0904《计算机网络技术》期末考试指导.docx
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0904《计算机网络技术》期末考试指导
0904《计算机网络技术》2015年6月期末考试指导
一、考试说明
本课程为闭卷考试，考试时间：
90分钟。
考试包括以下几种题型：
（1）单项选择题（每题3分，共30分）
（2）填空题（每小题3分，共15分）
（3）名词解释（每小题6分，共24分）
（4）简答题（每小题7分，共21分）
（5）计算题（每小题10分，共10分）
二、复习重点内容
第一章计算机网络概述
1、计算机网络
计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。
一般认为，计算机网络就是把地理上分散的多台独立自主的计算机遵循约定的通信协议，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。
计算机网络由资源子网和通信子网构成。
资源子网由主计算机、终端、终端控制器、联网外设、各种软件资源与信息资源组成。
资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。
2、计算机网络的功能
计算机网络的基本功能包括：
（1）.数据通信：
该功能实现计算机与终端、计算机与计算机间的数据传输，这是计算机网络的基本功能。
（2）.资源共享：
网络上的计算机彼此之间可以实现资源共享，包括硬件、软件和数据。
（3）.信息综合处理：
计算机网络技术的发展和应用，已使得现代的办公手段、经营管理等发生了变化。
目前，已经有了许多MIS系统、OA系统等，通过这些系统可以实现日常工作的集中管理，提高工作效率，增加经济效益。
（4）.负荷均衡：
负荷均衡是指工作被均匀的分配给网络上的各台计算机系统。
网络控制中心负责分配和检测，当某台计算机负荷过重时，系统会自动转移负荷到较轻的计算机系统去处理。
（5）.提高可靠性：
网络中的各台计算机可以通过网络彼此互为后备机。
（6）.分布式处理：
网络技术的发展，使得分布式计算成为可能。
对于大型的课题，可以分为许许多多的小题目，由不同的计算机分别完成，然后再集中起来，解决问题。
3、计算机网络的逻辑结构
从逻辑功能角度出发，通常将计算机网络划分成资源子网和通信子网。
4、常见的网络计算模式及各自特点
所谓网络计算模式是指网络中的服务器及工作站等设备的工作、组织和处理网络上的数据或信息的方式，而不是指它的硬件结构或拓扑形式。
计算机网络计算模式的发展经历了5个阶段:
主机系统模式、工作站/文件服务器、客户/服务器、对等网络和web测览器/服务器。
主机系统模式也叫主机/终端模式，是以大型机为中心的集中式计算模式，也称为分时共享模式。
这种网络模式的特点是:
系统提供专门的用户界面，终端连接到主机或终端控制器上，用户命令被传输到主机并执行，系统采用严格的控制和管理。
工作站/文件服务器也叫以服务器为中心的网络模式，它是一种集中管理、分散处理的计算模式，使用NetWare、WindowsNT等作为网络操作系统。
在这种模式中，服务器的强大计算等能力没被充分利用，而网络数据传输的负荷又较大，效率也较低。
客户/服务器（Client/Server，C/S）计算模式在信息产业中占有重要的地位。
服务器为多个客户端应用程序管理数据，而客户端程序发送、请求和分析从服务器接收的数据，这是一种"胖客户机"（FatClient）、"瘦服务器"（ThinServer）的网络计算模式。
C/S最大的技术特点是，系统使用了客户和服务器两方的智能、资源和计算能力来执行一个特定的任务，也就是说负载由客户机和服务器双方共同承担。
在对等网络中，没有专用的服务器，每个工作站既可起客户机的作用也可起服务器的作用。
它的优点是价格低廉，较为大众化；缺点是没有集中式的网络管理，数据和资源较为分散，安全性和保密性相对较差。
Web技术的出现，使得企业应用系统能有一个简化的、低廉的、以Web为基础的客户端，并重建了一个高效率的Web服务器端。
这种以服务器为中心的体系结构立足于数据库服务器的能力、可管理性以及向应用程序提供必需数据的灵活性。
这就是测览器/服务器（Browser/Server，B/S）网络模式。
B/S模式与C/S模式相比，有许多优点，主要有以下几个方面:
a）开放的标准。
B/S模式的标准是开放的，是由标准化组织确定的。
b）较低的开发和管理成本。
在C/S模式中，无论是安装、配置还是升级，都需要在所有的客户机上实施;而B/S模式一般只需在服务器上安装、配置，而在测览器端只有很少的工作，从而使得开发、管理成本较低。
c）对信息及应用系统的自由访问。
用户可以自由地、主动地通过测览器访问信息和系统。
d）培训成本低。
测览器技术易学，培训简单，成本低。
第二章数据通信基础
1、数据交换技术
常用数据交换技术包括：
（1）线路交换：
在数据传送之前需建立一条物理通路，在线路被释放之前，该通路将一直被一对用户完全占有。
（2）报文交换：
报文从发送方传送到接收方采用存储转发的方式。
（3）分组交换：
此方式与报文交换类似，但报文被分成组传送，并规定了分组的最大长度，到达目的地后需重新将分组组装成报文。
2、虚电路方式
虚电路方式试图将数据报方式与线路交换方式结合起来，处分发挥两种方法的优点，以达到最佳的数据交换效果。
数据报方式在分组发送之前，发送方与接收方之间不需要预先建立连接。
虚电路方式在分组发送之前，需要在发送方和接收方建立一条逻辑连接的虚电路，这是因为不需要真正去建立一条物理链路，连接发送方与接收方的物理链路已经存在。
一次通信的所有分组都通过这条虚电路顺序传送，因故报文分组不必带目的地址、源地址等辅助信息。
分组到达目的结点时不会出现丢失、重复与乱序现象。
分组通过虚电路上的每个结点时，结点只需要做差错检测，而不需要做路径选择。
通信子网中每个结点可以和任何结点建立多条虚电路连接。
3、模拟数据的数字信号编码
语音信号要在数字线路上传输，必须将语音信号转换成数字信号。
这需要经过三个步骤：
1）采样——按一定间隔对语音信号进行采样
2）量化——对每个样本舍入到量化级别上
3）编码——对每个舍入后的样本进行编码
将语音模拟数据数字化的主要方法是采用脉冲编码调制（PCM，PulseCodeModulation）。
PCM是波形编码中最重要的一种方式，在光纤通信、数字微波通信、卫星通信等均获得了极为广泛的应用，现在的数字传输系统大多采用PCM体制。
PCM最初并不是用来传送计算机数据的，采用它是为了解决电话局之间中继线不够，使一条中继线不只传送一路而是可以传送几十路电话。
PCM过程主要由采样、量化与编码三个步骤组成。
编码后的信号称为PCM（PulseCodedModulation）信号（脉码调制信号）
4、单工通信与双工通信
数据通信按数据传输的流向和时间关系分为单工、半双工和双工传输。
单工数据传输：
两站之间只能沿指定方向传输数据，在任意时刻只允许向一个方向进行信息传输。
半双工数据传输：
两站之间可以沿两个方向传输数据，但两个方向不能同时传输。
双工数据传输：
两站之间可以同时两个方向传输数据。
5、时分多路复用技术TDM
当传输介质的位传输率大于单个信号的要求时，为有效地利用传输系统，将多个信号同时在一条传输信道上传输的技术叫时分多路复用。
时分多路复用技术的实现：
传输时将时间分成等长的时间片；通过时间片轮转方式将时间片依次分配给指定的信号；在接收方也通过时间片轮转方式在指定的时间片依次接收指定的信号。
时分多路复用技术的分类：
（1）同步时分多路复用技术。
特点：
时间片固定分配，适合固定速率传输。
（2）异步时分多路复用技术（也称统计时分多路复用技术）。
它是根据用户对时间片的需要来分配时间片，没有数据传输的用户不分配时间片，同时，对每一个时间片加上用户标识，以区别该时间片属于哪一个用户。
由于一个用户的数据并不按固定的时间间隔来发送，所以称为异步。
特点：
时间片按需分配，适合可变速率传输。
异步时分多路复用采用动态方式分配网络带宽，网络传输延时小，适应实时通信的要求。
6、香农公式
假设连续信道的加性高斯白噪声功率为N（单位为W），信道的带宽为W（单位为HZ），信号功率为S（单位为W），则该信道的信道容量为：
C=Wlog2（1+S/N）（b/s）
这就是信息论中具有重要意义的香农公式。
7.电路交换的优缺点。
电路交换方式的主要优点是：
（1）传输时延小；
（2）电路是“透明”的；（3）信息传送的吞吐量大，可以根据信息量的大小选择所需要的传输速率的信道。
电路交换方式的主要缺点是：
占用固定的带宽，网络资源利用率低。
8.频分多路复用
频分多路复用是指将物理信道的总频带宽分割成若干个子信道，每个子信道传输一路信号。
第三章计算机网络体系结构
1、TCP/IP模型
TCP/IP协议模型是一种简单实用的网络标准，它现在广泛的应用于Internet中以及局域网中，一般的操作系统到支持这种协议。
TCP/IP协议可以把整个网络分成四层：
应用层、传输层、网络接口层、网络互联层。
2、OSI模型中数据传输的基本过程
OSI模型是国际标准化组织（ISO）提出的一种标准，按这种标准可以把网络分成7层，分别是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层和应用层。
其中传输层的传输服务主要有两大类，面向连接的服务和无连接服务。
层次结构模型中数据的实际传送过程如图所示。
图中发送进程送给接收进程和数据，实际上是经过发送方各层从上到下传递到物理媒体；通过物理媒体传输到接收方后，再经过从下到上各层的传递，最后到达接收进程。
在发送方从上到下逐层传递的过程中，每层都要加上适当的控制信息，即图中和H7、H6、...、H1，统称为报头。
到最底层成为由“0”或“1”组成和数据比特流，然后再转换为电信号在物理媒体上传输至接收方。
接收方在向上传递时过程正好相反，要逐层剥去发送方相应层加上的控制信息。
因接收方的某一层不会收到底下各层的控制信息，而高层的控制信息对于它来说又只是透明的数据，所以它只阅读和去除本层的控制信息，并进行相应的协议操作。
发送方和接收方的对等实体看到的信息是相同的，就好像这些信息通过虚通信直接给了对方一样。
3.数据链路层与网络层的异同
（1）前者是保证相邻节点之间的数据传输，后者则是保证网络中任意主机节点之间的数据传输；
（2）两者操作的数据单位也不同，前者的数据单位为数据帧，后者的数据单位为经过再封装的数据包。
第四章常用网络设备
1、集线器
集线器（HUB）属于数据通信系统中的基础设备，它和双绞线等传输介质一样，是一种不需任何软件支持或只需很少管理软件管理的硬件设备。
集线器工作在局域网（LAN）环境，应用于OSI参考模型第一层，因此又被称为物理层设备。
集线器内部采用了电器互联，当维护LAN的环境是逻辑总线或环型结构时，完全可以用集线器建立一个物理上的星型或树型网络结构。
集线器工作在OSI参考模型的物理层。
集线器的功能是把某个端口上收到的信号放大整形后再通过所有端口发送出去。
用集线器构成的网络是一个冲突域。
2、网关
网关又称网间连接器、协议转换器。
网关在传输层上已实现网络互联，是最复杂的网络连接设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。
网关的结构也和路由器类似，不同的是互连层。
网关既可以用于广域网互连，也可用于局域网互连。
常见的网关包括：
协议网关，用于实现不同体系结构网络之间的互联或在两个使用不同协议的网络之间作协议转换；安全网关，又称防火墙，主要用于网络的安全保护。
网关可用于以下几种场合的异构网互联：
（1）异构型局域网，如互联专用交换网PBX与遵循IEEE802标准的局域网。
（2）局域网与广域网的互联。
（3）广域网与广域网的互联。
（4）局域网与主机的互联。
严格讲这种情况不属于网络互联的范畴。
但是，当主机的操作系统与网络操作系统不兼容时，仍需通过网关连接。
3、网桥
网桥工作在数据链路层，将两个局域网（LAN）连起来，根据MAC地址（物理地址）来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”（路由器工作在网络层，根据网络地址如IP地址进行转发）。
4、路由器
路由器是一种典型的网络层设备。
它是两个局域网之间接帧传输数据，在OSI／RM之中被称之为中介系统，完成网络层中继或第三层中继的任务。
路由器负责在两个局域网的网络层间接帧传输数据，转发帧时需要改变帧中的地址。
5.NAT
NAT的英文全称是“NetworkAddressTranslation”，中文意思是“网络地址转换”，它是一种把内部私有网络地址（IP地址）翻译成合法网络IP地址的技术。
第五章网络操作系统
1、网络操作系统提供的基本服务
一般网络操作系统都提供文件服务、打印服务、目录服务和其他的通信服务。
（1）.文件服务
在所有网络操作系统所提供的服务中，文件服务是应用的最为广泛一种服务。
文件服务器是一个提供文件存储和访问的计算机。
（2）.打印服务
优质和高速的打印机始终是企事业单位的重要和稀少的资源，为了局域网上的用户随时可以方便的使用这种资源，最好的办法就是在网上实现共享。
（3）.目录服务
目录服务可以将一个网络中的所有资源，包括邮件地址、计算机设备、外围设备如打印机等集合在一起，以统一的界面提供给用户进行访问。
（4）.其他的通信服务
网络操作系统还可以提供其他各种服务，包括：
传真服务器、邮件服务器、代理服务器以及万维网服务器等。
2、网络操作系统的分类
根据网络资源的管理方式来划分，网络操作系统有三种类型：
集中式、客户机/服务器模式及对等式。
（1）.集中式
集中式网络操作系统实际上是从分时系统加上网络功能演变而成的，这种系统的基本单元是一台主机和若干台与主机相连接的终端，将多台主机连接构成了网络。
（2）.客户机/服务器模式
这种模式代表了现代网络的潮流。
在网络中连接多台计算机，有的计算机提供文件、打印等服务，被称为服务器。
另外一些计算机则向服务器请求服务，称为客户机或工作站。
客户机与集中式网络中的终端不同的是，客户机有自己的处理能力，仅在需要通信时才向服务器发出请求，而典型的终端一般称为哑终端，没有自己的处理能力，是靠主机的CPU分时完成各种处理。
（3）.对等式
使网络中每一台计算机都具有客户和服务器两种功能，既可向其它机器提供服务又可向其它机器请求服务。
3、常见的网络操作系统
（1）.UNIX与Linux
UNIX是惟一能在所有级别计算机上运行的操作系统，从微型机、小型机、大型机到超级计算机。
Linux是目前广泛在微机上运行的类UNIX系统，它虽然诞生不久，但因为它具有优良的稳定性能及开放源代码的优点，迅速在全世界普及开来。
（2）.WindowsNT
WindowsNT的特色包括：
体系结构的独立性、多处理器支持、多线程的多任务处理、大量的内存空间、集中化的用户环境文件（注册表）、基于域和工作组的管理功能、安全（用户口令，用户权限，文件权限）、容错（多个域控制器，服务器备份，磁盘阵列）等。
（3）.Netware
Netware将分布式目录、信息处理、多协议路由、网络管理、文件和打印服务等核心网络功能集成于一体，形成比较先进的网络操作系统，适用于各种规模的网络应用。
第六章局域网技术
1、局域网的几种工作模式
（1）.专用服务器结构：
（Server—Baseb）
又称为“工作站／文件服务器”结构，由若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来组成工作站存取服务器文件，共享存储设备。
对于一般的数据传递来说已经够用了，但是当数据库系统和其它复杂而被不断增加的用户使用的应用系统到来的时候，服务器已经不能承担这样的任务了，因为随着用户的增多，为每个用户服务的程序也增多，每个程序都是独立运行的大文件，给用户感觉极慢，因此产生了客户机/服务器模式。
（2）.客户机/服务器模式（client／server）
其中一台或几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和存取，称为服务器，而将其它的应用处理工作分散到网络中其它微机上去做，构成分布式的处理系统，服务器控制管理数据的能力己由文件管理方式上升为数据库管理方式，因此，C/S由的服务器也称为数据库服务器。
（3）.对等式网络（Peer-to-Peer）
在拓扑结构上与专用Server与C／S相同。
在对等式网络结构中，没有专用服务器，每一个工作站既可以起客户机作用也可以起服务器作用。
2、令牌环网
令牌环技术适用于环形网络，已成为流行的环访问技术。
这种介质访问技术的基础是令牌。
令牌是一种特殊的帧，用于控制网络结点的发送权，只有持有令牌的结点才能发送数据。
由于发送结点在获得发送权后就将令牌删除，在环路上不会再有令牌出现，其它结点也不可能再得到令牌，保证环路上某一时刻只有一个结点发送数据，因此令牌环技术不存在争用现象，它是一种典型的无争用型介质访问控制方式。
令牌有“忙”和“闲”两种状态。
当环正常工作时，令牌总是沿着物理环路，单向逐结点传送传送顺序与结点在环路中的排列顺序相同。
3、FDDI
FDDI（FiberDistributedDataInterface）传输速率为100Mb/s；网络由光纤介质的双环构成，可靠性高；介质访问控制方法采用TokenPassing；网络覆盖范围较大（几十km～几百km）。
（1）.主要优点：
令牌传递协议消除了数据冲突；双环结构提供了优秀的容错能力；内建的网络管理能力；令牌传递协议能保证预知的、确定的时延；在现有的100Mbit/s的网络技术中，其网络覆盖范围最大，适用于大型LAN和MAN。
（2）.主要缺点：
协议比较复杂；安装和管理相对困难；价格昂贵，与快速以太网和千兆以太网相比，性能价格比低；与广泛使用的以太网之间进行互联比较困难。
4、网络规划与设计
网络规划的主要任务：
对业务需求、网络规模、网络结构、管理需要、增长预测、安全要求、网络互联等指标给出尽可能明确的定量或定性分析和估计。
需求分析包括：
环境分析、业务需求分析、管理需求分析、安全需求分析。
规模与结构分析包括：
确定网络规模、拓扑结构分析、与外部网络互联方案。
第七章广域网技术
1、广域网
广域网指在一个广泛范围内建立的计算机通信网。
广泛的范围是指地理范围而言，可以超越一个城市，一个国家甚至及于全球。
因此对通信的要求高、复杂性也高。
广域网简称WAN。
在实际应用中，广域网可与局域网（LAN）互连，即局域网可以是广域网的一个终端系统。
2、公共传输系统
（1）.电话系统
电话系统是世界上分布最广的网络，主要有三个部分组成：
本地环路、干线、交换局。
（2）.SONET/SDH光传输系统
典型的骨干网络链路技术是ATMoverSONET/SDH。
现有的用于Internet骨干的传输网是基于电路方式的——即基于时分复用（TDM）序列——因此主要设计用来为语音和数据业务提供相同的固定带宽的TDM管道。
（3）.xDSL
DSL（数字用户线路，DigitalSubscriberLine）是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合，它包括HDSL、SDSL、VDSL、ADSL和RADSL等，一般称之为xDSL。
它们主要的区别就是体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对称性的不同这两个方面。
（4）.HFC
HFC（混合光纤同轴电缆网）是一种发展前景广阔的通信技术，电信服务商现在对HFC表现出浓厚的兴趣。
对有些电信服务供应商来说，采用HFC技术向居民住宅和小型商务机构提供融合了数据和视频服务的综合服务具有相当大的诱惑力。
与此同时，HFC还为网络营造企业提供了众多的发展机会。
3、ISDN的优点
综合服务数字网ISDN是第一部定义数字化通信的协议，该协议支持标准线路上的语音、数据、视频、图形等的高速传输服务。
ISDN的优点包括：
（1）.通信业务的综合化。
利用一条通信线路就可以提供电话、上网、传真、可视图文及数据通信等多种业务。
（2）.实现高可靠性及高质量的通信，由于终端和终端之间的通信已经完全数字化，噪音、串音及信号衰落失真影响都非常小，因此通信质量高。
（3）.使用方便。
信息信道和信号信道分离，在一条2B+D的用户线上可以连接8个终端，可3台同时工作。
（4）.费用低廉。
和各自独立的通信网相比，将业务综合在一个网内的费用要低廉的多。
第八章TCP/IP主要协议及技术
1、IP地址
所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址。
按照TCP/IP（TransPortControlProtocol/InternetProtocol，传输控制协议/Internet协议）协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，比特换算成字节，就是4个字节。
2、路由选择协议
因特网将整个互联网划分为若干较小的自治系统（autonomoussystem，AS）。
一个自治系统就是一个互联网，有权自主决定在本系统内采用何种路由选择协议，所属网络都由一个行政单位管辖，而且一个自治系统的所有路由器在本自治系统内必须是连通的。
但是，一个单位管辖的两个网络，若是通过其他的主干网互联起来，则这两个网络不能构成一个自治系统，而是分属两个自治系统。
因此，因特网采用分层次的路由选择方法，把路由选择协议划分为两类。
（1）.内部网关协议（InteriorGatewayProtocol,IGP）或内部路由器协议IRP这是在一个自治系统内部使用的路由选择协议，在互联网中各自治系统可采用不同的路由选择协议，目前使用最多的路由选择协议有RIP和OSPF。
（2）.外部网关协议（ExternalGatewayProtocol,EGP）或外部路由器协议ERP若源主机和目的主机分属不同的自治系统，而这两个自治系统又使用不同的内部路由协议，当数据报传到一个自治系统的边界时，就需要使用外部路由协议ERP，将路由信息传送到另一个自治系统中。
目前，使用最多的外部网关协议是BGP，BGP（BorderGatewayProtocol）也叫做边界网关协议。
3、地址解析协议ARP
IP地址到物理地址的映射由ARP（地址解析协议）完成。
一般方法是发送方发送附带接收方IP地址和本结点IP地址的广播帧；只有IP地址符合的结点（接收方结点）予以响应，返回接收方的物理地址，从而保证双方可以用物理地址在物理网（即通信子网）中进行通信。
4、用户数据报协议（UDP）的优点
（1）.UDP在发送数据之前不需要建立连接，发送数据结束后也不需要连接释放，因而减少了开销和发送数据之前的时延。
（2）.UDP用户数据报只有8个字节的首部，比TCP的20字节的首部要短，开销要小。
（3）.UDP没有拥塞控制，虽然不能保证可靠交付，但主机不需要维持具有许多参数的连接状态表。
当网络出现拥塞时，也不会使源主机的发送速率降低，这对某些实时应用是非常重要的。
例如IP电话、实时视频会议，要求源主机以恒定的速率发送数据，即便网络拥塞而丢失一些数据，也不允许数据时延太大。
UDP正好满足这种要求。
第九章因特网主要应用
1、域名DNS
由于让人记住主机的IP地址是很困难的，人们就为每台主机起了个名字，主机的名字是由圆点分隔开的一连串的单词组成的，这种命名方法被称为领域命名系统，简称为域名系统。
域名中最右部分表示区域，这部分的写法是硬性规定的，必须按照国际标准规范写，其他部分没有命名规定。
2、远程登录Telnet
简单地说，Telnet是一个执行远程登录的工具，让一台电脑连线载入另外一部电脑。
在网络上的应用程序多半是采用Client/Server模式，也就是一定有一端是请求端，请求端执行Tel
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