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计算机等级考试四级计算机网络复习要点-作者：-日期：全国计算机等级考试四级计算机网络复习要点第一章 计算机基础第一节 计算机概述1. 计算机特点 2. 计算机发展阶段（这几个阶段是并行关系）（1）大型机阶段（5060年代）：l 1946年 第一台计算机，美国宾夕法尼亚大学 ENIAC 电子管计算机，用于计算弹道。l 1958年103计算机（中国）l 1959年104计算机（中国）大型计算机经历了4代：l 电子管计算机l 晶体管计算机l 中小规模集成电路计算机l 超大规模集成电路计算机（2）小型机阶段（6070年代）：第一次小型化l DEC公司（美国数据设备公司）： 1959年，PDP-1；1965年，PDP-8；1975年VAX-11l 我国：1973年 DJS130计算机DJS100系列（3）微型机阶段（7080年代）：第二次小型化l Apple公司：1977年AppleII微型机l IBM公司：1981年，第一台个人PC机l 联想（Lenovo）：2005年收购IBM公司的全球PC业务，成为第三大PC制造商（4）客户/服务器阶段（即C/S阶段）（8090年代）（5）互联网阶段（90年代至今）l 1969年 美国国防部 ARPANET互联网的前身l 1983年 TCP/IP成为ARPANET的协议标准l 1991年 我国第一条互联网专线 中科院的高能物理所斯坦福大学的直线加速器l 1994年 在我国实现TCP/IP3. 计算机的应用领域科学的数据辅助和控制人工网络中的多媒体l 科学计算l 数据处理l 辅助技术：CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAI（计算机辅助教学）l 实时控制l 人工智能l 网络应用l 多媒体应用第二节 计算机的硬件系统1. 计算机系统的结构根据冯诺依曼模型，计算机硬件由5大部分组成：l 运算器l 控制器l 存储器l 输入设备l 输出设备2. 计算机的指标（1）位数也称字长，是指CPU一次能处理多少位的数据（二进制），字长越长，数的表示范围也越大，精度也越高。l 位（bit或b）：计算机中最小的数据单位l 字节（Byte或B）：计算机存储容量的基本单位l 字（word）：由一个或若干个字节组成，通常为16位。（2）速度中央处理器的主频越高，其处理速度也就越快l MIPS（Million Instruction Per Second）：每秒钟执行的百万条指令数l MFLOPS（Million FLOating Instruction Per Second）：每秒钟执行的百万条浮点指令数（3）容量容量是指计算机所能存储的程序和数据的多少存储容量的单位是字节，用B表示，还有KB、MB、GB、TB、PB等l 1KB=210B=1024B103Bl 1MB=220B=10242B106Bl 1GB=230B=10243B109B.其他几个指标（主要用来衡量硬盘）l 平均寻道时间：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l 平均等待时间：需要读写的扇区旋转到磁头下面所花费的平均时间l 平均访问时间：磁头找到所需读写的扇区所需要的时间，平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间l 硬盘的数据传输速率：磁头找到所读写的扇区后，每秒钟可以读出或写入磁盘的字节数（4）数据传输速率数据传输速率指的是每秒钟传输多少比特的数据。数据传输速率单位为bps（或b/s）、Kbps、Mbps、Gbpsl 1Kbps=103bpsl 1Mbps=106bpsl 1Gbps=109bps（5）可靠性l 平均无故障时间（Mean Time Between Failure, MTBF） 可靠性l 平均故障修复时间（Mean Time To Repair, MTTR）可维修性3. 计算机分类（1）按照原理来分l 数字式电子计算机l 模拟式电子计算机l 混合式电子计算机（2）按照计算机用途分类l 通用计算机：解决各种问题l 专用计算机：解决一个或一类特定问题（3）按照计算机性能分类l 巨型机l 小巨型机l 大型机l 小型机：16位的PDP-11及32位的VAX-11系列l 工作站：Sun系列工作站l 个人计算机4. CPU芯片的发展历史按照位数划分，可以分为：l 4位（Intel的4004、4040）l 8位（Intel的8008、8080、Zilog的Z80、Motorola的6800）l 16位（Intel的8086、8088、80186、80286）l 32位（Intel的386、486、奔腾、奔腾II、奔腾III、奔腾4）l 64位（Intel的安腾、AMD的速龙64、HP的Alpha）5. 奔腾芯片的技术特点（1）超标量技术通过内置多条流水线来同时执行多个处理，其实质是用空间换取时间。这两条流水线如果同时工作，则他们必须都执行精简指令。（2）超流水线技术通过细化流水，提高主频，使得机器在一个周期内完成一个甚至多个操作，其实质是用时间换取空间。（3）分支预测为提高流水线吞吐率，内置分支目标缓存器，动态的预测程序分支的转移情况。这样预取的指令恰好是将要执行的指令。（4）双Cache的哈佛结构一个用于数据缓存，一个用于指令缓存。（5）固化常用指令（6）增强的64位数据总线奔腾的内部总线是32位的，但它与存储器之间的外部总线增为64位。（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。（8）采用PCI标准的局部总线PCI总线与ISA总线进行了激烈的竞争，PCI取得明显优势。（9）安腾芯片的技术特点奔腾是32位芯片，主要用于台式机和笔记本电脑；而安腾是64位芯片，主要用于服务器和工作站。安腾采用了EPIC，即简明并行指令计算（Explicitly Parallel Instruction Computing）技术。6主机技术（1）主板的组成主机板简称主板（Mainboard）或母板（Motherboard），它是计算机的主要部件，通常由5部分组成：l CPUl 存储器l 总线l 插槽l 电源（2）主板的分类主板分类方法很多，处在不同的角度，就有不同的说法。l 按CPU芯片分类，如486主板、奔腾主板、奔腾4主板等。l 按CPU插座分类，如Socket 7主板、Slot 1主板等。l 按主板的规格分类，如AT主板、Baby-AT主板、ATX主板等。l 按存储器容量分类，如16MB主板、32MB主板、64MB主板等。l 按芯片集分类，如TX主板、LX主板、BX主板等。l 按是否即插即用分类，如PnP主板、非PnP主板等。l 按系统总线的带宽分类，如66MHz主板、100MHz主板等。l 按数据端口分类，如SCSI主板、EDO主板、AGP主板等。l 按扩展槽分类，如EISA主板、PCI主板、USB主板等。l 按生产厂家分类，如联想主板、华硕主板、海洋主板等。第三节 计算机软件组成软件由程序与相关文档组成。软件系统可以分为系统软件和应用软件。1. 系统软件系统软件是管理、监控、维护计算机资源的软件。它包括操作系统、程序设计语言与语言处理程序、数据库管理系统等。系统软件的核心是操作系统2. 应用软件应用软件是用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编制的计算机程序。3. 程序设计语言机器语言、汇编语言、高级语言前两种是面向计算机硬件具体操作的，使用者必须对硬件的结构和工作原理十分熟悉，称为计算机的低级语言。执行速度快。高级语言：和具体的硬件无关，语言接近描述的语言。通用性和可移植性好，占用内存大，执行时间长。4. 软件开发 第四节 多媒体技术1. 多媒体基本概念多媒体分为：偏硬件技术和偏软件技术2. 多媒体硬件系统特征l 具有光驱l 具有模数转换（模拟信号向数字信号转换）和数模转换（数字信号向模拟信号转换）功能l 具有清晰度比较高的显示器l 具有数据压缩与解压缩的硬件支持3. 多媒体关键技术数据压缩技术压缩机制：l 熵编码：无损压缩l 信源编码：有损压缩l 混合编码常用的压缩标准：l JPEG：实用与连续色调，多级灰度，彩色或单色静止图象。 l MPEG：包括视频、音频和系统，考虑音频和视频同步（称为唇同步）。4. 超媒体与流媒体传统文本是线性的，而超文本是非线性的。当信息不限于文本时，称为超媒体。超媒体技术是一种典型的数据管理技术，它是由称之为结点(node)和表示结点之间联系的链(link)组成的有向图（网络），用户可以对其进行浏览、查询和修改等操作。现在超文本和超媒体指的是同一个概念。超媒体系统包含三部分：l 编辑器l 导航工具l 超媒体语言5. 流媒体流（式）媒体：把整个音频、视频、3D等多媒体文件经过特殊压缩，形成一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时地依次传送。特点：连续性、实时性、时序性。流媒体的播放方式：l 单播l 组播：发送给一组用户l 点播：在收视过程中用户可以根据需要进行停止、后退、快进、慢进或暂停等操作。l 广播以上四种方式中，只有点播传送的是多媒体，其他播放方式传送的是音/视频文件。6. 多媒体应用软件l 文本：微软的word，SUN公司的OpenOffice、金山的WPSl 图形：Corel的CorelDrawl 图像：Adobe的PhotoShopl 动画：MacroMedia的Flashl 音频l 视频第二章 网络基本概念本章约7个选择题和3个填空题，约13分，会有12分的计算题。主要掌握几个问题：（1）计算机网络的分类：按传输技术和覆盖范围、规模。（2）基本的拓扑结构：总线型、树型、环形和星型。（3）数据传输速率和误码率的概念，如：奈奎斯特定理和香农定理。（4）一个网络协议的三要素：语法、语义和时序。（5）ISO/OSI参考模型、TCP/IP模型。第一节 计算机网络的形成与发展1. 计算机网络的产生60年代飞机订票系统：SABRE-I1969年12月，Internet的前身美国的ARPA网（即ARPANET）投入运行，标志着计算机网络的兴起。2. 网络发展的四个阶段l 第一阶段面向终端：典型的由1963年美国空军建立的半自动化地面防空系统（SAGE）l 第二阶段以通信子网为中心：计算机通信网络在逻辑上可以分为两大部分：通信子网和资源子网。l 第三阶段网络体系结构与协议标准化l 第四阶段高速化、综合化：主要标志是Internet的广泛应用。3. 网络在我国的发展最早建设专用计算机网络的是铁道部。第一个公共分组交换网CNPAC。第二节 计算机网络的定义定义：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。自治的计算机是指计算机之间没有明显的主从关系，一台计算机不能强制地启动、停止或者控制网络中的其他计算机。计算机网络的基本特征：资源共享。资源主要包括硬件、软件和数据。第三节 计算机网络的分类1. 网络分类（1）根据网络所采用的传输技术分为：l 广播式网络l 点对点式网络广播式网络中，所有结点仅使用一条通信信道，该信道由网络上的所有站点共享。同一时刻，只能有一台计算机发送数据。点对点式网络中，每条物理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。同一时刻可以有多台计算机并行发送数据。（2）按覆盖地理范围和规模分为l 局域网（LAN）l 广域网（WAN）l 城域网（MAN）（3）按照通信子网的交换方式分为：公用电路交换网、报文交换网、分组交换网、ATM交换网等。2. 广域网、局域网和城域网（1）广域网广域网也称远程网，覆盖范围从几十千米到几千千米。数据分组从源结点传送到目的结点的过程需要进行路由选择和分组转发（因为采用的是点对点网络）。采用分组交换技术（如X.25，帧中继、异步传输模式（ATM）。ARPANET是第一个分组交换网。特点：l 适应大容量与突发性通信的要求l 适应综合业务服务的要求l 开放的设备接口与规范化的协议l 完善的通信服务与网络管理（2）局域网覆盖范围在几公里之内，通常为一个单位所有。主要技术：以太网、令牌总线、令牌环网。最后以太网占据统治性地位。（3）城域网介于局域网和广域网之间，主要是指一个地区内多个局域网的互联。范围在几公里至几十公里。早期的城域网产品主要是光纤分布式数据接口（FDDI）。传输介质以光纤为主。在体系结构上采用三层模式：l 核心交换层l 业务汇聚层l 接入层第四节 计算机网络的拓扑结构1. 计算机网络拓扑的定义。计算机网络拓扑是通过网中节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。计算机网络拓扑是指通信子网的拓扑构型。它对网络性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。2. 计算机网络拓扑的分类 点对点通信子网的拓扑：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。（1）总线型采用一条单根的通信线路（总线）作为公共的传输通道，所有的结点都通过相应的接口直接连接到总线上，并通过总线进行数据传输。同一时刻只能有一个结点发送数据。特点：l 简单、灵活，便于广播l 负荷重时性能不好l 易于安装，费用低l 实时性差（2）环型结构环型结构是各个网络结点通过环接口连在一条首尾相接的闭合环型通信线路中。环型结构有两种类型：l 单环结构：典型代表为令牌环l 双环结构：典型代表为光纤分布式数据接口（FDDI）特点：l 传输延迟固定，实时性好，重负载下信道利用率较高l 支持优先级服务l 可扩充性差l 可靠性差（3）星型结构星型结构的每个结点都由一条点到点链路与中心结点相连。信息的传输是通过中心结点的转发实现的。特点：l 结构简单，便于管理和维护，易扩充，易升级l 中心结点的可靠性基本上决定了整个网络的可靠性l 中心结点负担重，易成为信息传输的瓶颈。（4）树型结构对根节点依赖性大。（5）网状结构每个结点至少有两条链路与其他结点相连。特点：可靠性高、线路成本高、适用于大型广域网。第五节 数据传输率和误码率描述数据通信的基本技术参数有两个：数据传输速率与误码率1数据传输速率在数值上等于每秒钟传输的二进制比特数，单位为比特/秒（bit/second），记作bps或b/s。2带宽与数据传输率“带宽”有两种含义： l 信道具有的频带宽度，即可传送的信号最高频率与最低频率之差，单位是赫兹（Hz）l 信道所能传送的“最高传输速率” ，单位是“比特每秒”，或 b/s (bps) 奈奎斯特准则和香农定理从定量的角度描述了带宽与速率的关系。（1）奈奎斯特准则（针对的是无噪声的理想信道）Rmax=2*f (bps) （对于传输二进制信号）Rmax：最高数据传输率（单位bps）B：通信信道带宽（单位Hz）若传输的是：l 四进制信号：Rmax=4*f (bps)l 八进制信号：Rmax=6*f (bps)l 十六进制信号：Rmax=8*f (bps)（2）香农定理（针对实际信道） Rmax=Blog2（1+S/N） (bps)l B为信道带宽（单位Hz）l S为信号功率l 为噪声功率l S/N称为信噪比。信噪比本来是没有单位的，若信噪比给出的值带有单位“分贝”，则与S/N的关系为：多少分贝10log10(S/N)3误码率误码率是二进制码元在数据传输系统中被传错的概率，在数值上近似等于Pe=Ne/N（传错的码元数除以传输的二进制码元总数）l 误码率应该是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数。l 对于一个实际的数据传输系统，不能笼统地说误码率越低越好，要根据实际传输要求提出误码率要求。l 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。l 误码率具有随机性。第六节 网络体系结构和网络协议1. 网络体系结构的基本概念（1）网络协议（简称协议）协议是为网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由三个要素组成：l 语法：即用户数据与控制信息的结构和格式； l 语义：即需要发出何种控制信息,以及完成的动作与做出的响应； l 时序：即对事件实现顺序的详细说明。（2）网络体系结构网络的体系结构是指计算机网络的分层、各层协议和各层接口之间的集合。第一个网络体系结构是IBM的系统网络体系结构SNA。当前具有代表性的体系结构有两个：l OSI参考模型l TCP/IP参考模型（3）分层的好处l 各层之间相互独立。高层并不需要知道低层是如何实现的。l 灵活性好；l 各层都可以采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其他各层；l 易于实现和维护；l 有利于促进标准化。2. 开放系统互连参考模型（OSI）OSI（Open System Interconnect）开放系统互连参考模型是国际标准化组织（ISO）和国际电报电话咨询委员会（CCITT）联合制定的。最大特点：开放性。“开放”是指：只要遵循OSI标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的也遵循同一标准的其他系统进行通信。它从低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。l 物理层：传输比特流，规定网络接口的规格和特性。l 数据链路层：负责相邻节点（即在同一网络内部的节点）之间的无差错的数据传输。传输的数据单位为“帧”。该层使用的地址为物理地址（又称为MAC地址）l 网络层：负责在不同网络中的主机与主机之间的通信。为此，网络层需要具备路由选择（即寻找路径，为网络层最主要功能）、拥塞控制与网络互连的功能。传输的数据单位为“分组”或“包”。该层使用的地址为IP地址。常见的网络层协议有IP、ICMP、IGMP、OSPF、RIP、ARP。l 传输层：是向用户提供可靠的端到端（即进程到进程）服务。是网络体系结构中最关键的一层。该层协议：TCP、UDP。l 会话层：管理会话。l 表示层：负责数据格式转换、压缩等。l 应用层：向应用程序提供服务。该层结构最复杂，协议最多。OSI的特点：l 网中各结点都有相同的层次l 不同结点的同等层具有相同的功能 l 同一结点内相邻层之间通过接口通信l 每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务l 不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信3. TCP/IP参考模型TCP/IP参考模型是目前Internet中的流行标准。该模型包含很多协议，其中最重要的两个协议就是TCP和IP协议。TCP/IP参考模型最早起源1969年美国国防部的ARPANET。该模型分为四层（从低到高）：l 主机-网络层：对应OSI的物理层和数据链路层l 网络互连层：对应于OSI的网络层l 传输层：对应于OSI的传输层l 应用层：对应于OSI的应用层在TCP/IP没有OSI中的会话层和表示层。4. OSI参考模型和TCP/IP参考模型的区别：l OSI采用七层模型，TCP/IP是四层结构（实际上是三层结构）l OSI的网络层提供面向连接和无连接两种服务，而TCP/IP的网络互联层只提供无连接服务。注：面向连接指的是双方通信之前先建立连接，然后发送数据，最后释放连接，通常提供的是可靠的数据传输。而无连接指发送方直接向接收方发送数据，不建立连接，一般提供的是不可靠服务。l OSI的传输层只提供面向连接服务，而TCP/IP的传输层提供面向连接和无连接两种服务。l OSI过于繁杂，实现起来很困难，效率低。被市场淘汰。第七节 分组交换技术1. 电路交换面向连接。需要建立一个实际的物理线路连接。分为两种方式：l 时分交换l 空分交换通信过程：l 电路建立l 数据传输l 电路拆除（电路释放）特点：l 独占线路l 实时性好l 数据传输可靠、迅速、不丢失，且保持原来的序列l 电路空闲时信道被浪费2. 报文交换报文：把用户要发送的整个数据块称为一个报文。报文交换的过程：先将用户的报文存储在中间交换节点的存储器中，并进行差错检测（若错误，则丢弃）。当所需要的输出线路空闲时，再将该报文发送给下一个节点。需要给报文添加报文头，包括目标地址和源地址等信息。特点：l 不独占线路l 无线路建立的过程，提高了线路的利用率l 支持多点传输（即可发往多个目的，相当于组播或者广播）l 增加了差错检测功能，避免出错数据的无谓传输l 中间节点需要具备很大的存储空间l 时延较大3. 分组交换也称包交换。分组交换的思想是从报文交换而来的，分组交换与报文交换的不同在于：分组交换将用户要传送的信息分割为若干个分组，每个分组中有一个首部，含有目的地址和源地址以及其他控制信息，然后将各个分组进行传输。4. 数据报和虚电路分组交换又分数据报和虚电路两种。虚电路是传输分组时建立逻辑连接，有虚电路建立、数据传输、虚电路拆除三个阶段。数据报在传输之前不需要建立逻辑连接。在Internet中，网络层采用的是无连接的数据报服务。第八节 无线网络的研究和应用1. 无线网络的标准及结构无线局域网采用的标准是IEEE802.11。介质访问控制方法是CSMA/CA。无线局域网的结构：l 网桥连接型l 基站接入型l HUB接入型l 无中心结构2. 主要的无线局域网l 红外线局域网 l 扩频无线局域网：两种技术：跳频；直接序列l 窄带微波无线局域网3. 无线自组网（AD hoc网络）是一种自组织、对等式、多跳的无线移动网络，是在分组无线网的基础上发展起来，是由一组用户组成、不需要基站的移动通信模式。第三章 局域网基础约占：1215分。重点掌握：（1）局域网的技术要素；（2）局域网的访问控制方法；（3）高速局域网技术；（4）交换机的技术补充知识：第一节 局域网的基本概念（1）决定局域网的主要技术要素l 拓扑结构l 传输介质l 介质访问控制方法：介质访问控制方法是控制多个节点利用公共传输介质发送和接受数据的方法。即决定由谁发送数据。（2）局域网定义的两种方式：l 功能性定义l 技术性定义（3）局域网的特点l 局域网覆盖有限的地理范围；l 有较高的传输速率和较低的误码率l 一般为一个单位所有，比较便于建立、维护和扩展（4）局域网从介质访问控制方法的角度可以分为：l 共享介质局域网：同一时刻只能一台计算机发送数据，要解决介质访问控制的问题l 交换式局域网：可以有多台计算机发送数据，需要使用交换机或者网桥（5）局域网的拓扑结构和传输介质局域网在网络拓扑上主要采用了总线型、环型、星型。在网络传输介质上主要采用双绞线、同轴电缆和光纤。第二节 局域网介质访问控制方法1. 介质（媒体）共享技术2. 介质访问控制方法l CSMA/CD：带有冲突检测的载波帧听多路访问，用于共享式的以太网（即采用总线型拓扑结构的以太网）。l Token Ring：令牌环，用于令牌环网。 l Token Bus：令牌总线，用于令牌总线网。 3. IEEE802标准IEEE802参考模型是美国电气电子工程师协会在1980年2月制订的，称为IEEE802标准，这个标准对应于OSI参考模型的物理层和数据链路层，但它的数据链路层又划分为逻辑链路控制子层（LLC）和介质访问控制子层（MAC）。4. 以太网以太网分为：l 共享式以太网：采用总线拓扑结构，同一时刻只能有一台计算机发送数据，使用CSMA/CD的介质访问控制方法。工作在半双工模式下。l 交换式以太网：采用星型拓扑结构（使用交换机或者网桥进行连接，但是使用集线器连接的不算），多台计算机可以并行发送数据，不再使用CSMA/CD。工作在全双工模式下。CSMA/CD的发送过程可以通俗描述为：l 讲前先听忙则等待l 无声则讲边讲边听l 冲突即停l 后退（等待一段时间）重传l 多次无效（仍冲突），放弃发送5. 令牌总线网令牌总线是一种在总线拓扑中利用“令牌”作为控制结点访问公共传输介质的确定型介质访问控制方法。结点只有取得令牌后才能发送数据。令牌是一种特殊结构的控制帧，用来控制结点对总线的访问权。交出令牌的条件：l 该结点没有数据帧等待发送l 该结点已经发完 l 令牌持有最大时间到传递令牌是由高地址依次向低地址传送，最低的地址传递给最高的地址。令牌总线网在物理上是总线型，而在逻辑上是环型。它的特点跟环型拓扑结构的网络一样。（见第2章第4节）6. 令牌环网令牌环网在物理上和逻辑上都是环型。其特点和令牌总线网一致。7以太网物理地址的基本概念以太网物理地址又称为MAC地址、硬件地址，固化在网卡里。典型的以太网物理地址长度是48位（6个字节）。允许分配的物理地址有247个。格式如下：00-60-0F-00-A6-38（字母只能从AF，大小写均可）在一个数据帧的帧头部中，既要有发送端的MAC地址（源MAC地址），也要有接收端的MAC地址（目的MAC地址）。目的MAC地址有三类：l 单播：标识一个目的主机l 多播：标识本网络中的一组主机l 广播：标识本网络中的所有主机源MAC地址只能为单播。第三节 高速局域网技术数据传输速率达到或者超过100Mbps的以太网成为高速以太网，而原来的速率为10Mbos的以太网称为传统以太网。传统以太网的最大帧长度为1518字节，最小帧长度为64字节。若只考虑其中的数据部分（即去掉帧头和帧尾共计18字节），则数据的最大长度为1500字节，最小长度为46字节。1. 快速以太网：速率为100Mbps。使用与传统以太网相同的帧格式，保留了相同的最小帧长度和最大帧长度。可工作在全双工和半双工模式。在半双工模式下，仍使用CSMA/CD的介质访问控制方法。使用介质独立接口（MII）把MAC子层和物理层分割开来。使传输介质的变化不影响MAC子层。标准为IEEE802.3u。3种传输介质的标准：l 100Base-TX：支持2对5类UDP（非屏蔽双绞线）。工作在全双工方式下。单根最大传输距离为100m。l 100Base-T4：支持4对3类UDP。工作在半双工方式下。单根最大传输距离为100m。l 100Base-FX：支持2芯多模或单模光纤（一根用于发送数据，一根用于接收数据）。工作在全双工方式下。2. 千兆以太网速率为1000Mbps（1Gbps）。使用与传统以太网相同的帧格式，保留了相同的最小帧长度和最大帧长度。可工作在全双工和半双工模式。在半双工模式下，仍使用CSMA/CD的介质访问控制方法。使用千兆介质专用接口（GMII）把MAC子层和物理层分割开来。使传输介质的变化不影响MAC子层。标准为IEEE802.3z。4种传输介质的标准：l 1000Base-T：支持5类UDP，单根最大长度100m。l 1000Base-CX：支持STP（屏蔽双绞线），单根最大长度25m。l 1000Base-LX：支持使用波长为1300nm的单模光纤，单根最大长度为3000m。l 1000Base-SX：支持使用波长为850nm的多模光纤，单根最大长度为300500m。3. 万兆以太网速率10Gbps。使用与传统以太网相同的帧格式，保留了相同的最小帧长度和最大帧长度。传输介质只使用光纤。只工作在全双工方式下。标准为IEEE802.3ae。4. 交换式局域网交换式局域网是指以交换机为中心结点构成的星型拓扑结构。每个站点连接到交换机的一个端口，每个站点都可以独享通道，独享带宽。多个结点可以并行发送数据。在交换式局域网中，网络的总带宽为各个交换端口带宽之和（若某个端口为全双工方式，该端口带宽还要乘2）。交换机的帧转发方式：l 直接交换方式，只要接收并检测到目的字段就立即转发。优点是交换延迟时间短；缺点是缺乏差错检测能力（由用户主机来承担检错任务）。l 存储转发方式，完整接收并进行差错校验，若无误，再转发。交换延迟时间长。l 改进直接交换方式，只检查帧的前64字节，如果正确就转发，交换延迟时间将会减少。交换式局域网的特点：l 独占传输通道，独占带宽l 允许多对站点同时通信l 低交换传输延迟（仅几十us，网桥为几百us，路由器为几千us）交换机利用“地址学习”方法来动态建立和维护端口/MAC地址的映射关系。5. 虚拟局域网1虚拟局域网（VLAN）是建立在交换技术基础上的。它以软件的形式来实现逻辑工作组的划分与管理。同一个逻辑工作组的结点组成不受物理位置的限制，可以在同一台交换机上，也可以不在同一台交换机上（即跨交换机）。3对虚拟局域网成员的定义方法上，有以下4种：l 用交换机端口号定义虚拟局域网。（最通用的办法）l 用MAC地址。l 用网络层地址（IP地址）l IP广播组虚拟局域网的优点：l 方便用户管理，减少网络管理开销；l 提供更好的安全性；l 改善网络服务质量。第四节 局域网的物理设备1网卡网卡是网络接口卡NIC的简称，它是构成网络的基本部件。网卡工作在物理层和数据链路层。网卡分类：l 按计算机种类：标准以太网卡PCMCIA网卡（用于便携式计算机）。l 按传输速率分类：普通的10Mbps 高速的100Mbps网卡10/100Mbps自适应网卡1000Mbps网卡。l 按传输介质类型分类：双绞线网卡、粗缆网卡、细缆网卡、光纤网卡。l 从总线上分类：ISA PCIl 按位数：8位和16位网卡2. 集线器（Hub）集线器实际上是一个多端口的中继器。工作在物理层。通过集线器连接的网络，在物理上是星型，在逻辑上是总线型（属于共享介质）。因此同一时刻只能有一台计算机发送数据，要遵守CSMA/CD介质访问控制。集线器的分类l 按传输速率分类：10Mbps集线器 100Mbps集线器 10Mbps/100Mbps自适应集线器l 按集线器是否能够堆叠分类：普通集线器 可堆叠式集线器第五节 网络互连技术网络互连：将不同的网络连接起来，以构成更大规模的网络系统，实现网络间的数据通信和资源共享。1. 网桥工作在数据链路层。网桥具有寻址和路径选择的逻辑功能。网桥分类：l 透明网桥l 源路由网桥2. 网关工作在应用层。分为两类：l 面向连接的网关 无连接的网关第四章 网络操作系统约占910分，一般为6个选择题和2个填空题。第一节 操作系统概述操作系统（Operating System，OS）分为单机操作系统和网络操作系统1. 操作系统的其功能（1）进程管理（管理CPU，即管理处理机）处理机的调度一般以进程为单位，如果系统支持线程则以线程为单位进行管理。DOS：单用户、单任务的操作系统，一次处理一个进程。启动进程的函数是EXEC函数。Windows和OS/2：多用户、多任务的操作系统，一次可以处理多个进程。启动进程使用CreateProcess函数（该函数代码在Kernel32.dll文件中）。（2）存储管理（管理内存）现在操作系统大都提供虚拟内存来提高内存的利用率。DOS的内存管理：实模式，只有1MB的内存可用Windows的内存管理：保护模式。1MB内存用完以后，可以使用扩展内存。（3）设备管理（管理外部设备，除硬盘）（4）文件管理（主要管理硬盘）文件管理是使用“按名存取”。文件名是树状目录结构。文件句柄（handle）是打开文件唯一的识别依据。（5）网络管理（6）提供良好的用户界面2. 网络操作系统概述基本任务：l 屏蔽本地资源与网络资源的差异性l 提供各种基本的网络服务功能l 完成网络系统资源的共享管理l 提供网络系统的安全保障第二节 网络操作系统（NOS）的类型1.网络操作系统的分类网络操作系统分为两类：l 面向任务型NOS（专门为某项任务而开发）l 通用型NOS（提供最基本的对网络资源管理、应用领域最广泛）通用型NOS有分为：l 变形系统l 基础级系统2. 网络操作系统的结构网络操作系统结构的发展阶段：对等结构向非对等结构（客户/服务器结构）演变（1）对等结构NOS所有的联网结点地位平等，不存在主从关系。其操作系统被扩充为前台、后台工作方式。前台执行本地程序，后台随时准备响应其他站点对其资源的调用。优点：结构简单、任何结点能直接通信。缺点：每个结点既要完成工作站的功能又要完成服务器的功能，负荷很重。支持的网络系统规模比较小。（2）非对等结构NOS把联网结点分为网络服务器和网络工作站。服务器的硬件配置较高，而工作站的配置相对较低。服务器主要有：l 硬盘服务器：共享硬盘分多个虚拟盘体，虚拟盘体可以分为以下三类：专用盘体、共用盘体与共享盘体l 文件服务器l 应用服务器第三节 网络操作系统的基本功能1 网络操作系统的软件组成从逻辑上看，网络操作系统软件由三个层次组成：l 位于低层的网络设备驱动程序l 位于中间层的网络通信协议l 位于高层的网络应用软件它们相互之间是一种高层调用低层，低层为高层提供服务的关系。2. 网络操作系统的基本功能l 文件服务（最重要最基本功能，以集中方式管理共享文件）l 打印服务：根据先到先服务的原则管理打印任务l 数据库服务：客户端通过SQL（结构化查询语言）向服务器发送查询请求l 通信服务l 信息服务l 分布式服务l 网络管理服务：网络性能分析、网络状态监控、存储管理l Internet/Intranet服务：Intranet为企业内部网第四节 Windows网络操作系统1. Windows NT操作系统发展：Windows NT 3.5Windows NT 4.0Windows NT 5.0（Windows 2000）组成：（1）Windows NT server，服务器软件；（2）Windows NT Workstation，工作站软件Windows NT的特点：（1）工作组模式（即对等结构）各计算机地位平等，既作工作站，又作服务器。（2）域模式WindowsNT server是以域为单位实现对网络资源的集中管理。Windows NT有四类网络节点：l 主域控制器（有且只有一个）l 备份域控制器（可以有多个）：主域控制器失效时提升为主域控制器l 服务器l 工作站（3）域委托关系域委托关系就是指两域之间的联结。建立了这种委托关系后，一个域中的用户可以访问网中的其他域，而不必在每个域中都开设账户。用户所在的原域叫委托域（信任域），没有账户却可以被该账户访问的域叫受托域（资源域）（4）内存与任务管理32位体系结构，内存可达4GB，“抢占式”多任务。（5）开放的体系结构内置4种标准网络协议：l TCP/IP协议l NWlink协议l NetBEUI协议l 数据链路（DLC）协议（6）Windows NT的文件系统l NTFS（NT文件系统）：可提供文件的安全性l FAT（文件分配表）：适用于较小的硬盘l HPFS（高性能文件系统）（7）Windows NT的安全机制三种安全机制：l 用户账户l 访问权限：分为标准权限和特殊权限l 审核（8）Windows NT的优缺点优点：l 兼容性好，可靠性高l 便于安装与使用l 优良的安全性缺点：l 管理复杂l 开发环境不能令人满意2. Windows 2000 Server操作系统（Windows NT 5.0）4个版本：l Windows 2000 Datacenter Server（数据中心版）l Windows 2000 Advance Server （高级服务器版）l Windows 2000 Server（服务器版）l Windows 2000 Professional（专业版）前三个用于服务器，最后一个用于工作站。Windows 2000的基本概念（1）活动目录活动目录是Windows 2000新增的功能之一，包括：目录和目录活动。活动目录是一个存储在网络中多台服务器上的分布式数据库。（2）工作组模型和组按领域范围区分，有：l 本地组l 全局组l 通用组（3）域树域的概念与Windows NT相同，也是目录服务的一个基本单元（4）域服务器Windows 2000也有三类网络服务器：l 主域控制器（有且只有一个）：整个域的控制中心，负责账户维护和安全管理l 备份域控制器l 服务器（5）域模型域模式的最大好处是单一的网络登录能力，即用户只要在一个域中有账户，就可以在整个网络中访问。域间通过Kerberos进行认证。Windows 2000 有4种基本域模型：l 单主域模型l 主域模型l 多主域模型l 完备信任域模型（6）文件系统可支持NTFS、FAT和FAT32。FAT32适合于较大硬盘，每个分区可达32GB，最大文件为4GB。（7）Windows 2000 新增功能l 活动目录l 分布式文件系统l 动态DNSl 管理咨询l 智能镜像技术l 强化的网络通信3. Windows Server 2003操作系统4个版本：（1）Web版如果用户构建的网络环境侧重于提供基于web的服务，可以选用Web版。（2）数据中心版用于构建数据库。同时有32位版本和64位版本。64位版本支持512GB的内存。（3）企业版如果用户构建的网络环境既有可能提供数据库服务，又有可能提供Web服务或者其他服务，可以选用企业版。（4）标准版构建低级服务器。如果用户构建的网络环境主要面向小型网络或工作组，可以选用标准版。4. indows Server 2008操作系统4个新的性能：l 虚拟化技术l 增强平台的可靠性l 提高安全性l 广泛适合的网络解决方案第五节 NetWare网络操作系统1. NetWare操作系统概况NetWare操作系统是以文件服务器为中心的，它由三个部分组成：l 文件服务器内核l 工作站外壳l 低层通信协议2. NetWare的主要技术特点（1）NetWare文件服务：NetWare网上至少有一个文件服务器，对网络进行集中、高效管理。（2）Netware目录服务NDS：网上所有用户、服务器和网络资源的信息都存储在目录数据库NDB中。（3）IPX/SPX：IPX是Netware网络层协议，提供无连接的、不可靠的数据报服务。SPX是顺序分组交换协议，是Netware传输层协议，提供面向连接的、可靠的服务。（4）Netware可靠性技术：Netware提供系统容错（SFT）、事务跟踪系统（TTS）和UPS监控等技术。三级系统容错（SFT）技术：l 第一级系统容错（SFT I）：针对磁盘表面物理损坏l 第二级系统容错（SFT II）：针对硬盘控制器或硬盘通道故障l 第三级系统容错（SFT III）：针对文件服务器故障事务跟踪系统用来防止在写数据库记录的过程中因为系统故障而造成数据不完整而采取的措施。UPS监控：为了防止网络供电系统电压波动或突然中断而采取的一种防备措施。（5）Netware的安全机制Netware的安全机制可限制非授权用户入网；可防止用户访问其不该访问的资源；可保护应用程序不被非法复制、删除、修改等操作。Netware采取了如下安全措施：l 入网安全机制l 权限安全机制l 属性安全机制Netware操作系统提供了4级安全保密机制：l 注册安全性l 用户信任者权限l 最大信任者权限屏蔽l 目录与文件属性3. Netware的用户类型l 网络管理员l 组管理员l 网络操作员l 普通网络用户4. Netware的优缺点优点：强大的文件及打印服务能力；良好的兼容性及系统容错能力；比较完备的安全措施。缺点：工作站的资源无法直接共享、安装及维护管理比较复杂。第六节 UNIX网络操作系统1. UNIX状况1969年诞生于美国贝尔实验室。2. UNIX结构与特性以高档机为中心，是一种应用较广的32位的分时、多用户、多任务网络操作系统。采用树型文件结构。UNIX系统结构分为两部分：l 操作系统内核：由文件子系统和进程控制子系统组成。l 系统外壳：由Shell解释程序、编译程序、解释程序、实用程序和