全国计算机等级考试三级网络技术知识点巩固——第2章 网络技术基础.pdf

全国计算机等级考试全国计算机等级考试 三级网络技术三级网络技术 知识点巩固知识点巩固 第第 2 章章 网络技术基础网络技术基础 2 1 计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展 2 1 1 计算机网络的发展阶段计算机网络的发展阶段 四个阶段 20 世纪 50 年代 20 世纪 60 年代美国的 ARPANET 与分组交换技术开始 20 世 纪 70 年代 20 世纪 90 年代 Internet 高速通信网络 无线网络与网络安全技术 2 1 2 计算机网络的行程计算机网络的行程 新技术出现必须具备的两个条件 强烈的社会需求 前期技术的成熟 军方需求 数据通信技术的基础研究 多台计算机互连的需求 ARPANET 美国国防部高级 研究计划局网络 广域网 广域网的结构可以分成资源子网与通信子网两个部分 早期的公用数据网是采用模拟通信的电话交换网 新型的公用数据网采用数字传输技术与分 组交换方式 2 1 3 网络体系结构与协议标准化网络体系结构与协议标准化 计算机网络发展的第三阶段 网络体系结构与协议标准化的研究取得重大进展 TCP IP 协议 与体系结构已成为业内公认的标准 局域网技术领域中 采用以太网 令牌总线 令牌环的局域网产品形成三足鼎立之势 2 1 4 互联网的应用与高速网络技术发展互联网的应用与高速网络技术发展 1 互联网高速发展 互联网不仅是一种资源共享 数据通信和信息查询的手段 还逐渐成为人们了解世界 讨论问题 购物休闲 乃至从事学术研究 商贸活动 教育 甚至是政治 军事活动的 重要领域 2 信息高速公路建设 高速网络技术的发展主要表现在 宽带综合业务数据网 异步传输模式 高速局域网 交换局域网 虚拟网络与无线网络 3 基于 Web 技术的互联网应用的发展 搜索引擎是一种运行在 Web 上的应用软件系统 搜索引擎继电子邮件之后的第二大 Web 应用 4 基于 P2P 技术的网络应用发展 淡化了服务提供者与服务使用者的界限 以 非中心化 的方式使得更多的用户计算机 同时身兼客户机与服务器的双重身份 5 网络安全技术的发展 为了有效的保护金融 贸易等商业秘密 保护政府机要信息与个人隐私 网络必须具有 足够的安全机制 以防止信息被非法窃取 破坏与泄露 2 1 5 宽带城域网的发展宽带城域网的发展 城域网是以光纤维传输介质 能够提供 45 150Mbps 的高传输速率 支持数据 语音 图形 与视频综合业务数据传输 可以覆盖跨度为 50 100km 的城市范围 实现高速带宽传输的数 据通信网络 传统的通信网络在概念与技术上的变化表现在 1 传统的局域网 城域网与广域网在技术上的界限越来越模糊 2 传统的电信传输网技术与计算机网络技术的界限越来越模糊 3 传统的电信服务业务与互联网应用的界限越来越模糊 4 电信传输网 计算机网络与广播电视网的技术与业务界限越来越模糊 目前 可以作为用户接入网的主要有三类 计算机网络 电信通信网与广播电视网 从技术角度看 互联网的用户接入方式主要分为 5 类 地面有线通信系统 无线通信和移动 通信网 卫星通信网 有线电视网和地面广播电视网 2 1 6 我国互联网的发展我国互联网的发展 1 农民网民人数增长 是我国社会稳定 经济高速增长形势的重要标志之一 2 普及率 表明我国目前正处于网民规模快速增长的阶段 3 高学历人群比例在逐渐下降 4 手机接入的快速增加标志着手机与互联网应用融合的趋势 5 我国互联网国际出口带宽逐年增长 2 2 计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念 2 2 1 计算机网络定义的基本内容 定义可分为 3 类 广义的观点 资源共享的观点 用于透明性的观点 1 计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享 2 互联的计算机是分布在不同地理位置的堕胎独立的 自治计算机 3 联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议 2 2 2 计算机网络的分类计算机网络的分类 按覆盖的地理范围划分 分为局域网 城域网 广域网 3 类 局域网 Local Area Network 用于将有限范围内的各种计算机 终端与外部设备互连成网 可分为共享局域网与交换局域网 局域网的技术特点有 1 覆盖有限的地理范围 2 提供高数据传输速率 第误码率的数据传输环境 3 属于一个单位所有 易于建立 维护和扩展 4 从介质访问控制方法的角度 可分为共享介质式局域网和交换式局域网 从使用的 传输介质类型看 可分为使用有线介质的局域网和使用无线通信信道的无限局域网 城域网 Metropolitan Area Network 是介于广域网与局域网之间的一种高速网络 满足大 型企业 机关 公司的多个局域网的互联需求 广域网 Wide Area Network 的通信子网可以利用公用分组交换网 卫星通信网和无线分组 交换网 将分布在不同地区的计算机系统连起来 以达到资源共享的目的 计算机网络要完成两大基本功能 数据处理与数据通信 计算机网络在结构上分为两个部分 负责数据处理的主计算机与终端 负责数据通信处理的通信控制处理设备与通信线路 从逻 辑功能上分 2 部分 资源子网和通信子网 2 2 3 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 1 计算机网络拓扑的定义 计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构 以反映网络 中各个实体之间的结构关系 2 网络拓扑的分类 根据通信子网中通信信道的类型 网络拓扑分 2 类 广播信道通信子网的拓扑 基本拓 扑结构型 4 类 总线型 树形 环形 无线通信与卫星通信型 与点对点线路通信子网 的拓扑 基本拓扑构型 4 种 星型 环型 树型 网状型 3 点对点线路通信子网的拓扑 2 2 4 描述计算机网络传输特性的参数描述计算机网络传输特性的参数 数据通信的基本技术参数有 2 个 数据传输速率与误码率 数据传输速率 在数值上等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数 单位记作 bps 奈奎斯特定理 有限带宽 无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关系 香农定理 有限带宽 有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽 信号噪声功率比之间 的关系 误码率是指二进制码元在数据传输系统中被传错的概率 2 3 分组交换技术的基本概念分组交换技术的基本概念 2 3 1 电路交换的基本概念电路交换的基本概念 早期广域网的通信子网数据交换方式 可以采用的方法基本分为 2 类 电路交换 存储转发 交换 又分 2 类 报文存储转发交换 报文分组存储转发交换 电路交换的通信过程分为 3 个阶段 线路建立阶段 数据传输阶段 线路释放阶段 交换设备与线路分为 2 类 模拟通信与数字通信 2 3 2 存储转发交换的特点存储转发交换的特点 存储转发交换与电路交换的区别表现在 2 方面 发送数据与目的地址 源地址 控制信息按照一定格式组成一个数据单元进入通信子网 通信子网中的结点是通信控制处理机 负责完成数据单元的接收 差错校验 存储 路径选 择和转发功能 2 3 3 数据报方式与虚电路方式数据报方式与虚电路方式 分组交换技术可分 2 类 数据报与虚电路 数据报是报文分组存储转发的一种形式 数据报方式有以下特点 1 同一报文的不同分组可以经过不同的传输路径通过通信子网 2 同一报文的不同分组到达目的的结点时可能出现乱序 重复和丢失现象 3 每个分组在传输过程中都必须带有目的地址和源地址 4 数据报方式的传输延迟较大 适用于突发性通信 不适用于长报文 会话式通信 虚电路方式有以下特点 1 在每次分组传输之前 需要在源主机与目的主机之间建立一条逻辑连接 不需要真 正建立一条物理链路 2 一次通信的所有分组都通过虚电路顺序传送 分组不必带目的地址 源地址等信息 不会出现乱序 重复和丢失现象 3 分组通过虚电路上的每个结点时 结点只需要进行差错校验 不需要进行路由选择 4 通信子网中的每个结点可以与任何结点建立多条虚电路连接 虚电路方式与电路交换方式区别 虚电路是在传输分组时建立逻辑连接 称之为 虚电路 是因为这种电路不是专用的 2 4 网络体系结构与网络协议的基本概念网络体系结构与网络协议的基本概念 2 4 1 网络体系结构的基本概念网络体系结构的基本概念 网络协议由 3 个要素组成 语法 语义 时序 计算机网络层次结构模型和各层协议的集合被定义为计算机网络体系结构 计算机网络中采用层次结构的好处 各层之间相互独立 灵活性好 各层都可以采用 最适合的技术来实现 各层实现技术的改变不影响其它层 易于实现和维护 有利于促 进标准化 2 4 2 ISO OSI 参考模型参考模型 1 OSI 参考模型的基本概念 OSI 中 采用了三级抽象 体系结构 服务定义 协议规格说明 OSI参考模型定义了开放系统的层次结构 层次之间的相互关系及各层所包括的可能的服务 OSI 的服务定义详细的说明了各层所提供的服务 OSI 参考模型只是一个在制定标准时所用 的概念性的框架 2 OSI 参考模型的结构与各层的主要功能 物理层 OSI 参考模型的最低层 利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接 透明 地传送比特流 数据链路层 在通信的实体之间建立数据链路连接 传送以帧为单位的数据 采用错差 控制与流量控制方法 使有差错的物理线路变成无差错的数据链路 网络层 通过路由选择算法 为分组通过通信子网选择最适当的路径 传输层 向用户提供可靠的端到端服务 透明的传送报文 会话层 组织两个会化进程之间的通信 管理数据交换 表示层 处理在两个通信系统中交换信息的表示方式 包括数据格式变换 数据加密与 解密 数据压缩与恢复等 应用层 OSI 参考模型中的最高层 确定进程之间通信的性质 满足用户需要 包括文 件传送访问和管理 虚拟终端 事务处理 远程数据库访问 制造业报文规范 目录服 务等协议 2 4 3 TCP IP 参考模型与协议参考模型与协议 1 TCP IP 参考模型与协议的发展过程 TCP IP 协议特点 开放的协议标准 可以免费使用 并且独立于特定的计算机硬件与操作系统 独立与特定的网络硬件 可以运行在局域网 广域网中 更适用于互联网 统一的网络地址分配方案 使得整个 TCP IP 设备在网中都具有唯一的地址 标准化的高层协议 可以提供多种可靠的用户服务 2 TCP IP 参考模型与层次 TCP IP 参考模型分为 4 个层次 应用层 OSI 的应用层 表示层 会话层 传输层 OSI 的 传输层 互联层 OSI 的网络层 主机 网络层 OSI 的数据链路层和物理层 互联层的主要表现 处理来自传输层的分组发送请求 处理接收的数据报 处理互联的路径 流控与拥塞问题 传输层的主要功能是负责应用进程之间的端到端通信 TCP IP 模型的传输层定义了两种协 议 传输控制协议 TCP 与用户数据报协议 UDP 应用层协议包括 远程登录协议 文件传输协议 简单邮件传输协议 域名服务 路由信息 协议 网络文件系统 超文本传输协议 2 4 4 OSI 参考模型与参考模型与 TCP IP 参考模型的比较参考模型的比较 2 5 互联网应用的发展互联网应用的发展 2 5 1 基于基于 Web 应用的发展应用的发展 1 Web 技术对互联网应用的影响 2 Web 技术的产生与发展 1989 年 Web 技术诞生 建议链接文档网 投入运行 图形化浏览器 Mosaic 软件 Netscape 的 Navigator 浏览器 Microsoft 的 Internet Explorer America Online 收购 Netscape 2 5 2 搜索引擎技术的发展搜索引擎技术的发展 1 搜索引擎技术研究的背景 信息资源共享技术 FTP 站点 Archie 软件 2 搜索引擎的研究 蜘蛛程序 Web Wanderer 第一个现代意义上的搜索引擎 Lycos 搜索引擎服务的样板 Yahoo 门户网站 中国搜狐网站 百度 google 2 5 3 播客技术的应用播客技术的应用 播客是基于互联网的数字广播技术之一 根据节目类型不同 播客可以分为 3 类 传统广播 节目的博客 专业播客提供商与个人播客 2 5 4 博客技术的应用博客技术的应用 博客即网络日志或网址 是指以文章的形式在互联网上实现信息共享 根据使用者和内容的不同 博客可分为 4 类 个人博客 共同关心某一类问题的人或某个团 体组成的博客社区 关于技术研讨或知识研究所的博客社区 以新闻事实的发表 转载与评 论的博客社区 2 5 5 网络电视的应用网络电视的应用 网络电视是通过宽带 IP 网络传输的 可以实行与用户的互动点播 同时也可以方便地将传 统的电视服务与 WWW E mail 以及其他的互联网服务功能结合起来 2 5 6 P2P 技术的应用技术的应用 P2P 网络特点 结点之间在共享网络资源与服务上的地位是平等的 P2P 网络不依赖于互联网的域名服务 具有适应网络拓扑动态变化的独立路由寻址能力 的自治体系 与互联网的 集中式 共享网络资源的机构共存互补 P2P 应用分类 文件共享 多媒体传输 即时通信 数据存取 协同工作 P2P 搜索 P2P 分布式计算 2 6 无线网络的研究与应用无线网络的研究与应用 2 6 1 宽带无线接入技术与宽带无线接入技术与 IEEE 802 16 标准标准 无线城域网 Wireless Man WMAN 无线接入技术分为两类 移动接入和固定接入 2 6 2 无限局域网与无限局域网与 IEEE 802 11 标准标准 无线局域网使用的是无线传输介质 按采用的传输技术可分为 3 类 红外线局域网 扩频局