计算机网络技术——春考知识点大汇总 2
物理层的任务是实现物理上互连系统间的信息传输。只有该层是真正的物理通信，其他各层均是虚拟通信。
该层的参数包括建立、维持和拆除物理链路有关的机械、电气、功能和过程特性等。
物理层的主要功能：
（1）物理层的连接
（2）物理层服务数据单元传输
（3）物理层管理
通信用的物理设备指数据终端设备和数据通信设备之间的互联设备。接收器，发送器，中继器等都属于物理层的介质和连接器。
3.2.2 数据链路层
为了弥补物理层上的不足，为上层提供无差错的数据传输，就要能对数据进行检错和纠错。
链路层的主要功能：
（1）链路管理
（2）帧的装配与分解
（3）帧的同步
（4）流量控制与顺序控制
（5）差错控制
（6）使接收端能区分数据和控制信息
（7）透明传输
（8）寻址
链路层设备：最常见的是网卡，网桥也是链路层设备。有人也把Modem某些功能认为是属于链路层。
数据链路层将本质上不可靠的传输介质变成可靠的传输通路提供给网络层。
3.2.3 网络层
网络层的主要功能是路由选择、流量控制、传输确认、中断、差错及故障的恢复等。具体功能如下：
（1）建立和拆除网络连接
（2）分段和组块
（3）有序传输和流量控制
（4）网络连接多路复用
（5）路由选择和中继
（6）差错的检测和恢复
（7）服务选择
2.网络层提供的服务
网络层提供无连接和面向连接两种类型的服务，也称为数据报服务和虚电路服务。
(1)数据报服务:多用于传输短报文的情况。
(2)虚电路服务:虚电路是在数据依次传送开始前，由发送方和接收方通过呼叫与确认的过程建立起来的。
3.路由选择
路由选择指网络中的节点根据通信网络的情况(可用的数据链路、各条链路中的信息流量)，按照一定的策略(传输时间最短或传输路径最短)，选择一条可用的传输路由，把信息发往目标。
3.2.4 传输层
传输层是资源子网与通信子网的界面和桥梁。它屏蔽了通信子网中的细节，实现通信子网中端到端的透明传输，也是整个七层协议中最重要和最复杂的一层。
1.传输层的特性
(1)连接与传输。
(2)传输层服务。
2.传输层的主要功能
(1)接收由会话层来的数据，将其分成较小的信息单位，经通信子网实现两主机间端到端通信。
(2)提供建立、终止传输连接，实现相应服务。
(3)向高层提供可靠的透明数据传送，具有差错控制、流量控制及故障恢复功能。
3.传输层协议
A型:网络连接具有可接受的差错率和可接受的故障通知率。
B型:网络连接具有可接受的差错率和不可接受的故障通知率。
C型:网络连接具有不可接受的故障通知率。
A型服务是可靠的服务，一般指虚电路;C型服务的质量最差，提供数据报服务的网络或无线电分组交换网络均属此类;B型服务介于二者之间，广域网多提供B型服务。
3.2.5 会话层
会话层、表示层和应用层一起构成0SI参考模型的高层。
1.会话层的主要功能
(1）提供远程会话地址。
(2) 会话建立后的管理。
(3)提供把报文分组重新组成报文的功能。
2.会话层提供的服务
(1)会话连接的建立和拆除。
(2)与会话管理有关的服务。
(3)隔离。
(4)出错和恢复控制。
3.2.6 表示层
表示层为应用层提供服务，该服务层处理的是通信双方之间的数据表示问题。
数据传送例如文字、声音、图形的表示，数据格式的转换、数据的压缩、数据加密等。
1.表示层的主要功能
（1）语法转换。
(2)传送语法的选择。
(3)常规功能。
2.表示层提供的服务
(1)数据转换和格式转换。
(2)语法选择。
(3)数据加密与解密。
(4)文本压缩。
3.2.7应用层
应用层是0SI参考模型的最高层，直接面向用户，是计算机网络与最终用户的界面。其相应的功能由相应的协议管理。
（1）虚拟终端协议(VTP)。是将各种类型的专用终端的功能一般化，标准化以后得到的终端模型，是OSI所定义的一种虚拟终端服务。
（2）文件传输、访问和管理。文件传输、访问和管理(FTAM）是任何计算机网络最常用的应用功能。
(3)作业传送和操纵
(4)电子邮件(E-mail)。电子邮件(E-mail)是用电子方式代替邮局进行传递信件的系统。
3.3 TCP/IP网络协议
3.3.1 什么是TCP/IP协议
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Intemet Protocol)即传输控制协议/网际协议，是当今计算机网络最成熟、应用最广泛的网络互联技术。
其目的在于能够让各种各样的计算机都可以在一个共同的网络环境中运行。
3.3.3 TCP/IP协议的分层模式
TCP/IP协议也采用分层体系结构，对应开放系统互连(OSI)参考模型的层次结构，可分为4层:网络接口层、网际层(IP层)、传输层和应用层。
1.网络接口层
网络访问层与0SI的数据链路层和物理层相对应，负责管理设备和网络之间的数据交换，及同一设备与网络之间的数据交换，通过网络向外发送，或者接收和处理来自网络上的数据，并抽取IP数据报向IP层传送。
2.网际层
网际层也称IP层，与OSI参考模型的网络层相对应。该层负责管理不同的设备之间的数据交换。IP层包含以下几个主要协议。
(1)网际协议(Internet Protocol，IP)
(2)网际控制报文协议(Intemet Control Message Protocol，ICMP):处理路由，协助IP层实现报文传送的控制机制，提供错误和信息报告。
(3)地址解析协议(Address Resolution Protocol，ARP):将网络层地址转换成链路层地址。
（4）逆向地址解析协议(Reverse ARP，RARP):将链路层地址转换成网络层地址。
3.传输层
传输层与OST七层模型的传输层的功能相对应，它在IP协议的上面，以便确保所有传送到某个系统的数据正确无误地到达该系统。该层的主要协议如下：
(1)TCP:传输控制协议，该协议提供面向连接的可靠数据传输服务，它通过提供校验位，为每个字节分配序列号，提供确认与重传机制，确保数据可靠传输。
(2) UDP(User Datagram Protocol):用户数据报协议，采用无连接的数据报传送方式，提供不可靠的数据传送。UDP方式与TCP相比，更加简单，数据传输速率也较高。UDP一般用于一次传输少量信息的情况，例如数据查询等。
4.应用层
标准的应用层协议主要有以下几种。
FTP，telnet,smtp,http,rip,nfs,dns。
关于TCP/IP协议的特点，可归纳如下;
1)开放的协议标准，独立于特定的计算机硬件和操作系统。
2)统一的网络地址分配方案，采用与硬件无关的软件编址方法，使得网络中的所有设备都具有唯一的IP地址.
(3)独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，特别适用于Internet。
(4)标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务.
TCP/IP协议没有表示层和会话层，这两层的功能都是由应用层提供。如，虽然TCP/IP协议有网络接口层(与OSI的物理层和数据链路层对应)，但TCP/IP协议却不提供任何协议，而是由网络接口协议取代。
3.4 局域网
所谓网络标准，是为了规定网络的通信标准、访问控制方式、传输介质等技术制定的规则。局域网标准主要是由IEEE制定的IEEE 802系列标准。
IEEE 802标准主要包括有:
IEEE 802.1——局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联
IEEE 8022——逻辑链路控制(LLC)
IEEE 802.3——CSMA/CD访问方法和物理层规范
IEEE 802.4——Token Bus (令牌总线)
IEEE 802.5——Token Ring(令牌环)访问方法和物理层规范
IEEE 802.6——城域网访问方法和物理层规范twn.宽带技术咨询和物理层课题与建议实施IEEE 802.7
EEE 802.8——光纤技术咨询和物理层课题
IEEE 802.9——综合声音/数据服务的访问方法和物理层规范
IEEE802.10——安全与加密访问方法和物理层规范
IEEE802.11——无线局域网访问方法和物理层规范，包括:IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE 802.11cg 和IEEE 802.11qn标准。
3.4.1 以太网
以太网是目前世界上使用最为普遍的网络。以太网广泛应用于局域网，甚至已成为局域网的代名词。以太网包括传统以太网(10Mbps)、快速以太网(100Mbps)、千兆以太网(1000 Mbps)和万兆以太网(10 Gbps)，它们都符合IEEE802.3系列标准规范。
1.传统以太网
网络产品符合IEEE802.3标准，传输速率通常为10Mbps，当前常用的这类以太网标准有以下几种。
(1)10Base-5:标准以太网，或称粗缆以太网。它是传统的以太网标准，使用直径为0.4in、阻抗为502的粗同轴电缆(型号RG-11)。10Base-5使用总线型拓扑结构，所有的站都经过一根同轴电缆连接，站间最短距离为2.5m。一条电缆的最大长度为500m，每段最多可以有100个站。
当工作站数量多于100个或需要的连接距离超过500m时，可采用中继器(也称重发器)来延长距离。
(2)10Base-2:细缆以太网。每个电缆段的最大长度是185m，每段最多可接30个工作站，任意2个工作站之间的最小距离是0.5m。
(3)10Base-T:双绞线以太网。10Base-T连接方式使用不超过100m的双绞线将每一台网络设备连接到集线器(Hub)。
（4）10Base-F:光缆以太网。
2.快速以太网
它主要包括两种技术:100Base-T和100VG-AnyLAN，称为快速以太网。
100Base-T：它仍然采用IEEE802.3CSMA/CD的介质访问协议，并且同样采用星状拓扑结构。
100VG-AnyLAN与100Base-T不同的是，它采取了与100Base-T完全不同的介质访问控制方法和协议。它使用语音级光缆，及3、4或5类双绞线，实现100Mbps的传输速率，若使用双绞线就必须使用两对导线。
4.千兆以太网
千兆以太网支持多种传输介质，包括光纤和双绞线。
(1)1000Base-SX
(2)1000Base-LX:在使用多模光纤时，连接的最大距离是550m。当使用单模光纤时，连接的最大距离可达5km。
(3)1000Base-CX
(4)1000Base-T:是短距离铜线千兆以太网标准，它使用非屏蔽双绞线介质，在使用4对5类非屏蔽双绞线(UTP)时，连接的最大距离可达100m。
5.万兆以太网
万兆以太网和以往的显著区别一是只支持全双工模式，不再支持单工模式;二是不使用CSMA/CD协议。
3.4.2 ATM(异步传输模式）
异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)是一种新型的网络交换技术。
ATM信元结构由53B组成，53B被分成5B的头部和被称为载荷的48 B信息部分。
3.4.3 FDDI
光纤分布数据接口(Fiber Distributed Data Interface，FDD1).(此章节要求画的只有这一点)
3.5 数据传输控制方式
3.5.1 具有冲突检测的载波侦听多路访问
具有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)技术是以太网中采用的MAC方法。一个简单的机制是“先听后讲"和“边讲边听"。
与上述的机制类似，CSMA/CD介质访问控制方法的工作过程如下:(1)想发送信息的节点首先“监听”信道，看是否有信号在传输。如果信道空闲，就可以立即发送。
发送信息的站点在发送过程中同时监听信道，检测是否有冲突发生。当发送数据的节点检测到冲突后，就立即停止该次数据传输，然后按照“截断式二进制指数回退算法”，等待一段随机时间，再尝试重新发送。
3.5.2 令牌传递控制法
令牌传递控制法(Token Passing)又称为许可证法。令牌有“忙”和“空”两种状态，当工作站准备发送信息时，首先要等待令牌的到来，当检测到一个经过它的令牌为“空”状态时，即可以帧为单位发送信息，并将令牌置为“忙”状态附在信息帧的尾部向下一站发送，下一站用按位转发的方式转发经过本站但又不属于本站接收的信息。由于环路令牌是处于·忙”状态，因此其他希望发送信息的工作站必须等待。每个站随时检测经过本站的信息，当查到信息帧中指定的目的地址与本站地址相同时，则一面拷贝全部有关信息，一面继续转发该信息帧，环上的信息帧绕环一周后回到原发送站点予以回收。
令牌传递控制法(Token Ring)适用的网络结构为环状拓扑、基带传输。由于环状网只有一条环路，信息只能沿环单向流动，因此不存在路径问题，令牌是隐式地传输到每一个节点上。
3.6.1广域网的结构与种类
广域网的种类：
电路交换网络:主要包括公共交换电话网(PSTN)和综合业务数字网(ISDN);
专用传输网络主要是数字数据网(DDN)。
3.6.3 典型广域网技术简介
ISDN：综合业务数字网(Integrated Services Digital Network，ISDN)。
DDN：数字数据网(Digital Data Network，DDN)。
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