网络与综合布线总结.docx

1、网络与综合布线总结 功能：数据通信、资源共享、负载均衡、分布处理、提高系统的安全可靠性。计算机网络的组成及功能 通信子网：负责完成数据传输、转发等任务。 组成 资源子网: 实现全网的数据处理和资源共享 覆盖地域：局域网、城域网、广域网。 计算机网络的分类 网中机器数量：大型网(1600万台)、中型网(65534台)、小型网(254台) 拓扑结构 点到点(链路型)：星型/树型/环型/格状型； 一点到多点(广播型):总线型/环型总线型/无约束型。计算机网络主要性能指标 带宽 ：指数字信道所能传送的最高数据率。 时延 ：即传送信号的时间。 端接点 ：能进行数据处理和通信的节点。 节点 ：代表网中各种

2、终端设备 交换节点：用于链路之间的数据转发。 路由节点：用于网络间的数据转发。计算机网络元素 中继节点：用于信号的再生和放大。 物理链路：一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他交换结点。 逻辑链路：又称数据链路，就是在物理链路加上必要的通信规程构成的链路。 链路 ：代表连接在任意两个节点间且无源的物理线路。 有线链路 无线链路 基带同轴电缆：传送数字信号，阻抗50欧 同轴电缆 宽带同轴电缆：传送模拟信号，阻抗75欧 有线 双绞(线)电缆 ： 屏蔽(STP)和非屏蔽(UTP) 计算机网络传输介质 光纤缆 ： 单模和多模 无线：微波、卫星、红外线 语法：规定数据与控制信息的结构或格式； 协

3、议及其内涵 语义：对需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应的说明；计算机网络协议 同步：对事件实现顺序进行说明。 协议的基本功能：数据格式和物理接口特性的规定；传输数据的分割与组装；传输服务（连接、无连接）；传输控制(流量、差错、连接）数据通信系统 任务:把数据源计算机所产生的数据迅速、可靠、准确地传输到数据宿(目的）计算机或专用外设。 组成:数据终端设备（DTE），通信控制器，通信信道，信号变换器构成。 并行通信: 按字节传输，主要用于近距离，速度快； 传输方式 串行通信: 按位传输，适合于远距离，传输率低；数据的传输方式和控制方式 单工：只支持数据在一个方向上传输； 数据传输控

4、制方式 半双工：允许数据在两个方向上传输，但在同一时刻，只允许数据在一个方向上传输； 全双工：允许数据同时在两个方向上传输，即通信双方可同时发送和接收数据。 基带传输:在数字通信信道上能直接传送基带信号的方法。基带传输不需对信号调制与解调，适合短距离的数据传输；数据信息传输的基本形式 频带传输(模拟传输):将基带信号调制成具有较高频率范围的频带信号，再在模拟信道中进行传输的方式，称频带传输。(远距离) 宽带传输:借助频带传输，将链路容量分解成多个信道，分别传输不同信号(音/视/数字)的传输。 信道：在两点之间用于收发信号的单向或双向通路。信道的多路复用技术 信道多路复用技术：指在同一传输介质上

5、“同时”传送多路信号的技术。 信道多路复用的作用：提高信道利用率，使多个终端能共享一条物理信道。 多路复用常用设备(MUX):多路复用器、多路分配器 频分多路复用(FDM)：在一条通信线路上设置多个信道，每路信道的信号以不同的载波频率进行调制。多路复用技术分类 时分多路复用(TDM)：以信道传输时间作为分割对象，通过多个信道分配互不重叠的时间片的方法来实现 光波多路复用(WDM) ：利用不同频率光波信号的合成与分解来实现。 码分多路复用(CDMA)：基于码型的分割信道的方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型互不重叠。主要用于无线通信。 信号在传输中产生错误的原因：衰减、延迟变形、噪声干扰。差

6、错产生的原因与控制对策 数据通信中的差错控制对策：提高信道质量；提高数据的稳健性；采用合适的差错控制协议进行差错检验。 差错检验：实现机理：在接收端对错误进行检验，出错重传；常用方法：算术校验和、奇偶校验、循环冗余校验。 正向应答ACK：接收方校验帧正确,给发送方确认； 负向应答NAK：接收方校验帧受损,给发送方确认； 应答接收方对发送数据的确认反馈 双向应答：帧正确,发ACK；帧受损,发NAK。 无应答：不管收到帧是否正确,都不发送应答。差错控制 停等ARQ 重传发送方根据应答，重新传输一次受损帧 连续ARQ：回退N帧ARQ和 选择性重传ARQ 含义：流量控制是一种协调收、发之间工作步调，用

7、于防止在端口阻塞的情况下丢帧的控制技术。 拥塞：当网上数据量增加到一定程度时，网络的吞吐量下降，这个现象称为“拥塞”。 拥塞与死锁 死锁：当通信量急剧增加，丢弃的数据帧不断增加，从而引起大量重发，最终引起“死 锁”。流量控制与滑动窗口协议 流量控制及其基本策略 流量控制的基本策略： 增加用户可用资源、限制用户资源需求 滑动窗口技术：典型的流量控制技术，原理是利用窗口技术实现发、收两方的发/收流量。 面向连接服务：两点通信前先建立连接，且发送的每一帧都需被接收方确认，发送方在收到确认帧后方能发下一帧，通信完毕释放链路。 数据链路连接的管理方式 无确认无连接服务 无连接服务：特点为发送前不需建立连

8、接，源主机可在任何时候发送。 有确认无连接服务 高级数据链路控制协议HDLC 含义：HDLC 是一种数据链路、面向比特的同步通信协议，采用“0比特插入法”成帧技术,以滑动窗口技术实现全双工点对点的 收/发流量控制。 0比特插入法：在发送端，只要发现有5个连续“1”，便在其后插入一个“0”。 信息帧(I帧)：用于数据或信息，以控制字第一位为“0”来标志； HDLC帧类型 监控帧(S帧)：用于差错和流量控制，控制字第1,2位为“10”标志； 无编号帧(U帧) ：提供链路的初始化和终止操作。 通信站：主站、次站、复合站； 非平衡配置型: 适用点到点、点到多点的通信; 链路配置 平衡配置: 适用于点到

9、点的通信。 HDLC的配置和数据传输工作方式 正常响应方式：传输过程由主站启动； 数据传输方式 异步平衡方式：允许任何节点来启动传输； 异步响应方式：由从站启动，控制超时和重发。 含义： 交换技术是在欲进行通信的双方建立物理和逻辑的连接，实现通信双方的信息传输和交换的一种技术。 数据交换：在多个数据终端设备(DTE)之间，为任意两个终端设备建立数据通信临时互连通路的过程成数据交换。 交换技术与数据交换 电路交换 含义：电路交换就是使用交换开关，将通信双方间的多条链路连接成一条专用的通道。 特征 1、通信双方在通信前需建立实际物理电路连接； 2、连接的电路被通信的一对用户独占，只有通信结束电路释

10、放后，才能被别人使用。 交换技术 建立连接(呼叫)数据传送线路拆除(释放) 特点 1、 建立连接需要时间，适合大数据量传输； 数据交换的方式 2、连接后以固定数率传输，传输延迟固定(连接时间) 3、连接的信道私有，不被他人享用。 报文交换：不管发送数据长度是多少，均当作一个逻辑单元发送； 存储-转发交换 分组交换：限制一次传输数据的最大长度，把较大的数据长度分成多个报文分组进行发送； 信元交换：传送的信元短小且定长，结构简单，快速传送。 特点 ：不需要建立专用传输信道，线路利用率高；中间节点先存储报文，线路不忙时将其 转发；可根据网中流量分布动态地选择报文传输路径； 含义：虚电路服务是建立在虚

11、电路号上(为通信双方建立的逻辑链路)。 虚电路 存在虚电路建立过程，即事先进行路由选择； 所有数据包沿同一条路径发送，每个报文不需路由选择； 分类： 交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC) 。 虚电路与数据报 数据报 含义：数据报服务是利用目的地址和源地址进行数据转发。 特点：避免了建立连接，减小了传输时延； 可为分组独立选择路径，充分利用传输资源，有利于平滑通信，且可靠性高； 因报文独立路由，增大了传输延迟，且传输不确定，不适用于实时性通信。 是否面向连接：虚电路为面向连接，而数据报则为面向无连接； 分组长度 虚电路：分组头中只含虚电路号，分组较短，传输开销小； 数据报：分组头中包含地址

12、信息，分组长，传输开销大； 路由选择 虚电路：不需要路由选择，预先有虚电路建立过程； 虚电路与数据报方式比较 数据报：每个分组独立选择路由； 分组顺序 虚电路：保证每个分组正确到达，且保证原来顺序； 数据报：分组独立选择路由，不保证分组按序到达； 阻塞影响： 虚电路可有效仿制阻塞，而数据报则易造成阻塞； 应用场合： 虚电路适合实时性通信，而数据报不适合实时性通信。 分类：交换网与传输网。 交换机的主要作用是接收数据，然后有选择地将数据转发和实现数据流的控制。 物理编址：定义数据帧的物理地址； 差错验证：错误发生时发出警告； 交换机 交换机的功能 数据帧整序； 流量控制：控制数据的传输能力； 网

13、络拓扑结构设定：定义设备物理连接所形成的网络拓扑结构。 交换机交换单元的分类 空间交换：指交换单元按链路的空间分布进行交换，将分组从一条链路转发到另一条链路上（例：交叉点矩阵结构） 时隙交换：将输入链路上某个时隙上的分组安排到输出链路上的另一个时隙上进行转发的过程。 路由器:路由节点是网络的边界节点，设备是路由器。其目的是为数据分组的转发寻找最佳传输路径 路由器与路由表 路由表：所以路由表是路由器的中枢，建立和维护路由表就是路由器的关键技术。 静态路由表：静态路由表由网管人员根据网络拓扑预先设定，一般不会修改。 路由表分类 动态路由表：动态路由表是路由器根据网络系统的运行情况自动调整的路由表。

14、 扩散式(洪泛)算法：每个节点在收到分组后，即将其发往除分组来的节点之外的其它各相邻节点。 静态路由算法种类 最短队列(热土豆)算法：节点在收到分组后将其放在最短队列，而不管其目标地址在那。路由节点上的通信 固定式算法：每个路由节点都存放一预先计算好的路由表，表中给出节点到所有目标节点的最短路径， 结构变化由管理人员重新填写。 动态路由算法种类 距离向量算法：相邻路由器之间周期性地相互交换各自路由表 信息，告知网中每个节点的最远和最近距 离，构成路由表。(目的地址、下一跳地址、路由开销-距离) 链路状态算法（最短路径算法）：算法使用链路状态数据包计算从该路由器到其它目标网络的最短路径， 以构成

15、路由表。 路由器的组成：硬件、软件 路由器的基本结构 路由器的网络接口 网络互连：路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于各种网络的互联，实现不同网络互相通信； 路由器的功能 数据处理：提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能； 网络管理：路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。 协议转换：对网络层及其以下各层协议进行转换。 促进标准化工作; 计算机网络分层的目的 降低系统设计、建造的复杂性； 对系统运行中出现的问题比较容易发现和处理。计算机网络的层次结构 各层功能需明确，且相对独立；层间接口需清晰，尽量减少跨越接口的信息量； 网络分层的原

16、则 各层都可用最适合的技术实现；各层功能的确定需有助于国际标准的制定； 层数分割应适当，太少不易描述；太多，则使网络结构过于复杂； 确立服务类型：面向连接还是无连接； 分段和装配：发送端对数据分块，接收端装配； 网络层次结构中各层功能 复用和分用：提高本层的传输效率； 差错控制：使相应层的通信更可靠； 流量控制：使本层的发送数据能被接收端正常接收。 开放:遵循模型标准，任何系统均可互相通信； OSI参考模型特点 采用分层体系结构。 协议规范：抽象对等层间的通信； 在层次结构中进行了3级抽象 服务定义：抽象下层对上层的支持； 体系结构：抽象网络的整体构架。 ISO/OSI参考模型结构 物理层：负

17、责在物理介质上传输二进制比特流； 数据链路层：将有差错物理链路转化成数据链路； OSI分层模型框架及各层功能: 网络层：负责分组从信源到信宿的最佳路径选择； 传输层：提供透明的、端-端的数据传输服务； 会话层：管理不同主机上各进程间的对话； 表示层：为上下层提供数据的语法和语义的转换； 应用层：为网络用户之间的通信提供专用的程序。 静态多址访问控制协议：利用多路复用技术实现多址访问控制,各用户独享信道；局域网技术 局域网的介质访问控制技术 动态多址访问控制协议：用户共享一个物理信道，利用竞争方式来使用传输介质。 动态多址访问控制协议的控制策略 a.冲突避免：无争用(受控)方式_(令牌环网) b

18、.冲突解决：争用方式_(各节点争用介质使用权)以太网技术 CSMA/CD（即载波监听多路访问/冲突检测） 含义：侦听是欲发送数据节点进行的第一件工作，即在发送前先检测信道上有无信号正在传送 侦听方式：坚持型侦听方式；非坚持型侦听方式； 1-坚持型CSMA 特点：信道空，发送；忙则侦听，发现空闲立即发送;发生冲突时，等待一个随机时间，在发送; CSMA算法 P-坚持型CSMA 特点：信道空，以P的概率发送，信道忙，则以1-P的概率把该次发送推迟到下一个时隙； 非坚持型CSMA 特点：信道空发送；忙不监听,等待一段随机时间在试 冲突(碰撞)产生的原因：两个及两个以上节点在监测信道时均发现信道空闲，

19、这时各站点均把信号送入信道而引起冲突。 冲突检测 检测方法：把发送到信道的数据接收回来，与原发送数据进行比较，若不一致，表明有冲突发生。 冲突解决：检测有冲突后，发送端在发送完64bit同步信号之后，停止发送，并发出 “冲突强制阻塞信号”,请所 有站点暂停发送，以免网络瘫痪。 后退等待 ： 冲突后，各站点采用时间退让(算法)方式完成发送，发生冲突的次数越多，再次的冲突可能性越大，则退让时间就应越长。 接收处理 ： 碎片校验、目的地址校验和完整性校验。 高速以太网的支持技术：(1)高速传输介质技术 (2)交换技术 (3)全双工技术 (4)编码技术 高速以太网 千兆以太网：千兆位以太网与快速以太网

20、的区别仅在于把每个比特的发送时间进一步降低到1ns，且支持多种介质。 万兆以太网 用于同构型(3-7层)LAN间的连接； 主要用途 扩展工作站的平均占有带宽； 扩展LAN的地址范围； 网段的微分化。 减小了冲突域和帧的平均时延； 优点 扩大了物理范围，增加了整个网上站点数量； 提高了可靠性(一个网段的故障不会扩散到其他网段); 可针对特定网段或节点进行安全管制。 网桥 存储-查表-转发过程增加了时延; 不同MAC子层的网段桥接，需先修改帧的某些字段，也增加了时延； 缺点 无MAC子层流量控制功能，网络负荷大，会丢失帧；交换式局域网 可能出现“广播风暴”。(段内站点过多，网桥内表的容量不够，转发

21、时会全网广播) 直通模式(快速转发):当交换机检测到接收帧中有目的地址字节，根据交换地址映射表，获得输出端口号，然后转发 交换机的交换模式 无碎片直通(碎片:冲突后形成的残缺不全帧):先存储接收帧的前64个字节，后进行差错检验，有错滤除，重发；没错立即转发。 存储转发:交换机把收到的整个帧进行CRC差错效验，然后根据帧的目的地址查表，再转发到相应输出端口。 工作层次:集线器属第一层设备，对数据传输做同步、放大和整形处理，不能对短帧、碎片、差错进行处理，故不能保证数据 的 完整性和正确性；交换机属第二层设备，不但能对传输数据进行同步、放大和整形，还提供完整性和正确性的保证； 交换机与集线器的区别

22、 工作方式:集线器是共享带宽设备，工作为广播模式，故易发生广播风暴； 带宽:交换机是分享带宽设备，每个端口都独享独立带宽，故它能隔离冲突域，抑制广播风暴。 每个端口可以连接网段，也可连接站点，每个端口独享带宽；而共享以太网是所有站点处在一个冲突域范围，共享带宽。 交换式以太网的优势 在节点数为N的网络中，系统最大带宽可达到端口带宽的N倍；而在共享以太网中， 每个节点的带宽为系统带宽的1/N。 被交换器隔离的独立网段上数据信息流不会随意广播到其他端口上去；而在共享以太网中，则相反。 提高传输性能：通过VLAN限制广播风暴的范围，提高网络性能。 虚拟局域网的划分目的 实现共享资源：可将用户按资源分

23、组，而不需考虑其物理位置。 提高网络安全：把用户与资源彻底删除连接，以提高网络安全。虚拟局域网(VLAN) 按交换机端口划分VLAN(配置简单) 虚拟局域网(VLAN)的划分方法 按MAC地址划分VLAN 按网络层协议划分VLAN 专线连接，具有安全、保密、专用、高性能等特点; 特点 具有Internet等公用网的方便性和低成本特点; 具备使用方便、建设成本低廉的特点; 虚拟专用网(VPN) 访问虚拟专网（Access VPN）； 类型与应用方式 企业内部虚拟专网（Intranet VPN）； 扩展的企业内部虚拟专网（Extranet VPN） VPN的相关技术 ：VPN的隧道协议 网络安全技

24、术 射频(RF)技术：覆盖范围较广，是较为常见的无线传输技术; 无线局域网的主要传输技术 红外(IR)技术：仅适用于近距离无线传输(一般少于1米）。 WLAN技术的优势 安装便捷、覆盖范围广、经济节约、易于扩展； 传输速率高(11Mbit/s，传输距离可至20km以上)。 无线局域网WLAN 无固定基础设施网络(无线自组织网络-Ad-Hoc) 无线局域网组成 有固定基础设施网络(基础结构网络) 关键层:网际层和传输层 TCP/IP协议栈 代表协议:IP和TCPInternet概述 网络接口层: 负责接收IP数据报并通过网络发送，或从网络上接收物理帧，并抽出IP数据报提交网际层。主要功能： 1、

25、对数据的传输及相应的访问方法进行约定； 2、将数据封装为物理网络上的帧，并进行传输； 3、对数据帧的可靠性保证； 代表协议：PPP(点对点协议)、ARP(地址解析协议)、RARP TCP/IP各层功能 网际层:负责解决网络互联问题(网际寻址)。主要协议有： 1、IP协议：规定统一地址格式（协议地址）； 2、网际控制信息协议(ICMP）:提供差错报告机制； 3、路由信息协议(RIP)：负责数据的包装、寻址和路由。 传输层:负责维护信息的完整性，提供端到端的通信服务(进程间通信服务)。具体功能有： 1、解决不同应用进程间的识别（信源、信宿)； 2、提供可靠传输（每个分组均含有校验字段）； 3、对信

26、息流进行格式化。代表协议：TCP、UDP(用户数据报协议) 应用层 :负责为用户进程提供应用手段 OSI模型作为理论模型，层次结构清晰，不相邻层之间的协议是隐藏的，灵活性不强； 层次的严格与否 TCP/IP是经验总结，虽模型也分层次，但层次间的依赖关系没有OSI的强，允许上层越过下层 使 使用更低层的服务，有利于减少开销，提高协议效率。 可靠性和效率性 OSI模型以可靠性为宗旨，每层均需进行错误检测与处理，故开销大，传输效率不高； TCP/IP模型与OSI模型比较 TCP/IP以效率作宗旨，每层不需对错误进行检测和处理，可靠性交由传输层处理。 主机负担重还是通信子网负担重 OSI模型把与传输有

27、关问题均交通信子网处理，在传输层只提供面向连接服务。 故在OSI系统中通信子网负担较重，主机负担较轻； TCPIP不管通信子网是复杂还是简单，均在传输层要求主机参与复杂问题处理。 故主机负担较重。 异种网互联的能力 OSI模型最初并无考虑网络互联问题，后期在网络层划分一个子层完成网际层功能；(打补丁) CPIP设计初始就考虑异种网络的互联，并利用网际层来处理异种网的互联。 IP协议的主要功能：1、无连接的数据报传输服务；是一种非可靠的无连接服务。2、路由选择；3、差错控制。 IP地址构成 网络号：网络号指明站点所属网络。 主机号：表明站点所处网中的位置，寻址先确定网络号，然后再找主机号。IP协

28、议 IP地址的特殊用法：广播地址；有限广插地址；本网地址；回送测试地址；网络地址；保留地址。 子网划分与子网掩码 子网划分的目的：有效利用和规划IP地址，方便对网络的管理。 子网划分的作用：减少广播域。使网中不再有过多的广播包充斥。 PPT提供的功能:1、成帧方法，能够进行错误检测；2、能够控制数据链路的建立；3、允许采用多种网络层路由协议。 点对点（ppp)协议 链路控制协议LCP ：LCP负责创建，维护或终止一次物理连接。 PPP的组成 网络控制协议NCP ：负责解决物理连接上运行何种网络协议，并解决上层网络协议发生的问题。网络接口层协议 认证协议 创建阶段:完成基本通讯方式的选择； PP

29、P链路的建立 认证阶段:对客户身份进行认证； 网络协商:调用在创建阶段选定的网络控制协议NCP。 IP地址解析协议 协议地址（IP地址）（32位)和物理地址(48位） 含义：地址解析就是将32位的IP地址转化为48位的物理地址，或反之，其解析过程需用地址解析协议完成。 地址解析 地址解析实现方法 : 查表法(常用于WAN);相似形式计算(常用于可配置网络); 报文交换法(常用于静态编址的LAN) 地址解析协议ARP 测试目的主机的可到达性和状态; 将不可到达的目的主机报告给源主机; ICMP提供的服务 进行IP分组流量控制、报告错误IP分组头; 向路由器发送路由改变请求; 检测循环或超长路由（

30、会引发“广播风暴”）; 网际控制消息协议ICMP 获取网络地址和获取子网掩码。 ICMP分组格式及封装 ICMP的分组 ICMP报文特点 ICMP分组是封装于IP报文中加以传递。 ICMP分组分为三种类型，分别是差错报告分组、控制分组和测试(请求/应答)分组； 含义:路由就是把信息从源站点通过网络路径传递到目的站点的行为。 路由器的主要工作：路径判断和分组转发。 路由器与网桥区别 网桥是第二层设备，所连网仍是一个逻辑网络； 路由器是第三层设备，所连网络是多个逻辑子网。 自治系统 路由协议 内部网关协议(IGP):内部使用的路由协议，主要有RIP、OSPF; IP路由 外部网关协议(EGP):两

31、个自治系统之间的路由协议，主要有BGP。 路由信息协议RIP 动态更新路由:各路由器先建立初始路由表，然后周期性的与边路由器交换信息，更换其距离向量表; RIP的基本特点 算法特点 :算法按最少路由器数选择路由; 适用场合 : RIP只提供15个路由器跳数(一条路由最多包含15个路由器），所以适合小型自治系统。 主干路由器：用于连接网络主干的路由器(可同时是区域边界路由器); OSPF路由器的分类 区域边界路由器(ABR)： 用于连接两个或多个区域网的路由器; 开放最短路径优先协议(OSPF) 内部路由器： 路由器连接的网络都在一个区域内; 自治系统边界路由器(ASBR):连接自治系统的路由器。 边界网关协议BGP 路由策略类别 : 控制本自治系统到其它自治系统的路由; 控制本自治系统是否为相邻自治系统传递数据; 实现自