数据通信机务员考试要点

2．同步技术1)异步传送异步传送的特点是字符之间的时间间隔不固定，字符中每个数据位的时间间隔是固定的。传送数据时，在每个字符代码前增加一个起始位，接着按规定的速率传送字符的代码位，字符代码位之后是奇偶校验位及一个或多个停止位。字符的起始位用逻辑“0”表示，它标志字符传送的开始，故又称为传号。停止位用逻辑“1”表示，它标志传送数据前传送数据线的状态，故又叫空号。由于异步传送是用起、止标志来识别字符的，故又称为起止传送方式。（笔记）

6.NAT技术

IP地址耗尽促成了CIDR的开发,但CIDR开发的主要目的是为了有效地使用现有的Internet地址。而同时根据RFC1631(IPNetworkAddressTranslator)开发的NAT可以在多重的Internet子网中使用相同的IP,以此来减少注册IP地址的使用。

NAT技术使得一个私有网络可以通过Internet注册IP连接到外部世界,位于内网和外网中的NAT路由器在发送数据包之前,负责把内部IP翻译成外部合法地址。内部网络的主机不可能同时与外部网络通信,所以只有一部分内部地址需要翻译。（笔记）

NAT的翻译可以采取静态翻译和动态翻译两种方式。静态翻译将内部地址和外部地址一对一对应。当NAT需要确认哪个地址需要翻译,翻译时采用哪个地址端口时,就使用动态翻译。采用Multiplexing技术,或改变外出数据的源端口技术可以将多个内部IP地址映射到同一个外部地址,这就是PAT(PortAddressTranslator)。

当映射一个外部IP到内部地址时,可以利用TCP的负载均衡技术。使用该技术时,内部主机基于Round－Robin机制,将外部进来的新连接定向到不同的主机上去。注意:LoadDistribution只有在映射外部地址到内部的时候才有效。（笔记）

在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的MAC地址的。在以太网中，一个主机要和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢？它是通过地址解析协议获得的。所谓“地址解析”，就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。（笔记）

当主机A要与主机B通信时，以下步骤可以将主机B软件指定的地址(10.0.0.100)解析成主机B硬件指定的媒体访问控制地址：

(1)根据主机A上的路由表内容，IP确定用于访问主机B的转发IP地址是10.0.0.100。然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配硬件地址。

(2)如果主机A在缓存中没有找到映射，它将询问10.0.0.100的硬件地址是什么？从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。源主机A的硬件和软件地址都包括在ARP请求中。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求，并且检查是否与自己的IP地址匹配。如果主机未找到匹配值，它将丢弃ARP请求。

(3)主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配，将主机的硬件/软件地址映射添加到本地ARP缓存中。

(4)主机B将包含其硬件地址的ARP回复消息直接发送回主机A。

(5)当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时，会用主机B的硬件/软件地址映射更新ARP缓存。

2．局域网与广域网的互联

局域网与广域网的互联主要有三种情形：一是将LAN接入Internet，使LAN用户可以使用Internet服务；二是在一个跨地区的组织机构内部，将其地理位置分散的多个LAN连接起来相互通信，这通常需要租用公用网络线路，并将各个LAN分别与租用的WAN线路连接起来；三是在城市网建设中，将多个企事业单位的LAN接入到都市网线路中。

典型的局域网与广域网的互联应用就是公用电话网和与公用数据网的互联。通过电话网很容易实现局域网与广域网的互联。与公用电话网互联时，通常采用远程访问服务器和调制解调器。其次是与公用分组交换、数字数据网和帧中继等公用数据网互联，此时大都采用路由器。（笔记）星型拓扑的网络以中央节点(主站)为中心,因此又称为集中式网络,一般用于通信网末端。在一些比较小的数据通信网络中,常采用星型拓扑(主从式)结构,即整个网络由主站控制和管理,其优点是便于管理和维护,缺点是系统对主站的依赖性太强,一旦主站发生故障则会导致全网瘫痪。概括起来,星型拓扑有如下特点:(1)结构简单,便于管理；(2)控制简单,便于组网；(3)网络延迟小,传输误差低；(4)成本高(通信线路总长度较长)；（笔记)(5)对主机性能要求较高。

总线结构网络有如下特点:

(1)结构简单,可扩充性好。当需要增加节点时,只需在总线上增加一分支插口便可与另一分支节点相连。总线超载时还可以扩充总线。

(2)使用的电缆少,且安装容易。

(3)设备简单,可靠性好。

(4)维护较难,分支节点出现故障定位较难。（笔记）

3.4.5网状拓扑在网状拓扑中,每一台设备都与其他所有设备有一条专用的点到点链路。专用意味着链路只承载它所连接的两个设备间的通信量。这样,具有n个节点的全连接网状网络就会有n(n-1)/2条物理信道。为了容纳这些链路,网络中每个设备都必须要有n-1个输入/输出端口。网状拓扑结构如图3.9所示。

2.网关分类

目前由于历史和地域的原因,不同国家、不同地区的电话网上使用的协议并不相同。对于不同的业务、不同的IP终端,网关必须提供不同的接口和不同的功能,这样,根据不同的网络特点就需要不同类型、不同规模的各种网关。主要的网关有两种形式,一种是基于工控机平台,通过在主机扩展槽中增加语音卡并配合相应软件构成的网关;另一种为独立的网关设备。网关根据其功能强弱可大致分为以下五类。

(1)干线网关:它提供PSTN干线交换机与IP电话网的接口,需要完成No.7信令和H.323信令的转换。

(2)ATM语音网关:它与干线网关类似，连接ATM和PSTN主干网。

(3)用户网关:它为传统电话机直接接入IP电话网提供接口,故又称为媒体网关。

用户网关形式很多,如IP电话集线器、IP电话语音卡、调制解调器、机顶盒、ADSL接入设备、宽带无线IP电话接入设备等。

IP电话集线器也称IP电话HUB,通常可接1～4路电话,采用桌面放置方式。（笔记）

(4)接入网关提供传统模拟或数字PBX到IP网络的接口,它无需处理No.7信令的转换,一般多是小型的IP电话网关。

(5)企业级网关为IP电话网提供了一个与传统数字交换机的接口,或者一个综合的“软交换机”接口。

需要指出的是,不同类型的网关并不是物理上独立的,一个网关可以同时具有几个网关的功能。（笔记）G.729编码数据在因特网中传送时所需带宽估算

G.729编码数据在因特网中是封装在RTP数据包的负载中传送的。RTP数据的封装结构如图3.3.3所示。由图可见，G.729编码数据在IP网络中传送时所占的带宽不仅包含音频编码所占的带宽，还包含RTP头部、UDP头部、IP头部和数据链路层头部所占的带宽。下面在不考虑静音压缩和数据链路层头部所占的带宽的情况下，简单估算一下在IP网络中传送一路G.729语音所占的带宽。

由于G.729编码数据每10ms传送一次，每秒需传送100个语音包，每个语音包都包含12字节的RTP头部、8字节的UDP头部和20字节的IP头部，则每1路G.729语音所占的带宽为（20+8+12）×8×100+8000=40000bit/s=40kbit/s（笔记）图3.3.3RTP数据的封装结构3.G.723.1编码数据在因特网中传送所需带宽估算

下面在不考虑静音压缩和数据链路层头部所占的带宽的情况下，简单估算一下在IP网络中传送一路G.723.1语音所占的带宽。由于G.723.1编码数据每30?ms传送一次，每秒大约传送33个语音包，每个语音包都包含12字节的RTP头部、8字节的UTP头部和20字节的IP头部，则每1路G.723.1（比特率为6.3?kbit/s）语音所占的带宽为（20+8+12）×8×33+6300＝16860bit/s=16.86kbit/s则每1路G.723.1（比特率为5.3?kbit/s时）语音所占的带宽为（20+8+12）×8×33+5300＝15860bit/s=15.86kbit/s（笔记）编码参数0子帧1子帧2子帧3子帧总和LPC索引

24自适应码本时长727218增益1212121248脉冲位置1212121248脉冲符号444416网格偏移111116总计158表3.3.3G.723.1编码5.3?k编码时的比特排列顺序3．与路由器的主要区别第三层交换与路由器的主要区别体现在以下几个方面：

(1)第三层交换可以实现线速率的数据转发能力，而路由器做不到。

(2)路由器除了必要的硬件支撑外，其复杂的路由处理与强大的功能主要是通过软件来实现的，而第三层交换则大量使用了硬件ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)，例如第二层、第三层协议的处理、查表，分组转发等工作都由ASIC芯片完成，只将特定的管理功能，路由表的维护更新以及IP路由协议等功能由软件来实现。（笔记）(3)第三层交换比路由器更智能。通常路由器工作时遵守协议透明性原则，它本身看不懂第二层的控制信息，它只处理第三层的控制信息，因此必须对每一个分组进行“拆打”。而第三层交换则可以直接理解第二层的控制信息，处理分组时，不需要进行“逐层拆打”。

(4)在路由器中每一个分组都要在第三层进行处理，而在第三层交换机中，并不要求所有的分组都经过第三层处理后再转发。撇开实现的细节，仅从功能的角度来看，可以认为第三层交换不过是一个更加快速、廉价的路由器。在网络中，所有路由器承担的角色均可由第三层交换机来替换，它能提供更好的服务性能。（笔记）7.3.3路由及路由协议介绍路由器在运行过程中需根据网络的变化情况实时修改路由选择方式。典型的路由选择方式有两种：静态路由和动态路由。静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预，否则静态路由不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变作出反映，因此它一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路由中，静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时，以静态路由为准。（笔记）IPQoS三种模型Best-Effort模型：是目前Internet的缺省服务模型，主要实现技术是先进先出队列(FIFO)IntServ模型：业务通过信令向网络申请特定的QoS服务，网络在流量参数描述的范围内，预留资源以承诺满足该请求

DiffServ模型：当网络出现拥塞时，根据业务的不同服务等级约定，有差别地进行流量控制和转发来解决拥塞问题（笔记）(5)标记交换路径(LSP)。一个从入口到出口的交换式路径，在功能上它等效于一个虚电路。在MPLS网络中，分组传输在LSP(Label-SwitchedPath)上进行。一个LSP由一个标记序列标识，它由从源端到目的端的路径上的所有节点上的相应标记组成。LSP可以在数据传输前建立(control-driven)，也可以在检测到一个数据流后建立(data-driven)。

(6)标记信息库(LIB)。保存在一个LSR(LER)中的标记映射表，在LSR中包含有FEC/标记关联信息和关联端口以及介质的封装信息。

10．新的邻接点交互处理协议

IPv4中的地址解析协议(ARP)是独立的协议，负责IP地址到链路层地址的转换，对不同的链路层协议要定义不同的ARP。可达性检测的目的是确认相应IP地址代表的主机或路由器是否还能收发报文，IPv4没有统一的解决方案。IPv6定义了邻居发现协议NDP(NeighborDiscoveryProtocol)，它是一系列的IPv6的网络控制报文协议(ICMPv6)报文，用来管理相邻节点，即同一链路上的节点之间的交互。邻居发现协议使用更加有效的多播和单播邻接点发现报文，取代了ARP、ICMPv4路由器发现和ICMPv4重定向报文。(笔记）NGN是业务驱动的网络，业界公认的主要特征有：业务和终端趋于IP化；高速宽带，能综合实时业务、非实时业务、宽带业务、窄带业务以及多媒体业务；业务网采用业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分离的体系结构；安全可信的网络；能够保证电信级的服务质量；有良好的生态模型和商业价值链。（笔记）4.2SNMPv1协议数据单元

4.2.1SNMPv1支持的操作

SNMP仅支持对管理对象值的检索和修改等简单操作。具体地说，SNMP实体可以对MIB-2中的对象执行下列操作：●Get：管理站检索管理信息库中标量对象的值；●Set：管理站设置管理信息库中标量对象的值；●

Trap：代理向管理站报告管理对象的状态变化。（笔记）

6.6.2加密(Encryption)

这个特征确保所传输的数据对于第三方来说是没有任何意义的。数据的保密性主要是采用不同的加密算法：

(1)基于IPSec的VPN使用DES或者3DES加密算法。加密后的数据分组使用封装安全有效载荷(EncapsulatingSecurityPayload，ESP)协议进行封装。当数据到达目的地，这些分组被拆封，然后解密。（笔记）6.7.1PPTPPPTP是由微软所提议的VPN标准，PPTP运行于OSI的第二层。PPTP是点对点协议(Point-to-PointProtocol，PPP)的扩展，而PPP是为在串行线路上进行拨号访问而开发的。PPTP将PPP帧封装成IP数据包，以便在基于IP的互联网上传输。PPTP使用微软的Challenge-HandshakeAuthenticationProtocol(MS-CHAP)来实现认证，使用微软的Point-to-PointEncryption(MPPE)实现加密。（笔记）

与OSI比较，局域网主要的设计思想是在共享介质上以广播分组方式实现计算机间的通信，因而它不要求网络提供路由选择和中间交换等功能，因此IEEE802参考模型没有定义网络层，只定义了数据链路层和物理层的功能。其中，数据链路层分为两个子层：介质访问控制MAC(MediumAccessControl)子层和逻辑链路控制LLC(LogicalLinkControl)子层。引入独立的MAC子层的原因是，传统的第二层协议中没有定义共享介质的访问控制逻辑，而且独立的MAC子层也允许同一个LLC可以灵活地选择接入不同的物理网络。不同的局域网标准之间的差别主要在物理层和MAC子层，而在LLC子层则是兼容的。(笔记）MAC子层负责共享介质的访问控制，它与具体的物理介质有关，其主要功能包括：

(1)发端传输时将上层来的数据封装成帧后进行发送(接收时执行相反的动作)。

(2)差错检测。

(3)LAN传输介质访问控制。（笔记）6.2第二层交换6.2.1基本概念

1．定义

第二层交换是指基于第二层MAC地址进行分组转发的多端口交换技术。它出现于20世纪90年代中期，其设计的主要目标是解决共享介质局域网带宽不足的问题。第二层交换从网桥技术发展而来。两者的相同之处在于：都是基于第二层MAC地址转发分组。不同之处主要有（笔记）(1)网桥是双端口的，而第二层交换机是多端口的，并且允许在多个端口对之间并行地传输数据，降低了碰撞的几率，有效地提高了局域网的带宽。

(2)交换机的交换处理过程更多地采用了硬件，处理效率高于网桥。

(3)网桥通常只支持相同类型局域网的互连，而交换机可以支持异构局域网之间的互连。

(4)网桥具有更强的网络管理能力。（笔记）

直通式交换机最大限度地减小了数据从一个端口交换至另一个端口的延迟。因为交换机仅读取分组中代表目的地址的6个字节，就决定向哪个端口转发，而不等待收完整个分组后再转发，所以交换机对错误分组不进行过滤。对现代局域网而言，由于差错率很低，通常不会造成问题。相对于其它方式，直通式交换机适用于网络链路质量好，错误分组较少的环境。（笔记）

6．主要缺点第二层交换的主要的缺点是：通过交换机互连的网络是一个平面网络，实际上，所有网段属于同一个广播域。由于不能利用IP地址来帮助寻址，过滤广播分组，因此当交换机不知道目的地址时，将向全网广播分组，这会造成广播风暴。所以在局域网中，交换机不能完全取代路由器。现行的做法是：网络的核心层用交换机来构建，而在边沿则用路由器来互连各子网，同时局域网与广域网的互连也离不开路由器。（笔记）

第四层交换的简单的定义是：交换机不仅