计算机网络设备调试员取证辅导 01-计算机网络基础

计算机网络设备调试员取证辅导,01 计算机基础,教师介绍,教师姓名：汪进 办公室：4406 电话电子邮件:13683232632163.com,课程介绍,职业名称：网络设备调试员。 职业定义：使用专业仪器、工具等调试设备，对各种计算机网络设备和有线广播电视网络设备进行安装、调试的人员。 职业等级：本职业共设四个等级，分别为：初级（国家职业资格五级）、中级（国家职业资格四级）、高级（国家职业资格三级）、技师（国家职业资格二级）。,北京信息职业技术学院,3,申报条件,高级（具备以下条件之一者） （1）取得本职业中级职业资格证书后，连续从事本职业工作4年以上，经本职业高级正规培训达规定标准学时数，并取得结业证书。 （2）取得本职业中级职业证书后，连续从事本职业工作7年以上。 （3）取得高级技工学校或经劳动保障行政部门审核认定的、以高级技能为培养目标的高等职业学校本职业（专业）毕业证书。 （4）取得本职业中级职业资格证书的大专以上本专业或相关专业毕业生，连续从事本职业工作2年以上。,鉴定方式,分为理论知识考试和技能操作考核。 理论知识考试采用闭卷笔试方式，技能操作考核采用实际操作方式。 理论知识考试和技能操作考核均实行百分制，成绩皆达60分以上者为合格。 技师还需进行综合评审。,鉴定时间,理论知识考试时间不少于90120分钟。 技能操作考核时间不少于90120分钟。 综合评审时间不少于30分钟。,考核内容,计算机网络设备,计算机网络设备,计算机网络设备,有线广播电视网络设备,计算机网络设备,计算机网络设备,计算机网络设备,有线广播电视网络设备,计算机网络设备,有线广播电视网络设备,计算机网络设备,有线广播电视网络设备,计算机网络设备和广播电视设备,比重表,计算相网络发展现状,计算机网络发展到现在经历了近半个世纪，开始只是计算机主机与终端通信的网络，而现在计算机网络已实现多媒体等各种应用，网络覆盖面遍及全球，它已成为当今社会不可缺少的工具。 据中国互联网信息中心统计： 最新数据第29次中国互联网络发展状况调查统计报告：截至2011年12月底，中国网民规模达到5.13亿，全年新增网民5580万；互联网普及率达到38.3%。 中国手机网民规模达到3.56亿，中国的整体网民规模增长进入平台期。,22,网络的基本概念,网络的定义 利用通信设备和线路连接设备将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统（或其他的电子办公设备）互联起来，用一功能完善的网络软件实现网络中的资源共享和信息传递的系统。 网络的核心 资源共享和信息传递,计算机网络的分类,局域网（LAN）：将小区内和各种数据通信设备互联在一起的网络 局域网分类： 局部区域网络：数据传输率：120Mb/p 最大传输距离：25Km 支持的计算机台数：几百台 高速局域网：数据传输率：50Mb/p 最大传输距离：1Km 支持的计算机台数：几十台 计算机交换网络：数据传输率：9.66.4Mb/p 最大传输距离：1.5Km 支持的计算机台数：几千台 广域网（WAN）：跨越城市和国家的地域而组成的网络 城域网（MAN）：覆盖范围在一个城市大小的网络,计算机网络系统的组成,网络硬件 服务器 客户机 网络设备（集线器、交换机、路由器、传输介质） 网络共享设备（打印机、扫描仪等） 网络软件 网络操作系统 应用软件 网络管理软件 防火墙软件,计算机网络的功能,数据通信 电子邮件、传真、电子数据交换、电子公告牌、远程登陆等 资源共享 资源：计算机硬件、软件、数据 提高计算机系统的可靠性与可用性 多台服务器进行数据备份、均衡负载 实现分布式信息处理 多台计算机共同完成大型信息处理,计算机网络的应用,WWW浏览 电子邮件 FTP文件传输 BBS与新闻组 信息检索 远程会议系统 电子数据交换 远程教学与电子教育（金智） 信息高速公路及三金工程 计算机及集成制造系统,北京信息职业技术学院,28,计算机网络的组成,计算机网络系统的组成：网络硬件系统和网络软件系统 计算机网络硬件系统的组成：资源子网通信子网,资源子网,资源子网由主机、终端、终端控制器、联网外设、各种软件资源与信息资源组成。 资源子网负责全网的数据处理业务，并向网络用户提供各种网络资源与网络服务。,资源子网,主机：网络中所有独立的计算机都称为主机 终端：面向用户的交换设备，如：键盘、显示器或微机。 终端控制器：连接一组终端，负责这些终端与主机的通信。 计算机外设：主要指网络共享设备，如：磁盘阵列、网络打印机、网络绘图仪等。,通信子网,由通信控制处理机、通信线路与其它通信设备组成，完成网络数据传输、转发等通信处理业务。 通信控制处理机：以分组转发的方式，实现将资源主机报文发送到目的主机的作用。 通信线路：作为信息传输的媒介。常用有电话线、双绞线、同轴电缆、光纤和无线通信信道等。 信号变换设备：对传输的信号进行变换以适应不同的传输媒体的要求。常用有：调制解调器、无线收发器、光纤收发器等。,北京信息职业技术学院,32,计算机网络软件系统,网络协议软件 网络通信软件 网络操作系统 网络管理软件和网络应用软件 网络软件最重要特征是，它研究的重点不是网络中独立计算机本身的功能，而是如何实现网络功能。,北京信息职业技术学院,33,计算机网络的分类,按网络作用范围划分 局域网（LAN） 覆盖范围数十米到数公里。 通过高速线路连接（101000Mbps） 常用于一个办公室、机关、学校或小区。 城域网（MAN） 覆盖范围从几十公里到上百公里 用于在一个城市内政府部门、大型企业、机关、公司以及社会服务部门的计算机联网。 广域网（WAN） 覆盖范围可达世界各个角落 常利用电信通信部门提供的各种共用交换网，将分布在不同地区的计算机网络系统互联起来，实现资源的共享。,北京信息职业技术学院,34,计算机网络的分类,按网络的传输技术划分 广播式网络 仅有一条通信信道，网络上所有计算机都共享这个信道。当一台计算机在信道上发送分组或数据包时，网络中每台计算机都会收到该分组。 广播：发出分组后，网络上每台计算机都接收并处理。 组播：发送给网络上某些计算机 单播：只发送给网络上的某一台计算机 点到点网络 两台计算机通过一条物理线路连接。,北京信息职业技术学院,35,计算机网络的分类,按网络使用范围划分 公用网 由电信部门组件和管理，面向社会开放 专用网 由某个单位或部门组建，使用自己的线路或租用电信部门的线路，不向社会开放，供自己单位内部使用。 按传输介质分类 有线网 双绞线、同轴电缆、光纤 无线网 无线电话网、微波、卫星等,北京信息职业技术学院,36,计算机网络的拓扑结构,拓扑：研究与大小形状无关的点、线、面特点的方法。 在计算机网络中，抛开网络中的具体设备，把主机等设备抽象为点，把通信介质抽象为线，从拓扑学角度观看计算机网络系统，形成了点和线组成的几何图形。这种用拓扑学抽象的网络结构称为拓扑结构。 计算机网络拓扑结构主要有： 星形结构 树形结构 总线形结构 环形结构 网状结构,北京信息职业技术学院,37,星形结构,各节点通过点到点的链路与中心节点相连。一切数据通信都要通过中心节点。 优点：容易增加新节点；容易实现安全和优先级控制；易于监控网络。 缺点：对中心节点依赖性大,树形结构,由星形结构扩展而来，网络节点形成层次化 优点：减轻了中心节点的负荷,总线形结构,所有站点共享一条通信线路 优点：结构简单；需铺设线缆短；成本低。 缺点：维护困难；一点出现故障会影响整个网络；用户数增多后性能急剧下降。,环形结构,节点通过点到点通信线路构成闭环，只有获得令牌的节点才能发送数据 优点：稳定性高；不会发生广播风暴 缺点：结构复杂；添加删除节点困难,网状结构,节点之间存在多条链路 优点：可靠性高 缺点：结构复杂，维护管理困难,北京信息职业技术学院,42,标准化组织,ISO 国际标准化组织。制订了网络通信标准OSI ITU 国际电信联盟。制订了有关电话线传输数据标准 ANSI 美国国家标准学会。制订了ASCII码等标准 IEEE 制定了局域网和城域网标准802系列,北京信息职业技术学院,43,数据通信的基本概念,信息、数据和信号 通信的目的是为了交换信息。 信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识。 数据是把事件的某些属性规范化后的表现形式，它能够被识别和描述。 信号是数据在传输过程中的表示形式。 信号可分为模拟信号和数字信号。 在计算机和网络通信中，信息是通过编码进行传输和存储的。,北京信息职业技术学院,44,数据通信系统的基本结构,信源：产生和发送信息的一端 信宿：接收信息的一端 信道：通信线路(可以是有线的，也可以是无线的),通信系统,模拟通信系统 调制器：将信源的信号变换为适合模拟线路传输的形式 解调器：将模拟线路传输的信号恢复成调制前的形式 将调制器和解调器合为一体，制成调制解调器（Modem） 数字通信系统 对信源的信号先编码后再调制，到达目的地解调后还需解码。,北京信息职业技术学院,46,数据送信的技术指标,数据通信速率（传输速率） 码元速率RB：每秒传输的码元（脉冲）数，单位为波特/秒。称为波特率。 信息速率Rb：每秒传输的信息量，单位为比特/秒。称为比特率。 未经调制时，一个脉冲可传输一个二进制位的信息，此时比特率波特率 经调制后，一个脉冲可传输多个二进制位的信息，此时比特率波特率 RbRBlog2M （M：基数） 例：采用波特率2400bps，8位编码 比特率2400log22562400819200bps,数据送信的技术指标,误码率：错误码元/总传输码元 误比特率：错误比特/总传输比特 信道带宽：信道中传输的信号在不失真的情况下所占频率范围。单位：赫兹。 信道容量：单位时间内信道上所能传输的最大比特数。单位为比特/秒,北京信息职业技术学院,48,数据的传输,串/并行通信 并行通信：通过多条传输线同时传输多位信息。速度快，线路代价高。 串行通信：使用一对传输线逐位传输信息。线路开销低，速度慢。,数据的传输,通信线路的连接方式 点对点的线路连接：发送和接收端采用一条线路连接。 多点线路连接：各个站点通过一条公共通信线路连接。 信道的通信方式 单工：信道是单向的，数据信号只能向一个方向传输。 全双工：数据可以同时向通信双方传输。 半双工：信号可以向通信双方传输，但是不能同时传输。,北京信息职业技术学院,50,信号的传输方式,基带传输：不进行调制，利用基本脉冲传输信号。系统简单、实现方便。 频带传输：通过调制，把数字信号变换成音频信号，便于远距离传输。 宽带传输：使用高频载波，将多条信号调制成占用不同频段的信号在一条线路上同时传输。线路利用率高。,信号的传输方式,数据传输的同步方式 异步方式：传送的每个字符前后都要加上起始位、停止位。数据传输控制简单，但传输效率较低，常用于低速传输。 同步方式：传输的信息组成数据块（帧），每帧前加有同步信息。传输效率高。但需要通信双方严格同步，往往需要专用同步时钟，结构复杂。用于高速传输。,北京信息职业技术学院,52,数据的编码和调制技术,将数字信号转变为适合电话线路传输的音频信号的过程被称为调制。 常用的调制方法有： 幅移键控（ASK）：用不同的载波幅度表示“0”和“1”。 例：电报 频移键控（FSK）：用不同的频率表示“0”和“1”。 例：救火车警笛 相移键控（FSK）：用不同的相位表示“0”和“1”。 绝对相移：起始相位0为信号“1”，起始相位为信号“0” 相对相移：起始相位不变为信号“0”，起始相位改变为信号“1”,北京信息职业技术学院,53,数字数据的编码,数字基带传输中数据编码方式主要有： 不归零编码 正电平表示1、负电平表示0；也可反之。 曼彻斯特编码 在每一个检测周期中，电平都有变化。从低电平变为高电平表示1，从高电平变为低电平表示0 优点：因为每个检测周期中都有脉冲变化，因此可以用此作为同步信号。 差分曼彻斯特编码 在每一个检测周期中，电平都有跳变。若与上次跳变不同表示1，若与上次跳变相同表示0,北京信息职业技术学院,54,模拟数据的编码,在数字电子计算机中，模拟量需通过编码转换为数字量才能传输、存储和分析计算。 模拟量转换为数字量的过程称为编码 其主要方法是脉冲编码调制（PCM） 脉冲编码调制的过程包括： 抽样 每隔一定的时间间隔采集瞬时电平作为样本表示模拟数据在此时的值。 为了不丢失变化的信息，采样频率应大于2变化频率。 量化 将采样数据数字量化。通常量化为8、16级。 编码 将量化后的数据通过编码，以代码的形式表示,北京信息职业技术学院,55,数据交换技术,在电话出现不久，人们就认识到，在所有用户之间架设直达的通信线路是极大的浪费。 通过交换技术，终端间通过交换机分时的使用线路可以大大降低线路架设开销，提高通信线路的使用率。 传统的交换方式是电路交换。电路交换的过程是： 电路建立：通过搬动终端间各节点交换机上的开关，在两通信终端间建立物理连通的通信线路。 实现过程：通过逐级呼叫，逐段建立电路连接，直到目标节点收到呼叫，表示电路建好，目标节点向源节点发出回呼应答信号。 数据传输：电路建立好后，通信双方可以利用建好的电路进行通信。 电路拆除：通信完毕后，为了将电路供给其它终端使用，需将建好的电路拆除。 电路交换的特点 呼叫建立时间长 电路是透明的，通信双方须有相同的协议等 电路建立后，传输延时短 信道利用率低,北京信息职业技术学院,56,存储转发交换,电路交换的不足：建立连接时间长、线路利用率低。在低速通话业务中尚可接受，但无法适应高速网络数据传输。 存储转发交换：网络中各终端通过带有存储转发功能的节点相连。相互通信时将数据发送并存储到节点上，节点根据数据目标地址自动转发到下一个节点，这样逐点存储、转发，最终到达目地终端。 存储转发交换的优点： 高效：可动态或断续分配传输带宽 灵活：每个节点均有智能处理功能，可根据情况对路由和数据做必要的处理 迅速：连接过程极短 可靠：有完善的网络协议做保障，可形成多路由的通信子网。 存储转发交换的类型：报文交换、分组交换,北京信息职业技术学院,57,报文交换,报文：引于电报。一篇待发的电报称为一个报文。网络通信中将一条待发的消息称为一条报文。 报文交换：发送报文的终端将一条报文发送到一个网络节点，节点将报文暂存在缓存中，当一个报文全部存好后，节点根据报文的目的地址将报文发送到下一个节点。这样逐级传送，直到报文被传送到目的终端。整个过程中没有建立和拆除电路连接的过程。 特点： 不需建立专用通路 没有建立和拆除电路连接的延时 电路利用率高，节点可根据电路情况选择不同的传输速度 每个节点都可以进行检错和纠错，数据传输可靠性高 节点需由计算机担当 不足： 由于以报文为传输单位，如果报文较长，存储和转发需要较长时间，长时间占用线路，其他终端通信无法进行。 出现差错时要以报文为单位重发。如果报文过长，传输将无法进行。,北京信息职业技术学院,58,分组交换,基本方法同报文交换。但是传输单位不是整个报文，而是将报文分解成许多短小的、标准格式的“报文分组”（Packet）。 在每个分组中都包含有数据来源、目标地址及此分组在报文中的位置等信息。 采用分组交换后，各个分组可以选择不同的路径分别传输到目的终端，然后按照编号重新装配起来。 由于分组很短，不会长时间占用通信线路，使得各终端都有机会传输数据。 分组交换的两种形式：数据报分组交换和虚电路分组交换： 数据报分组交换：将报文分割成短分组，通过不同路径分别传送。每个分组上要加有数据来源、目标地址及此分组在报文中的位置等信息。 虚电路分组交换：在传送数据前先建立类似电路交换的连接，也有建立连接、传输数据和拆除连接的过程。但此连接是逻辑的，通过节点存储转发实现的。虚电路建立好后，所有的数据都是从此虚电路上传输，并不打乱分组顺序，因此分组中不需包含分组编号等信息。,北京信息职业技术学院,59,信道复用技术,建立通信线路的开销占据了通信成本中很大的一部分。信道复用技术可以有效地提高通信线路的利用率。 信道复用就是在一条通信线路上同时传输多路信号的方法。 信道复用技术的方式： 频分多路复用：不同的信道采用互不重迭的不同频带。（如：有线电视） 时分多路复用：不同的信道分时使用通信线路（但每个信道使用的时间极短，切换速度极快，通常人们感觉不到） 波分多路复用：不同的信道使用不同波长，在终端用棱镜分离。常用于共享光纤。 码分多路复用：不同信道使用相同的频道但是不同的地址码。收到信息后如果发现不是发给自己的丢弃。常用于无线通信和局域网。,电信服务与数据通信网,计算机网络可以利用电信部门提供的服务，把网络延伸。电信服务业务包括有线通信和无线通信两部分。 现代电信的各种网络几乎都可以提供数据传输服务。如遍布全球的公共电话交换网(PSTN)使用调制解调器后可以传输计算机数据。因此数据通信网的概念似乎延伸了，只要能为计算机网络提供数据通信连接，各种模拟通信系统、数字通信系统都可以作为数据通信系统的组成部分。,北京信息职业技术学院,60,模拟和数字通信,模拟通信是以模拟信号来传送数据的通信方式。在模拟通信系统中，数据要经历调制、传输、解调三个过程。模拟通信的缺点是抗干扰能力弱、保密性差、设备不易大规模集成以及不能适应计算机通信飞速发展的需要等。 数字通信是以数字信号来传送数据的通信方式。在数字通信系统中，数据要经历信道编码、传输、信道译码三个过程。数字通信具有抗干扰性强、保密性好、设备易于集成化并且便于使用计算技术对其进行处理等优点。,北京信息职业技术学院,61,数据通信,数据通信是包括数字通信和模拟通信在内的传送各种数据的通信方式。 数据通信网是各种数据通信的数据传输子系统的集合。数据通信网是使网上任意两结点之间可传送数据和交换数据的系统。 数据通信网由硬件和软件两个部分组成，硬件部分包括数据传输设备、数据交换设备和通信线路等；软件部分是为支持上述硬件配置、实现网络协议功能的各种程序。 目前仍普遍使用的X.25、DDN、FR以及新流行的B-ISDN(宽带综合业务数字网)、ADSL(非对称数字环路网)、ATM(异步传输模式)等都属于数据通信网。电信部门提供这些网络服务。,北京信息职业技术学院,62,数据通信网类型,按拓扑结构划分：星状网络、环状网络、树状网络和网状网络。 按交换方式划分：电路交换、报文交换、分组交换。 按广播方式划分：分组无线网、卫星通信网、有线广播网三类。 按协议标准划分：公共分组数据交换网(X.25)，综合业务数字网(ISDN)，专用数字数据网(DDN)，光纤分布式数据接口(FDDI)，异步传输模式(ATM)，帧中继(FR)。,北京信息职业技术学院,63,DDN,DDN是数字数据网的英文简称，利用数字信道传输数据信号的数据传输网。 传输媒介有光缆、数字微波、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。 DDN向用户提供的是半永久性数字连接，沿途不进行复杂的软件处理，因此延时较短。 DDN的主要特点 同步数据传输网，不具备交换功能。 高质量、高速度、低时延。 全透明传输，支持数据、图像、声音等多种业务。 安全可靠。,北京信息职业技术学院,64,综台业务数字网ISDN,ISDN可以实现语音、数据、图像的综合化，因而可以通过一条用户线路提供电话、传真、可视图文、数据通信与图像的综合服务。 ISDN采用完全数字化传输，传输质量和可靠性都非常高。 一根标准的ISDN线路，它提供两个B通道和一个D通道，B通道传输数据，D通道传输控制信息。一根ISDN线路。 B-ISDN表示宽带ISDN，它是ISDN的基础上发展起来的，原ISDN因此被称为窄带ISDN。,北京信息职业技术学院,65,非对称数字环路ADSL,ADSL利用现有PSTN的线路，在普通电话线两端采用离散多音频信号处理技术，使线路进行数字化传输，并在上行传输(从用户到ADSL网络中心)与下行传输(从网络中心到用户)之间采用非对称传输机制。一条ADSL线路上行传输速率为512Kbps，下行传输速率可达28Mbps。 ADSI特点： 能够综合语音、图像、视频、数据传输业务。 具有较高的传输带宽。 易于安装使用，涉及设备及连接方法如图3.10所示。 性能价格比明显优越，成本较低。,北京信息职业技术学院,66,公共分组数据网X.25,X.25是在模拟信道传输数字信号的一种可靠的方法。 X.25是国际电信联盟远程通信标准委员会制定的广域网通信协议标准，它定义了用户设备与网络之间连接的建立和维护的过程。已成为公共分组数据网的接口规范。 优点：具有良好的兼容性，适于在质量很差的线路上可靠通信，且费用远低于它的同类产品。 缺点：X.25所支持的最快速度为56Kbps，这个速度根本无法支持现今的多媒体网络。 广泛的应用：点钞机、自动信用卡系统、医疗数据库等。,北京信息职业技术学院,67,帧中继FR,帧中继FR是一种减少结点处理时间的技术。因为它采用了性能很好的光纤传输介质，并以传输的误码率很低为前提，在交换结点只进行很少的差错控制步骤，几乎收到帧就立即转发该帧。 帧中继是一种比X.25速率快得多的分组交换技术，以其