网络工程师重点要点归纳汇总.pdf

第 1 章 交换技术 主要内容:1、线路交换 2、分组交换 3、帧中继交换 4、信元交换 一、线路交换 1、线路交换进行通信:是指在两个站之间有一个实际的物理连接，这种 连接是结点之间线路的连接序列。 2、线路通信三种状态:线路建立、数据传送、线路拆除 3、线路交换缺点:典型的用户/主机数据连接状态，在大部分的时间内 线路是空闲的，因而用线路交换方法实现数据连接效率低下;为连接提供的 数据速率是固定的， 因而连接起来的两个设备必须用相同的数据率发送和接 收数据，这就限制了网络上各种主机以及终端的互连通信。 二、分组交换技术 1、分组交换的优点:线路利用率提高;分组交换网可以进行数据率的转 换;在线路交换网络中，若通信量较大可能造成呼叫堵塞的情况，即网络拒 绝接收更多的连接要求直到网络负载减轻为止;优先权的使用。 2、分组交换和报文交换主要差别:在分组交换网络中，要限制所传输的 数据单位的长度。报文交换系统却适应于更大的报文。 3、虚电路的技术特点:在数据传送以前建立站与站之间的一条路径。 4、数据报的优点:避免了呼叫建立状态，如果发送少量的报文，数据报 是较快的;由于其较原始，因而较灵活;数据报传递特别可靠。 5、几点说明: 路线交换基本上是一种透明服务，一旦连接建立起来，提供给站点的是 固定的数据率，无论是模拟或者是数字数据，都可以通过这个连接从源传输 到目的。而分组交换中，必须把模拟数据转换成数字数据才能传输。 6、外部和内部的操作 外部虚电路，内部虚电路。当用户请求虚电路时，通过网络建立一条专 用的路由，所有的分组都用这个路由。 外部虚电路，内部数据报。网络分别处理每个分组。于是从同一外部虚 电路送来的分组可以用不同的路由。 在目的结点， 如有需要可以先缓冲分组， 并把它们按顺序传送给目的站点。 外部数据报，内部数据报。从用户和网络角度看，每个分组都是被单独 处理的。 外部数据报，内部虚电路。外部的用户没有用连接，它只是往网络发送 分组。而网络为站之间建立传输分组用的逻辑连接，而且可以把连接另外维 持一个扩展的时间以便满足预期的未来需求。 三、帧中继交换 1、X.25 特性:(1)用于建立和终止虚电路的呼叫控制分组与数据分组使 用相同的通道和虚电路;(2)第三层实现多路复用虚电路;(3)在第二层和第 三层都包含着流控和差错控制机制。 2、 帧中继与 X.25 的差别:(1)呼叫控制信号与用户数据采用分开的逻辑 连接，这样，中间结点就不必维护与呼叫控制有关的状态表或处理信息;(2) 在第二层而不是在第三层实现逻辑连接的多路复用和交换， 这样就省掉了整 个一层的处理;(3)不采用一步一步的流控和差错控制。 3、 在高速 H 通道上帧中继的四种应用:数据块交互应用;文件传输;低速 率的复用;字符交互通信。 四、信元交换技术 1、ATM 信元 ATM 数据传送单位是一固定长度的分组，称为信元，它有一个信元头及 一个信元信息域。信元长度为 53 个字节，其中信元头占 5 个字节，信息域 占 48 个字节。 信元头主要功能是:信元的网络路由。 2、ATM 采用了异步时分多路复用技术 ATDM，ATDM 采用排队机制，属于 不同源的各个信元在发送到介质上之前，都要被分隔并存入队列中，这样就 需要速率的匹配和信元的定界。 3、应用独立:主要表现在时间独立和语义独立两方面。时间独立即应用 时钟和网络时钟之间没有关联。 语义独立即在信元结构和应用协议数据单元 之间无关联，所有与应用有关的数据都在信元的信息域中。 3、ATM 信元标识 ATM 采用虚拟通道模式，通信通道用一个逻辑号标识。对于给定的多路 复用器，该标识是本地的，并在任何交换部件处改变。 通道的标识基于两种标识符， 即虚拟通路标识 VPI 和虚拟通道标识 VCI。 一个虚拟通路 VP 包含有若干个虚拟通道 VC 4、ATM 网络结构 虚拟通道 VC:用于描述 ATM 信元单向传送的一个概念，信元都与一个惟 一的标识值-虚拟通道标识符 VCI 相联系。 虚拟通路 VP:用于描述属于虚拟通路的 ATM 信元的单向传输的一个概 念，虚拟通路都与一个标识值-虚拟通路标识符相联系。 虚拟通道和虚拟通路者用来描述 ATM 信元单向传输的路由。 每个虚拟通 路可以用复用方式容纳多达 65535 个虚拟通道，属于同一虚拟通道的信元 群，拥用相同虚拟通道标识 VCI，它是信元头一部分。 第 2 章 网络体系结构及协议 主要内容:1、网络体系结构及协议的定义 2、开放系统互连参考模型 OSI 3、TCP/IP 协议集 一、网络体系结构及协议的定义 1、网络体系结构:是计算机之间相互通信的层次，以及各层中的协议和 层次之间接口的集合。 2、 网络协议:是计算机网络和分布系统中互相通信的对等实体间交换信 息时所必须遵守的规则的集合。 3、语法(syntax):包括数据格式、编码及信号电平等。 4、语义(semantics):包括用于协议和差错处理的控制信息。 5、定时(timing):包括速度匹配和排序。 二、开放系统互连参考模型 1、 国际标准化组织 ISO 在 1979 年建立了一个分委员会来专门研究一种 用于开放系统的体系结构，提出了开放系统互连 OSI 模型，这是一个定义连 接异种计算机的标准主体结构。 2、OSI 简介:OSI 采用了分层的结构化技术，共分七层，物理层、数据 链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。 3、OSI 参考模型的特性:是一种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;定义一种抽象结构， 而并非具体实现的描述; 不同系统中相同层的实体为同等层实体;同等层实体之间通信由该层的协议 管理;相信层间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务;所提供的 公共服务是面向连接的或无连接的数据服务;直接的数据传送仅在最低层实 现;每层完成所定义的功能，修改本层的功能并不影响其他层。 4、 物理层:提供为建立、 维护和拆除物理链路所需要的机械的、 电气的、 功能的和规程的特性;有关的物理链路上传输非结构的位流以及故障检测指 示。5、数据链路层:在网络层实体间提供数据发送和接收的功能和过程;提 供数据链路的流控。 6、网络层:控制分组传送系统的操作、路由选择、拥护控制、网络互连 等功能，它的作用是将具体的物理传送对高层透明。 7、传输层:提供建立、维护和拆除传送连接的功能;选择网络层提供最 合适的服务;在系统之间提供可靠的透明的数据传送，提供端到端的错误恢 复和流量控制。 8、会话层:提供两进程之间建立、维护和结束会话连接的功能;提供交 互会话的管理功能，如三种数据流方向的控制，即一路交互、两路交替和两 路同时会话模式。 9、表示层:代表应用进程协商数据表示;完成数据转换、格式化和文本 压缩。 10、应用层:提供 OSI 用户服务，例如事务处理程序、文件传送协议和 网络管理等。 三、TCP/IP 的分层 1、TCP/IP 的分层模型 Internet 采用了 TCP/IP 协议，如同 OSI 参考模型，TCP/IP 也是一种分 层模型。它是基于硬件层次上的四个概念性层次构成，即网络接口层、IP 层、传输层、应用层。 网络接口层:也称数据链路层，这是 TCP/IP 最底层。功能:负责接收 IP 数据报并发送至选定的网络。 IP 层:IP 层处理机器之间的通信。功能:它接收来自传输层的请求，将 带有目的地址的分组发送出去。将分组封装到数据报中，填入数据报头， 使 用路由算法以决定是直接将数据报传送至目的主机还是传给路由器， 然后把 数据报送至相应的网络接口来传送。 传输层:是提供应用层之间的通信， 即端到端的通信。 功能:管理信息流， 提供可靠的传输服务，以确保数据无差错的地按序到达。 2、TCP/IP 模型的分界线 协议地址分界线:以区分高层和低层的寻址，高层寻址使用 IP 地址， 低 层寻址使用物理地址。应用程序 IP 层之上的协议软件只使用 IP 地址，而网 络接口层处理物理地址。 操作系统分界线:以区分系统与应用程序。在传输层和应用层之间。 3、复用与分解 发送报文时，发送方在报文中加和了报文类型、选用协议等附加信息。 所有的报文以帧的形式在网络中复用传送，形成一个分组流。在接收方收到 分组时，参考附加信息对接收到的分组进行分解。 四、IP 协议 1、Internet 体系结构 一个 TCP/IP 互联网提供了三组服务。最底层提供无连接的传送服务为 其他层的服务提供了基础。 第二层一个可靠的传送服务为应用层提供了一个 高层平台。最高层是应用层服务。 2、IP 协议: 这种不可靠的、无连接的传送机制称为 internet 协议。 3、IP 协议三个定义: (1)IP 定义了在 TCP/IP 互联网上数据传送的基本单元和数据格式。 (2)IP 软件完成路由选择功能，选择数据传送的路径。 (3)IP 包含了一组不可靠分组传送的规则，指明了分组处理、差错信息 发生以及分组德育的规则。 4、IP 数据报:联网的基本传送单元是 IP 数据报，包括数据报头和数据 区部分。 5、IP 数据报封装:物理网络将包括数据报报头的整个数据报作为数据 封装在一个帧中。 6、MTU 网络最大传送单元:不同类型的物理网对一个物理帧可传送的数 据量规定不同的上界。 7、IP 数据报的重组:一是在通过一个网络重组;二是到达目的主机后重 组。后者较好，它允许对每个数据报段独立地进行路由选择，且不要求路由 器对分段存储或重组。 8、生存时间:IP 数据报格式中设有一个生存时间字段，用来设置该数 据报在联网中允许存在的时间，以秒为单位。如果其值为 0，就把它从互联 网上删除，并向源站点发回一个出错消息。 9、IP 数据报选项: IP 数据报选项字段主要是用于网络测试或调试。包括:记录路由选项、 源路由选项、时间戳选项等。 路由和时间戳选项提供了一种监视或控制互联网路由器路由数据报的 方法。 五、用户数据报协议 UDP 1、UDP 协议功能 为了在给定的主机上能识别多个目的地址， 同时允许多个应用程序在同 一台主机上工作并能独立地进行数据报的发送和接收， 设计用户数据报协议 UDP。 使用 UDP 协议包括:TFTP、SNMP、NFS、DNS UDP 使用底层的互联网协议来传送报文，同 IP 一样提供不可靠的无连 接数据报传输服务。它不提供报文到达确认、排序、及流量控制等功能。 2、UDP 的报报文格式 每个 UDP 报文分 UDP 报头和 UDP 数据区两部分。报头由四个 16 位长(8 字节)字段组成，分别说明该报文的源端口、目的端口、报文长度以及校验 和。 3、UDP 协议的分层与封装 在 TCP/IP 协议层次模型中，UDP 位于 IP 层之上。应用程序访问 UDP 层 然后使用 IP 层传送数据报。IP 层的报头指明了源主机和目的主机地址， 而 UDP 层的报头指明了主机上的源端口和目的端口。 4、UDP 的复用、分解与端口 UDP 软件应用程序之间的复用与分解都要通过端口机制来实现。每个应 用程序在发送数据报之前必须与操作系统协商以获得协议端口和相应的端 口号。 UDP 分解操作:从 IP 层接收了数据报之后，根据 UDP 的目的端口号进行 分解操作。 UDP 端口号指定有两种方式:由管理机构指定的为著名端口和动态绑定 的方式。 六、可靠的数据流传输 TCP 1、TCP/IP 的可靠传输服务五个特征:面向数据流、虚电路连接、有缓 冲的传输、无结构的数据流、全双工的连接。 2、TCP 采用了具有重传功能的肯定确认技术作为可靠数据流传输服务 的基础。 3、为了提高数据流传输过程的效率，在上述基础上引入滑动窗口协议， 它允许发送方在等待一个确认之前可以发送多个分组。 滑动窗口协议规定只 需重传未被确认的分组，且未被确认的分组数最多为窗口的大小。 4、TCP 功能 TCP 定义了两台计算机之间进行可靠的传输而交换的数据和确认信息的 格式，以及计算机为了确保数据的正确到达而采取的措施。 5、TCP 连接使用是一个虚电路连接，连接使用一对端点来标识，端点 定义为一对整数(host,port)其中 host 是主机的 IP 地址，port 是该主机上 TCP 端口号。 6、TCP 使用专门的滑动窗口协议机制来解决传输效率和流量控制这两 个问题，TCP 采用的滑动窗口机制解决了端到端的流量控制，但并未解决整 个网络的拥塞控制。 7、TCP 允许随时改变窗口小，通过通告值来说明接收方还能再接收多 少数据，通告值增加，发送方扩大发送滑动窗口;通告值减小，发送方缩小 发送窗口。 8、TCP 的报文格式 报文分为两部分:报头和数据，报头携带了所需要的标识和控制信息。 确认号字段指示本机希望接收下一个字节组的序号; 顺序号字段的值是该报文段流向上的数据流的位置，即发送序号; 确认号指的是与该报文段流向相反方向的数据流。 9、TCP 使用 6 位长的码位来指示报文段的应用目的和内容 URG 紧急指针字段可用;ACK 确认字段可用;PSH 请求急近操作;RST 连接 复位;SYN 同步序号;FIN 发送方字节流结束。 10、TCP 的三次握手 为了建立一个 TCP 连接，两个系统需要同步其初始 TCP 序号 ISN。序号 用于跟踪通信顺序并确保多个包传输时没有丢失。 初始序号是 TCP 连接建立 时的起始编号。 同步是通过交换携带有 ISN 和 1 位称为 SYN 的控制位的数据包来实现 的。 握手可由一方发起也可以双方发起， 建立就可以实现双向对等地数据流 动，没有主从关系。 第 3 章 局域网技术 主要内容:1、局域网定义和特性 2、各种流行的局域网技术 3、高速局域网技术 4、基于交换的局域网技术 5、无线局域网技术及城域网技术 一、局域网定义和特性 局域网(Local Area Network)即 LAN:将小区域内的各种通信设备互联 在一起的通信网络。 1、局域网三个特性 :(1)高数据速率在 0.1-100Mbps(2)短距离 0.1-25Km(3)低误码率 10-8-10-11。 2、 决定局域网特性的三个技术:(1)用以传输数据的介质(2)用以连接各 种设备的拓扑结构(3)用以共享资源的介质控制方法。 3、设计一个好的介质访问控制协议三个基本目标:(1)协议要简单(2) 获得有效的通道利用率(3)对网上各站点用户的公平合理。 二、以太网 Ethernet IEEE802.3 以太网是一种总路线型局域网，采用载波监听多路访问/冲突检测 CSMA/CD 介质访问控制方法。 1、载波监听多路访问 CSMA 的控制方案:(1)一个站要发送，首先需要监听总线，以决定介质 上是否存在其他站的发送信号。(2)如果介质是空闲的，则可以发送。(3) 如果介质忙，则等待一段间隔后再重试。 坚持退避算法: (1)非坚持 CSMA:假如介质是空闲的，则发送;假如介质是忙的，等待一 段时间，重复第一步。利用随机的重传时间来减少冲突的概率，缺点:是即 使有几个站有数据发送，介质仍然可能牌空闲状态，介质的利用率较低。 (2)1-坚持 CSMA:假如介质是空闲的，则发送;假如介质是忙的，继续监 听，直到介质空闲，立即发送;假如冲突发生，则等待一段随机时间，重复 第一步。缺点:假如有两个或两个以上的站点有数据要发送，冲突就不可避 免的。 (3)P-坚持 CSMA:假如介质是空闲的，则以 P 的概率发送，而以(1-P)的 概率延迟一个时间单位，时间单位等于最大的传播延迟时间;假如介质是忙 的，继续监听，直到介质空闲，重复第一步;假如发送被延迟一个时间单位， 则重复第一步。 2、载波监听多路访问/冲突检测 这种协议广泛运用在局域网内，每个帧发送期间，同时有检测冲突的能 力，一旦检测到冲突，就立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号，通知 总线上各站冲突已经发生， 这样通道的容量不致因白白传送已经损坏的帧而 浪费。 冲突检测的时间:对基带总线，等于任意两个站之间最大的传播延迟的 两倍;对于宽带总线，冲突检测时间等于任意两个站之间最大传播延迟时间 的四倍。 3、二进制退避算法: (1)对每个帧，当第一次发生冲突时，设置参量为 L=2; (2)退避间隔取 1-L 个时间片中的一个随机数，1 个时间片等于 2a; (3)当帧重复发生一次冲突时，则将参量 L 加倍; (4)设置一个最大重传次数，则不再重传，并报告出错。 三、标记环网 Toke Ring IEEE802.5 1、标记的工作过程: 标记环网又称权标网，这种介质访问使用一个标记沿着环循环，当各站 都没有帧发送时，标记的形式为 01111111，称空标记。当一个站要发送帧 时，需要等待空标记通过，然后将它改为忙标记 011111110。并紧跟着忙标 记，把数据发送到环上。由于标记是忙状态，所以其他站不能发送帧，必须 等待。发送的帧在环上循环一周后再回到发送站，将该帧从环上移去。同时 将忙标记改为空标记，传至后面的站，使之获得发送帧的许可权。 2、环上长度用位计算，其公式为:存在环上的位数等于传播延迟(5 s/km)发送介质长度数据速率+中继器延迟。对于 1km 长、1Mbps 速率、 20 个站点，存在于环上的位数为 25 位。 3、站点接收帧的过程:当帧通过站时，该站将帧的目的地址和本站的地 址相比较，如地址相符合，则将帧放入接收缓冲器，再输入站，同时将帧送 回至环上;如地址不符合，则简单地将数据重新送入环。 4、优先级策略 标记环网上的各个站点可以成不同的优先级，采用分布式高度算法实 现。控制帧的格式如下:P 优先级、T 空忙、M 监视位、预约位 四、光纤分布式数据接口 FDDI ISO9314 1、FDDI 和标记环介质访问控制标准接近，有以下几点好处: (1)标记环协议在重负载条件下，运行效率很高，因此 FDDI 可得到同样 的效率。 (2)使用相似的帧格式，全球不同速率的环网互连，在后面网络互加这 一章将要讨论这个问题 (3)已经熟悉 IEEE802.5 的人很容易了解 FDDI (4)已经积累了 IEEE802.5 的实践经验，特别是将它做集成电路片的经 济，用于 FDDI 系统和元件的制造。 2、FDDI 技术 (1)数据编码:用有光脉冲表示为 1，没有光能量表示为 0。FDDI 采用一 种全新的编码技术，称为 4B/5B。每次对四位数据进行编码，每四位数据编 码成五位符号，用光的存在和没有来代表五位符号中每一位是 1 还是 0。这 种编码使效率提高为 80%。为了得到信号同步，采用了二级编码的方法，先 按 4B/5B 编码，然后再用一种称为倒相的不归零制编码 NRZI，其原理类似 于差分编码。 (2)时钟偏移: FDDI 分布式时钟方案，每个站有独立的时钟和弹性缓冲 器。进入站点缓冲器的数据时钟是按照输入信号的时钟确定的，但是，从缓 冲器输出的信号时钟是根据站的时钟确定的， 这种方案使环中中继器的数目 不受时钟偏移因素的限制。 3、FDDI 帧格式: 由此可知:FDDI MAC 帧和 IEEE802.5 的帧十分相似， 不同之处包括:FDDI 帧含有前文，对高数据率下时钟同步十分重要;允许在网内使用 16 位和 48 位地址，比 IEEE802.5 更加灵活;控制帧也有不同。 4、FDDI 协议 FDDI 和 IEEE802.5 的两个主要区别: (1)FDDI 协议规定发送站发送完帧后，立即发送一幅新的标记帧，而 IEEE802.5 规定当发送出去的帧的前沿回送至发送站时， 才发送新的标记帧。 (2)容量分配方案不同，两者都可采用单个标记形式，对环上各站点提 供同等公平的访问权，也可优先分配给某些站点。IEEE802.5 使用优先级和 预约方案。 5、为了同时满足两种通信类型的要求，FDDI 定义了同步和异步两种通 信类型，定义一个目标标记循环时间 TTRT，每个站点都存在有同样的一个 TTRT 值。 五、局域网标准 IEEE802 委员会是由 IEEE 计算机学会于 1980 年 2 月成立的，其目的是 为局域网内的数字设备提供一套连接的标准，后来又扩大到城域网。 1、服务访问点 SAP 在参考模型中，每个实体和另一个实体的同层实体按协议进行通信。 而 一个系统内，实体和上下层间通过接口进行通信。用服务访问点 SAP 来定义 接口。 2、逻辑连接控制子层 LLC IEEE802 规定两种类型的链路服务:无连接 LLC(类型 1)，信息帧在 LLC 实体间， 无需要在同等层实体间事先建立逻辑链路， 对这种 LLC 帧既不确认， 也无任何流量控制或差错恢复功能。 面向连接 LLC(类型 2)，任何信息帧，交换前在一对 LLC 实体间必须建 立逻辑链路。在数据传送方式中，信息帧依次序发送，并提供差错恢复和流 量控制功能。 3、介质访问控制子层 MAC IEEE802 规定的 MAC 有 CSMA/CD、标记总线、标记环等。 4、服务原语 (1)ISO 服务原语类型 REQUEST 原语用以使服务用户能从服务提供者那里请求一定的服务，如 建立连接、发送数据、结束连接或状态报告。 INDICATION 原语用以使服务提供者能向服务用户提示某种状态。如连 接请求、输入数据或连接结束。 RESPONSE 原语用以使服务用户能响应先前的 INDIECATION， 如接受连接 INDICATION。 CONFIRMARION 原语用以使服务提供者能报告先前的 REQUEST 成功或失 败。 (2)IEEE802 服务原语类型 和 ISO 服务原语类型相比 REQUEST 和 INDICATION 原语类型和 ISO 所用 的具有相同意义。IEEE802 没有 REPONSE 原语类型，CONFIRMATION 原语类型 定义为仅是服务提供者的确认。 六、逻辑链路控制协议 1、IEEE802.2 是描述 LAN 协议中逻辑链路 LLC 子层的功能、特性和协 议，描述 LLC 子层对网络层、MAC 子层及 LLC 子层本身管理功能的界面服务 规范。 2、LLC 子层界面服务规范 IEEE802.2 定义了三个界面服务规范:(1)网 络层/LLC子层界面服务规范;(2)LLC子层/MAC子层界面服务规范;(3)LLC子 层/LLC 子层管理功能的界面服务规范。 3、网络层/LLC 子层界面服务规范 提供两处服务方式 不确认无连接的服务:不确认无连接数据传输服务提供没有数据链路级 连接的建立而网络层实体能交换链路服务数据单元 LSDU 手段。数据的传输 方式可为点到点方式、多点式或广播式。这是一种数据报服务 面向连接的服务:提供了建立、使用、复位以及终止数据链路层连接的 手段。这些连接是 LSAP 之间点到点式的连接，它还提供数据链路层的定序、 流控和错误恢复，这是一处虚电路服务。 4、LLC 子层/MAC 子层界面服务规范 本规范说明了 LLC 子层对 MAC 子层的服务要求， 以便本地 LLC 子层实体 间对等层 LLC 子层实体交换 LLC 数据单元。 (1) 服 务 原 语 是 :MA-DATA.request、 MA-DATA.indication 、 MA-DATA.confirm (2)LLC 协议数据单元结构 LLC PDU: 目的服务访问点地址字段 DSAP，一个字节，其中七位实际地址，一位 为地址型标志，用来标识 DSAP 地址为单个地址或组地址。 源服务访问点地址字段 SSAP，一个字节，其中七位实际地址，一位为 命令/响应标志位用来识别 LLC PDU 是命令或响应。 控制字段、信息字段。 5、LLC 协议的型和类 LLC 为服务访问点间的数据通信定义了两种操作:型操作， LLC 间交换 PDU 不需要建立数据链路连接，这些 PDU 不被确认，也没有流量控制和差错 恢复。 型操作，两个 LLC 间交换带信息的 PDU 之间，必须先建立数据链路连 接，正常的通信包括，从源 LLC 到目的 LLC 发送带有信息的 PDU，它由相反 方向上的 PDU 所确认。 LLC 的类型:第 1 类型，LLC 只支持型操作;第 2 类型，LLC 既支持 型操作，也支持型操作。 6、LLC 协议的元素 控制字段的三种格式:带编号的信息帧传输、带编号的监视帧传输、无 编号控制传输、无编号信息传输。 带编号的信息帧传输和带编号的监视帧传输只能用于型操作。 无编号控制传输和无编号信息传输可用于型或型操作， 但不能同时 用。 信息帧用来发送数据，监视帧用来作回答响应和流控。 七、CSMA/CD 介质访问控制协议 1、MAC 服务规范三种原语 MA-DATA.request 、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm 2、介质访问控制的帧结构 CSMA/CD 的MAC 帧由8 个字段组成:前导码;帧起始定界符SFD;帧的源和 目的地址 DA、SA;表示信息字段长度的字段;逻辑连接控制帧 LLC;填充的字 段 PAD;帧检验序列字段 FCS。 前导码:包含 7 个字节，每个字节为 10101010，它用于使 PLS 电路和收 到的帧定时达到稳态同步。 帧起始定界符:字段是 10101011 序列，它紧跟在前导码后，表示一幅帧 的开始。 帧检验序列:发送和接收算法两者都使用循环冗余检验(CRC)来产生 FCS 字段的 CRC 值。 3、介质访问控制方法 IEEE802.3 标准提供了介质访问控制子层的功能说明，有两个主要的功 能:数据封装(发送和接收)，完成成帧(帧定界、帧同步)、编址(源和目的地 址处理)、差错检测(物理介质传输差错的检测);介质访问管理，完成介质分 配避免冲突和解决争用处理冲突。 八、标记环介质访问控制协议 标记环局域网协议标准包括四个部分:逻辑链路控制 LLC、介质访问控 制 MAC、物理层 PHY 和传输介质。 1、IEEE802.5 规定了后面三个部分的标准。LLC 和 MAC 等效于 OSI 的第 二层(数据链路层)，PHY 相当于 OSI 的第一层(物理层)。LLC 使用 MAC 子层 的服务，提供网络层的服务，MAC 控制介质访问，PHY 负责和物理介质接口。 2、介质访问控制帧结构 标记环有两个基本格式:标记和帧。在 IEEE802.5 中帧的传输是从最高 位开始一位一位发送，而 IEEE802.3 和 IEEE802.4 正好相反，帧的传输是从 最低位开始一位一位发送的， 这一点对于不同协议的局域网互连时要进行转 换。 3、介质访问控制方法 (1)帧发送:对环中物理介质的访问系采用沿环传递一个标记的方法来 控制。取得标记的站具有发送一帧或一系列帧的机会。 (2)标记发送:在完成帧发送后，该站就要查看本站地址是否在 SA 字段 中返回，若未查看到，则该站就发送填充，否则就发送标记。标记发送后， 该站仍留在发送状态，起到该站发送的所有的帧从环上移去为止。 (3)帧接收:若帧的类型比特表示为 MAC 帧， 则控制比特由环上所有的站 进行解释。如果帧的 DA 字段与站的单地址、相关组地址或广播地址匹配， 则把 FC、DA、SA、INFO 以及 FS 字段拷贝入接收缓冲区中，并随后转送至适 当子层。 (4)优先权操作:访问控制字段中的优先权比特PPP和预约比特RRR配合 工作，使环中服务优先权与环上准备发送的 PDU 最高优先级匹配。 九、快速以太网 1、快速以太网的类型 快速以太网(Fast Ethernet)是一个新的 IEEE 局域网标准，于 1995 年 由原来制定的以太网标准的 IEEE802.3 工作组完成。快速以太网正式名为 100Base-T。 共享介质快速以太网和传统以太网采用同样的介质访问控制协议 CSMA/CD 所有的介质访问控制算法不变，只是将有关的时间参量加速 10 倍。 快速以太网的三种标准:100Base-4、100Base-TX、100Base-FX 快速以太网的产品: 适配器:一边是总线结构，将数据传送至主机、中继器或 HUB;另一边接 到所选的介质，可以是双绞线、光纤，或者是一个介质独立接口 MII，MII 是用来连接外部收发器用的，其功能类似于以太网的 AUI。 HUB:可分为共享机制的中继器和交换机制的交换器。 十、基于交换技术的网络 1、交换网结构 交换技术的两种主要应用形式是:折叠式主干网和高速服务器联接。 2、全双工以太网 全双工运行在交换器之间，以及交换器和服务器之间，是和交换器一起 工作的链路特性，它使数据流在链路中同时两个方向流动，不是所有收发器 都支持它的全双工功能。 在下列情况下全双工最有用: (1)在服务器和交换器之间。这是目前全双工应用最普遍的配置。 (2)在两个交换器之间。 (3)在远离的两个交换器之间。 3、多媒体 多媒体的应用基于 MPEG、JPEG、H.261 等视频压缩算法。 缺点:是由网络缓存产生的延迟，一方面为了平滑抖动数据要插入足够 的缓存，另一方面缓存又不能太大，以至引起无法接受的视频延迟。 对视频应用的低延迟需求有四种解决方案:(1)采用 10Mbps 交换器(2) 采用 100Mbps 中继器(3)用 100Mbps 的交换器(4)采用流控技术 4、千兆位以太网 千兆位以太网也有铜线及光缆两种标准。 铜线标准 1000Base-CX，最大传输距离，25 英尺，并需用 150 欧姆的屏 蔽双绞线 STP， 光缆标准 1000Base-SX，850nm 的短波长，300m 传输距离。 1000Base-LX，1300nm 的波长，550m 传输距离。 十一、ATM 局域网 十二、无线局域网 1、IEEE802.11 体系结构 无线 LAN 最小构成模块是基本服务集 BSS，它由一些运行相同 MAC 协议 和争用同一共享介质的站点组成。 一个扩展服务集 ESS 由两个或更多的通过 分布系统互连的 BSS 组成。 2、基于移动性，无线 LAN 定义了三种站点: (1)不迁移，这种站点的位置是固定的或者只是在某一个 BSS 的通信站 点的通信范围内移动。 (2)BSS 迁移，站点从某个 ESS 的 BSS 迁移到同一个 ESS 的另一个 BSS。 如果进行数据传输，就需要具备寻址功能以便识别站点的新位置。 (3)ESS 迁移，站点从某个 ESS 的 BSS 迁移到另一个 ESS 的 BSS。服受到 破坏。 3、物理介质规范 (1)红外线:数据率为 1Mbps 或 2Mbps，波长在 850nm 和 950nm 之间。 (2)直接序列扩展频谱:运行在 2.4GHzISM 频带。最多有 7 个通道，每个 通道的数据率为 1Mbps 或 2Mbps。 (3)频率跳动扩展频谱:运行在 2.4GHzISM 频带，在研究之中。 4、介质访问控制 IEEE802.11 形成的一个 MAC 算法称为 DFWMAC 分布式基础无线 MAC，它 提供分布式访问控制机制，处于其上的是一个任选的中央访问控制协议。 (1)在 MAC 层的靠下面是的分布式协调功能子层 DCF，采用争用算法， 为所有通信提供访问控制，一般异步通信采用 DCF。 (2)在 MAC 层的靠上面是点协调功能 PCF，采用中央 MAC 算法，提供无 争用服务。 5、分布协议功能 DCF 子层采用简单的 CSMA 算法。DCF 没有冲突检测功能，为了保证算法 的顺利和公平，采用了一系列的延迟，相当于一种优先权机制。首先考虑称 为帧间空隙 IFS 的简单延迟。 十三、城域网 城域网是在 5Km-100Km 的地理覆盖范围内， 以高的传输速率充分支持数 据、声音和图像综合业务传输的一种通信结构网络。它以光纤为主要传输介 质，其传输率为 100Mbps 或更高。IEEE802.6 分布式队列双总线 DQDB 为城 域网的标准。 第 4 章 广域网技术 主要内容:1、公共交换电话网 PSTN 2、综合业务数字网 ISDN 3、分组交换网 X.25 4、帧中继网 FR 5、异步转移模式网 ATM 6、数字数据网 DDN 7、移动通信及卫星通信网 GSM 8、线缆调制解调器 Cable Modem 9、数字用户线 XDSL 一、电话网 公用交换电话网 PSTN 是向公众提供电话通信服务的一种通信网。电话 通信网主要提供电话通信服务，同时还可提供非话音的数据通信服务。 1、计算机交换分机 CBX 采用数字电话:可以建立综合声音/数据工作站 分布式结构:具有分布智能的多级或网关结构的多路形状的可靠性提 高。 非阻塞结构:所有电话和设备都有专门的指定端口。 CBX 的结构:核心是某种数字开关网络。开关负责对数字信号流进行操 作和交换，数字开关网络由某些空分和时分交换级组成。接到形状的是一级 接口单元，通过接口单元访问外界或外界可访问接口单元。通常接口单元完 成同步时分多路复用功能，以适应多个输入线。另一方面，为了达到全双工 操作，单元要用两条线与开关相连。 二、点到点通信 1、点到点的通信主要适用于两种情况:(1)是成千上万组织有各种局域 网，每个局域网含有多众多主机和一些联网设备以及连接至外部的路由器， 通过点到点的租线和远地路由器相连;(2)是成千上万用户在家里使用调制 解调器和拨号电话线连接到 internet，这是点到点连接的最主要应用。 2、串行 IP 协议(SLIP) SLIP 是 1984 年制定的，协议文本描述为 RFC1055。 工作过程:当工作站发送 IP 分组时， 在帧的末尾带一个专门的标志字节 (OXCO)，如果在 IP 分组中含有同样的标志字节，则加两个填充字节(OXDB、 OXDC)于后，如果 IP 分组中含有 OXDB，则加同样的填充字节。 存在的问题:(1)这种协议无任何检错和纠错功能;(2)只支持 IP 分 组;(3)每一方需要知道另一方面的 IP 地址， 且在设置是不能动态赋给 IP 地 址;(4)不提供任何的身份验证;(5)未被接受为 internet 标准。 3、点对点协议(PPP) PPP 由 internet IETF 成立了一个组来制定的数据链路，描述于 RFC1661。 主要功能:成帧的方法可清楚地区分帧的结束和下一帧起始，帧格式还 处理差错检测;链路控制协议 LCP 用于启动线路、测试、任选功能的协商以 及关闭连接;网络层任选功能的协商方法独立于使用的网络层协议，因此可 适用于不同的网络控制协议 NCP。 工作过程:(1)PC 通过调制解调器呼叫 ISP 路由器，然后路由器一边的 调制解调器响应电话呼叫，建立一个物理连接。(2)接着 PC 对路由器发送一 系列的 LCP 分组，用这些分组以及其响应来选择所用的 PPP 参数。(3)当双 方协商一致后，PC 发送一系列的 NCP 分组以配置网络层(NCP 的功能就是动 态分配 IP 地址)PC 就成为一个 internet 主机， 可以发送和接收 IP 分组。 (4) 当 PC 用户完成发送、 接收功能后不需要再联网时 NCP 用来断开网络层连接， 并且释放 IP 地址，然后 LCP 断开链路层连接。(5)最后 PC 通知调制解调器 断开电话，释放物理层连接。 三、综合业务数字网 ISDN 综合业务数字网 ISDN 是由国际电报电话咨询委员会 CCITT 和各国标准 化组织开发的一组标准，这些标准将决定用户设备到全局网络的联接，使之 能方便地用数字形式处理声音、数据和图像通信。ISDN 提供了各种服务访 问，提供开放的标准接口，提供端到端的数字连接，用户通过公共通道、 端 到端的信令实现灵活的智能控制。 1、ISDN 的系统结构 NT1:网络终端设备，不仅起到了接插板的作用，它还包括网络管理、 测 试、维护和性能监视等。是一个物理层设备。 NT2:是计算机的交换分机 CBX，NT1 和 NT2 连接，并对各种得以和、终 端以及其他设备提供真正的接口。 CCITT 为 ISDN 定义了四个参考点:R、S、T、U。U 参考点连接 ISDN