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1、计算机网络技术计算机网络技术串讲知识点汇总串讲知识点汇总方式方式考核知识点考核知识点考核要求考核要求知识点相关重点内容知识点相关重点内容第第1 1章章 计算机网络概论计算机网络概论第第1 1节节 计算机网络的形成与发展计算机网络的形成与发展一一.计算机网络的定义计算机网络的定义要求：识记要求：识记就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式、网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。二二.计算机网络的两大组成部分计算机网络的两大组成部分 要求：识记要求：识记 计算机网络：资源子网通信子网资源子网：主机(H
2、ost)终端(Terminal)通信子网：通信链路三三.计算机网络的四个发展阶段计算机网络的四个发展阶段 要求：识记要求：识记1.面向终端的计算机网络以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机网络。用一台中央主机连接大量的地理上处于分散位置的终端。如50年代初美国的SAGE系统。2.计算机计算机网络60年代中期，出现了多台计算机互连的系统，开创了“计算机计算机”通信时代，并存多处理中心，实现资源共享。美国的ARPA网，IBM的SNA网，DEC的DNA网都是成功的典例。这个时期的网络产品是相对独立的，未有统一标准。3.开放式标准化网络由于相对独立的网络产品难以实现互连，国际标准化组织
3、ISO(InternationStandardsOrganization)于1984年颁布了一个称为“开放系统互连基本参考模型”的国际标准ISO7498，简称OSI/RM。即著名的OSI七层模型。从此，网络产品有了统一标准，促进了企业的竞争，大大加速了计算机网络的发展。4.因特网的广泛应用与高速网络技术的发展四四.ISO.ISO和和OSIOSI 要求：识记要求：识记国际标准化组织ISO(InternationalStandardsOrgmization)于1984年正式颁布了一个称为“开放系统互连基本参考模型”(OpenSystemInterconnectionBasicReferenceMo
4、del)的国际标准ISO7498,简称OSI参考模型或OSI/RM。OSI/RM由七层组成,所以也称OSI七层模型。OSI/RM的提出,开创了一个具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的计算机网络新时代。五五.因特网、公用数据网和以太网因特网、公用数据网和以太网 要求：识记要求：识记因特网(Internet)1969年-ARPANET，ARM模型，早于OSI模型，低三层接近OSI，采用TCP/IP协议。1988年-NSFNET，OSI模型，采用标准的TCP/IP协议，成为Internet的主干网。公用数据网PDN(PublicDataNetwork)计算机网络中负责完成节点间通信任务的通信
5、子网称为公用数据网。如英国的PSS、法国的TRANSPAC、加拿大的DATAPAC、美国的TELENET、欧共体的EURONET、日本的DDX-P等都是公用数据网。我国的公用数据网CHINAPAC(CNPAC)于1989年开通服务。以太网最流行的局域网，Ethernet第第2 2节节 计算机网络的功能与应用计算机网络的功能与应用一一.网络的功能网络的功能 要求：识记要求：识记硬件资源共享软件资源共享用户间信息交换二二.计算机网络的分类计算机网络的分类 要求：识记要求：识记按网络的分布范围分类:广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN按网络的交换方式分类:电路交换、报文交换、分组交换按网络的拓扑
6、结构分类:星形、总线、环形、树形、网形按网络的传输媒体分类:双绞线、同轴电缆、光纤、无线按网络的信道分类:窄带、宽带按网络的用途分类:教育、科研、商业、企业三三.电路交换网、报文交换网和分组交换网电路交换网、报文交换网和分组交换网 要求：识记要求：识记电路交换(CircuitSwitching)：类似于传统的电话交换方式,用户在开始通信前,必须申请建立一条从发送端到接收端的物理信道,并且在双方通信期间始终占用该信道。报文交换(MesageSwitching)：数据单元是要发送的一个完整报文,其长度并无限制。报文交换采用存储一转发原理,报文中含有目的地址,每个中间节点要为途经的报文选择适当的路径
7、,使其能最终到达目的端。分组交换(PacketSwitching)：也称包交换方式,1969年首次在ARPANET上使用,现在人们都公认ARPANET是分组交换网之父,并将分组交换网的出现作为计算机网络新时代的开始。采用分组交换方式通信前,发送端先将数据划分为一个个等长的单位(即分组),这些分组逐个由各中间节点采用存储一转发方式进行传输,最终到达目的端。由于分组长度有限,可以在中间节点机的内存中进行存储处理,其转发速度大大提高。四四.计算机网络的典型应用计算机网络的典型应用 要求：识记要求：识记办公自动化OA(OfficeAutomation)电子数据交换EDI(ElectronicDataI
8、nterchange)远程交换(Telecommuting)远程教育(DistanceEducation)电子银行电子公告板系统BBS(BulletinBoardSystem)证券及期货交易广播分组交换校园网(CampusNetwork)信息高速公路企业网智能大厦和结构化综合布线系统五五.计算机网络的主要标准制定机构计算机网络的主要标准制定机构 要求：识记要求：识记国际标准化组织(ISO)国际电信联盟ITU（国际电报电话咨询委员会CCITT）美国国家标准局(NBS)美国国家标准学会(ANSI)欧洲计算机制造商协会(ECMA)Internet工程任务组（IETF）和Internet工程指导小组（
9、IESG）第第2 2章章 计算机网络基础知识计算机网络基础知识第第1 1节节 数据通信技术的基本概念数据通信技术的基本概念一一.数据和信号的定义数据和信号的定义 要求：识记要求：识记数据定义为有意义的实体。数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据是在某区间内连续变化的值；数字数据是离散的值。信号是数据的电子或电磁编码。信号可分为模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；数字信号则是一系列离散的电脉冲。可选择适当的参量来表示要传输的数据。二二.放大器和中继器的作用放大器和中继器的作用 要求：识记要求：识记放大器：在传输一定距离之后，模拟信号都将衰减，为了实现长距离传输，要用
10、放大器来增强信号中的能量中继器：数字信号只能在有限距离内传输，为了获得更大的传输距离，使用中继器三三.模拟数据、数字数据模拟数据、数字数据要求：领会要求：领会模拟数据是在某个区间内连续变化的值数字数据是离散的值四四.模拟信号、数字信号模拟信号、数字信号 要求：领会要求：领会模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波，或其他参量表示的要传输的数据。数字信号是一系列离散的电脉冲，利用其某一瞬间的状态来表示要传输的数据。五五.MODEM.MODEM和和CODECCODEC作用作用 要求：领会要求：领会Modem可以把数字数据调制成模拟信号；也可以把模拟信号解调成数字数据。对于声音数据来说，完成模拟
11、数据和数字信号转换功能的设施是编码解码器CODEC（将直接表示声音数据的模拟信号和二进制流表示的数字信号相互转换）六六.数据通信的定义数据通信的定义 要求：识记要求：识记数据通信是一种通过计算机或其他数据装置与通信线路，完成数据编码信号的传输、转接、存储和处理的通信技术。七七.数据传输速率及其单位数据传输速率及其单位bpsbps 要求：简单应用要求：简单应用数据传输速率数据传输速率-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:R=1/T*log2N(bps).T: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:一个码元所取的离散值个数。通常N=2K，
12、K为二进制信息的位数，K=log2N。八八.信号调制速率及其单位波特的定义信号调制速率及其单位波特的定义 要求：简单应用要求：简单应用信号传输速率信号传输速率-单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作Baud。信号传输速率,也称码元速率、调制速率或波特率。计算公式:B=1/T(Baud)T：为信号码元的宽度，单位为秒九九.数据传输速率与信号调制速率的关系数据传输速率与信号调制速率的关系 要求：简单应用要求：简单应用 R=B*log2N(bps)或B=R/log2N(Baud)十十.信道容量公式（奈奎斯特公式和香农公式）信道容量公式（奈奎斯特公式和香农公式）要求：综合应用要求：综合应用信
13、道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位/秒(bps)奈奎斯特公式奈奎斯特公式-无噪信道传输能力公式：C=2*H*log2N(bps)H:信道的带宽，即信道传输上、下限频率的差值，单位为Hz；N:一个码元所取的离散值个数。例：普通电话线路带宽约3kHz，则码元速率极限值B=2*H=2*3k=6kBaud；若码元的离散值个数N=16，则最大数据传输速率C=2*3k*log216=24kbps香农公式香农公式-带噪信道容量公式：C=H*log2(1+S/N)(bps)S:信号功率N:噪声功率S/N为信噪比，通常把信噪比信噪比表示成10lg(S/N)分贝分贝(dB)例：已知信噪比为30dB，带
14、宽为3kHz，求信道的最大数据传输速率。10lg(S/N)=30S/N=1030/10=1000C=3klog2(1+1000)30kbps十一十一.误码率的定义误码率的定义 要求：识记要求：识记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10-9 误码误码率公式率公式：Pe=Ne/N Ne:其中出错的位数；N:传输的数据总数。十二十二.并行和串行通信方式并行和串行通信方式 要求：领会要求：领会并行通信传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位通过对应的数据线传送给接收设备，还可附加一位数据校验位
15、。接收设备可同时接收到这些数据，不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信。计算机内的总线结构就是并行通信的例子。这种方法的优点是传输速度快，处理简单。串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的，先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经并-串转换硬件转换成串行方式，再逐位经传输线到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接收方使用。串行数据传输的速度要比并行传输慢得多，但对于覆盖面极其广阔的公用电话系统来说具有更大的现实意义。十三十三.串行通信的单工、半双工和全双工方式串行通信的单工、半双工和全双工方式 要求：领会要求：领会单工数据
16、传输只支持数据在一个方向上传输；半双工数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。第第2 2节节 数据编码技术和时钟同步数据编码技术和时钟同步一一.数字数据的模拟信号编码：幅移键控码（数字数据的模拟信号编码：幅移键控码（ASKASK）、）、频移键控码（频移键控码（FSKFSK）、相移键控码（）、相移键控码（PSKPSK）要求：识记要求：识记模拟信号传输的基础是载波，载波具有三大要素：幅度、频
17、率和相位，数字数据可以针对载波的不同要素或它们的组合进行调制。数字调制的三种基本形式：移幅键控法ASK、移频键控法FSK、移相键控法PSK。ASK方式：用载波的两种不同幅度来表示二进制的两种状态。FSK方式：用载波频率附近的两种不同频率来表示二进制的两种状态。PSK方式：用载波信号相位移动来表示数据。二二.相位幅度调制法（相位幅度调制法（PAMPAM）要求：识记要求：识记由PSK和ASK结合的相位幅度调制PAM，是解决相移数已达到上限但还要提高传输速率的有效方法。三三.数字数据的数字信号编码：归零码和不归零码，数字数据的数字信号编码：归零码和不归零码，单极性码和双极性码单极性码和双极性码 要求
18、：识记要求：识记对于传输数字信号来说，最常用的方法是用不同的电压电平来表示两个二进制数字，即数字信号由矩形脉冲组成。双极性不归零码，1码和0码都有电流，1为正电流，0为负电流，正和负的幅度相等，判决门限为零电平。单极性不归零码，无电压表示0，恒定正电压表示1，每个码元时间的中间点是采样时间，判决门限为半幅电平。单极性归零码，当发“1”码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲；当发“0”码时，仍然不发送电流。双极性归零码，其中1码发正的窄脉冲，0码发负的窄脉冲，两个码元的时间间隔可以大于每一个窄脉冲的宽度，取样时间是对准脉冲的中心。四四.同步传输和异步传输的工作原理和
19、特征同步传输和异步传输的工作原理和特征 要求：领会要求：领会位同步又称同步传输，它是使接收端对每一位数据都要和发送端保持同步。实现位同步的方法可分为外同步法和自同步法两种。在外同步法中，接收端的同步信号事先由发送端送来，而不是自己产生也不是从信号中提取出来。自同步法是指能从数据信号波形中提取同步信号的方法。在数据通信中，群同步又称异步传输。是指传输的信息被分成若干“群”。数据传输过程中，字符可顺序出现在比特流中，字符间的间隔时间是任意的，但字符内各个比特用固定的时钟频率传输。字符间的异步定时与字符内各个比特间的同步定时，是群同步即异步传输的特征。五五.曼彻斯特编码原理曼彻斯特编码原理 要求：简
20、单应用要求：简单应用自同步法典型的例子就是曼彻斯特编码。在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示1，从低到高跳变表示0。也就是说,用曼彻斯特编码表示二进制数据,每一比特都要求线路上有2次状态变化(也即2波特),曼彻斯特编码需要发送数据的2倍带宽,其编码效率只有50%。六六.模拟数据的数字信号编码模拟数据的数字信号编码 要求：领会要求：领会对模拟数据进行数字信号编码最常用的方法是脉码调制PCM。脉码调制是以采样定理为基础，对连续变化的模拟信号进行周期性采样，利用有效信号最高频率或其带宽倍的采样频率，通过低通滤波器从这些采样中重新构造出原始信
21、号。七七.采样定律及采样、量化、编码三过程及量化级与采样定律及采样、量化、编码三过程及量化级与编码位数的关系编码位数的关系 要求：简单应用要求：简单应用采样定理表达公式:Fs(=1/Ts)2Fmax或Fs2Bs式中Ts为采样周期Fs为采样频率Fmax为原始信号的最高频率Bs(=Fmax-Fmin)为原始信号的带宽模拟信号数字化的三步骤1)采样，以采样频率Fs把模拟信号的值采出；2)量化，使连续模拟信号变为时间轴上的离散值；3)编码，将离散值变成一定位数的二进制数码。八八.多路复用技术的实现条件及工作原理多路复用技术的实现条件及工作原理 要求：领会要求：领会多路复用技术就是把许多个单个信号在一个
22、信道上同时传输的技术。频分多路复用FDM和时分多路复用TDM是两种最常用的多路复用技术。在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同(或略宽)的子信道，每个子信道传输一路信号，这就是频分多路复用（FDM）。若媒体能达到的位传输速率超过传输数据所需的数据传输速率，可采用时分多路复用（TDM）技术，即将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用。每一时间片由复用的一个信号占用，这样，利用每个信号在时间上的交叉，就可以在一条物理信道上传输多个数字信号。九九.T1.T1载波和载波和E1E1载波的帧结构载波的帧结构 要求：简
23、单应用要求：简单应用T1载波利用脉码调制PCM和时分TDM技术，使24路采样声音信号复用一个通道。每一个帧包含193位，每一帧用125us时间传送。T1系统的数据传输速率为1.544Mbps。ITU建议了一种2.048Mbps速率的PCM载波标准，称为E1载波(欧洲标准)。它每一帧开始处有8位同步作用，中间有8位作用信令，在组织30路8位数据，全帧包括256位，每一帧用125us时间传送。可计算出E1系统的数据传输速率为256位/125us=2.048Mbps。第第3 3节节 数据交换技术数据交换技术一一.电路交换的工作原理和特点电路交换的工作原理和特点 要求：领会要求：领会按数据传送技术划分
24、，交换网络又可分为电路交换网、报文交换网和分组交换网 电路（线路）交换（Circuit Switching）方式，就是通过网络中的节点在两个站之间建立一条专用的通信线路。最普通的线路交换例子是电话系统。线路交换方式的通信包括三种状态：（1）线路建立 （2）数据传送 （3）线路拆除 电路交换技术的优缺点及其特点优点：数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持原来的序列。缺点：在某些情况下，电路空闲时的信道容易被浪费：在短时间数据传输时电路建立和拆除所用的时间得不偿失。因此，它适用于系统间要求高质量的大量数据传输的情况。特点：在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。在线路释放之前，该通路由一对用户
25、完全占用。对于猝发式的通信，电路交换效率不高。二二.报文交换的工作原理和特点报文交换的工作原理和特点 要求：领会要求：领会当端点间交换的数据具有随机性和突发性时，采用电路交换方法的缺点是信道容量和有效时间的浪费。采用报文交换则不存在这种问题。当一个站要发送报文时，它将一个目的地址附加到报文上，网络节点根据报文上的目的地址信息，把报文发送到下一个节点，一直逐个节点地转送到目的节点。每个节点在收到整个报文并检查无误后，就暂存这个报文，然后利用路由信息找出下一个节点的地址，再把整个报文传送给下一个节点。因此，端与端之间无需先通过呼叫建立连接。报文交换的优点1.电路利用率高。由于许多报文可以分时共享两
26、个节点之间的通道，对电路的传输能力要求较低。2.在报文交换网络上，通信量大时仍然可以接收报文，不过传送延迟会增加。3.报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地4.报文交换网络可以进行速度和代码的转换。报文交换的缺点1.不能满足实时或交互式的通信要求。2.有时节点收到过多的数据而无空间存储或不能及时转发时，就不得不丢弃报文，而且发出的报文不按顺序到达目的地。报文交换的特点1.采用“存储-转发”方式，一个时刻仅占用一段通道。2.在交换节点中需要缓冲存储，报文需要排队，故报文交换不能满足实时通信的要求。三三.分组交换的工作原理和特点分组交换的工作原理和特点 要求：领会要求：领会 分组交换与报文交换
27、的工作方式基本相同，分组交换网中要限制所传输的数据单位的长度。在数据报中，每个数据包被独立地处理，每个节点根据一个路由选择算法，为每个数据包选择一条路径，使它们的目的地相同。在虚电路中，数据在传送以前，发送和接收双方在网络中建立起一条逻辑上的连接，按照逻辑连接的方向和接收的次序进行输出排队和转发，这样每个节点就不需要为每个数据包作路径选择判断，就好像收发双方有一条专用信道一样。四四.各种数据交换技术的性能比较各种数据交换技术的性能比较 要求：领会要求：领会 三种数据交换技术总结如下：（1）线路交换：在数据传送之前需建立一条物理通路，在线路被释放之前，该通路将一直被一对用户完全占有。（2）报文交
28、换：报文从发送方传送到接收方采用存储转发的方式。（3）分组交换：此方式与报文交换类似，但报文被分成组传送，并规定了分组的最大长度，到达目的地后需重新将分组组装成报文。第第4 4节节 拓扑结构与传输介质拓扑结构与传输介质网络拓扑是指网络形状，或者是它在物理上的连通性。网络的拓扑结构主要有：星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树形拓扑、混合拓扑及网形拓扑。一一.树形、混合形、网形拓扑结构树形、混合形、网形拓扑结构 要求：识记要求：识记树形拓扑的定义及优缺点树形拓扑：从总线拓扑演变而来，像一棵倒置的树，顶端是树根，树根以下带分支，每个分支还可带子分支。树根接收各站点发送的数据，然后再广播发送到全网。优点：
29、1)易于扩展；2)故障隔离较容易。缺点：1)节点对根依赖性太大，若根发生故障，则全网不能正常工作。混合形拓扑的定义及优缺点混合形拓扑：将两种单一拓扑结构混合起来，取两者的优点构成的拓扑。优点：1)故障诊断和隔离方便；2)易于扩展；3)安装方便；缺点：1)需用带智能的集中器；2)集中器到各站点的电缆长度会增加。网形拓扑的特点及优缺点优点：1)应用广泛；2)不受瓶颈问题和失效问题的影响。缺点：1)结构较复杂，网络协议也复杂，建设成本高。二二.星形、总线形和环形拓扑结构星形、总线形和环形拓扑结构 要求：领会要求：领会星形拓扑的特点及优缺点优点：1)控制简单；2)故障诊断和隔离容易；3)方便服务；缺点
30、：1)电缆长度和安装工作量可观；2)中央节点负担较重，形成瓶颈；3)各站点的分布处理能力较低。总线拓扑的特点及优缺点优点：1)总线结构所需电缆数量少；2)结构简单又是无源工作，有较高的可靠性；3)易于扩充，增减用户方便。缺点：1)传输距离有限，通信范围受到限制；2)故障诊断和隔离困难；3)分布式协议不保证信息及时传送，不具实时功能。站点必须是智能的，要有媒体访问控制功能，增加站点软件和硬件的开销。环形拓扑的特点及优缺点优点：1)电缆长度短；2)增减工作站时只需简单连接；3)可用光纤。缺点：1)节点故障会引起全网的故障；2)故障难检测；3)媒体访问协议都用令牌传递方式，在负载很轻时，信道利用率较
31、低。三三.有线传输介质有线传输介质 要求：领会要求：领会双绞线双绞线 结构和分类结构和分类:由两根相互绝缘的铜线并放一起由两根相互绝缘的铜线并放一起,然后用规则然后用规则的方法绞合而成的方法绞合而成.绞合可减少对相邻导线的电磁干扰绞合可减少对相邻导线的电磁干扰;根据根据单位长度的绞合次数和绞合度的不同单位长度的绞合次数和绞合度的不同,UTP标准分为标准分为 15类线类线,局域网常用局域网常用3类线支持类线支持10Mbps以下的数据传输以下的数据传输,5类类线既支持线既支持100Mbps快速以太网连接快速以太网连接,又支持又支持150MbpsATM数据传输数据传输,是连接桌面设备的首选是连接桌面
32、设备的首选.使用特点使用特点:模拟传输和数字传输都可以使用双绞线模拟传输和数字传输都可以使用双绞线;STP通信距离可达十几公里通信距离可达十几公里.距离太长时距离太长时,可加放大器将衰减可加放大器将衰减了的信号放大了的信号放大(对于模拟传输对于模拟传输),或加中继器将失真了的信或加中继器将失真了的信号整形号整形(对于数字传输对于数字传输).衰减随信号的频率的升高而增大衰减随信号的频率的升高而增大;100m内内,几乎所有的主机都几乎所有的主机都UTP双绞线连接到交换机双绞线连接到交换机.目目前前,双绞线还广泛用于星形网结构化布线系统中双绞线还广泛用于星形网结构化布线系统中.基带同轴电缆和宽带同轴
33、电缆 1.基带同轴电缆（50同轴电缆）用于传送基带数字信号,以 10 Mbps的速率可达 1 km;由于它具有很的抗干扰性,广泛用于高速数据传输.同轴电缆分粗缆和细缆.粗缆支持局域网主干网,距离可达2500m,支持多点连接数十 台设备;细缆多用于局域网连接桌面设备,级连一般不超过180m,可连接数十台设备.同轴电缆易物理损坏,特别是人多的地方,故被双绞线取代.2.宽带同轴电缆（75同轴电缆）支持多路复用,主要用于有线电视,局域网少用.绝缘保护套层绝缘保护套层外导体屏蔽层外导体屏蔽层绝缘层绝缘层内导体内导体 多模光纤和单模光纤 利用光缆传递光脉冲来进行通信,具有损耗低、带宽高和抗干扰能力强的特点
34、,尤其适用国家之间大容量远距离通信,亦广泛应用于市内电话局之间和国内长途干线网宽带通信.光纤通信是现代通信技术中的一个十分重要的领域.有单模光纤和多模光纤两种.前者纤芯仅几个微米,要配用昂贵的半导体激光器它的光衰耗小,在2.5Gbps的高速率下可传输数十公里而不必采用中继器;多模光纤可配用廉价的发光二极管,但光衰减快,适合于近距离传输.四四.无线传输介质无线传输介质 要求：识记要求：识记微波通信：载波频率为2GHZ至40GHZ。频率高，可同时传送大量信息；由于微波是沿直线传播的，故在地面的传播距离有限。卫星通信：是利用地球同步卫星作为中继来转发微波信号的一种特殊微波通信形式。卫星通信可以克服地
35、面微波通信距离的限制，三个同步卫星可以覆盖地球上全部通信区域。红外通信和激光通信：和微波通信一样，有很强的方向性，都是沿直线传播的。但红外通信和激光通信要把传输的信号分别转换为红外光信号和激光信号后才能直接在空间沿直线传播。微波、红外线和激光都需要在发送方和接收方之间有一条视线通路，故它们统称为视线媒体。第第5 5节节 差错控制方法差错控制方法一一.随机热噪声引起的随机错和冲击噪声引起的突发错随机热噪声引起的随机错和冲击噪声引起的突发错 要求：识记要求：识记传输中的差错都是由噪声引起的。噪声有两大类，一类是信道固有的、持续存在的随机热噪声；另一类是由外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声。热噪声引
36、起的差错称为随机差错冲击噪声呈突发状，由其引起的差错称为突发错.冲击噪声幅度可能相当大，无法靠提高幅度来避免冲击噪声造成的差错，它是传输中产生差错的主要原因。二二.检错能力和编码效率检错能力和编码效率 要求：简单应用要求：简单应用最常用的差错控制方法是差错控制编码。数据信息位在向信道发送之前，先按照某种关系附加上一定的冗余位，构成一个码字后再发送，这个过程称为差错控制编码过程。差错控制编码可分为检错码和纠错码。检错码能自动发现差错的编码；纠错码不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编码。衡量编码性能好坏的一个重要参数是编码效率R，它是码字中信息位所占的比例。编码效率越高，即R越大，信道中用来传送信
37、息码元的有效利用率就越高。编码效率计算公式为：R=k/n=k/(k+r)k:码字中的信息位位数r:编码时外加冗余位位数n:编码后的码字长度三三.奇偶检验码奇偶检验码 要求：简单应用要求：简单应用奇偶校验码是一种通过增加冗余位使得码字中“”的个数为奇数或偶数的编码方法，它是一种检错码。垂直奇偶校验1.编码规则：偶校验：ri=I1i+I2i+.+Ipi(i=1,2,.,q)奇校验：ri=I1i+I2i+.+Ipi+1(i=1,2,.,q)p:码字的定长位数q:码字的个数“”指异或运算2.检错能力：能检测出每列中所有奇数位的错，检测不出偶数位的错3.编码效率R=p/(p+1)水平奇偶检验1.编码规则
38、偶校验：ri=Ii1+Ii2+.+Iiq(i=1,2,.,p)奇校验：ri=Ii1+Ii2+.+Iiq+1(i=1,2,.,p)2.检错能力：不但可以检测各段同一位上的奇数位错，而且还能检测出突发长度p的所有突发错误3.编码效率：R=q/(q+1)水平垂直奇偶校验1.编码规则若水平垂直都用偶校验，则ri,q+1=Ii1+Ii2+.+Iiq(i=1,2,.,p)rp+1,j=I1j+I2j+.+Ipj(j=1,2,.,q)rp+1,q+1=rp+1,1+rp+1,2+.+rp+1,q=r1,q+1+r2,q+1+.+rp,q+12.检错能力能检测出所有3位或3位以下的错误、奇数位错、突发长度p+
39、1的突发错以及很大一部分偶数位错。3.编码效率R=pq/(p+1)(q+1)四四.循环冗余码循环冗余码 要求：简单应用要求：简单应用1.编码规则循环冗余码CRC（CyclicRedundancyCode）在发送端编码和接收端校验时，都可以利用事先约定的生成多项式G(X)来得到，K位要发送的信息位可对应于一个(k-1)次多项式K(X),r位冗余位则对应于一个(r-1)次多项式R(X)，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)=Xr*K(X)+R(X)。在发送端产生一个循环冗余码，附加在信息位后面一起发送到接收端，接收端收到的信息按发送端形成循环冗
40、余码同样的算法进行校验，若有错(将接收到的码字多项式除以G(X)，若余式为零则认为传输无错，否则传输有错)，需重发。2.检错能力可检测出所有奇数位错、所有双比特的错、所有p的突发错。五五.生成多项式、模生成多项式、模2除的概念和应用，冗余位的求算除的概念和应用，冗余位的求算 要求：简单应用要求：简单应用已知：信息码:110011信息多项式:K(X)=X5+X4+X+1生成码:11001 生成多项式:G(X)=X4+X3+1(r=4)求：循环冗余码和码字。解：1)(X5+X4+X+1)*X4的积是 X9+X8+X5+X4 对应的码是1100110000。2)积G(X)(按模二算法)。由计算结果知
41、冗余码是1001，码字就是1100111001。六六.海明码海明码 要求：简单应用要求：简单应用1.编码规则海明码是一种可以纠正一位差错的编码。它是利用在信息位为k位，增加r位冗余位，构成一个n=k+r位的码字，然后用r个监督关系式产生的r个校正因子来区分无错和在码字中的n个不同位置的一位错。它必需满足以下关系式：rn+1或2rk+r+1例：k4，则r32.编码效率海明码的编码效率为：R=k/(k+r)k：信息位位数r：增加冗余位位数七七.监督关系式的应用和冗余位的求算监督关系式的应用和冗余位的求算 要求：简单应用要求：简单应用已知：信息码为：“0010”。海明码的监督关系式为：S2=a2+a
42、4+a5+a6S1=a1+a3+a5+a6S0=a0+a3+a4+a6求：海明码码字。解：1)由监督关系式知冗余码为a2a1a0。2)冗余码与信息码合成的海明码是：0010a2a1a0。设S2=S1=S0=0,由监督关系式得：a2=a4+a5+a6=1a1=a3+a5+a6=0a0=a3+a4+a6=1因此，海明码码字为：0010101S2,S1,S0称为校正因子第第6 6节节 同步数字体系同步数字体系SDHSDH一一.SDH.SDH的由来和主要技术特点的由来和主要技术特点 要求：识记要求：识记SDH的由来早期的数字传输系统（PCM多路复用），数据传输速率不标准；光设备接口不规范；复用系统中的
43、同步问题。SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的建立在光纤传输基础上的同步光纤网（SynchronousOpticalNetwork,SONET）。ITU-T于1988年接受了SONET概念并重新命名为SDH，使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。主要技术特点1.使1.5Mbit/s和2Mbit/s两大数字体系在STM1等级上获得统一。2.采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构。3.SDH帧结构中安排了丰富的开销比特。4
44、.由于将标准光接口综合进各种不同的网元，减少了将传输和复用分开的需要，从而简化了硬件，缓解了布线拥挤。5.SDH网与现有网络能完全兼容，可以兼容现有准同步数字体系的各种速率，还能容纳各种新的业务信号，使之具有完全的向后兼容性和向前兼容性。二二.SDH.SDH的速率体系和复用结构的速率体系和复用结构 要求：领会要求：领会SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STMN（SynchronousTransport，N=1，4，16，64），最基本的模块为STM1，四个STM1同步复用构成STM4，16个STM1或四个STM4同步复用构成STM16SDH采用块状的帧结构来承载信息，每帧由纵向9行和横向
45、270N列字节组成，每个字节含8bit第第3 3章章 计算机网络体系结构及协议计算机网络体系结构及协议第第1 1节节 网络体系结构及网络体系结构及OSIOSI基本参考模型基本参考模型一一.协议和体系结构的概念协议和体系结构的概念 要求：识记要求：识记为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合称为网络协议（Protocol）计算出网络各层次结构模型及其协议的集合称为网络的体系结构（Architecture）。二二.OSI.OSI基本参考模型及每层的功能基本参考模型及每层的功能 要求：识记要求：识记OSI模型（OpenSystemInterconnectionreferencemod
46、elISO/OSI开放系统互联参考模型）共分七层Transport Data Link NetworkPhysicalSessionPresentationApplication第七层：应用层第六层：表示层第五层：会话层第四层：传输层第三层：网络层第二层：数据链路层第一层：物理层应用层为用户访问网络提供用户接口例如：Email,WWWEmail,WWW，网络文件存取等面向用户、提供接口表示层数据格式的转换压缩与解压缩加密与解密语法的转换、加密、压缩会话层管理计算机间的会话实现计算间会话的控制在两个互相通信的应用进程间组织和协调交互传输层在计算机间实现可靠/不可靠的数据传输实现流控制进行错误检测
47、保证传输数据的正确性将下层屏蔽，向上层提供透明服务，实现端到端传输网络层提供计算机的逻辑地址（例如IP地址）路径选择路由、寻址（分组）数据链路层把位流（bits）合并成字节(bytes)提供计算机的物理地址(MAC地址)错误检测数据链路层的流控制分为MAC和LLC，无错地传送帧数据（检测、流量控制、重发）物理层定义传输介质的机械和电器特性定义连接器的针（pin-out）的电器特性传输位流（bits）第第2 2节节 TCP/IPTCP/IP参考模型与协议参考模型与协议一一.TCP/IP.TCP/IP协议的体系结构和内容协议的体系结构和内容 要求：识记要求：识记TCP/IP参考模型共四层网络接口层
48、(Network Interface)网间网层(Internet Layer)传输层(Transport Layer)应用层(Application Layer)TCP/IPTCP/IP参考模型参考模型应用层应用层传输层传输层网间网层网间网层网络接口层网络接口层二二.TCP/IP.TCP/IP各层的协议内容和功能各层的协议内容和功能 要求：识记要求：识记网络接口层逻辑链路控制和媒体访问协议，承上启下网际网层（IP层）IP、ICMP、ARP、RARP传输层TCP、UDP，提供应用程序间的通信，数据格式化、数据确认和丢失重传、不同应用程序的识别应用层Telnet、FTP、SMTP，HTTP、SNM
49、P等，向用户提供一组常用应用程序第第3 3节节 物理层物理层一一.物理层的定义和功能物理层的定义和功能 要求：识记要求：识记ISO对OSI模型的物理层所做的定义为：在物理信道实体之间合理地通过中间系统，为比特传输所需的物理连接的激活、保持和去除提供机械的、电气的、功能性和规程性的手段。比特流传输可以采用异步传输，也可以采用同步传输完成。二二.DTE.DTE和和DCEDCE的定义的定义 要求：识记要求：识记DTE(DateTerminalEquipment)指的是数据终端设备，是对属于用户所有的连网设备或工作站的统称，它们是通信的信源或信宿，如计算机、终端等；DCE(DateCircuitTer
50、minatingEquipment或DateCommunicationsEquipment)，指的是数据电路终接设备或数据通信设备，是对为用户提供入接点的网络设备的统称，如自动呼叫应答设备、调制解调器等。三三.电气连接方式电气连接方式 要求：识记要求：识记DTE与DCE接口的各根导线（也称电路）的电气连接方式有:非平衡方式。采用分立元件技术设计的非平衡接口，每个电路使用一根导线，收发两个方向共用一根信号地线，信号速率20kbps，传输距离15。采用差动接收器的非平衡方式。发送器仍使用非平衡式，但接收器使用差动接收器。每个电路使用一根导线，但每个方向都使用独立的信号地线，使串扰信号较小。这种方式