自考计算机网络原理考核知识点

第一章计算机网络概述

一、计算机网络的发展

1、计算机个发展阶段：面向终端的计算机网络、计算机-计算机网络、开放式标准化网络、因特网广泛应用和高速网络技术发展。

（1）以单个计算机为中心的远成联机系统，构成面向终端的计算机网络。所谓联机系统，就是由一台计算机连接大量的地理上处于分散的终端。简单说“终端-通信线路-计算机”系统，成了计算机网络的雏形。

（2）ARPA网（ARPANET）标志着计算机网络的兴起。

（3）OSI/RM的提出，开创了开放式标准化网络新时代。

（4）当前企业网研究与应用的热点：Internet、Intranet与Extranet和电子商务。

2、我国三大网络：电信网络、广播电视网络、计算机网络。

（1）电信网络的三部件：本地网络、干线、交换局。

（2）电信双绞线的主流速率为56Kbps，物理极限为64Kbps。

（3）实时通信采用（点-点/广播）方式；非实时通信采用（储存-转发）方式。

3、未来发展趋势：宽带、全光、多媒体、移动、下一代网络。

（1）宽带网络分为宽带骨干网和宽带接入网两部分，电信业一般认为传输速率达到2Gbps的骨干网称为宽带网。

（2）全光网络是以光节点取代现有网络的电节点，已被认为是未来通信网向宽带、大容量发展的优选方案。

（3）多媒体网络要求表现：高传输带宽要求，一般采用压缩技术减少对带宽的要求、不同类型的数据对传输要求也不同、对多媒体传输有连续性与实时性要求、对多媒体传输有同步的要求、具有多方参与通信的特点。

（4）移动计算是将计算机网络和移动技术结合起来，为用户提供移动的计算环境和新的计算模式。涉及的主要技术有：蜂窝式数字分组数据、无线局域网、Ad hoc网络、无线应用协议WAP。

二、计算机网络的基本概念

1、计算机网络定义：利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件实现网络中资源的共享和信息传递的系统。

2、计算机的组成：资源子网和通信子网。资源子网负责信息处理，通信子网负责信息传递。资源子网包括提供资源的主机HOST和请求资源的终端T。通信子网主要由网络节点和通信链路组成。

3、计算机网络的功能：软/硬件资源共享、用户间信息交换。(1)硬件资源共享：可以在全网范围提供对处理资源、存储资源、输入输出资源等昂贵设备的共享，使用户节省投资，也便于集中管理和均衡分担负荷。（2）软件共享：允许互联网上的用户远程访问各类大型数据库，可以得到网络文件传送服务、远地进程管理服务和远程文件访问服务，从而避免软件研制上的重复劳动以及数据源的重复存储，也便于集中管理。（3）用户间信息交换：计算机网络为分布在各地的用户提供强力通信手段，用户可以通过计算机网络传送电子邮件、发布新闻消息和进行电子商务活动。

4、计算机网络的应用：办公自动化、远程教育、电子银行、证券及期货交易、校园网络、企业网络、智能大厦和结构化综合布线系统。

三、计算机网络的分类：

1、按拓扑结构分类：星形、总线形、环形、树形、混合形、网形。

（1）选择分类的主要因素：可靠性、费用、灵活性、响应时间和吞吐量。

（2）星型拓扑的优点：控制简单、故障诊断和隔离容易、方便服务。缺点：电缆长度和安装工作量客观、中央节点的负担较重、各站点的分布处理能力较低。

（3）总线拓扑的优点：需要的电缆数量较少、结构简单，可靠性高、易于扩充，增加和减少用户较方便。缺点：总线传输距离有限、故障诊断和隔离较困难、不具有实时功能，大业务量降低了网络速度。

（4）环形拓扑的优点：电缆长度短、可使用光纤、网络性能稳定。缺点：节点故障会引起全网故障、环节点的加入和撤出较复杂、负载很轻时，信道利用率比较低。

（5）按交换方式：电路交换网、报文交换网、分组交换网。

（6）按覆盖范围：广域网、城域网、局域网。

（7）按传输技术：广播方式网络、点对点方式网络。

四、计算机网络的标准化：ISO（国际标准化组织），ITU（国际电信联盟），IETF（因特网工程特别任务组）

第二章计算机网络体系结构

一、网络分层体系结构

1、协议的三要素：语义、语法、定时。定义：为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合就称为网络协议。

2、网络的体系结构：计算机网络各层次结构模型及其协议的集合。

二、OSI/RM开放系统互联参考模型

1、OSI/RM的结构分层（从上到下）：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

、通信服务分类：面向连接服务和无连接服务。相同点：面向连接服务和无连接服务对实现服务的协议的可靠性都有很大的影响；对数据传输可靠性有影响；都可以同时要求采用确认和重传机制。不同点：面向连接服务必须经过建立连接、维护连接和释放连接3个过程，无连接服务不需要经历这三个过程，开始时不需建立连接，每个分组都要携带完整的目的节点地址；面向连接服务数据传输的收发数据顺序不变，传输可靠性好，协议复杂，通信效率不高，无连接服务中目的节点接收到的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象，传输可靠性低，协议相对简单，效率较高。

三、TCP/IP参考模型

1、TCP/IP的四个层次：主机-网络层、互联层、传输层、应用层。

2、ORI/RM与TCP/IP的比较：共同：1、两者都以协议栈的概念为基础，协议栈中的协议彼此相互独立，2、都采用了层次结构的概念，各层功能大体相似。不同：1，OSI有7层，TCP/IP有4层。TCP/IP网络层支持无连接通信，传输层支持2种连接服务。OSI网络层支持2种连接服务，传输层只支持面向连接的通信。

第三章物理层

一、物理层接口和协议

1、物理层定义：在物理信道实体之间合理地通过中间系统，为比特传输所需的物理连接的激活、保持和去除提供机械的、电器的、功能性和规程性的手段。

2、主要功能：实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务。

3、DTE:：数据终端设备，对属于用户所有的联网设备或工作站的统称，如计算机、终端等。

4、DCE：数据通信设备，为用户提供入网连接点的网络设备的统称，如调制解调器。

5、物理信道的特性：机械特性、电气特性、功能特性、规程特性。

6、电气特性分三种：1，非平衡方式（非平衡发送器+接收器+1导线+1地线），2，采用差动接收器的非平衡方式（非平衡发送器+差动接收器+1导线+2地线），3，平衡方式（平衡发送器+差动接收器+2导线+2地线）。

7、功能特性分四类：数据信号线、控制信号线、定时信号线、接地线。

8、EIA（美国电子工业协会）RS-232C，：提供了利用公用电话网络作为传输介质，通过调制解调器将远程设备连接起来的技术规定。RS-422（平衡方式），RS-423（采用差动接收器的非平衡方式）

X.21机械特性采用15芯标准

二、传输介质

1、有线介质：双绞线、同轴电缆、光纤。无线介质：无线电波、微波、红外线、激光、卫星通信。

2、双绞线分为有屏蔽的和无屏蔽的。同轴电缆分为基带同轴电缆（阻抗50欧）和宽带同轴电缆（阻抗75欧）。光纤分为（LED）多模和（注入型激光二极管ILD）单模的。

三、数据通信技术

1、通信通道

（1）数据传输速率：是指每秒能传输的二进制信息位数，单位为位/秒(bps)。R=1/T*log2N （bps）

信号传输速率（调制速率）：表示单位时间内通过信道传输的码元个数。R=1/T （Baud）

（2）信道容量：表征一个信道传输数据的能力，单位为位/秒（bps）。信道容量表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，数据传输速率表示实际的数据传输速率。

奈奎斯特公示：C=2*H*log2N （bps）（C表示信道容量、H表示信道的带宽）

香农公式：C=H*log2(1+S/N)（bps）(H：信道带宽，S/N：信噪比)

（3）误码率=出错数(N e)/总数(N)

（4）通信方式：并行通信方式、串行通信方式（单工、半双工、全双工）

2、数字数据可以通过调制解调器（MODEM）用模拟信号来表示、模拟信号可以通过编码解码器（CODEC）用数字信号来表示。

放大器：增强信号中的能量，同时使噪音分量增强。中继器：重新恢复信号。

数据通信：是一种通过计算机或其他数据装置与通信线路，完成数据编码信号的传输、转接、存储和处理的通信技术。

3、多路复用技术：频分多路复用FDM，时分多路复用TDM，对于光纤还有波分多路复用（WDM）。FDM：物理信道分为若干子信道，同时传送若干信号。TDM：物理信道按时间片轮流分给多个信号使用。WDM是频分多路复用在极高频率上的应用

4、异步传输：以字符为单位传输；同步传输：以帧为单位传输。

四、数据编码

1、曼彻斯特编码：从高到低跳变表示“1”，从低到高跳变表示“0”。

信号数字化的转换过程：采样，量化，编码。

2、调制解调器传输线路三个主要问题：衰减、延迟畸变、噪声。

五、数据交换技术

1、按技术划分，交换网络可分为：电路交换网、报文交换网和分组交换网。

2、电路交换网络数据传输要经历电路建立、数据传输、电路拆除三个过程。

3、报文交换的数据传输单位是数据块，其长度不限且可变。

4、分组交换网分为虚电路和数据报两种，其是将报文分组发送

5、高速交换：结合分组交换和电路交换的优势，并与光传输技术融合。

第四章数据链路层

一、数据链路层的功能：帧同步、差错控制、流量控制、链路管理。

1、帧同步的四种方法：字符填充的首尾定界符法、比特填充的首尾标准法、违法编码法、字节计数法

2、差错控制：反馈重发、超时计时器、帧编号的原理。

3、流量控制：停止等待方案、滑动窗口机制

二、差错控制

1、差错分类：由信道固有的、持续存在的随机热噪声引起的随机差错和由外界特定的短暂原因所以所造成的冲击噪声引起的冲击噪声。

差错检测包含两个任务：差错控制编码和差错校验。

2、差错控制方法分为：自动请求重发ARQ和向前纠错FEC。

三、基本数据链路协议

停等协议：发送窗口=1，接收窗口=1；Go-back-N：发送窗口>1，接收窗口=1；选择重传：发送窗口>1，接收窗口>1；

四、链路控制规程：异步协议和同步协议

异步协议：字符内同步，字符间异步；同步协议：许多字符和比特组成的帧同步。

1、面向字符的同步控制协议BSC：面向字符，分为数据报文和监控报文两类。

BSC数据报文格式：

不带报头的单块报文或分块传输的最后一块报文：SYN SYN STX 报文ETX BCC

带报头的单块报文：SYN SYN SOH 报头STX 报文ETX BCC

分块传输的第一块报文：SYN SYN SOH 报头STX 报文ETB BCC

分块传输的中间报文：SYN SYN STX 报文ETB BCC

监控报文：

肯定确认和选择响应：SYN SYN ACK

否定确认和选择响应：SYN SYN NAK

轮询/选择请求：SYN SYN P/S前缀站地址ENQ

拆连：SYN SYN EOT

HDLC报文格式：面向比特，有信息帧（I帧），监控帧（S帧）和无编号帧（U帧）。

标志地址控制信息帧校验序列标志

F A C I FCS F

01111110 8位8位N位16位01111110

五、因特网数据链路层协议

1、SLIP提供在串行通信线路上封装IP分组的简单方法，用以使远成用户通过电话线和MODEM能方便地接入TCP/IP网络。

2、PPP协议提供三类功能：成帧、链路控制、网络控制。PPP的帧格式和HDLC的帧格式非常相似，但PPP面向字符。

第五章网络层

网络层的功能：路由选择、拥塞控制和网际互联等。

分组交换方式中，通信子网向端系统提供虚电路和数据报两种网络服务。

最优化原则：如果路由器J在从路由器I到K的最佳路由上，那么从J到K的最佳路线就会在同一路由之中。

扩散法（泛射路由选择法）：一个网络节点从某条线路收到一个分组后，再向除该条线路外的所有线路发送收到的分组。

拥塞发生的原因：1，内存不够，没有足够的内存存放同时到达的分组，2，路由器处理器的处理速度慢，难以完成排队，更新路由表等工作

拥塞控制的任务是确保子网能够承载所有到达的流量，这是一个全局的问题。流量控制只与特定的发送方和特定的接收方之间的点到点流量有关。

拥塞控制的解决方案可分成两类：开环（不考虑网络的当前状态）的和闭环的。

虚电路子网中的拥塞控制：1，准入控制，2，路由选择，3，资源预留。

数据报子网中的拥塞控制：1，警告位，2，抑制分组，3，逐跳抑制分组。

QoS四个特征：可靠性、延迟、抖动、带宽。

集成服务：每个连接有专用资源。区分服务：每一类连接有专用资源。

标签交换：类似虚电路，查表得到整条线路。

MPLS（多协议标签交换协议）。

网络互连的目的是使一个网络上的用户能访问其它网络上的资源，使不同网络上的用户互相通信和交换信息。

路由信息协议（RIP）分被动状态和主动状态两种操作方式。

开放最短路径优先协议（OSPF）是一种链路状态路由协议。

网桥用来连接类型相似的局域网，局域网本身没有网络层。

网桥工作在数据链路层，路由器工作在网络层。

路由器的主要服务功能：1，建立并维护路由表，2，提供网络间的分组转发功能。

网管也称协议转换器，用于高层协议的转换，对传输层到应用层均能支持。

IP（互联网协议），ICMP（互联网控制报文协议），ARP（地址转换协议），RARP（反向地址转换协议）。

IP协议提供不可靠的、无连接的数据包传输机制。

ARP：IP地址（32位）到物理网络地址（以太网地址，DA，48位）的转换。

RARP：物理网络地址到IP地址的转换。

IGMP（因特网组管理协议）：只有两种报文，询问和响应。

IPv6把IP地址长度增加到128比特

第六章

寻址：先按照IP地址找到目标主机，再根据主机端口号确定进程的端口。

建立连接与释放连接都是三次握手法：1，发出请求，2，确认请求，3，对确认请求的确认。

传输层的作用：传输层提供应用进程端到端的进程通信服务，既是七层模型中负责数据通信的最高层，又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层。

TCP地址与IP地址不同，IP地址是字节地址，一个节点可以运行多个应用，TCP的地址是节点的某个应用的地址，这种应用在计算机内部是进程。多个进程的数据传递通过不同的端口完成，因此在TCP段结构中，是以“端口”表示地址的。

TCP（传输控制协议），UDP（用户数据报传输协议）。

第七章

IP地址：为了确保通信时能够相互识别，在Internet上的每台主机都必须有一个唯一的标识，即主机的IP地址。

A类地址0～，B类地址128～，C类地址192～。

域名：为了用户使用和记忆方便，引进了字符形式的IP地址。

域名解析原理：1，UDP报文方式发送给本地域名服务器，2，本地域名服务器找不到的话向其他域名服务器（根域名服务器）查找

用户E-mail地址的格式：用户名@主机域名。

SMTP（简单邮件传输协议）是邮件服务器之间的传输协议，POP3（邮局协议）是用户计算机与邮件服务器之间的传输协议。

IMAP（Internet消息访问协议）：为用户提供了有选择的从邮件服务器接收邮件的功能，基于服务器的信息处理功能和共享信箱功能。WWW的工作原理：1，客户端建立连接，用户用浏览器向WEB服务器发送浏览信息请求，2，WEB服务器收到请求，向浏览器返回所请求的信息，3，关闭连接。

HTTP（超文本传输协议）：是客户端浏览器和Web服务器之间的应用层通信协议。

URL（统一资源定位器）：https://www.360docs.net/doc/5f5802682.html,

FTP（文件传输协议），Telnet（远程登录的协议），BBS（电子公告版系统）。

第八章

广播信道的分配策略主要包括静态分配策略和动态分配策略。

CSMA（载波监听多路访问）

1-坚持CSMA：要发送数据时，首先监听信道，如果信道空闲就立即发送数据；如果信道忙则等待，同时继续监听信道直到空闲；如果发生冲突，则随机等待一段时间后重新监听信道。

非坚持CSMA：与1-坚持CSMA不同的是如果信道忙就等待，同时不见监听，随机等待一段时间再监听。

p-坚持CSMA：用于时分信道，在1-坚持CSMA基础上，如果信道空闲则以p概率发送数据，以1-p概率推迟到下一时隙。

带有冲突检测的CSMA：在1-坚持CSMA基础上，发送数据后继续监听，如果有冲突就停止发送，随机等待一段时间再尝试发送数据。将争用时隙的长度确定为网络中最大传播延迟的2倍。

Slot Time（时隙时间）= 2S（距离）/0.7C（光速）+2Tphy（物理层处理延迟），Lmin（最小帧长）=Slot Time x R（传输速率）

二进制指数退避算法：1，对每一个数据帧，第一次发生冲突时L=2，2，退避间隔取1～L个时间片的随机数，1个时间片等于两点间最大传播时延的两倍，3，再次发生冲突L加倍，4，设置最大传输次数，超过次数不再重传，报告错误。按先进后出LIFO次序控制。

有限争用协议：分组，一次允许一个组来争用。

IEEE（美国电气电子工程师学会）

局域网的数据链路层被分为介质访问控制MAC和逻辑链路控制LLC两个子层。

IEEE 802.2：逻辑链路控制子层

IEEE 802.3：CSMA/CD，采用二进制指数退避和1-坚持CSMA/CD协议的基带总线局域网

IEEE 802.4：令牌总线（Token Bus）

IEEE 802.5：令牌环（Token Ring）

IEEE 802.6：分布队列双总线（DQDB）

FDDI（光纤分布数据接口），100Mbps

FDDI协议规定发送站发送完帧后，可立即发送新的令牌帧，而802.5规定当发送出去的帧前沿回送至发送站时，才发送新的令牌帧。IEEE 802.3u：快速以太网，100BASE-TX、100BASE-FX、100BASE-T4

无线局域网的硬件设备：1，无线网卡，2，无线AP，3，无线天线

WAP（无线应用协议）包括3部分：客户、网关、WWW服务器

局域网操作系统的基本服务功能：1，文件服务，2，打印服务，3，数据库服务，4，通信服务，5，信息服务，6，分布式服务。

第九章

虚电路可分为永久虚电路和交换虚电路。

X.25协议描述了主机（DTE）与分组交换网（PSN）之间的接口标准。

X.25的分组级相当于OSI参考模型中的网络层，主要功能是向主机提供多信道的虚电路服务。

帧中继的层次结构中只有物理层和链路层，采用光纤作为传输介质。

帧中继的常见应用：1，局域网的互联，2，语音传输，3，文件传输。

ATM（异步传输模式），ATM的信元具有固定的长度，53个字节，5个自己是信头，48个字节是信息段。

ATM网络环境由两部分组成：ATM网络和ATM终端用户。

局域网L3交换技术：Fast IP技术，Net Flow技术

广域网L3交换技术：Tag Switching

虚拟局域网：是通过路由和交换设备在网络的物理拓扑结构基础上建立的逻辑网络。

虚拟局域网的交换技术：端口交换、帧交换、元交换。

虚拟局域网的划分方法：按交换端口号、按MAC地址、按第三层协议。

VPN（虚拟专用网）特点：1，安全保障，2，服务质量保证，3，可扩充性和灵活性，4，可管理性。

VPN的安全技术：隧道技术、加解密技术、密钥管理技术、使用者与设备身份认证技术。

网络管理基本功能：故障管理、计费管理、配置管理、性能管理、安全管理。

SNMP（简单网络管理协议），CMIS/CMIP（公共管理信息服务和公共管理信息协议）。