【正文】 二級復(fù)習(xí)資料第一章網(wǎng)絡(luò)知識回顧第一部分網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1． 1網(wǎng)絡(luò)的分類1．1． 1按物理范圍分類：LAN 、MAN、WAN1．1． 2按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類：總線型：結(jié)構(gòu)簡單，適用于小型、臨時(shí)性的網(wǎng)絡(luò)。容錯(cuò)性差。環(huán)形：常配合令牌環(huán)使用，安裝相對簡便，所需電纜較少。星形：最常見的局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，容錯(cuò)性高，便于添加新設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌壕W(wǎng)絡(luò)中的每臺主機(jī)都與網(wǎng)絡(luò)中其他計(jì)算機(jī)直接相連。容錯(cuò)性最好，但成本高，安裝復(fù)雜。1．1． 3其他分類方式按通信方式分：廣播網(wǎng)/非廣播網(wǎng)按體系結(jié)構(gòu)分：以太網(wǎng)/令牌環(huán)/Apple Talk網(wǎng)絡(luò)按網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分：TCP/IP與IPX/SPX1．2 OSI參考模型1．2． 1分層模型的優(yōu)點(diǎn)l 分解復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)操作l 便于功能模塊的設(shè)計(jì)和開發(fā)l 為提供商提供標(biāo)準(zhǔn)接口，提高兼容性1．2．2 OSI參考模型各層的名稱與作用應(yīng)用層：用戶接口表示層：數(shù)據(jù)如何表示及加密會(huì)話層：保持不同應(yīng)用程序間的會(huì)話獨(dú)立傳輸層：控制數(shù)據(jù)的傳輸（可靠/不可靠）傳輸錯(cuò)誤糾正網(wǎng)絡(luò)層：提供邏輯地址 路由選擇數(shù)據(jù)鏈路層：LLC子層（）：邏輯鏈路控制子層負(fù)責(zé)邏輯標(biāo)識不同的協(xié)議類型和封裝傳輸MAC子層（）：介質(zhì)訪問控制子層負(fù)責(zé)在物理線路上傳輸數(shù)據(jù)，這是向下與物理層通信的數(shù)據(jù)鏈路層的部分功能。它定義如下功能：物理地址、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線控、出錯(cuò)通知、幀傳輸順序和可選流控。物理層：規(guī)定電壓、線纜和接口等物理鏈路所需的各種規(guī)范和特性的物理鏈路上傳輸比特。1．3 封裝的過程封裝過程（segment→packet→frame→bit）解封裝過程（bit→frame→pacjet→segment）1． 4邏輯地址和物理地址物理地址：物理地址用來從物理上唯一的標(biāo)識局域網(wǎng)上的每一臺計(jì)算機(jī)。用來通常固化在網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC）上的一片PROM中。雖然物理地址與物理層是相關(guān)的，但實(shí)際上，物理地址是由數(shù)據(jù)鏈路層處理的。這個(gè)地址還有許多其他的叫法：如MAC地址、硬件地址、燒錄地址等。邏輯地址：與物理地址不同，邏輯地址通常是由軟件定義而非固化在硬件上。因此邏輯地址的使用要比物理地址靈活的多，更適用于大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。最常見的邏輯地址的例子就是IP地址。1．5 單播/組播/廣播單播（unicast address）：向單一網(wǎng)絡(luò)地址的傳送。廣播（broadcast address）：在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，向所有連通的節(jié)點(diǎn)的傳輸方式。通常使用地址為全“1”的特殊地址，即廣播地址。組播（multicast address）：有單個(gè)傳輸源，多個(gè)目的節(jié)點(diǎn)的傳輸方式。同廣播相比，組播的目的地為網(wǎng)絡(luò)中的一組節(jié)點(diǎn)，而非全部。小結(jié)：本章回顧了與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的一些重要基本概念。介紹了4種主要的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類和幾種LAN的類型并舉例了幾種主要的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。重點(diǎn)介紹了OSI模型的相關(guān)概念，以及數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)幕具^程。了解邏輯地址和物理地址的概念和二者的關(guān)系，知道單播，廣播和組播的概念。第二章通信基礎(chǔ)知識2．1 數(shù)據(jù)通信基本概念2．1．1 通信子網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以理解為由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩個(gè)子網(wǎng)組成。數(shù)據(jù)傳輸是通過通信子網(wǎng)的手段實(shí)現(xiàn)的。資源子網(wǎng)：各種網(wǎng)絡(luò)資源（打印機(jī)、軟件等）的集合。通信子網(wǎng)：負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的純粹通信部分。即把消息從一臺主機(jī)傳輸?shù)搅硪慌_主機(jī)。信道：信號傳輸?shù)耐ǖ?，一條電纜中可以有多個(gè)信道。能傳輸模擬信號的信道稱為模擬信道，能傳輸數(shù)字信號的信道稱為數(shù)字信道。2．1．2 數(shù)據(jù)信號的表示方法模擬信號：信號值的變化（如電壓或電流）在時(shí)間上是連續(xù)的。如聲音。數(shù)字信號：信號值的變化是瞬間的，沒有中間狀態(tài)，也稱離散信號。通常用一系列高頻脈沖（方波信號）傳遞信息，這些信息代表二進(jìn)制的1或0。數(shù)字信號同模擬信號的比較：數(shù)字信號可以提供較好的安全性、表示方式簡單且不容易受干擾。模擬信號的優(yōu)點(diǎn)是容易進(jìn)行多路復(fù)用（將信號組合起來增加帶寬）,且不容易受到長距離衰減的影響，因此它們可以更長距離的可靠傳輸。2．1．3 信號編碼簡單的說，信號編碼是將輸入信號的可能值用其他形式表示的一套規(guī)則。如在數(shù)字通信中，信號編碼規(guī)則決定用什么電信號表示“1”或“0”。典型的編碼方式有不歸零碼（NRZ）、曼徹斯特碼等。2．2 數(shù)據(jù)通信類型基帶傳輸：直接使用數(shù)字信號傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)字信號幾乎要占用整個(gè)頻帶，終端設(shè)備把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成脈沖電信號時(shí)，這個(gè)原始的電信號所固有的頻帶，稱為基本頻帶、簡稱基帶。在信道中直接傳送基帶信號時(shí)，稱為基帶傳輸。如從計(jì)算機(jī)到監(jiān)視器、打印機(jī)等外設(shè)的信號就是基帶傳輸?shù)?。大多?shù)的局域網(wǎng)使用基帶傳輸，如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)。2．3 數(shù)據(jù)傳輸方式2．3．1 串行通信和并行通信并行通信：數(shù)據(jù)以成組的方式在多個(gè)并行信道上同時(shí)傳輸。并行傳輸非常普通，特別是用于兩個(gè)短距離的設(shè)備之間。最常見的例子是計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備的通信，如打印電纜。其他的例子還包括CPU、存儲器模塊和設(shè)備控制器之間的通信。串行通信：數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸，即在一條線路上逐個(gè)的傳送所有的比特。但這種傳輸方式給發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備增加了額外的復(fù)雜性。發(fā)送方必須明確比特發(fā)送的順序。2．3．2 單工/半雙工/全雙工單工：信號只能在一個(gè)方向上傳輸，如電視廣播。半雙工：通信可以在兩個(gè)方向上傳輸，但不能同時(shí)進(jìn)行，如步話機(jī)。全雙工：通信可以在雙方向同時(shí)進(jìn)行，如電話。2．3．3 異步傳輸和同步傳輸為了正確的解釋信號，接收網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須確切地知道信號應(yīng)當(dāng)何時(shí)測量，因此定時(shí)是至關(guān)重要的。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，定時(shí)因素叫位同步。設(shè)備可以使用同步或異步的方式對位進(jìn)行同步處理。異步傳輸：異步傳輸在每個(gè)消息的開始有起始位，其后有停止位。實(shí)現(xiàn)容易，計(jì)時(shí)漂移不大，但速度慢，開銷大。同步傳輸：同步傳輸?shù)谋忍胤纸M要大得多。它不是獨(dú)立地發(fā)送每個(gè)字符，每個(gè)字符都有自己的開始位和停止位，而是把它們組合起來一起發(fā)送。我們稱這些組合為數(shù)據(jù)幀，或簡稱為幀。數(shù)據(jù)幀包含一組同步字符，其作用類似于前面提到的開始位，但它還能確保接收方的采樣速度和比特的到達(dá)速度保持一致，也就是使收發(fā)雙方進(jìn)入同步。2．3．4 多路復(fù)用多路復(fù)用是一種在同一時(shí)間、同一鏈路上發(fā)送不同信息流的方法。典型的多路復(fù)用技術(shù)有三種：頻分多路復(fù)用（FDM）：多個(gè)信道可以在一個(gè)單獨(dú)的線路上組合起來進(jìn)行傳輸，每條信道被分配給不同的頻率。時(shí)分多路復(fù)用（TDM）：將每個(gè)信號分解成短時(shí)隙，隨后信號在交替的時(shí)隙中傳輸。波分復(fù)用（WDM）：用于光纜傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，不同的信號被攜載的不同的光的波長上。2． 4 數(shù)據(jù)交換方式電路交換：電路交換是一種直接的交換方式，在需要通信的雙方之間建立真實(shí)、專用的物理鏈路。如公共電話網(wǎng)。存儲轉(zhuǎn)發(fā)：存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式又分為報(bào)文交換和分組交換。l 報(bào)分交換：不需要專用鏈路，轉(zhuǎn)發(fā)過程中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都將報(bào)文完整的存儲，然后轉(zhuǎn)發(fā)。時(shí)延較大。l 分組交換：也叫包交換，同報(bào)文交換相比，以標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)文分組為單位進(jìn)行交換傳輸。其中又分為數(shù)據(jù)報(bào)交換和虛電路交換。信元交換：ATM，是電路交換和分組交換技術(shù)的結(jié)合。小結(jié)：實(shí)現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連接總要通過各種通信手段，因此本章講解了有關(guān)通信領(lǐng)域的一些基礎(chǔ)知識和簡單概念。第三章 以太局域網(wǎng)3．1 以太網(wǎng)的連接3．1．1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型l 所需的電纜較少l 價(jià)格便宜l 管理成本高，不易隔離故障點(diǎn)l 采用共享的訪問機(jī)制，易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞早期以太網(wǎng)多使用總線型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用同軸纜作為傳輸介質(zhì)，連接簡單，通常在小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中不需要專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但由于它存在的固有缺陷，已經(jīng)逐漸被以集線器和交換機(jī)為核心的星型網(wǎng)絡(luò)所代替。星型l 管理方便l 容易擴(kuò)展l 需要專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)l 需要更多的網(wǎng)線l 對核心設(shè)備的可靠性要求高采用專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如集線器或交換機(jī)）作為核心節(jié)點(diǎn)，通過雙絞線將局域網(wǎng)中的各臺主機(jī)連接到核心節(jié)點(diǎn)上，這就形成了星型結(jié)構(gòu)。星型網(wǎng)絡(luò)雖然需要的線纜比總線型多，但布線和連接器比總線型的要便宜。此外，星型拓?fù)淇梢酝ㄟ^級聯(lián)的方式很方便的將網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到很大的規(guī)模，因此得到了廣泛的應(yīng)用，被絕大部分的以太網(wǎng)所采用。3．1．2 傳輸介質(zhì)以太網(wǎng)可以采用多種連接介質(zhì)，包括同軸纜、雙絞線和光纖等。其中雙絞線多用于從主機(jī)到集線器或交換機(jī)的連接，而光纖則主要用于交換機(jī)間的級聯(lián)和交換機(jī)到路由器間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上。同軸纜作為早期的主要連接介質(zhì)已經(jīng)逐漸趨于淘汰。不同傳輸介質(zhì)的比較如下：介質(zhì)同軸纜雙絞線光纖標(biāo)準(zhǔn)10Base2/10Base510 BaseT/100 BaseTX100 BaseFX/1000 BaseLX最大傳輸距離200米/500米100米400米/550米拓?fù)淇偩€型星型點(diǎn)對點(diǎn)帶寬10M10M/100M/1000M100M/1000M連接器AUIRJ45ST/CT3．1．3 接口的工作模式以太網(wǎng)卡可以工作在兩種模式下：半雙工和全雙工。半雙工：半雙工傳輸模式實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)載波監(jiān)聽多路訪問沖突檢測。傳統(tǒng)的共享LAN是在半雙工下工作的，在同一時(shí)間只能傳輸單一方向的數(shù)據(jù)。當(dāng)兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生沖突，這會(huì)降低以太網(wǎng)的效率。全雙工：全雙工傳輸是采用點(diǎn)對點(diǎn)連接，這種安排沒有沖突，因?yàn)樗鼈兪褂秒p絞線中兩個(gè)獨(dú)立的線路，這等于沒有安裝新的介質(zhì)就提高了帶寬。例如在上例的車站間又加了一條并行的鐵軌，同時(shí)可有兩列火車雙向通行。在雙全工模式下，沖突檢測電路不可用，因此每個(gè)雙全工連接只用一個(gè)端口，用于點(diǎn)對點(diǎn)連接。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的傳輸效率可達(dá)到50％～60％的帶寬，雙全工在兩個(gè)方向上都提供100％的效率，半雙工和全雙工的區(qū)別：半雙工全雙工單向數(shù)據(jù)流雙向數(shù)據(jù)流（僅點(diǎn)對點(diǎn)）可能出現(xiàn)沖突無沖突（沖突檢測電路禁用）集線器連接連接到專用交換端口兩端都需全雙工支持3．2 以太網(wǎng)的工作原理以太網(wǎng)采用帶沖突檢測的載波幀聽多路訪問（CSMA/CD）機(jī)制。以太網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)都可以看到在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送的所有信息，因此，我們說以太網(wǎng)是一種廣播網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)的工作過程如下：當(dāng)以太網(wǎng)中的一臺主機(jī)要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它將按如下步驟進(jìn)行：幀聽信道上收否有信號在傳輸。如果有的話，表明信道處于忙狀態(tài)，就繼續(xù)幀聽，直到信道空閑為止。若沒有幀聽到任何信號，就傳輸數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候繼續(xù)幀聽，如發(fā)現(xiàn)沖突則執(zhí)行退避算法，隨機(jī)等待一段時(shí)間后，重新執(zhí)行步驟1（當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，涉及沖突的計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)送一個(gè)擁塞序列，以警告所有的節(jié)點(diǎn)）若未發(fā)現(xiàn)沖突則發(fā)送成功，計(jì)算機(jī)會(huì)返回到幀聽信道狀態(tài)。注意：每臺計(jì)算機(jī)一次只允許發(fā)送一個(gè)包，所有計(jì)算機(jī)在試圖再一次發(fā)送數(shù)據(jù)之前，（以10Mbps運(yùn)行）。3．3 幀結(jié)構(gòu)3．3．1 以太網(wǎng)幀的概述以太網(wǎng)的幀是數(shù)據(jù)鏈路層的封裝，網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包被加上幀頭和幀尾成為可以被數(shù)據(jù)鏈路層識別的數(shù)據(jù)幀（成幀）。雖然幀頭和幀尾所用的字節(jié)數(shù)是固定不變的，但依被封裝的數(shù)據(jù)包大小的不同，以太網(wǎng)的長度也在變化，其范圍是64～1518字節(jié)（不算8字節(jié)的前導(dǎo)字）。3．3．2 典型幀結(jié)構(gòu) Ethernet_Ⅱ 主要包括兩個(gè)硬件地址和一個(gè)兩字節(jié)的類型域。類型域標(biāo)識了創(chuàng)建封裝在幀里的數(shù)據(jù)包所采用的協(xié)議。類型域是一個(gè)有效的指針，通過它，數(shù)據(jù)鏈路層就可以承載多個(gè)上層（網(wǎng)絡(luò)層）協(xié)議。前導(dǎo)碼目的地址源地址類型數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼866246～15004目的地址（MAC）分為：IEEE分配廠家分配 Ethernet_Ⅱ中所包含的字段 前導(dǎo)碼＝同步碼＋幀標(biāo)志（7＋1） 同步碼：用來使局域網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)同步 幀標(biāo)志：幀的起始標(biāo)志 目的地址：接收端的MAC地址 源地址：發(fā)送端的MAC地址 類型：數(shù)據(jù)包的類型（上層協(xié)議的類型） 數(shù)據(jù)：被封裝的數(shù)據(jù)包（46～1500字節(jié)） 校驗(yàn)碼：檢錯(cuò)缺點(diǎn)：沒有標(biāo)識幀長度的字段。 。，但沒有LLC域。同Ethernet_Ⅱ的區(qū)別：將類型域改為長度域，解決了原先存在的問題。前導(dǎo)碼目的地址源地址長度數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼866246～15004缺點(diǎn)：沒有類型域，不能區(qū)分不同的上層協(xié)議。 。它們工作在數(shù)據(jù)鏈路層的LLC（邏輯鏈路控制）子層。（SAP）的新區(qū)域解決了識別上層協(xié)議的問題。LLC標(biāo)準(zhǔn)包括兩個(gè)服務(wù)訪問點(diǎn)，源服務(wù)訪問點(diǎn)（SSAP）和目標(biāo)服務(wù)訪問點(diǎn)（DSAP）。每個(gè)SAP只有一個(gè)字節(jié)長，而其中僅保留了6比特用于識別上層協(xié)議，所能標(biāo)識的協(xié)議數(shù)有限。（同時(shí)將SAP的值置為AA），使其可以標(biāo)識更多的上層協(xié)議類型。（SNAP）目的SAP AA源SAP AA控制03ID類型數(shù)據(jù)111or23238－1492（SAP）目的SAP源SAP控制數(shù)據(jù)111or243－1497 ↑前導(dǎo)碼目的地址源地址長度數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼3．4 沖突/沖突域沖突（Collision）：在以太網(wǎng)中，當(dāng)兩個(gè)數(shù)據(jù)幀同時(shí)被發(fā)到物理傳輸介質(zhì)上，并完全或部分重疊時(shí)，就發(fā)生了數(shù)據(jù)沖突。當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，物理網(wǎng)段上的數(shù)據(jù)都不再有效。沖突域：在同一個(gè)沖突域中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都能收到所有被發(fā)送的幀。影響沖突產(chǎn)生的因素：沖突是影響以太網(wǎng)性能的重要因素，由于沖突的存在使得傳統(tǒng)的以太網(wǎng)在負(fù)載超過40％時(shí)，效率將明顯下降。產(chǎn)生沖突的原因有很多，如同一沖突域中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量越多，產(chǎn)生沖突的可能性就越大。此外，諸如數(shù)據(jù)分組的長度（以太網(wǎng)的最大幀長度為1518字節(jié)）、網(wǎng)絡(luò)的直徑等因素也會(huì)影響沖突的產(chǎn)生。因此，當(dāng)以太網(wǎng)的規(guī)模增大時(shí)，就必須采取措施來控制沖突的擴(kuò)散。通常的辦法是使用網(wǎng)橋和交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)分段，將一個(gè)大的沖突域劃分為若干小沖突域。3．5 廣播/廣播域廣播：在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，向所有連通的節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息稱為廣播。廣播域：網(wǎng)絡(luò)中能接收任何一設(shè)備發(fā)出的廣播幀的所有設(shè)備的集合。廣播和廣播域的區(qū)別：廣播網(wǎng)絡(luò)指網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)都可以收到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀，不管該幀是否是發(fā)給這些節(jié)點(diǎn)。非目的節(jié)點(diǎn)