计算机网络 (第二版)复习整理
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《计算机网络》考试复习提纲1.计算机网络的定义一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合[TANE96]. 最简单的计算机网络就是只有两台计算机和连接它们的一条链路,即两个节点和一条链路。
因为没有第三台计算机,因此不存在交换的问题. 最庞大的计算机网络就是因特网。
它由非常多的计算机网络通过许多路由器互联而成。
[1]因此因特网也称为“网络的网络”。
另外,从网络媒介的角度来看,计算机网络可以看做是由多台计算机通过特定的设备与软件连接起来的一种新的传播媒介。
2。
计算机网络的主要功能计算机网络的主要功能是数据通信和共享资源。
1、数据通信是指计算机网络中可以实现计算机与计算机之间的数据传送。
2、共享资源包括共享硬件资源、软件资源和数据资源。
计算机网络中的计算机之间或计算机与终端之间,可以快速可靠地相互传递数据、程序或文件.资源共享,充分利用计算机网络中提供的资源(包括硬件、软件和数据)是计算机网络组网的主要目标之一.提高系统的可靠性,在一些用于计算机实时控制和要求高可靠性的场合,通过计算机网络实现备份技术可以提高计算机系统的可靠性。
分布式网络处理和负载均衡,对于大型的任务或当网络中某台计算机的任务负荷太重时,可将任务分散到网络中的各台计算机上进行,或由网络中比较空闲的计算机分担负荷。
3.计算机网络按距离、通信介质、拓朴结构等分别可分为哪些类?按通信距离、信息交换方式、网络拓扑结构、通信介质及传输带宽,可将计算机网络分为哪几种:1、按信息交换方式分:电路交换网,分组交换网和综合交换网2、按网络拓扑结构分:星形网、环形网、树形网和总线网等3、按通信介质分:双绞线网、同轴电缆网、光纤网和卫星网等4、按传输带宽分:粗缆和细缆5、按通信距离分:局域网、都市网、光域网和internet4.计算机网络的应用有哪些?1。
管理信息系统(MIS)2.办公自动化(OA)3.新戏检索系统(IRS)4.电子收款机(POS)5.分布式控制系统(DCS)6。
计算机网络基础(第二版)习题参考答案计算机网络基础(第二版)习题参考答案第一章:计算机网络概述1. 什么是计算机网络?计算机网络是指通过通信设备与线路将广泛分布的计算机系统连接起来,使其能够互相传送数据和共享资源的系统。
2. 计算机网络的分类有哪些?计算机网络可以根据规模分为广域网(WAN)、局域网(LAN)和城域网(MAN);根据拓扑结构分为总线型、环型、星型、树型和网状型等;根据传输介质分为有线网络和无线网络。
3. 计算机网络的优缺点是什么?计算机网络的优点包括提高工作效率、资源共享、信息传递迅速等;缺点包括网络安全隐患、传输速度受限、依赖性较强等。
4. OSI七层模型是什么?OSI七层模型是国际标准化组织(ISO)提出的通信协议参考模型,按照功能从下到上依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
5. TCP/IP四层模型是什么?TCP/IP四层模型是互联网上的通信协议参考模型,按照功能从下到上依次为网络接口层、网络层、传输层和应用层。
第二章:物理层1. 物理层的作用是什么?物理层主要负责传输比特流,通过物理介质将比特流从发送端传输到接收端。
2. 串行传输和并行传输有什么区别?串行传输是指按照位的顺序将比特一个接一个地传输,而并行传输是指同时传输多个比特。
3. 常见的物理层传输介质有哪些?常见的物理层传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线电波等。
4. 什么是调制和解调?调制是指将数字信号转换为模拟信号的过程,解调是指将模拟信号转换为数字信号的过程。
5. 什么是编码和解码?编码是指将比特流转换为电信号的过程,解码是指将电信号转换为比特流的过程。
第三章:数据链路层1. 数据链路层的作用是什么?数据链路层主要负责将数据报传输到相邻节点,以及差错控制、流量控制等功能。
2. 什么是帧?帧是数据链路层中的数据传输单位,包括字段和控制信息。
3. 什么是差错检测?差错检测是指在传输过程中检测到传输错误的方法,常见的差错检测方法包括奇偶校验、循环冗余检验(CRC)等。
1.计算机网络的发展是与计算机技术和通信技术的发展分不开的。
2.计算机网络的概念:利用通信线路将具有独立功能的计算机连接起来而形成的计算机集合,计算机之间可以借助于通信线路传递信息,共享软件、硬件和数据等资源。
3.计算机网络的功能:在线通信、分布式处理、提高系统可靠性、资源共享。
4.计算机网络的应用:共享打印机等各种硬件设备、共享数据资源、共享应用程序,进行高效通信。
5.计算机网络按其覆盖的地理范围分为:广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)。
按拓扑结构分为:星型网络、环型网络、总线型网络、网状型网络、树型网络。
6.协议的概念:通信双方为了实现通信所进行的约定或所做的对话规则。
7.网络协议三要素:语义、语法、定时关系。
8.网络层次结构的层次划分原则:层内功能内聚,层间耦合松散。
9.ISO/OSI参考模型的结构从低到高:物理层、链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
10.TCP/IP分层体系结构:应用层、传输层、互联层、网络接口层。
11.OSI与TCP的比较:相同点是具有层次化结构。
OSI的主要问题:定义复杂、实现困难、效率低下、有些功能在每一层重复出现。
TCP的主要问题:网络接口层并不是实际的一层、各层的功能定义与实现方法没能区分开来。
12.建立计算机网络的主要目的是:资源共享、在线通信。
13.14.计算机网络采用层次化体系结构的原因是:将计算机网络这个庞大的、复杂的问题划分成若干较小的、简单的问题。
15.传统的以太网采用总线型拓扑结构,采用了带有冲突监测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)方法对共享介质---------总线进行访问控制。
16.CSMA/CD的发送流程可以概括为“先听后发,边听边发,冲突停止,延迟重发”。
17.连入网络的每台计算机或终端都有一个唯一的物理地址,这个物理地址存储在网络接口卡中(NIC,简称网卡)。
在网络中,网卡将设备连接到传输介质中,每个网卡都有一个唯一的MAC(介质访问控制地址)地址,它位于OSI参考模型的数据链路层。
计算机⽹络考试复习资料以及答案(吐⾎整理)计算机⽹络考试复习资料(吐⾎整理)⼀.填空题1、在数据报服务⽅式中,⽹络节点要为每个分组选择路由,在虚电路服务⽅式中,⽹络节点只在连接建⽴时选择路由2⽹络协议是通信双⽅必须遵守的事先约定好的规则。
⼀个⽹络协议由语法、语义和同步三部分组成3.局域⽹的英⽂缩写为LAN,城域⽹的英⽂缩写为MAN,⼴域⽹的英⽂缩写为WAN4.两个最重要的⽹络参考模型是OSI参考模型和TCP/IP模型5.ISO的全称是国际标准化组织,在1984年正式颁布了⼀个OSI参考模型全称为开放系统互连参考模型。
该模型包含七个层次6.计算机⽹络是计算机技术与通信技术结合的产物,计算机⽹络具有资源共享功能、信息传递与集中功能和综合信息服务功能7.OSI采⽤了分层的结构化技术,开放系统互联OSI参考模型共有七层,它们分别是物理层、数据链路层、⽹络层、传输层、会话层、表⽰层以及应⽤层。
两个主机之间进⾏传输时,每层都有⼀个接⼝,通过协议的有关规定达到传输数据的⽬的8.物理层是OSI参考模型的最底层,向下直接与⼆进制⽐特流相连接,向上与数据链路层相接。
设⽴物理层的⽬的是实现两个⽹络物理设备之间的透明⼆进制⽐特流,对数据链路层起到物理连接的作⽤9.超⽂本的含义是:该⽂本中含有链接到其他⽂本的连接点10.⽹络按地域分类分为三⼤类型:局域⽹(LAN)、城域⽹(MAN)、和⼴域⽹(WAN)11.⽹络的传输⽅式按信号传送⽅向和时间关系,信道可分为三种单⼯、半双⼯和双⼯12.Internet采⽤了⽬前在分布式⽹络中最流⾏的客户/服务器模式13.试例举四种主要的⽹络互连设备名称:中继器、集线器、⽹桥和路由器14.结构化布线系统主要包含以下六个⽅⾯内容:户外系统、垂直量竖井系统、平⾯楼层系统、⽤户端⼦区、机房⼦系统和布线配线系统15.对⼀般⽹络管理⽽⾔,实现⽹络安全的最简单的⽅法是:⼊⽹⼝令密码确认、合法⽤户权限设定和定期安全检查运⾏⽇志记录16.路由器在七层⽹络参考模型各层中涉及⽹络层17.计算机⽹络由通信⼦⽹和资源⼦⽹组成18.在典型的计算机⽹络中,信息以包为单位进⾏传递,其主要结构有包头、数据、包尾19.服务是各层向它的上层提供的⼀组原语,协议是定义同层对等实体之间交换的帧,分组和报⽂格式及意义的⼀组规则20.数据链路层的信息传送格式是帧21.⽹络层的信息传送格式是包22.传输层的信息传送格式是报⽂23.TCP/IP⽹络模型的四层结构,从底到上分别是链路层、⽹络层、传输层、应⽤层24.按传输技术可将⽹络分为两类,即点到点⽹络、⼴播式⽹络25.从通信的⾓度看,各层所提供的服务可分为两⼤类,即⾯向连接服务、⾯向⽆连接服务26.计算机⽹络中的三种信道连接⽅式分别为点到点连接、共享信道、信道复⽤27.ATM⽹络采⽤星型拓扑结构28.⼴域⽹⼀般由主机和通信⼦⽹组成29.在⼴域⽹中传送的数据单元称为分组30.在⼀个计算机⽹络中,当连接不同类型⽽协议差别⼜较⼤的⽹络时则要选⽤⽹关设备31.在计算机⽹络的定义中,⼀个计算机⽹络包含多台具有⾃治功能的计算机;把众多计算机有机连接起来要遵循规定的约定和规则,即通信协议;计算机⽹络的最基本特征是资源共享32.常见的计算机⽹络拓扑结构有:总线型、星型和⽹状33.常⽤的传输介质有两类:有线和⽆线。
第一章 绪论1. 什么是计算机网络?什么是互联网?2. 计算机网络的最重要功能是什么?3. 按照网络覆盖范围的大小可以将网络划分哪几类?每一类各有什么特点?4. 无线网可以分为哪几种?每一种的特点是什么?5. 简述ISO/OSI参考模型中每一层的名称和功能。
6. 简述TCP/IP参考模型中每一层的名称和功能。
7. 比较ISO/OSI和TCP/IP参考模型的异同点。
第二章数据通信基础1.什么是数据、信号和传输?2.数字传输有什么优点?3.什么是异步传输方式?什么是同步传输方式?4.什么是单工、半双工和全双工传输方式?5.什么是信号的频谱与带宽?6.什么是信道的截止频率和带宽?7.简述信号带宽与数据率的关系。
8.有线电视公司通过CATV电缆为每个用户提供数字通信服务。
假设每个用户占用一路电视信号带宽(6MHz),使用64QAM技术,那么每个用户的速率是多少?答:根据香农定理C = 2*W*log2M由于采用64-QAM技术,所以其M为64,W为6MHz,代入香农定理计算得出C = 2*W*log2M = 2*6*5 = 60Mbps9.要在带宽为4kHz的信道上用4秒钟发送完20KB的数据块,按照香农公式,信道的信噪比应为多少分贝(取整数值)?答:(1)根据计算信道容量的香农定理 C=W*log2(1+S/N)(2)按题意 C=20K×8÷4=40Kbps;而W=4KHz(3)故得解:log2(1+ S/N)=10;其中S/P n=210-1=1023(4) dB=10log10(S/N)=10log10(1023)≈30,所以该信道的信噪比应为30分贝。
10.对于带宽为3kHz、信噪比为30dB的电话线路,如果采用二进制信号传输,该电话线路的最大数据率是多少?答:此题用香农定理来解答。
信道的带宽B=3000Hz,信/噪比S/N=30dB,则10lg(S/N)= 30dB,∴ S/N = 1000。
《计算机网络》整理资料第1章 概述1、计算机网络的两大功能:连通性和共享; P22、因特网发展的三个阶段:①从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。
②建成了三级结构的因特网。
③逐渐形成了多层次 ISP (Internet service provider ) 结构的因特网。
P5、6 3、因特网的组成:① 边缘部分:用户利用核心部分提供的服务直接使用网络进行通信并交换或共享信息;主机称为端系统,(是进程之间的通信)P11 两类通信方式:✧ 客户服务器方式:客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方;客户程序:一对多,必须知道服务器程序的地址;服务程序:可同时处理多个远地或本地客户的请求(被动等待); ✧ 对等连接方式(p2p):平等的、对等连接通信。
既是客户端又是服务端; P12 ②核心部分:为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)(主要由路由器和网络组成);核心中的核心:路由器(转发收到的分组,实现分组交换) P12交换——按照某种方式动态地分配传输线路的资源:✧ 电路交换:建立连接(占用通信资源)→通话(一直占用通信资源)→释放资源(归还通信资源)始终占用资源; P13✧ 报文交换:基于存储转发原理(时延较长);✧ 分组交换:报文(message )切割加上首部(包头header )形成分组(包packet );优点:高效(逐段占用链路,动态分配带宽),灵活(独立选择转发路由),迅速(不建立连接就发送分组),可靠(保证可靠性的网络协议);存储转发时造成时延; 后两者不需要预先分配传输带宽;路由器处理分组过程:缓存→查找转发表→找到合适端口; 4、计算机网络的分类● 按作用范围:W AN(广),MAN (城),LAN (局),PAN (个人); P20 ● 按使用者:公用网,专用网;● 按介质:有线网,光纤网,无线网络; ● 按无线上网方式:WLAN ,WW AN (手机);● 按通信性能:资源共享,分布式计算机,远程通信网络。
计算机网络基础(第二版)习题参考答案计算机网络基础(第二版)习题参考答案1. 数据通信基础计算机网络是一种将分布在不同地理位置的计算机系统连接在一起,实现信息交换和资源共享的系统。
数据通信是计算机网络的基础,它指的是在计算机网络中传输和交换数据的过程。
1.1 数据通信的基本概念数据通信是指通过某种媒介传输数据,将计算机系统中的信息从一个地方发送到另一个地方。
数据通信的基本概念包括发送方、接收方、传输介质、传输模式等。
1.2 数据通信的基本组成数据通信的基本组成包括发送器、信道、接收器等。
发送器将信息转换为适合传输的形式,并通过信道将信息传输到接收器进行处理。
1.3 数据通信的基本模型数据通信的基本模型是指数据在传输过程中的几个基本要素,包括发送方、接收方、传输介质和传输协议。
发送方将信息分段转换为数据包,通过传输介质传输给接收方,接收方按照相应的传输协议进行解析和处理。
2. 计算机网络的概述计算机网络是指将多台计算机系统通过通信线路或其他传输介质连接起来,实现信息交换和资源共享的系统。
2.1 计算机网络的分类根据规模和范围的不同,计算机网络可以分为局域网(LAN)、城域网(MAN)和广域网(WAN)等不同类型。
2.2 计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等不同层次。
每一层负责不同的功能,通过协议进行通信和交互。
3. TCP/IP协议世界TCP/IP是互联网的核心协议,由传输控制协议(TCP)和互联网协议(IP)组成。
3.1 TCP/IP协议的基本原理TCP/IP协议是一种面向连接的协议,通过将数据分割成数据段并进行封装,使用IP地址将数据段传输到目的地,再通过TCP协议实现数据的可靠传输。
3.2 TCP/IP协议的层次结构TCP/IP协议的层次结构包括网络接口层、网络层、传输层和应用层等不同层次。
每一层负责不同的功能,通过协议进行通信和交互。
3.3 TCP/IP协议的应用TCP/IP协议广泛应用于互联网和局域网等不同的网络环境中。
计算机网络技术(复习资料)李新宇第一章:计算机网络概述名词解释:【计算机网络】:将分布在不同地理位置、具有独立功能的多台计算机及其外部设备、用通信设备和通信线路连接起来,在网络操作系统和通信协议及网络管理软件的管理协调下,实现资源共享、信息传递的系统。
【访问节点】:又称端节点,是指拥有计算机资源的用户设备,主要起信源和信宿的作用。
【转接节点】:又称中间节点,直至那些在网络通信中起数据交换和转接作用的网络节点,这些节点拥有通信资源,具有通信功能。
【混合节点】:也称为全功能节点,是指那些既可以作为访问节点又可以作为转接节点的网络节点。
【通信链路】:是指两个网络节点之间传输信息和数据的线路。
【物理链路】:是一条点到点的物理线路,中间没有任何交换节点。
【逻辑链路】:是具备数据传输控制能力,在逻辑上起作用的物理链路。
【资源子网】:提供访问网络和处理数据的能力,由主机系统、终端控制器和终端组成。
【通信子网】:是计算机网络中负责数据通信的部分,主要完成数据的传输、交换以及通信控制。
它由网络节点、通信链路组成。
【网络硬件系统】:是指构成计算机网络的硬件设备,包括各种计算机系统、终端及通信设备。
【对等网】:在计算机网络中,倘若每台计算机的地位平等,都可以平等地使用其他计算机内部的资源,每台计算机磁盘上的空间和文件都为公共资源,这种网络就称为对等网。
填空题:1、1969年12月,Internet的前身――――美国的ARPANET 投入运行,标志着我妈常称的计算机网络的诞生、这个计算机互联的网络系统是一种分组交换网。
2、计算机网络是现代通信技术与计算机技术结合的产物。
3、计算机网络是由网络硬件系统和网络软件系统构成的。
从拓扑结构看计算机网络是由网络节点和通信链路构成的;从逻辑功能上看,计算机网络则是由资源子网和通信子网组成的。
4、计算机网络中的节点由称网络单元,一般可分为三类:访问节点、转接节点和混合节点5、通信链路分为物理链路和逻辑链路两类。
简答1、计算机网络概念:计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
根本目的:共享系统资源。
2、常见的网络拓扑结构的特点网络拓扑结构:网络中各个结点相互连接的方式,一般多指通信子网的结构。
#总线拓扑结构:概念:采用单根传输线作为传输介质,所有站点都通过相应的硬件接口直接相连到传输介质(或称为总线)。
所有的结点共享一条共用的传输线路,所以一次只能由一个设备传输。
优点:①、电缆长度短,布线容易。
②、可靠性高。
③、易于扩充。
缺点:①、故障诊断困难。
②、故障隔离困难。
③、终端必须是智能的。
#星型拓扑结构特点:概念:是由中央结点和分别与之相连的各站点组成,中央结点执行集中式通信控制策略,而各个站点的通信处理负担都很小。
一旦通过中央结点建立了连接,两个站之间可以传递数据。
优点:①、访问协议简单,方便服务。
②、便于故障诊断与隔离。
③、利于集中控制。
缺点:①、过分依赖于中央接点。
②、需安装较多的电缆。
③、扩展困难。
#环型拓扑结构特点:概念:是用一条传输线路将一系列的结点连成一个封闭的环,由一些中继器和连接中继器的点到点链路组成一个闭合环。
每个中继器都与两条链路相连。
中继器是一种比较简单的设备,它能够接收一条链路上的数据,并以同样的速度串行地把数据送到另一条链路上。
优点:①、电缆长度短。
②、适用于光纤。
缺点:①、结点故障引起全网故障。
②、诊断故障困难。
③、网络重新配置不灵活。
④、拓扑结构影响访问协议。
#树型拓扑结构特点:概念:是从星型拓扑延伸形成的,其形状像一颗倒置的树,顶端有一个带分支的根,每个分支还可延伸出子分支。
当通信的两个结点直接连接在同一分支结点时,数据通过分支结点直接传输;否则,通信数据要一直上传到双方共有的某一层分支结点。
优点:①、易于扩展②、故障隔离容易。
缺点:对分支结点的依赖性较大。
第1章网络安全概述与环境配置一、选择题1. 狭义上说的信息安全,只是从自然科学的角度介绍信息安全的研究内容。
2. 信息安全从总体上可以分成5个层次,密码技术是信息安全中研究的关键点。
3. 信息安全的目标CIA指的是机密性,完整性,可用性。
4. 1999年10月经过国家质量技术监督局批准发布的《计算机信息系统安全保护等级划分准则》将计算机安全保护划分为以下5个级别。
二、填空题1. 信息保障的核心思想是对系统或者数据的4个方面的要求:保护(Protect),检测(Detect),反应(React),恢复(Restore)。
2. TCG目的是在计算和通信系统中广泛使用基于硬件安全模块支持下的可信计算平台Trusted Computing Platform,以提高整体的安全性。
3. 从1998年到2006年,平均年增长幅度达50%左右,使这些安全事件的主要因素是系统和网络安全脆弱性(Vulnerability)层出不穷,这些安全威胁事件给Internet带来巨大的经济损失。
4. B2级,又叫结构保护(Structured Protection)级别,它要求计算机系统中所有的对象都要加上标签,而且给设备(磁盘、磁带和终端)分配单个或者多个安全级别。
5. 从系统安全的角度可以把网络安全的研究内容分成两大体系:攻击和防御。
三、简答题1. 网络攻击和防御分别包括哪些内容?答:①攻击技术:网络扫描,网络监听,网络入侵,网络后门,网络隐身②防御技术:安全操作系统和操作系统的安全配置,加密技术,防火墙技术,入侵检测,网络安全协议。
2. 从层次上,网络安全可以分成哪几层?每层有什么特点?答:从层次体系上,可以将网络安全分为4个层次上的安全:(1)物理安全特点:防火,防盗,防静电,防雷击和防电磁泄露。
(2)逻辑安全特点:计算机的逻辑安全需要用口令、文件许可等方法实现。
(3)操作系统特点:操作系统是计算机中最基本、最重要的软件。
第1章引论▪本章内容•计算机网络的产生和发展•计算机网络的概念•计算机网络系统的组成•计算机网络的分类▪从体系结构来观察,计算机网络的发展可分为三个阶段(三代网络):1. 以主机为中心的联机终端系统“计算机-终端”系统2. 以通信子网为中心的主机互联分组交换网络3. 体系结构标准化网络层次化结构,并对每层进行了精确定义1.以主机为中心的联机终端系统▪特征:终端(Terminal)共享主机(Host)的软硬件资源•单台主机:执行计算和通信任务•多台终端:执行用户交互•(终端集中器/终端服务器)▪连接方式:本地或远程2.以通信子网为中心的主机互联▪特征•多个终端主机系统互联,形成了多主机互联网络•网络结构从―主机-终端‖ 转变为―主机-主机‖3.体系结构标准化网络▪为什么需要标准化?•不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构的标准化的原动力•而兼容性和互操作性的最终目的仍是资源共享▪标准化的时机?•先制定标准再开发,还是先开发再制定标准?•各厂商、研究机构、大学在网络技术、方法、理论等方面的研究日趋成熟是基础▪两层网络概念的出现•由CCP 组成的传输网络——通信子网,提供信息传输服务•建立在通信子网基础上的主机集合——资源子网,提供计算资源通信子网传输线:线路(circuit)干线(trunk)信道(channel)交换单元:分组交换节点(packet switching node)通常分组交换节点为路由器(router)资源子网▪由通信子网互连在一起的计算机构成▪资源子网中的计算机负责运行对信息进行处理的应用程序,他们是网络中信息流动的源与宿,向用户提供可供共享的硬件、软件和信息资源▪Internet一词来源于英文Interconnect networks即―互连各个网络‖,简称―互联网络‖,又叫―因特网‖。
中国与Internet发生联系是在20世纪80年代中期,正式加入Internet是1994年,由中国国家计算机和网络设施NCFC,代表中国正式向InterNIC的注册服务中心注册。
注册标志着中国从此在Internet建立了代表中国的域名CN,有了自己正式的行政代表与技术代表,意味着中国用户从此能全功能地访问Internet资源,并且能直接使用Internet的主干网NSFnet。
在NCFC的基础上,我国很快建成了国家承认的对内具有互连网络服务功能、对外具有独立国际信息出口(连接国际Internet信息线路)的中国四大主干网:▪ 1.中国科技网———CSRNET现有多条国际出口信道连接Internet。
中国科技网为非盈利、公益性网络,主要为科技界、科技管理部门、政府部门和高新技术企业服务。
目前,中国科技网已接入农业、林业、医学、地震、气象、电子、航空航天、环境保护以及中国科学院分布在京地区和全国各地45个城市共1000多家科研院所和高新技术企业,上网用户达四十万人。
中国科技网的服务主要包括网络通信、域名注册、信息资源和超级计算等项目。
▪ 2.中国教育与科研网——— CERNETCERNET是由政府资助的全国范围的教育与学术网络。
1994年由国家教委主持、北大清华等十几所重点大学筹建,到1995年底投入使用。
目前已有800多所大学和中学的局域网连入中国教育与科技网。
中国教育与科技网的最终目标是要把全国所有的大学、中学和小学通过网络连接起来。
▪ 3.金桥网——— CHINAGBN中国金桥信息网———CHINAGBN,简称金桥网,是面向企业的网络基础设施,是中国可商业运营的公用互联网。
CHINAGBN实行天地一网,即天上卫星网和地面光纤网互联互通,互为备用,可覆盖全国各省市和自治区。
目前有数百家政府部门、企事业单位接入金桥网,上网拨号用户达几十万。
金桥网在北京、上海、广州等20多个大城市建立了骨干网节点,并在各城市建设一定规模的区域网,可为用户提供高速、便捷的服务。
中国金桥信息网目前有十二条国际出口信道同国际互联网络相连。
金桥网还提供多种增值服务如:国际、国内的漫游服务、IP电话服务等。
金桥工程的发展目标是覆盖全国30个省级行政建制、500多个大城市,连接国内数万个企业,同时对社会提供开放的Internet接入服务。
▪ 4.中国公众互联网——— CHINANET是邮电部门主建及经营管理的中国公用Internet主干网,1995年4月开通,并向社会提供服务。
到1998年,CHINANET已经发展成一个采用先进网络技术,覆盖国内所有省份和几百个城市、拥有数百万用户的大规模商业网络。
CHINANET 主要以电话拨号为主,省、市及大部分县一级地域铺设了电话拨号用户接入设备。
随着入网用户的迅速增加,CHINANET骨干网节点和省网内部通信线路的带宽也在快速增加,从而有效地改善了国内用户使用CHINANET访问国外的In-ternet和国外用户访问中国的Internet 的业务质量。
CHINANET建立了灵活的访问方式和遍布全国各城市的访问站点,用户可以方便地访问国际Inter-net,享用Internet上的丰富资源和各种服务,也可以利用CHINANET 平台和网上的用户群组建其他系统的应用网络。
▪网络体系结构标准化过程的演变•厂商标准:IBM-SNA ,DEC-DNA 等▪缺点:适用范围:兼容性?技术垄断:竞争?标准不统一:用户利益?•国际标准(ISO OSI/RM )▪O pen S ystem I nterconnection/R ecommended M odel( 开放系统互联参考模型,简称OSI参考模型)▪OSI 参考模型是一种概念上的网络模型,规定了网络体系结构的框架:7 个层次▪只说明了做什么(What to do ),而未规定怎样做(How to do )▪太复杂,几乎没有与之完全符合的网络•事实上的标准:TCP/IP( 因特网的骨干协议)▪从体系结构上看,它是OSI 参考模型的简化(4 层)计算机网络与分布式系统▪计算机网络▪分布式系统分布式系统分布式系统通常也基于自主计算机的互联,但由一个操作系统统一管理,对用户来说,具有高度的整体性和透明性•虚拟计算机,可能是多台计算机的有机组合•用户向虚拟系统递交一个任务后,由操作系统来安排任务的完成▪计算机网络与分布式系统•分布式系统的特点▪在分布式OS统一调度下,各计算机协调工作,共同完成一项任务,如并行计算。
▪用户面对的是一台逻辑上的计算机,组成分布式系统的各计算机怎样协同工作,对用户透明。
▪用途主要是科学计算和事务处理。
▪计算机网络与分布式系统(续)•计算机网络▪非协调性的;▪松散耦合的;▪各计算机对用户非透明,用户必须指定资源的位置;▪用途主要是资源共享。
•分布式系统往往是基于计算机网络来实现的:▪在因特网中,域名服务系统(DNS) 是分布式系统的一项典型的应用。
▪分布式数据库系统也需要网络的支持。
网络分类▪按技术分▪按规模分▪按传输介质分▪按通信传播方式分类:•点对点传输方式的网络:由一对对机器间的多条传输链路构成。
–信源与信宿之间的通信需经过一台和多台中间设备进行传输。
–网状、环形、树形、星形•广播方式网络:一台计算机发送的信息可被网络上所有的计算机接收。
▪总线型、无线(微波、卫星)▪局域网络通常使用广播方式,广域网络通常使用点对点方式(也有例外)。
网络分类(续)▪按拓扑结构分▪按使用范围分⏹按拓扑结构分类(续)•总线型▪所有节点挂接到一条总线上,广播式信道▪需要有介质访问控制规程以防止冲突•环形▪所有节点连接成一个闭合的环,节点之间为点到点连接⏹按拓扑结构分类•星形▪有一个中心节点,其他节点与其构成点到点连接•树形▪一个根节点、多个中间分支节点和叶子节点构成⏹按拓扑结构分类(续)•全连接▪点到点全连接,连接数随节点数的增长迅速增长(N(N-1)/2),使建造成本大大提高,只适用于节点数很少的广域网中•不规则(网状)▪点到点部分连接,多用于广域网,由于连接的不完全性,需要有交换节点⏹按地域范围分类•局域网(Local Area Network ,LAN)▪范围:小,<20km▪传输技术:基带,10Mb/s~1000Mb/s,延迟低,出错率低(10-11)▪拓扑结构:总线,环•城域网(Metropolitan Area Network ,MAN)▪范围:中等,<100km▪传输技术:宽带/基带▪拓扑结构:总线•广域网(Wide Area Network ,WAN)▪范围:大,>100km▪传输技术:宽带,延迟大,出错率高▪拓扑结构:不规则,点到点第2章数据通信的基础知识▪本章内容•信道•传输介质•数据编码•多路复用技术•数据交换技术•差错控制及检错数据与信号▪数据涉及的是事物的表现形式▪数据有模拟数据和数字数据两种形式•模拟数据是指在某个时间段产生的连续的值,例如声音和视频、温度和压力等都是时间的连续函数•数字数据是指产生的离散的值,例如文本信息和整数▪信号是数据的表示形式,或称数据的电磁或电子编码,它使数据能以适当的形式在介质上传输•信号有模拟信号和数字信号两种基本形式2. 信道的最大数据传输率▪▪Nyquist公式为估算已知带宽信道的最高数据传输速率提供了依据。
•例如,话音级线路的带宽约为3.1kHz,根据上式计算的信道最大数据传输率如右表所示▪非理想信道•实际的信道上存在损耗、延迟、噪声。
▪损耗引起信号强度减弱,导致信噪比S/N降低。
▪延迟会使接收端的信号产生畸变。
▪噪声会破坏信号,产生误码。
•例如:数据传输速率为56kb/s时,持续时间0.01s的干扰会破坏约560个比特。
▪Shannon公式:用于有噪声干扰信道▪例:信道带宽W=3.1kHz,S/N=2000,则C = 3100×log2(1+2000)≈34kb/s即该信道上的最大数据传输率不会大于34kb/s。
4.信道工作方式▪单/双工通信——单/双向传输•单工:数据单向传输(例:无线电广播)•半双工:数据可以双向交替传输,但不能在同一时刻双向传输(例:对讲机)•全双工:数据可以双向同时传输(例:电话)▪需要具有两条物理上独立的传输线路;▪或者需要具有一条物理线路上的两个信道,分别用于不同方向的信号传输。
▪基带/频带/宽带传输•基带传输:不需调制,编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。
▪例如:以太网(局域网)•频带传输:数字信号调制成音频模拟信号后再传送,接收方需要解调。
▪例如:通过电话网络传输数据•宽带传输:把信号调制成频带为几十MHZ到几百MHZ的模拟信号后再传送,接收方需要解调。
▪例如:闭路电视的信号传输基带传输▪信号源产生的原始电信号称为基带信号,即:将数字数据0、1直接用两种不同的电压表示,然后送到线路上去传输宽带传输▪将基带信号进行调制后形成模拟信号,然后采用频分复用技术实现宽带传输传输介质▪双绞线▪同轴电缆▪光缆▪无线传输传输介质与信道▪传输介质与信道是不同范畴的概念▪传输介质是指传输信号的物理载体▪信道则提供了传输某种信号所需的带宽,着重体现介质的逻辑特性▪一根传输介质可能同时提供多个信道▪一个信道也可能由多根传输介质级联而成数据传输▪数字数据的模拟信号传输▪数字数据的数字信号传输▪模拟数据在数字信道上传输数字数据在模拟信道上传输将数字数据调制成模拟信号进行传输,通常有三种基本的调制方式:1) 调幅ASK(Amplitude Shift Keying)2) 调频FSK(Frequency Shift Keying)3) 调相PSK(Phase Shift Keying)调幅ASK(Amplitude Shift Keying)用两个不同的振幅来表示两个二进制值如用无信号表示0 有信号表示1数字数据在模拟信道上传输将数字数据调制成模拟信号进行传输,通常有三种基本方式:1) 调幅ASK(Amplitude Shift Keying)2) 调频FSK(Frequency Shift Keying)3) 调相PSK(Phase Shift Keying)调频FSK(Frequency Shift Keying)数字数据在模拟信道上传输将数字数据调制成模拟信号进行传输,通常有三种基本方式:1) 调幅ASK(Amplitude Shift Keying)2) 调频FSK(Frequency Shift Keying)3) 调相PSK(Phase Shift Keying)调相PSK(Phase Shift Keying)数字数据的调制举例(右图)数字数据在模拟信道上传输将数字数据调制成模拟信号进行传输,通常有三种基本方式:1) 调幅ASK(Amplitude Shift Keying)2) 调频FSK(Frequency Shift Keying)3) 调相PSK(Phase Shift Keying)数据传输▪数字数据的模拟信号传输▪数字数据的数字信号传输▪模拟数据在数字信道上传输数字数据的数字信号传输最简单的方法是用两个不同的电压信号值来表示两个二进制的数字数据值0和1 常用的数字信号编码有:不归零编码NRZ(nonreturn-to zero )正电平表示1,零电平表示0,并且在表示完一个码元后,电平毋需回到零缺点是存在发送方和接收方的同步问题数字数据的数字信号传输最简单的方法是用两个不同的电压信号值来表示两个二进制的数字数据值0和1 常用的数字信号编码有:曼切斯特编码(Manchester encoding)bit中间有信号低-高跳变为0数字数据的数字信号传输最简单的方法是用两个不同的电压信号值来表示两个二进制的数字数据值0和1 常用的数字信号编码有:差分曼彻斯特编码(differential Manchester encoding)数字数据的数字信号传输最简单的方法是用两个不同的电压信号值来表示两个二进制的数字数据值0和1常用的数字信号编码有:三种编码方式的比较▪不归零制编码的编码密度最高,接收端一次采样可得到一个bit ,但不能携带时钟▪曼切斯特编码的编码密度最低,接收端二次采样才可得到一个bit ,但每个bit中都有信号跳变,即携带了时钟▪差方曼切斯特编码与曼切斯特编码基本相同编码举例数据传输▪数字数据的模拟信号传输▪数字数据的数字信号传输▪模拟数据在数字信道上传输模拟数据在数字信道上传输采用脉冲编码调制PCM技术(Pulse Code Modulation)PCM以采样定理为基础采样、量化和编码话音信道话音信道允许的最高频率通常为3500Hz如果以8000Hz的采样频率对话音信号进行采样的话,则在采样值中包含了话音信号的完整特征,由此而还原出的话音是完全可理解的和可识别的●数字信号的Fourier分析●数据通信概念●信道和信道基本参数●信道工作方式方式●数据传输多路复用无论是广域网还是局域网,都存在这样一个事实,即传输介质的带宽大于传输单一信号所需的带宽,为了有效地利用传输系统,通常采用多路复用(Multiplexing)技术以同时携带多路信号来高效率地使用传输介质,多路复用主要有两种:▪频分多路复用FDM(Frequency Division Multiplexing)▪时分多路复用TDM(Time division Multiplexing)频分多路复用FDMFDM是基于这样的前提:传输介质的可用带宽必须超过各路给定信号所需带宽的总和,如果将这几路信号中的每路信号都以不同的载波频率进行调制,而且各路载波频率之间留有一定的间隔以使各路信号带宽不相互重叠,那么这些信号就可同时在介质上传输FDM图示FDM图示(续)多路复用无论是广域网还是局域网,都存在这样一个事实,即传输介质的带宽大于传输单一信号所需的带宽,为了有效地利用传输系统,通常采用多路复用(Multiplexing)技术以同时携带多路信号来高效率地使用传输介质,多路复用主要有两种:▪频分多路复用FDM(Frequency Division Multiplexing)▪时分多路复用TDM(Time division Multiplexing)时分多路复用TDM每个信号按时间先后轮流交替地使用单一信道,那么,多个数字信号在宏观上可认为是同时进行传输,对单一信道的交替使用可以按位、字节或块等为单位来进行●数字信号的Fourier分析●数据通信概念●信道和信道基本参数●信道工作方式方式●数据传输交换技术▪电路交换(电话)▪报文交换(电报)▪分组交换电路交换(电话)▪在数据传输前,必须建立一条端到端的通路,称为连接,该连接可能穿越多个交换局,而每个交换局都必须为之提供连接▪一旦建立连接,整个通路将被独占,除信号传播的延时之外,数据传输无额外延时,数据中毋需包含目的地址▪线路的利用率较低▪建立连接时间长,因连接建立时冲突概率高交换技术▪电路交换(电话)▪报文交换(电报)▪分组交换报文交换(电报)▪无论数据传输过程要跨越多少个交换局(通常是路由器),只要下一站不忙,该数据即送至下一站▪数据的传输毋需建立连接,数据的传输是一站一站往下送,所以数据中必须包含目的地址,并采用存储-转发(store-forward)机制▪线路的利用率较高▪由于采用store-forward机制,所以在数据传输过程中,除了信号传播的延时之外,还有存储和转发的延时,而且可能延时较大,且不可估计▪每个中间站点都必须有足够大的缓存,但由于报文大小不定,所以缓存通常设置在硬盘中交换技术▪电路交换(电话)▪报文交换(电报)▪分组交换分组交换▪与报文交换相似,只是将报文分为若干个定长的分组,每个分组为一个子报文▪每个分组中必须包含目的地址,并采用存储-转发机制▪线路的利用率较高▪由于采用store-forward机制,所以在数据传输过程中,除了信号传播的延时之外,还有存储和转发的延时,而且可能延时较大,且不可估计▪每个中间站点必须有缓存,但由于报文大小固定,所以缓存通常在内存中设置▪接收分组和发送分组的顺序可能不一致,并且可能还需要重组电路交换和分组交换▪电路交换•在数据传输前,必须建立端到端的连接•一旦某个节点故障,必须重新建立连接•连接建立后,数据的传输没有额外的延时•数据中不必包含地址域,数据按序传输,但信道的使用率较低•适合长时间传输大批量的数据,如流数据电路交换和分组交换(续)▪分组交换•在数据传输前,不必建立端到端的连接•只要下一个节点空闲,即可传输•信道的使用率较高•数据的传输采用存储转发,延时不可估计•数据中必须包含地址域•接收到的分组不一定按序,可能还需重组•适合传输文本型数据虚电路交换▪将电路交换的概念引入到分组传输▪虚电路连接的建立传输方发起连接请求,中间节点根据路径信息建立交换表,在交换表内,节点为连接分配一个虚电路号,并与输出端口号相关联,表示用户信息从该端口输入,立即从相关联的输出端口输出到下一节点▪虚电路连接的传输分组中没有目的地址,只有虚电路号,接收分组时只检查其头部,一旦得到其虚电路号,则立即查交换表,转发至适当的端口(非store-forward )▪虚电路连接的拆除第3章计算机网络体系结构▪本章内容• 层次化的网络体系结构• 开放系统互联参考模型(OSI/RM ) • TCP/IP 体系结构• OSI 和TCP/IP 的主要层次功能ISO/OSI 参考模型 层、协议和接口 OSI 模型的数据传输 协议数据单元(PDU )▪ 网络体系结构中,对等层之间交换的信息报文统称为协议数据单元(Protocol Data Unit ,PDU )。