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浙江省高校计算机等级考试

计算机网络应用技术复习资料

(一)计算机网络基础

1．算机网络基本概念：计算机网络的产生、发展、定义和分类，计算机网络的主要功能及应用；

计算机网络形成与发展大致分为如下4个阶段：

1 第一个阶段可以追述到20世纪50年代。

2 第二个阶段以20世纪60年代美国的APPANET与分组交换技术为重要标志。

3 第三个阶段从20世纪70年代中期开始。20世纪70年代中期国际上各种广域网、局域网与公用分组交换网发展十分迅速，各个计算机生产商纷纷发展各自的计算机网络系统，但随之而来的是网络体系结构与网络协议的国际标准化问题。

4 第四个阶段是20世纪90年代开始。 20世纪90年代网络技术最富有挑战性的话题是Internet与异步传输模式ATM（Asynchronous Transfer Mode）技术。

计算机网络发展经历3个阶段：

面向终端的单级计算机网络、计算机网络对计算机网络和开放式标准化计算机网络

计算机网络定义：

资源共享观点将计算机网络定义为“以能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合”。

（1）资源共享观点的定义符合目前计算机网络的基本特征，这主要表现在:

计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。计算机资源主要指计算机硬件、软件与数据。网络用户可以使用本地计算机资源，可以通过网络访问联网的远程计算机资源，也可以调用网中几台不同的计算机共同完成某项任务。

（2）互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”（autonomouscomˉputer），它们之间可以没有明确的主从关系，每台计算机可以联网工作，也可以脱网独立工作，连网计算机可以为本地用户提供服务，也可以为远程网络用户提供服务。

（3）联网计算机必须遵循全网统一的网络协议。资源共享的信息系统。

按传输技术分为：

1。广播式网络。2。点--点式网络。

采用分组存储转发与路由选择是点-点式网络与广播网络的重要区别之一。

按规模分类：

按拓扑结构可分：星型网、总线网、环型网、树型网、混合网等。

总线型:：结构是用一条共用的网线（一般采用细缆线）来连接所有的计算机。它的优点是成本低廉，布线简单，但有一个致命的缺点便是整个网络任何一个节点发生故障，整个网络将瘫痪。这种拓扑结构逐渐被淘汰。10台以下计算机比较适合总线型组网，10台以上便维护麻烦，且易出故障。

星型网：是所有计算机都接到一个集线器（或是交换机、路由器等），通过集线器在各计算机之间传递信号。它的优点便是网络局部线路故障只会影响局部区域，不会导致整个网络瘫痪，维护方便。缺点便是成本较高(相对而言)。从上述内容大家可以看出，总线型不用集线器，而星形则至少要有一个集线器，才能使网络运转，从而增加了这部分的开支。星型组网比较流行，它适合任意台计算机组网。

环型网：结构只有IBM公司采用，目前用的比较少，笔者认为也不是将来的趋势。

树型网：星型拓扑的扩展。节点按层次进行链接，信息交换主要在上、下节点之间进行，相邻及同层节点之间一般不进行数据交换或数据交换量小。它适用于汇集信息的应用要求。

混合网：各种拓扑结构的综合应用，现在用得最广，最有效的一种方式。

按使用范围分：公用网、专用网

公用网：在国内用得最多的163、169、169均属公用网

专用网：军网、校园网

按覆盖面积分：局域网lan、城域网man和广域网wan（不过现在这种概念越来越淡化）

局域网：用于将有限范围内的各种计算机、终端或者外部设备互连成网。局域网是城域网和广域的基础。

城域网：实际上就是一个城市地区的网络， 它是介于广域网与局域网之间的一种高速网络。可以实现大量用户之间的数据、语音、图形和与视频等多种信息的传输功能。我们现在用的宽带（以太接入方式）便属城域网。

广域网:覆盖范围从几十公里到几千公里，跨洲、国、地区，形成国际性的远程网。现在用的internet便属于广域网。

按操作系统分：Novell、NT、UNIX、LINUX

按传输介质分：同轴网、双绞线网、光纤网、有线网、无线网等

网络的主要功能

数据传输：是网络的最基本功能，也是当初建网的目的。

资源共享：指计算机硬件、软件与数据共享，网络用户可以使用本地资源，同时也可通过网络访问远程资源。

分布计算：网络上的计算机协作完成各种大型任务，在黑客攻击和进行大型数据处理中用得比较广泛。

提供可靠性、可用性:网络上的设备相互备用，均衡负载。

2.计算机网络的组成：网络体系结构与协议(OSI/RM)，通信子网与资源子网，拓扑结构、传输介质；

网络体系结构与协议(OSI/RM)：

该体系结构标准定义了网络互连的七层框架，既ISO开放系统互连参考模型。在这一框架中进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互连性，互操作性与应用的可移植性。

OSI 标准制定过程中采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题，这就是分层的体系结构办法。在OSI中，采用了三级抽象，既体系结构，服务定义，协议规格说明。

OSI七层：

1 物理层：主要是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传递比特流。

2 数据链路层。在通信实体之间建立数据链路连接，传送以帧为单位的数据，采用差错控制，流量控制方法。3 网络层：通过路由算法，为分组通过通信子网选择最适当的路径。

4 传输层：是向用户提供可靠的端到端服务，透明的传送报文。

5 会话层：组织两个会话进程之间的通信，并管理数据的交换。

6 表示层：处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。

7 应用层：应用层是OSI参考模型中的最高层。确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。

TCP/IP参考模型可以分为：应用层，传输层，互连层，主机-网络层。

NSFNET采用的是一种层次结构，可以分为主干网，地区网与校园网。

通信子网：包括交换部分的结点交换机和传输部分的高速通信线路，提供网络通信功能。

资源子网：包括拥有资源的用户主机、请求资源的用户终端、通信子网的接口设备和软件，提供访问网络和处理数据的能力。

计算机网络的拓扑主要是通信子网的拓扑构型。

网络拓扑可以根据通信子网中通信信道类型分为：

点-点线路通信子网的拓扑。星型，环型，树型，网状型。

广播式通信子网的拓扑。总线型，树型，环型，无线通信与卫星通信型。

常用的传输介质为：

双绞线，同轴电缆，光纤电缆和无线通信与卫星通信信道。

传输介质是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信中实际传送信息的载体。

3.数据通信基本概念：数据、信息和信号，数据通信的主要技术指标；

数据：在计算机系统中，各种字母、数字符号的组合、语音、图形、图像等统称为数据，数据经过加工后就成为信息。

信息：信息是事物运动的状态和状态变化的方式。如果引入必要的约束条件，则可形成信息的概念体系。信息有许多独特的性质与功能，也可以进行测度。

信号：信号是信息的载体

数据通信的主要技术指标：

1.数据传输速率

1)数据传输速率--每秒传输二进制信息的位数，单位为位/秒，记作bps或b/s。

计算公式: S=1/T log2N(bps) ⑴

式中 T为一个数字脉冲信号的宽度(全宽码)或重复周期(归零码)单位为秒；

N为一个码元所取的离散值个数。

通常 N=2K，K为二进制信息的位数，K=log2N。

N=2时，S=1/T，表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。

2)信号传输速率--单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作Baud。

计算公式: B=1/T (Baud) ⑵

式中 T为信号码元的宽度，单位为秒．

信号传输速率,也称码元速率、调制速率或波特率。

由⑴、⑵式得： S=B log2N (bps) ⑶

或 B=S/log2N (Baud) ⑷

2.信道容量

1)信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位/秒(bps)

信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输速率。像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样。

2)离散的信道容量

奈奎斯特(Nyquist)无噪声下的码元速率极限值B与信道带宽H的关系：

B=2 H (Baud) ⑸

奈奎斯特公式--无噪信道传输能力公式：

C=2 H log2N (bps) ⑹

式中 H为信道的带宽，即信道传输上、下限频率的差值，单位为Hz；

N为一个码元所取的离散值个数。

3)连续的信道容量

香农公式--带噪信道容量公式：

C=H log2(1+S/N) (bps) ⑺

式中 S为信号功率，

N为噪声功率，

S/N为信噪比，通常把信噪比表示成10lg(S/N)分贝(dB)。

3.误码率--二进制数据位传输时出错的概率。

它是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。在计算机网络中，一般要求误码率低 于 10-6，若误码率达不到这个指标，可通过差错控制方法检错和纠错。

误码率公式：

Pe=Ne/N ⑻

式中 Ne为其中出错的位数；

N 为传输的数据总数。

4.网络操作系统：网络操作系统的概念，网络操作系统的功能，常见网络操作系统。

网络操作系统：

计算机网络操作系统是向网络计算机提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统，它除了具有一般桌面操作系统的全面功能外，还应该满足用户使用网络的需要，尤其要提供数据在网上的安全传输，管理网络中的共享资源，实现用户通信以及方便用户使用网络，由于网络操作系统是运行在服务器之上的，所以有时也把它称之为服务器操作系统。

根据共享资源的方式不同，网络操作系统可以有两种不同的分类。如果网络操作系统的软件相等地分布在网络上的所有节点，这种情况下称其为对等式网络操作系统；而如果只是网络操作系统的主要部分驻留在中心节点， 则称其为集中式网络操作系统（即平常所说的服务器/客户端模式），并把这种分类下的中心节点称为服务器，使用由中心节点所管理资源的应用称为客户机。

此外，网络操作系统应具备的特性包括：支持多种文件系统、32/64位操作系统、高可靠性、高安全性、高容错性以及可移植性等。

网络操作系统的基本功能

（1）局域网的基本构成

①Microsoft公司的Windows NT Server操作系统。②Novell公司的Netware操作系统。③IBM公司的LAN Server操作系统。④UNIX操作系统。⑤Linux操作系统。

（2）网络操作系统的基本功能

尽管不同的网络操作系统具有不同的特点，但它们提供的网络服务功能有很多相同点。一般来说，网络操作系统的基本功能都有以下几种:①文件服务（File Service）;②打印服务（Print Service）;

③数据库服务（Database Service）;

④通信服务（Communication Service）;

⑤信息服务（Message Service）;

⑥分布式服务（Distributed Service）;

⑦网络管理服务（Network Management Service）;

⑧Internet/Intranet服务（Internet/Intranet Service）。

二．网络操作系统分类

网络操作系统是为了让共享数据资源、软件应用以及共享打印机等网络特性服务达到最佳为目的，它主要有以下两种分类。

1.Windows类

这类网络操作系统为微软公司（Microsoft）开发，微软借助其开发的个人操作系统在计算机用户群里的高 普及率，使其网络操作系统同样具有最大的适用性。最成功的例子莫过于其Windows NT4.0+Windows 9 5的无盘网络时代，Windows NT4.0成为当时无盘网络的“国际标准”网络操作系统；虽然它比后来的Win dows 2000/2003 Server来说在功能上要逊色不少，但由于它对服务器的硬件配置要求低的特点，使其风靡 一时。

微软后来推出的网络操作系统，一般只用在中低档服务器中。依据版本的高低及面市时间，微软的网络 操作系统依次为：Windows NT 4.0 Serve、Windows 2000 Server/Advance Server，以及最新的Windows 2003 Server/ Advance Server等。

2.Linux类

目前它主要应用于中、高档服务器中。这是一种新型的网络操作系统，由国外软

件爱好者开发而成，它的最大特点就是开放源代码，可以免费得到许多应用程序以及自由修改操作系统内核 程序。中文版的Linux如RedHat(红帽子)、红旗Linux等在国内使用较多，得到了用户充分的肯定。另外 安全性和稳定性方面，也是它的一大特色。

3．Unix类

典型的有SCO 、Solaris、FreeBSD等系统。

4．NetWare类

NetWare操作系统对网络硬件的要求较低，受到一些设备比较落后的中、小型企业，特别是学校的青睐。兼容DOS命令，其应用环境与DOS相似常用的版本有3.11、3.12、4.10、V4.11和V5.0等中英文版本。

一、局域网及应用

1．局域网的基本概念：局域网的定义、特点，局域网的分类，局域网的标准-IEEE802；

局域网（LAN－Local Area Network）是将分散在有限地理范围内（如一栋大楼，一个部门）的多台计算机通过传输媒体连接起来的通信网络，通过功能完善的网络软件，实现计算机之间的相互通信和共享资源。

局域网的特点

• 网络覆盖范围小（25公里以内）

• 选用较高特性的传输媒体：高的传输速率和低的传输误码率

• 硬软件设施及协议方面有所简化

• 媒体访问控制方法相对简单

• 采用广播方式传输数据信号，一个结点发出的信号可被网上所有的结点接收，不考虑路由选择的问题，甚至可以忽略OSI网络层的存在。

局域网的拓扑结构：总线型、环型、星型、树型等。主要使用的拓扑结构是总线型、星型和环型。

2．局域网介质访问控制方法：载波侦听多路访问/冲突检测，令牌总线，令牌环；

以太网工作原理：以太网是一种采用了带有冲突检测的载波侦听多路访问控制方法（CSMA/CD）且具有总线型拓扑结构的局域网。其具体的工作方法为：每个要发送信息数据的节点先接收总线上的信号，如果总线上有信号，则说明有别的节点在发送数据（总线忙），要等别的节点发送完毕后，本节点才能开始发送数据；如果总线上没有信号，则要发送数据的节点先发出一串信号，在发送的同时也接收总线上的信号，如果接收的信号与发送的信号完全一致，说明没有和其它站点发生冲突，可以继续发送信号。如果接收的信号和发送信号不一致，说明总线上信号产生了“叠加”，表明此时其它节点也开始发送信号，产生了冲突。则暂时停止一段时间（这段时间是随机的），再进行下一次试探。

令牌总线网的工作原理：令牌总线网是一种采用了令牌介质访问控制方法（Token）且具有总线型拓扑结构的局域网。它的工作原理为：具有发送信息要求的节点必须持有令牌，（令牌是一个特殊结构的帧），当令牌传到某一个节点后，如果该节点没有要发送的信息，就把令牌按顺序传到下一个节点，如果该节点需要发送信息，可以在令牌持有的最大时间内发送自己的一个帧或多个数据帧，信息发送完毕或者到达持有令牌最大时间时，节点都必须交出令牌，把令牌传送到下一个节点。令牌总线网在物理拓扑上是总线型的，在令牌传递上是环型的。在令牌总线网中，每个节点都要有本节点的地址（TS），以便接收其它站点传来的令牌，同时，每个节点必须知道它的上一个节点（PS）和下一个节点的地址（NS），以便令牌的传递能够形成一个逻辑环型。

令牌环网：令牌环网在拓扑结构上是环型的，在令牌传递逻辑上也是环型的，在网络正常工作时，令牌按某一方向沿着环路经过环路中的各个节点单方向传递。握有令牌的站点具有发送数据的权力，当它发送完所有数据或者持有令牌到达最大时间时，就要交就令牌。

3．局域网组网技术：局域网的常用设备，局域网的组建；

局域网组网所需的传输介质：组成一个局域网的传输介质可以是同轴电缆、双绞线、光纤、微波或无线电波。

局域网组网时所需的设备包括：网卡、集线器、中继器、局域网交换机等。

局域网的组建

1. 同轴电缆的组网方法之一，10Base-5标准：该标准使用波阻抗为50Ω的宽带同轴电缆组成标准的以太网，其中10表示数据传输速度、Base表示基带传输、5表示一个网段的最大长度为500米。如果要扩大网络规模，则可以使用中继器，但中继器的个数不能超过四个。因此，10Base－5的最大传输距离应为2.5km。粗缆所用的连接器是AUI接口。

2. 同轴电缆的组网方法之二，10Base－2标准：该标准使用波阻抗为50Ω的细同轴电缆组成标准的以太网，其中10表示数据传输速度、Base表示基带传输、2表示一个网段的最大长度为185米。细缆所用的连接器为BNC接口。

3. 双绞线组网方法：符合IEEE802.3 10MB/s基带双绞线的标准局域网称为10BASE-T,T表示传输介质类型为双绞线。在这种联网方式中，最大的特点是以集线器为连接核心，计算机通过安装具有RJ45插座的以太网卡与集线器连接，联网的双绞线长度（计算机到集线器、集线器到集线器）不能大于100米。

4 交换式局域网组网：与集线器方法基本类似，但网络连接中心是交换机而不再是集线器。

局域网的体系结构-IEEE802参考模型

自1980年以来，许多国家和国际标准化机构都在积极进行局域网的标准化工作，其中最有影响力的

是IEEE制定的局域网的802标准，包括CSMA/CD、令牌总线和令牌环等，它被ANSI接受为美国国家标准，

被ISO作为国际标准（称为ISO8802标准）。这些标准在物理层和MAC子层上有所不同，但在数据链路层

上是兼容的。

IEEE 802的LAN标准遵循OSI参考模型的分层原则，描述最低两层--物理层和数据链路层的功能以及

与网络层的接口服务，其中数据链路层又分成两个子层：介质访问控制子层（MAC）和逻辑链路控制子

层（LLC）。

IEEE802.1标准规定局域网的低三层的功能如下：

•物理层：

与OSI/RM的物理层相对应，但所采用的具体协议标准的内容直接与传输介质有关。

•介质访问控制（MAC）层：

具体管理通信实体接入信道而建立数据链路的控制过程。

•逻辑链路控制（LLC）层：

提供一个或多个服务访问点，以复用的形式建立多点--多点之间的数据通信连接，并包括寻址、

差错控制、顺序控制和流量控制等功能。这些功能基本上与HDLC规程一致。此外，在LLC层还提供本属于OSI/RM中网络层提供的两项服务，即无连接的数据报服务和面向连接的虚电路服务。

由图可见，MAC子层和LLC子层合并在一起，近似等效于OSI参考模型中的数据链路层。LLC子层协议

与局域网的拓扑形式和传输介质的类型无关，它对各种不同类型的局域网都是适用的。然而，MAC子层

协议却与网络的拓扑形式及传输介质的类型直接相关，其主要作用是介质访问控制和对信道资源的分配。

例如，总线型局域网主要采用竞争式的随机访问控制协议，最典型的是CSMA/CD，还有令牌总线、令牌环

等标准。

目前IEEE已经制定局域网标准有10多个，主要的标准如下：

•IEEE 802.1A：局域网体系结构，并定义接口原语；

•IEEE 802.1B：寻址、网间互连和网络管理；

•IEEE 802.2：描述逻辑链路控制（LLC）协议，提供OSI数据链路层的上部子层功能，以及介质

接入控制（MAC）子层与LLC子层协议间的一致接口；

•IEEE 802.3：描述CSMA/CD介质接入控制方法和物理层技术规范；

•IEEE 802.4：描述令牌总线网标准；

•IEEE 802.5：描述令牌环网标准；

•IEEE 802.6：描述城域网DQDB标准；

•IEEE 802.7：描述宽带局域网技术；

•IEEE 802.8：描述光纤局域网技术；

•IEEE 802.9：描述综合话音/数据局域网（IVD LAN）标准；

•IEEE 802.10：描述可互操作局域网安全标准（SILS），定义提供局域网互连的安全机制；

•IEEE 802.11：描述无线局域网标准；

•IEEE 802.12：描述交换式局域网标准，定义100Mb/s高速以太网按需优先的介质接入控制

协议100VG-ANYLAN。

•IEEE802.14：描述交互式电视网（包括cable modem）

标准之间的相互关系如图所示。目前ISO的国际标准ISO8802-1至8802-6承认IEEE802.1至IEEE802.6。

4．高速局域网基本分类:光纤分布数字接口(FDDI)，快速以太网，千兆以太网，交换式局域网，虚拟局域网VLAN。

光纤分布数字接口(FDDI)

FDDI的研究起始于1982年10月，经过近10年的努力，标准化工作取得成果，1993年，FDDI的系列标准被ISO采纳，对应的国际标准号为：ISO 9314。FDDI采用了IEEE 802.5令牌环技术。

FDDI的特点

1）FDDI的拓扑结构

FDDI采用环形结构（类似令牌环网），利用光纤将多个结点环接起来，环上的结点依次获得对环路的访问权利。为了提高可靠性和获得较高的数据传输速率，FDDI采用了双环结构，两个环路可同时工作，互为备份，逆向传输信息（即一个顺时针方向，一个逆时针方向）。实用中，常对两个环路进行不同的分工，例如：利用一个环路支持正常工作时的数据传输任务（称为主环），另一个环路作为一种冗余设施（称为副环），保证在主环故障或者结点故障时可以形成新的环路支持正常地工作。

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