点简称SAP,是一个层次系统的上下层之间进行通信的接口,N层的SAP就是N+1层可以访问N层服务的地方
6、局域网操作系统是在局域网低层所提供的数据传输能力的基础上,为高层网络用户提供共享资源管理和其他网络服务功能的局域网系统软件
7、传输时延是指一个站点从开始发送数据帧到数据帧发送完毕所需要的全部时间,也可是接收站点接收事个数据帧的全部时间
8、本地网桥指在电缆允许的长度范围内互连网络的网桥
9、比特环长当数据帧的传输时延等于信号在环中和上的传播时延时,该数据帧的比特数就是以比物度量的环路长路
五、
1、ISDN是由综合数字电话网演变发展而来的的一种通信网络,它提供端到端的数字连接以支持广泛的业务,支持语音和非语音的通信业务,它为用户连网提供了一组少量的标准多用途网络接口
2、数字位管道指的是用户设备和ISDN交换系统之间传输比特流的接口管道中双向传输的比特流是由多个独立信道的比特流采用时分多路复用形成的
3、信元ATM的信元是具有固定长度的帧,共53字节其中5个字节是信元头,48个字节是信息段信息段中可以是各类业务的用户数据,信元头包含各种控制信息
4、帧中继是一种新型快速分组交换方式,它在继承了X.25的特点之后,简化了其网络层协议功能而发展起来的
5、ISP internet服务提供商
6、URL即统一资源定位器,WWW上的每个网页都按URL格式命名惟一的地址
7、子网掩码是一个32位二进制数,对应IP地址的子网主机标识区域全为“0”,其余部分全为“1”用于两台主机是否在同一子网中
8、万维网又称WWW,是Interner上集文本、声音、图像、视频等多媒体信息于一身的全球信息资源网络,是Internet上的重要组成部分
9、intranet表示一组在特定机构范围内使用的互连网络,它们沿用的internet协议,采用客户/服务器结构,也叫内联网
10、防火墙是一种安装在网间连接设备上的软件,在被保护的intranet和internet之间坚竖起的一道安全屏障,用于增强intranet的安全性匿名服务器是指不需要专门的用户名和口令就可以进入的系统。