计算机网络的通信子网

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1、第三章 计算机网络的通信子网一、掌握通信子网的概念通信子网(communication subnet，或简称子网)是由用作信息交换的节点计算机NC和通信线路组成的独立的通信系统，它承担全网的数据传输、转接、加工和交换等通信处理工作。其中：子网：通常在谈到广域网时才有意义，它指由网络经营者拥有的路由器和通信线路的集合。子网的功能是把信息从一台主机传到另一台主机。了解点到点、存储转发或分组交换(packet-switched)子网的概念。主机：有时也称作端点系统(end system)，不是子网的一部分。互联网：由各种网络的连接形成。二、TCP/IP协议了解其中IP协议用来给各种不同的通信子网层或

2、局域网提供一个统一的互连平台，TCP协议则用来为应用程序提供端到端的通信和控制功能。三、掌握波特、波特率、比特率的概念与区别波特是用来表示模拟信号每秒钟变化次数的度量单位。一个b波特的线路传输信号的速率不一定是每秒b比特，发送信号所需的时间T取决于编码方法和信号频率(每秒钟信号值改变的次数)，即为每个信号可以运载几比特(bit)。如果信号值为电压，并且电压值的范围是0-7的自然数(共8种不同状态)，那么每个信号值可以代表3比特(3位二进制数)，因而比特率（Bit rate）是波特率（Baud rate）的3倍。当信号值仅为1和0时(通常在计算机网络的数字传送中)，故比特率=波特率。在计算机网络

3、中通指的“b”是比特，即一个二进制位。四、了解信道容量的有关概念、与信道带宽的关系。五、了解信道连接方式的三种方式，即；1点到点连接，即通信双方处于信道两端，其它通信设备不与其发生信息共享与交互。2共享信道，即多台计算机连接到同一信道的不同分支点上，任何用户都可以向此信道发送数据，在信道上所传播的数据，根据情况，可被全体用户接收(这称为广播，Broadcast)，也可以只被指定的若干个用户接收(这称为组播，Multicast)。3信道复用。即在同一共享信道上实现多个互相独立的点到点连接。六、了解异步通信、同步通信、基带传输的概念1 异步通信。即指发送方和接收方之间不需要严格的定时关系。也就是说

4、，发送者可以在任何时候发送数据，只要被发送的数据已经是可以发送的状态的话。接收者则只要数据到达，就可以接受数据。2 同步通信。则要求发送和接收数据的双方需要严格的定时关系。3 基带传输。未经调制的电脉冲信号呈现方波形式，所占据的频带通常从直流和低频开始，因而称为基带信号。由于在近距离范围内，基本信号的功率衰减不大，从而信号容量不会发生变化。因此，在传输距离较近时，计算机网络系统都采用基带传输方式。4 宽带传输。在远程传输中，特别是通过无线信道或光信道进行的数据传输过程中，那些由编码表示的数字基带信号必须经过高频调制后才能在信道中进行传输，我们把这种传输称为数字基带信号的载波传输或基带传输。七、

5、局域网技术1掌握局域网的定义。即在一定的地理区域(同一建筑、同一大学或方圆几公里远地域)内，可使多个相互独立的设备在同一共享的介质上以一定的速率进行通信的计算机网络。2了解局域网的特点。即：* 11000Mbps的数据传输速率；* 地域范围为10m10km左右；* 可连接几百个相互独立的设备，各设备平等访问网络资源；* 能进行广播或组播；* 有效使用包括通信媒体在内的共享资源；* 高负载情形下的稳定性，可靠性好；* 易于安装，配置和维护简单，造价低。3了解局域网的参考模型* IEEE 802标准按照IEEE 802标准，局域网的体系结构由物理层、介质访问控制层（MAC）、逻辑链路控制层 (LL

6、C)三层协议构成。其中，介质访问控制层和逻辑链路控制层这两层相当于ISO/OSI参考模型的第二层即链路层。* 了解其他标准的简要情况802.1 局域网概述、体系结构和网络互连，以及网络管理和性能测量；802.2 逻辑链路控制，即高层与任何一种局域网MAC层的接口；802.3 CSMA/CD，它定义了CSMA/CD总线网的介质访问控制和物理层规范；(802.3 10Mbps以太网、802.3u 100Mbps 快速以太网、803.3z 1Gbps千兆以太网)802.4 令牌总线网，它定义了令牌传递总线网的介质访问控制和物理层规范；802.5 令牌环形网，它定义了令牌传递环形网的介质访问控制和物理

7、层规范；802.6 城域网，它定义了城域网的介质访问控制和物理层规范；802.7 宽带技术；802.8 光纤技术；802.9 综合话音数据局域网；802.10可互操作的局域网的安全机制；802.11无线局域网；802.12星型拓扑网(任何局域网、ATM网)；802.14有线电视网。4了解载波侦听多路访问冲突检测(CSMA/CD)的概念5了解虚拟局域网（VLAN）的概念及特点虚拟局域网实际上是与位置无关的局域网。从原理上讲，虚拟局域网与传统的由集成器和路由器所构成的局域网并没有本质的差异。对于虚拟局域网，由一个站点发送的广播信息帧只能发送到具有相同虚拟网号的其它站点，而其它虚拟局域网的站点则接收

8、不到该广播信息帧。因此，在同一VLAN内，用户能方便、高效地进行通信。虚拟局域网与普通局域网的差异主要体现在以下几个方面：* 虚拟局域网的覆盖范围不受距离限制。* 虚拟局域网建立在交换网络的基础之上，交换设备包括以太网交换机、ATM交换 机、宽带路由器等。* 虚拟局域网属于OSI参考模型中的第2层(数据链路层)技术，能充分发挥网络的优势，体现交换网络高速、灵活、易管理等特性，VLAN是交换网络的灵魂。* 虚拟局域网较普通局域网有更好的网络安全性。八、城域网1掌握城域网定义。是一种大型的LAN，通常使用与LAN相似的技术。它可能覆盖一组邻近的公司办公室和一个城市，可以支持数据和声音，并且可能涉及

9、到当地的有线电视网(CATV)。2了解CATV网络的特点有线电视网早已普及到各个大中小城市的千家万户，有300MHz以上的带宽，终端用户只需用称之为“机顶盒”(与电视机相连)的CATV modem就可以上网收发信息。3了解综合业务数字网(ISDN) 的特点ISDN是这样一种网络，它由电话综合数字网(IDN)演变而成，提供端到端的数字连接，以支持一系列广泛的业务(包括话音及非话音)，它为用户进网提供一组有限的标准的多用途用户网络接口。从这个定义可以看出，ISDN有三个基本特征：* 端到端的数字连接。* 综合的业务。由于ISDN实现了端到端的数字连接，它能够支持包括话音、数据、 文字、图像在内的各

10、种综合业务。从理论上说，任何形式的原始信号，只要能够转变成数字信号，都可以利用ISDN进行传递和交换，实现用户之间的通信。* 标准的入网接口。ISDN的第三个基本特征是向用户提供一组标准的多用途入网接口。所谓“多用途”，是指入网接口对各种各样的业务都是通用的，即不同的业务和终端可以经过同一个接口接入网络。九、广域网1掌握广域网的定义。是覆盖地理范围相对较广的数据通信网络。它常利用公共网络系统提供的便利条件进行传输，可以分布在一个城市、一个国家，甚至跨过许多国家分布到全球。广域网一般由主机和通信子网组成，2了解公共网络系统的构成：即目前一般有电话交换网(PSTN)、分组交换数据网(又称X.25网

11、)、帧中继网(Frame Relay)、数字数据网(DDN)等。3了解广域网工作的特点在许多广域网中，一般由公共网络充当通信子网，它包括两个组成部分：传输线和交换节点。传输线用来在计算机之间传送比特流；交换节点有时也叫做分组交换节点、中间系统或数据交换设备，用于连接两个或多个传输线。数据沿输入线到达交换节点后，交换节点必须为其选择输出线并将其输出。在广域网中传送的数据单元称为分组(packet)。在广域网的交换节点，采用存储转发技术，即当分组到达交换节点(或称交换机)时，交换机将其放入一个队列，直到交换机可以发送它们去目的地。这项技术使得交换机可以缓冲同时到达的小批量的突发性的分组。分组交换机

12、就是一个小计算机，有处理器、存储器和用于收发分组的I/O设备。在现代的高速广域网中，分组交换机中由专门的硬件处理分组交换。分组交换机就是广域网的基本组件之一。分组交换机互相连接起来，传递分组，构成广域网。通过增加分组交换机可以扩展广域网，覆盖更多的地点，连接更多的计算机。4了解路由表中静态路由和动态路由的概念* 静态路由：分组交换机启动时由程序计算而后设置路由，此后路由不再改变。这种方法的主要优点是简单，开销小；缺点是缺乏灵活性，路由不易改变。* 动态路由：分组交换机启动时由程序设置初始路由，当网络变化时随时更新。5了解帧中继的简单概念与内容（包括虚电路、虚连接）6了解ATM技术的基本概念及技

13、术特点，包括：* ATM网络的基本思路。就是把数据分割成固定长度的信元(Cell)来传输。每个信元有5个字节的信头和48字节的净荷(Payload)。信元的长度固定，信头又非常简单，这些使得ATM网络可以用硬件来实现信元的快速转发。* ATM网络采用星形拓扑结构。每一个ATM端系统通过专用的线路连接到ATM交换机，ATM交换机之间又用高速的通信线路(一般为光纤)连接起来。信元从端系统发出后，通过多个ATM交换机的转发，最终到达目的地。标准规定每个ATM端系统接口基本的发送速率为155Mbps。* ATM网络提供面向连接的服务。在发送数据之前，进行通信的端站点之间必须存在连接。该连接可以是永久性

14、的，也可以是动态建立的。在一条物理链路上可以存在多条虚连接，这些连接共享网络链路的带宽，根据各自的需要发送信息。这种虚线路复用模式，提高了链路的总的利用率。* 不同的网络应用对服务质量的要求是不一样的。ATM可以适应不同的网络应用对带宽的要求，提供多种网络服务。ATM标准中对子网络服务质量制订了详细的规范，并提供了一系列机制保证各种不同应用的服务质量。十、网际互连技术(IP)主要掌握有关的互连设备的作用，工作在网络体系结构模型的哪一个层次。即；* 集线器(Hub)。是工作于物理层的一种设备，用于简单的网络扩展，是接收单个信号再将其广播到多个端口的电子设备。集线器类型包括：被动集线器、主动集线器

15、智能集线器。* 网桥(Bridge)。网桥是工作于链路层的一种设备，它的作用是扩展局域网络和通信手段，在各种传输介质中转发数据信号，扩展网络的距离，同时又有选择地将带有地址的信号从一个传输介质发送到另一个转输介质，并能有效地限制两个介质系统中无关紧要的通信。网桥的类型：透明网桥、源路由网桥。* 路由器。路由器工作在网络层。路由器是用于连接多个逻辑上分开的网络，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互连环境中建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。一般说来，异种网络互连或多个子网互连都应采用路由器。* 网关工作在网络层。在一个计算机网络中，当连接不同类型而

16、协议差别又较大的网络时则要选用网关(Getway)设备。网关的功能体现在OSI模型的高层，它将协议进行转换，将数据重新分组，以便在两个不同类型的网络系统之间进行通信。十一、了解IPv6的概念IPv6采用了长度为128位的IP地址，IPv6的地址格式与IPv4不同。十二、端端的通信掌握 TCP、UDP提供的服务各自的特点练习题：1基带系统在单个频率上采用_信号。2_网络上的每个设备能够同时发送和接收数据。3在星型拓扑结构中，电缆从一台_连接出来。4在星型总线拓扑里，一条直线型总线_上连接了几个星型拓扑结构的网络。5为什么越来越难区别LAN、MAN和WAN的界限?6为什么TCP/IP协议对Internet很重要?7什么情况下在网络中设置路由器是无效的?8什么是网络分段? 分段能解决什么网络问题?9帧中继的特点有哪些。10FDDI 可能达到的网络速度是多少? 11ATM 可能达到的网络传输速度是多少? 12ATM是一种能高速传输数据的先进_网络。13ATM使用交换机作为_，允许同一时刻几台计算机同时发送数据。14能提供最好网络设备的组织通常选择交换机而不用集线器，为什么?15为什么以太网与令牌环网不适用于广域网?16为什么在一个互联网中需要使用分段技术，而在一个典型的广域网中不需要?17一个IPv6数据报最多可分为多少段?18简述各种网络互连的功能、以及工作在哪一个层次。