计算机网络原理-串讲

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,计算机网络原理,串讲,参考教材：,一、谢希仁著：,计算机网络,二、吴功宜著：,计算机网络,串讲内容：,一、计算机网络基本概念,二、计算机网络的体系结构（,OSI,和,TCP/IP,）,三、物理层主要内容,四、数据链路层主要内容,五、网络层主要内容,六、传输层主要内容,七、应用层主要服务,八,.,常见的局域网技术,九,.,常见实用组网技术介绍,一、计算机网络的发展,1,、计算机网络发展的四个阶段,（,1,）面向终端的计算机网络,（,2,）计算机,-,计算机网络,（,3,）开发式标准化网络,（,4,）因特网的广泛应用与高速网络技术的发展,2,、三大网络,电信业务网、广播电视网、计算机网,3,、未来网络发展趋势,宽带网络、全光网络、多媒体网络、移动网络、下一代网络,第一章 计算机网络概述,二、计算机网络的基本概念,1,、计算机网络的定义,2,、计算机网络的组成,（,1,）资源子网：负责信息处理，由主机和终端组成；,（,2,）通信子网：负责全网中的信息传递，由网络节点和通信链路组成。,3,、计算机网络的功能,硬件资源共享、软件资源共享、用户间信息交换,4,、计算机网络的应用,第一章 计算机网络概述,三、计算机网络的分类,1,、按照拓扑结构分类,（,1,）点,-,点线路通信子网的拓扑结构：星形、环形、树形、网状形。,（,2,）广播信道通信子网的拓扑结构：总线形、树形、环形、无线通信与,卫星通信型。,2,、按照网络的交换方式分类,电路交换网、报文交换网和分组交换网,3,、按照网络的覆盖范围进行分类,局域网、广域网、城域网,4,、按照网络的传输技术分类,广播式和点对点网络,第一章 计算机网络概述,四、计算机网络的标准化,1,、国际标准化组织：,ISO,2,、国际电信联盟（,ITU,）,3,、美国国家标准局（,NBS,）,4,、美国国家标准学会（,ANSI,）,5,、欧洲计算机制造商协会（,ECMA,）,6,、,Internet,组织机构,（,1,）,IAB,：因特网体系结构局,（,2,）,IETF,：因特网工程特别任务组,（,3,）,IESG,：,Internet,工程指导小组推荐标准,第一章 计算机网络概述,一、网络的分层体系结构,1,、协议的要素,（,1,）语义：涉及用于协调与差错处理的控制信息。,（,2,）语法：涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。,（,3,）定时：涉及速度匹配和排序等。,2,、分层体系结构,（,1,）层次结构的优点,（,2,）体系结构定义：计算机网络各层次结构模型及其协议的集合。,（,3,）计算机网络层次结构的要点,（,4,）层次划分的原则,第二章 计算机网络体系结构,二、,OSI/RM,开放系统互连参考模型,1,、,OSI,包括了体系结构、服务定义和协议规范三级抽象,2,、,OSI,参考模型七层结构：,物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层,3,、各层的主要功能,（,1,）物理层：使原始的数据比特流能在物理介质上传输。,（,2,）数据链路层：通过校验、确认和反馈重发等手段，将不可靠的物理,链路改造成对网络层来说是无差错的数据链路， 以帧为单位进行传输。,（,3,）网络层：进行路由选择和流量控制。以网络协议数据单元（通常称为分组）为单位进行传输。,（,4,）传输层：提供了端到端的透明数据传输服务，处理端到端的差错控制和流量控制问题。,第二章 计算机网络体系结构,二、,OSI/RM,开放系统互连参考模型,（,5,）会话层：负责在两个会话层实体之间进行对话连接的建立和拆除。,（,6,）表示层：为上层用户提供共同的数据或信息语法表示变换。,（,7,）应用层：是开放系统互连环境的最高层。,3,、面向连接服务和无连接服务,（,1,）通信服务类型：面向连接服务和无连接服务,（,2,）确认和重传机制,（,3,）服务类型和服务质量,面向连接与确认服务,面向连接与不确认服务,无连接与确认服务,无连接与不确认服务,第二章 计算机网络体系结构,三、,TCP/IP,参考模型,1,、,TCP/IP,特点,2,、,TCP/IP,参考模型的层次,主机,-,网络层、互连层、传输层、应用层,3,、,TCP/IP,参考模型各层主要功能,主机,-,网络层：,TCP/IP,参考模型的最底层，是,TCP/CP,的实现基础,互连层：提供端到端的分组分发功能和很多扩充功能,传输层：负责应用进程之间的端,-,端通信,应用层：提供了高层服务。,第二章 计算机网络体系结构,三、,TCP/IP,参考模型,4,、,TCP/IP,参考模型各层主要协议簇,（,1,）主机,-,网络层：各种通信网、,TCP/IP,之间的接口和物理网络协议,（,2,）互连层：,IP,、,ICMP,、,ARP,、,RARP,（,3,）传输层：,TCP,、,UDP,（,4,）应用层：,SMTP,、,DNS,、,FTP,、,TELNET,、,HTTP,、,DHCP,第二章 计算机网络体系结构,四、,OSI/RM,与,TCP/IP,的对比,1,、相同点,（,1,）两者都是以协议栈为基础，并且协议栈中的协议彼此相互独立,。,（,2,）两者都采用了层次结构的概念，各个层的功能也大体相似。,2,、不同点,（,1,）层次结构不同,（,2,）无连接和面向连接的通信范围不同,3,、,OSI,模型和协议的缺点,4,、,TCP/IP,模型和协议的缺点,第二章 计算机网络体系结构,一、物理层接口与协议,1,、物理层规定的特性,机械特性、电气特性、功能特性、规程特性,2,、物理层定义,ISO,的定义和,ITU,的定义,3,、,DTE,的定义：,数据终端设备，是对属于用户所有的连网设备或工作站的统称,4,、,DCE,的定义 ：,数据电路终接设备或数据通信设备，是对为用户提供入网连接点的网络设备的统称。,第三章 物理层,一、物理层接口与协议,5,、物理层的功能和提供的服务,（,1,）机械特性的规定,（,2,）电气特性的规定,（,3,）信号的功能特性的规定,（,4,）规程特性的规定,6,、物理层常见的协议,（,1,）,EIA RS-232C,接口标准,：,RS,232C,标准接口只控制,DTE,与,DCE,之间的通信,（,2,）,EIA RS-449,接口标准,（,3,）,RS-422,接口标准,（,4,）,RS-423,接口标准,第三章 物理层,二、传输介质,1,、传输介质的类型,有线介质（双绞线、同轴电缆、光纤）、无线介质（无线电、微波、红外、激光）,2,、传输介质的特性对网络数据通信质量的影响。,3,、双绞线：,STP,、,UTP,4,、同轴电缆：基带（粗缆和细缆）和宽带,5,、光纤,（,1,）光源的类型：发光二极管和注入型激光二极管,（,2,）光纤的波长范围,第三章 物理层,二、传输介质,6,、无线传输介质：,无线电波,微波,红外线,可见光,7,、传输介质的选择,网络拓扑结构、实际需要的通信容量、可靠性要求、能承受的价格范围,第三章 物理层,三、数据通信技术,1,、通信信道,（,1,）数据传输速率的定义和计算,每秒能传输的二进制信息位数,单位为位,/,秒（,bits per second,），记作,bps,或,b/s,R=1/T*Log,2,N,（,bps,）,（,2,）信号传输速率（码元速率、调制速率或波特率）定义和计算,单位时间内通过信道传输的码元个数，也就是信号经调制后的传输速率,单位为波特（,Baud,）。,B=1/T,（,Baud,）,第三章 物理层,三、数据通信技术,1,、通信信道,（,3,）数据传输速率和波特率的关系,R=B*Log,2,N,（,bps,）,（,4,）信道容量的定义,信道容量表征一个信道传输数据的能力 ，单位为位,/,秒（,bps,）。,（,5,）信道容量与数据传输速率的区别,（,6,）奈奎斯特（,Nyquist,）定理,B=2*H H,是信道的带宽，单位为,Hz,C=2*H*Log,2,N,第三章 物理层,三、数据通信技术,1,、通信信道,（,7,）计算机信道容量的香农公式,C=H*Log,2,（,1+S/N,）（,bps,）,（,8,）误码率的表示方法,（,9,）通信方式的分类,并行通信,串行通信：单工、半双工、全双工,第三章 物理层,三、数据通信技术,2,、模拟数据通信和数字数据通信,（,1,）数据的定义和分类,（,2,）信号的定义和分类,（,3,）信息的定义,（,4,）信源和信宿的定义,（,5,）信道的定义,3,、多路复用技术,（,1,）多路复用技术的定义,第三章 物理层,三、数据通信技术,3,、多路复用技术,（,2,）常用的多路复用技术,频分多路复用,FDM,（,Frequency Division Multiplexing,）,时分多路复用,TDM,（,Time Division Multiplexing,）,波分多路复用,WDM(Wavelength Division Multiplexing),。,（,3,）频分多路复用技术的工作原理和使用条件,（,4,）时分多路复用技术,时分多路复用技术的工作原理和使用条件,T1,载波帧结构：速率为,1.554Mbps,E1,载波帧结构：速率为,2.048Mbps,（,5,）波分多路复用技术的工作原理和使用条件,第三章 物理层,三、数据通信技术,4,、异步传输和同步传输,（,1,）异步传输的工作原理和特征,（,2,）同步传输的分类：面向字符和面向为,（,3,）面向字符的工作原理,（,4,）面向位的工作原理,第三章 物理层,四、数据编码,1,、数据编码技术,（,1,）数字数据的数字信号编码,单极性不归零码、双极性不归零码、不归零码,NRZ,（,Non Return to Zero,） 、单极性归零码 、双极性归零码,（,2,）不归零编码规则,用负电压代表,“,0,”,正电压代表,“,1,”,。,第三章 物理层,四、数据编码,1,、数据编码技术,（,3,）曼彻斯特编码编码规则,每比特的周期,T,分为前后两个相等的部分。,前半周期传送该码元值的,“,反码,”,，后半周期传送该码元值的,“,原码,”,。,（,4,）差分曼彻斯特编码编码规则,若本码元值为,“,0,”,，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相反。,若本码元值为,“,1,”,，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相同。,第三章 物理层,四、数据编码,练一练：对,“,01001011,”,数据进行数字信号编码,第三章 物理层,四、数据编码,2,、模拟数据的数字信号编码,-,脉码调制,PCM,（,1,）采样定理,Fs,（,= 1/Ts,）,2Fmax,或,Fs 2Bs,式中,Ts,为采样周期，,Bs,（,= Fmax- Fmin,）为原始信号的带宽。,（,2,）,模拟信号数字化的转换过程：,采样：以采样频率,Fs,把模拟信号的值采出；,量化：使连续模拟信号变为时间轴上的离散值，也就是分级的过程，把采样的值按量级,“,取整,”,得到的是一个不连续的值；,编码：将离散值编成一定位数的二进制数码。,第三章 物理层,四、数据编码,3,、,雕制解调器,（,1,）传输线路存在的问题,衰减、延迟畸变、噪声,（,2,）模拟用户线路的调制解调器,调幅工作原理,调频工作原理,调相工作原理,（,3,）各种正交振幅调制（,QAM,）的工作原理和性能,QPSK,、,QAM-16,、,QAM-64,（,4,）数字用户线路,ADSL,工作原理、性能和特点,第三章 物理层,五、数据交换技术,1,、数据交换技术分类,电路交换、报文交换、分组交换,2,、电路交换技术的工作原理和特点,3,、报文交换的工作原理和特点,4,、分组交换的分类、工作原理和特点,5,、交换技术的对比,第三章 物理层,一、数据链路层功能,1,、数据链路层最基本功能,2,、,帧同步功能,（,1,）使用字符填充的首尾定界符法,（,2,）使用比特填充的首尾标志法,（,3,）比特填充法,（,4,）违法编码法,(5),字节计数法,第四章 数据链路层,一、数据链路层功能,3,、差错控制功能,4,、流量控制功能,（,1,）最常用的流量控制方案,停止等待方案,滑动窗口机制。,（,2,） 停止等待方案 工作原理,（,3,）滑动窗口机制的工作原理,5,、链路管理的定义和功能,第四章 数据链路层,二、差错控制,1,、差错控制的定义,2,、差错产生的原因,-,噪声,3,、噪声的分类,信道固有的、持续存在的随机热噪声，引起的差错称为随机错；,由外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声，引起的差错称为突发错,4.,差错检测的主要任务：,差错控制编码、差错校验。,5,、,差错控制编码过程,6,、差错校验过程,第四章 数据链路层,二、差错控制,7,、利用差错控制编码来进行差错控制的方法分类,自动请求重发,ARQ,（,Automatic Repeat reQuest,）,前向纠错,FEC,（,Forward Error Correction,）,8,、差错控制编码的分类 ：检错码 、纠错码,9,、编码效率,R,的计算方法,R = K/N = K/,（,K + R,）,10,、常用的差错控制编码方法,奇偶校验码、循环冗余码、海明码,11,、奇偶校验码的编码规则和编码效率的计算,第四章 数据链路层,二、差错控制,12,、,循环冗余码,CRC-,多项式码的计算,（,1,）在发送端编码和接收端校验时，利用事先约定生成多项式,G,（,X,）。,（,2,）,G,（,X,）为一个特定的,r,次多项式（其最高项,X,r,的系数恒为,1,）,（,3,）,k,位要发送的信息位可对应于一个（,k-1,）次多项式,K,（,X,）；,（,4,）,r,位冗余位则对应于一个（,r-1,）次多项式,R,（,X,）；,（,5,）由,k,位信息位后面加上,r,位冗余位组成的,n = k + r,位码字则对应于一个（,n-1,）次多项式,T,（,X,）,= XrK,（,X,）,+ R,（,X,）。,（,6,）,R,（,X,）的获取方法然后用,XrK,（,X,）去除以,G,（,X,），得到的余式就是。,-,采用模,2,除法,第四章 数据链路层,二、差错控制,练一练：,若,K,（,X,）,= X,6,+ X,4,+ X,3,+1,（即信息位为,1011001,），若,G,（,X,）,= X,4,+ X,3,+1,（对应代码,11001,），求冗余位。,答案：,取,r = 4,，则,X,4,K,（,X,）,= X,10,+ X,8,+ X,7,+ X,4,（对应代码为）；,其由模,2,除法求余式,R,（,X,）的过程所示如下：,第四章 数据链路层,二、差错控制, ）,得到的最后余数为,1010,，这就是冗余位，对应,R,（,X,）,= X,3,+ X,。,第四章 数据链路层,三、基本数据链路协议,1,、停等协议的工作原理,2,、顺序接收管道协议,-,连续重发请求,（,1,）工作过程,（,2,）基于窗口机制的流量控制方法,基于窗口机制的流量控制方法来限制发送方已发出而未被确认的帧数目。,发送方的发送窗口指示已发送但尚未确认的帧序号。,接收方类似地也有接收窗口，它指示允许接收的帧的序号。,3,、选择重传协议的工作原理,第四章 数据链路层,三、基本数据链路协议,4,、若从滑动窗口的观点来统一看，三种协议的差别：,停等： 发送窗口,= 1,，接收窗口,= 1,；,Go-back-N,：发送窗口, 1,，接收窗口,= 1,；,选择重传： 发送窗口, 1,，接收窗口, 1,。,第四章 数据链路层,四、链路控制规程,1,、链路控制协议分类 ：异步协议和同步协议,2,、同步协议分类,面向字符的同步协议,面向比特的同步协议,面向字节计数的同步协议,3,、,.,面向字符的同步协议,BSC,（,1,）常用的传输控制字符,（,2,）报文的分类和组成,第四章 数据链路层,四、链路控制规程,4,、高级数据链路控制协议,HDLC,（,1,）特点,（,2,）操作方式,（,3,）,HDLC,的帧格式,（,4,）,HDLC,的帧类型,信息帧（,I,帧）、监控帧（,S,帧）、无编号帧（,U,帧）,第四章 数据链路层,五、因特网的数据链路层协议,1,、因特网上使用的链路层协议：,串行线路,IP,协议,(SLIP,Serial Line IP),点到点协议,(PPP,Point-to-Point Protocol),。,2,、,SLIP,协议 的功能,3,、,PPP,协议的功能,第四章 数据链路层,一、通信子网的操作方式和网络层提供的服务,1,、网络层功能,路由选择、拥塞控制、网际互连,2,、通信子网向端系统提供的服务类型,虚电路（,virtual circuit,）、数据报（,datagram,）,3,、虚电路的操作方式和服务,4,、数据报操作方式和服务,5,、数据报和虚电路的对比,第五章网络层,二、路由选择,1,、路由选择 定义,网络节点在收到一个分组后，要确定向下一节点传送的路径，,这就是路由选择,2,、路由选择包括的基本操作,最佳路径的判定、,网间信息包的传送（交换）。,3,、路由选择算法 的分类,动态路由选择算法、静态路由选择算法,4,、静态路由选择的分类,最短路由选择算法、扩散法,-,泛射路由选择法、基于流量的路由选择算法。,第五章网络层,二、路由选择,5,、常用静态路由选择算法的基本内容,6,、常见的动态路由选择算法,距离矢量路由算法、链路状态路由算法,7,、常用动态路由选择算法的基本内容,8,、移动主机的路由选择,9,、广播路由选择,10,、多播路由选择,第五章网络层,三、拥塞控制,1,、拥塞现象定义,2,、拥塞控制的必要性,拥塞会造成网络吞吐量、网络性能的下降，必须进行控制,3,、拥塞发生的原因 ：分组过多，路由器处理缓慢,4,、拥塞控制的通用原则,（,1,）拥塞控制问题解决的方案 ：开环的、闭环的,（,2,）开环控制的方案,（,3,）闭环控制的方案,5,、拥塞预防策略,数据链路层策略、网络层策略、传输层策略,第五章网络层,三、拥塞控制,6,、虚电路子网中的拥塞控制,准入控制,谨慎地选择路由，使所有新的虚电路都绕开有问题的区域,进行资源预留,7,、数据报子网中的拥塞控制,警告位,抑制分组,逐跳（,hop-by-hop,）抑制分组,第五章网络层,四、服务质量,1,、集成服务,2,、区分服务,3,、标签交换,4,、,MPLS -,多协议标签交换协议,第五章网络层,五、网络互连,1,、网际互连的目的,2,、网间连接器的分类：,（,1,）转发器（,Repeater,）：是一种低层次设备，实现网络物理层的连接。,（,2,）网桥（,Bridge,）：提供数据链路层上的协议转换，在不同或相同的局域网之间存储和转发帧。,（,3,）路由器（,Router,）：作用于网络层，提供网络层上的协议转换，在不同的网络之间存储和转发分组。,（,4,）网关（,Gateway,）：提供传输层及传输层以上各层间的协议转换，又称协议转换器。,第五章网络层,五、网络互连,3,、网桥（,Bridge,）的作用,4,、网桥基本工作原理,5,、网桥的分类,透明网桥 、源路由选择网桥,6,、网络互连协议,（,1,）路由信息协议,RIP,（,2,）开放最短路径优先协议,OSPF,链路拓扑 ：点到点网络 、广播网络 、非广播方式的网络,OSPF,协议过程,第五章网络层,五、网络互连,6,、网络互连设备,（,1,）网桥,（,2,）路由器,路由器和网桥的区别,路由器的主要服务功能,路由器的基本工作原理,（,3,）网关,第五章网络层,六、因特网的互连层协议,1,、,IP,协议,（,1,）互连网协议,IP,（,Internet Protocol,）的功能,主要用于负责,IP,寻址、路由选择和,IP,数据包的分割和组装。,（,2,）,IP,的基本任务,（,3,）,IP,数据报头,2,、,ARP,协议 ：将,IP,地址转换为相应物理网络地址,3,、反向地址转换协议,RARP,：将物理网络地址转换为,IP,地址,4,、互连网控制报文协议,ICMP,5,、因特网组管理协议,IGMP,第五章网络层,一、传输层基本概念,1,、传输实体,2,、网络地址与传输地址的关系,（,1,）网际层地址是,IP,地址，即可以到达主机的地址；,（,2,）传输层地址是主机上的某个进程使用的端口的地址。,3,、传输层使用的两者传输服务,面向连接服务 和非连接服务,4,、传输协议的要素,（,1,）寻址,传输地址：按照,IP,地址找到的目标主机再根据主机端口号确定该进程的端口。,编址方式 ：分级结构 、平面结构,第六章 传输层,一、传输层基本概念,4,、传输协议的要素,（,2,）建立连接,采用一种称为三次握手的算法，并增加某些条件来解决最后确认问题。,（,3,）释放连接,5,、传输层的主要目的,6,、传输层所处的地位,7,、传输层的主要功能,第六章 传输层,二、传输控制协议,1,、,TCP,提供的服务主要特征。,2,、,TCP,的段结构 。,3,、,TCP,端口号,TCP,段结构中端口地址是,16,比特，可以有从,00 00065 535,范围的端口号。,（,1,）端口号小于,256,的定义为常用端口，服务器一般都是通过常用端口号来识别的。,（,2,）客户端通常对他所使用的端口号并不关心，只需保证该端口号在本机上是唯一的就可以了。,（,3,）大多数,TCP/IP,实现给临时端口分配,1 0245 000,之间的端口号。,（,4,）大于,5 000,的端口号是为其他服务器预留的（,Internet,上并不常用的服务）。,第六章 传输层,二、传输控制协议,4,、,TCP,连接管理 ：建立、维护和释放连接的过程。,5,、,TCP,滑动窗口控制,（,1,）,TCP,中的滑动窗口管理的特点,（,2,）,TCP,中的滑动窗口的管理,6,、,TCP,重传策略,（,1,）,TCP,重传策略,（,2,）重传策略的关键技术,-,定时器初值的设定。,7,、,TCP,拥塞控制,（,1,）造成拥塞现象的原因 ：网络容量与接受方容量,（,2,）,TCP,拥塞控制,（,3,）拥塞窗口的大小的确定,第六章 传输层,三、用户数据报传输协议,1,、,UDP,提供的服务具有以下主要特征,2,、,UDP,的段结构,3,、,UDP,的端口号,第六章 传输层,一、域名系统,1,、,IP,地址,（,1,）,IP,地址定义,（,2,）,IP,地址的表示,（,3,）,IP,地址组成,IP,地址由网络标识和主机标识两部分组成,（,4,）常用的,IP,地址类型,A,类地址：,0.0.0.0, ，分配给具有大量主机的网络使用,B,类地址：,128.0.0.0, ，分配给规模中等的网络使用,C,类地址：,192.0.0.0, ，分配给小型局域网使用,第七章 应用层,一、域名系统,2,、子网掩码,（,1,）作用,（,2,）表示方法,（,3,）不同类型网络的子网掩码,A,类网络的子网掩码：,B,类网络的子网掩码：,C,类网络的子网掩码：,3,、域名定义 ：字符形式的,IP,地址，即域名（,Domain Name,）,4,、域名解析系统,DNS,的作用,实现域名和,IP,地址之间的转换机制,第七章 应用层,一、域名系统,5,、域名组成,6,、域名设置规则,7,、域名解析原理,8,、因特网上不同类型的域名服务器。,本地域名服务器（,Local Name Server,）,根域名服务器（,Root Name Server,）,授权域名服务器（,Authoritative Name Server,）,第七章 应用层,二、电子邮件,1,、邮件服务器使用的协议,简单邮件传输协议,SMTP,（,Simple Mail Transfer Protocol,）,邮局协议,POP,（,Post Office Protocol,）,因特网邮件存取协议,IMAP,（,Internet Mail Access Protocol,）,2,、,SMTP,的特点,3,、邮局协议,POP,的特点,4,、,Internet,消息访问协议,IMAP,的特点,第七章 应用层,三、万维网,1,、,WWW,的工作模式：客户机,/,服务器（,Client/Server,）,2,、,WWW,具体的工作原理,在客户端，建立连接，用户使用浏览器向,Web,服务器发送浏览信息请求。,Web,服务器接收到请求，并向浏览器返回所请求的信息。,关闭连接,3,、,HTML,：超文本标记语言,4,、,HTTP,：超文本传输协议,HTTP,是客户端浏览器和,Web,服务器之间的应用层通信协议,第七章 应用层,三、万维网,5,、,URL,的完整格式,协议：,/,主机名或,IP,地址：端口号,/,路径名,/,文件名,6,、文件传输协议：,FTP,7,、远程登录协议：,Telnet,8,、电子公告板系统：,BBS,第七章 应用层,一、介质访问控制子层,1,、广播信道的分配策略,静态分配策略：频分多路复用 、步时分多路复用,动态分配策略 ：随机访问、控制访问,2,、静态分配策略的主要内容,3,、动态分配策略的主要内容,4,、介质访问控制协议的分类,争用协议：纯,ALOHA,、时分,ALOHA,、载波监听多路访问,(CSMA),协议,无冲突协议：位图协议 、二进制倒计数协议,有限争用协议（,Limited,Contention Protocol,）,第八章 局域网技术,一、介质访问控制子层,5,、载波监听多路访问,(Carrier Sense Multiple Access,，,CSMA),协议 分类,（,1,）,1-,坚持,CSMA,（,2,）非坚持,CSMA,（,3,）,p,坚持,CSMA,（,4,）带有冲突检测的,CSMA,6,、数据帧的最小帧长计算,Lmin,slot timeR (2S/0.7C+2tPHY)R,其中,C,为光速，,0.7C,是电信号在介质上的传播速率,;,S,为网络中两个节点间的最大间距，,tPHY,为信号在物理层的处理延迟 ,R:,传输速率,7,、二进制指数退避的算法规则,第八章 局域网技术,二、,IEEE 802,标准与局域网,1,、,IEEE 802,参考模型的层次结构,物理层,数据链路层：分成介质访问控制,MAC,和逻辑链路控制,LLC,两个子层,网际层,2,、,IEEE 802,标准主要内容,3,、逻辑链路控制子层,（,1,）,LLC,子层负责工作,（,2,）连接服务,4,、,IEEE 802.3,：,CSMA/CD,（,1,）,IEEE 802.3,物理层规范,数据传输速率（,Mbps,）,信号方式,最大段长度（百米）,第八章 局域网技术,二、,IEEE 802,标准与局域网,4,、,IEEE 802.3,：,CSMA/CD,（,1,）,IEEE 802.3,物理层规范,数据传输速率（,Mbps,）,信号方式,最大段长度（百米）,10 BASE 2,、,10 BASE 5,、,10 BASE T,5,、,CSMA/CD,总线的实现模型,6,、,IEEE 802.3 MAC,帧格式,7,、,IEEE 802.3 MAC,子层的功能,数据封装、介质访问管理,8,、,IEEE 802.4,：令牌总线 的工作原理,9,、,IEEE 802.5,：令牌环的工作原理,第八章 局域网技术,二、,IEEE 802,标准与局域网,10,、环长的比特度量,环的比特长度,=,信号传播时延,数据传输速率,+,接口延迟位数,11,、令牌环的特点,12,、,IEEE 802.5,令牌环,MAC,帧格式 ：令牌帧和数据帧,13,、令牌环局域网协议 组成,逻辑链路控制、介质访问控制、物理层（,PHY,）、传输介质,14,、令牌环的介质访问控制功能,15,、,IEEE 802.3,、,IEEE 802.4,与,IEEE 802.5,的比较,16,、,IEEE 802.6,：分布队列双总线,- DQDB,（,1,）基本结构,（,2,）工作过程,第八章 局域网技术,三、高速局域网,1,、,FDDI,环网,（,1,）性能,（,2,）数据编码,-4B/5B,的代码,（,3,）,FDDI MAC,帧格式,2,、快速以太网,（,1,）介质访问控制方法,（,2,）物理层,包含三种介质选项：,100BASE-TX,、,100BASE-FX,和,100BASE-T4,3,、千兆位以太网,（,1,）千兆以太网的物理层协议,包括,1000BASE-SX,、,1000BASE-LX,、,1000BASE-CX,和,1000BASE-T,等标准。,第八章 局域网技术,三、高速局域网,3,、千兆位以太网,（,2,）千兆以太网的,MAC,子层的功能,包括,1000BASE-SX,、,1000BASE-LX,、,1000BASE-CX,和,1000BASE-T,等标准。,（,3,）千兆以太网的帧结构,其最大帧长为,1518,字节，最小帧长为,46,字节,（,4,）千兆以太网的特点,4,、万兆以太网帧结构,5,、万兆以太网的特性,6,、交换型以太网 的特点,第八章 局域网技术,四、无线局域网技术,1,、无线局域网的特点,2,、无线局域网的硬件设备,无线网卡 、无线,AP,、无线天线,3,、无线局域网协议分类,IEEE 802.11,系列标准 、欧洲的,HiperLAN,4,、,IEEE802.11,物理层实现方式,5,、,CSMA/CA,协议,（,1,）含义 ：载波监听多路访问,/,冲突防止协议,（,2,）工作过程,当客户端接收到网络上返回的确认信号才确认送出的数据已经到达目的。,6,、,IEEE 802.11,系列标准,第八章 局域网技术,五、局域网操作系统,1,、局域网操作系统的定义,2,、局域网操作系统的基本任务,3,、局域网操作系统分类,面向任务型局域网操作系统,通用型局域网操作系统,4,、局域网操作系统的基本服务功能,文件服务、打印服务 、数据库服务 、通信服务 、信息服务 、分布式服务,5,、典型局域网操作系统,（,1,）,NetWare,（,2,）,UNIX,（,3,）,Windows NT,第八章 局域网技术,一、分组交换技术,1,、,X.25,协议 功能和格式,2,、帧中继的基本原理 、特点和格式,3,、帧中继的应用,（,1,）局域网的互连。,（,2,）语音传输。,（,3,）文件传输。,第九章 局域网技术,二、异步传输模式,1,、,ATM,的定义与功能,2,、,ATM,的特征,（,1,）基于信元的分组交换技术,TM,仍然采用分组交换技术，,ATM,网络中传输的分组称为信元（,cell,）。,ATM,的信元具有固定的长度，即总是,53,个字节。,其中,5,个字节是信头（,header,），,48,个字节是信息段。,（,2,）快速交换技术,（,3,）,ATM,网络环境,ATM,网络：由,ATM,交换机和传输介质组成,ATM,终端用户：,ATM,网络的用户设备，可以是主机（工作站、服务器等）、互连设备,第九章 局域网技术,二、异步传输模式,3,、,ATM,的层次结构,ATM,包含了,OSI,低三层的功能,从数据流的角度出发，,ATM,网络主要含物理层和数据链路层,ATM,物理层划分为两个子层：物理介质子层和传输汇聚子层,数据链路层被划分为两个子层：,ATM,适配子层（,AAL,）和,ATM,子层。,4,、,ATM,的工作方式,第九章 局域网技术,三、第三层交换技术,1,、传统的网络互连设备的局限性,（,1,）网桥,（,2,）路由器,（,3,）交换机,2,、第三层交换技术的引入,结合交换技术和路由技术的新的网络互连技术，就是第三层交换技术（,Layer 3 Switching,），简称,L3,交换。,3,、,L3,交换解决方案类型,基于核心模型,基于边缘多层混合交换模型,4,、局域网,L3,交换技术 ：,FastIP,技术 、,NetFlow,技术,5,、广域网,L3,交换技术,Tag Switching,第九章 局域网技术,四、虚拟局域网技术,1,、虚拟局域网 定义,通过路由和交换设备在网络的物理拓扑结构基础上建立的逻辑网络。,2,、 建立虚拟局域网的交换技术,端口交换、帧交换、信元交换,3,、虚拟局域网的划分方法,按交换端口号划分,VLAN,按,MAC,地址划分,VLAN,按第三层协议划分,VLAN,4,、虚拟局域网的互连方式,（,1,）边界路由,（,2,）“独臂”路由器,（,3,）,MPOA,路由,（,4,）第三层交换,第九章 局域网技术,五、虚拟专用网,VPN,1,、虚拟专用网,VPN,的定义,依靠,ISP,和其它,NSP,，在公用网络中建立专用的数据通信网络的技术。,2,、,VPN,的特点,（,1,）安全保障,（,2,）服务质量保证（,QoS,）,（,3,）可扩充性和灵活性,（,4,）可管理性,3,、,VPN,的安全技术,（,1,）隧道技术,（,2,）加解密技术,（,3,）密钥管理技术,（,4,）使用者与设备身份认证技术,第九章 局域网技术,六、计算机网络管理与安全,1,、网络管理的基本组成,故障管理、计费管理、配置管理、性能管理和安全管理,2,、常用的网络管理协议,简单网络管理协议,SNMP,公共管理信息服务和公共管理信息协议,CMIS/CMIP,3,、网络安全的定义,指确保网络上的信息和资源不被非授权用户所使用；,网络安全是为了在数据传输期间保护这些数据并且保证数据的传输是可信,的，它强调的是网络中信息或数据的完整性、可用性、保密性,第九章 局域网技术,六、计算机网络管理与安全,4,、网络安全攻击,主动攻击、被动攻击,5,、网络安全机制,（,1,）传统的加密机制,（,2,）公开密钥加密,（,3,）加密算法 ：,DES,和,TDEA,（,4,）认证（,Authentication,）,（,5,）数字签名,数字签名的定义,数字签名的主要方法,RSA,签名,DSS,签名,Hash,签名,第九章 局域网技术,例如：,2007,年,4,月份的考题，单选第,1,题,X.25,网是一种（）,2007,年,7,月份的考题，填空第,18,题,双绞线电缆分成,_,和,_,两大类。,2,、注重基本协议算法的考察,-,简答题中出现较多,例如：,2007,年,4,月份的考题，简答第,29,题,画图说明,TCP,的三次握手协议 。,3,、应用及设计题部分的考察点相近,主要集中在编码的绘制、,CRC,码的计算、传输速率的计算等。,1,、注重对基本知识的考察,单选题和填空题中出现较多,一、近年试题特点：,计算机网络原理应考技巧,祝同学们考试成功！,