网络工程师考试考点1.docx

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网络工程师考试考点1

网工考点

（一）

一、数字通信基础

1、码元速率

码元速率B：

单位时间内可传输的码元数。

Band/s称为波特率。

若信息码元的时间宽度为T，则码元速率B=1/T

2、数据速率

数据速率R：

单位时间内传输的二进制位。

bit/s称为比特率。

3、码元速率与数据传输率的关系

说明：

T为传输的电脉冲信号的宽度或周期，N为脉冲信号所有可能的状态数。

4、奈奎斯特（Nyquist）定理

有限带宽无噪声信道（理想信道）的极限波特率为：

注：

W信道带宽，L是码元的状态数。

奈奎斯特定理是理想情况下的极限值，没有实际意义，但是它说明了要进一步提高波特率必须改善信道的带宽。

5、香农公式（Shannon）

香农的研究表明，有噪声信道的极限数据速率可由下面的公式计算。

注：

C为信道容量；W为信道带宽；N为噪音功率；S为信号功率。

6、分贝数（dB）

S/N是信噪比，这个比值太大，故常取其分贝数（dB）

例：

S/N=1000时，信噪比为30dB

7、误码率

错误码元占总码元数的比例

Pe为误码率Ne传错的码元N总码元数

注：

上式只有在N很大时才有效（为什么？

）

计算机通信系统要求误码率低于10-6

8、数字编码

（1）单极性码：

只有正（或负）的电压表示数据

（2）极性码：

分别用正和负来表示1和0，或相反的应用

（3）双极性码：

三进制码（AMI），1为反转，0为保持零电平

（4）归零码：

码元中间的信号回归到0电平，任意两个码元之间被0电平隔开

（5）不归零码：

遇1电平翻转，零时不变，也叫差分码

（6）双相码：

要求每一位都有电平转换，优点自定时

（7）曼彻斯特编码：

是一种双相码，每一位中间有跳变，从高到低为1。

使用在以太网中

（8）差分曼彻斯特：

每一位周期起始有跳变为0，没有为1。

用在令牌环网中

（9）多电平码：

码元可取多个电平之一

注：

曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码的效率是50%，4B/5B码的效率是80%。

9、调制技术

（1）幅度调制（AM）：

调幅幅度键控（ASK）

（2）频率调制（FM）：

调频频移键控（FSK）

（3）相位调制（PM）：

调相相移键控（PSK）

（4）正交幅度调制QAM：

幅度相同但相位相差90°

10、脉冲编码调制PCM

模拟数据的数字信号编码，最常用的方法有：

脉冲编码调制（PCM）；ΔM增量调制

11、脉冲编码调制（PCM）的工作过程

（1）取样：

每隔固定时间间隔，取模拟信号当前值作为样本，该样本代表模拟信号在某一时刻的瞬时值。

（2）量化：

取样得到的样本是连续值，把样本量化为离散值

（3）编码：

将量化后的离散值转换为一定位数的二进制数代码，量化级为N，则二进制位数为㏒2N位

12、低通取样定理（奈奎斯特取样定理）

在频带受限的系统中（0，ƒmax），取样频率大于等于ƒmax的两倍（ƒ≥2ƒmax），则所得的离散信号可以无失真地重建恢复原始信号。

该定理说明：

如果取样速率大于模拟信号最高频率的2倍，则样本空间可恢复原来的模拟信号。

13、同步技术

在数据通信中，统一收发两端动作、保持收发步调一致的过程称为同步。

常用的数据传输的同步方式有两种：

异步传输、同步传输。

14、同步技术——异步传输

以字符为单位同步。

字符内同步、字符间异步。

同一字符内相邻两位的间隔是固定的，两字符间的间隔是不固定的。

15、同步技术——同步传输

同步传输以数据块为单位进行数据传输。

为进行数据同步，需要在数据块的开始和结束处设置同步字符。

16、常用的数据交换方式：

电路交换

报文交换

分组交换——数据报交换和虚电路交换。

17、常用的多路复用技术

频分多路（FDM）

时分多路（TDM）

统计时分多路（STDM）

波分多路（WDM）光纤

码分多路（CDMA）无线通信

统计时分多路（ATDM）ATM

18、话音信道的比特率：

56Kbps

话音最高频率4KHz，那么取样频率为8KHz（低通取样定理），取样周期为125微秒。

每个样本128级量化，即得7位二进制数。

可以算出话音信道比特率为8KHz×7bit=56Kbps。

19、T1载波

T1把24路话音复用到一条高速信道上（如下图），每个信道8位（7位数据+1位信令）。

1帧的总共位数为：

24*（7位+1位）+1=193位。

可计算出数据速率为193位/125微秒，等于1.544Mb/s。

20、E1载波

把32个8位一组的样本数据，组成125微秒的基本帧。

其中30个子信道用于传数据，2个子信道（CH0、CH16）用于传控制信令。

E1载波的数据速率为：

32×8位/125μs=2.048Mb/s。

21、T1可复用到更高级的载波上（适用于美国、日本、加拿大）

4个T1合成一个6.312Mb/s的T2

7个T2合成一个44.736Mb/s的T3

6个T3合成一个274.176Mb/s的T4

22、E1的复用

CCITT标准4个1组进行复用，即32、128、512、2048、8192个基本信道分别组成2.048Mb/s、8.848Mb/s、34.304Mb/s、139.264Mb/s、565.148Mb/s的信道

23、SONET

美国制定的光纤多路复用标准叫做SONET（SynchronousOpticalNetwork）

CCITT与之对应的建议是SDH（SynchronousDigitalHierarchy）

SONET

SDH

数据传输速率（Mbps）

电子的

光的

光的

局间

SPE

STS-1

OC-1

51.84

50.112

STS-3

OC-3

STM-1

155.52

150.336

STS-9

OC-9

STM-3

466.56

451.008

STS-12

OC-12

STM-4

622.08

601.344

STS-18

OC-18

STM-6

933.12

902.016

STS-24

OC-24

STM-8

1244.16

1202.688

STS-36

OC-36

STM-12

1866.24

1804.032

STS-48

OC-48

STM-16

2488.32

2405.376

STS-96

OC-96

STM-32

4976.64

4810.752

STS-192

OC-192

STM-64

9953.28

9621.504

STS-768

OC-768

STM-256

39813.12

38486.016

24、引起数据传输差错的原因

（1）数据传输中的差错主要是由噪声引起

热噪声引起随机错误

冲击噪声引起突发性错误

（2）差错的影响

突发性差错影响局部

随机差错影响全局

25、检错与纠错

检错

纠错

定义

传输中仅仅发送足以使接收端能检测出差错的附加位，如果接收端检测到一个差错，就请求重发这一信息

在发送每一组信息时发送足够的附加位，使接收端能以很高的概率检测并纠正大多数差错

常用方法

奇偶，CRC

海明码

应用场合

双向通讯，延时小

单向通讯，延时大，重发代价大

26、循环冗余校验码法

（1）具有r个校验位的多项式能检测出所有长度小于等于r的突发性差错。

（2）请务必掌握循环冗余校验码的方法

待发送的数据t（x），生成多项式g（x）；g（x）的阶数为r，t（x）后添加r个0变为T（x），则T（x）/g（x）=Q+R，Q为商（无用），R为余数，即为校验和。

（3）请务必记住局域网用CRC-32。

27、海明码和海明距离

（1）海明码是一种纠错码

（2）两个码字的海明距离：

两个码字中不同的位的个数，称作海明距离

（3）码的海明距离：

码中所有码字的最小海明距离。

（4）如果码的海明距离是d，则

所有小于d-1位的错误都可以检查出来

所有小于d/2位的错误都可以纠正。

（5）换句话说：

要检测d位错误，则海明距离至少为d+1

要纠正d位错误，则海明距离至少为2d+1

（那么要纠1位错，码的海明距离至少应为多少呢？

）

28、纠一位错的海明码应满足的关系：

m位数据，k位冗余，则组成n=m+k位的1位纠错码，则上述各参数要满足如下关系：

m+k+1<2k

说明：

对于给定的数据位m，上式给出了k的下界，即要纠正单个错误，k必须取的最小值。

29、海明码例题

[2005年5月网络工程师试题26～27]

使用海明码进行前向纠错，如果冗余为4位，那么信息位最多可以用到（26）位，假定码字位a6a5a4a3a2a1a0，并且有下面地监督关系式：

S2=a2+a4+a5+a6

S1=a1+a3+a5+a6

S0=a0+a3+a4+a6

若S2S1S0=110，则表示出错位是（27）。

供选择的答案

（26）A．6　B．8　C．11　D．16

（27）A．a3　B．a4　C．a5　D．a6

分析：

由于S2S1S0=110，则说明S2和S1出错，得出a5或者a6可能出错，但是S0没有出错，所以a6不可能出错，因此只能是a5出错。

30、英文缩写中文解释

ISO：

国际标准化组织

IEC：

国际电工委员会

ITU：

国际电信联盟，前身是CCITT。

V系列针对电话通信，X系列针对网络接口

EIA：

电子工业协会，RS-232

IETF：

Internet工程任务组

IEEE：

电气和电子工程师协会

IAB：

Internet体系结构组

二、局域网技术

1、局域网的体系结构

局域网体系结构只包含了两个层次

2、IEEE802标准

标准

职责

标准

职责

IEEE802.1

网际互联、网络管理

IEEE802.11

WLAN

IEEE802.2

LLC

IEEE802.12

100VG-AnyLAN

IEEE802.3

CSMA/CD及100BaseX

IEEE802.14

线缆调制解调器CM

IEEE802.4

令牌总线网Token-Bus

IEEE802.15

蓝牙WPAN

IEEE802.5

令牌环网Token-Ring

IEEE802.16

宽度无线

IEEE802.6

DQDB

IEEE802.17

弹性分组环RPR

IEEE802.7

宽带网

IEEE802.18

宽带无线局域网

IEEE802.8

光纤网

IEEE802.19

多重虚拟局域网

IEEE802.9

电话与数据通信

IEEE802.20

移动宽带

IEEE802.10

LAN安全

3、CSMA/CD监听算法

（1）非坚持型：

①信道空闲，立即发送；②若忙，则后退一个随机时间，重复①。

（2）1-坚持型：

①空闲立即发送；②若忙，继续监听，直到信道空闲后立即发送。

（3）P-坚持型：

①若空闲，以概率P发送，以概率（1-P）延迟一个时间单位τ；②若忙，继续监听直到信道空闲，转①；③如果发送延迟τ，则重复①。

4、需要监听多长时间？

冲突检测时间

（1）基带总线：

最大传输延迟的两倍（2τ）

（2）宽带总线：

最大传输延迟的四倍（4τ）

5、冲突检测原理

设L是帧长，R为数据速率，d为最大段长，v为信号传播速度

则必须保证：

L/R≥2d/v才能完全检测到冲突

最小帧长Lmin=2R×d/v

t=2d/v又称为争用期

6、以太网取51.2μs为争用期长度。

10Mbps以太网在争用期内可发送512bit，即64字节

凡小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。

以太网的端到端的时延是争用期的一半25.6微秒。

7、发生冲突时采用二进制指数退避算法

（1）二进制指数退避算法（略）

（2）二进制指数后退算法考虑了网络负载的变化情况。

后退次数与负载大小有关，算法的优点正是把后退时延的平均值与负载的大小联系起来了，负载越大后退时延越长。

8、802.3的传输介质

Ethernet

10Base5

10Base2

1Base5

10Base-T

10Broad36

10Base-F

拓朴结构

总线

总线

总线

星型

星型

总线

星型

数据速率

10Mbps

10Mbps

10Mbps

1Mbps

10Mbps

10Mbps

10Mbps

信号类型

基带曼码

基带曼码

基带曼码

基带曼码

基带曼码

宽带DPSK

基带曼码

最大段长

500m

500m

185m

250m

100m

3600m

500、200

传输介质

粗缆

粗缆

细缆

UTP

UTP

CATV电缆

光纤

10Broad36：

指的是使用宽带同轴电缆的10Mbit/s基带以太网规范。

它是IEEE802.3规范的一部分，在每个网段上的距离限制是3.6km。

9、5-4-3标准（10Base5）

5段，4个中继器，3段有工作站

问题：

10BASE-5网络的最大跨距是多少？

为保证正确传输，帧长至少应为多少？

网络跨度2500m，最大网段500m，帧长64字节。

10、快速以太网冲突时槽（5.12μs）

8tR表示有4个中继

可得快速以太网跨距计算公式

11、高速以太网采取的数据处理技术

（1）扩展最小帧长，以便在单双的情况下增加跨距

（2）802.3z定义了帧突发方式，一个站可以连续发多个帧。

（3）物理层编码：

4B/5B或8B/9B码

12、令牌总线和IEEE802.4

物理拓朴：

总线结构，逻辑结构：

环状结构

13、确定的传输时延是环状结构的重要特点：

如果共有n个站点，每站发送一帧的时间为t，任一帧获得发送机会的等待时间不会超过nt

适用场合：

实时通信，工业自动化中的重要网络技术

14、令牌总线优缺点

缺点：

（1）协议复杂：

各站的操作逻辑远远超过了CSMA/CD协议

（2）额外开销大，在轻负载下工作站要等待复杂而冗长的令牌传递过程。

优点：

（1）控制灵活，可使用不同的优先级的帧，还可使各个站具有不同的令牌持有时间

（2）没有最小帧限制

（3）不需要边发边听的功能

（4）在重负载下，令牌总线的性能比CSMA/CD好

（5）“传输时延确定”，即每个站在发送前等待的时间有确定的上界。

15、令牌环和IEE802.5标准

物理结构和逻辑结构都是环状。

令牌帧由发送站回收：

可以实现组播功能、允许自动应答

16、令牌环的长度用位计算：

总位数（长度）=介质延迟+站点延迟

即使很短的帧也需要很长的环才能容纳。

例：

设环周长为100m，数据速率是1Mbps，信号在传播速度是200米/微秒，若没有站点延迟，求环的位长度是多少？

17、分布式队列双总线协议

DQDB（distributedQueuedualbus），802.6标准

18、DQDB协议是一种分布式排队预约系统。

理解RD计数器和CD计数器

19、FDDI光纤分布式数据接口

IEEE802.8标准：

FDDI介质访问控制方法及物理层规范。

FDDI采用多数据帧访问方法，允许在环路中同时存在多个数据帧，以提高信道利用率。

20、FDDI的编码：

（1）802.3协议使用曼彻斯特编码、802.5协议使用差分曼彻斯特编码，编码效率是50%

（2）FDDI采用4B/5B编码法，编码效率为80%：

（3）FDDI使用见1就翻的不归零码（NRZ-1），NRZ-1序列中的1越多，越能提供同步定时信息。

三、无线局域网技术

1、WLAN两大阵营

（1）IEEE802.11标准体系：

面向数据的计算机局域网发展而来，采用无连接的协议。

（2）欧洲邮电委员会CEPT制定的HIPERLAN（HighPerformanceRadioLAN）标准体系，面向连接的无线局域网，应用于语言蜂窝电话。

2、几种IEE802.11标准比较

802.11

802.11b

802.11a

802.11g

物理层

直序扩频（DSSS）跳频扩频（FHSS）红外（IR）

频率

2.4GHz

2.4GHz（ISM频段）

5GHz（U-NII频段）

2.4GHz（ISM频段）

带宽

1—2Mbps

5.5Mbps或11Mbps

可达54Mbps

可达54Mbps

调制

DBPSK、QPSK

CCK

OFDM

OFDM

距离

室内100m，室外300m左右。

安全

基于RC4的流加密算法，有限的密钥管理

优点

无需布线，使用灵活方便，产品已经很多且成熟，价格已下降

缺点

安全方面比较差，吞吐量会随着用户的增多和距离的加大而下降。

注：

802.11a与802.11b不兼容，802.11g完全兼容802.11b且与802.11a速率相同。

3、IEEE802.11标准定义了两种无线网络拓朴

（1）基础设施网络（InfrastructureNetworking）

（2）特殊网络（AdHocNetworking）：

点对点连接，802.11支持单跳的AdHoc网络，军事和商业。

4、基础设施网络的几个名词

（1）基本业务区BSA（BasicServiceArea）：

一个AP覆盖的区域

（2）基本业务集BSS（BasicServiceSet）：

AP控制的所有终端组成一个BSS

（3）扩展服务集ESS（ExtendedSericeSet）：

多个BSS互相连接形成分布式系统（DS），DS支持的所有服务叫做ESS，由两个以上的BSS组成

5、803.11的物理层有以下三种实现方法

（1）跳频扩频FHSS：

使用2.4GHz的ISM频段，基本速率有1Mbps和2Mbps。

（2）直接序列扩频DSSS：

使用2.4GHz的ISM频段，基本速率有1Mbps和2Mbps。

（3）红外线IR：

波长850~950nm，用于室内传输数据，速率为1~2Mbps

（蓝牙技术采用跳频扩频和时分多路复用技术实现近距离通信（10m以内））

6、802.11a和802.11b的物理层

（1）802.11b的物理层工作在2.4GHz的直接序列扩频技术。

数据率为5.5Mbps或11Mbps。

（2）802.11a的物理层工作在5GHz频带，不采用扩频技术，采用正交频分复用OFDM，也叫多载波调制技术，最大数据率为54Mbps。

7、WLAN的MAC层3种访问控制机制

（1）CSMA/CA：

载波侦听多路访问/冲突避免协议，支持竞争访问。

（2）RTS/CTS：

请求发送/允许发送协议

（3）点协调功能：

支持无竞争访问

8、CSMA/CA工作原理

（1）如果一个站有数据要发送并且监听到信道忙，则产生一个随机数设置自己的后退计数器并坚持监听。

（2）听到信道空闲后等待一个IFS时间，然后开始计数。

最先计数完的站可以开始发送。

（3）其他站在听到有新的站开始发送后暂停计数，在新的站发送完成后再等待一个IFS时间继续计数，直到计数完成开始发送。

9、分布式协调功能DCF和点协调功能PCF

（1）DCF利用CSMA/C协议，支持信道的竞争使用。

（2）PCF是DCF层之上的可选功能，由AP集中轮询所有终端，为其提供无竞争的服务，这种机制适用于时间敏感的操作。

10、帧间隔时间IFS（InterFrameSpacing）

IEEE802.11推荐使用3种帧间隔时间（IFS），以便提供基优先级的访问控制。

（1）DIFS（分布式协调IFS）：

最长，优先级最低，用于异步竞争访问的时延。

（2）PIFS（点协调IFS）：

中等，优先级居中，在PCF操作中使用。

（3）SIFS（短IFS）：

最短，优先级最高，用于需要立即响应的操作。

11、PCF服务的优先级高（为什么）

PCF轮询过程中使用PIFS作为帧间隔时间，由于PIFS小于DIFS，所以点协调能够优先地CSMA/CA，获得信道，并把所有异步帧都推后传送。

对时间敏感的帧都由点协调功能控制发送，其他异步帧都由CSMA/CA协议竞争信道。

12、MAC管理子层的功能

登记过程、ESS漫游、安全管理、电源管理

13、登记过程：

终端进入WLAN

（1）首先要进行同步：

主动扫描同步方式、被动扫描同步方式

（2）身份的确认：

共享密钥的认证

（3）关联：

终端和AP交换信息，在DS中建立终端和AP的映射关系，DS将根据该映射关系来实现相同的BSS及不同BSS用户间的信息传递。

（4）提供服务

14、802.11定义了3种漫游方式

（1）无转移方式：

固定终端、仅在BSA内部移动；

（2）BSS转移：

终端在同ESS内部的多个BSS之间移动；

（3）ESS转移：

终端从一个ESS移动到另一个ESS

15、安全管理：

采取认证和加密措施

认证：

控制WLAN的接入能力，共享密钥认证，支持认证方法扩充。

加密：

WEP（WiredEquivalentPrivacy）机制，认证采用了标准的询问和响应帧格式

数据加密：

使用RC4的流加密算法。

16、红外通信分成3种技术

（1）定向光束红外线

（2）全向广播红外线

（3）漫反射红外线

17、基带脉冲调制技术

（1）脉冲幅度调制PAM：

信息包含在幅度中，受距离影响很少使用了

（2）脉冲位置调制PPM：

信息包含在位置中

（3）脉冲宽度调制PDM：

信息包含在时间中

18、IEEE802.11规定采用PPM技术作为漫反射IR介质的物理层标准

波长为850~950nm，数据速率为1Mbps、2Mbps两种

802.11标准规定脉冲宽度为250ns

四、广域网

1、PSTN（公共交换电话网）

以模拟技术为基础的电路交换

以程控交换机（CBX）为中心，实现数字交换

采用时分复用（TDM），在规定的时间片中送出信息。

2、物理层四大特性

（1）机械特性：

接口连接器的形状、尺寸、引脚数和排列、固定和锁定装置等等。

（2）电气特性：

接口电缆的各条线上的电压范围。

V.11是平衡接口，V.10发端非平衡输出

（3）功能特性：

某条线上出现的某一电平所表示的意义。

（4）规程特性：

不同功能的各种可能事件的出现顺序。

3、RS-232C

是终端DTE与Modem（DCE）间的物理层接口

RS232-C接口的适用范围是15m和小于20kb/s的数据速率。

机械特性：

25针插头的DB－25插头座

两个固定螺丝中心之间的距离为47.04mm

引脚分为上下两排，分别有13和12根

电气特性：

V.28标准，采用负逻辑

逻辑0：

信号线+3—+15的电压

逻辑1：

信号线-3—-15的电压

功能特性：

V.24标准

规程特性：

（1）首先是DTE和DCE加电，“DTE就绪”和“DCE就绪”设置为逻辑1。

（2）DTE要发送数据时，“发送请求”置为有效；DCE在可以接收DTE的数据时，把“允许发送”置为有效；

（3）随后，DTE通过“发送”进行数据发送。

4、Modem调制技术

（1）调频技术（早期低速Modem）

（2）四进制调相技术：

2比特对应1个相移。

（3）差分相移键控（DPSK）

（4）正交幅度调制QAM（CCITTV.29）：

4种幅度，8种相位结合产生16种码元，2400的波特率可得9600b/s

（5）格码