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全国计算机等级考试三级网络技术考试要点概述第一章计算机基础1.1计算机系统的组成1年份事件：1946ENIAC第一台计算机诞生1969ARPNET产生互联网的诞生1971微处理器芯片4004产生微机的诞生1981微处理器芯片Intel8088产生IBM首推PC1991.6中科院高能所接入斯坦福大学中国人上网1994年采用TCP/IP协议实现国际互联网全功能连接2发展历程：大型机→小型机→微型机→客户机/服务器→Internet3应用领域：科学计算、事务处理、过程控制、辅助工程(计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助工程CAE、计算机辅助教学CAI、计算机辅助测试CAT)、人工智能、网络应用、多媒体应用1.2计算机硬件组成1硬件具有原子特性，软件具有比特特性2计算机现实的分类服务器Sevrer：具有相对性、不需专门特定的处理器刀片式服务器：热插拔、低功耗、空间小、单机售价低Server处理器结构：CISC复杂指令集计算机(286、386)RISC精简指令集计算机VLIW超长指令字工作站workstation：专业工作站、PC工作站和台式机、笔记本、手持设备(掌上电脑)3基本单位换算：速率或带宽：T、G、M、K之间进率1000，单位位每秒(bps)容量：T、G、M、K、B之间进率1024，单位字节4英文简写：MIPS每秒一百万条整数指令MFLOPS每秒一百万条浮点指令MTBF平均无故障时间MTTR平均故障修复时间5奔腾芯片的特点32位、超标量(多流水线、以空间换取时间)、超流水(多级，提高主频、细化流水、以时间换取空间)、分支预测、哈佛结构、PCI局部总线(VESA失利)、64位数据总线、固化常用指令6安腾芯片特点IA-64、EPIC简明并行指令计算SSE流式的单指令流、多数据流扩展指令SIMD单指令流、多数据流7主板的分类：规格(T)、存储器容量(MB)、芯片集(X)、即插即用(PnP)、带宽(Hz)、扩展槽(PCI\USB\EISA)、CPU芯片(486/奔腾)、CPU插座(Socket7/Slot1)8网卡两层性：物理层+数据链路层1.3计算机软件组成1软件=程序+数据+文档2常用软件的分类：①用途：系统软件(核心：操作系统)、应用软件②授权：商业软件、共享软件、自由软件3瀑布模型：计划----定义、可行性开发：初期----需求分析、总体设计、详细设计后期----编码、测试运行：维护1.4多媒体基本概念1多媒体计算机(MPC)：CD-ROM、A/D和D/A转换、彩显、压缩/解压缩1压缩标准的区别：JPEG连续色调、多级灰度、彩色或单色静止图像MPEG动态图像H.263可视电话2超文本：非线性、非顺序、跳跃性;唇同步;流媒体：边下边看3压缩方法分类：熵编码(无损压缩)----哈弗曼、算术、游程编码源编码(有损压缩)----预测、矢量量化编码混合编码4流媒体：边下边看(C/S)技术特点：连续性、实时性、时序性(同步性)5多媒体制作软件PhotoShop处理位图CorelDraw处理矢量第二章网络基本概念2.1计算机网络的形成与发展1三网融合：计算机网络、电信传输网、广播电视网2广域网：资源子网、通信子网3网络三大公害：网络攻击、计算机病毒、垃圾邮件与灰色软件4网络互连技术局域网局域网网桥局域网广域网路由器或网关局域网广域网局域网路由器或网关广域网广域网路由器或网关2.2计算机网络的基本概念1定义：以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机的集合2计算机网络地理范围分类：局域网LAN(共享局域网、交换局域网)、城域网MAN、广域网WAN3拓扑的定义：几何关系表示的网络结构通信子网的抽象主体研究计算机网络结构问题4与网络拓扑相关的指标：网络性能、系统可靠性、通信费用5点对点网络不可能有总线型拓扑;广播式网络中不可能有网状型拓扑6点对点网络：星型、环型、树型、网状型拓扑广播网络：总线型、树型、环型、无线通信与卫星通信型7点对点网络拓扑特点星型拓扑:结构简单、易于实现、便于管理、可靠性差、中心结点是瓶颈环型拓扑:同向逐站传输、延时确定、维护及变更复杂树型拓扑:汇集信息、星型的拓展网状型拓扑:可靠性高、结构复杂、广域网常用8公式的计算：带宽与速率关系奈奎斯特定理Rmax(bps)=2f(Hz)与香农定理Rmax(bps)=B(Hz)log2(1+S/N)9两定理基本原理：Nyquist理想低通有限带宽Shannon有随机噪声的低通10关于误码率：Pe=Ne/N正常工作状态下是统计值，样本越大越精确;不是越低越好，考虑实际需求;二进制码元2.3分组交换技术的基本概念1电路交换：有实际物理线路连接过程：线路建立、数据传输、线路释放特点：优点----实时性高、适宜交互式会话类通信模拟通信不足----设备利用率底、不具备差错控制、流量控制不适宜突发式通信2存贮转发：有地址、格式，有通信控制处理机(1)报文交换----将发送数据作为一个逻辑单位转发很长，出错重发麻烦(2)报文分组交换----限定分组最大长度如TCP/IP最大64KB含分组号目的端需排序重组3分组交换技术分：(1)数据报----无需预先建立链路、需进行独立的路由选择、目的结点需排序重组、可能乱序、传输延迟大、适宜突发式通信(2)虚电路----需预先建立逻辑链路、不需进行路由选择、适宜长报文传输每个结点可同时和其他结点建立多条虚电路、2.4网络体系结构与网络协议1协议三要素及其定义语法----结构和格式语义----控制信息、动作与响应时序----实现顺序2OSI七层结构：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层3OSI重点介绍：物理层----透明的传送比特流数据链路层----建立无差错的数据链路、传送数据帧网络层----寻址、路由、拥塞控制传输层----端到端可靠透明地传送报文4TCP、UDP协议特点传输层：传输控制协议TCP----可靠、面向连接、全双工、复杂、速度慢、传控制信息UDP----不可靠、面向无连接、简单、速度快、传数据5TCP/IP与OSI模型的对应关系：主机-网络层----物理层、数据链路层互联层----网络层传输层----传输层应用层----应用层6TCP/IP协议中传输层、互联层的功能互联层----将源报文发送至目的主机、收发IP数据报、路径/流控/拥塞传输层----提供端到端服务，建立用于会话的端到端的连接应用层----常见协议Telnet、FTP、SMTP、DNS、RIP、NFS、HTTP2.5互联网的应用与发展1互联网应用：搜索引擎(应用系统软件)、博客(共享空间)、播客(Tudou)(传统广播节目播客、专业播客提供商、个人播客)、网络电视2P2P----非集中式、平等、独立路由、自治P2P即时通信：ICQ、QQ、MSN、YahooMessenger2.6无线网络应用的发展1802.16----WMAN，无线宽带/无线城域网(分为：固定接入、移动接入)2802.15----蓝牙技术3802.11----WLAN，无线局域网Wi-Fi4Adhoc----无线自组网：自组织、对等式、多跳(无路由)WSN----无线传感器网络三要素：传感器、感知对象、观察者WMN----无线网格网第三章局域网基础3.1局域网与城域网的基本概念1决定局域网与城域网性能的三要素网络拓扑传输介质介质访问控制方法2广域网基本通信机制:存储转发局域网基本通信机制:共享介质与交换3传输介质:双绞线、同轴电缆、光纤、无线信道4总线型拓扑:结构简单、实现容易、易于扩展、可靠性好特点：①所有网卡连接到作为公共传输介质的总线上②总线一般为同轴电缆或双绞线③一段时间内只能有一个结点发送数据④同一时刻≥2个结点同时发送即出现冲突，传输失败⑤需解决多个结点访问总线的介质访问控制5环型拓扑：结点之间通过网卡利用点到点线路连接构成闭合环形，环中数据沿一个方向饶欢逐站传递结构简单、实现容易、延迟确定、可在负荷较重、实时性高的环境下工作6星型拓扑7由IEEE802.2标准定义的介质访问控制方法①带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)方法的总线型以太网局域网②令牌总线(TokenBus)方法的总线型局域网③令牌环(TokenRing)方法的环型局域网*IEEE802.5制定令牌环网具体标准8数据链路逻辑链路控制(LLC)子层(高层)协议相同介质访问控制(MAC)子层(低层)协议不同IEEE802.3定义带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)总线总线介质访问控制子层与物理层标准3.2以太网(Ethernet)1发展历程核心技术：随机争用型介质访问控制方法，即带冲突检测的载波侦听多路访问来自无线分组交换网ALOHA2工作流程：先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发①载波侦听过程物理层上以曼彻斯特编码数据，如总线电平不跳变，即总线空闲②冲突检测方法冲突窗口：2倍的传输延迟τ=总线最大长度D/电磁波在介质中传播速率(光速的65%)V标准协议冲突窗口为51.2μs使用比较法、编码违例判决法③发现冲突、停止发送第一步是发出冲突加强信号，是所有结点检测出冲突的存在④随机延迟重发最大重发16次后延时间τ=2k×R×aKmin=(重发次数,10)R=Randoma=冲突窗口τmax=1023个时间片3以太网帧结构：EthernetV2.0的DIX帧64B~1518B①前导码(7B)与帧前定界符(1B)前导码1010101……;帧前定界符10101011;用于稳定电路②目的地址(6B)源地址(6B)一般为MAC、物理以太网地址目的地址分为：单一结点地址(第一位为0)、多点地址(第一位为1)、广播地址(全为1)③类型字段(2B)网络层协议④数据字段(64~1500B)⑤帧校验字段(FCS,4B)循环冗余检验(CRC)范围：目的地址、源地址、长度、LLC数据4接收检验LLC字段错：帧长度错不是8b的整数倍：帧校验错帧位错5以太网物理地址48位(EUI-48),写入网卡只读存储器(ERROM),6组两位16进制数；共有247个；前3B分配给生产商3.3高速局域网的工作原理1解决方法①提高传输速率，帧结构不变(10Mbps10Gbps)②分隔大型局域网，隔离子网通讯量③将共享介质方式改变为交换方式(局域网交换机)2快速以太网IEEE802.3u数据传输率:100Mbps采用相同的帧格式、介质访问控制方法与组网方法，降低每位发送时间LLC使用IEEE802.2，MAC使用CSMA/CD，调整物理层100BASE-T定义MII3千兆以太网IEEE802.3z数据传输率:1Gbps采用相同的帧格式、类似的组网方法，降低每位发送时间LLC使用IEEE802.2，MAC使用CSMA/CD，调整物理层1000BASE-T定义GMII4万兆以太网IEEE802.3ae数据传输率:10Gbps保留以太网最大最小帧长度规定使用单模光纤(有时使用多模光纤)全双工，无介质争用，无CSMA/CD物理层标准:局域网/广域网物理层(万兆介质独立接口10GMII)3.4交换式局域网与虚拟局域网1核心设备：局域网交换机：可以在多个端口之间(结点或Hub)建立多个并发连接交换式以太网核心部件：以太网交换机2技术特点低交换延迟支持不同的传输速率和工作模式(全双工/半双工):完成不同端口速率切换支持虚拟局域网服务3工作原理交换机可隔离本地信息，从而避免网络上不必要的数据流动，这也是交换机与集线器的最重要区别利用端口号/MAC地址映射表进行交换数据地址学习:获得端口号/MAC表，动态维护4帧转发方式直接交换方式:只接收目的地址，而后直接转发存储转发交换方式:接收完整帧，并进行差错检测改进的直通交换方式:接受前64B，判断头