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12-1-网络工程考试要点任方整理计算机网络发展阶段分为四个阶段：20世纪50年代：以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机通信网。20世纪60年代末：多个自主功能的主机通过通信线路互联，形成资源共享的无主从关系的计算机网络，以ARPAnet为代表，又成为计算机----计算机网络。20世纪70年代末：形成具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的开放式计算机网络20世纪80年代末：向网络互连、高速、智能化方向发展的计算机网络2.2.1--计算机网络的定义1970年，在美国信息处理协会召开的春季计算机联合会议，定义为：以能够共享资源（硬件、软件和数据等）的方式连接起来，并且各自具备独立功能的计算机系统之集合。强调资源共享。一般定义：计算机网络是利用通信设备和通信线路，将地理位置分散的、具有独立功能的多个计算机系统互连起来，通过网络软件实现网络中资源共享和数据通信的系统网络定义的四个要点:包含两台以上的地理位置不同具有“自主”功能的计算机。网络中各结点之间的连接需要有一条通道，即由传输介质实现物理互联。网络中各结点之间互相通信或交换信息，需要有某些约定和规则，即协议。以实现数据通信和网络资源（包括硬件资源和软件资源）共享为目的。计算机网络的分类按照网络的拓扑结构可分为：星形、总线形、环形、树形和网状形等按照网络的地理覆盖范围可分为：局域网、城域网和广域网按照网络的管理方式可分为：客户机/服务器网络和对等网络按照网络的使用范围可分为：公用网和专用网按照网络的数据传输方式可分为：广播式网络和点对点网络按照网络的带宽和传输能力可分为：窄带网和宽带网按地域分类网络分类缩写分布距离（大约）网络适用环境传输速率范围局域网LAN10m房间4Mb/s—2Gb/s100m建筑物几千米校园12-2-城域网MAN10km城市50kb/s—100Mb/s广域网WAN10-1000km城市、国家和洲9.6kb/s—45Mb/s－按管理方式分类按网络的使用范围分类公用网（PublicNetwork）公用网一般是由国家邮电或电信部门建设的通信网络。按规定缴纳相关租用费用的部门和个人均可以使用公用网专用网（PrivateNetwork）专用网是指单位自建的、满足本单位业务需求的网络。专用网不向本单位以外的人提供服务。如军队、银行、铁路、电力、教育等系统均拥有本系统的专用网。按网络的数据传输方式分类广播式网络（BroadcastNetworks）：在采用广播信道的通信子网中，一个公共的通信信道被多个网络结点共享。采用广播信道通信子网的基本拓扑构型主要有4种：总线型、树型、环型、无线通信与卫星通信型。点一点式网络（Point-to-PointNetworks）：与广播式网络相反，在采用点一点线路的通信子网中，每条物理线路连接一对结点。采用点一点线路的通信子网的基本拓扑构型有4种：星型、环型、树型、网状型。计算机网络的功能计算机网络的基本功能基本功能主要有：数据通信、资源共享、集中管理、分布式处理、可靠性高、均衡负荷和综合信息服务等单元要点2.计算机网络在中国起步较晚，但发展很快。目前已经建成和正在建设中的基于Internet技术的公用计算机网络有10余个。2.计算机网络是利用通信设备和通信线路，将地理位置分散的、具有独立功能的多个计算机系统互连起来，通过网络软件实现网络中资源共享和数据通信的系统。2.从系统功能的角度看，计算机网络由通信子网和资源子网两部分组成；从系统构成的角度看，计算机网络由网络硬件和网络软件两部分组成。3.7本章要点小结1.信道是传输信号的通路，一条传输线路上可以存在多个信道。信号带宽指信号的频率范围，而信道带宽是信道上能够传输信号的最大频率范围。2.数据通信方式按传输方式可分为串行传输和并行传输，按传输方向可分为单工、半双工和全双工通信，按同步方法可分为异步传输和同步传输3.传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。常用的传输介质可分为有线（双绞线、同轴电缆和光纤）和无线两类（无线电波、微波和红外线等）。数据通信方式－串行通信•将待传送的每个字符的二进制代码按由低到高位的顺序，依次发送。•特点是：成本低，利用率高，速度慢，需串/并转换，适合长距离的传输12-3-数据通信方式－并行通信•将表示一个字节的二进制代码同时通过8条并行的通信信道发送出去，即每次发送一个字节•特点是：成本高，速度快，不需串/并转换；但是信道的利用率低。数据通信中的同步方式•同步，就是要求通信的收发双方在时间基准上保持一致。异步传输•在异步传输中比特被划分成小组（通常是字符）独立进行传输•异步传输中比特小组一般以字符为单位，具体组成如下：起始位、数据位、校验位、停止位•无数据传输时，停止位（逻辑“0”）•有数据传输时，检测起始位（逻辑“1”）•按收、发双方约定的时钟频率对约定的字符比特数（5～8bit）进行接收•差错控制，完成一个字符的传输。•特点：数据传输额外开销大，主要用于低速设备，例如键盘、某些打印机等。同步传输•在同步传输方式下，比特被划分成大组（通常是数据帧）独立进行传输。•同步传输比特组成同步字符。地址字段、控制字段、数据字段检验字段、帧结束字段、同步传输原理•在无数据传输时，发送空闲信息•有数据传输时，检测同步字符（SYN）•按收、发双方约定的时钟频率对约定的数据进行接收•差错控制，完成一个数据帧的传输。•同步传输的特点是：数据传输额外开销小，但实现复杂，常用于高速数据传输。ISO/OSI参考模型简介ISO：国际标准化组织OSI/RM：开放系统互连参考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel）,OSI/RM定义了网络中设备所遵守的层次结构开放：所谓开放就是指遵循OSI标准后，一个系统就可以和其它也遵循该标准的系统进行通信OSI参考模型遵循原则目标站第n层收到的对象应当与源站第n层发出的对象完全一致。七层功能高层:负责主机之间的数据传输7应用6表示5会话底层:负责网络数据传输3网络2数据连接1物理!4传输层应用层－－－－－APDU、表示层－－－－－PPDU、会话层－－－－－SPDU、传输层－－－－－段(Segment)、网络层－－－－－包(Packet)、数据链路层－－－帧（Frame）、12-4-物理层－－－－－位流（BitsStream）)概述：物理层是OSI模型的最低层，它向下直接与传输介质相连接，是开放系统和物理传输介质的接口，向上相邻且服务于数据链路层。它的作用是在数据链路层实体之间提供必需的物理连接，按顺序传输数据位，并进行差错检查。在发现错误时，向数据链路层提出报告。功能：该层定义了物理链路的建立、维护和拆除有关的机械、电气、功能和规程特性。信结点之间的物理路径）所需的机械、电气、功能和规程特性协议（标准）：是DTE(数据终端设备DataTerminalEquipment)和DCE(数据通信设备DataCommunicateEquipment)或其它通信设备之间的一组约定，主要解决网络结点与物理信道如何连接的问题。数据链路层是为网络层提供服务的，解决两个相邻结点之间的通信问题，传送的协议数据单元称为数据帧链路就是数据传输中任何两个相邻结点间的点到点的物理线路。数据帧中包含物理地址（又称MAC地址）、控制码、数据及校验码等信息网络层主要负责控制通信子网的操作，实现网络上任一节点的数据准确、无差错地传输到其他节点。它涉及的是将源端发出的分组包经过各种途径传送到目标端。网络层必须了解通信子网的拓扑结构，并选择通过子网的适当路径。网络层是为传输层提供服务的传送的协议数据单元称为数据包或分组。传输层的主要任务是为从源端计算机到目的机提供可靠的、价格合理的数据传输，而与当前网络或使用的网络无关。传输层负责将数据可靠地传送到相应的端口传输层传送的协议数据单元称为段或报文基本功能分割与重组数据按端口号寻址连接管理差错控制和流量控制典型的传输层协议SPX（SequencesPacketExchange顺序包交换协议）TCP（TransferControlProtocol传输控制协议）会话层主要功能是管理和协调不同主机上各种进程之间的通信（对话），即负责建立、管理和终止应用程序之间的会话表示层处理流经结点的数据编码的表示方式问题，以保证一个系统应用层发出的信息可被另一系统的应用层读出。应用层是OSI参考模型的最高层，是用户与网络的接口，该层通过应用程序来完成网络用户的应用需求，如文件传输、收发电子邮件等传输层：负责在源端和目的端主机上的对等实体间建立的端到端的数据传输主要协议：TCP协议和UDP协议TCP提供的是面向连接的可靠的传输服务UDP(用户数据报协议)提供的是无连接的不可靠的传输服务TCP/IP参考模型简介OSI参考模型研究的初衷是希望为网络体系结构与协议的发展提供一种国际标准，但由于Internet在全世界的飞速发展，使得TCP/IP协议得到了广泛的应用，虽然12-5-TCP/IP不是ISO标准，但广泛的使用也使TCP/IP成为一种“实际上的标准”，并形成了TCP/IP参考模型。不过，ISO的OSI参考模型的制定，也参考了TCP/IP协议集及其分层体系结构的思想。而TCP/IP在不断发展的过程中也吸收了OSI标准中的概念及特征。负责在源端和目的端主机上的对等实体间建立的端到端的数据传输主要协议：TCP协议和UDP协议TCP提供的是面向连接的可靠的传输服务UDP(用户数据报协议)提供的是无连接的不可靠的传输服务网络的层次结构模型与各层协议和层间接口的集合统称为网络体系结构。即OSI参考模型和TCP/IP参考模型。单元5局域网拓扑结构类型与特点总线型局域网的介质访问控制方法采用的是“共享介质”方式；环型拓扑结构星型拓扑结构共享介质局域网的工作原理以太网的工作原理以太网(Ethernet)，当前广泛使用，采用共享总线型传输媒体方式的局域网（CSMA/CD）。CSMA/CD的发送流程可以概括为：CSMA/CD即具有冲突检测(CD)功能的载波监听多路访问(CSMA)的介质访问控制方法,它是典型的随机访问争用型技术,广播式发送。一对一通信的实现：为共享总线网上每一台计算机分配一个唯一地址，并在发送数据帧首部封装一接收站地址。多对多通信的协调：实质上是共享总线的占用分配，防止信号“碰撞令牌环的工作原理令牌环是一种适用于环形网络的分布式介质访问控制方式，已由IEEE802委员会建议成为局域网控制协议标准之一，即IEEE802.5标准。在令牌环网中，令牌也叫通行证，它具有特殊的格式和标记。令牌有“忙（Busy）”和“空闲（Free）”两种状态。具有广播特性的令牌环访问控制方式，还能使多个站点接收同一个信息帧，同时具有对发送站点自动应答的功能令牌环的工作原理–（1）环初始化（建立一逻辑环），然后产生一空令牌，在环上流动。–（2）希望发送数据的站等待，直到它检测到下一个空令牌的到来。–（3）发送站拿到空令牌后，将其置为忙状态，同时在忙令牌的后面发送数据。–（4）当令牌“忙”时，由于网上无空令牌，想发送数据的站必须等待。–（5）数据经环传递时，各站将其目的地址和本站地址比较，相符则接收同时转发；否则只转发。–（6）发送数据沿环循环一周再回到发送站，由发送站将该帧从环上移去，同时释放令牌（将其状态改为“闲”）发往下一站。单元要点，局域网在拓扑结构上主要分为总线型、环型与星型结构三种；在网络传输介质上主要采用双绞线、同轴电缆与光纤，但目前无线局域网的发展很快；6.1.1公用数据网的概念和组成12-6-公用数据网（PDN：PublicDataNetwork）为大众用户提供数据通信服务或线路租用服务的电信网，它由政府管理通信的部门或经政府许可的大公司进行管理和营运以数据分组为单位在线路和交换设备上用交换方式通信PDN有两种主要类型：分组交换数据网（PSDN：PublicSw