计算机网络技术期末考试知识点资料.pdf
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1、第一章网络概论 1.计算机网络发展Internet ARPAnet Intranet 的关系 解:主机 -远程终端互联;主机-主机互连;网络标准化;局域网的兴起;Internet 时代。 先有 ARPAnet(主机互联),再有 Internet (互联网),随后才有Intranet (企业网)。 2.计算机网络定义 解:将地理位置不同的两台以上的具有独立功能的计算机,通过通信设备和通信介质连接起 来,以功能完善的网络软件,实现资源共享的计算机系统。 3.计算机网络分类 解:局域网( local area network ,LAN) 广域网( wide area network ,WAN ) 城
2、域网( metropolitan area network,MAN ) 4.计算机网络拓扑结构:有哪些结构、各结构形态 解: 总线结构: 是将网上设备均连接在一条总线上,任何两台计算机之间不再单独连接。 环形结构: 是将网上计算机连接成一个封闭的环 星形结构: 是将多台计算机连在一个中心节点(如集线器)上 树形结构: 是星型结构的扩展,具有星形结构连接简单、易于扩充、易于进行故障隔离 等特点。 网状结构: 是一种不规则的连接,通常一个节点与其他节点之间有两条以上的通路。 第二章网络体系结构与通信知识 网络体系结构 1.网络协议及其三要素 解: 网络协议: 网络中各种计算机和通信设备共同遵守的规
3、则或约定。 三要素: 1语义:指在数据传输中加入哪些控制信息。 2语法:指传输数据的格式。 3时序:指数据传输的次序或步骤。 2.网络体系结构的概念 解:分层: 网络通信过程非常复杂,为了使复杂问题简单化,人们将网络完成的任务分解成 一个个小的子任务,然后针对每个子任务分别制定相应的协议,在网络术语中将这样一种任 务分解的方法叫分层。 网络体系结构:把网络的这种分层结构以及各层协议的集合。 3.OSI参考模型;有哪些层次、各层主要作用 解: 第 1 层:物理层 物理层为数据链路层提供比特传输服务,确保比特在通信子网中从一个节点传输到另一 个节点上; 物理层协议主要定义传输介质接口的电气的、机械
4、的、 过程的和功能的特性,包 括接口的形状、传输信号电压的高低、数据传输速率、最大传输距离、引脚的功能、动作的 次序等等。 第 2 层:数据链路层 数据链路层在物理层连接的基础上,为网络层提供通信子网中两个相邻的通信节点间的 可靠的帧传输服务;数据链路层要对传输的比特以帧为单位检查错误,如果出现错误, 要求 发送端重发。另外数据链路层还要处理相邻节点间流量控制问题。 第 3 层:网络层 网络层为传输层提供分组传输服务,保证报文分组能够从一个主机通过通信子网送达到 另一个主机上; 网络层把传输层送来的数据流分割成一个个的分组,根据分组要送达的目的 主机地址, 通过路由选择算法为每个分组选择一个最
5、佳路径,使分组能够沿着这条路径通过 通信子网到达接收端的主机,并处理网络中可能出现的拥塞(由于通信量大而引起的网络拥 堵、死锁等)问题。 第 4 层:传输层 传输层为会话层提供可靠数据传输服务;传输层对上层屏蔽数据传输的具体细节,为数 据的传输提供可靠的服务;为了提供可靠的服务,传输层提供建立、 维护端到端的传输连接、 端到端的传输差错校验和恢复以及信息流控制机制等机制。 第 5 层:会话层 会话层为表示层提供服务,在传输连接的基础上具体实施通信双方应用程序的会话,包 括会话建立、会话管理和终止的机制。 第 6 层:表示层 表示层为应用层提供服务,表示层保证一个系统应用层发出的信息能被另一个系
6、统的应 用层读出; 如果发送方和接收方数据表示格式不一致,表示层将使用一种通用的数据表示格 式在多种数据表示格式之间进行转换。 第 7 层:应用层 通过用户应用程序接口为用户应用程序提供服务,使用户通过网络应用程序将对网络的 请求送到网络中来。 通信知识 4.数据通信指标计算,数据传输速率计算、马元速率与数据传输速率 关系、乃奎斯特定理、香农公式、PCM速率计算等。 解: 数据传输速率:定义为每秒传输的比特数 R=1 /T(bps) R 为数据传输速率,T为脉冲宽度 (一个 bit 的持续时间 )。 码元速率与数据传输速率的关系:R= C*log2M( bps) M:为一个码元所取的离散值的个
7、数 若码元速率不变,当一个码元可取的离散值增加时,数据传输速率可以成倍的提高 但是随着M 值的提高,信道噪声也会增加,又会抑制传输速率的增加,所以M 值要受到限 制。 奈奎斯特定理:C=2B(baud) B:为信道带宽,C为码元速率。 若换算成数据传输速率:Rmax=2Blog2M 香农公式: 考虑噪声干扰的情况下数据传输速率的计算由香农公式给出。 R=Blog2(1+S/N) R:数据传输速率;B:信道带宽;S/N:信号功率与噪声功率之比,简称信噪比。 PCM 速率计算: 5.幅移键控、频移键控、相移键控 解: 幅移键控( ASK ) :用载波信号的不同幅度表示数据的0 和 1。 频移键控(
8、 FSK ) :用载波信号的不同频率表示数据的0 和 1。 相移键控( PSK ) :用载波信号的不同初始相位表示数据的0 和 1。 6.曼彻斯特、差分曼彻斯特编码 解: 曼彻斯特( manchester)编码: 曼彻斯特编码的规则 表述 1:每比特的周期T 的中间产生跳变,这个跳变即起同步作用,同时,又用跳变方 向代表数据0 或 1。 表述 2:将每比特的周期T 分为前 T/2 与后 T/2 两部分,前T/2 用该比特的反码,后T/2 用该比特的原码。 差分曼彻斯特(difference manchester)编码: 每比特的周期T 的中间产生跳变,这个 跳变仅起同步作用,每比特所代表的值根
9、据其开始边界是否发生跳变来决定。 当要传输的比特是1 时,在该比特到来的瞬间,编码后的波形不产生跳变;当要传输的 比特是 0 时,在该比特到来的瞬间,编码后的波形产生跳变。 7.PCM编码概念、原理、计算 解: 概念: PCM(pulse code Modulation) 也称为脉冲编码调制,是一种把模拟信号转换为进 制数字信号的过程。 原理: 采用 PCM编码方案需要经过采样、量化、编码三个过程。 采样: 每隔一定的时间对连续模拟信号采样,连续模拟信号就成为离散的信号。根据采 样定理,采样频率必须满足ffmax 量化:是一个分级过程,把采样所得到的脉冲信号根据幅度做N 等分,然后让每一个 采
10、样值都近似等于一个标称值 编码:用一组二进制数组合来表示采样序列量化后的量化幅度。如果有N 个量化级, 那么,就应当用(log2N)位二进制数来表示 计算: 8.循环冗余码;相关概念、计算、验证 解: 循环冗余码计算和验证过程如下: (1)将要发送的数据序列,当作一个多项式F(x); (2)选择一个生成多项式G(x) ,设 G(x)中的最高幂次为k; (3)用 xk 乘 F(x); (4)使用模二除法,用G(x)去除 F(x)*xk,得 P(x)+R(x)/G(x) ,余数多项式R(x)对应 的二进制数位串即为所求的循环冗余码; (5)将冗余码加在F(x)的后面: F(x)*xk+R(x),发
11、送; (6)在接收端收到F(x); (7)接收端用G(x)去除 F(x) ,得余数多项式R (x) ; (8)若 R(x)=0,则无错。 9.数据交换方式;数据报、虚电路交换原理、特点 解: 数据交换方式: 数据报交换:不需要建立专线连接,线路利用率高; 每个分组独立携带源地址和目的地址信息; 每个分组可以经过不同的路径通过通信子网,到达的顺序可能不同于发送 的顺序,可能出现分组丢失、重复现象; 数据延迟较大,适合于突发性通信,不适合会话式的通信; 虚电路交换:在传输数据之前需要建立一个逻辑连接,这个连接不独占; 数据分组不需要携带地址信息; 所有分组沿一条虚电路传输,不会出现乱序、重复、分组
12、丢失等现象; 分组经过虚电路上的节点时,只做差错检验,不需要再选择路径; 通信子网中每个节点都可以与任何节点建立建立多条虚电路; 10.多路复用方式 解: 频分多路复用 ( FDM):将传输介质的带宽,划分成若干较窄的频带,每一个窄频带构成 一个子信道, 各子信道的中心频率不相重合,子信道之间留有一定宽度的隔离频带,每个子 信道传输一路信号。 时分多路复用(TDM): 是一种分时占用信道的方法;在传输时把时间先分成周期,在每 个周期中再分成小的时间片,每一时间片由复用的一个信号占用,每个瞬间都只有一个信号 占用信道。 时分复用分为两种复用方式,同步时分复用: 在同步时分多路复用中,每个周期 内
13、,一个信源都只能占用一个时间片,不同周期的相同时间片组成一个子信道;统计时分复 用:某信源所占用的时间片不是固定的,而是按照信源传输的数据量大小来分配时间片,传 输数据量大的信源可以多占用时间片。 波分多路复用( WDM) :在同一根光纤中同时让两个或两个以上不同波长的光信号通过 不同光信道各自传输信息。由于波长不同, 所以各路光信号互不干扰,最后再用解复用器将 不同波长的光信号分解出来。 码分多路复用(CDM):所有用户可在同一时间使用同样的频带进行通信,每个用户分配 一个地址码,各个用户的信号用各自不同的地址码序列来区分。 第三章网络设备 1.有线传输介质分类、特性、接口,双绞线接线 解:
14、 同轴电缆: 连接距离 :粗缆可达2500 m(单段最远500 米) ,细缆的最大传输距离可达 925 m(单段最远185 米) 。 安装维护 :粗缆安装时不需要切断电缆,需要单独安装收发器和收发器电缆, 难度大,造价高;细缆安装则比较简单、造价低,由于安装过程中要切断电缆, 当接头多时容易产生接触不良的隐患。 抗干扰能力 :有较强的抗干扰能力。 拓扑结构 :用粗缆和细缆连接的网络都是总线拓扑结构。 双绞线:(1)传输距离一般不超过100 米,传输速度随双线类型而异; (2)价格低,重量轻,易弯曲,安装维护容易; (3)可以将串扰减至最小或加以消除,屏蔽双绞线抗外界干扰能力强; (4)具有阻燃
15、性; (5)适用于结构化综合布线。 光纤: 信道带宽大,传输速度快,可达1000Mbps 以上; 传输距离远, 就单段光纤的传输距离而言,单模光纤可达几十公里,多模光纤可 达几公里; 抗干扰能力强, 传输质量高。 由于光纤中传输光信号,所以不受外部电磁场干扰; 信号串扰小,保密性好; 光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输; 光纤的材料是制作塑料和玻璃的材料,材料来源丰富,环境保护好; 无辐射,难于窃听; 光缆适应性强,寿命长。 双绞线接线:橙白橙 绿白蓝 蓝白绿 棕白棕 2.无线传输方式种类 无线电: 是指频率范围在10KHz1GHz之间电磁波谱。 微波: 是频率范围在3300GHz的无线电波。
16、 卫星通信系统: 实际上也是一种微波通信,它以卫星作为中继站转发微波信号,在多个地面 站之间通信,卫星通信覆盖范围大,三颗卫星可以覆盖地球表面。 红外线通信:是指利用红外线作为传输手段的通信方式 3.集线器、二层交换机、路由器、网桥等设备的作用、原理、应用、 设备之间的区别 解: 集线器: 定义:是将网络中的站点连接在一起的网络设备 作用:大多数集线器有都有信号再生或放大作用。 原理:集线器不能够识别源地址和目的地址,没有地址过滤功能,采用广播方式, 即从一个端口接收数据,向除入口之外的所有端口广播。多站点共享总线,共处于一个冲突 域中,任意时刻只能有一个站点发送数据,其他站点只能接收,总线带
17、宽被多个站点均分。 网桥: 定义: 是一个将网络互连起来的设备,它可以在数据链路层上连接两个局域网,使之 相互通信。 作用:隔离局域网间的冲突。提高网络性能。 提高网络的安全性。扩展网络覆盖范围。 原理: 1)建立桥接表 某站点发送数据帧时,网桥收到这个数据帧后,就读取帧中的源地址和目的地址,并将 源地址和接收该帧的端口记录在桥接表中 2)转发数据 当网桥收到一个数据帧时,就读取帧中的源地址和目的地址,然后去查桥接表,根据桥 接表中记录的信息,网桥可能采用以下几种策略: (1)如果源地址和目的地址对应的端口是同一端口,网桥会丢弃数据帧 (2)如果源地址和目的地址对应的端口号不同,网桥就唯一的向
18、目的地址对应的端口转发 数据帧。 (3)如果读取的目的地址在桥接表中没有相对应的记录,网桥将向除接收端口外的所有端 口广播数据帧。 二层交换机: 作用: 局域网交换机用于连接终端设备,如计算机及网络打印机等,使其组成 网络;局域网交换机也可以连接两个或两个以上的局域网,组成更大的网络。 原理:其工作原理与透明网桥类似,也是根据所接收的帧的源MAC 地址构造 转发表, 根据所接收帧的目的地址进行过滤和转发操作,但是其转发延迟比网桥小,其端口 数量比网桥要多,可以将二层交换机看成是一个多端口的网桥。 路由器: 定义: 是网络互连设备,是互联网的主要节点设备,是不同网络之间相互连接的枢 纽。 作用:
19、 连接多个网络, 在网络之间传输报文分组;网络互连环境中为报文分组选择 最佳路径。 原理: 区别: 设备比较内容 集线器二层交换机网桥 工作层次 物理层数据链路层同交换机 地址识别能力 无识别物理地址同交换机 转发数据的方式 总是广播以点对点为主,偶尔广播同交换机 是否能隔离冲突 否是是 图 3-28 路由器原理 数据链路 层 网络层 物理层 数据链路 层 网络层 物理层 主 机 A 主 机 B R1 R2 高层 数据链路 层 网络层 物理层 高层 数据链路 层 网络层 物理层 A2 B1 B2 C1 C2 A1 端口数量 多多少 组建局域网 可以可以不适合 4.网卡地址的概念、格式、查看 解
20、: 概念: 以太网卡的物理地址由48 位二进制数组成,为便于书写和记忆,所以实际表示 时用十二位十六进制数来来表示。 格式: 0000 0000 0110 0000 0000 1000 0000 0000 1010 0110 0011 1000 用十六进制 数表示( 12 位 ) :00-60-00-08-00-A6-38 这 48 位二进制数中,前24 位为企业标识,后24 位是企业给网卡的编号。 查看: 使用 IPCONFIG /ALL命令可以查看网卡地址。 5.无线网络设备的功能与应用 解: 功能: 台式机专用的PCI接口无线网卡,适用于普通的台式机使用。 笔记本电脑专用的PCMICA接
21、口网卡,仅适用于笔记本电脑,支持热插拔。 USB接口无线网卡。 这种网卡不管是台式机用户还是笔记本用户,只要安装了驱 动程序,都可以使用。 笔记本电脑内置的MINI-PCI无线网卡。 应用: 无线接入点AP 包括: 一个无线电收发机,用于使用射频信号与无线网卡通信,一个有线以太网 接口,用于连接有线网络,以及桥接电路或者桥接软件 功能: 汇集其作用范围内的无线网卡的信号,并连接至有线网络,提供无线工作 站与有线局域网之间的相互访问,以及接入点覆盖范围内的无线工作站之间的相互通信,是 无线网和有线网之间沟通的桥梁。无线 AP只能把无线客户连接起来,不能通过它共享上网。 无线路由器 概念:带有无线
22、覆盖功能的路由器,是单纯型AP与宽带路由器的一种结合体; 既有路由器的功能,又有无线AP的功能。 用途:应用于用户共享上网。 功能:无线路由不仅可以把无线节点连接起来,还可以把通过它进行无线和有线 连接的终端都分配到一个子网。还具有一些网络管理的功能,如 dhcp 服务、网络地址转换、 防火墙、 mac 地址过滤等功能 第四章TCP/IP协议 1.TCP/IP层次结构与各层主要协议的作用 (IP、 ARP 、 TCP 、 UDP、 HTTP 、 FTP等) 解: 网络接口层:在这个层次上TCP/IP没有定义任何协议,而是利用了其他网络的低层协 议开放性 互连层: IP协议:尽力而为的将IP分组
23、从发送端主机通过互联网环境送达接收端主机 ARP协议:将IP地址转换为物理地址。 RARP协议:反向地址转换协议。当物理地址已知,但IP地址不知道时,则使 用 RARP解析。 Internet 控制信息协议(ICMP) :作用是向源主机报告差错。 多播协议( IGMP) :IGMP 是一个支持多播的协议,它运行在路由器上,用于 帮助多播路由器识别加入到一个多播组的成员主机,并将组成员信息转发给其他多 播路由器。 传输层: TCP协议: TCP协议为应用层要求传输可靠的应用提供数据传输服务。 UDP 协议: UDP协议向应用层提供面向无连接无确认的服务。 应用层:(1)虚拟终端协议Telnet
24、(2)文件传输协议FTP (3)简单邮件传输协议SMTP (4)域名系统DNS (5)超文本传输协议HTTP (6)邮局协议POP (7)简单网络管理协议SNMP 2.IP地址格式、分类以及IP地址类型、网络号、主机号判断 解: 格式: IP地址由 32 位的二进制组成,这32 位二进制数被分为4 组,每组8 位,各组 之间用“ .”分割,为便于表示,将每组二进制数写成十进制数。 分类: A 类地址 ;IP 地址的第一组数在1126 之间,共有126 个网络号,每个网络最多 可提供大约16777214 个主机地址 . B 类地址; IP 地址的第一组数在128191 之间,共有16384 个网
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