网络工程复习Word格式文档下载.docx
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计算机相互连接而形成一个环。
C、总线型拓扑结构:
计算机连接到同一条公共传输介质上,相对于总线的位置关系是平等的。
优点:
①可靠性高②成本低③扩充性好
安全性低,监控比较困难,通信效率比较低下,增加新站点也不易;
(总线两端连接的器件称为端结器,主要与总线进行阻抗匹配,最大限度的吸收传送端部的能量,避免信号反射回总线产生不必要的干扰。
)
D、树形拓扑结构:
一种层次结构,结点按层次连接,信息交换主要在上下结点之间进行,相邻结点或同层结点之间一般不进行数据交换。
连接简单,维护方便,适用于汇集信息的应用要求;
资源共享能力较低,可靠性不高;
3、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。
4、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。
5、TCP/IP四层模型及每层具体功能(TCP:
有连接,可靠性高;
IP:
无连接,不可靠,速度快。
网络接口层(最低层):
负责通过各种网络发送和接收IP数据报。
网际层(核心):
负责网络间的路由选择、流量控制和拥塞控制。
核心协议是IP,它是一种无连接的网络层协议,网络间传送的数据单位是报文分组或数据包。
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。
包括传输控制协议TCP(可靠的面向连接协议)和用户数据报协议UDP(不可靠的无连接协议)。
应用层:
为用户提供所需要的各种网络服务,包括网络终端协议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。
6、计算机网络技术的的分类
计算机网络组网技术:
传输技术、承载技术、IP路由技术
传输技术:
通过物理链路将信息从一端传送到另一端,主要工作在物理层;
分为有线和无线两大类,有线——ADSL、E1、DDN、SDH等,无线——大范围蜂窝移动通信、微波通信、卫星通信和小范围WLAN、红外、蓝牙、UWB等。
承载技术:
又叫承载网络,能够传输IP报文的所有网络,包括多种局域网和广域网;
(局域网:
以太网和WLAN,广域网:
HDLC、PPP等网络)
路由技术:
负责在网络间建立路径,保证网络之间的数据互通;
(各路由协议扩展能力有限,互联网中常采用分域方式组织;
一个域的规模受到限制,不能过大;
域内部采用内部网关协议,如RIP、OSPF,域间采用外部网关协议,BGP;
一个网络采用多个路由协议,为实现路由协议间的互通,需要采用路由重发布技术;
私有网络常用私有IP地址,但不能直接连入互联网中,为能够将众多私有网络实现与因特网互连,需要采用NAT(网络地址转换)技术
计算机网络管理技术:
网络安全、网络管理与维护(需解决问题:
保证整个网络安全、可靠、稳定的运行。
网络安全:
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,不因偶然或恶意原因遭受到破坏,系统安全运行,网络服务不中断。
(分类:
运行系统安全、网络上系统信息安全、网络上信息传播安全、网络上信息内容安全)
安全技术——VPN(虚拟专用网)技术:
利用接入服务器、路由器以及VPN专用设备,在公用的广域网上实现虚拟专用网的技术。
VPN技术分为重叠模型VPN和对等模型VPN。
(重叠模型VPN需要用户自己建立端结点之间的VPN链接,主要包括GRE、L2TP、IPSec等;
对等模型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;
安全技术——防火墙技术:
是指一种将内部网和公众访问网分开的方法,实际是一种隔离技术,能增强机构内部网络的安全性。
网络管理与维护:
网络管理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;
网络管理方式主要包括基于SNMP的网络管理和基于RMON标准的网络管理;
(SNMP提供了一种从网络上的设备中收集网络管理信息,以及由网络设备向网络管理工作站报告问题和错误的方法;
RMON可以解决SNMP在日益扩大的分布式网络中所面临的局限性;
RMON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。
如果一台路由器出现不能工作情况,它的全部功能必须被另一台备份路由器完全接管,因此出现HSRP——热备份路由协议;
VRRP——虚拟路由器冗余协议是一种网络容错协议,可以消除静态默认路由环境中所固有的缺陷,保障局域网网关的可靠性。
计算机网络应用技术:
网络服务分为基础网络服务和网络应用服务;
(需解决问题:
为了让用户使用网络上提供的服务来满足其各种各样的需求。
(基础网络服务:
为用户更方便使用网络提供支持,包括DNS服务等;
网络应用服务:
为用户提供各种网络上的应用,包括Web服务、FTP服务等;
Web服务——最为广泛,是一种交互式图形界面的Internet服务,具有强大信息连接功能;
(有静态网页和动态网页两种服务模型。
)
Web的应用层协议HTTP是Web的核心,运行在不同端系统上的客户程序和服务器程序通过交换HTTP消息进行交流;
7、OSI模型与TCP/IP模型的对应关系:
P25
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
8、TCP/IP模型的优点:
兼容性、灵活性和健壮性
9、常用网络设备的网络扩展能力和特点
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
A、局域网:
局域网可以包括终端、传输介质和网络设备;
终端工作在网络的7个层
次上,传输介质工作在物理层上,网络设备包括以太网中继器、集线器、网桥和以太网交换器。
以太网中继器:
模拟设备,将在一段上出现的信号放大到另一段上,避免信号衰减过大,提高传输距离。
(特点:
只能对传输距离进行延长,扩展能力较弱)
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。
集线器:
一般使用外接电源,对接收信号有放大作用,可以增加传输距离。
集线器同时只能传输一个数据帧,意味着集线器所有端口都是单工通道,且要共享同一带宽,所以扩展能力有限;
集线器可以方便的扩展网络规模,但由于冲突域的限制,规模不能太大;
)被称为“多端口中继器”
网桥:
网桥收到一个帧时,先检查此帧的目的物理地址,再确定将该帧转发到哪个端口。
网桥可以实现不同类型的局域网之间的互连。
(端口数目较少,互连不够方便)
可以隔离冲突域,扩展方式更加灵活、强大)
以太网交换器:
类似于网桥,端口数较多;
以太网交换机只能工作在以太网中,不具有网桥的互连不同类型局域网的能力。
只能实现以太网扩展,交换机不隔绝广播,扩展能力比集线器强大得多。
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
B、局域多网络连接:
局部区域的多个局域网之间可采用三层交换机和路由器进行互
连;
(三层交换机只能用于局部以太网互连,路由器用于各种网络互连,互连后,所形成的是互连在一起的多个局域网,不会形成一个局域网。
三层交换机互连:
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。
数据传输开始阶段——工作在以太网物理层、数据链路层和网络层;
进入流交换阶段——工作在以太网物理层和数据链路层;
路由器互连:
可工作在不同网络的物理层、数据链路层以及网络层;
C、广域网:
包含路由器和远距离传输设备,传输设备只工作在物理层,包括中继器、
光传输设备、路由器等。
中继器:
网络物理层的连接设备,适用于完全相同的两类网络互连,主要功能是通过对数据信号的重新发送或转发,来扩大网络传输的距离。
(远距离传输常用光纤通信,会产生损耗和色散及非线性效应影响传输距离和容量,为此,可以在光纤线路上加入光中继器,补偿信号的传输损耗和色散。
光传输设备:
把各种各样的信号转换成光信号在光纤上传输的设备。
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。
路由器:
选择路由并在不同网络之间转发报文,决定网络间数据传输的最佳路径。
依据网络层信息将数据包从一个网络转发到另一个网络,可隔绝广播,划分广播域,所以路由器的网络扩展能力非常强,可以将世界范围内的网络都互连在一起。
10、常用网络设备所工作的网络层次:
中继器和集线器工作在物理层;
网桥、以太网交换机工作在数据链路层;
路由器和三层以太网交换机工作在网络层;
11、★(应用)常见网络的结构以及其中网络设备的功能(同上)
第二章传输技术
1、传输技术在网络中的作用
2、ADSL(下行速率高、频带宽和性能优等特点)——非对称数字用户线路,是一种非对
称的DSL技术(HDSL),DSL技术是基于普通电话线的宽带接入技术,在同一铜线上分别传送数据和语音信号,数据信号不通过电话交换机,不需拨号,一直在线,属专线上网方式。
(1)非对称
①ADSL:
非对称数字用户线路②VDSL:
甚高比特率数字用户线路
(a)上行:
512kbps-1Mbps(a)上行:
1.5-2.5Mbps
(b)下行:
下行:
1Mbps-8Mbps(b)下行:
13-52Mbps
(c)FDM(频分多路复用技术)带宽<
=4Khz(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)
3、ADSL的信道划分:
ADSL采用频分复用技术把一对铜线(电话线)分成了电话、上
行和下行3个相对独立的信道。
(上行:
用户到电信服务提供商方向,如上传;
从电信服务提供商到用户的方向,如下载)
数据业务支持上行速率512kbit/s-1Mbit/s,下行速率1-8Mbit/s,有效传输距离在3-5公里范围之内。
ADSL除了使用频带划分来承载不同业务,还使用了ATM、PPPoE相关技术来实现Iternet的接入访问。
实现上行640kbit/s、下行8Mbit/s的数据传输速率。
4、ADSLModem的分类:
桥接式和路由式
(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。
②建立多条PVC虚通道(永久性的虚电路)与DSLAM和BRAS配合,灵活选择业务。
③PPPoE通过PAP(密码认证协议)或CHAP(点到点的询问握手协议)来保证接入的安全。
(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
5、E1的帧结构
8位8位8位8位
C1
……
C30
作用:
信令
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%
6、T1的帧结构
8位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%
7、DDN(数字数据网)的网络结构
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。
8、DDN特点:
1)传输质量高、时延小、通信速率可自主变化;
2)路由自动迂回,保障链路高可用率;
3)全透明传输;
4)方便的组建虚拟网(VPN)建立自己的网管中心;
5)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。
9、SDH的组成设备和帧结构
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。
A、SDH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。
B、SNH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,125μm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
POH
STM-N净负荷
(含POH)
AUPTR
MSOH
270*N
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。
(SDH的开销字段:
分为RSOH、MSOH和POH3种。
SDH的虚容器:
分为低阶VC和高阶VC)
10、区分ADSL通过电话双绞线传输的是话音业务还是数据业务:
在ADSL线路上,
POTS(传统电话业务)使用的是铜双绞线的低频部分(0-4kHz频段),数据业务通过DMT等技术,将原来铜双绞线160kHz-1.1MHz频段分成256个频宽为4kHz的子信道,来传送下行数据信号,将25kHz-160kHz频段划分成32个频宽为4kHz的子信道,来传送上行数据信号。
————(子信道信噪比越大,在该信道上能够调制的比特数越多。
11、ADSL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))
P
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)。
12、ADSL中使用的DMT调制技术原理:
DMT多音频调制技术建立在QAM思
想基础上,也称为正交频分复用。
QAM利用同频率的正弦和余弦波作为载波来传达信息,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)。
13、E1传输语音和数据的方式
E1分为成帧和不成帧两种方式,成帧时TS0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。
A、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
B、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。
14、SDH中帧结构的特点和复用原理
A、帧结构特点:
B、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。
15、蜂窝移动通信技术
第一代模拟移动通信技术,第二代数字移动通信技术,第三代移动通信技术,第四代是TD-LTE(中国自主研发)
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SMS短信服务。
GPRS(通用分组无线用户)是在GSM基础上发展起来的分组交换的数据承载和传输业务。
、
16、GSM移动通信网络的组成元素和信道划分
17、GSM的数据传输技术及各自的优缺点
18、(应用)分析家庭ADSL上网的工作过程
第三章承载技术
3.1承载技术简介
最早的承载网络主要是电话网,通过调制解调器传输数据。
在广域网中大量采用光纤上使用PPP承载IP。
承载网络不管它采用何种网络体系,在拓扑结构上可以分成3大类,即点到点,广播网络,多点非广播多路访问网络。
1、点到点网络
点到点网络是最简单的网络拓扑,它实际上就是一根通信电缆连接两台网络设备构成的网络。
2、广播网络
广播网络也是一种简单的网络,虽然比点到点网络复杂一点,即任何一个设备发送报文在网络中的其他设备都能收到。
广播网络中的报文
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