网络工程复习资料04749要点.docx

资源描述

网络工程复习资料04749要点.docx

《网络工程复习资料04749要点.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《网络工程复习资料04749要点.docx（57页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

网络工程复习资料04749要点.docx

网络工程复习资料04749要点

自考网络工程串讲笔记（04749）

前言：

在各位同学的共同努力下，网络工程复习资料顺利岀来，鸣谢：

徐宝杰、吴宇斌、吴丘峰、赵王王、俞浩同

学牺牲自己休息时间，才能如此顺利完成复习资料书写工作。

此资料只作课本参考复习之用。

网络工程课程老师：

邱桂华，好好理解背诵，70分一般不是问题的。

第一章概述

1.2计算机网络介绍

1.2.1计算机网络定义

1、计算机网络是：

（1）计算机技术与通信技术相结合的产物

（2）由自主计算机互连起来的集合体

（3）将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过

通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理

和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统（目的）。

2、计算机网络包括硬件和软件：

硬件：

通信设备为主机转发数据，接口设备是网络和计算机之间的接口。

主机（端系统）：

个人计算机、大型计算机、客户机（client）或工作站（workstation）、

服务器（sever）

通信设备（中间系统）：

交换机和路由器

接口设备：

网卡、调制解调器

传输介质：

双绞线、同轴电缆、光钎、无线电和卫星链路。

软件：

通信协议和应用软件

通信协议（计算机之间的信息传输规则）：

TCP/IP等

应用软件（网络上的各种应用）：

WWW、E-mail、FTP等

1.2.2计算机网络拓扑结构

1、广域网拓扑结构：

广域网是将多个子网或多个局域网互接起来的网络。

集线器、中继器、交换机将多个设备连接起来形成局域网拓扑结构。

广域网特点：

点到点、存储转发、工作在底层

（1）网状拓扑结构

优点：

1系统可靠性高，比较容易扩展

2可以改善通信路径上的信息流量分配

3可以在多条路径中选择最佳路径，以减小传输延迟

4网络可组建成各种形状，采用多种通信信道，多种传输速率，适合广域网复杂的网络环境

缺点：

1线路和结点成本高

2结构复杂，难于管理和维护，每一结点都与多点进行连接，必须采用路由算法和流量控制方法

（2）环形拓扑结构

采用光纤做主干线。

可靠性好，不存在单点失效问题，可以灵活地建立各种链路备份策略

2、局部网络拓扑结构

局域网特点：

广播式，工作再物理层、数据链路层、网际层

（1）星形拓扑结构

星形拓扑结构以中央结点为中心，用单独的线路使中央结点与其他站点相连，各站点间的通信都要通过中央结点。

优点：

1增加站点容易

2成本低

3容易确定网络故障点

4通道分离

5网络结点增删方便、快捷

缺点：

可靠性差

（2）环形拓扑结构

环形拓扑结构中计算机相互连接而形成一个环。

优点：

1控制简单

2不存在数据冲突

3信道利用率高

缺点：

1任意结点故障都会造成网络瘫痪

2故障诊断也较困难

3容量有限

4难以增加新的站点

5对结点要求高

（3）总线形拓扑结构

总线形拓扑结构就是将各个结点光纤等）连接起来。

优点：

1可靠性高

2成本低

3扩充性好

缺点：

1安全性低

2监控比较困难

3通信效率低下

4增加结点困难

（4）树形拓扑结构

树形拓扑结构中，计算机都是既连接它的父结点（除根结点外）又连接它的子结点（除叶结点外），连接关系呈树状。

优点:

1结构连接简单

2维护方便

3适用于汇集信息的应用要求

缺点：

1资源共享能力较差

2可靠性不高

1.2.3计算机网络体系结构

1、计算机网络体系结构是指网络的层次结构和协议。

协议（Protocol）是计算机网络协议的简称，

是指网络中计算机与计算机之间、网络设备与网络设备之间、计算机与网络设备之间进行信息交换

的规则。

2、计算机网络技术体系结构分层的好处是：

①各层之间是独立的，每层只关注实现本层的功能即可；

2灵活性好，每一层次可以灵活地采用不同的方法来实现本层的功能，增加和删减功能也较为容易;

3结构上可以分隔开，层次之间的相互影响小，降低了实现和维护的难度，同时能够促进标准化的工作。

分层注意：

若层数太少，就会使每一层的协议太复杂；若层数太多，又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。

3、两大网络体系结构：

OSI/RM七层理论模型TCP/IP概念层（TCP/IP也已经成为目前最重

要的互联网络协议）

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

网际层

数据链路层

网络接口层

物理层

4、TCP/IP网络模型

TCP:

有连接，可靠性高；IP:

无连接，不可靠，速度快。

（1）网络接口层

定义了IP数据报载拥有不同数据链路层和物理层网络中的传输方法，使得TCP/IP网络模型具

有很强的兼容性与适应性。

应用于：

以太网、令牌网、X.25网、帧中继网、ATM网、HDLC（高级数据控制）和PPP

（广域网，点到点链接）

（2）网际层

是TCP/IP网络模型最核心的层次，负责网络间的路由选择、流量控制和阻塞控制；核心协议是IP,

是一种无连接的网络层协议，只能提供“尽力而为”的服务，传送的数据单位是报文分组或数据包。

（3）传输层

在网络中源主机与目的主机之间建立端到端的连接；传输层包括传输控制协议（TCP）和用户数据

报协议（UDP），TCP是一种可靠的面向连接的协议，UDP是一种不可靠的无连接协议。

（4）应用层

网络终端协议（Telnet）、文件传输协议（FTP）、简单邮件传输协议（SMTP）、简单网络管理协议

（SNMP）、超文本传输协议（HTTP）等。

1.3计算机网络技术

1.3.1计算机网络技术简介

1、计算机网络组网技术

（1）传输技术

WLAN、红外、蓝牙、

有线传输技术：

ADSL、E1、DDN、SDH等

无线传输技术：

蜂窝移动通信、微波通信、卫星通信和小范围的

UWB等。

无线技术比较

UWB

蓝牙

802.11g

HomeRF

速度

1Gbps

<1Mbps

<54Mbps

1-2Mbps

距离

<10m

10~100M

<50m

适用范围

豕庭或办公

电脑电话移动设备

（2）承载技术

主要介绍各种能够承载IP报文的网络。

局域网：

以太网、WLAN；

广域网：

HDLC、PPP等网络。

（3）IP路由技术

1域内采用网关协议，例如RIP（路由信息协议）、OSPF（开放最短路径协议）；域间采用外部网关协议，常用BGP（边界网关协议）

2一个网络内采用了多个路由协议时，为了实现路由协议之间的互通，就需要路由重发布技术

3为了能够将更多的私有网络实现与因特网的互连，需要采用NAT（网络地址转换）技术。

2、计算机网络管理技术

（1）网络安全

网络安全负责网络中信息传递和交换的安全性；

网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因

而遭受到破坏、更改、泄露，系统连接、可靠、正常地运行，网络服务不中断。

㈠VPN技术利用接入服务器、路由器以及VPN专用设备，在共用的广域网上实现专用网的技

术。

1重叠模型VPN

需要用户自己建立端结点之间的VPN链路，主要包括：

GBE、L2TP、IPSec等众多技术。

2对等模型VPN

由网络运营商在主干网上完成VPN通道的建立，主要包括MPLSVPN技术。

㈡防火墙

将内部网和公众访问网（如因特网）分开的方法。

（2）网络管理和维护

1网络管理有5大功能：

故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和计费管理。

2网络管理主要方式：

SNMP（简单网络管理协议）和RMON标准的网络管理

3RMON标准：

为提高传送管理报文的有效性、减少网管控制台系统的负载、满足网络管

理员监控网段性能的需求。

4HSRP（热备份路由协议）：

一台路由器出现了不能工作的情况，它的全部功能必须被另

一台备份路由器完全接管。

5VRRP（虚拟路由器冗余协议）：

网络容错协议

3、计算机网络应用技术

1网络服务分为基础网络服务和网络应用服务

2主机之间的协作方式经历了文件服务器模式、C/S模式、B/S模式和对等网模式

1.3.2计算机网络常用设备简介

网络设备：

1物理层：

中继器、集线器

2数据链路层：

网桥、以太网交换机

3网络层：

路由器、三层以太网交换机

1、局域网：

网络设备：

以太网中继器、集线器、网桥和以太网交换机

以太网中继器和集线器工作在物理层，以太网中继器只能对传输距离进行延长，

扩展能力较弱；集线器可以方便地扩展网络规模，但是由于冲突域的限制，规模不能太

大。

（1）以太网中继器

扩大局域网的覆盖范围，允许使用四个中继器，从500m扩展到2500m。

种类

接口

距离

统分

10Base-2

BNC

185-925m

细缆

10Base-5

AUI

500-2500m

粗缆

10Base-T

RJ45

100-500m

粗缆「

10Base-F

SC/ST/FC

500-2500m

粗缆

（2）集线器

被称为“多端口中继器”

（3）网桥

工作在数据链路层（二层网络设备），可以隔离冲突域

（4）以太网交换机

实质上就是一个多端口的网桥，交换机不隔绝广播，易产生广播风暴，这使得交换机的扩

展网络的能力也受到了一定的限制

2、局部多网络互连

局部区域的多个局域网之间可以采用三层交换机和路由器进行互连。

三层交换机在数据传输的开始阶段工作在以太网的物理层、数据链路层以及网路错哦恩。

当进入流交换阶段，则只工作在以太网的物理层和数据链路层。

三层交换机只能用于局部以太网的互连，可以实现网络间的高速信息交换。

3、广域网

不仅包含了路由器设备，还包含了远距离的传输设备。

路由器工作在不同网络的物理层、数据链路

层以及网络层；传输设备只工作在物理层、包括中继器、光传输设备等。

（1）中继器

通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输的距离。

中继器主要有无线信号中

继器、双绞线中继器、视频中继器、隔离防雷中继器、光纤中继器、串口中继器、网桥中继

^器等O

（2）光传输设备

光传输设备有光端机、光Modem、光纤收发器、光交换机、PDH（准同步数字系列）、

SDH（数字同步系列）等类型的设备。

（3）路由器

隔绝广播，划分广播域。

网络工程串讲笔记

第二章传输技术

2.1ADSL

2.1.1ADSL简介

1、XDSL

（1）非对称

1ADSL:

非对称数字用户线路

（a）上行：

512kbps-1Mbps

（b）下行：

1Mbps-8Mbps

（c）FDM（频分多路复用技术）带宽<=4Khz

2VDSL:

甚高比特率数字用户线路

（a）上行：

1.5-2.5Mbps

（b）下行：

13-52Mbps

（c）易掉线

（2）对称

①HDSL:

高速率数字用户线路

（a）1.544Mbps或2.048Mbps

②SDSL:

对称数字用户线路（上下行最高传输速率相同）

（a）1.544Mbps或2.048Mbps

系统结构:

数模转换

入访问。

用户侧的ADSLModem与局端的DSLAM之间就需要建立ATM的PVC虚电路来传送上层的IP报文，PPPoE技术则用来确定用户与BRAS之间点到点关系。

2.1.2ADSL的工作原理（利用FDM频分多路复用）

使用QAM、CAP、DMT等调制技术，实现上行640kbit/s、下行8Mbit/s的数据传输速率

（1）QAM（正交幅度调制）：

是通过相互正交的两个载波的幅度变化来进行信号调制。

通

过PSK（移相键控法）ASK（移幅键控法）常用QAM-16（每个码元传输4位）、QAM-64，R=Blog2N

（2）CAP（无载波幅相调制）：

被看作是QAM的数字调制方式。

（3）DMT（离散多音频调制）：

一种划分子信道，在每个子信道上利用QAM调制的技术。

（4）子信道的噪声比较大，在该信道上能够调制的比特数就越多。

如果某个子信道信噪比很差,则弃之不用。

（信噪比=10log210（s/n））

32个子信道

共256个子信道

■斗

1.1MHz1

4kHz

DMT多音频调制技术室建立在QAM的思想基础之上的。

如果将传输信道频谱划分为若干频段。

在

各个频段上均采用上面提到的QAM方法，然后再将各自输出叠加在一起，经传输信道传送，所得

到的波形即为DMT码（元）。

2.1.3ADSLModem的分类

ADSLModem:

（1）桥接式（RFC1438）:

只工作在第二层，即对二层包头信息进行处理

（a）固定IP地址接入方式

RFC1483Bridge桥接原理，用户PC配置固定的公网IP。

（b）RFC2516——PPPoverEthernet接入方式

1需安装PPPoE客户端软件（拨号软件），实现PPP的动态接入。

务。

建立多条PVC虚通道（永久性的虚电路）与DSLAM和BRAS配合，灵活选择业

3PPPoE通过PAP（密码认证协议）或CHAP（点到点的询问握手协议）来保证接入

安全。

（2）路由式

（a）采用PPPoE方式：

PPPoE连接的建立和释放均由ADSLModem负责，ADSLModem

的WAN接口（广域网接口）获得BRAS动态分配的公网IP地址，LAN接口（局域网接口）

配置私有IP地址

（b）采用PPPoA（ATM）方式

（c）RFC1483Bridged+默认路由方式

（d）RFC1483Routed+RFC1577+默认路由方式

ADSLModem不同工作模式下的配置参数

PPPoE

PPPoA

RFC1483桥

接

RFC1483路

由

RFC1577专

线

需配置参数

PPPoE用户

名

PPPoA用户

名

VPI/VCI

PPPoE密码

PPPoA密码

一

WANIP

VPI/VCI

一

子网掩码

安全协议

一

默认网关

一

DNS

注：

VPI/VCI:

虚拟通道标识/虚拟通信标识

2.2E1/T1数字中继

E1/T1主要使用同轴电缆进行传输，E1是脉冲编码调制PCM30/32传输系统的简称，其传输速

率为2.048Mbit/s，我国采用和欧洲一样的标准，在北美国家和日本使用T1的传输系统，它的传输

速率为1.544Mbit/s

E1的数据帧由32时隙组成，时隙的编号为TS0，TS1，…，TS31，每个时隙传送8bit数据，一帧共256bit（8*32=256）。

E1最开始主要传输语音信号，必须每秒固定传送8000帧，因此E1的数

据率就是256*8000=2.048Mbit/s，每个时隙的速率为64kbit/s（2.048/32=64）。

2.2.1E1的帧结构

（老教材）

E1帧的结构

8位

C30

作用：

信令

作用：

同步

——>数据<

信令位

同步位

帧结构花125ms。

1E1共多少位：

30*8+8+8=256位

2E1速率：

256bit/125ms=2.048

3E1编码效率：

（30*8/30*8+8+8）*100%=94%

4开销率：

1-94%=6%

T1帧的结构

8位

1位

C24

7位

----＞用于传输数据＜----

7位

第193位帧编号位

1位

----＞传输数字信号＜----

1位

帧结构花125ms

1有效数据位：

7*24=168位

2速率：

（7+1）*24+1/125ms=1.544Mbit/s

3编码效率：

[（7*24）/193]*100%=87%

4开销率：

1-87%=13%

（现教材）

E1分为成帧和不成帧两种方式，成帧时TSO时时隙用于传输帧同步数据，TS16用于传送信令，

TS1~TS15，TS17~TS31共30个时隙用于传输有效数据。

不成帧的E1中，所有32个时隙都可用于

传输有效数据。

2.2.2E1的应用

1、传输语言（E1成帧方式）

（1）ISDN（综合业务数字网）

1宽带业务B-ISDN

2窄带业务N-ISDN1-64kbit/s

（2）ISDN接口

1基本速率接口BRI:

2B（传输数据与语音：

64kbps）+D（信令：

16kbps）

2一次基群速率接口

（a）E1:

30B（64kbps）+D（16kbps）2.048Mbps

（b）T1:

23B（64kbps）+D（16kbps）1.544Mbps

2、传输数据

成帧的E1连接数据分组交换设备时，还可以作为CE1接口（信道化E1），将TS1~TS31时隙任意分

成若干组，支持PPP、帧中继和X.25等数据链路层协议，支持IP和IPX等网络协议。

不成帧的E1连接数据分组交换设备时，其逻辑特性与同步串口相同，可以支持PPP、帧中继和X.25

等数据链路层协议，支持IP和IPX等网络协议。

2.3DDN

DDN是数字数据网，其单位是结点，结点之间通过光纤连接，构成网状拓扑结构，用户的终端设备通过数据单元（DTU）与DDN结点相连，DDN为用户提供高质量的数据传输通道。

DDN的特点：

（1）传输质量高、时延小、通信速率可以自主变化。

（2）路由自动迂回，保证链路高可用率。

（3）全透明传输，可支持数据、图像、话音等多媒体业务。

（4）方便地组建虚拟网（VPN）建立自己的网管中心。

（5）DDN的主干传输为光纤传输，高速安全。

（6）采用点对点或点对多点的专用数据线路。

中国的DDN技术体制将DDN结点分成3类

（1）2兆结点：

2兆结点是DDN网络的骨干结点。

（2）接入结点：

接入结点主要为DDN各类业务提供接入功能。

（3）用户结点：

用户结点主要为DDN用户入网提供接口，并且进行必要的协议转换。

DDN一般有两种承载IP的方式。

一种是DDN提供透明通信，装HDLC、PPP等串行通信协议，提供X.25、Frame-relay等协议的接口，路由器可以在这些协议之上承载IP。

2.4SDH

1310nm,1550nm，损耗比较低，当波长是1310nm时，光纤损耗是0.3~0.4db/km，当波长是1550nm波长时，光纤损耗是0.2~0.3db/km。

光纤由3个部分组成，最中心是最高折射率玻璃芯（芯径为10卩m、50卩m或62.5卩m）,中间部分为低折射率硅玻璃包层（直径为125卩m）,最外层为加强用的树脂涂覆层。

2.4.1SDH标准

SDH（同步数字系列）是由CCITT（现ITU-T，电话电报咨询委员会）指定的传输体系标准，它得益于SONET（同步光网络）这套传送标准适用于光钎、微波、卫星传送的通用技术体制，SONET主要用于北美国家和日本，SDH主要用于中国和欧洲国家。

SDH标准定义了一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信息的结构等级，实现了数字传输体质上的世界性标准，同时还可容纳各种新的数字业务信号（如ATM信元、FDDI

信号等）。

全世界统一的网络结点接口（NNI）,并对个网络单元的光接口有严格的规范要求，从而

使得任何网络单元在光路上得以互通，实现了横向兼容性。

SDH具有统一的速率标准，SDH上的数据是以同步传送模块（STM-N）,N值为0、1、4、16、

64、256,STM-1的速率为155.520Mbit/s

PDH（准同步数字系列）：

SDH技术具有良好的网络自愈功能。

2.4.2SDH的组成设备

（1）终端复用器（TM）：

分插复用器（ADM）,再生中继器（REG）和数字交叉连接（DXC）

（2）REG:

一种是纯光的REG，第二种是用于脉冲再生整形的电RGE。

（3）DEX（等ATM同用）：

主要完成STM-N信号的交叉连接功能。

243SDH的帧结构

SDH的帧结构是块状帧，以字节为单位，由纵向9字节和横向270*N字节组成，125卩m每帧，帧

速率为8000f/s，帧结构中安排了丰富的开销比特（不传数据）。

RSOH

注:

AUPTR

POH

STM-N净负荷（含POH）

信息净

占…率：

MSOH

=261*9*8*8OOO=190336Mbps

速率：

=270*9*8000*8=155.520Mbps

261*N

STM-1

荷速

段开销字节：

8*9=72

STM-1一块帧共用（9+261）*9=2430字节

SDH的帧包括

（1）段开销

段开销是传输STM帧时为保证信息正常灵活传送所必需的附加字节。

9*8=72字节

段开销由再生段开销（RSOH,3个开销）和复用段开销（MSOH,5个开销，对STM-16任意通道进行监控）。

（2）信息净荷

用于通道性能监视，管理和控制的通道开销（POH）,STM-1的净荷共有261*9=2349字节

（3）单元管理指针

单元管理指针（AUPTR）用来指示净荷的第一字节在STM-N帧内的准确位置。

1、SDH的开销字段

分为RSOH、MSOH和POH3种。

2、SDH的虚容器

分为低阶VC和高阶VC

3、SDH的复用原理

在SDH网络边界处要通过映射把支路信号适配装入响应的VC。

映射可以使信号与响应的VC

容器同步，映射后的VC成为能独立进行传送、复用和交叉连接的实体。

对于高次群信号，经过异步映射可装入响应的VC中。

异步映射不要求信号与网络同步，只需通过各级TU指针和AU指针的

处理就能将PDH信号装入SDH中。

对于基群信号可采用异步映射和同步映射两种方式，同步映射要求信号先经过一个一帧长度的滑动缓冲器，使信号和网络同步。

同步映射的好处是信号在VC净

负荷中的位置是固定的，不需要TU指针，减少了处理过程，提高了传输效率，代价是假如时延和

滑动损伤。

SDH采用同步复用方式和灵活的复用映射结构，使低阶信号和高阶信号的复用/解复用一次到

尾，简化了设备的处理过程，省去了大量的有关电路单元、跳线电缆和点接口数量，增强了运营和维护能力。

2.5蜂窝移动通信技术

第三代移动通信技术，第四代是TD-LTE（中

第一代模拟移动通信技术，第二代数字移动通信技术,国自主研发）第一代：

以模拟“大哥大”为代表

第二代：

GSM和TS-95CDMA第三代：

3G是CDMA2000（中国电信）、WCDMA（中国联通）和TD-SCDMA（中国移动）

GSM（全球移动通信系统）起源于欧洲的移动通信技术标准，属于第二代通信技术，GSM可以

提供语音服务和

展开阅读全文