局域网与城域网
本章所占分值为8——10分。
一．局域网与城域网
决定局域网与城域网特点的三要素是：网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法。
1. 局域网拓扑结构的类型与特点
局域网的网络拓扑结构主要分为总线型、环型与星型；网络传输介质主要采用双绞线、同轴电缆与光纤等。
（1）总线型拓扑结构
总线型局域网的介质访问控制方法采用共享介质方式。总线型拓扑结构的优点是：结构简单，实现容易，易于扩展，可靠性较好。
总线型局域网的主要特点如下（重点）：
●?所有结点都通过网卡连接到作为公共传输介质的总线上；
●?通常采用双绞线或同轴电缆作为传输介质；
●?所有结点都可以通过总线发送或接收数据，但是一段时间内只允许一个结点通过总线发送数据。当一个结点通过总线以“广播”方式发送数据时，其他结点只能以“收听”方式接收数据；
●?由于总线作为公共传输介质为多个结点所共享，就可能出现同一时刻有两个或两个以上结点通过总线发送数据的情况，因此会出现冲突而造成传输失败；
●?在总线型局域网的实现技术中，必须解决多个结点访问总线的介质访问控制(Media Access Control，MAC)问题。
（2）环型拓扑结构
在环型拓扑结构中，结点之间通过网卡利用点到点线路连接构成闭合的环型。环中数据沿着一个方向绕环逐站传输。
2. 传输介质类型与介质访问控制方法
（1）局域网的传输介质类型
局域网常用的传输介质包括：同轴电缆、双绞线、光缆与无线信道。
（2）局域网的介质访问控制方法
IEEE 802.2标准定义的共享介质局域网有以下3类:
●?带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA／CD)方法的总线型局域网；
●?令牌总线(Token Bus)方法的总线型局域网；
●?令牌环(Token Ring)方法的环型局域网。
3. IEEE 802参考模型（重点）
IEEE802标准：
总结局域网技术应用的实际情况，可以得出以下几个重要的发展趋势：
（1）以太网已经占据绝对的优势，成为办公自动化环境组建局域网的首选技术；
（2）在大型局域网系统中，桌面系统采用10 Mbps的以太网或100 Mbps的快速以太网，主干网采用l Gbps的千兆以太网技术，核心交换网采用l0 Mbps的10 GE技术成为趋势；
（3） 10 Mbps以太网物理层有多种标准，目前基本使用非屏蔽双绞线l0BASE—T标准；
（4） IP协议直接将分组封装在以太网帧中，LLC协议已经很少使用；
（5）千兆以太网与万兆以太网保留传统的以太网帧结构，但是它们在主干网或核心网中应用时，基本上采用光纤作为传输介质，采用点到点的全双工通信方式，而不是传统的CSMA／CD的随机争用方式；
（6）千兆以太网与万兆以太网技术已经发展成熟，并从局域网应用逐步扩大到城域网与广域网中；
（7）无线局域网技术将成为下个阶段研究与应用的重点。
例题：（2009年4月）局域网协议标准是________。
试题解析：本道题考察的是局域网标准的相关知识点，属于识记型内容。根据局域网的参考模型，本题的答案为：IEEE802。
以太网
二．以太网
1. 以太网的发展
在20世纪80年代，以太网、令牌总线、总线环形成三足鼎立局面，目前以太网仍是应用最广泛的局域网。以太网的核心技术是随机争用型介质访问控制方法，即带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA／CD)方法。它的核心技术起源于无线分组交换网——ALOHA网。
1977年，Bob Metcalf申请以太网专利。l978年他们研制的以太网中继器获得专利。l980年，XEROX、DEC与Intel三家公司合作，第一次公布以太网的物理层、数据链路层规范。l981年，Ethernet V2．0规范公布。IEEE 802．3标准是在Ethernet V2．0的基础上制定的，推动了以太网技术的发展和广泛应用。l990年，IEEE 802．3标准中的物理层标准10 BASE—T推出，使用普通双绞线作为以太网传输介质。
1993年，使用光纤介质的物理层标准10BASE-F和产品推出。l995年，传输速率为100 Mbps的快速以太网标准和产品推出。l998年，传输速率为1 Gbps的千兆以太网标准推出。1999年，万兆以太网的产品问世，并成为局域网主干网的首选方案。
2. 以太网帧结构与工作流程分析
CSMA／CD方法描述：在以太网中，如果一个结点要发送数据，它以“广播”方式通过总线发送一个数据帧，连在总线上的所有结点都能“收听”到这个数据帧。由于网中的所有结点都可以利用总线发送数据，并且网络中没有控制中心，因此冲突的发生将不可避免。为了有效实现多个结点访问公共传输介质的控制策略，CSMA／CD的发送流程可以简单概括为4点：先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发。工作流程如下图所示。
（1）载波侦听
每个以太网结点利用总线发送数据时，首先需要侦听总线是否空闲。以太网的物理层规定发送的数据采用曼彻斯特编码方式。
（2）冲突检测方法
有一种极端的情况是结点A向结点B发送数据，在数据信号正好快要到达结点B时，结点B也发送数据，此时冲突发生。等到冲突的信号传送回结点A时，已经过两倍的传播延迟2r，其中r=D／V，D为总线最大长度，v是电磁波在介质中的传播速率。如果超过两倍的传播延迟(2r)时间没有检测出冲突，就能肯定该结点已取得总线访问权，因此人们将2D／V定义为冲突窗口。
从电子学的具体实现角度看，进行冲突检测可以有两种方法：比较法和编码违例判决法。比较法是指发送结点在发送帧的同时，将其发送信号波形与从总线上接收到的信号波形进行比较。编码违例判决法是指检查从总线上接收的信号波形。
（3）发现冲突、停止发送
如果在发送数据过程中检测出冲突，为了解决信道争用冲突，发送结点要进入停止发送数据、随机延迟后重发的流程。随机延迟重发的第一步是发送“冲突加强信号”。发送冲突加强信号的目的是确保有足够的冲突持续时间，使得网中的所有结点都能检测出冲突的存在，并立即丢弃冲突帧，减少由于冲突浪费的时间，提高信道利用率。
（4）随机延迟重发
以太网协议规定一个帧的最大重发次数为l6。如果重发次数超过16，则认为线路故障，进入“冲突过多”结束状态。如果重发次数n≤16，则允许结点随机延迟再重发。为了公平地解决信道争用问题，需要确定后退延迟算法。典型的CSMA／CD后退延迟算法是截止二进制指数后退延迟算法。
3. 以太网帧结构
本节按Ethernet V2．0规范的帧结构进行讨论。DIX帧结构如下：
以太网帧结构主要包括以下几个部分（重点、易考点）：
（1）前导码与帧前定界符字段以太网物理层的角度来看，接收电路从开始接收位到进入稳定状态需要一定的时间。
（2）目的地址和源地址字段
（3）类型字段表示的是网络层使用的协议类型。
（4）数据字段数据字段是高层待发送的数据部分。数据字段的最小长度为46B。如果帧的数据字段值小于46B，应该将它填充至46B。填充字符是任意的，不计入长度字段值中。数据字段的最大长度为l 500B。由于帧头部分包括6B长的目的地址、6B长的源地址字段、2B长的长度字段与4B长的帧校验字段，因此帧头部分的长度为l8B。以太网帧的最小长度为64B，最大长度为l 518B。
（5）帧校验字段帧校验字段(FCS)采用32位的循环冗余校验(CRC)。CRC校验的范围是：目的地址、源地址、长度、LLC数据等字段。CRC校验的生成多项式为：
例题：（2010年3月）在以太网的帧结构中，表示网络层协议的字段是（）
A)前导码
B)源地址
C)帧校验
D)类型
试题解析：本题考察的是以太网帧结构的识记型知识点，前导码是为了保证接收电路在帧的目的地址字段到来之前达到正常接收状态。帧前定界符可以视为前导码的延续。类型字段表示的是网络层使用的协议类型。所以本题选D。
4. 以太网帧的接收流程
如下图所示：
5. 以太网的实现方法
从实现的角度来看，构成以太网网络连接的设备包括网卡、收发器和收发器电缆；从功能的角度来看，包括发送与接收信号的收发器、曼彻斯特编码与解码器、以太网数据链路控制、帧装配及与主机的接口；从层次的角度来看，这些功能覆盖了IEEE 802．3标准的MAC子层与物理层。实际的网卡均采用可以实现介质访问控制、CRC校验、曼彻斯特编码与解码、收发器与冲突检测功能的专用VLSl芯片。
6. 以太网地址（重点）
为了统一管理以太网的物理地址，保证每块以太网网卡的地址是唯一的，IEEE注册管理委员会(RAC)为每个网卡生产商分配以太网物理地址的前3B，即公司标识，也称为机构唯一标识符(OUI)。后面的3B由网卡的厂商自行分配。当一家网卡生产商获得前3 B地址的分配权后，它可以生产的网卡数量是224。例如，IEEE分配给3COM公司的前3B地址可能有多个，其中一个是006008。局域网地址的表示方法为00—60-08，在两个十六进制数之间用一个连字符隔开。3COM公司可以为生产的每个网卡分配后 3 8的地址值(例如00-A6-38)，则这个网卡的物理地址为00-60-08-00-A6-38。
例题：（2008年9月）以下哪个是正确的Ethemet物理地址?
A)00-60-08
B)00-60-08-00-A6-38
C)00-60-08-00
D)00-60-08-00-A6-38-00
试题解析：本题考察的是以太网地址的识记型知识点。MAC地址共由48bit组成，前24bit为公司标识，后24bit由网卡的厂商自行分配。所以本题选B。
高速局域网
三．高速局域网（重点）
高速以太网技术的发展过程如图所示：
1. 快速以太网
快速以太网的传输速率是普通以太网的10倍，数据传输速率达到l00 Mbps，但是它保留着传统10 Mbps 以太网的基本特征，采用相同的帧格式、介质访问控制方法与组网方法，只是将每位的发送时间由100ns 降低到10ns。1995年9月，IEEE 802委员会正式批准快速以太网标准——IEEE 802．3u。
100BASE—T有关传输介质的标准主要有3种。
（1）100BASE—TX：支持2对5类非屏蔽双绞线或2对1类屏蔽双绞线。其中，一对双绞线用于发送，另一对双绞线用于接收。100BASE—TX是一个全双工系统，每个结点可同时以100 Mbps的速率发送与接收数据。
（2）100BASE—T4：支持4对3类非屏蔽双绞线UTP，其中3对用于数据传输，l对用于冲突检测。
（3）100BASE—FX：支持2芯的多模或单模光纤，主要用于高速主干网，从结点到集线器的距离可以达到2 km。100BASE—FX是一种全双工系统。
2.千兆以太网
1998年2月，IEEE 802委员会正式批准千兆以太网标准——IEEE 802．3Z。千兆以太网的传输速率比快速以太网快10倍，传输速率达到l Gbps。IEEE 802．3Z标准在LLC子层使用IEEE 802．2标准，在MAC
子层使用CSMA／CD方法，只是在物理层做一些必要的调整，它定义了新的物理层标准(1000BASE—T)。
1000BASE—T有关传输介质的标准主要有4种：
●?1000BASE—T：使用5类非屏蔽双绞线，双绞线长度可达到l00m；
●?1000BASE—CX：使用屏蔽双绞线，双绞线长度可达到25 m；
●?1000BASE—LX：使用波长为l300 nm的单模光纤，光纤长度可达到3 000 m；
●?1000BASE—SX：使用波长为850 nm的多模光纤，光纤长度可达到300～550 m。
3.万兆以太网
万兆以太网标准由IEEE 8023ae委员会制定，正式标准已经在2002年完成。其带宽为10Gbps。
万兆以太网主要具有以下特点：
●?万兆以太网帧格式与普通以太网、快速以太网、千兆以太网帧格式相同；
●?万兆以太网仍保留802．3标准对以太网最小和最大帧长度的规定。
●?万兆以太网不再使用双绞线，而是使用光纤作为传输介质。它使用长距离(超过40 km)的光收发器与单模光纤，以便能在广域网和城域网范围内工作。它也能使用较便宜的多模光纤，但是传输距离限制在65～300 m；
●?万兆以太网只有全双工工作方式，因此不存在介质争用的问题。由于不使用CSMA／CD协议，这样网络的传输距离不受冲突检测的限制。
万兆以太网有两种不同的物理层标准：
（1）局域网物理层(LAN PHY)标准万兆以太网的局域网物理层的传输速率为l0 Gbps。每个万兆以太网交换机可以支持10个千兆以太网端口。
（2）广域网物理层(WAN PHY)标准万兆以太网的广域网物理层符合光纤通道速率体系SONET／SDH的OC一192／STM一64标准。
万兆以太网的传输速率为10 Gbps，广域网的传输速率为9．58464 Gbps。万兆以太网必须采取一种调整策略，通过万兆介质独立接口(10G MII)，将MAC层的工作速率由10 Gbps减到9．58464 Gbps，以便能够与物理层的数据传输速率匹配。由于万兆以太网的出现，以太网的工作范围已从局域网扩大到城域网和广域网。
例题：（2010年3月）支持单模光纤的千兆以太网物理层标准是（）
A)1000BASE-LX
B)1000BASE-SX
C)1000BASE-CX
D)1000BASE-T
试题解析：本题考察高速局域网的识记性知识点。千兆以太网的物理层标准具体为：1000BASE—T，使用5类非屏蔽双绞线；1000BASE—CX，使用屏蔽双绞线；1000BASE—LX，使用波长为l300 nm的单模光纤；1000BASE—SX，使用波长为850 nm的多模光纤。所以本题的正确答案为A。
交换式局域网与虚拟局域网
四．交换式局域网与虚拟局域网
1.交换式局域网
（1）交换机
典型的交换式局域网是交换式以太网，它的核心部件是以太网交换机。
（2）交换机的技术特点（重点）
●?低交换延迟传输延迟时间的量级来看，如果交换机为几十微秒(μs)，则网桥为几百微秒，路由器为几千微秒。
●?支持不同的传输速率和工作模式交换机的端口可以支持不同的速率，可以支持两种工作模式：半双工与全双工模式。
●?支持虚拟局域网
2. 局域网交换机的工作原理
（1）交换机的工作原理
如下图所示。
（2）端口号／MAC地址映射表
交换机如何知道哪个结点连接哪个端口；当结点从交换机的一个端口转移到另一个端口时，交换机利用“地址学习”功能来修改地址映射表。
（3）交换机的帧转发方式
●?直通交换方式在直通交换方式中，交换机只要接收帧并检测到目的地址，就立即将该帧转发出去，而不用判断这帧数据是否出错；帧出错检测任务由结点完成。这种交换方式的优点是交换延迟短；缺点是缺乏差错检测能力，不支持不同速率端口之间的帧转发。
●?存储转发交换方式在存储转发交换方式中，交换机需要完整接收帧并进行差错检测。如果接收帧正确，则根据目的地址确定输出端口，然后再转发出去。这种交换方式的优点是具有差错检测能力，并支持不同速率端口之间的帧转发；缺点是交换延迟将会增长。
●?改进的直通交换方式改进的直通交换方式则将上述两种方式相结合。在接收到帧的前64B后，判断帧头字段是否正确，如果正确则转发出去。这种方法对于短的以太网帧来说，交换延迟与直通交换方式比较接近；对于长的以太网帧来说，由于它只对帧的地址字段与控制字段进行差错检测，因此交换延迟将会减少。
虚拟局域网
虚拟网络建立在交换技术的基础上。如果将局域网上的结点按工作性质与需要划分成若干个“逻辑工作组”，则一个逻辑工作组就是一个虚拟网络。
虚拟网络建立在局域网交换机的基础上，它以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理，工作组中的结点不受物理位置的限制。相同工作组的成员不一定连接在相同的物理网段，它们可以连接在相同的交换机上，也可以连接在不同的局域网交换机上，只要这些交换机互连即可。当结点从一个工作组转移到另一个工作组时，只需要简单地通过软件设定，而无须改变在网络中的物理位置。
VLAN的组网方法主要有（重点）：
（1）用交换机端口号定义虚拟局域网
如下图所示。
（2）用MAC地址定义虚拟局域网
这种方法使用结点的MAC地址定义虚拟局域网。由于结点的MAC地址是与硬件相关的地址，结点将自动保持原来的虚拟局域网成员地位，因此虚拟局域网允许结点移动到其他物理网段。从这个角度来看，这种虚拟局域网可以视为基于用户的虚拟局域网。
这种方法的缺点是：所有用户在初始阶段必须配置到至少一个虚拟局域网，初始配置通过人工完成，随后就可以自动跟踪用户。但是，在大规模网络中，初始化时将上千个用户配置到虚拟局域网中很麻烦。
（3）用网络层地址定义虚拟局域网
这种方法使用结点的网络层地址定义虚拟局域网。这种方法的优点是：用户可以按照协议类型来组成虚拟局域网，有利于组成基于服务或应用的虚拟局域网；用户可以随意移动结点而无须重新配置网络地址，这对于使用TCP／IP协议的用户特别有利。
与用MAC地址或用端口地址来定义虚拟局域网的方法相比，用网络层地址定义虚拟局域网的方法的缺点是性能比较差，这是由于检查网络层地址比MAC地址更加费时。
（4）基于IP广播组的虚拟局域网
基于IP广播组的虚拟局域网是动态建立的。在这种虚拟局域网中，由代理对虚拟局域网中的成员进行管理。当有广播包要发送到多个目的结点时，就需要动态建立虚拟局域网的代理。代理通过广播信息通知各个结点，如果结点响应信息就可以加入广播组，并成为广播组虚拟局域网中的成员。广播组中的所有结点属于相同的虚拟局域网，但是它们只是特定时间内特定广播组的成员。这种虚拟局域网的优点是：可以根据服务灵活地组建，并且可以跨越路由器与广域网互连。
VLAN的优点（重点）：
(1)方便网络用户管理，减少网络管理开销
实际的局域网在使用过程中，由于机构变化而调整用户组是常有的事。如果调整用户组涉及结点位置的变化，则需要重新布线，这是网络管理者最头痛的事。虚拟局域网可以使用软件根据需要动态建立用户组，这样便于进行网络管理，减少网络管理开销。
(2)提供更好的安全性
不同网络用户对数据与信息资源有不同的要求和权限。在一个企业中，财务、人事、采购等部门有不同的管理需求。财务部门的数据不允许其他部门的人员查看。虚拟局域网可以将不同部门的用户划分到不同的逻辑用户组中，同组用户之间的数据就可以只在虚拟局域网中传输。虚拟局域网是一种简单、经济和安全的方法。
(3)改善网络服务质量
传统局域网的广播风暴对网络性能与服务质量影响很大。基于交换机技术的虚拟局域网可以隔离不同的用户组，将同类用户的通信量控制在一个虚拟局域网中，相对减少潜在的广播风暴的危害，有利于改善网络服务的质量。
例题：（2008年9月）虚拟局域网可以将网络结点按工作性质与需要划分为若干个
A）物理网络
B）逻辑工作组
C）端口映射表
D）端口号/套接字映射表
试题解析：本题考察的是VLAN的理解型知识点。VLAN将网络结点按工作性质与需要划分为若干个逻辑工作组，每个逻辑工作组就是一个虚拟网络。所以本题的正确答案是B。
无线局域网
五．无线局域网
无线局域网简称WLAN，无线局域网不仅能作为独立的移动通信网络使用，还可以作为传统局域网的补充。无线局域网以微波、激光与红外线等无线电波作为传输介质，部分或全部代替传统局域网中的同轴电缆、双绞线与光纤，实现网络中移动结点的物理层与数据链路层功能。
1.WLAN的应用
（1）传统局域网的扩充
在某些特殊的环境中，无线局域网却能发挥传统局域网起不到的作用。这类环境主要包括：建筑物群之间、工厂建筑物之间的连接，不能布线的历史古建筑，临时性的小型办公室、大型展览会等。无线局域网提供了一种更有效的联网方式。在大多数情况下，传统局域网用来连接服务器和工作站，移动结点和不易于布线的结点通过无线局域网接入。
（2）建筑物之间的互联
无线局域网可以用于连接邻近建筑物中的局域网。在这种情况下，两座建筑物使用一条点到点无线链路，连接的典型设备是无线网桥或路由器。
（3）漫游访问
带有天线的移动数据设备(例如笔记本式计算机、PDA)与无线集线器之间可以实现漫游访问。漫游访问在大学校园或业务分布在几幢建筑物的环境也很有用。用户可以带着自己的笔记本式计算机随意走动，可以从任何地点连接到无线局域网。
（4）特殊无线网络的结构
无线自组网(Ad hoc)采用一种不需要基站的“对等结构”移动通信模式。Ad hoc网络中没有固定的路由器。这种网络中的所有用户都可能移动，并且系统支持动态配置和动态流量控制。每个系统都具备动态搜索、定位和恢复连接的能力。这些行为特征可以用“移动分布式多跳无线网络”或“移动的网络”描述。Ad hoc网络已在军事领域获得广泛的应用。
l997年，第1个无线局域网标准——IEEE 802．11——形成。它定义了使用红外、跳频扩频与直接序列扩频技术，传输速率为l Mbps或2 Mbps的无线局域网标准。IEEE 802．11b定义使用跳频扩频技术，传输速率为l Mbps、2 Mbps、3．5 Mbps与11 Mbps的无线局域网标准。IEEE 802．11a将传输速率提高到54 Mbps。目前，IEEE 802．11标准已发展为IEEE 802．11j，对多种频段无线传输技术的物理层、MAC 层、无线网桥、QoS管理、安全与身份认证做出一系列的规定。
2.红外无线局域网
红外无线(IR)信号是按视距方式传播，也就是说，发送点必须能直接看到接收点，中间没有阻挡。由于红外线频谱是非常宽的，因此有可能提供极高的传输速率。红外线与可见光的部分特性是一致的，因此它可以被浅色的物体漫反射，这样就可以用天花板反射来覆盖整个房间。红外线不会穿过墙壁或其他的不透明物体。
红外局域网的数据传输技术主要有3种：定向光束红外传输、全方位红外传输与漫反射红外传输。红外无线局域网的优点是：通信的安全性好，抗干扰性强，系统安装简单，易于管理。但是，它的传输距离受到一定的限制。
3.扩频无线局域网
扩频通信是军事电子对抗中经常使用的一种方法，它是将数据基带信号频谱扩展几倍或几十倍，以牺
牲通信频带宽度为代价，来提高无线通信系统的抗干扰性与安全性。与传统上利用比较窄的频谱的调频、调幅无线通信相比，由于它需要将信号扩展到更宽的频谱上传输，因此这种技术被称为扩频通信。
无线局域网采用的扩频技术主要有两种：
（1）跳频扩频通信
简称FHSS，跳频扩频将可利用的频带划分成多个子频带，子频带称为信道；每个信道的带宽相同，中心频率由伪随机数发生器的随机数决定，变化的频率值称为跳跃系列；发送端与接收端采用相同的跳跃系列。
（2）直接序列扩频通信
简称DSSS，使用2．4 GHz的工业、科学与医药专用的ISM频段，数据传输速率为l Mbps或2 Mbps。直接序列扩频的主要技术特点如下：将发送数据经过伪随机数发生器产生的伪随机码进行异或操作，再将异或操作结果的数据调制后发送；所有接收结点使用相同的频段；发送端与接收端使用相同的伪随机码。
3.无线局域网标准
即IEEE802.11。下图给出了IEEE 802．11结点发送数据帧的过程。如果信道空闲，结点可以发送数据帧。发送站在发送完一帧后，必须再等待一个短的时间间隔，检查接收站是否返回用于确认的ACK帧。如果接收到确认，说明此次发送没有出现冲突，发送成功。如果在规定的时间内没收到确认，表明出现冲突导致发送失败，重发该帧，直到在规定的最大重发次数之内发送成功。这个时间间隔称为帧间间隔(IFS)。帧间间隔的长短取决于帧类型。高优先级帧的帧间间隔短，可以优先获得发送权。
例题：（2009年9月）红外无线局域网的数据传输技术包括：红外传输、全方位红外传输与漫反射红外传输。
试题解析：本题考察红外无线局域网的数据传输技术，为识记型知识点。红外局域网的数据传输技术主要有3种：定向光束红外传输、全方位红外传输与漫反射红外传输。所以本题的正确答案是：定向光束。
局域网互联与网桥
六．局域网互联与网桥
1.局域网互联
很多实际的应用需要将多个局域网互联，这些应用环境主要有以下几种：
（1）一个单位的不同部门根据各自的需要组建独立的局域网，这些局域网之间又需要交换信息与共享资源，这就需要把多个局域网互联起来；
（2）一个单位有多幢办公楼，每幢办公楼内部建立局域网，这些办公楼内部的局域网需要互联起来，构成支持整个单位管理信息系统的局域网环境；
（3）一个单位不同部门的信息系统的安全性与通信量要求不同。如果某个部门的信息在安全方面的要
求较高，可以将这些计算机连接在物理上相对独立的局域网中，再将这个局域网与企业的其他局域网互联起来；
（4）在一个大型的企业或校园中，有数千台计算机需要联网，如果将它们用一个局域网连接起来，则势必会造成网络性能下降。可行的办法是将数千台计算机按地理位置或组织关系划分为多个局域网，通过互联构成一个大型的企业网或校园网；
（5）如果联网计算机之间的距离超过单个局域网的最大覆盖范围，则可以将它们分成几个局域网来组建，再将这几个局域网互联构成一个大的网络。
2.网桥的工作原理
网桥是数据链路层互联的设备。网桥用来实现多个网络系统之间的数据交换，起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用。通过网桥实现数据链路层互联时，网络的数据链路层与物理层协议可以相同或不同。网桥主要有以下几个特点：
（1）网桥可以互联两个采用不同数据链路层协议、传输介质与传输速率的网络；
（2）网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现互联网络之间的通信；
（3）网桥需要互联网络在数据链路层以上采用相同的协议；
（4）网桥可以分隔两个网络之间的广播通信，有利于改善互联网络的性能与安全性。
网桥最常见的用法是用于连接两个局域网。
网桥的具体设计：
（1）网桥不更改接收帧的数据字段的内容和格式，只是简单地将每个要传输的帧从一个局域网中复制下来，再原封不动地传送到另一个局域网，因此它要求两个局域网在MAC层以上使用相同的协议；
（2）衡量网桥性能的参数主要是每秒钟接收与转发的帧数；
（3）网桥必须具有寻址能力和路由选择能力；
（4）网桥所连接的局域网的MAC层与物理层协议可以不同。
3.网桥的层次结构
如图所示：
1. 网桥的路由选择策略
（1）网桥的基本分类
网桥通过路由表来实现不同网段之间的帧转发。网桥的重要工作是构建和维护路由表。路由表用于记录不同结点的物理地址与网桥转发端口的关系。如果没有路由表，网桥无法确定帧是否需要转发以及如何转发。
网桥按照路由表的建立方法分为两类：透明网桥与源路由网桥。
（2）透明网桥
目前，用得最多的网桥是透明网桥。透明网桥的路由表记录3个信息：站地址、端口与时间。透明网桥刚连接到局域网时，其路由表显然是空的。当透明网桥接收到一个帧时，它将记录帧的源MAC地址、帧进入网桥的端口号与时间，然后将该帧向所有其他端口转发。网桥在这样的转发过程中，逐渐地将其路由表建立起来。透明网桥的标准是IEEE 802．1d。透明网桥主要有以下特点：
●?透明网桥由网桥自己来决定路由选择，局域网中的各个结点不负责路由选择，网桥对于互联局域网的各结点来说是“透明”的；
●?透明网桥常用于互连两个MAC层协议相同的局域网；
●?透明网桥的最大优点是容易安装，是一种即插即用的设备。
局域网的拓扑经常会发生变化。为了使路由表能反映整个网络的最新拓扑，还要将每个帧到达网桥的时间登记下来，以便在路由表中保留网络拓扑的最新状态信息。网桥中的端口管理软件周期性扫描路由表，只要是在一定时间以前登记的都要删除，这样就使网桥中的路由表能反映当前网络拓扑的状态。
透明网桥使用的是一种生成树(Spanning Tree)算法保证通过网桥互连的系统中不出现环型结构。
（3）源路由网桥
源路由网桥假定每个结点在发送帧时，都已经知道发往各个目的结点的路由，并将详细路由信息放在发送帧的首部。源结点以广播方式向目的结点发送一个用于探测的发现帧。发现帧在通过网桥互连的各个局域网中沿着所有可能的路由传送。在传送过程中，每个发现帧都记录经过的路由。当这些发现帧到达目的结点时，就沿着各自的路由返回源结点。源结点在得到这些路由信息之后，从所有可能的路由中选择出一个最佳路由。常用的方法为：如果有超过一条的路径，源结点将选择经过的中间网桥的跳步数最少的路径。此后，所有从该源结点向该目的结点发送的帧首部，都必须携带源结点所确定的路由信息。发现帧的另一个作用是帮助源结点确定整个网络可以通过的帧的最大长度。
网络技术 第三章局域网基本概念 考点1 局域网基本概念 局域网的网络拓扑结构主要分为总线型、环型与星型；网络传输介质主要采用双绞线、同轴电缆与光纤。 1 ．总线型拓扑结构 总线型局域网的介质访问控制方法采用共享介质方式。总线型拓扑结构的优点是：结构简单，容易实现，易于扩展，可靠性较好。 其主要特点有以下5 点： ①所有结点都通过网卡连接到作为公共传输介质的总线上。 ⑦总线通常采用双绞线或同轴电缆作为传输介质。 ③所有结点都可以通过总线发送或接收数据，但是一段时间内只允许一个结点通过总线发送数据。当一个结点通过总线以“广播”方式发送数据时，其他结点只能以“收听”方式接收数据。 ④由于总线作为公共传输介质为多个结点所共享，就可能出现同一时刻有两个或两个以上结点通过总线发送数据，因此会出现冲突，造成传输失败。 ⑤在总线型局域网的实现技术中，必须解决多个结点访问总线的介质访问控制（MAC）问题。 介质访问控制方法是指控制多个结点利用公共传输介质发送和接收数据的方法。 2 ．环型拓扑结构 在环型拓扑结构中，结点之间通过网卡利用点对点线路连接构成闭合的环型。环中数据沿着一个方向绕环逐站传输。在环型拓扑结构中，多个结点共享同一环通路，同样需要进行介质访问控制。与总线型拓扑结构一样，环型拓扑结构通常采用某种分布式控制方法，环中每个结点都要执行发送与接收的控制逻
辑。 3 ．传输介质类型与介质访问控制方法 （1）局域网的传输介质类型 局域网常用的传输介质包括：同轴电缆、双绞线、光缆与无线信道。其中早期应用最多的是同轴电缆，目前双绞线和光线应用最为广泛（尤其是双绞线）。在局部范围的中、高速局域网使用双绞线，在远距离传输中使用光缆，在有移动结点的局域网中采用无线技术。 （2）局域网的介质访问控制方法 传统的局域网采用了共享介质的工作方法（如总线型和环型局域网），为了实现对多个 结点使用共享介质来发送和接收数据，人们提出了很多介质访问控制方法。IEEE 802．2 标 准定义的共享介质局域网有以下3 类： ①带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/ CD）方法的总线型局域网。 ②令牌总线（Token Bus）方法的总线型局域网。 ③令牌环（Token Ring）方法的环型局域网。 考点2 IEEE 802 参考模型 1 ．IEEE 80 2 参考模型 1980年2月，IEEE成立局域网标准委员会（简称IEEE 802委员会），专门从事局域网标准化工作，并制定了IEEE 802 标准。 早期，局域网领域有3 类典型技术：以太网、令牌总线和令牌环。同时，市场上有很多不同厂家的局域网产品，它们的数据链路层和物理层协议都不同。因此要为多种局域网技术和产品制定一个统一的共用的协议模型。设计者提出将数据链路层划分为两个子层：数据链路控制（LLC）子层和介质访问控制（MAC）子层。 2 ．IEEE 802 标准 IEEE 802 标准就是局域网标准。在此基础上还发展多个具体的局域网子标准，这些协 议可以分为3 类：
局域网与城域网 本章所占分值为8——10分。 一．局域网与城域网 决定局域网与城域网特点的三要素是：网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法。 1. 局域网拓扑结构的类型与特点 局域网的网络拓扑结构主要分为总线型、环型与星型；网络传输介质主要采用双绞线、同轴电缆与光纤等。 （1）总线型拓扑结构 总线型局域网的介质访问控制方法采用共享介质方式。总线型拓扑结构的优点是：结构简单，实现容易，易于扩展，可靠性较好。 总线型局域网的主要特点如下（重点）： ●?所有结点都通过网卡连接到作为公共传输介质的总线上； ●?通常采用双绞线或同轴电缆作为传输介质； ●?所有结点都可以通过总线发送或接收数据，但是一段时间内只允许一个结点通过总线发送数据。当一个结点通过总线以“广播”方式发送数据时，其他结点只能以“收听”方式接收数据； ●?由于总线作为公共传输介质为多个结点所共享，就可能出现同一时刻有两个或两个以上结点通过总线发送数据的情况，因此会出现冲突而造成传输失败； ●?在总线型局域网的实现技术中，必须解决多个结点访问总线的介质访问控制(Media Access Control，MAC)问题。 （2）环型拓扑结构 在环型拓扑结构中，结点之间通过网卡利用点到点线路连接构成闭合的环型。环中数据沿着一个方向绕环逐站传输。 2. 传输介质类型与介质访问控制方法 （1）局域网的传输介质类型 局域网常用的传输介质包括：同轴电缆、双绞线、光缆与无线信道。 （2）局域网的介质访问控制方法 IEEE 802.2标准定义的共享介质局域网有以下3类: ●?带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA／CD)方法的总线型局域网； ●?令牌总线(Token Bus)方法的总线型局域网； ●?令牌环(Token Ring)方法的环型局域网。
第三章数据链路层 3-01 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数 据链路接通了”的区别何在? 答：数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数 据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。 “电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了 ，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链 路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物 理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连 接不一定跟着断开连接。 3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层 有哪些优点和缺点. 答：链路管理帧定界流量控制差错控制 将数据和控制信息区分开透明传输寻址可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。 3-03 网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层? 答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件 网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层） 3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以 解决？ 答：帧定界是分组交换的必然要求；透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆； 差错检测防止有差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源 3-05 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？ 答：无法区分分组与分组；无法确定分组的控制域和数据域；无法将差错更正的范围限定在确切的局部 3-06 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况 ？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？ 答：简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错不使用序号和确认机制 地址字段A 只置为 0xFF。地址字段实际上并不起作用。控制字段 C 通常置为 0x03。PPP 是面向字节的当 PPP 用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充（和HDLC 的做法一样），当 PPP 用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法 PPP适用于线路质量不太差的情况下、PPP没有编码和确认机制 3-07 要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P（X）=X4+X+1。试求应 添加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？若 数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？采用CRC检验后，数据链 路层的传输是否就变成了可靠的传输？ 答：作二进制除法，11010110110000模2除 10011 得余数1110 ，添加的检验序列是1110.
计算机网络课后习题答案（第三章） (2009-12-14 18:16:22) 转载▼ 标签： 课程-计算机 教育 第三章数据链路层 3-01 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在? 答：数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。 “电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。 3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的 链路层有哪些优点和缺点. 答：链路管理 帧定界 流量控制 差错控制 将数据和控制信息区分开 透明传输 寻址 可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。 3-03 网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层? 答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件 网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层） 3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？ 答：帧定界是分组交换的必然要求
第三章计算机网络技术基础习题与答案 一、判断题 1.（√）网络节点和链路的几何图形就是网络的拓扑结构，是指网络中网络单元的地理分布和互联关系的几何构型。 2.（×）不同的网络拓扑结构其信道访问技术、网络性能、设备开销等基本相同，适合相同场合。 3.（×）计算机网络的拓扑结构主要是指资源子网的拓扑结构。 4.（√）总线型拓扑结构的网络结构简单、扩展容易，网络中的任何结点的故障都不会造成全网的故障，可靠性较高。 5.（×）星型网络的中心节点是主节点，具有中继交换和数据处理能力，网络结构简单，建网容易，可靠性好。 6.（√）环型网数据传输路径固定，没有路径选择的问题，网络实现简单，适应传输信息量不大的场合，但网络可靠性较差。 7.（√）树状网络是分层结构，适用于分级管理和控制系统，除叶节点及其连线外，任一节点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。 8.（√）当网络中各节点连接没有一定规则、地理位置分散，而设计通信线路是主要考虑的因素时，我们通常选用网状网络。 9.（√）总线型拓扑结构分单总线结构和多总线结构，局域网一般采用的是单总线结构。 10.（×）总线型拓扑结构的优点是电缆长度短、可靠性高、故障诊断和隔离容易和实时性强。 11.（×）星型网络拓扑结构集中控制，简单的访问协议，但电缆长度及安装费用高，故障诊断困难、扩展困难，全网工作依赖于中央节点。 12.（√）环型拓扑结构适合于光纤、网络实时性好，但网络扩展配置因难，故障诊断困难，节点故障则引起全网故障。 13.（√）树型拓扑结构易于扩展、故障隔离方便，但对根的依赖性太大，如果根发生故障则全网不能正常工作。 14.（×）网状型拓扑结构是将星型和总线型两种拓扑结构混合起来的一种拓扑结构。 15.（√）网状型拓扑结构的优点是易于扩展、故障的诊断和隔离方便、安装电缆方便。 16.（√）建立计算机网络的根本目的是实现数据通信和资源共享，而通信则是实现所有网络功能的基础和关键。 17.（√）OSI参考模型是一种将异构系统互连的分层结构，提供了控制互连系统交互规则的标准骨架。 18.（×）OSI参考模型定义了一种抽象结构，而并非具体实现的描述，直接的数据传送在传输层。 19.（×）OSI参考模型中，每一层的真正功能是为其下一层提供服务。 20.（√）OSI参考模型中的网络层，是通信子网与用户资源子网之间的接口，是控制通信子网、处理端到端数据传输的最低层。 21.（√）OSI参考模型中的传输层，接收由会话层来的数据，并向高层提供可靠的透明的数据传输，具有差错控制、流量控制及故障恢复功能。 22.（×）OSI参考模型中，数据传送包括语法和语义两个方面的问题，有关语义的处理由表示层负责，有关语法的处理由应用层负责。 23.（×）令牌传递控制法适用星状拓扑网络结构、基带传输。 24.（√）从本质上看，ATM技术是电路交换与分组交换技术相结合的一种高速交换技术。 25.（√）10BASE-T是双绞线以太网，使用两对非屏蔽双绞线，一对线发送数据，一对线接收数据，采用星型拓扑结构。 26.（×）10BASE-T以太网网络中，一根双绞线的长度不能超过100m，任意2个工作站之间最多可以有5台Hub。 27.（×）快速以太网100BASE-T和100VG-AnyLAN，都只能适用于星状拓扑结构网络。 28.（√）千兆以太网支持多种传输介质，包括光纤和双绞线。
第三章ZigBee 无线网络技术 3.1 ZigBee无线网络技术的特点 ZigBee技术主要用于无线个域网（WPAN），是基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的。IEEE802.15.4定义了两个底层，即物理层和媒体接入控制（Media Access Control，MAC）层；ZigBee联盟则在IEEE 802.15.4的基础上定义了网络层和应用层。ZigBee联盟成立于2001年8月，该联盟由Invensys、三菱、摩托罗拉、飞利浦等公司组成，如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司和开发商的加入，其目标市场是工业、家庭以及医学等需要低功耗、低成本、对数据速率和QoS（服务质量）要求不高的无线通信应用场合。 ZigBee这个名字来源于蜂群的通信方式：蜜蜂之间通过跳Zigzag形状的舞蹈来交互消息，以便共享食物源的方向、位置和距离等信息。与其它无线通信协议相比，ZigBee无线协议复杂性低、对资源要求少，主要有以下特点： (1)低功耗：这是ZigBee的一个显著特点。由于工作周期短、传输速率低，发射功率仅为lmw，以及采用了休眠机制，因此ZigBee设备功耗很低，非常省电。据估算，ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间，这是其它无线设备望尘莫及的。 (2)低成本：协议简单且所需的存储空间小，这极大降低了ZigBee的成本，每块芯片的价格仅2美元，而且ZigBee协议是免专利费的。低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。(3)时延短：通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的搜索设备时延为30ms，休眠激活的时延是15ms，活动设备信道接入的时延为15ms。这样一方面节省了能量消耗，另一方面更适用于对时延敏感的场合，例如一些应用在工业上的传感器就需要以毫秒的速度获取信息，以及安装在厨房内的烟雾探测器也需要在尽量短的时间内获取信息并传输给网络控制者，从而阻止火灾的发生。 (4)传输范围小：在不使用功率放大器的前提下，ZigBee节点的有效传输范围一般为10-75m，能覆盖普通的家庭和办公场所。 (5)网络容量大:根据ZigBee协议的16位短地址定义，一个ZigBee网络最多可以容纳65535个节点，而且还可以通过64位的IEEE地址进行扩展，因此ZigBee网络的容量是相当大的。 (6)数据传输速率低：2.4GHz频段为250kb/s，915MHz频段为40kb/s，868MHz频段只有20kb/s。 (7)可靠:采取了免冲撞机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避开了发送数据的竞争和冲突。媒体接入控制子层采用了完全确认的数据传输模式，每个发送的数据包
《计算机网络应用基础》第一章复习题 一、填空题 1、计算机网络是技术与技术相结合的产物。 2、以为主要目的的计算机群构成的网络称为计算机通信网络。 3、“一边通过完成信息的输入，一边由完成信息的处理，最终将处理结果通过通信线路再送回原地站点的系统”，称为第一代网络。 4、在计算机网络中，通信双方都必须遵守的，称为协议。协议包括三个组成部份，分别是、和。 5、Internet是从1969年由美国军方高级研究计划局的发展起来的，其使用的是个交换结点组成的计算机网络。 6、TCP/IP协议的全称是协议和协议。TCP/IP协议的层次从上往下分为、、和，其中对应OSI的物理层及数据链路层，而层对应OSI的最高三层。 7、20世纪70年代后期，和共同制定了OSI/RM，其中文含义是，解决了、互连等问题，使计算机网络走向标准化。 8、在OSI参考模型中，作为通信子网和资源子网的接口和桥梁，起到承上启下的作用的是层，把传输的比特流封装成帧是层。 9、网络层、数据链路层和物理层传输的数据单位分别是、 和。 10、计算机网络层次结构模型和各层协议的集合叫做计算机网络。 11、1.计算机网络中常用的三种有线通信介质是、、 。 12、局域网的英文缩写为，城域网的英文缩写为，广域网的英文缩写为。 13、计算机网络的功能主要表现在、、。 14、决定局域网特性的主要技术要素为、、。 15、TCP/IP体系结构的传输层上定义的两个传输协议为和。 16、TCP/IP协议集的网络层上的RARP子协议的功能是将主机的转化为。 17、子网掩码中“1”对应的部分表示，“0”对应的部分表示。 18、IP提供的数据传输是不可靠的，在丢失数据报的同时，IP规定，应该给源主机一个错误报告，这个工作是协议完成的。19、计算机网络中，实际应用最广泛的是，由它组成了Internet的一整套协议。 20、是工作于OSI七层模型的数据链路层，而路由器是工作在OSI七层模型的。 21、计算机网络的资源子网由入网的所有计算机、外部设备、软件和组成，负责全网的面向用户的数据处理与数据管理，以实现最大限度的全网。 22、在传送数据时，以原封不动的形式把来自终端的信息送入线路，称为 传输。 23、根据数据在某一时间信息传输的方向和特点，数据传输方式可分为、 和。 二、选择题 1、目前世界上最大的计算机互联网络是（）。 A.ARPA网 B.IBM网 C.Internet D.Intranet 2、OSI参考模型中，表示层与传输层之间的是（）。 A.网络层 B.数据链路层 C.会话层 D.物理层 3、实现计算机网络需要硬件和软件，其中，负责管理整个网络各种资源、协调各种操作的软件叫做（）。 A.网络应用软件 B.通信协议软件 C.OSI D.网络操作系统 4、计算机网络最突出的优点是（）。 A.运算速度快 B.运算精度高 C.存储容量大 D.资源共享 5、世界上第一个网络是在（）年诞生。 A.1946 B.1969 C.1977 D.1974 6、路由选择是OSI模型中（）层的主要功能 A.物理 B.数据链路 C.网络 D.传输 7、以下（）不是计算机网络常采用的基本拓扑结构。 A.星型结构 B.分布式结构 C.总线结构 D.环型结构 8、计算机网络中可以共享的资源包括（）。 A.硬件、软件、数据、通信信道 B.主机、外设、软件、通信信道 C.硬件、程序、数据、通信信道 D.主机、程序、数据、通信信道 9、TCP/IP是一组（）。 A.局域网技术 B.广域网技术 C.支持同一种计算机（网络）互联的通信协议 D.支持异种计算机（网络）互联的通信协议
第三章网络是如何工作的 1、什么是计算机网络： 计算机网络是由两台或两台以上的计算机通过网络设备连接起来所组成的一个系统，在这个系统中计算机与计算机之间可以进行数据通讯、数据共享及协同完成某些数据处理工作。 2、计算机网络的功能：数据通信（如电子邮件、文件传输）、资源共享（可实现硬件、软件、数据 的共享）和协同工作（或分布处理）。 3、计算机网络的组成：硬件和软件两部分组成。 网络中计算机之间的关系可以分为：客户机/服务器模式（C/S）及对等网 传输介质有有线与无线两种。常用的有线传输介质有双绞线(100米以内的连接)和光缆。 通信连接设备包括中继器（Repeater）、集线器（Hub）、网桥（Bridge）、交换机（Switch） 和路由器（Router） 常用的网络操作系统有Windows NT、Windows2000、 Novell Netware、Unix和Linux 等 网络应用软件有两种结构，其中一种是客户/服务器（C/S）结构，还有一种是浏览器/服 务器（B/S）结构，两种方式最明显的区别在于，采用C/S结构时，需要安装客户端软件。 01、某学校电信托管的网络中心到学校微机教室网络节点的距离大约为10千米，应选取的网络 传输介质是（C） A、五类双绞线 B、微波 C、光缆 D、同轴电缆 02、网络应用分为C/S与B/S两种模式，与B/S结构相比，C/S结构最大的特点是（B） A、更适合应用于局域网 B、需要安装专用的客户端软件 C、可以直接在浏览器中操作 D、客户端响应快 03、下列选项中，不能做为网络之间的传输介质的是：（D） A、电话线 B、微波 C、红外线 D、化纤 04、下列选项中，属于计算机网络通信设备的是（B） A、视频采集卡 B、网卡 C、声卡
第三章局域网技术与IEEE802系列协议第三章局域网技术与IEEE802系列协议56第三章局域网技术与IEEE802系列协议3.1IEEE802的系列模型及概述在第二章的2.2.2 节已经介绍了局域网的接口层和802委员会以及802协议的体系结构，通常讨论局域网是以局域网的拓扑开始。 最常见的拓扑是总线型和环型，还有星型拓扑和异构型拓扑，异 构型拓扑一般是前三种类型中任意两种复合而成。 局域网的传输媒质在2.2.1节也有所介绍，总体来说分为有线接 入和无线接入两大类，其中有线接入的媒质包括双绞线、同轴电缆和光纤三种方式。 对于无线接入来说无线介质包括无线电、短波、微波、卫星和光波，无线通信的传输手段主要有数字微波和卫星通信，其中卫星传输也是微波传输的一种，只不过它的一个站点是绕地球轨道运行的卫星，根据卫星的运行轨道又可以分为地球同步卫星和低轨道人造卫星。 近来发展最快的就是无线局域网（Wireless LAN）技术，可以将PC机和其他典型的局域网设备在无线传输情况下实现通信，但是其 目前的缺点是传输的数据速率有限。 3.1.1IEEE802.1协议该协议为网间互连定义，是关于LAN/MAN桥接、LAN体系结构、LAN管理和位于MAC以及LLC层之上的协议层的 基本标准。
现在，这些标准大多与交换机技术有关，包括802.1q（VLAN标准）、、802.1v（VLAN分类）、802.1d(生成树协议)、802.1s（多生成树协议）和802.1p（流量优先权控制）。 目前在网桥设备中，均应有802.1的协议，常用的有802.1d和802.1f等。 图3.1网络拓扑第三章局域网技术与IEEE802系列协议 573.1.2IEEE802.2协议该协议对逻辑链路控制（LLC），高层协议以及MAC子层的接口进行了良好的规范，从而保证了网络信息传递的准确和高效性。 由于现在逻辑链路控制已经成为整个802标准的一部分，因此这 个工作组目前处于“冬眠”状态，没有正在进行的项目。 其PDU（Protocol DataUnit）结构如图3.2所示。 3.1.3IEEE802.3协议的简介该协议是媒体访问控制（MAC）协议，定义了10Mbps、100Mbps、1Gbps，甚至10Gbps的以太网雏形，同时还定义了第五类屏蔽双绞线和光缆是有效的缆线类型。 该协议工作组确定了众多的厂商的设备互操作方式，而不管它们 各自的速率和缆线类型。 而且这种方法定义了CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听多路访问）访问技术规范。 IEEE802.3产生了许多扩展标准，如快速以太网的IEEE802.3u， 千兆以太网的IEEE802.3z和IEEE802.3ab，10G以太网的IEEE802.3ae。
第三章局域网技术自测试题（答案） 一、填空题 1.计算机网络从覆盖范围进行分类可分为局域网、城域网和广域网。 2.TCP/IP模型从底层向上分为4层，其分别是物理层、网络层、传输层和应 用层。 3.按照网络的拓扑结构和传输介质的不同，局域网通常可划分为以太网 (Ethernet)、令牌环网(Token Ring)、光纤分布式数据接口(FDDI)等。 4.小型办公局域网的主要作用是网络通信和网络资源共享。 5.以太网中的三种标准是细以太网（10Base-2），粗以太网（10Base-5）和双绞线 以太网。 6.对等式局域网中的各台计算机既是网络服务的_提供者__——服务器，又是网络 服务的_使用者__——工作站。 7.目前IEEE802.3委员会发布的千兆以太网标准有IEEE802.3 z和IEEE802.3ab 两种。 8.IEEE802局域网协议将链路层分为_逻辑链路控制_子层和__媒体访问控制_子 层。 9.无线网协议族IEEE 802.11中影响比较突出的几个协议标准是802.11a、802.11b、 802.11g和802.11n。 10.无线局域网可按有无中心控制点分为：无中心网络和有中心网络。 二、判断题 1.星型拓扑网络和树型拓扑网络实质上都属于总线型拓扑网络。（对） 2.调制解调器即可以将模拟信号转换为数字信号也可以将数字信号转换成模拟信 号。（对） 3.计算机协议实际是一种网络操作系统，它可以确保网络资源的充分利用。（错） 4.国际标准化组织（ISO）制定的开放系统互联参考模型（OSI）将网络体系结构 分成七层。（对） 5.网络中机器的标准名称包括域名和主机名，采取多段表示方法，各段间用圆点 分开。（对） 6.网络管理首先必须有网络地址，即具有国际标准的数字编码IP地址。（对） 7.基于Windows系统的局域网内部采用NetBEUI网络协议。（对） 8.网络域名也可以用中文名称来命名。（对） 9.Novell公司的Netware局域网络最初采用的是IPX／SPX协议，在NetWare4.0 以后的版本中也支持TCP/IP协议。（对） 10.Linux操作系统适合作网络服务器的基本平台工作。（对） 11.通过拨号上网的用户上网时，首先拨号登陆的就是Internet广域网。（错） 12.Tcp/ip协议是Internet广域网协议，不是局域网协议。（错） 13.在以太局域网中，主干网采用光纤连接技术，因此光纤连接的主干网络也采用 的是以太网结构。（错） 14.无线局域网WLAN使用的协议族是802.11n协议族。（错） 15.无线局域网的MAC层使用的还是CSMA/CD协议，因此使用无线局域网通信时 和使用有线局域网通信一样方便。（错）
第1章计算机网络基础 1.1 计算机网络基本概念 1.1.1 计算机网络的定义、分类与性能指标 1．计算机网络的定义 2．计算机网络的分类 （1）根据交换功能分：电路交换网、报文交换网、分组交换网和混合交换网。 （2）根据网络覆盖地理范围的大小分为：局域网、城域网和广域网。 （3）根据网络使用者分为：公用网和专用网。 3．计算机网络的性能指标 （1）带宽：在数字通信中，带宽是指发送数字信号的速率，单位为比特每秒（b/s或bps）。（2）时延：时延是指一个报文或分组从链路的一端传送到另一端所需的时间。由发送时延、传播时延和处理时延三部分构成。 1.1.2 网络拓扑结构 在计算机网络中，常见的网络拓扑结构主要有：1．总线型结构；2．星型结构；3．环型结构；4．网状结构；5．树型结构。 1.1.3 网络通信协议 1．网络通信协议的概念：为进行网络数据交换而建立的规则、标准或约定，就称为网络协议。网络协议由语法、语义和同步三个要素组成。 2．常用的网络通信协议：在局域网中，常用的协议主要是NetBEUI和TCP/IP协议，目前最常用的是TCP/IP协议。 1.2 计算机网络体系结构 对计算机网络体系结构的分层，目前有OSI参考模型和TCP/IP模型两种。OSI属于国际标准，分层较多，实现较复杂，主要用于理论研究。TCP/IP模型分层较少，实现较容易，成为事实上的国际标准。 1.2.1 OSI参考模型 OSI参考模型将网络体系结构分为七层，由低层到高层依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。每一层均向相邻的上一层通过层间接口提供服务，上一层要在下一层所提供的服务的基础上来实现本层的功能，因此服务是垂直的，而协议是水平的，即协议是控制对等层实体之间通信的规则，因此，只有对等的层才能相互通信。 例如，一台主机的传输层只能与另一台主机的传输层进行通信会话，而不能与网络层或会话层进行通信。 1.2.2 TCP/IP模型 1．TCP/IP模型体系结构：TCP/IP模型将网络 体系结构分为四层，由低层到高层依次是：网络 接口层、网络层、传输层和应用层。 2．各层间常用的协议
《计算机网络》 第三章——计算机网络技术基础 一、填空题 1.网络节点和链路的几何位置就是_____________。 2.计算机网络的拓扑结构主要是指________的拓扑结构，常见的一般分为：________、________、_________三种。 3.网络中任何节点的故障都不会造成全网的故障，可靠性较高的是________拓扑结构；中心节点是网络的瓶颈，一旦出现故障则全网瘫痪的是________拓扑结构；任何节点的故障均导致环路不能正 常工作，可靠性较差的是________拓扑结构；除叶节点极其连线外，任意节点或连接的故障均影响 其所在支路网络的正常工作的是________拓扑结构。 4.拓扑结构的选择原则主要有________、________、_________。 5.___________________________称为网络体系结构。 6.OSI/RM的中文名称是________________________。 7.不同系统上的相同层的实体称为___________。同等层实体之间的通信由该层的______管理。 8.OSI的公共服务是_________或___________的数据服务,在OSI中的数据单元类型主要有 _________、_________、__________等。 9.在OSI中用抽象的_______来说明一个层次提供的服务，采用了________的形式，其有四种类型：______、______、______和______。 10.在OSI中面向连接的服务又称为____________，无连接的服务又称为____________。 11.______的作用就是在一条物理传输媒体上，实现数据链路实体之间的透明的传输各种数据的比特流。 12.__________的作用就是在不太可靠的物理连路上，通过数据链路层协议（或链路控制规程）实 现可靠的数据传输。 13._________________________以及对数据的___________是数据链路层的基本任务。 14.数据链路控制规程可分为两类：_________的数据链路控制规程和________的数据链路控制规 程，前者以____作为传输单位，后者以____作为传输单位，传输效率高，广泛应用于计算机网络。 15.在IEEE802.3情况下，数据链路层分为两个子层：一个是______________，另一个是 _______________。 16.______是通信子网与用户资源子网之间的接口，也是高、低层协议之间的界面层。 17.网络层的主要功能是________、_________、传输确认、中断、差错及故障的恢复等。 18.OSI/RM中规定，网络层中给提供_______和_______两种类型的服务，也称为_______和________。 19._________指网络中的节点根据通信网络的情况，按照一定的策略，选择一条可用的传输路由，把信息发往目标。 20.______是用户资源子网与通信子网的界面和桥梁。 21.______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，完成用户资源子网中两节点间的逻辑通信。它是负责数据传输的最高一层，也是整个七层协议中最重要和最复杂的一层。 25.______是指在两个会话用户之间为交换信息而按照某种规则建立的一次暂时联系。 26.______利用传输层提供的端到端数据传输服务，具体实施服务请求者与服务提供者之间的通信，属于进程间通信的范畴。 22.______为应用层服务，该服务层处理的是通信双方之间数据表示问题，包括：________、 ___________、_________、___________。 23.______是OSI/RM的最高层，直接面向用户，是计算机网络与最终用户的界面，负责两个 ________(___________)之间的通信，为网络用户之间的通信提供专用程序。______提供完成特定网络功能服务所需要的各种应用协议。 24.OSI参考模型中，低三层属于_________范畴，高三层属于_________范畴。
计算机网络 专业班级计科181 作业日期2020,4,12 姓名李XX 学号2018154 作业名称第三章成绩 第三章作业 3.1网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？适配器的标识用多少二进制 位表示？写出你的电脑和手机的适配器的标识。 答：网络适配器功能主要包括：对数据进行串/并传输转换；对数据进行缓存；实现以太网协议；过滤功能；同时能够实现帧的传送和接收，对帧进行封装等。网络适配器工作在物理层和数据链路层。 电脑：Intel(R) Dual Band Wireless-AC 3168；Netease UU TAP-Win32 Adapter V9. 21； 3.2 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况？ 为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？ 答：PPP协议的主要特点：简单，提供可靠的数据报服务，检错；因为PPP 是面向字节的，当PPP 用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充，当PPP 用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法；PPP适用于线路质量不太差的情况下；因为PPP没有编码和确认机制。 3.3 局域网的主要特点是什么？为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？ 广域网采用什么通信方式？ 答：局域网具有以下几个特点： （1）共享传输信道，在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上。 （2）地理范围有限，用户个数有限。 因为在局域网中各站通常共享通信媒体，采用广播通信方式是天然合适的，广域网通常采站点间直接构成格状网。 广域网采用分组通信方式。 3.4 什么是CSMA/CD协议？说明该协议的工作原理。 （1）多点接入。网络中的主机以多点接入的方式连接在总线上。 （2）载波监听。CSMA/CD协议要求发送端在发送数据前对总线进行监听，若监听到其他计算机在发送数据，则等待一段时间，在总线空闲时才开始发送数据。 （3）“碰撞”监听。在数据发送过程中需保持对总线上信号的监听，根据信号电平的变化幅度即可判断是否发生了碰撞。一旦监听到碰撞就立即停止数据发送，等待一段时间后再次尝试重发，直至发送成功。 3.5 简述以太网交换机与集线器的区别？ （1）数据转发给哪个端口，交换机基于MAC地址做出决定，集线器根本不做决定，而是将数据转发给所有端口。数据在交换机内部可以采用独立路径，在集线器中所有的数据都可以在所有的路径上流动。 （2）集线器所有端口共享一个带宽，交换机每个端口有自己独立的带宽，互不影响。 3.6 简述网桥与以太网交换机有何异同？
计算机网络应用基础(第一章)测试题 一、填空题（每题3分，共15分） 1、计算机网络是和相结合的产物。 2、计算机网络分为和两个部分。 3、OSI基本构造技术是：。 4、在OSI中层是通信子网与资源子网的桥梁和接口。 5、在OSI中网络层的任务是。 二、单项选择题（每题3分，共60分） 1.一座大楼内的一个计算机网络系统，属于（）。 A. PAN B. LAN C. MAN D. W AN 2. 计算机网络中可以共享的资源包括（）。 A. 硬件. 软件. 数据. 通信信道 B. 主机. 外设. 软件. 通信信道 C. 硬件. 程序. 数据. 通信信道 D.主机. 程序. 数据. 通信信道 3. 计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物，这种结合开始于（）。 A. 20世纪50年代 B. 20世纪60年代初期 C. 20世纪60年代中期 D. 20世纪70年代 4. 世界上第一个计算机网络是（）。 A. ARPANET B. ChinaNet C. Internet D. CERNET 5. 星形、总线形、环形和网状形是按照（）分类。 A.网络跨度 B. 网络拓扑 C. 管理性质 D. 网络功能 6. 计算机互联的主要目的是（）。 A. 定网络协议 B. 将计算机技术与通信技术相结合 C. 集中计算 D. 资源共享 7. 计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。计算机资源主要指计算机（）。 A. 软件与数据库 B. 服务器、工作站与软件 C. 硬件、软件与数据 D. 通信子网与资源子网 8. 以下的网络分类方法中，哪一组分类方法有误（）。 A. 局域网/广域网 B. 对等网/城域网 C. 环型网/星型网 D. 有线网/无线网 9. 局部地区通信网络简称局域网，英文缩写为（）。 A. W AN B. LAN C. SAN D. MAN 10. Internet的网络层含有四个重要的协议，分别为（）。 A. IP，ICMP，ARP，UDP B. TCP，ICMP，UDP，ARP C. IP，ICMP，ARP，RARP D. UDP，IP，ICMP，RARP 11. TCP/IP体系结构中的TCP和IP所提供的服务分别为（）。 A. 链路层服务和网络层服务 B. 网络层服务和运输层服务 C. 运输层服务和应用层服务 D. 运输层服务和网络层服务 12. 13. 在TCP/IP协议簇中，UDP协议工作在（）。 A. 应用层 B. 传输层 C. 网络互联层 D. 网络接口层 14. 相邻层间交换的数据单元称之为服务数据单元，其英文缩写为（）。 A. SDU B. IDU C. PDU D . ICI 15. 对等层间交换的数据单元称之为协议数据单元，其英文缩写为（）。 A. SDU B. IDU C. PDU D. ICI 16. 发生在同一系统中相邻的上下层之间的通信称之为（）。 A. 对等层 B. 相邻层 17. 当一台计算机从FTP服务器下载文件时，在该FTP服务器上对数据进行封装的五个转换步骤是（）。 A. 比特，数据帧，数据包，数据段，数据
《计算机网络技术》第三章网络体系结构 练习题
《计算机网络技术》第三章网络体系结构练习题 一、填空题 1.网络协议是指________________________，它由______、______、______3部分组成。 2计算机网络采用____________的体系结构，网络中两个结点对等功能层之间遵循相应的 ____________进行通信，相邻两层之间的交接处称为__________________。 3.OSI/RM的中文全称为__________________，它分为______层，由低到高分别是: ____________、____________、____________、____________、____________、 ____________、____________。 4.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______层，依次为: ____________、____________、____________和____________。 5.为了保证比特流在物理通道上传输，物理层协议规定____________、____________、 ____________和____________4个方面的接口特性。 6.以太网是一种常用的____________结构局域网，它基于____________协议标准，采用介质访问控制方法__________________。 7.CSMA的中文意思是________________________，CSMA技术的特点为____________。 8.传输层的主要任务是保证传输的__________________。 9.面向连接的服务分为____________、____________、____________3个过程。 1O.TCP/IP的传输层有两个协议，分别是TCP和UDP，UDP协议用来提供____________服务，TCP协议提供__________________服务。 11.FDD是一种具有____________速率的____________技术。 12.在TCP/IP协议支持的 Internet中，信息传播有____________和____________两种方式。 13.网络上的计算机之间通信要采用相同的_________，FTP是一种常用的____________层协议。 14.常见广播式网络一般采用____________和____________结构。 15.用户使用虚电路服务，要提供用户自己和接收端的__________________地址。 16.在令牌环网络中，为了解决竞争问题，使用了一个称为____________的特殊信息包，只有拥有它的结点才有权利发送数据。 17.EEE802局域网协议与OS1参考模型比较主要的不同之处在于，对应OST的链路层，IEEE802标准将其分为__________________控制子层和__________________控制子层。 18.100Base-fx的意思是________________________。 19.ISDN的BRI服务中，一个B通道的速率是__________________。 20.计算机网络中对等实体间通信时必须遵循约定的标准协议。不同的协议有不同的功能，如: ____________是广泛使用的网管协议，__________________用于域名到IP地址的转换，____________是网络层的一个控制报文协议。 21.从交换方式看，X.25和帧中继都是____________交换方式。帧中继方式比X.25方式的速度快的主要原因是____________和____________ 22.OSI体系结构中，N层通过____________操作得到N-1层提供的服务。 23.负责电子邮件传输的应用层协议是____________ 24.在TCP/IP模型的传输层上，____________实现的是不可靠、无连接的数据报服务，而 ____________协议用来在一个不可靠的Internet中为应用程序提供可靠的服务。
3.1 数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别？“电路接通了”和“数据链路接通了”的区别何在？ 1数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输。因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需的硬件和软件。 2“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了。但是，数据传输并不可靠。在物理连接基础上，在建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”。此后，由于数据链路连接具有检测、queen和重传等功能，才使不太可靠地物理链路变成可靠的数据来南路，惊醒可靠的数据传输。当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。 3.4 数据链路层的三个基本问题为什么都必须加以解决？ 帧定界是分组交换的必然要求 透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆 差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源 3.6 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不适用帧的编号？PPP适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？ 简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错 PPP协议是点对点线路中的数据链路层协议；它有三部分组成：一个将IP数据报封装到串行链路的方法，一个用来建立、配置和测试数据链路的链路控制协议LCP，一套网络控制协议；PPP是面向字节的，处理差错检测，支持多种协议;PPP不使用序号和确认机制，因此不提供可靠传输的服务。它适用在点到点线路的传输中。 3.7 PPP协议适用同步传输技术传送比特串0110111111111100。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？若接收方收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110，问删除发送方加入零比特后变成怎样的比特串？ 经过比特填充后：01101111101111100 去掉填充的比特：00011101111111111110 3.9 局域网的主要特点是什么？为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？ 局域网LAN是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络从功能的角度来看，局域网具有以下几个特点：（1）共享传输信道，在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上。（2）地理范围有限，用户个数有限。通常局域网仅为一个单位服务，只在一个相对独立的局部范围内连网，如一座楼或集中的建筑群内，一般来说，局域网的覆盖范围越位10m~10km内或更大一些。从网络的体系结构和传输检测提醒来看，局域网也有自己的特点：（1）低层协议简单（2）不单独设立网络层，局域网的体系结构仅相当于相当与OSI/RM的最低两层（3）采用两种媒体访问控制技术，由于采用共享广播信道，而信道又可用不同的传输媒体，所以局域网面对的问题是多源，多目的的连连管理，由此引发出多中媒体访问控制技术 在局域网中各站通常共享通信媒体，采用广播通信方式是天然合适的，广域网通常采站点间直接构成格状网。 3.10 常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？现在最流行的是哪种结构？为什么早期的以太网选