网络工程空间信息技术大一上学期考试要点整理

1、网络工程测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

2、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/

3、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）网络适用划、境传输速率范围局域网-AN10m房间4Mb/s 2Gb/s100m建筑物几千米校园城域网MAN10km城市50kb/s 100Mb/s广域网WAN10-1000 km城巾、国家和洲9.6kb/s45Mb/s-按管理方式分类按网络的使用范围分类公用网(Public Network )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

4、(Private Network )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(Broadcast Networks ):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、无线通信和卫星通信型。点一点式网络(Point-to-Point Networks ):和广播式网络相反，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

5、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.信道是传输信号的通路

6、，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。.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

7、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 “iy? 按收、发双方约定的时钟频率对约定的字符比特数（58bit）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

8、? 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 （Open System Interconnection Reference Model ）, OSI/RM定义了网

9、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层收到的对象应当和源站第 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使用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 使用层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）、 物理层位流（ Bits Stream）概述： 物理层是 OSI模型的最低层，它向下直接和传输介质相连接，是开放系统和物理传输 介质的接口，向上相

10、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 Data Terminal Equipment）和DCE（数据 通信设备 Data Communicate Equipment）或其它通信设备之间的一组约定， 主 要解决网络结点和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

11、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， 而和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 基本功能分割和重组数据

12、 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 （ Sequences Packet Exchange 顺序包交换协议）TCP （Transfer Control Protocol 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、管理和终止使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，以保证一个系统使用层发出的信 息可被另一系统的使用层读出。使用层是OSI参考模型的最高层，是用户和网络的接口，该层通过使用程序来完成 网络用户的使用需求，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

13、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和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协议得到了广泛的使用，虽然 TCP/IP不是ISO标准，但广泛白使用也使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

14、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和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和特点 / 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

15、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

16、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、环型和星型结构三种；在网络传输介质上主要采

17、用双绞线、同轴电缆和光纤，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公用数据网(PDN : Public Data Network )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 ： Public Switched DataNetwork,)和电路交换数据网( CSDN : Circuit Switched Data Network, 在通信双方或多方之间，通过电路交换方式建立电路连接，以此提供数据传输业务的数据网)

18、通信子网传输分组的方式虚电路（Virtual Circuit ）方式：有连接交换虚电路（SVC:Switching Virtual Circuit）:信息包交换虚 拟线路（节点之间只在需要传送数据时才建立逻辑连结） SVC是虚拟的，路径是从路由表中得到的，而不是建立物 理线路。SVC是交换的，因为它能按需要建立，类似于一 次电话呼叫。永久虚电路（PVC ： Sermanent Virtual Circuit ）:在源地 址和目的地址之间的永久性硬件电路连接。PVC不论是否有数据传输，它都保持连接；而 SVC在数据 传输完成后就自动断开。通常，PVC用于保持信号和管理信 息通讯，保持永久连接，而

19、 SVC主要用于大量的具体数据 的传输。数据报（Datagram）方式：无连接 公用数据网的组成中继传输线路用户本地接入线路节点交换设备用户接入设备分组型终端非分组型终端6.2.1帧中继的特点和基本技术X.25设计时因为通信线路可靠性低，采用了比较严格的检错重传机制，影响了传输 效率快速分组交换技术帧中继（Frame Relay ）:采用可变帧长异步传输模式（ATM ）：采用固定帧长帧中继没有网络层，在链路层实现链路复用，以帧为单位转接在链路层增加了路由功能，去掉了差错控制、排序、寻址等功能，以减少途 中节点的处理时间链路连接标识符（DLCI ）用来识别节点和节点间的逻辑链路连接从源端点到目的

20、端点的沿途每段链路有不同的DLCI在每个节点建立了链路出入端口转接映射表，可以根据入口的 DLCI查找出口的 DLCI帧中继的特点只使用物理层和链路层的核心功能部分采用可变长的帧，以适应不同网络层协议的需要只负责检错，不纠错不提供帧的确认，也没有通常的流量控制把控制信号和用户数据信道分开在不同的专用信道上传输（称为带外信令技术）不同的用户采用时分复用的方法使用帧中继网，根据不同用户的信息流特点动态分配带宽6.3 ATM技术ATM的基本概念宽带综合业务数字网（N-ISDN ）能够满足多种媒体通信业务对带宽的高要求需要一种能结合电路交换和分组交换优点的交换技术ATM的主要特点选择固定长度的短信元（

21、Cell）作为信息传输的单位能支持不同速率的各种业务所有信息在最低层是以面向连接的方式传送，以保持电路交换适合于传送实时性很强的业务的特点底层不进行差错控制和流量控制，可明显提高信元在网络中的传输速率ATM网的接口标准用户一网络接口（ UNI ）网络一网络接口（ NNI ）ATM的传输原理异步传输模式：异步时分复用，随机地按用户需要和当前流量情况插入时隙统一格式的定长小信元，用信头内的标志来识别不同用户的信息面向连接，使用虚通路 PC和虚路径PV,可提高处理速度，减少时延节点交换机采用分组交换的虚电路方式，靠信头中的标志符识别信道号，实现路由选择数字数据网数字数据网（DDN ）数字传输通道（光

22、纤、数字微波、卫星）和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网为用户提供各种速率的高质量数字专用电路和其他业务基于时分复用传输技术， 为用户提供一条独享的 N X 64Kb/s2Mb/s双向高 速率的透明传输通道DDN数字交叉复用设备（DDN节点）数字传输电路以光缆为主网络互联的概念网络互联（Internetworking ）:是指将分布在不同地理位置的网络、不同设备相连接，以构成更大规模的互联网络系统，并实现互联网络通讯和资源的共享；是指网络在物理和逻辑上，尤其是逻辑上的连接。网络互联的类型局域网-局域网互联（LAN-LAN） 局域网-广域网互联（LAN-WAN）IP地址的组成及分类IP地址是网

23、络层的逻辑地址，用于标识数据报的源地址和目标地址，在Internet中，一个IP地址可唯一性地标识出网络上的每个主机 （或路由器）。 目前主流的IPv4协议采用的IP地址长度为4个字节，即32bitIP地址现在由因特网名字和号码指派公司ICANN （Internet Corporationfor Assigned Names and Numbers）进行分配IP地址的组成及分类IP地址组成分层结构（网络号 Net-id、 主机号 Host-id）地址长度32位 X.X.X.X点分十进制表示：5二进制形式的IP地址：10101100 10101 00011001IP地址的组成及分类十进制数转换成

24、二进制数，这是一个连续除2的过程：把要转换的数，除以2,得到商和余数，将商继续除以2,直到商为0。最后将所有余数倒序排列， 得到数就是转换结果。二进制数转换为十进制数，二进制数第1位（最低位）的权值是2的0次方,位值*权值0*20=01*21=21*22=4第2位的权值是2的1次方第N位的权值是2的N-1次方 商 余数 TOC o 1-5 h z 6/2303/2111/2016 的二进制为 000001100+2+4=6IP地址的组成及分类IP地址分类：根据不同的取值范围，IP地址可以分为五类，IP地址中前5位用于标识IP地址的类别。A类地址的前1位（最高位）为“0”B类地址的前2位为“10

25、”C类地址的前3位为“110”D类地址的前4位为“1110”E类地址的前5位为“11110”IP地址的组成及分类IP地址分类A类地址：126个A类网络，每个网络有 1678万个主机，适用大型 组织和国家，早已分配完毕。B类地址：16384个B类网络，每个网络有 65534个主机，适用大 公司、政府机构C类地址：200万个C类网络，每个网络有 254个主机，适用于小公司、科研单位D、E类地址特殊用途IP地址的组成及分类私有” IP地址（仅用于内部专网）A 类: 551个网络B 类: 5516个网络C 类: 55256个网络Loopback地址，用于测试 TCP/IP, ,/8子网和子网掩码为何要

26、进行子网划分？提高IP地址的利用率：IPv4地址紧缺，按类别分配地址浪费，如B类地址，网络ID16384 ,主机ID65534 （浪费）下一个版本是IPv6 （地址长度为128位）子网和子网掩码子网划分的原理子网编址 Subnet Address:主机位逻辑细分，借用主机地址部分的若干位以作为子网地址，通过子网掩码识别子网和子网掩码根据IP地址和子网掩码计算对应的网络地址将IP地址和子网掩码进行位和“运算举仞66 / 26子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。两台计算机 各自的IP地址和子网掩码进行 AND运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同

27、一个子网络上的，可以进行直接的通讯。子网地址位数子网数子网掩码0 11 二22824923824子网和子网掩码最大主机2541266230416405324866452.进行子网划分时，如果子网地址为31位或者32位，那么可用的主机地址数将为0 ,这样的子网没有实际意义。子网地址的位数为 30位时，对应的子网掩码为146252 。这种子网通常被用于路由器间的点对点链路。2.根据题目要求，可以按下列方案划分该C类网络(注意：此答案不唯一)子网编号IP地址范围子网掩码1 12422 32434 524428 919256 9 52剩余的 IP 地址段有:0027、92 55,共剩余92个IP地址。

28、DNS ( Domain Name System)域名系统：是一个分布式的主机信息数据库，其域名空 间是由树状结构的各层子域名组成的集合DNS命名用于 TCP/IP网络，如Internet,用来通过用户友好的名称定位计算机和 服务。当用户在使用程序中输入DNS名称时，DNS服务可以将此名称分析为和此名称相关的其他信息，如 IP地址。 为什么要进行域名分析？用户希望使用记忆和书写较为方便的域名主机之间的通信仍然需要通过IP地址进行必须提供一种机制进行域名和IP地址之间的映射域名分析将域名映射为对应的IP地址，或将IP地址映射为对应的域名 域名分析需要借助于一组既相互独立又相互协作的域名服务器完成 域名分析静态分析静态域名分析是通过客户机上的一个分析文件( hosts文件)来进行的，位 于系统文件夹下的system32driversetc文件夹中，包含一个域名和 IP地址 的映射表必须由人工维护，不能及时反映域名的变化动态分析利用集中的、被称为 DNS服务器的计算机进行域名系统的维护和分析DNS 是基于 Client/Server模式的分布式系统DNS服务器主服务器 辅助服务器 高速缓存服务器 DNS 分析器(DNS Resolver)递归分析(recursi