【8A文】2018计算机网络原理自考本科

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1、代码04741-计算机网络原理 2018年4月自考,主讲人:WU老师 2018.2月26日4月5日,参考教材： 一、代码04741计算机网络原理（主编：杨明福） 二、自考通计算机网络原理考纲解读,课程内容： 一、计算机网络基本概念 二、计算机网络的体系结构（OSI和TCP/IP） 三、物理层主要内容 四、数据链路层主要内容 五、网络层主要内容 六、传输层主要内容 七、应用层主要服务 八、常见的局域网技术 九、常见实用组网技术介绍,一、计算机网络的发展 1、计算机网络发展的四个阶段 （1）面向终端的计算机网络 （2）计算机-计算机网络 （3）开发式标准化网络 （4）因特网的广泛应用与高速网络技术

2、的发展 2、三大网络 电信业务网、广播电视网、计算机网 3、未来网络发展趋势 宽带网络、全光网络、多媒体网络、移动网络、下一代网络,第一章 计算机网络概述,二、计算机网络的基本概念 1、计算机网络的定义 2、计算机网络的组成 （1）资源子网：负责信息处理，由主机和终端组成； （2）通信子网：负责全网中的信息传递，由网络节点和通信链路组成。 3、计算机网络的功能 硬件资源共享、软件资源共享、用户间信息交换 4、计算机网络的应用,第一章 计算机网络概述,三、计算机网络的分类 1、按照拓扑结构分类 （1）点-点线路通信子网的拓扑结构：星形、环形、树形、网状形。 （2）广播信道通信子网的拓扑结构：总线

3、形、树形、环形、无线通信与 卫星通信型。 2、按照网络的交换方式分类 电路交换网、报文交换网和分组交换网 3、按照网络的覆盖范围进行分类 局域网、广域网、城域网 4、按照网络的传输技术分类 广播式和点对点网络,第一章 计算机网络概述,四、计算机网络的标准化 1、国际标准化组织：ISO 2、国际电信联盟（ITU） 3、美国国家标准局（NBS） 4、美国国家标准学会（ANSI） 5、欧洲计算机制造商协会（ECMA） 6、Internet组织机构 （1）IAB：因特网体系结构局 （2）IETF：因特网工程特别任务组 （3）IESG：Internet工程指导小组推荐标准,第一章 计算机网络概述,一、网

4、络的分层体系结构 1、协议的要素 （1）语义：涉及用于协调与差错处理的控制信息。 （2）语法：涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。 （3）定时：涉及速度匹配和排序等。 2、分层体系结构 （1）层次结构的优点 （2）体系结构定义：计算机网络各层次结构模型及其协议的集合。 （3）计算机网络层次结构的要点 （4）层次划分的原则,第二章 计算机网络体系结构,二、OSI/RM开放系统互连参考模型 1、OSI包括了体系结构、服务定义和协议规范三级抽象 2、OSI参考模型七层结构： 物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层 3、各层的主要功能 （1）物理层：使原始的数据比特流能在物

5、理介质上传输。 （2）数据链路层：通过校验、确认和反馈重发等手段，将不可靠的物理 链路改造成对网络层来说是无差错的数据链路， 以帧为单位进行传输。 （3）网络层：进行路由选择和流量控制。以网络协议数据单元（通常称为分组）为单位进行传输。 （4）传输层：提供了端到端的透明数据传输服务，处理端到端的差错控制和流量控制问题。,第二章 计算机网络体系结构,二、OSI/RM开放系统互连参考模型 （5）会话层：负责在两个会话层实体之间进行对话连接的建立和拆除。 （6）表示层：为上层用户提供共同的数据或信息语法表示变换。 （7）应用层：是开放系统互连环境的最高层。 3、面向连接服务和无连接服务 （1）通信服

6、务类型：面向连接服务和无连接服务 （2）确认和重传机制 （3）服务类型和服务质量 面向连接与确认服务 面向连接与不确认服务 无连接与确认服务 无连接与不确认服务,第二章 计算机网络体系结构,三、TCP/IP参考模型 1、TCP/IP特点 2、TCP/IP参考模型的层次 主机-网络层、互连层、传输层、应用层 3、TCP/IP参考模型各层主要功能 主机-网络层：TCP/IP参考模型的最底层，是TCP/CP的实现基础 互连层：提供端到端的分组分发功能和很多扩充功能 传输层：负责应用进程之间的端-端通信 应用层：提供了高层服务。,第二章 计算机网络体系结构,三、TCP/IP参考模型 4、TCP/IP参

7、考模型各层主要协议簇 （1）主机-网络层：各种通信网、TCP/IP之间的接口和物理网络协议 （2）互连层：IP、ICMP、ARP、RARP （3）传输层：TCP、UDP （4）应用层：SMTP、DNS、FTP、TELNET、HTTP、DHCP,第二章 计算机网络体系结构,四、OSI/RM与TCP/IP的对比 1、相同点 （1）两者都是以协议栈为基础，并且协议栈中的协议彼此相互独立 。 （2）两者都采用了层次结构的概念，各个层的功能也大体相似。 2、不同点 （1）层次结构不同 （2）无连接和面向连接的通信范围不同 3、OSI模型和协议的缺点 4、TCP/IP模型和协议的缺点,第二章 计算机网络体

8、系结构,一、物理层接口与协议 1、物理层规定的特性 机械特性、电气特性、功能特性、规程特性 2、物理层定义 ISO的定义和ITU的定义 3、DTE的定义： 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 4、DCE的定义 ： 数据电路终接设备或数据通信设备，是对为用户提供入网连接点的网络设备的统称。,第三章 物理层,一、物理层接口与协议 5、物理层的功能和提供的服务 （1）机械特性的规定 （2）电气特性的规定 （3）信号的功能特性的规定 （4）规程特性的规定 6、物理层常见的协议 （1）EIA RS-232C接口标准 ：RS232C标准接口只控制DTE与DCE之间的通信 （2） EIA

9、 RS-449接口标准 （3） RS-422接口标准 （4）RS-423接口标准,第三章 物理层,二、传输介质 1、传输介质的类型 有线介质（双绞线、同轴电缆、光纤）、无线介质（无线电、微波、红外、激光） 2、传输介质的特性对网络数据通信质量的影响。 3、双绞线：STP、UTP 4、同轴电缆：基带（粗缆和细缆）和宽带 5、光纤 （1）光源的类型：发光二极管和注入型激光二极管 （2）光纤的波长范围,第三章 物理层,二、传输介质 6、无线传输介质： 无线电波 微波 红外线 可见光 7、传输介质的选择 网络拓扑结构、实际需要的通信容量、可靠性要求、能承受的价格范围,第三章 物理层,三、数据通信技术

10、1、通信信道 （1）数据传输速率的定义和计算 每秒能传输的二进制信息位数 单位为位/秒（bits per second），记作bps或b/s R=1/T*Log2N（bps） （2）信号传输速率（码元速率、调制速率或波特率）定义和计算 单位时间内通过信道传输的码元个数，也就是信号经调制后的传输速率 单位为波特（Baud）。 B=1/T （Baud）,第三章 物理层,三、数据通信技术 1、通信信道 （3）数据传输速率和波特率的关系 R=B*Log2N（bps） （4）信道容量的定义 信道容量表征一个信道传输数据的能力 ，单位为位/秒（bps）。 （5）信道容量与数据传输速率的区别 （6）奈奎斯特

11、（Nyquist）定理 B=2*H H是信道的带宽，单位为Hz C=2*H*Log2N,第三章 物理层,三、数据通信技术 1、通信信道 （7）计算机信道容量的香农公式 C=H*Log2（1+S/N）（bps） （8）误码率的表示方法 （9）通信方式的分类 并行通信 串行通信：单工、半双工、全双工,第三章 物理层,三、数据通信技术 2、模拟数据通信和数字数据通信 （1）数据的定义和分类 （2）信号的定义和分类 （3）信息的定义 （4）信源和信宿的定义 （5）信道的定义 3、多路复用技术 （1）多路复用技术的定义,第三章 物理层,三、数据通信技术 3、多路复用技术 （2）常用的多路复用技术 频分多

12、路复用FDM（Frequency Division Multiplexing） 时分多路复用TDM（Time Division Multiplexing） 波分多路复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)。 （3）频分多路复用技术的工作原理和使用条件 （4）时分多路复用技术 时分多路复用技术的工作原理和使用条件 T1载波帧结构：速率为1.554Mbps E1载波帧结构：速率为2.048Mbps （5）波分多路复用技术的工作原理和使用条件,第三章 物理层,三、数据通信技术 4、异步传输和同步传输 （1）异步传输的工作原理和特征 （2）同步传输的分类：面向字符

13、和面向为 （3）面向字符的工作原理 （4）面向位的工作原理,第三章 物理层,四、数据编码 1、数据编码技术 （1）数字数据的数字信号编码 单极性不归零码、双极性不归零码、不归零码NRZ（Non Return to Zero） 、单极性归零码 、双极性归零码 （2）不归零编码规则 用负电压代表“0” 正电压代表“1”。,第三章 物理层,四、数据编码 1、数据编码技术 （3）曼彻斯特编码编码规则 每比特的周期T分为前后两个相等的部分。 前半周期传送该码元值的“反码”，后半周期传送该码元值的“原码”。 （4）差分曼彻斯特编码编码规则 若本码元值为“0”，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的

14、电平相反。 若本码元值为“1”，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相同。,第三章 物理层,四、数据编码 练一练：对“01001011”数据进行数字信号编码,第三章 物理层,四、数据编码 2、模拟数据的数字信号编码-脉码调制PCM （1）采样定理 Fs（= 1/Ts ） 2Fmax 或 Fs 2Bs 式中Ts 为采样周期，Bs（= Fmax- Fmin）为原始信号的带宽。 （2）模拟信号数字化的转换过程： 采样：以采样频率Fs 把模拟信号的值采出； 量化：使连续模拟信号变为时间轴上的离散值，也就是分级的过程，把采样的值按量级“取整”得到的是一个不连续的值； 编码：将离散值编成一定

15、位数的二进制数码。,第三章 物理层,四、数据编码 3、雕制解调器 （1）传输线路存在的问题 衰减、延迟畸变、噪声 （2）模拟用户线路的调制解调器 调幅工作原理 调频工作原理 调相工作原理 （3）各种正交振幅调制（QAM）的工作原理和性能 QPSK、QAM-16、QAM-64 （4）数字用户线路 ADSL工作原理、性能和特点,第三章 物理层,五、数据交换技术 1、数据交换技术分类 电路交换、报文交换、分组交换 2、电路交换技术的工作原理和特点 3、报文交换的工作原理和特点 4、分组交换的分类、工作原理和特点 5、交换技术的对比,第三章 物理层,一、数据链路层功能 1、数据链路层最基本功能 2、

16、帧同步功能 （1）使用字符填充的首尾定界符法 （2）使用比特填充的首尾标志法 （3）比特填充法 （4）违法编码法 (5) 字节计数法,第四章 数据链路层,一、数据链路层功能 3、差错控制功能 4、流量控制功能 （1）最常用的流量控制方案 停止等待方案 滑动窗口机制。 （2） 停止等待方案 工作原理 （3）滑动窗口机制的工作原理 5、链路管理的定义和功能,第四章 数据链路层,二、差错控制 1、差错控制的定义 2、差错产生的原因-噪声 3、噪声的分类 信道固有的、持续存在的随机热噪声，引起的差错称为随机错； 由外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声，引起的差错称为突发错 4.差错检测的主要任务： 差错控制编码、差错校验。 5、 差错控制编码过程 6、差错校验过程,第四章 数据链路层,二、差错控制 7、利用差错控制编码来进行差错控制的方法分类 自动请求重发ARQ（Automatic Repeat reQuest） 前向纠错FEC（Forward Error Correction） 8、差错控制编