通信工程师考试中级互联网技术要点分析Word文档格式.docx
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⏹1.3.2报文交换
报文是数据传输的单位，即站点一次性要发送的数据块，长度不限且可变。
报文交换采用存储-转发的数据传输机制。
⏹1.3.3分组交换
分组交换也称包交换，它是目前应用最广泛的数据交换技术。
分组交换通常有两种方式：
数据报方式和虚电路方式。
1.数据报
数据报方式传输数据时无须建立和释放连接，当传输少量数据时非常灵活且效率高。
2.虚电路
虚电路方式传输数据时须建立和释放虚电路，当传输少量数据时不够灵活且效率低。
1.4多路复用与多址通信
多路复用:
将若干彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复用信号方法。
分类：
⏹频分复用（FDM）
⏹时分复用（TDM）
⏹空分复用（SDM）
⏹波分复用（WDM）
⏹“复用”与“多址”
“复用”和“多址”是容易混淆的概念，“复用”是两点之间的不同信号通过复用实现的通信；
“多址”是不同地点（常称为多址）的信号通过复用实现多点之间的通信。
⏹多址分类：
频分多址（CDMA）
时分多址（TDMA）
空分多址（SDMA）
码分多址（CDMA）
混合多址（频分多址/时分多址、码分多址/频分多址）
⏹1.4.1频分复用
原理：
整个传输频带被划分为若干个频率通道，每个用户占用一个频率通道，频率通道之间留有防护频带。
⏹1.4.2时分复用
把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个通道（时隙），每个用户占用一个通道传输数据。
⏹1.4.3码分多址复用
码分复用：
利用自相关函数抑制互相关函数的特性来选取正交信号码组中的所需信号，因此也称为正交复用。
⏹1.4.4波分复用
波分复用：
在同一根光纤信道上传输多路不同波长的光信号，以提高光纤的利用率，波分多路复用用于光信号传输。
1.5差错控制方法
⏹1.5.1差错类型
噪声的类型不同，引起的差错类型也不同，一般分为以下两类差错：
（1）随机差错。
差错是相互独立、互补相关的；
（2）突发差错。
指成串出现的错码，错码与错码之间有相关性。
⏹1.5.2差错控制方式
（1）前向纠错；
（2）检错重发；
（3）反馈校验；
（4）混合纠错。
差错控制的根本措施是采用抗干扰编码，或称为纠错编码。
第二章数据通信网
数据通信网
⏹数据通信网是由数据终端、传输、交换和处理等设备组成的体系，用于数据信息的传输、交换与处理，并尽可能提高网内各种设备的利用率，以获得网内资源（包括通信线路、硬件、软件数据库等）的共享。
分组交换网
⏹分组交换网由分组交换机、连接这些交换设备的链路、远程集中器，分组装拆设备、网络管理中心（NMC：
NetworkManagementCenter）等组成。
分组交换机可分为转接交换机和本地交换机两种
✓转接交换机容量大、线路端口数多、具有路由选择功能，主要与其他交换机互连。
✓本地交换机容量小，只有局部交换功能，不具备路由选择功能。
分组交换网的基本业务
⏹交换虚电路：
类似于电话电路，两个终端通信前先用呼叫程序建立虚电路，然后发送数据，通信结束后拆除虚电路。
⏹永久虚电路：
类似于专线，两个终端在合同期内一直保持逻辑虚电路连接，通信时无需呼叫建立和拆除过程。
分组交换网协议X.25
⏹X.25协议分为三层，对应OSI模型的下三层：
⏹物理层
⏹数据链路层
⏹分组层
数字数据网DDN
✓DDN（DigitalDataNetwork）是采用数字信道来传输信号的数据传输网。
✓可以为用户提供全数字、全透明、高质量的网络来连接、传递各种数据业务，为用户提供专用的数字数据传输通道。
✓DDN为用户提供的数据信道是专用的，类似于专线。
✓DDN的基础是数字传输网，必须以光缆、数字微波、数字卫星电路为基础。
帧中继
✓帧中继是在传统分组交换技术和光纤传输的基础上发展起来的高速分组交换技术，沿用X.25的数据链路层帧格式。
✓简化了分组交换中使用的X.25协议，取消了网内逐段的差错控制和流量控制，而将其移到端系统中进行。
✓提供交换虚电路和永久虚电路业务，但主要是永久虚电路业务。
✓帧中继只用到物理层和数据链路层。
帧中继接入方式
✓局域网接入方式：
通过网桥或路由器接入。
✓计算机接入方式：
通过FRAD设备。
✓用户帧中继交换机接入方式：
通过UNI规程。
帧中继业务：
✓大批量数据通信。
✓文件传送。
✓为多个用户提供复用传送。
✓交互数据。
✓局域网互联。
ATM（异步转移模式）
✓B-ISDN：
宽带综合业务数字网，核心技术是ATM。
✓ATM是一种基于分组的信息复用、交换和传输技术，把信息分成固定长度（53字节）的信元，其中信元头占5字节。
✓ATM网络中的分组就是信元。
✓ATM是一种统计复用技术，又叫异步时分复用技术。
✓ATM是面向连接的分组交换技术，分为交换虚连接（SVC）和永久虚连接（PVC）。
ATM协议参考模型：
ATM参考模型：
✓三面。
⏹用户面：
提供用户信息的传送
⏹控制面：
提供呼叫和连接的控制功能
⏹管理面
⏹层管理：
实现网络资源和协议参数的管理
⏹面管理：
提供网络相关的管理和协调功能
✓四层
⏹物理层，ATM层，ATM适配层，高层。
第三章计算机网络与协议
计算机网络系统组成
⏹计算机网络由三部分组成：
⏹资源子网
⏹通信子网
⏹通信协议
⏹网络按照覆盖范围可以分为：
广域网，城域网，局域网。
⏹网络有两种交换方式：
电路交换和分组交换，而分组交换又可以分为虚电路交换和数据报交换两种。
计算机网络的体系结构
⏹网络体系结构由三部分内容组成：
⏹网络的层次结构
⏹同层进程通信的协议
⏹相邻层之间的接口及服务
计算机网络的层次模型
⏹计算机网络的层次结构
⏹服务访问点SAP：
相邻层之间通过SAP进行服务的请求和提供。
其中N层实体向N+1层提供服务，而N+1层实体向N层请求服务。
⏹服务原语：
相邻层之间进行服务的请求和提供时通过服务原语来通信。
⏹协议：
对等层之间进行通信的规则和约定。
⏹协议包括三个要素：
⏹语义
⏹语法
⏹定时
OSI网络参考模型
⏹OSI参考模型由ISO国际标准化组织制定，主要定义了三部分内容：
⏹系统体系结构
⏹服务定义
⏹协议规范
TCP/IP参考模型
⏹TCP/IP参考模型是针对Internet制定的，包括了各种协议的集合。
⏹TCP/IP模型采用四层结构：
⏹网络接口层：
发送和接收IP数据包
⏹网络层：
IP数据包的转发和路由
⏹传输层：
负责两个终端之间的数据传送
⏹应用层：
向用户提供一组应用程序
OSI网络参考模型与TCP/IP模型的比较
⏹相同点
⏹都采用了层次结构的概念
⏹在传输层中二者定义了相似的功能
⏹不同点
⏹层次划分不同
⏹使用的协议不同
第四章局域网和城域网
局域网的协议
⏹局域网的协议标准由IEEE802委员会制定，该标准覆盖了OSI模型的第1层、第2层的功能。
⏹局域网的第2层-数据链路层，又分为两个子层。
⏹逻辑链路控制子层LLC
⏹介质访问控制子层MAC
⏹所有的局域网中，LLC子层是一致的，不同的是MAC子层，对应不同的物理媒介接入。
以太网
⏹以太网是IEEE802.3标准，采用总线型竞争式介质访问方法。
⏹MAC地址：
48位，全球唯一，烧制在网卡中。
⏹如果MAC地址为全‘1’，则表示广播地址。
⏹CSMA：
载波监听多路访问技术。
⏹非坚持CSMA：
信道空闲则立即发送；
若信道忙，则等待一个随机长时间。
⏹1-坚持CSMA：
若信道忙，则继续监听，检测到信道空闲时立即发送；
如果有冲突则等待一个随机长时间。
⏹P-坚持CSMA：
信道空闲时以概率p发送；
若信道忙，则继续监听，检测到信道空闲时又以概率p发送。
CSMA/CD
⏹CSMA/CD：
载波监听冲突检测多路访问技术。
⏹边发送边监听：
发送过程中继续监听信道，没有冲突则继续发送；
如果检测有冲突，则立即停止发送数据，并向总线上发送一串干扰信号，然后等待一个随机长的时间。
⏹二进制指数退避算法：
⏹CSMACD检测到冲突发生后，要等待的时间=r*基本重发时延，r是一个从｛0,1,2,…,2k-1｝的随机数，k=min（重发次数,10）。
⏹重发次数达到16次，则不再发送。
其他类型的局域网
⏹令牌环。
⏹环形拓扑。
⏹为了防止信道竞争，使用一种特殊的“令牌”帧，拥有令牌的计算机才能发送数据。
⏹令牌总线：
⏹物理的总线型拓扑，但是构成逻辑上的一个环。
⏹与令牌环一样，只有获得令牌的计算机才能发送数据。
⏹光纤分布式数据接口FDDI
⏹采用双环结构，一个顺时针方向，一个逆时针方向发送数据。
同时工作，互为备份。
FDDI通过光纤将多个节点环接起来，数据传送速率可到100Mbps
FDDI
⏹在FDDI中，在正常情况下，只有一个环路工作，数据在主环上传输，如果一旦主环出现故障，FDDI可以自动重新配置，利用备用环继续传输。
从而使整个网络能够继续工作。
高速以太网
⏹快速以太网
⏹使用5类双绞线，数据传输速率100Mbps。
⏹吉比特以太网（千兆以太网）
⏹使用多模光纤，单模光纤，同轴电缆，双绞线。
⏹10吉比特以太网
⏹MAC帧结构与传统的以太网相同。
⏹只使用光纤介质，只工作在全双工模式。
⏹省略了CSMA/CD信道竞争机制。
无线局域网
⏹主要的无线接入标准
⏹IEEE802.11x系列，用于无线局域网。
⏹蓝牙技术：
短距离大容量的无线通信。
⏹HomeRF：
用于家庭网络。
⏹HiperLAN：
欧洲定义的无线局域网标准。
⏹无线局域网的构成方式
⏹点对点，点对多点，分布式。
⏹通过无线Hub，无线接入点AP，无线网桥，无线MODEM，无线网卡，来组建无线局域网。
⏹无线局域网的安全
⏹用户访问控制
⏹数据加密
⏹双频多模WLAN
⏹IEEE802.11a工作在5GHz，而802.11b工作在2.4GHz，因此不兼容。
⏹“双频”即指可以工作在两个频段，“多模”指工作在多个不同标准下。
城域网
⏹IP城域网：
城域范围的以太网，分为三个层次：
⏹核心层：
高速交换与转发中心
⏹汇聚层：
实现业务的汇聚、管理和分发处理。
⏹接入层：
为用户提供各种接入方式，带宽和流量控制。
⏹接入方式
⏹光纤+LAN方式。
⏹xDSL或CableModem方式。
宽带城域网的关键技术
⏹宽带IP城域网的关键技术有：
⏹用户认证与接入
⏹用户管理
⏹接入带宽控制
⏹IP地址分配与网络地址转换
⏹用户信息安全
⏹网络管理
城域网的组建方案
⏹宽带IP城域网的组建有以下三个方案：
⏹以高速路由器为核心组建。
⏹以高速LAN交换机为核心组建。
⏹以MPLS交换机为核心组建。
⏹宽带城域网的安全
⏹AAA：
认证、授权、计费。
⏹RADIUS：
一种用于AAA的协议，采用客户机/服务器结构。
⏹安全架构的实现方式：
PPPoE+RADIUS模式，通常由宽带接入服务器BRAS来实现。
第五章互联网
网络互联设备
⏹网络互联设备的作用是连接不同的网络，主要有：
⏹中继器：
工作于OSI参考模型的物理层。
起到扩展传输距离的作用，对高层协议是透明的。
⏹网桥：
工作于OSI参考模型的数据链路层。
⏹路由器：
工作于OSI参考模型的网络层。
⏹网关：
工作在OSI参考模型的上四层。
网络互联设备-中继器
⏹工作在物理层
网络互联设备-网桥
⏹工作在数据链路层
网络互联设备-路由器
⏹工作在网络层
网络互联设备-网关
⏹工作在高层
局域网互联
⏹局域网互联通过网桥或交换机来实现，主要有透明网桥和源路由网桥两种。
⏹网桥互联时需考虑的问题：
环路问题和广播风暴问题。
⏹环路问题：
通过生成树算法来解决。
⏹广播风暴问题：
源路由网桥比透明网桥的效果好，但是不能根本解决。
广域网互联
⏹广域网互联通过路由器来实现，在不同的网络间进行协议转换。
⏹无连接网络的互联：
通过IP路由器。
⏹面向连接网络的互联：
通过子网网关。
Internet协议和组网技术
⏹TCP/IP协议集。
IP地址
⏹IP地址是分配给因特网所连接的每一个主机（或路由器）的一个32bit的标识符，在全球范围唯一标识某台计算机。
⏹IP地址采用点分十进制标记法。
⏹例：
我校Web服务器的IP地址（202.202.32.33）
⏹IP地址由因特网名字与号码指派公司ICANN分配
⏹IP地址由网络号与主机号构成
IP地址分类
⏹IP地址分为5类。
特殊的IP地址
一般来说，主机号部分为全“1”的IP地址保留用作广播地址；
主机号部分为全“0”的IP地址保留用作网络地址。
网络号全0指本网,主机号全1指广播
子网掩码
⏹划分子网的原因？
IP地址资源的严重匮乏及路由表规模的急速增长。
⏹例子：
C类网络192.10.1.0，假设主机号部分的前三位用于标识子网号，即：
⏹110000000000101000000001xxxyyyyy
⏹分析：
网络号占24位，子网号占3位，总共27位。
所以子网掩码为：
⏹11111111111111111111111111100000
⏹即255.255.255.224
⏹缺省子网掩码：
⏹A类地址网络：
255.0.0.0；
B类地址网络：
255.255.0.0；
C类地址网络：
255.255.255.0
公网地址与内网地址
公网接入方式：
上网的计算机得到的IP地址是Internet上的非保留地址，公网的计算机和Internet上的其他计算机可随意互相访问。
在TCP/IP协议中，专门保留了三个IP地址区域作为私有保留地址：
10.0.0.0/8：
10.0.0.0～10.255.255.255；
172.16.0.0/12：
172.16.0.0～172.31.255.255；
192.168.0.0/16：
192.168.0.0～192.168.255.255
⏹内网地址：
使用私有保留地址的网络只能在内部进行通信，而不能与外部网络互连。
NAT地址转换
⏹NAT（NetworkAddressTranslator）是网络地址转换，它实现内网的IP地址与公网的地址之间的相互转换，将大量的内网IP地址转换为一个或少量的公网IP地址。
⏹使用NAT转换，可以减少对公网IP地址的占用，另外也是保证网络安全的重要方法之一。
⏹静态NAT
⏹动态NAT
⏹网络地址及端口转换
Internet常用协议
⏹互联网主要的协议有：
⏹IP协议：
也叫互联网协议，定义了网络层无连接的数据报。
⏹TCP：
面向连接的传输层协议。
⏹UDP：
无连接的传输层协议。
⏹ICMP：
网络层的协议，用于传递差错信息，以及其他需要注意的信息。
⏹DNS：
分布式的数据库，提供IP地址与域名之间的映射信息。
⏹ARP：
地址解析协议，提供IP地址与对应的硬件MAC地址之间的映射。
⏹IPv6协议：
下一代的互联网协议，当前是IPv4协议。
Internet路由协议
⏹因特网采用的路由选择协议主要是自适应的、分布式的路由选择协议。
⏹自治系统（或自治域）AS：
具有统一的管理机构、统一路由策略的网络。
自治系统AS有权自主地决定在本系统内采用何种路由选择协议。
⏹因特网可视为多个自治系统的集合，路由协议也可分为内部网关协议IGP和外部网关协议EGP。
⏹路由选择方式有两种，静态路由和动态路由，其中静态路由的优先级最高。
⏹内部网关协议IGP
⏹RIP：
路由信息协议，使用距离矢量选路算法。
⏹OSPF：
开放最短路径优先，是一种链路状态路由协议。
⏹外部网关协议EGP
⏹BGP-4：
BGP边界网关协议第4版，用来在自治系统之间传递选路信息，是一种路径矢量协议。
虚拟专用网VPN
⏹VPN：
利用公共IP网络，为用户提供私有的逻辑网络。
⏹VPN的实现机制
⏹MPLSVPN：
利用MPLS网络技术，依靠转发表和标记路径，实现工作在第二层的VPN。
⏹VPDN：
利用L2TP隧道协议，工作在第二层的VPN，主要针对远程办公的企业应用。
⏹IPsecVPN：
利用IPsec协议，利用封装和加密技术，实现工作在第三层的VPN。
Internet典型应用
⏹Internet的典型应用有：
⏹Telnet：
基于TCP连接（端口号23）的远程登录。
⏹FTP：
利用两个TCP连接（端口号21和20），一个用于控制信息传递，另一个要做数据传递，实现文件的传递。
⏹SMTP：
简单邮件传送协议，使用TCP连接（端口号25），用来发送电子邮件。
（接收邮件使用POP3协议！
）
⏹WWW：
Web应用，核心协议是HTTP。
第六章网络操作系统
网络操作系统
•操作系统（OS）是计算机系统中的核心系统软件，其他软件均建立在操作系统的基础上，并在操作系统的统一管理和支持下运行。
它是计算机软件、硬件资源的管理者，是用户使用系统软件、硬件的接口。
•网络操作系统（NOS）是使网络上各计算机能够方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务的软件和相关规程的集合。
•网络操作系统实质上就是具有网络功能的操作系统
网络操作系统的功能
⏹网络操作系统除了具备单机操作系统的功能，如进程管理，存储管理，设备管理，文件系统，等功能外，还具备以下主要功能：
⏹网络通信
⏹共享资源的管理
⏹网络服务
⏹互操作
⏹为用户提供网络服务接口
网络操作系统的逻辑构成
⏹网络操作系统大多数采用客户机-服务器模式，在网络服务器上配置NOS的核心，在客户端配置工作站软件。
⏹根据NOS的配置，逻辑上可以分为四个部分：
⏹网络环境软件
⏹网络管理软件
⏹工作中网络软件
⏹网络服务软件
网络操作系统的分层结构
⏹根据NOS和OSI模型的对应关系，从分层角度看，主要有三个部分：
⏹网络驱动程序
⏹网络协议软件
⏹应用程序接口（API）软件
常用的网络操作系统
⏹目前使用的NOS都是多用户多进程任务的操作系统，主要有：
⏹WindowsNT系列：
微软公司的Windows系统不仅在个人操作系统中占有绝对优势，它在网络操作系统中也具有非常强劲的力量。
⏹NetWare：
早期的一种适用于局域网的网络操作系统。
⏹UNIX：
目前常用的Unix系统版本主要有：
UnixSUR4.0、HP-UX11.0，SUN的Solaris8.0等。
⏹Linux：
一种新型的网络操作系统，它的最大的特点是源代码开放，可以免费得到许多应用程序。
UNIX操作系统
⏹UNIX操作系统分成三个主要部分：
⏹内核：
UNIX的系统核心。
⏹Shell：
是内核与用户之间的接口和交互界面，是UNIX命令的解释器。
⏹文件系统：
对存储的文件进行组织和管理。
Linux操作系统
⏹Linux操作系统是在微机上实现的类UNIX操作系统，源代码公开，是一个自由软件并完全免费。
Linux开发专注于内核，一些组织或厂家把内核与相应的应用程序、文档等包装在一起，做成供一般用户使用的发行版本，如RedHat
第七章交换技术
局域网交换机的数据转发
⏹局域网交换技术在OSI参考模型的第二层，即数据链路层工作。
⏹局域网交换机对数据帧的转发是根据MAC地址来实现的，不需要知道IP地址。
⏹广播风暴：
交换机在接受一个不认识的数据帧后，会向其它的交换机接口广播，当局域网规模较大时，极易引起广播风暴。
⏹一种解决方法是使用VLAN技术。
VLAN
⏹虚拟局域网VLAN，跨接不同物理LAN网段的节点连接成逻辑LAN网段，处于不同物理网段的用户通过软件设置处于同一局域网中，形成逻辑的工作组。
在同一逻辑工作组中的节点可以互发广播报文。
⏹VLAN就是指在逻辑上可以通过网络管理来划分逻辑工作组的物理网络。
物理用户可以根据自己的需求，而不是根据用户在网络中的物理位置来划分网络。
VLAN技术
⏹VLAN是一个在物理网络上，根据应用、工作组等来划分的逻辑局域网，与用户的物理位置没有关系。
⏹VLAN是一个独立的广播域，一个VLAN的成员看不到另一个VLAN的成员，VLAN用户之间通过交换机来通信。
⏹VLAN的主要特点：
⏹一个VLAN的用户只能收到本VLAN里的广播包，不能收到VLAN外的广播包。
⏹同一个VLAN的用户使用相同的VLANID，通过VLAN交换机来通信时，不需要路由支持。
⏹不同的VLAN用户之间不能直接通信，需要路由支持才能通信，通常使用三层交换机来实现。
VLAN的
升级会员 