2023年全国计算机三级资料.doc

三级教程——网络技术

第一某些 基本知识
一、 计算机概述
1.计算机特点
　　高速自动进行信息解决电子设备，它能按照人们预先编写程序对输入数据进行解决、存储、传送，从而输出有用信息或知识，　
2.计算机发展阶段
　　计算机发展5个阶段：
　　（1）大型主机阶段： 重要电子管时代
　　（2）小型计算机阶段：晶体管时代
　　（3）微型计算机阶段：大规模集成电路时代
　　（4）客户机/服务器阶段： 网络阶段
　　（5）Internet阶段：从APPANET开始到Internet阶段
3.计算机应用领域
　　（1）科学计算 （2）事务解决 （3）过程控制 （4）辅助工程
（5） 人工智能 （6）多媒体应用

二、 计算机硬件系统
1.计算机硬件分类
　　服务器：提供服务计算机。解决器体系构造有三种：复杂指令集（CISC）,精简指令集（RISC），超长指令字（VLIW）。
　　工作站：面向计算机辅助设计等应用领域高性能计算机。
　　台式机：微型计算机（或个人计算机）。
　　笔记本：便携机或移动PC机。
手持设备：掌上电脑或亚笔记本。
2.计算机配备
　　不同计算机基本上分为：
　　解决器：双核解决器，服务器工作站可采用各种CPU。
　　内存：1M～几十G
　　硬盘：几十到几百G以上
　　缓存：一级或二级缓存，容量1M左右
　　光驱：CD-ROM DVD 等，具有不同倍速
　　显卡：具有显示内存容量，支持颜色辨别率等
　　网卡：以太网卡
操作系统：windows，unix，linux等
3.计算机技术指标
　　字长：计算机寄存器字长。8，16，32，64等。1字节=8bit，1word=16bit ，计算机只辨认0和1，称为二进制。
　　速度：每秒钟解决指令数目。运算速度与施工频率关于，有时用主频衡量CPU速度。
　　容量：内存和外存之分。内存必须。单位有1K=1024,1M=1024K,1G=1024M
　　数据传播率： 单位bps，每秒钟传送bit位数。
　　可靠性：无端障时间越长，修复故障时间越短，可靠性越高。
产品名称与版本：普通版本不能做技术指标，但由于计算机行业发展快，高版本普通性能优于低版本。
4.微解决器技术特点
　　（1）超标量技术
　　通过内置多条流水线同步执行各种解决，其实质是以空间换时间。
　　（2）超流水线技术
　　通过细化流水，提高主频，在一种周期内完毕一种或各种操作，实质是以时间换空间。
　　（3）分支预测
　　通过设立分支目的缓冲器，动态预测分支转移状况，使得流水线吞吐率能保持较高水平。
　　（4）双高速缓存哈佛构造：指令与数据分开。
　　两个缓存，一种用于存指令，一种用于存数据，提高访问缓存命中率。
　　（5）固化惯用指令。惯用指令用硬件实现
　　（6）增强64位数据总线。内部32位，但与存储器之间外部总线增为64位。
（7）采用PCI原则局部总线，重要用于解决I/O瓶颈问题。
（8）错误检测以及功能冗余检查技术
　　内部错误检测采用偶检查，冗余判断系统与否浮现异常。
　　（9）内置能源效率技术
　　系统不工作时进入睡眠模式，在几种毫秒时间内可进入全速运营状态。
　　（10）支持多重解决
　　多CPU，支持并行解决技术中最惯用体系构造。
5.主板与插卡
　　（1）主板构成：
　　CPU，存储器，总线，插槽以及电源。
　　（2）主板分类
　　可按不同角度分类，如：
　　CPU插座分类：Socket 7、slot 1主板等；
　　按芯片集分类：TX主板，LX主板，BX主板等
　　（3）网卡
　　网卡是组网核心部件也叫适配卡。
　　功能：实现与主机总线通信连接，解释并执行主机控制指令；实现链路层功能（形成帧，差错校验，发送接受等）；实现物理层功能（传播驱动，信号侦听与接受等）

三、计算机软件系统
　　（1）软件基本概念
　　软件是程序以及开发、使用和维护程序所需要所有文档总和。
　　（2）软件分类
　　按用途分类：系统软件和应用软件
　　按授权分类：商业软件、共享软件、自由软件。
　　（3）软件开发
生命周期分3段：筹划阶段、开发阶段、运营阶段。每个阶段可分为若干子段。

四、多媒体系统
　　（1）多媒体概念
　　媒体是信息载体，是信息传递与存储基本手段和工具。分为传播信息载体和存储信息载体。
　　多媒体技术：对文本、声音、图像等多媒体信息通过计算机进行数字化采集、解决、传播、存储、播放一体化集成技术。
　　（2）多媒体构成
　　计算机至少应具有：CD-ROM ，语音模仿与数字转换（A/D 和D/A），高清显示屏，数据压缩和解压缩功能。
　（3）数据压缩与解压缩技术
　　多媒体信息中有何多冗余数据，去掉冗余数据即压缩。
　　压缩办法种类：
　　按图像与否有差别分： 无损压缩和有损压缩。
　　按压缩原理分类：熵编码（无损压缩），源编码（有损压缩）和混合编码。
　　编码办法：
　　a.信息熵编码：只压缩冗余而不损害信息熵。典型办法有哈夫曼编码、游程编码、算术编码等。
　　b.预测编码法：去除相邻像素之间有关性和冗余性，只对新信息进行编码。典型办法有：微分脉码调制（DPCM）等
　　c.变换编码法：将给定图像信号进行某种函数变换。如傅立叶变换，离散余弦变换等
　　d.矢量量化编码法：对数据分组，每组构成一种矢量，以矢量为单位进行量化。
预测编码，变换编码，矢量编码都是有损编码即属于源编码。
（4） 国际压缩原则：
　　a. JPEG：静止图像压缩国际原则。适合于连续色调，多级灰度，单色或彩色静止图像数字压缩编码。
　　b. MPEG:运动图像压缩国际原则。普通涉及三某些MPEG视频，MPEG音频，MPEG系统。需要考虑音频视频同步。
　　c. 国际电信联盟ITU-T关于视频编码H.26x系列建议。涉及H.261～H.264。H.261目的是在ISDN上开展电视电话会议。
（5）超媒体与流媒体
　　超文本：非线性组织，每个文本一种结点，通过链接有关内容和其他结点实现浏览离散信息。
　　超媒体：当信息不限于文本形式时，称为超媒体。构成有两某些：结点和链接。结点：表达信息基本单位；链接：建立结点之间信息联系指针。
　　流媒体：流式媒体。对多媒体文献边下载，边播放传播技术称为流媒体技术。
　　流媒体特点：连续性，实时性，时序性。
　　流媒体服务模式：C/S模式和P2P模式。
　　（6）多媒体应用软件
　　分类：多媒体播放软件和多媒体制作软件。
　　播放软件：Windows media play，real play等。
　　制作软件：
　　文字编辑软件：如word
　　图像解决软件：photoshop ，coreldraw等
　　动画制作软件：cool 3D ，3D Studio MAX 等
　　音频解决软件：real jukebox等
　　视频解决软件：movie maker等
　　多媒体创作软件：authorware等

第二某些 网络技术基本

一、 计算机网络形成与发展
1.计算机网络发展阶段
　　（1）独立发展计算机技术与通信技术结合。奠定了计算机网络理论基本。
　　（2）ARPANET与分组互换技术发展，奠定了互联网基本。
　　（3）各种广域网、局域网和公用分组互换网络发展，网络体系构造与网络协议原则化。国际原则化组织（ISO）制定了开放系统参照模型（OSI）。
　　（4）Internet、高速通信网络、无线网络与网络安全技术应用。
2. 计算机网络形成
　　（1） 由一台中央主机通过通信线路连接大量地理上分散终端，构成面向终端通信网络，终端分时访问中心计算机资源，中心计算机将解决成果返回终端。
　　（2）20世纪60年代中期，浮现了多台计算机通过通信系统互连系统，开创了“计算机——计算机”通信时代，这样分布在不同地点且具有独立功能计算机就可以通过通信线路，彼此之间互换数据、传递信息。
　　（3） ARPANET发展以及OSI制定，使各种不同网络互联、互相通信变为现实，实现了更大范畴内计算机资源共享。
　　Internet是覆盖全球信息基本设施之一，顾客可以运用Internet实现全球范畴信息传播、信息查询、电子邮件、语音与图像通信服务等功能。
　　广域网分为资源子网和通信子网。
3. 网络体系构造与协议原则化
　　在计算机网络发展第三阶段，浮现了诸多不同网络，导致网络之间通信困难。迫切需要统一网络体系构造和统一网络协议。
　　ISO制定了OSI参照模型，作为国际认可原则模型。
　　TCP/IP协议以及体系构造早于OSI参照模型，因而TCP/IP协议与体系构造也是业内公认原则。
4. 互联网应用与高速网络技术发展
　　（1）互联网高速发展
　　互联网不仅是一种资源共享、数据通信和信息查询手段，逐渐成为人们理解世界、讨论问题、休闲、学术研究、商贸、教导甚至军事活动等重要领域。
　　（2）信息高速公路
　　高速网络技术重要体当前：异步传播模式（ATM），宽带综合业务数字网（B-ISDN），高速局域网，互换局域网，虚拟网络与无线网络。
　　（3）基于WEB技术互联应用发展
　　Web技术浮现使网站数量和网络通信量呈指数增长。
　　（4）基于P2P技术应用技术发展
　　区别于C/S构造，对等（P2P）网络淡化了服务提供者和服务使用者界线，扩大了网络资源范畴和深度。
　　（5）网络安全技术发展
　　计算机网络犯罪，使得网络必要具有足够安全机制，防止信息被非法窃取、破坏与泄露。
5. 宽带城域网发展
　　宽带城域网与老式通信网络在概念和技术上发生了很大变化，重要体当前如下几种方面：
　　老式局域网、城域网与广域网在技术上界线模糊
　　老式电信传播技术与计算机网络技术界线越来越模糊
　　老式电信服务与互联网应用界线越来越模糊
　　电信传播网、计算机网络与广播电视网络技术界线越来越模糊
　　宽带城域网核心技术是：核心互换网和接入网。

二、计算机网络基本概念
1. 计算机网络定义
　　所谓计算机网络，就是把分布在不同地理区域计算机与专门外部设备用通信线路互连成一种规模大、功能强网络系统,从而使众多计算机可以以便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。
　　计算机网络是当代通信技术与计算机技术相结合产物。
　　其基本特性体当前三个方面：
　　（1）资源共享
　　（2）不同地理位置“自治计算机”
　　（3）计算机之间必要遵守共同网络协议
2. 计算机网络分类
　　计算机网络分类原则诸多，如按拓扑构造、应用协议、传播介质、数据互换方式等等。如按网络覆盖范畴可以将网络分为局域网、广域网、城域网；按拓扑构造分类有总线网、树型网、星型网、环型网、网状网；按传播方式分为点对点传播和广播式传播等。
　　（1）按覆盖范畴分类：
　　局域网： 普通用微型计算机通过高速通信线路相连，数据传播速率较快，普通在10 Mbit/s以上，误码率较低。但其覆盖范畴有限，是一种小地理区域（例如：办公室、大楼和方圆几公里远地区）内专用网络。局域网从介质访问控制办法来看可分为共享式介质和互换式局域网。
　　城域网：介于局域网和广域网之间高速计算机网络。
广域网：是远距离、大范畴计算机网络，覆盖范畴普通是几十公里～几千公里辽阔地理区域，其　　
（2）按拓扑构造分类
　　网络拓扑构造：计算机网络几何图形表达。
　　广播式网络是指一种公共信道被各种网络结点共享，相应网络拓扑构造有总线、树型、环型、无线通信与卫星通信。
　　点对点线路是指每个物理线路链接两个结点。相应拓扑构造有星型、环型、树型与网状。
重要作用是实现远距离计算机之间数据传播和信息共享，并且通信线路大多租用公用通信网络（如公用电话网PSTN）。广域网从逻辑功能上分为通信子网和资源子网。
3. 计算机网络传播特性参数
　　（1）数据数据传播速率
　　每秒钟传播二进制比特数。单位bir/s或bps。
　　记作： s=1/T (bps)
　　T为传送1bit所需要时间。
　　单位变换时普通省略24进行记录，如下：1Kbps=1000bps，1Mbps=1000Kbps，1Gbps=1000Mbps，1Tbps=1000Gbps
　　带宽与速率关系：
　　奈奎斯特给出没有噪声时带宽与最大传播速率之间关系：
　　Rmax=2*B
　　Rmax：最大数据传播速率。B通信信道带宽（频率）单位HZ。
　　香农给出了有随机热噪声时带宽与数据传播速率之间关系：
　　Rmax= B*LOG2(1+S/N)
　　S/N信噪比（信号与噪声功率比）单位是分贝。
　　（2）误码率
　　二进制码元在数据传播过程中被传错概率，其近似值为：
　　Pe= Ne/N
　　N为传播二进制码元总数，Ne为被传错码元数。
　　误码率应注意如下问题：
　　误码率是衡量数据传播系统正常工作状态下传播可靠性参数。
　　对于实际传播系统，不能笼统地说误码率越低越好，要依照实际状况衡量。
　　实际传播系统，假如不是传播二进制码元，需要折合成二进制码元计算。
误码率具有随机性，实际测量时只有测试二进制码元越大，才会接近真正误码率。

三、 分组互换技术基本概念
1.电路互换基本概念
　　通信子网互换方式中分为两类：电路互换和存储转发互换。
　　存储转发互换分为保温存储转发互换（报文互换）和报文分组存储转发互换（分组互换）。
　　电路互换分为三个阶段：
　　（1）线路建立：两台主机要传播数据，一方面通过子网建立两台主机之间线路连接。
　　（2）数据传播：线路连接后，可以实现实时、双向互换数据。
　　（3）线路释放：数据传播结束后，原点想目主机发送释放祈求，目批准后逐渐释放连接。
　　线路互换长处：实时性强，适应于交互式会话通信。
　　线路互换缺陷：对突发性通信不适应，系统效率低，不具有存储数据能力，不具有差错控制能力。
2. 存储转发互换特点
　　与线路互换特点区别：
　　（1）发送数据与目地址、源地址、控制信息按照一定格式构成一种数据单元（报文或报文分组）进入通信子网 。
　　（2）通信子网结点是通信控制解决机，它负责完毕数据单元接受、差错检查、存储、途径选取和转发功能。
　　转发数据单位分为两种：报文和分组。
　　报文：数据长度不限，增长目地址、源地址与控制信息构成一种逻辑单元。
　　分组：限制报文长度，源结点需要将报文提成各种分组，发送结束后，由目结点按顺序重新组织成报文。
　　存储转发长处：共享信道，线路运用率高；路由选取功能，提高系统效率；每个路由可进行差错检查和纠错解决，提高系统可靠性；路由器实现不同通信速率转换，也可对不同数据代码格式进行转换。
3. 数据报方式与虚电路方式
　　（1）数据报方式
　　分组传播前不需要预先在源与目之间建立连接，源主机发送每一种分组都可以独立选取一条传播途径，每个分组可以在通信子网中通过不同途径传播到达目地。
　　具体环节：
　　源主机将报文提成若干个分组，发送给直接相连解决机，收到解决机存储分组；
　　每个收到分组解决机都进行差错检查，然后收到分组解决机向发送解决机返还确认信息。
　　假如分组发送对的，源解决机丢弃副本然后进行途径选取发送给下一种解决机。
　　假如分组发送错误，则规定重发；
　　直到到达目地。
　　数据报特点：各分组可按不同途径发送；到达目地分组也许有乱序、丢失等现象；每个分组要涉及目和源地址；传播延迟较大。
　　（2）虚电路方式
　　分组发送前，在发送方和接受方建立逻辑连接。因此虚电路工作过程分为3个阶段：虚电路建立、数据传播、虚电路拆除。
　　虚电路特点：
　　每次分组传播前，需要在源和目之间建立逻辑连接；
　　所有分组按统一建立虚电路传播，不会浮现乱序和丢失现象；
　　分组通过每一种结点时，结点只要差错检查，不需要途径选取；
　　通信子网中每一种结点可以与任何结点建立多条虚电路。
虚电路与线路互换区别：虚电路在传播分组时建立虚连接，这种电路不是专用；而电路互换连接是物理连接，是独占。

四、 网络体系构造与网络协议基本概念
1. 网络体系构造基本概念
　　网络协议：为网络数据互换而制定规则，商定与原则。
　　重要有三要素：
　　语法：规定顾客数据与控制信息构造和格式；
　　语义：规定需要发出何种控制信息以及完毕动作与作出响应；
　　时序：对事件实现顺序具体阐明。
　　网络体系系构造：对计算机网络应完毕功能精拟定义。
　　体系构造是抽象，而实现是具体，是可以运营某些硬件和软件。体系构造采用层次构造。
　　层次构造好处：
　　·各层之间互相独立
　　·灵活性好
　　·各层都可以采用最适当技术实现，各层实现技术部影响其他层
　　·易于实现和维护
　　·有助于增进原则化
2. ISO/OSI参照模型
　　（1）OSI参照模型概念
　　OSI中采用三级抽象：体系构造、服务定义和协议规格阐明。
　　体系构造：定义了层次构造、层次之间互有关系以及各层所涉及也许服务，是对网络内部构造最精炼概括与描述。
　　服务定义：具体阐明了各层所提供服务。通过接口提供应更高一层。同步还定义了层与层之间接口和各层所使用原语，但不涉及接口实现。
　　协议规格阐明：精拟定义了应当发送什么控制信息，以及应当用什么样过程解释这个控制信息。协议规程阐明具有最严格约束。
　　OSI参照模型仅仅是抽象描述，或者说是一种制定原则时所使用框架。
　　（2）OSI参照模型构造以及各层重要功能
　　OSI分7层：物理层、数据链路层、网络层、传播层、会话层、表达层、应用层。
　　物理层：运用物理传播介质为数据链路层提供物理连接，以便透明传播比特流。
　　数据链路层：在物理提供比特流传播服务基本上，在通信实体之间建立数据链路连接，传送以帧为单位数据，并具有差错控制和流量控制功能。
　　网络层：通过路由选取算法，为分组通过选取最恰当途径。需要实现途径选取、拥塞控制与网络互联功能。
　　传播层：向顾客提供可靠端到端服务，透明传播报文，它向高层屏蔽了下层功能，是体系构造中最核心一层。
　　会话层：组织两个会话进程之间通信，并管理数据互换。
　　表达层：解决两个通信系统中互换信息表达方式。涉及格式转换、数据加密解密、数据压缩与数据恢复等功能。
　　应用层：拟定进程之间通信性质，以满足顾客需要。
3.TCP/IP参照模型与协议
　　TCP/IP协议特点：
　　开放协议原则，独立于特定计算机硬件和操作系统
　　独立于特定网络硬件，可以在局域网、广域网和互联网中
　　统一地址分派方案，使得每台网络中计算机具有唯一地址
　　原则化高层协议，可提供各种可靠顾客服务。
　　TCP/IP参照模型与层次
　　主机-网络层、互联层、传播层和应用层。
　　与OSI模型相应：
　　主机-网络层 物理层和数据链路层
　　互联层 网络层
　　传播层 传播层
　　应用层 会话层 表达层 应用层

　　TCP/IP主机-网络层实现了OSI模型中物理和链路层功能。
　　TCP/IP互联层功能重要体当前3个方面：
　　解决来自传播层分组发送祈求
　　解决接受数据报
　　解决互联途径、流控与拥塞问题
　　传播层实现应用进程间端到端通信，具有两个协议：TCP和UDP协议。
　　TCP :是一种可靠面向连接协议，允许将一台主机字节流无差错地传送到目主机。
　　UDP：不可靠无连接协议。不规定分组顺序到达目地。
应用层重要协议有：远程登录协议（Telnet），文献传播协议（FTP），简朴邮件传播协议（SMTP）, 域名服务（DNS）,路由信息协议（RIP），网络文献协议（NFS）,超文本传播协议（HTTP）等。

五、 互联网应用发展
1.基于WEB应用发展
　　WEB技术浮现使互联网从最初重要由计算机专家和大学生使用，变为一种被广泛使用信息交流工具；同步使得网站数量和网路通信量呈指数增长，已经广泛应用于电子政务、电子商务、远程教导与信息服务等领域，并有继续扩大趋势。
2.搜索引擎技术发展
　　搜索引擎是运营在WEB上应用系统软件，是对网络上大量资源建立索引并提供检索服务应用软件。
3.博客技术应用
　　博客（blog）指以文章形式在互联网上实现信息共享，是基于互联网数字广播技术之一。
4.网络电视应用
　　网络电视（IPTV）通过宽带IP网络传播，可以实现与顾客互动点播，同步可以以便地将老式电视与WWW、E-MAIL等互联网结合起来。
5. P2P技术应用
　　P2P网络中每一台计算机既可以作为网络服务使用者，又可以作为网络服务提供者。
1.宽带无线接入技术与IEEE802.16原则
　　IEEE802.16无线城域网原则，可提供2～155Mbps带宽，宽带无线接入分为移动接入和固定接入。
　　2.无线局域网与IEEE802.11原则
　　IEEE802.11原则以微波、激光与红外线等作为传播介质，实现移动计算机网络中移动结点物理层与数据链路层功能。
3. 蓝牙技术与IEEE802.15原则
蓝牙技术是无线自组网应用，IEEE802.15是以蓝牙规范为基本，制定短距离、低功耗无线通信原则。

第三某些 局域网基本
一、 局域网与城域网基本概念
1.决定局域网与城域网三要素
　　局域网发展设分迅速，将一种都市范畴内大量局域网互联起来又推动了城域网发展。
　　决定局域网与城域网特点三要数是：
　　网络拓扑构造
　　传播介质
　　介质访问控制办法。
2. 局域网拓扑构造类型与特点
　　局域网与广域网重要区别是覆盖地理范畴不同，因而其基本通信机制与广域网完全不同：局域网采用共享介质与互换方式，广域网采用存储转发。
　　局域网在传播介质、介质访问控制办法上形成了自己特点。其重要网络拓扑构造分为：总线型、环型与星型。网络介质重要采用双绞线、同轴电缆与光纤等。
总线拓扑：

　介质访问控制办法：共享介质方式。
长处：构造简朴、容易实现、易于扩展、可靠性好。
特点：
　　所有结点都通过网卡连接到公共传播介质总线上
　　总线普通采用双绞线或同轴电缆
　　所有结点通过总线发送或接受数据
　　由于各种结点共享介质，因而会有冲突浮现，导致传播失败
　　必要解决介质访问控制问题
　　共享介质解决3个问题：哪个结点发送数据？发送时与否有冲突？有冲突如何解决？

环型网络拓扑构造：

环型网络拓扑是结点间通过网卡运用点到点线路连接形成闭合环型。环中数据沿着同一种方向逐站传播。
　　环型构造中，各种站点共享一条环通路，为了拟定哪个结点可以发送数据，同样需要进行介质访问控制。
　　环型构造普通采用分布式控制办法，环中每个结点都要执行发送和接受控制逻辑。

3.传播介质类型和介质访问控制办法：
　　局域网介质类型：同轴电缆、双绞线、光纤和无线通道。
　　局域网介质访问控制办法：
　　IEEE802.2原则定义了共享介质局域网有如下3类:
带冲突检测载波侦听多路访问（CSMA/CD）----总线网
令牌总线（token bus） -------总线网
令牌环（token ring）----------环型网
4. IEEE802参照模型
　　IEEE802(局域网原则委员会)，专门从事局域网原则化工作。重点是解决局部范畴内计算机组网问题。研究者只需要面对OSI模型中数据链路层和物理层，网络层及以上高层不属于局域网协议研究范畴。
　　局域网领域中有典型三种技术：以太网、令牌总线和令牌环。
　　数据链路层功能复杂，设计者将链路层分为两某些：
　　LLC （逻辑链路控制子层）和 MAC（介质访问控制子层）。
　　解决方案：不同局域网在LLC中必要使用相似协议。LLC子层与传播介质和介质访问控制办法无关。
　　在MAC子层和物理层中不同局域网可以采用不同协议。
5. IEEE802原则
　　IEEE802原则规定了局域网中不同层次（数据链路层和物理层）中原则。
　　可简朴分为3类：
定义局域网体系构造、网络互连、网络管理与性能测试IEEE802.1
定义逻辑链路控制（LLC）功能与服务IEEE802.2原则。
定义不同介质访问控制技术有关原则。
802.1
802.1 网间互连
如下图：

二、 以太网
1.以太网发展
　　1976年7月，Bob在ALOHA网络基本上，提出总线型局域网设计思想，并提出冲突检测、载波侦听与随机后退延迟算法，将这种局域网命名为以太网（Ethernet）。
　　以太网核心技术是：
　　介质访问控制办法CDMA/CD.
　　这种办法解决了多结点共享公用总线问题。
　　初期以太网传播介质是同轴电缆，后用双绞线，再后用光纤。
2.以太网帧构造与工作流程
（1）以太网数据发送流程
　　冲突：各种站点同步运用总线发送数据，导致数据接受不对的。
　　总线网没有控制中心，假如一种站点发送数据帧，以广播方式通过总线发送，每一种站点都能收到数据帧，其他站点也可以同步发送，因而冲突不可避免。
　　实现公共传播介质控制方略，需要解决问题是：
　　载波侦听，冲突检测，冲突后解决办法。
　　CSMA/CD发送流程可简朴概括为：先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发。
如下图：

初
始
化
发
送
数
据
是
否
出
现
冲
突
?
强
化
冲
突
放
弃
发
送
数
据
是
否
发
送
完
毕
?
结
束
冲
突
检
测
载波侦听
随机延迟后重发数据
是
否
是
否

CSMA/CD工作过程示意图
（a）载波侦听
结点运用总线发送数据时，一方面侦听总线与否空闲，以太网规定发送数据采用曼彻斯特编码。判断总线与否空闲可以判断总线上与否有电平跳变。不发生跳变总线空闲。此时假如有结点已准备好发送数据，可以启动发送。
（b）冲突检测办法
载波侦听不能完全消除冲突，因素是数字信号是以一定速率传播。例如：结点A发送数据帧时，离她1000m距离结点在一定期间延迟后才干收到数据帧，此时间段内假如B也发送数据，导致冲突。
从物理层上看，冲突时各种信号叠加，导致波形不同于任何结点波形信号。
解决方案：结点A发送数据前，先发送侦听信号，假如侦听信号在最大距离传播时间2倍时，没有冲突信号浮现，结点A必然获得总线访问权。
冲突信号延迟时间=2*D/V
其中：D是结点到最远结点距离，V表达信号传播速度，信号来回时间为延迟时间。
进行冲突检测办法有两种：比较法和编码违例法。
比较法：将发送信号波形与从总线上接受信号比较，假如不同阐明有冲突。
违例编码法：检查总线上波形与否符合曼彻斯特编码规则，不符合阐明有冲突。
（c）冲突解决方案
发现冲突，停止发送
假如发送数据过程中检测出冲突，为解决信道争用冲突，发送结点停止发送，随机延迟后重发流程。
随机延迟后重发第一步：发送冲突加强信号，目是延续冲突连续时间，使得网络中所有结点都能检测出冲突存在，并及时丢弃冲突帧，提高信道运用率。
随机延迟重发
以太网协议规定每帧最大重发次数不得超过16次，若超过则认为线路故障。
为公平解决信道争用问题，需要拟定后退延迟算法。典型CSMA/CD采用二进制指数退避算法，退避延迟时间计算为：
t=2k×R×a
其中：a是冲突窗口大小，R是随机数，k为冲突次数，定义k最大值，一旦k是最大值时是最后一次发送。每次延迟时间都会依照公式求出。
二、以太网
以太网中任何结点都需要通过CSMA/CD办法争取总线使用权，从准备发送到成功发送时间不拟定。因而又称为随机争用介质访问控制办法。简朴易实现。
PA： 前同步码 - 10101010序列，用于使接受方与发送方同步
SFD： 帧首定界 -- 10101011
DA： 目MAC地址； SA： 源MAC地址
LEN：数据长度（数据某些字节数）（0-1500B）
Type： 类型。高层协议标记
LLC PDU+pad -- 至少46字节，最多1500字节
Pad：填充字段，保证帧长不少于64字节(若Data域≥46字节，则无Pad)
FCS： 帧校验序列（CRC-32）
7 1 2/6 2/6 2 46-1500 4 字节
（2）以太网帧构造

（3）以太网接受流程
假如一种结点运用总线成功发送数据，其他结点都应当处在接受状态。所有结点只要不发送数据，就应当处在接受状态。
一种结点接受帧，一方面判断帧长度。（规定了最小长度，若小与最小长度，冲突，丢弃该帧，结点重新进入接受状态）
假如没有冲突，结点接受帧后一方面检查帧目地址。（目地址单一地址或组地址或广播地址，属于自己则保存，否则丢弃）
地址匹配后确认是自己应当接受帧，进一步进行CRC校验。
假如校验对的，则进一步检测LLC数据长度与否对的。犯错则报告”帧长度错“，否则报告”成功接受”，进入结束状态。
假如检查犯错，一方面判断该帧与否是8为整数倍，是，表达没有丢失位，则记录”帧检查错“，否则报告”帧位错“，进入结束状态。
以太网协议将接受犯错分为3类：帧检查错、帧长度错与帧位错。
3.以太网实现办法
a.每个站点都可以接受到所有来自其她站点数据
b.为决定那个站点接受，需要寻址机制来标记目站点
c.目站点将该帧复制，其她站点则丢弃该帧
B
C
A
B
C
A
B
C
A
B
C
A
A
(1)C 发现总线空闲
(2)C发送帧，目地址为A
(3)B 忽视该帧
(4)A复制该帧
A
终端电阻
FCS
PA
SA
LEN
SFD
DA
LLC PDU
Pad

4.以网物理地址
a.IEEE802原则为每个DTE规定了一种48位全局地址，它是站点全球唯一标记符，与其物理位置无关。——MAC地址（物理地址）
b.MAC地址为6字节（48位）。
c.MAC地址前3个字节（高24位）由IEEE统一分派给厂商，低24位由厂商分派给每一块网卡。
d.网卡MAC地址可以认为就是该网卡所在站点MAC地址。
三、高速局域网工作原理
1.高速局域网研究办法
　　老式局域网技术建立在”共享介质“基本上，网中所有结点共享一条公共传播介质，典型控制办法有：CSMA/CD、令牌环和令牌总线。
　　介质访问控制办法使得每个节点都可以”公平“使用公共传播介质，假如网络中结点数目增多，每个结点分派带宽将越来越少，冲突和重发现象将大量增长，网络效率急剧下降，数据传播延迟增长，网络服务质量下降。
　　解决方案：
　　（1）增长公共线路带宽。长处：仍然是局域网保护顾客已有投资。
　　（2）将大型局域网划提成若干个用网桥或路由连接子网。
　　长处：每个子网作为小型局域网，隔离子网间通信量，提高网络安全性。
　　（3）将共享介质改为互换介质
　　长处：互换式局域网设备是互换机，可以在各种端口之间建立各种并发连接。互换方式浮现后，局域网分为：共享式和互换式局域网。
2.迅速以太网
　　以太网采用相似帧格式，同样介质访问控制与组网办法，将速率从10Mbps提高10倍到100Mbps。解决办法只要在MAC子层使用CSMA/CD，在物理层进行必要调节，定义新物理层原则。形成迅速以太网原则IEEE802.3u。
　　100base-T原则定义了介质独立接口，它将MAC子层与物理层隔开，传播介质和信号编码方式变化不会影响MAC子层。
　　100BASE-T关于传播介质原则重要有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1对用来发送，1对用来接受，是全双工系统，每个结点可同步以100Mbps发送和接受数据。
（2）100base-T4：支持4对3类非屏蔽双绞线，其中3对用于数据传播，1对用于冲突检测。
（3）100base-FX：支持2芯单模或多模光纤，重要用于高速主干网，从结点到集线器距离可达2km。是全双工系统。
3.千兆以太网
　　在电视会议、三维图形与高清楚图像应用中，需要使用更高带宽局域网。
　　设想方案：
（1）桌面10M,部门采用迅速以太网100M，公司级采用1G千兆以太网。
（2）将既有网络连入到ATM网上，异构网络连接。
　　IEEE802.3z原则定义了千兆网原则。
　　办法：
　　在物理层做某些必要调节，定义了1000BASE-T原则。支持各种传播介质。
　　4种原则：
（1）1000base-T:5类非屏蔽双绞线，距离100m。
（2）1000base-CX：屏蔽双绞线，长可到25m。
（3）1000base-LX：使用波长1300nm单模光纤，长可3000m。
（4）1000base-SX：波长850nm多模光纤，长可300～550m。
延伸到万兆以太网，使用光纤做传播介质。不存在争用问题，不再使用CSMA/CD协议。

四、互换式局域网与虚拟局域网
1.互换式局域网基本构造
（1）互换机基本概念
　　互换机可以有各种端口，每个端口可以连接一种结点，也可连接共享介质集线器（HUB）；实现各种端口并发连接和各种节点并发传播。互换机普通针对某种局域网设计，互换式局域网核心设备是局域网互换机。
（2）互换机特点
　　低互换延迟
　　支持不同传播速率和工作模式（互换机端口支持不同传播速率，互换机可完毕不同端口速率之间转换）
　　支持虚拟局域网服务（互换式局域网是虚拟局域网基本）
2.局域网互换机工作原理
　　互换机需要建立端标语/MAC地址映射表，某台计算机发送数据时，运用帧目地址，通过映射表找到相应端标语，将数据从一种端口送到另一种端口。
　　核心问题：
（1）互换机如何懂得哪个结点连接哪个端口？
（2）当结点从互换机一种端口转移到另一种端口时，互换机如何来修改地址映射表？
　　互换机通过”地址学习“办法获得。
　　 “地址学习”是指通过读取帧源地址并记录互换机端标语；在得到端标语与MAC地址相应关系后，互换机检查端标语/MAC地址映射表与否存在相应关系，假如存在就更新该表项纪录，假如没有就加入到地址映射表中。
　　互换机加入或更新端标语/MAC地址映射表时，加入或更新表项增长一种计时器，当计时器溢出前没有再次捕获到该端口与MAC相应关系，将该表项删除。通过删除过时表项，互换机维持一种精确端标语/MAC地址映射表。
（3）互换机帧转发方式
　　以太网互换机帧转发方式涉及3类：
a.直通互换方式
　　互换机只要接受帧并检测目地址，就及时将该帧转发出去，不用判断与否犯错。帧犯错检测由结点完毕。长处：互换延迟短；缺陷：缺少检错，不支持不同速率端口之间帧转发。
b.存储转发互换方式
　　互换机需要完整接受帧并进行差错检