计算机网络发展简史.docx

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计算机网络发展简史

第一章引论

第二章1.1计算机网络发展简史

第三章a）名词解释：

第四章

（1）计算机网络******地理上分散的多台独立自主的计算机遵循规定的通讯协议，通过软、硬件互连以实现交互通信、资源共享、信息交换、协同工作以及在线处理等功能的系统。

（注解******此条信息分为系统构成+5个系统功能）。

第五章

（2）计算机网络发展的3个时代-----第一个时代******1946年美国第一台计算机诞生；第二个时代******20世纪80年代，微机的出现；第三个时代******计算机网络的诞生以及应用。

第六章（3）internet的前身******即1969年美国国防部的高级计划局（darpa）建立的全世界第一个分组交换网arparnet。

第七章（4）分组交换******是一种存储转发交换方式，它将要传送的报文分割成许多具有同一格式的分组，并以此为传输的基本单元一一进行存储转发。

第八章（5）分组交换方式与传统电信网采用的电路交换方式的长处所在******线路利用率高、可进行数据速率的转换、不易引起堵塞以及具有优先权使用等优点。

第九章（6）以太网******1976年美国xerox公司开发的机遇载波监听多路访问\冲突检测（csma/cd）原理的、用同轴电缆连接多台计算机的局域网络。

第一十章（7）internet发展的三个阶段******第一阶段----1969年internet的前身arpanet的诞生到1983年，这是研究试验阶段，主要进行网络技术的研究和试验；从1983年到1994年是internet的实用阶段，主要作为教学、科研和通信的学术网络；1994年之后，开始进入internet的商业化阶段。

第一十一章（8）iccc******国际计算机通信会议

第一十二章（9）ccitt******国际电报电话咨询委员会

第一十三章（10）iso******国际标准化组织（11）osi网络体系结构******开放系统互连参考模型

第一十四章1.2计算机网络分类

第一十五章

（1）网络分类方式******

第一十六章a.按地域范围******可分为局域网、城域网、广域网

第一十七章b.按拓补结构******可分为总线、星型、环状、网状

第一十八章c.按交换方式******电路交换网、分组交换网、帧中继交换网、信元交换网

第一十九章d.按网络协议******可分为采用tcp/ip,sna,spx/ipx,appletalk等协议

第二十章1.3网络体系结构以及协议

第二十一章

（1）实体******包括用户应用程序、文件传输包、数据库管理系统、电子邮件设备以及终端等一切能够发送、接收信息的任何东西。

第二十二章

（2）系统******包括一切物理上明显的物体，它包含一个或多个实体。

第二十三章（3）协议******用来决定有关实体之间某种相互都能接受的一些规则的集合。

第二十四章包括语法（syntax,包括数据格式、编码以及信号电平）、语义（semantics，包括用于协调和差错处理的控制信息）、定时（timing，包括速度匹配和排序）。

第二十五章1.4开放系统互连参考模型

第二十六章1.4.1osi模型的基本层次概念

第二十七章a.物理层

第二十八章①提供为建立、维护和拆除物理链路所需要的机械的、电气的、功能的和规程的特性；

第二十九章②有关物理链路上传输非结构的位流以及故障检测指示

第三十章b.数据链路层

第三十一章①在网络实体间提供数据发送和接收的功能和过程；

第三十二章②提供数据链路的流控。

第三十三章c.网络层

第三十四章①控制分组传送系统的操作、路由选择、拥挤控制、网络互连等功能，它的作用是将具体的物理传送对高层透明；

第三十五章②根据传输层的要求来选择服务技术；

第三十六章③向传输层报告未恢复的差错。

第三十七章d.传输层

第三十八章①提供建立、维护、拆除传送连接的功能；

第三十九章②选择网络层提供最合适的服务；

第四十章③在系统之间提供可靠的、透明的数据传送，提供端到端的错误恢复和流量控制。

第四十一章e.会话层

第四十二章①提供两进程之间建立、维护和结束会话连接的功能；

第四十三章②提供交互会话的管理功能。

第四十四章f.表示层

第四十五章①代表应用进程协商数据表示；

第四十六章②完成数据转换、格式化和文本压缩。

第四十七章g.应用层

第四十八章①①物理层和osi的物理层一样，主要处理在物理链路上的传递非结构化的比特流，建立、维持、撤销物理链路，处理机械的、电器的和规程的特性。

第四十九章②介质访问控制层主要功能是控制对传输介质的访问，不同类型的lan需要采用不同的控制法；

第五十章③逻辑链路控制层可提供两种控制类：

一种是无连接的服务，另一种是面向连接的服务

第五十一章1.5tcp/ip协议集

第五十二章

（1）特别注意！

！

！

tcp/ip是一组internet协议系列，而不是单个协议。

第五十三章

（2）tcp/ip协议集与osi模型的比较

第五十四章①网络接口层，有时也称链路层，其功能是接收和发送ip数据报；

第五十五章②ip层有时也称网络层。

他处理网上分组的传送以及路由至目的站点；

第五十六章③传输层提供两台计算机之间端到端的数据传送；

第五十七章④应用层处理特定的应用。

第五十八章（3）由sunmicrosystem公司推出的nfs网络文件系统的特点？

第五十九章①提供透明文件访问以及文件传输；

第六十章②容易扩充新的资源或软件，不需要改变现有的工作环境；

第六十一章③高性能，可灵活配置。

第六十二章（4）nfs是基于udp/ip协议的应用，其实现主要是采用远程过程调用rpc机制，rpc提供了一组与机器、操作系统以及低层传送协议无关的存取远程文件的操作。

第六十三章（5）rpc采用了xdr的支持。

xdr是一种与机器无关的数据描述编码的协议，他以独立与任意机器体系结构的格式对网上传送的数据进行编码和解码，支持在异构系统之间数据的传送。

①dtr,引脚20：

数据终端就绪，由pc产生以使调制解调器了解pc已准备就绪

②dsr,引脚6:

数据设备就绪，由modem产生，以告诉pc当modem打开时，已

和电话线路连接好且处于数据传输模式

③rts,引脚4：

请求发送，由pc产生毅同志调制解调器它想要传送数据

④cts,引脚5：

清除发送，由modem产生告诉pc它可以进行数据传送

⑤cd,引脚8：

载波检测，也称为接收线路信号检测装置（rlsd）,有时还称为数据载波检测（dcd）,他告诉pc机调制解调器是否已建立了有效的连接

⑥ri,引脚22：

振铃指示

ii.地

①sg,引脚7：

信号地

②pg,引脚1：

保护地

iii.定时电路

①tc,引脚15：

称为发送定时

②rc,引脚17：

称为接收定时

（3）空调制解调器的连接，关键是将发送数据td和接收数据rd交叉连接，实际上是直接通信

2.5.3通信适配器

（1）异步通信适配器

也叫串口，异步通信界面，通用异步接收器/发送器或uart

（2）同步通信适配器

最常用的同步通信适配器是sdlc和bsc

2.6通信软件功能

（1）调制解调器的控制

a.呼叫/回答模式切换

b.自动重拨号

c.电话挂起

（2）数据控制功能

a.流控制（xon/xoff）

b.文件传输

（3）数据操作功能

a.字符过滤

b.转换表

c.终端仿真

（4）特殊功能

a.外部文件操作

b.后台操作

c.回到操作系统

d.编辑器

第三章局域网基本特性

（1）决定局域网特性的主要三种技术：

a.用来传输数据的传输介质

b.用来连接各种设备的拓补结构

c.用以共享资源的介质访问控制方法

这三种技术在很大程度上决定了传输数据的类型、网络的响应、吞吐量和效率，以及网络的应用等各种网络特性。

3.1局域网定义和特性

（1）局域网络的定义

a．将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络

b．从协议层次的观点，局域网可包含着下三层的功能，将连接到局域网络的数据通信设备加上高层协议和网络软件组成为计算机网络。

c．小区域可以是一建筑物内、一个校园或者大至几十公里的大区域。

（2）局域网络的典型特性：

高数据速度（0.1mbps~100mbps），短距离（0.1km~25km）,低误码率（10-8~10-11）

（3）局域网中的协议结构

`包括物理层、数据链路层、网络层，因为局域网不存在路由问题，所以，一般不单独设网络层；因为lan的介质访问控制比较复杂，所以数据链路层分成逻辑链路控制层和介质访问控制层两层

（4）局域网的标准主要为ieee802委员会所制定的ieee802局域网标准

3.2拓补结构

（1）网络拓补的定义

网络中各个节点之间相互连接的方法和形式称为网络拓补。

（2）选择网络拓补时所考虑的主要因素

费用低，灵活性，可靠性

3.2.1星型拓补

（1）星型拓补由中央节点和通过点到点链路接到中央节点的各个站点组成，采用星型拓补的交换方式主要有报文交换和线路交换，线路交换更为普遍，现有的数据处理和声音通信的信息网大多采用这种拓补结构，目前流行的pbx就是星型拓补的典型

（2）星型拓补的优缺点：

a．方便服务

b．每个连接只接一个设备

c．不会影响全网

d．集中控制和故障诊断

e．简单的访问协议

f．缺点是

i.电缆长度和安装

ii.扩展困难

iii.依赖于中央节点

3.2.2总线拓扑

（1）总线拓扑的定义

采用单根传输线作为传输介质，所有节点都通过相应的硬件接口连接到传输介质上的拓扑方式

（2）总线拓扑的优点：

a．电缆长度短，布线容易；

b．可靠性高；

c．易于扩充。

（3）总线拓扑的缺点：

a．故障诊断困难；

b．中继器配置：

在总线的干线基础上扩充，可采用中继器，需要重新配置，包括电缆长度的剪裁、终端器的调整等。

c．因为接在总线上的站点要有介质访问控制能力，所以终端必须是智能的。

3.2.3环型拓扑

（1）环型拓扑的定义

由一些中继器和连接中继器的点到点链路组成一个闭合环的网络拓扑结构

（2）环型拓扑的优点

a．电缆长度短

b．无需接线盒

c．适用于光纤

（3）环型拓扑的缺点

a．节点故障引起全网故障；

b．诊断故障困难；

c．不易重新配置网络；

d．拓扑结构影响访问协议。

3.2.4树型拓扑

（1）定义

由总线拓扑演变过来，形状象一颗倒置的树，顶端有一个带分支的根，每个分支还可延伸出子分支的网络拓扑结构

（2）优点

a．易于扩展；

b．故障隔离容易。

（3）缺点

对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作。

3.2.5星型环拓扑

（1）定义

由一批接在环上的连接集中器组成的，结合了星型拓扑和环型拓扑的优点的网络拓扑结构

（2）优点

a．故障诊断和隔离方便；

b．易于扩展；

c．安装电缆方便。

（3）缺点

a．需要智能的集中器

b．电缆安装问题

3.3介质访问控制（mac）

（1）定义

在局域网中对数据传输介质进行访问管理的方法

（2）共享介质方式中最常用的为载波监听多路访问/冲突检测（csma/cd）和标记环传递方法。

a．csma/cd是以太网中采用的mac方法连接在以太网总线上的任何一个设备在任何时候都可以去尝试发送一个帧。

b．标记环传递是标记环网中采用的mac方法。

标记是一个专用的控制帧，不停的传递于各站点间用来标志环路是否空闲以便站点用来发送数据帧。

c．换方式是不同于共享介质方式的另一种在桥接技术上发展起来的，为解决网络冲突，进一步提高网络有效带宽的一种mac方法。

（3）交换机

a．相当于集线器的位置，但不象集线器那样需要向所有端口重发输入帧，而是去观察此帧的目的地址和源地址，确定“转发”方向。

b．交换机通常是由i/o缓冲、i/o端口和交换部件三部分所组成，经常采用“穿通”、“存储转发”两种内部转发技术。

3.4局域网协议标准

（1）ieee,美国电气和电子工程师学会

（2）局域网协议标准是ieee8802-x标准或称ieee802-x标准，其次还有美国国家标准学会（ansi）x3t9.5委员会制定的fddi标准.

（3）ieee802标准系列的含义及内容简视

ieee802.1-----ieee802.16iso9314（详细内容见教程p44）

3.5lan参考模型

（1）服务访问点sap

（2）逻辑链路控制子层

（3）介质访问控制子层

（4）物理层

第四章局域网系统

☆局域网系统是将小区域内各种通信设备连在一起的通信网络。

4.1总线/树型网络

（1）总线/树拓扑是一个多点介质，多个设备共享单个数据通路，而同时只允许一个设备发送数据。

（2）在总线/树拓扑的多点介质传输中，有两个方面的问题需要特别考虑：

a．要决定介质上哪个站可以发送数据的mac方法；

b．要解决信号平衡问题。

（3）为了满足多点介质中数据传输不会因发送器信号过弱，在信号衰减中达不到信号传输要求；或信号过强以致电路过载，产生谐波和其他假信号。

因此，对于n个站的系统，为了满足上述要求，需要考虑n*（n-1）/2个排列的情况。

（4）两种发送技术：

基带传输（数字信号双向传输的全频发送）和宽带传输（模拟信号的无线电调制，采用fdm复用技术单向传输）

4.1.1基带系统

（1）基带发送技术的最长传输距离是500m，最大站点数是100，数据速率可达到10mbps，可用中继器连接各段总线。

（2）以太网的五大组成部分：

a．收发器

接收或发送信号，监听总线上的信号，检测总线上的信号冲突以及实现站和总线电缆的地隔离。

b．收发器电缆

由四对电缆组成，连接控制器和收发器，他的功能是传送数据和控制信号，给收发器提供电源。

c．50欧姆同轴电缆

d．50欧姆终端匹配器

吸收信号以防止反射效应。

e．控制器。

（3）以太网三种不同大小的结构（见资料p49，图4.5）

（4）基带总线系统也可以用价格便宜但性能较低的双绞线作为传输线，由三部分：

双绞线总线、终端匹配器、控制器接口。

最大长度为1公里，最大数据速率为1m/bps连接站点数达几十个。

4.1.2宽带系统

（1）宽带的发送技术是一种单向传输技术，通常采用75欧姆的有限电视电缆作为传输介质。

并且采用模拟信号传输。

（2）两种不同的宽带结构：

a．单电缆结构采用不同的传输频率发送信号和接收信号，端头是个有源的频率转换器；

b．双电缆结构采用相同的频率发送在不同的通路中发送和接收信号。

c．单电缆结构的缺点：

使用复杂的元件；需要使用频率分叉器。

（3）单电缆系统中三个标准分叉器及其低、高频带范围

a．子分叉器，低频带为5mhz~30mhz，高频带为54mhz~300mhz

b．中分叉器，低频带为5mhz~116mhz，高频带为168mhz~300（400）mhz

c．高分叉器，低频带为5mhz~174mhz，高频带为232mhz~400mhz

（4）宽带系统由五部分组成：

a．电缆：

a．中继线电缆，直径为0.75英寸~1.0英寸，在300mhz下衰减为每英尺0.7db~1.2db，可达几十公里；

b．分布电缆：

直径为0.4英寸~0.5英寸，衰减为每100英尺1.2db~2.0db，用于短距离和分支电缆；

c．连接站到lan的电缆：

直径为0.25英寸1.0英寸，衰减为每100英尺4db~6db。

b．终端匹配器

c．放大器：

用来补偿电缆的衰减，对低频的系统不需要。

对单电缆的宽带系统，放大器必须是双向的。

d．向偶合器和分叉器：

功能是将一个输入分成两个输出，或将两个输入合成一个输出；

e．控制器

4.1.3基带系统和宽带系统的比较

（1）基带系统

优点：

不需用modem，价格便宜；结构、技术简单；容易安装；

缺点：

只有一个通道；容量有限；距离有限；

（2）宽带系统

优点：

容量大；多种通信模式；结构灵活；大的覆盖范围；采用成熟的catv。

缺点：

需要modem，价格贵；安装和维护复杂；两倍的传播延迟。

4.1.4ieee802.3局域网络

（1）ieee802.3是支持csma/cd算法的局域网，最常用的基带ieee802.3局域网络有四种：

a．10base5（主干网，粗缆）

b．10base2（价格便宜，细缆）

c．10base-t（易于维护）

d．10base-f（光纤网，适于楼间互连）

e．详细图形参见p52-p53

4.2环型网

4.2.1环型网工作原理

（1）中继器提供了环型网的三个基本功能：

数据插入环中、接收数据、数据从环中删除

（2）报文进入环中删除的方法：

a．当目的站接收到报文后，即在目的站将报文从环中除去；

b．目的站接收了报问候，报文仍在环中，直到返回发送站才将报文删除，这种方法有三个优点：

a．相对第一种方法，可减少为了识别地址所产生的延迟为一位延迟；

b．由接收站点改变报文的某一标志位，回送至发送站可作为回答响应；

c．允许多点广播。

（3）中继器在环型网运行中的四个状态

a．监听状态：

b．发送状态

c．接收状态

d．旁路状态

4.2.2标记环介质访问控制

（1）标记环三个不同的变化方案

a．当站点获得控制标记后能发送得报文数目；

b．控制标记的形势和位置是包含在信息帧内还是在信息帧外；

c．发送站何时将标记释放给下一个站点。

（2）三种标记环网：

dcs，esm，prime

（3）环型拓扑结构的最大优点是：

由于采用点到点通信链路，被传送的信号在每一结点再生，因此，传送错误可减到最小，整个网的传送距离可很长。

点到点通信的环型结构可采用光纤作为传输介质，具有速度高、抗干扰能力强的优点。

最大缺点是可靠性问题。

4.3fddi（光纤分布数据接口）网

（1）fddi网的几个性能指标

是一种高性能的光纤标记环局域网，运行速率为100mbps，最大距离可达200公里，最多可连接1000个站点。

（2）fddi包含了两个光纤环，一个顺时针方向传输，一个逆时针方向传输。

任意一个环发生故障，另一个可做备用，如两个环在同一点发生故障，则两个环可合成一个单环，长度几乎增加一倍，每个站点具有能加入两个环或旁路站点功能的开关。

（3）fddi定义了a和b两类站点，a能连接到两个环上，b只能连接到其中一个环上

（4）fddi使用了4b/5b编码技术，这种编码同曼彻斯特编码的比较失去了时钟自同步的优点，但大大节约了元件费用。

4.4快速以太网

4.4.1快速以太网类型

（1）快速以太网同以太网的比较

高速率、低成本（其他内容参见p58）

（2）快速以太网所支持的三种类型发送接收器

两种用于双绞线（即100base-t4和100base-tx）,一种用于光纤（即100base-fx）

（3）名词解释

utp---------非屏蔽双绞线

stp----------屏蔽双绞线

4.4.2快速以太网产品

（1）快速以太网产品分为适配器和hub

a．适配器

结构简单，一边是总线结构，将数据传送至主机、中继器或hub；另一边接到所选的介质。

b．hub

a）共享机制的中继器

b）交换机值的交换器

4.4.3快速以太网技术

（1）交换技术的两种主要应用形式是折叠式主干网和高速服务器联接

（2）为了支持将交换器的使用逐渐向下过渡，生产快速以太网的厂家开发了具有以下特点的产品：

a．更多的端口数；

b．更大的缓冲；

c．更好的地址过滤；

d．管理工具；

第七章局域网互联

☆局域网互连是将多个局域网相互联连接以实现信息交换和资源共享

7.1网络互连需求

7.1.1局域网互连需求

（1）局域网有以下三个限制因素

a．局域网覆盖的距离是有限的；

b．局域网能支持的联网计算机的数目是有限的；

c．局域网上能传输的通信量是有限的。

（2）当组织需要配置有不同类型的局域网时，需要解决异种网络的互连。

7.1.2网络互联类型

（1）五种网络互联的类型

a．相同类型的局域网互联

b．不同类型的局域网互联

c．通过主干网将局域网互联

d．通过广域网（wan）将局域网互联

e．局域网访问外部计算机系统

7.1.3网络互连解决方案

7.2中继器

（1）是最简单的局域网延伸设备，运行在物理层。

其功能是放大或再生局域网的信号。

7.3网桥

（1）网桥运行在osi的数据链路层

7.3.1桥接以太网

桥接局域网采用一种称为交叉支撑树算法（spanningtree）

7.3.2源路径选择

（1）源路径算法与交叉支撑树算法的区别所在

a．第一它是能充分的利用所有的路由器能力；

b．源路径算法不需要在网桥中作任何处理

c．其缺点是需要在源站做附加的处理，且当网络配置变更时需要重复计算路由。

7.3.3源路径透明

（1）spanningtree桥有时也称为透明桥

7.3.4转换桥

（1）在不同局域网之间进行转换时需要用到转换桥

7.3.5fddi网桥

（1）分布式光纤接口数据网桥连接众多的以太网和标记环网,是校园网常用的一种方案。

（2）fddi主干网互联以太网或标记环网需要采用一种称为封装的技术

7.3.6网桥的限制

（1）网桥只能用于联接数量不多、同一类型的网段

（2）以太网桥的主要限制是在网络任意两个节点间，难于提供多于两个的不同路由

（3）用源路径选择的标记环网能支持多于两个的路径，但是对于较大的网络难于管理。

（4）网桥适用于相同类型的局域网互联；转换网桥适用不同类型的局域网互联；封装网桥适用于fddi主干网互联。

7.4路由器

7.4.1路由器功能

（1）能支持多个链路联接的复杂网络，具有动态选择路由以平衡通过各个路由其的通信负载的功能。

（2）路由器与网桥的区别

a．它能根据分组类型过滤和路由；

b．它支持在lan段之间有多个链路的网络，当某个链路损坏时，可选择其他路由；

c．路由器可根据网络通信的情况决定路由，当网络负载很重时，各路由器能动态选择路由。

7.4.2路由算法

（1）ppp协议：

只要求路由器能互相操作，而不提供任何路由选择，这适用于连接两个网，而每两个网各自采用不同的路由协议。

（2）rip协议允许由路由选择功能，但总是按最短的路由做相同选择。

另外，它的路由功能并不强，它并不考虑当时网络的通信状况以及通信费用。

（3）ospf协议克服了上述缺点，它适用于大的网络。

7.4.3路由器配置方案

7.5网关

（1）网关不仅具有路由功能，而且能在两个不同的协议集之间进行转换。

（2）网关的原理如同不同国家的语言翻译，将不同协议集的协议进行翻译、转换。

①进程间通信（ipc）:

一种基于套接字scocket的通信形式

②远程过程调用（rpc）

e．适应工厂物理