计算机等级考试指南.doc

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1、计算机等级考试指南等级考试三级网络技术考点分析之计算机基础 1.1 计算机系统的组成考点 1 计算机发展阶段 计算机经过 50 多年的发展,共经历了 5 个比较重要的发展阶段. 1 大型机阶段(20 世纪 5060 年代) 1946 年,第一台数字电子计算机在美国宾夕法尼亚大学问世. 大型机经历了第一代电子管计算机, 第二代晶体管计算机, 第三代中小规模集成电路计 算机,第四代超大规模集成电路计算机的发展过程. 2 小型机阶段(20 世纪 6070 年代) 这一时期,小型机得到了发展.小型机是大型机的小型化,它能满足中小型企事业单位 的信息处理要求,而且成本较低,其价格可为中小部门接受. 3

2、微型机阶段(20 世纪 7080 年代) 这一时期,微型机得到了发展,它比小型机更小.1981 年,IBM 公司推出了第一台个人 PC 机,从此 PC 机得到了快速的发展. 4 客户/服务器阶段(20 世纪 8090 年代) 早期的局域网一般采用对等网的结构, 如今则一般采用客户/服务器模式, 即某些计算 机是服务器, 其余是客户机. 早期的服务器主要是为其他客户机提供资源共享的磁盘服务器 和文件服务器,后来的服务器主要是数据库服务器和应用服务器等. 5 互联网阶段(20 世纪 90 年代至今) 1969 年美国国防部研发的 ARPANET 是互联网的前身.1983 年 TCP/IP(传输控制

3、与网际 互联协议)正式成为 ARPANET 的协议标准,这使国际互联网有了突飞猛进的发展.如今互联 网正以指数级的速度迅猛扩展. 考点 2 计算机系统的结构 计算机由硬件和软件两部分组成.计算机的硬件主要包括运算单元,存储单元,控制单 元和 I/O 接口单元(即输入设备和输出设备),这些单元通过总线传递信息. 控制器和运算器组成了我们常说的 CPU,即中央处理器.控制器控制各基本单元之间 数据交流.运算器进行算术运算和逻辑运算. 计算机通过存储在存储器中的程序完成工作, 存储器包括内存和外存. 内存速度比外存 快存快,但是价格昂贵. 计算机软件分为系统软件和应用软件, 比如 Windows 是

4、操作系统, 属于系统软件; Excel 是电子表格软件,属于应用软件.应用软件又可以分为通用和专用两种. 考点 3 计算机的分类 计算机一般采用客户/服务器的模式. 高端的服务器可以是大型的主机甚至是超级计算 机,低端的服务器可以是小型机或台式机,客户机则大多数是台式机或者笔记本电脑,有些 掌上设备.如 PDA 与 GPRS 手机也可以成为客户机.所以,一般把计算机分成服务器,工作 站,台式机,便携机和手持设备等 5 种类型. 考点 4 计算机的指标 计算机的技术指标包括位数,速度,容量,带宽和可靠性. 1 位数 早期的计算机一般是 8 位或者 16 位的,现在的计算机则已经达到 32 位甚至

5、是 64 位. 比如,奔腾是 32 位,安腾是 64 位的这里所说的位数,是指 CPU 能够存储多少位的数据,位 数越多,CPU 一次能够处理的信息量就越大. 2 速度 计算机的速度是衡量计算机的最重要的指标它和中央处理器即 CPU 的关系最密切, 一般 来说,中央处理器的主频越高,其处理速度也就越快.除了中央处理器之外,计算机的其他 部分,如内存容量,主板与所采用的操作系统,这些对计算机的性能也有影响 3 容量 计算机存储器容量的大小关系到计算机所能存储的程序和数据的多少, 同时也影响着计 算机处理信息速度的快慢. 存储容量的单位是字节,常用 B 代表.KB 表示于字节,MB 表示兆字节,G

6、B 表示吉字节. 存储器除了容量这个指标外, 还有些指标也比较重要, 如平均寻道时间, 平均等待时间, 数据传输速率等. (1)平均寻道时间是指磁头沿着盘径移动到需要读写的那个磁道所花费的平均时间. (2)平均等待时间是指需要读写的扇区旋转到磁头下面所花费的平均时间. (3)数据传输速率是指磁头找到所需读写的扇区后,每秒钟可以读出或写人磁盘的字节 数. 4 带宽 计算机的数据传输率还用带宽表示,它反映计算机的通信能力,比如交换机的速率为 100 Mbps,调制解调器的速率为 56 Kbps. 5 可靠性 系统的可靠性通常用平均无故障时间(MTBF)和平均故障修复时间( MTTR )来表示二这里

7、 的故障是指硬件的故障,不是指软件操作引起的暂时失败.1.2 计算机硬件组成考点 5 CPU 芯片的发展历史 在计算机系统中,CPU 是最重要的,它直接影响着计算机的性能: 早期的 CPU 都是 8 位机,如 Intel 8080,它是第一台微型计算机的 CPU.当时的 8 位芯 片还有摩托罗拉的 6800 和 Zilog 公司的 Z80. 中期的 CPU 都是 16 位机,如 Intel 8088(严格意义上说,它是一块准 16 位芯片,它的 内部体系结构是 16 位的,但与外围设备的通信却采用 8 位总线).近期的 CPU 则是 32 位机,如 Intel 公司的奔腾芯片,它的诞生是计算机

8、史上的一大革 命, 它为运行大型应用软件提供了重要的硬件平台, 此时其他公司的芯片有 AMD 的 K6, Cyrix 公司的 MII 与 IDT 公司的 WinChip 芯片等.如今的 CPU 已经进入了 64 位时代,如 AMD 公司 的速龙 64 芯片. 考点 6 奔腾芯片的技术特点 1 超标量技术 超标量技术的实质是牺牲空间换取时间, 它通过内置多条流水线同时执行多个处理. 奔 腾的多条流水线由 U 指令流水线和 V 指令流水线, 以与一条浮点指令流水线组成, 这两条整 数指令流水线都包括 ALU,地址生成电路与与高速缓冲器的接口.流水线 U 可以执行精简指 令,也可以执行复杂指令,而流

9、水线 V 只能执行精简指令.这两条流水线如果同时工作,则 它们必须都执行精简指令. 2 超流水线技术 超流水线技术的实质是牺牲时间换取空间,它在一个机器周期内完成一个或者多个操 作.奔腾的流水线一般分为整数流水线和浮点流水线.整数流水线分为 4 级,即指令预取, 译码,执行,写回结果;浮点流水线可以分为 8 级,除了与整数流水线相同的 4 级以外,还 包括 2 级浮点操作,1 级四舍五入与写回浮点运算结果和 1 级出错报告. 3 分支预测 在奔腾芯片上内置了一个分支目标缓存器, 用来动态地预测程序分支的转移情况, 从而 使流水线的吞吐率能保持较高的水平. 4 双 Cache 的哈佛结构 哈佛结

10、构的特点是 CPU 有两个缓存:一个用于缓存指令,一个用于缓存数据.这就大大提 高了访问 Cache 的命中率,从而不必搜寻整个存储器,就能得到所需的指令与数据.哈佛结 构对于保持流水线的持续流动有重要意义. 5 固化常用指令 因为硬件的速度比软件快得多,所以奔腾把一些常用指令固化,用硬件来实现,这使指 令的速度进一步地加快. 6 增强的 64 位数据总线 虽然我们说奔腾是 32 位的, 这是因为它的内部总线是 32 位的. 但是它与存储器之间的 外部总线却是 64 位的,这大大提高了其处理数据的能力. 7 总线周期通道技术 总线周期通道技术能使 CPU 在第一周期完成之前就开始第二周期, 这

11、样内存子系统就有 更多的时间对地址进行译码. 8 采用局部总线技术 局部总线技术有两个标准, 一个是 PCI 标准, 另一个是 VESA 标准奔腾采用了 PCI 标准, 采用该标准能容纳较先进的硬件设计,能支持多处理,多媒体与数据量很大的应用.采用该 标准以后,主板与芯片集的设计将大大简化. 9 能源效率技术 当系统不工作时,出于节省能源的考虑,CPU 被设计为自动进入低耗电的睡眠模式.而 且系统恢复到全速状态只需毫秒级的时间. 10 错误检测与功能冗余校验技术奔腾具有内部错误检测功能和功能冗余校验技术.前者可以在内部多处设置奇偶校验, 保证了数据传送的正确性; 后者能通过比较双工系统的运算结

12、果, 判断系统是否出现异常操 作. 11 支持多重处理 奔腾支持几个 CPU 同时工作. 由于奔腾提供了数据一致性与存储器的定序存取功能, 使 它适合于多机环境下数据的交换和任务的分配, 从而通过多机合作能够共同解决一些比较复 杂的问题. 考点 7 主板技术1 主板的组成 主板是计算机主机的主要部件,由 5 部分组成:CPU,存储器,总线,插槽 和电源.CPU 是最重要的部分,控制着整个机器的运行;存储器用来存储临时数 据和一些需要执行的程序;总线则负责各个部件之间信息的传递;插槽用来扩展 计算机的功能;电源则为各个部件提供能源. 2 主板的分类 主板的分类方法很多,下面介绍常用的分类方法.

13、(l)按 CPU 芯片分类,如 386 主板,P主板,P主板,P4 主板等. (2)按 CPU 插座分类,如 Socket 7 主板,Slot 1 主板等. (3)按主板的规格分类,如 AT 主板,Baby-AT 主板,ATX 主板等 (4)按芯片集分类,如 TX 主板,LX 主板,BX 主板等. (5)按数据端口分类,如 SCSI 主板,EDO 主板,AGP 主板等. (6)按是否即插即用分类,如 PnP 主板,非 PnP 主板等. (7)按扩展槽分类,如 EISA 主板,PCI 主板,USB 主板等 3 网卡 网卡又叫网络适配器,它的主要功能包括:实现与主机总线的通信连接,解 释并执行主机

14、的控制命令;实现数据链路层的功能,如形成数据帧,差错校验, 发送,接收等;实现物理层的功能,如对发送信号的传输驱动,对进来信号进行 侦听与接收,对数据的缓存与串行,并行转换等.计算机软件组成 1.3 计算机软件组成计算机系统是由硬件和软件组成的计算机软件包括系统软件和应用软件. 考点 8 软件开发 软件的生命周期可以分为三大阶段,即计划阶段,开发阶段和运行阶段. 1 计划阶段 计划阶段分为问题定义和可行性研究两个子阶段.计划阶段主要是设定软件系统的目 标,确定研制要求,提出可行性分析,对各种可能方案做出成本效益分析,作为使用单位是 否继续该项工程的依据. 2 开发阶段 在开发初期分为需求分析,

15、总体设计,详细设计 3 个阶段. 在前期必须完成软件需求说明书和软件设计规格说明书. 软件设计规格说明书包括反映 系统总体结构的软件结构图,该图反映该结构中每个模块的内部过程和详细结构. 在开发后期分为编码,测试两个子阶段. 在编码子阶段,要选定编程语言,将模块的过程性描述变成程序. 在测试子阶段,要发现并排除上个阶段所产生的各种错误. 后期必须形成的文档有产品发布的批准报告,有效性审查报告,项目小结报告,经过严 格审查的一整套用户文档,安装手册,测试报告与资料清单. 3 运行阶段 运行阶段的主要任务是软件维护为了排除软件系统中仍然可能隐含的错误, 适应用户需 求与系统操作环境的变化,继续对系

16、统进行修改和扩充. 考点 9 编程语言 编程语言可以分为三大类,即机器语言,汇编语言和高级语言. 机器语言编写的程序能被计算机直接执行,它是由 0,1 等能被计算机识别的符号组成 的.机器语言因为不需要翻译,所以其执行速度快,但是这种语言难记难学. 汇编语言则用入们熟悉的英文助记符和十进制数代替二进制码. 汇编语言和机器语言都属于 低级语言,但计算机不能识别英文助记符和十进制数,所以计算机不能直接执行汇编语言, 必须通过汇编程序把汇编语言翻译成机器语言,计算机才能执行. 高级语言和自然语言差不多, 计算机不能直接执行, 必须通过解释程序翻译成机器语言 才能执行.1.4 多媒体技术考点 10 多

17、媒体基本概念 多媒体技术就是对文本,声音,图形和图像进行处理,传输,存储,播放的技术. 多媒体技术是 20 世纪 80 年代发展起来的计算机技术, 它包含了计算机许多方面的技术, 如数据处理, 文字处理, 图像处理和声音处理等技术, 在此基础上, 又引入新的技术与设备, 如影视处理技术,CD-ROM,各种芯片和功能卡等.多媒体技术为扩展计算机的应用范围,应 用深度和表现能力提供了极好的支持. 多媒体技术可划分为偏硬件技术和偏软件技术两部分. 偏硬件技术侧重接口和硬件技术, 它将各种电子媒体连成一个相互作用的整体, 如把投 影屏幕,视频光盘,录像机,CD-ROM,语音与音响合成器等连接起来. 偏

18、软件技术则是应用数字化技术, 以交互控制方式, 把文件, 图形, 图像和声音集成于一体, 将结果综合地,实时地表现出来,并通过多媒体实现人机对话.这种方法测重于算法和软件 技术. 考点 11 多媒体硬件系统特征 具有以下特征的硬件系统,可以称为多媒体硬件系统: (1)具有光驱,这是多媒体硬件系统的一个重要标志. (2)具有模数转换和数模转换功能,能让语音的模拟信号和数字信号相互转换,从而使 多媒体硬件系统有高质量的数字音响功能. (3)具有清晰度比较高的显示器. (4)具有数据压缩与解压缩的硬件支持. 考点 12 多媒体关键技术 l 数据压缩技术 由 于声音,图像等信自,其数字化后的数据量十分

19、庞大,必须对数据进行压缩才能 满足实用的要求. 目前常用的压缩标准有以下两种. (1)JPEG 标准:定义了连续色调,多级灰度,彩色或单色静止图像等国际标准. (2)MPEG 标准:包括视频,音频和系统 3 部分,它要考虑到音频和视频的同步. 2 插卡与芯片技术 多媒体系统一般还采用特殊插卡来提供硬件支持, 如声卡与视频卡用于采集, 处理和 回放声音信息与视频信息.CPU 与声卡或视频卡上的数字信号处理芯片并行工作,共同完成 多媒体的处理任务. 3 多媒体操作系统技术 多媒体操作系统应具有以下功能: (1)具有声音文件格式. (2)具有视频文件格式. (3)有把硬件虚拟化的应用编程接口. (4

20、)有数据压缩和解压缩的功能: (5)具有声像同步操作功能 4 多碟体数据管理技术 由于多媒体的数据量十分庞大,而且数据的信息联系非常复杂,表现也丰富多彩,现有 的文件系统和数据管理技术没有办法解决,所以要研究新的多媒体数据库管理技术. 新的数据管理技术包括以下特点: (l)多媒体数据的查询与检索. (2)多媒体数据的存储. (3)多媒体的显示和播放. (4)集成多媒体编辑与处理. 考点 13 超文本与超媒体 基于超文本技术的多媒体数据技术是一种适合于多媒体数据管理的技术. 超媒体技术在 数据管理上与多媒体数据库管理系统可以相互补充. 1 超文本概念 传统文本是线性的, 而超文本是非线性的, 读

21、者可以根据自己的需要和兴趣阅读内容超 文本就是收集,存储和浏览离散信息,以与建立和表现信息之间关系的技术;当信息不限于文本时,称为超媒体. 2 超媒体组成 超媒体是一种典型的数据管理技术, 它是由节点和表示节点之间联系的链组成的有向图 (网络),用户可以对其进行浏览,查询,修改等操作.其中节点是表达信息的基本单位,节 点可以是程序.也可以是文本,图形,图像,音频,视频和动画.链是建立节点之间信息联 系的指针,它定义了超媒体的结构 3 超媒体系统的组成 (l)编辑器:可以帮助用户建立,修改信息,网络中的节点和链. (2)导航工具:超媒体提供基于条件的查询方式和交互式沿链走向的查询方式. (3)超

22、媒体语言:能以一种程序设计的方法描述超媒体网络的构造,节点和其他各种程 序.全国等级考试三级网络技术考点分析之网络概念 2.1 计算机网络的形成与发展考点 1 计算机网络发展的四个阶段 1 第一阶段:20 世纪 50 年代 彼此独立发展的计一算机技术一与通信技术开始结合起来, 完成了数据通信技术与计算 机通信网络的研究,计算机网络的出现做好了技术准备. 2 第二阶段:20 世纪 60 年代 它的标志是美国的 ARPANET 与分组交换技术.ARPANET 是计算机网络技术发展中的一个 里程碑,为 Internet 的形成奠定了基础. 3 第三阶段:20 世纪 70 年代中期 国际上各种广域网,

23、局域网与公用分组交换网发展十分迅速.国际标准化组织(ISO)在 推动开放系统参考模型与网络协议的研究方面做了大量的工作. 4 第四阶段:20 世纪 90 年代开始 最主要的标志是 Internet 的广泛应用,高速网络技术,网络计算与网络安全技术的研 究与发展. 20 世纪 90 年代以来 Internet 作为国际性的网际网与大型信息服务系统在人类生活的 各个方面发挥了越来越重要的作用.Internet 是通过路由器实现多个广域网和局域网互连 的大型网际网.以高速 Ethernet 为代表的高速局域网技术发展迅速.宽带网络的建设正在 全球范围内掀起一个高潮.2.2 计算机网络的定义考点 2

24、计算机网络的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联起来的自治计算 机系统的集合. (1)计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享. (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. (3)连网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议. 考点 3 计算机网络的基本结构与特点 1 早期计算机网络结构 广域网在结构上可以分为: 负责数据处理的主机与终端; 负责数据通信处理的通信控制 处理机与通信线路.早期的计算机网络从逻辑功能上可以分为资源子网和通信子网两个部 分. (1)资源子网:由主计算机系统,终端控制器,连网外设,各种软件资源与信息资源组 成. (2)

25、通信子网:由通信控制处理机,通信线路与其他通信设备组成,完成网络数据传输, 转发等通信处理任务通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络节点, 早期 ARPANET 中由 接口报文处理机承担. 2 现代网络结构的特点 在 Internet 中,用户计算机需要通过校园网,企业网或 ISP 连入地区主干网,地区主 干网通过国家主干网连入国家间的高速主干网, 这样就形成一种由路由器互连的大型, 层次 结构的互连网络.2.3 计算机网络的分类考点 4 网络分类方法 (1)根据网络采用的传输技术分类:广播式网络与点一点式网络. 广播式网络中,所有连网计算机共享一个公共通信信道. 点一点式网络中, 每条物理

26、线路连接一对计算机. 采用分组存储转发与路由选择是它与 广播式网络的重要区别之一. (2)根据网络的覆盖范围与规模分类. 按照覆盖的地理范围进行分类,可以分为:局域网,城域网与广域网. 广域网,局域网, 考点 5 广域网,局域网,城域网 1 广域网(WAN) 广域网也称远程网, 覆盖范围从几十千米到几千千米. 它的通信子网主要采用分组交换 技术. 具备以下特点: (l)适应大容量与突发性通信的要求. (2)适应综合业务服务的要求. (3)开放的没备接口与规范化的协议.(4)完善的通信服务与网络管理. 广域网中涉与以下概念:X. 25 网,帧中继,SMDS,B-ISDN 与 ATM 网. 2 局

27、域网(LAN) 局域网是继广域网之后一个网络研究的热点.采用以太网(Ethernet),令牌总线,令牌 环原理的局域网产品形成了三足鼎力之势. 局域网增强了信息社会中资源共享的深度. 目前, 在覆盖范围比较小的局域网中使用双绞线, 在远距离传输中使用光纤, 在有移动节点的局域 网中采用无线技术的趋势已经明朗. 3 城域网(MAN) 城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络. 设计的目标是要满足几十千米范围 内的多个局域网互连的需求早期的城域网产品主要是光纤分布式数据接口.2.4 计算机网络的拓扑构型计算机网络拓扑的定义与分类 考点 6 计算机网络拓扑的定义与分类 计算机网络拓扑是通过网中节

28、点与通信线路之间的几何关系表示网络结构, 反映出网络 中各实体之间的结构关系. 拓扑设计是建设计算机网络的第一步, 也是实现各种网络协议的 基础.计算机网络拓扑主要是指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两类: 点一点线路通信子网的拓扑与广 播信道通信子网的拓扑. 采用点一点线路的通信子网的基本拓扑构型有 4 种:星型,环型,树型与网状型. 采用广播信道通信子网的基本拓扑构型主要有 4 种:总线型,树型,环型,无线通信与 卫星通信型. 目前实际存在和使用的广域网基本上都是采用网状拓扑构型.2.5 数据传输速率与误码率考点 7 数据传输速率的定义 描述计算机网络中数据

29、通信的基本技术参数有两个:数据传输速率与误码率. 1 数据传输速率 数据传输速率在数值上等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数,单位为比特/ 秒,记做 b/s 或 bps.对于二进制数据,数据传输速率为 S=1/T,常用位/秒,千位/秒或 兆位/秒作为单位.对二进制信号的最大数据传输率 Rmax 与通信信道带宽 B (B =f,单位是 Hz)的关系可以写为 Rmax=2f, 2 带宽与数据传输速率 奈奎斯特准则与香农定律从定量的角度描述了带宽与速率的关系. 奈奎斯特定理描述了有限带宽, 无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关系. 香 农定理则描述了有限带宽, 有随机热噪声信道的最大传输速

30、率与信道带宽, 信道噪声功率比 之间的关系.通信信道最大传输速率与信道带宽之间存在着明确的关系, 所以可以用带宽代替数据传 输速率. 考点 8 误码率的定义 误码率是指二进制码元在数据传输系统中被传错的概率, 它在数值上近似等于被传错的 码元数/传输的二进制码元总数:理解误码率定义时,应注意: (l)误码率应该是衡量数据传输系统正常工作状况下传输可靠性的参数. (2)对于一个实际系统,要根据实际传输要求提出误码率要求. (3)对于实际数据传输系统, 如果传输的不是二进制码元, 要折合成二进制码元来计算. 误码率有随机性. 普通的通信线路如不采取差错控制技术, 是不能满足计算机的通信要 求的.2

31、.6 网络体系结构和网络协议考点 9 网络体系结构的基本概念 为网络数据交换而制定的规则, 约定与标准被称为网络协议. 一个网络协议主要由以下 3 个要素组成. (l)语法:用户数据与控制信息的结构和格式. (2)语义:即需要发出何种控制信息,以与完成的动作与做出的响应. (3)时序:即对事件实现顺序的详细说明. 网络协议对计算机网络是不可缺少的. 对于复杂的计算机网络协议, 最好的组织方式是 层次结构模型. 计算机网络层次结构模型和各层协议的集合定义为计算机网络体系结构. 采用层次结构的好处是: (1)各层之间相互独立. (2)灵活性好. (3)各层都可以采用最合适的技术来实现,各层实现技术

32、的改变不影响其他层. (4)易于实现和维护. (5)有利于促进标准化. ISO/OSI 考点 10 ISO/OSI 参考模型 1OSI 参考模型的基本概念 国际标准化组织 ISO 发布了 OSI(开放系统互连)参考模型,以实现开放系统环境中的互 连性,互操作性和应用的可移植性:在 OSI 中采用了 3 级抽象:体系结构,服务定义和协议 规格说明. OSI 参考模型定义了开放系统的层级机构, 层次之间的相互关系与各层所包括的可能的 服务. OSI 的服务定义详细说明了各层所提供的服务. OSI 标准中的各种协议定义非常精确. OR 参考模型并没有提供一个可以实现的方法. 2 OSl 参考模型的结

33、构与各层的主要功能 ISO 将整个通信功能划分为 7 个层次. 物理层:OSI 参考模型的最底层,利用物理传输介质为数据链路层提供连接,以便透明 地传送比特流. 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,使有差错的 物理线路变成无差错的数据链路. 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. 传输层:向用户提供可靠的端到端服务,透明地传送报文.向高层屏蔽了下层数据通信 的细节,因而是计算机通信体系结构中最为关键的一层. 会话层:组织两个会话进程之间的通信,并管理数据的交换. 表示层:处理在两个通信系统中交换信息的表示方式. 应用层:OSI 参考模型的最高层

34、.确立进程之间的通信的性质,以满足用户的需要. 考点 11 TCP/IP 参考模型与协议 1TCP/IP 参考模型与协议的发展过程 TCP/IP 的特点:开放的协议标准,独立于特定的网络硬件,统一的网络地址分配方案, 标准化的高层协议. 2TCP/IP 参考模型与层次 TCP/IP 分为 4 个层次:应用层,传输层,互连层与主机一网络层. 互连层的作用: 处理来自传输层的分组发送请求; 处理接收的数据包; 处理互连的路径, 流控与拥塞问题. 传输层的作用:负责应用进程之间的端一端通信.定义了两种协议:传输控制协议 TCP 与用户数据报服务协议 UDP. 应用层:包括了所有的高层协议,并且不断有

35、新的协议加入.主要有:网络终端协议, 文件传输协议,电子邮件协议,域名服务,路由信息协议,网络文件系统,HTTP 服务. 主机一网络层:参考模型的最低层,负责通过网络发送和接收 IP 数据报. 考点 12 OSI 参考模型与 TCP/IP 参考模型的比较 共同之处是都采用了层次结构的概念, 在传输层中二者定义了相似的功能, 但二者在层 次划分,使用的协议上是有很大区别的. OSI 不能流行的原因之一是模型与协议自身的缺陷. TCP/IP 参考模型与协议也有自身的 缺陷:在服务,接口与协议的区别上不清楚.2.7 典型计算机网络ARPANET,NSFNET, 考点 13 ARPANET,NSFNE

36、T,Internet 与 Internet 2 1ARPANET 最初的 ARPANET 的主要研究内容是分组交换设备, 网络通信协议, 网络通信与系统操作 软件. 1969 年 11 月, 实验性的 ARPANET 开通. 1975 年, ARPANET 正式运行 1983 年, ARPANET 向 TCP/IP 的转换全部结束. 世纪 80 年代中期, 20 ARPANET 成为了 Internet 的主干网. 1990年,ARPANET 被新的网络所替代.MILNET 仍在运行着. 2 NSFNET 1984 年, NSF 决定组建 NSFNET,NSFNET 主干网连接美国 6 个超级

37、计算机中心. 采取的是 一种层次型结构,分为主干网,地区网和校园网.ANS 公司于 1990 年接管了 NSFNET. 3 Internet 自 1983 年 TCP/IP 协议正式成为 ARPANET 的网络标准后, 大量的网络, 主机和用户都连 入了 ARPANET.当 NSFNET 与 ARPANET 互连后,发展呈指数形式增长.NSFNET 对 Internet 的结构和功能都有重要影响.20 世纪 90 年代初,Internet 在学术界,政府与研究部门获得 了广泛的应用,一种新的应用:WWW 改变了 Internet 应用方式,使 Internet 的应用达到一 个高潮. 4Int

38、ernet 2 由于 Internet 的商业化,业务量增多导致其性能的降低.1996 年,Internet 2 建立, 它是 UCAID 的一个项目;UCAID 是一个非营利组织.Internet 2 是一个试验性质的网络,初 始速度可达 10 Gbps.2.8 网络计算研究与应用的发展考点 14 网络计算的基本概念 移动计算网络,网络多媒体计算,网络并行计算,网格计算,存储区域网络与网络分布 式对象计算正在成为网络新的研究与应用的热点问题. 考点 15 移动计算网络的研究与应用 移动计算是将计算机网络和移动通信技术结合起来, 为用户提供移动的计算环境和新的 计算模式.移动计算包括移动计算网

39、络和移动 Internet. 无线局域网(WLAN)是实现移动计一算机网络的关键技术之一.AD HOC 网络是一种由一 组用户群构成,不需要基站的移动通信模式.无线应用协议(WAP )是一个新的,开放的,全 球化的协议,能让用户使用内置浏览器在移动电话上访问 Internet. 考点 16 多媒体网络的研究与应用 多媒体网络是指能够传输多媒体数据的通信网络, 需要支持多媒体传输所需要的交互性 与实时性要求.网络视频会议系统是一种典型的网络多媒体系统. 多媒体网络应用对数据通信的要求: 高传输带宽要求; 不同类型的数据对传输的要求不 同;网络中的多媒体流传输的连续性与实时性要求;网络中多媒体数据

40、传输的低时延要求; 网络中多媒体传输同步要求;网络中的多媒体的多方参与通信的特点. 考点 17 网络并行计算的研究与应用 并行计算是高性能计算的关键技术, 一直是计算界高度重视的重要研究领域. 并行计算 是使用多个 CPU 或者计算机来协同工作的计算模式机群计算的主要思想是将一些主机连接起来, 通过网络互连. 使计算机硬件, 操作系统, 中间件软件,各种系统管理软件有机结合起来,从而获得较高田性能价格比.按应用目标可 以分为:高性能机群与高可用性机群;按组成机群的处理机类型分为:PC 机群,I.作站机 群,对称多处理器机群.按处理机的配置分为:同构性机群与非同构性机群. 网格计算根据其组建思想

41、和实现方法可以分为两大类: 机群计算与网格计算. 网格计算 被定义为一个广域范围的无缝的继承和协同计算环境.它的应用包括:桌面超级计算, 智能设备,协同环境与分布式并行计算. 考点 18 存储区域网络的研究与应用 信息时代也是数据存储时代. 数据存储数量的剧增和对数据高效管理的要求导致了存储 区域网络和网络连接存储的出现基于 Internet 上的存储应用是网络存储研究的一个重要方 面.网络存储一个重要的发展趋势是存储服务提供商(SSP)的出现.等级考试三级网络技术考点分析之局域网基础 3.l 局域网的基本概念局域网的定义有两种方式:一种是功能性定义,另一种是技术性定义. 前一种将局域网定义为

42、一组台式计算机和其他设备, 在物理地址上彼此相隔不远, 以允 许用户相互通信和共享诸如打印机和存储设备之类的计算机资源的方式互连在一起的系统. 这种定义适用于办公环境下的局域网,工厂和研究机构中使用的局域网. 就局域网的技术性定义而言,它定义为由特定类型的传输媒体(如电缆,光缆和无线媒 体)和网络适配器(亦称为网卡)互连在一起的计算机,并受网络操作系统监控的网络系统. 考点 l 局域网的技术特点 (l)局域网覆盖有限的地理范围. (2)局域网具有高数据传输速率,低误码率的高质量数据传输环境 (3)局域网一般属于一个单位所有,易于建立,维护和扩展 (4)决定局域网特性的主要技术要素是网络拓扑,传

43、输介质与介质访问控制方法. (5)局域网从介质访问控制方法的角度可分为两类:共享介质局域网与交换式局域网. 考点 2 局域网网络拓扑结构 网络拓扑结构是指用传输媒体互联各种设备的物理布局. 将参与局域网工作的各种设备 用媒体互连在一起有多种方法,实际上只有几种方式能适合局域网的工作. 目前大多数局域网使用的拓扑结构有 3 种: 总线型拓扑结构, 环型拓扑结构和星型拓扑 结构. 1 总线型拓扑结构 总线型结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式; 也就是说, 连接端用户的物理媒体由所有设备共享. 使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒体发送 数据时不能出现冲突. 在点到点链路配

44、置时,这是相当简单的.如果这条链路是半双工操作的,只需使用很简 单的机制便可保证两个端用户轮流工作; 在一点到多点方式中, 对线路的访问依靠控制端的 探询来确定. 这种结构具有费用低, 数据端用户入网灵活, 站点或某个端用户失效不影响其他站点或 端用户通信的优点; 缺点是一次仅有一个端用户能发送数据, 其他端用户必须等待而获得发 送权,媒体访问获取机制较复杂. 尽管有上述一些缺点,但由于布线要求简单,扩充容易,端用户失效,增删不影响全网 工作,所以总线型拓扑结构是局域网技术中使用最普遍的一种. 2 环型拓扑结构 环型结构在局域网中使用较多.这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户, 直到

45、将所有端用户连成环型,这种结构显而易见消除了端用户通信时对中心系统的依赖性. 环型结构的特点是,每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总 是以单向方式操作, 有上游端用户和下游端用户之分. 例如用户 N 是用户 N+1 的上游端用户, N+1 是 N 的下游端用户.如果 N+1 端需将数据发送到 N 端,则几乎要绕环一周才能到达 N 端. 3 星型拓扑结构 星型结构是最古老的一种连接方式, 大家每天都使用的电话就属于这种结构, 如电话网 的星型结构,目前使用最普遍的以太网星型结构.处于中心位置的网络设备称为集线器 (HUB). 星型结构网络中有一个惟一的转发节点(中央节点

46、), 每一计算机都通过单独的通信线路 连接到中央节点,信息传送方式,访问协议十分简单. 星型结构的小型局域网工作站和服务器常采用 RJ-45 接口网卡,以集线器为中央节点, 用双绞线连接集线器与工作站和服务器.目前性价比较高的方案采用 10/100 Mbps 自适应集 线器,工作站使用低档 10 Mbps 网卡,服务器采用高档 100 Mbps 网卡构成的小型星型网络. 服务器与集线器间以 100 Mbps 速率通信,各工作站与集线器间以 10 Mbps 速率通信.3.2 局域网介质访问控制方法考点 3 介质访问控制方法 传输访问的控制方式与局域网的拓扑结构,工作过程有密切关系.目前,计算机局

47、域网 常用的访问控制方式有 3 种, 分别用于不同的拓扑结构: 带有冲突检测的载波侦听多路访问 法(CSMA/CD),令牌环访问控制法(Token Ring),令牌总线访问控制法(Token Bus). 考点 4 IEEE 802 标准 美国电气和电子工程师学会 IEEE 802 课题小组为计算机局域网制定了许多标准,大部 分得到国际标准化组织的认可.IEEE 802 标准包括以下内容. (1)IEEE 802.1:系统结构与网际互连. (2)IEEE 802.2:逻辑链路控制.(3)IEEE 802.3:CSMA/CD 总线访问方法与物理层技术规范. (4)IEEE 802.4:Token

48、Passing Bus 访问方法与物理层技术规范. (5)IEEE 802.5:Token Passing Ring 访问方法与物理层技术规范. (6 ) IEEE 802.6:城市网络访问方法与物理层技术规范. (7)IEEE 802.7:定义了宽带技术. (8)IEEE 802.8:定义了光纤技术. (9)IEEE 802.9:定义了综合语音与数据局域网技术. (10) IEEE 802.10:定义了可互操作的局域安全规范. (11)IEEE 802.11:定义了无线局域网的技术. 考点 5 IEEE 802.3 标准与 Ethernet1Ethernet(以太网) Ethernet(以太

49、网)最初是美国 Xerox 公司和 STANFORD 大学合作于 1975 年推 出的一种局域网.以后由于微机的快速发展,DEC,Intel,Xerox 三家公司合作, 于 1980 年 9 月第一次公布 Ethernet 物理层和数据链路层的规范, 也称 DIX 规范. IEEE802.3 就是以 DIX 规范为主要来源而制定的以太网标准.以太网具有传输速 率高,网络软件丰富,安装连接简单,使用维护方便等优点,所以已成为国际流 行的局域网标准之一. 2CSMA/CD CSMA/CD 是 Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection 的缩写,含有两方面的内容,即载波侦听(CSMA)和冲突检测(CD).CSMA/CD 访问 控制方式主要用于总线型和树型网络拓扑结构.信息传输以包为单位,简称 信包,发展为 IEEE 802.3 基带 CSMA/CD 局域网标准. 载波侦听:查看信道上是否有信号是 CS