网络技术复习要点修改版Word格式文档下载.docx
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▪范围:
小,<20KM
▪传输技术:
10-1000兆位,延迟低,出错率低
▪拓扑结构:
总线,环形,星形
•城域网(MetropolitanAreaNetwork,MAN)
中等,<100KM
几十兆位
总线
•广域网(WideAreaNetwork,WAN)
大,>100KM
几十兆位,延迟大,出错率高
不规则,点到点
1).按通信传播方式分类:
广播式网络:
在广播式网络中,所有连网的计算机都共享一个公共通信信道。
当一台计算机利用共享通信信道发送保文分组时,所有其他的计算机都会“收听”到这个分组。
(总线形、无线(微波、卫星))
点-点式网络:
与广播式网络相反,在点-点式网络中,每条物理线路连接一对计算机。
假如两台计算机之间没有直接连接的线路,那么它们之间的分组传输就要通过中间结点的接收、存储与转发,直到目的结点。
(网状、树形、星形)
局域网络通常使用广播方式,广域网络通常使用点对点方式。
2)按拓扑结构分类:
计算机网络拓扑通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构,反映出网络中各实体间的结构关系。
计算机网络拓扑根据通信子网中通信信道的类型可分为:
广播信道通信子网的拓扑与点-点线路通信子网的拓扑。
广播信道通信子网:
总线型、树形、环形、无线与卫星通信型。
点点通信子网:
星型,环形,树形,网状。
点-点线路通信子网拓扑的4种拓扑构型
1)星型拓扑结构的特点
在星型拓扑结构中,结点通过点-点通信线路与中心节点相连。
优点:
1.配置方便;
2.每个连接点只接一个设备,单个连接点的故障不会影响全网;
3.故障诊断容易,容易检测和隔离故障,方便删除故障结点;
4.健壮。
2)环型拓扑结构的特点
在环型拓扑结构中,结点通过点-点通信线路联结成闭路的环。
结构简单;
电缆长度短。
缺点:
单向传输,一个结点故障会引起全网故障;
诊断故障困难,不易重新配置网络
3)树型拓扑结构的特点
实际是星型拓扑结构的拓展。
4)网状型拓扑结构的特点
无规则型,点-点之间的连接是随意的,无规律的。
N个设备的网络:
链路数:
N(N-1)/2。
通信独占链路、故障易诊断、安全保密性好、健壮。
电缆和设备端口数量大、成本高。
3)按通信速率分类--P14、4)按网络控制方式分类--P14
补充:
*)总线:
采用单根传输线,广播方式。
总线拓扑的优点:
1.电缆长度短(用量少),容易布线。
2.易于扩充
总线拓扑的缺点:
1.故障诊断困难;
2.一个故障则所有通信中断;
3.信号衰减,需要中继器配置;
4.设备的数量和布局影响性能
第1章老师圈点习题答案
3.计算机网络由哪些部分组成,什么是通信子网和资源子网?
试述这种层次结构观的特点以及各层的作用是什么?
答:
通信控制处理机构成的通信子网是网络的内层,或骨架层,是网络的重要组成部分。
网上主机负责数据处理,是计算机网络资源的拥有者,它们组成了网络的资源子网,是网络的外层,通信子网为资源子网提供信息传输服务,资源子网上用户间的通信是建立在通信子网的基础上。
没有通信子网,网络不能工作,而没有资源子网,通信子网的传输也失去了意义,两者合起来组成了统一的资源共享的两层网络。
将通信子络的规模进一步扩大,使之变成社会公有的数据通信网,
5.一个完整的计算机网络的定义应包含哪些内容?
答:
1)物理结构:
通过通信线路、通信设备将地理上分散的计算机连成一个整体
2)逻辑结构:
在网络协议控制下进行信息传输
3)主要目的:
资源共享
第二章数据通信的基础知识
1.信息和数据的基本概念
数据是指数据通信中传输的二进制代码。
数据是信息的载体。
数据涉及对事物的表示形式,信息涉及到对数据所表示内容的解释。
数据通信的任务就是要传输二进制代码比特序列。
信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式。
2.模拟信道和数字信道
1).以数字脉冲形式传输数据的信道称为数字信道,相应的通信系统称为数字通信系统。
2).以连续模拟信号形式传输数据的信道称为模拟信道,相应的通信系统称为模拟通信系统。
①模拟信号
时间上连续,包含无穷多个信号值。
以信号的参量(幅度、相位、频率)表示数据。
②数字信号
时间上离散,仅包含有限数目的信号值。
最常见的是二值信号
以某一瞬间的状态表示数据。
数字通信的优点:
a.抗噪声(干扰)能力强
b.便于用计算机进行处理,便于纠错
c.易于加密、保密性强
d.可以传输语音、数据、影像,通用、灵活
e.计算机通信仅在不得已的情况下,才会采用模拟通信,如通过电话线拨号上网。
•信号传输速率(波特率,码元速率):
单位时间里传送信号波形的个数,单位
为波特(Baud)。
•数据传输速率(信息速率,比特率):
单位时间里传送二进制数据的位数,
–单位b/s、简写位bps。
例如:
当波特率为9600时
»
若M=2,数据传输率为9600b/s
若M=16,数据传输率为38.4kb/s
(1)串行通信方式是指将待传送的字符的二进制代码按由低位到高位的顺序依次发送。
并行通信是指将表示一个字符的8位二进制代码同时通过8条并行的信道发送。
3.信道的通信方式
(1)单工通信是指信号只能向一个方向传输,任何时候都不能改变信号的传送方向。
(2)半双工通信方式是指信号可以双向传送,但在一个时间只能向一个方向传送。
(3)全双工通信是指信号可以同时双向传送。
4.数据的传输方式
基带/频带/宽带传输
–基带传输:
不需调制,编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。
•例如:
以太网(局域网)
–频带传输:
数字信号调制成音频模拟信号后再传送,接收方需要解调。
通过电话网络传输数据
–宽带传输:
把信号调制成频带为几十MHZ到几百MHZ的模拟信号后再传送,接收方需要解调。
基带传输用的是数字信号传输方式,频带传输和宽带传输用的是模拟信号传输方式。
5.数据同步方式
同步:
接收端按照发送端发送每个码元的频率或起止时间来接收数据,即在时间上取得一致。
目的是使接收端能正确的接收数据
数据通信在同步方式分为位同步、字符同步和帧同步三种。
位同步是指保证收发双方计算机的时钟周期一致的过程。
字符同步是指保证收发双方正确传输字符的过程。
帧同步:
收方从收到的位流中准确地区分出一帧的开始和结束位置。
位同步又分为:
a.外同步法:
发送端发送数据之前发送同步脉冲信号,接收方用接收到的同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。
B.自同步法:
通过特殊编码(如曼彻斯特编码),使数据编码信号中包含同步信号,接收方从数据编码信号提取同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。
字符同步:
a.异步制.b同步制---P34
6.各种传输介质及其主要特点
双绞线由按规则螺旋结构排列的2根、4根或8根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线(STP:
screendtwistedpair)
非屏蔽双绞线(UTP:
unscreendtwistedpair)
同轴电缆(coaxialcable)由内导体、外屏蔽层、绝缘层及外部保护层组成。
光缆(OpticalFiber)是网络传输介质中性能最好、应用前途最广泛的一种。
7..数据编码类型和数据编码方法(数字数据编码方法为主)
用于数据通信的数据编码方式分为两类:
模拟数据编码与数字数据编码。
数字数据编码方法主要有非归零码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等3种。
曼彻斯特编码是目前应用最广泛的编码方法。
8..数据传输速率的定义
数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标。
数据传输速率是每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数,单位为比特每秒。
数据传输数率为:
S=1/T,T为发送每一比特所需要的时间。
9..调制解调器的基本工作原理
调制解调器在发送端将计算机产生的数字信号转换成电话交换网可以传送的模拟数据信号;
在接收端将接收到的模拟数据信号还原成数字信号传送给计算机。
在全双工通信方式中,调制解调器具有同时发送与接收模拟数据信号的能力。
•(课件:
电路交换
–在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。
•物理线路或复用信道
–过程:
建立连接→通信→释放连接
–特点:
面向连接的
–优缺点:
•建立连接的时间长;
•线路利用率低;
•无纠错机制;
•建立连接后,传输延迟小。
–不适用于计算机通信
•报文交换
–以报文为单位进行“存储-转发”交换的技术。
•在交换过程中,交换设备将接收到的报文先存储,待信道空闲时再转发出去,一级一级中转,直到目的地。
这种数据传输技术称为存储-转发。
无连接的(例:
电报)
–整个报文(Message)作为一个整体一起发送。
•没有建立和拆除连接所需的等待时间;
•线路利用率高;
•传输可靠性较高;
•报文大小不一,造成存储管理复杂;
•大报文造成存储转发的延时过长,且对存储容量要求较高;
•出错后整个报文全部重发。
•分组交换(包交换)
–将报文分割成若干个大小相等的分组(Packet)进行存储转发。
–分组交换有两种交换方式:
•数据报方式和虚电路方式
•分组交换
–有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能。
•对转发结点的存储要求较低,可以用内存来缓冲分组——速度快;
•转发延时小——适用于交互式通信;
•某个分组出错可以仅重发出错的分组——效率高;
•各分组可通过不同路径传输,容错性好。
•需要分割报文和重组报文,增加了端站点的负担。
)
10.广域网中的数据交换技术
广域网中的数据交换技术分为线路交换和存储转发交换两类。
存储转发交换方式又可以分为数据报和虚电路两类。
在采用线路交换方式进行数据交换之前,首先要在通信子网中建立实际的物理线路连接。
线路交换方式的通信过程分为3个阶段:
线路建立阶段、数据传输阶段和线路释放阶段。
11.存储转发交换的工作原理
存储转发交换与线路交换的主要区别是发送数据与目的地址、源地址、控制信息按一定格式组成数据单元(报文或分组)进入通信子网;
通信子网中的结点是通信控制处理机,负责完成数据单元的接收、差错校验、存储、路选和转发功能。
存储转发交换分为报文交换和分组交换两类,传输的数据单元也相应分为报文和分组两类。
报文和分组的主要区别是数据单元的长度是否固定。
12.数据报方式的工作原理
在采用数据报方式进行数据交换之前,不需要预先在源主机与目的主机之间建立线路连接,源主机发送的每个分组都可以独立的选择传输路径。
数据报方式的主要特点是同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网,同一报文的不同分组到达目的结点时可能出现乱序、重复与丢失现象,每个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地址,报文传输延迟较大。
13.虚电路方式的工作原理
虚电路方式试图将数据报方式与线路交换方式结合起来。
在采用虚电路方式进行数据交换之前,需要在发送方和接收方建立一个逻辑连接的虚电路。
虚电路方式的通信过程分为三个阶段:
虚电路建立阶段、数据传输阶段和虚电路拆除阶段。
虚电路方式的主要特点是在每次进行数据传输之前,必须在发送方与接收方之间建立一条逻辑连接;
一次通信的所有分组都通过这条虚电路顺序传送,分组不必带目的地址、源地址等辅助信息;
分组通过虚电路早上的每个结点时,结点只需要做差错检测而不需做路径选择;
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。
14.ATM的基本概念及工作原理
ATM是一种高速分组交换技术。
ATM的基本数据传输单元是长度固定的信元。
ATM交换在虚电路的基础上提出了信元交换方法。
ATM网络中的ATM主机在传输数据之前,首先将数据组织成若干个固定长度的信元。
通信子网中的ATM交换机的数据交换单元是信元,这样可以减少交换机的处理负荷,并为交换机的高速交换创造了有利条件。
15.误码率的定义
误码率是指二进制码元在数据传输系统中被传错的概率。
误码率是衡量数据传输系统在正常工作状态下传输可靠性的主要参数之一。
16.多路复用技术
1).多路复用(MUX):
多个信息源共享一个公共信道。
目的:
提高线路利用率。
适用场合:
当信道的传输能力大于每个信源的平均传输需求时
2).复用的基本思想:
把公共共享信道用某种方法划分成多个子信道,每个子信道传输一路数据。
3).复用方法
a.频分复用FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)
按频率划分不同的信道,如CATV系统
原理:
整个传输频带被划分为若干个频率通道,每路信号占用一个频率通道进行传输。
频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。
b.时分复用TDM(TimeDivisionMultiplexing)
按时间划分不同的信道,目前应用最广泛
把时间分割成小的时间片,每个时间片分为若干个时隙,每路数据占用一个时隙进行传输。
在通信网络中应用极为广泛。
c.波分复用WDM(WaveDivisionMultiplexing)
按波长划分不同的信道,用于光纤传输
整个波长频带被划分为若干个波长范围,每路信号占用一个波长范围来进行传输。
d.码分复用CDM(CodeDivisionMultiplexing)
按地址码划分不同的信道,非常有发展前途
每个用户把发送信号用接收方的地址码序列编码(任意两个地址码序列相互正交)。
不同用户发送的信号在接收端被叠加,然后接收者用同样的地址码序列解码。
由于地址码的正交性,只有与自己地址码相关的信号才能被检出,由此恢复出原始数据。
17.PCM编码过程
采样定理:
如果模拟信号的最高频率为F,若以≥2F的采样频率对其采样,则从采样得到的离散信号序列就能完整地恢复出原始信号。
三个步骤:
(1)采样:
按一定间隔对语音信号进行采样
(2)量化:
把每个样本舍入到最接近的量化级别上
(3)编码:
对每个舍入后的样本进行编码
编码后的信号称为PCM信号。
第二章课后练习参考答案
1.简述数据通信系统的主要构成。
数据通信系统的基本构成,包传输介质、传输设备(多路复用器、交换机)等及数据处理系统。
2.什么叫码元速率?
什么叫信息速率?
两者有何关系?
码元速率(RB):
又称为信号速率,它指每秒传送的码元数,单位为“波特”(Baud),也称波特率。
信息速率(Rb):
指每秒传送的信息量。
单位为“bit/s”。
对M进制信号,信息速率和码元速率两者的关系是:
Rb=RBlog2M
11.详见课本P47
12.复习本文第16点。
13.什么是交换?
比较说明常见的交换技术各自的特点。
交换是按某种方式动态地分配传输线路资源,交换可节省线路投资,提高线路利用率。
实现交换的方法主要有:
电路交换、报文交换和分组交换。
其中:
1)电路交换
在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。
可以是真正的物理线路,也可以是一个复用信道。
特点:
数据传输前需要建立一条端到端的通路。
?
称为“面向连接的”(典型例子:
电话)
过程:
优缺点:
•一旦建立连接就独占线路,线路利用率低;
适用:
不适用于计算机通信,因为计算机数据具有突发性的特点,真正传输数据的时间不到10%。
2)报文交换
以报文为单位进行“存储-转发”交换的技术。
在交换过程中,交换设备将接收到的报文先存储,待信道空闲时再转发出去,一级一级中转,直到目的地。
传输之前不需要建立端到端的连接,仅在相邻结点传输报文时建立结点间的连接。
称为“无连接的”(典型例子:
电报)。
整个报文(Message)作为一个整体一起发送。
3)分组交换(包交换)
将报文分割成若干个大小相等的分组(Packet)进行存储转发。
数据传输前不需要建立一条端到端的通路?
也是“无连接的”。
有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能。
•对转发结点的存储要求较低,可以用内存来缓冲分组?
速度快;
•转发延时小,适用于交互式通信;
•某个分组出错可以仅重发出错的分组?
效率高;
分组交换有两种交换方式:
数据报方式和虚电路方式
第三章计算机网络体系结构
1.网络体系结构的定义
计算机网络中,层、协议和层间接口的集合被称为计算机网络体系结构。
2.分层原理
a.网络中的任何一个系统都是按照层次结构来组织的
b.同一网络中,任意两个端系统必须具有相同的层次
c.每层使用其下层提供的服务,并向其上层提供服务
d.通信只在对等层间进行(间接的、逻辑的、虚拟的),非对等层之间不能互相“通信”
e.实际的物理通信只在最底层完成
f.Pn:
第n层协议,即第n层对等实体间通信时必须遵循的规则或约定
3.通信协议
网络协议是指为网络数据交换而制定的规定、约定与标准。
网络协议的3个组成要素是:
语法、语义与时序。
语法是用户数据与控制信息的机构语格式,语义是需要发送的控制信息以及完成的动作或响应,时序是对事件实现顺序的详细说明。
4.OSI七层模型
1)物理层Physical是OSI参考模型的最低层。
物理层的主要功能是:
利用传输介质为数据链路层提供物理连接,负责处理数据传输速率并监控数据出错率。
位流IP
2)数据链路层DataLink是OSI参考模型的第2层。
数据链路层的主要功能是:
在通信的实体间建立数据链路连接,传输以帧为单位的数据包;
并采用差错控制与流量控制方法,是由差错的物理线路变成无差错的数据链路。
帧MAC
3)网络层Network是OSI参考模型的第3层。
网络层的主要功能是:
为数据在节点之间传输创建逻辑链路,通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径以及实现拥塞控制、网络互联等功能。
数据包分组
4)传输层Transport是OSI参考模型的第4层。
传输层的主要功能是:
向用户提供可靠的端-端服务,以及处理数据包错误、数据包次序等传输问题。
字段
5)会话层Session是OSI参考模型的第5层。
会话蹭的主要功能是:
负责维护两个节点之间的传输链接以保障点-点传输,以及提供数据交换管理等功能。
6)表示层Presentation是OSI参考模型的第6层。
表示层的主要功能是:
处理在两个通信系统中交换信息的表示方式,主要提供数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。
7)应用层Application是OSI参考模型的最高层。
应用层的主要功能是:
为应用软件提供各种服务,例如文件服务、电子邮件与其他网络服务。
5.TCP/IP参考模型各层的主要功能
TCP/IP参考模型的应用层与OSI参考模型的应用层对应,TCP/IP参考模型的传输层与OSI参考模型的传输层对应,TCP/IP参考模型的互联层与OSI参考模型的网络层对应,TCP/IP参考模型的主机-网络层与OSI参考模型的数据链路层和物理层对应。
主机-网络层是TCP/IP参考模型的最低层,它负责通过网络发送和接收IP数据报。
TCP/IP参考模型允许主机使用多种现成的协议(例如局域网协议)连入网络。
互联层是TCP/IP参考模型的第2层,它负责将源主机的报文分组发送到目的主机。
源主机与目的主机可以在一个网上活在不同网上。
传输层是TCP/IP参考模型的第3层,它负责在源主机与目的主机的应用进程之间建立端-端通信。
应用层是TCP/IP参考模型的最高层,它包括了所有的网络高层协议。
应用层主要提供以下高层协议:
网络终端协议Telent、文件传输协议FTP、简单邮件传输协议SMTP、域名系统DNS、简单网络管理协议SNMP、路由信息协议RIP、网络文件系统NFS、超文本传输协议HTTP等。
6.TCP协议和UDP协议的概念
TCP/IP参考模型的传输层定义了两种协议:
传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP.
TCP协议是一种可靠的面向连接的协议,它允许将一台主机的字节流无差错地传送到目的主机。
UDP协议是一种不可靠的无连接协议,它主要用于不要求分组顺序到达的传输,分组传输顺序检查与排序由应用层完成。
协议数据单元(PDU)
•网络体系结构中,对等层之间交换的信息报文统称为协议数据单元(ProtocolDataUnit,PDU)。
•传输层及以下各层的PDU另外还有各自特定的名称:
–传输层——段(Segment)
–网络层——分组(Packet)
–数据链路层——帧(Frame)
–物理层——比特(Bit)
•PDU由协议控制信息和用户数据组成:
第3章课后练习答案
1什么是网络体系结构?
网络体系结构中基本的原理是什么?
所谓网络体系就是为了完成计算机间的通信合作,把每个计算机互连的功能划分成定义明确的层次,规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。
将这些同层进程间通信的协议以及相邻层接口统称为网络体系结构。
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