2022年网络工程师学习经验 .pdf
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1、第 1 章 交换技术主要内容 :1、线路交换2、分组交换3、帧中继交换4、信元交换一、线路交换1、线路交换进行通信:是指在两个站之间有一个实际的物理连接,这种连接是结点之间线路的连接序列。2、线路通信三种状态:线路建立、数据传送、线路拆除3、线路交换缺点:典型的用户 /主机数据连接状态,在大部分的时间内线路是空闲的,因而用线路交换方法实现数据连接效率低下;为连接提供的数据速率是固定的,因而连接起来的两个设备必须用相同的数据率发送和接收数据,这 就限制了网络上各种主机 以及终端 的互连通信。二、分组交换技术1、分组交换的 优点:线路 利用率提 高 ;分组交换 网可以 进行数据率的转换;在线路交换
2、 网络 中,若 通信 量较 大可能造成呼叫堵塞 的情况 ,即网络拒绝 接收 更多 的连接要 求直到网络负载减轻为止;优先权 的使用。2、分组交换和报文 交换主要 差别 :在分组交换 网络 中,要 限制所 传输的数据 单位 的长度 。报文 交换 系统却适应于更 大的 报文 。3、虚电 路的技术 特点 :在数据传送 以前 建立站 与站之间的一 条路 径。4、数据 报的优点:避免了呼叫 建立状态, 如果 发送 少量 的报文 ,数据 报是 较快 的 ;由于其较原始,因而 较灵活 ;数据 报传递特别可靠 。5、几 点说明 : 路线交换 基本上 是一种 透明服务 ,一旦连接建立起来,提供给 站点的是固定的
3、数据率,无论 是 模拟或者 是数 字数据, 都可以 通过 这个连接 从源 传 输到 目的。而分组交换中,必须把模拟 数据 转 换成数字数据 才 能传输。6、外 部和内部的 操作外部虚电 路,内部 虚电 路。 当 用户 请求虚电 路时,通 过网络 建立一 条专用的路 由,所有的分组 都用这个路 由。外部虚电 路,内部数据 报。网络 分别处理每个分组。 于是从同一 外部虚电 路送来的分组可以 用 不同的路 由。在目 的结点, 如有需 要可以先 缓冲 分组, 并把它们按顺序传送 给目的站点。外部数据 报,内部数据 报。从 用户和 网络 角度 看,每个分组 都 是被单独处 理的。外部数据 报,内部 虚
4、电 路。 外 部的用户 没有用连接, 它只 是往 网络 发送分组。而 网络 为站之间建立传输分组用的 逻辑 连接,而 且 可以 把连接 另外维持 一个 扩展 的时间 以便满足预期 的未来需求 。三、帧中继交换1、X.25 特性 :(1)用于建立和 终止虚电 路的 呼叫 控制分组 与数据分组 使 用相同的通 道和 虚电 路;(2)第三 层实现 多路 复用虚电 路;(3)在第 二层 和第三 层都包含着流控和差错控 制机制。2、帧中继 与 X.25 的差别 :(1)呼叫 控制信号与用户数据 采用分 开 的逻辑 连接,这 样,中间结点 就 不必维护 与呼叫 控制有关的状态 表或处 理信 息 ;(2)在
5、第 二层而不是在第三 层实现 逻辑 连接的 多路复 用和交换,这 样 就省掉 了整个一层的处理;(3)不采 用一 步 一步的流控 和差错控 制。3、在 高速 H 通道 上帧中继的 四种 应用:数据 块 交互应 用;文件传输;低速率的 复用;字符 交互通信。四、信元交换技术1、ATM 信元ATM 数据传送 单位 是一固定 长度 的分组, 称为信元, 它 有一个信元 头及 一个信元信 息域 。信元 长度 为 53 个字节,其中信元 头占 5 个字节 ,信 息域占 48 个字节 。信元 头主要 功 能是:信元的 网络 路由。2、ATM 采用了异步 时分 多路复 用技术 ATDM ,ATDM 采用排队
6、 机制,属于不同 源的各个信元在发送 到介质 上之前,都要被分隔并存入队 列中,这 样就需要速率的 匹配 和信元的定 界。3、应 用独立:主要 表现在时间 独 立和 语义独 立两方 面。时间 独立即应 用时 钟和网络 时钟之间 没 有关联。语义独立即在信元结 构和 应用协议 数据 单 元之间 无关联, 所有与应 用有 关的数据 都在信元的信 息域 中。3、ATM 信元 标识ATM采用虚拟通道模 式,通信通 道用一个 逻辑号 标识 。对于给 定的 多路复用器 ,该标识 是本地 的, 并在任何交换部 件处 改变 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -
7、 - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 34 页 - - - - - - - - - 通道的标识 基于 两种 标识 符, 即虚 拟通路 标识 VPI 和虚拟通 道标识 VCI 。一个 虚拟通路 VP 包含 有若干个虚拟通 道 VC 4、ATM 网络 结 构虚拟通道 VC:用 于描述 ATM 信元 单 向传送的一个 概念 , 信元 都与一个 惟 一的 标识值 -虚拟通道标识 符 VCI 相联系 。虚拟通路 VP:用 于描述 属于虚 拟 通路的 ATM 信元的 单 向传输的一个 概念 ,虚拟通路 都与一个 标识值 -虚拟通路标识 符相联系。虚拟通道和
8、虚 拟通路 者用来 描述 ATM 信元 单向传 输的路 由。每 个虚拟通路 可以 用复用方 式容纳多达 65535 个虚 拟通道,属于同一 虚拟通道的信元 群,拥用相同 虚拟通道标识 VCI,它是信元 头 一部分。第 2 章 网络 体系结构及协议主要内容 :1、网络 体系结构及协议 的定 义2、开 放系统互 连参考 模型 OSI 3、TCP/IP 协议集一、 网络 体系 结构及协议 的定 义1、网络 体系结构:是计算 机之间相 互通信的 层次, 以及各 层中的 协议 和层次之间接 口的集合 。2、网络 协议 :是计算 机网络 和分 布 系统 中互相通信的 对等 实体间交换信 息时所必须 遵守
9、的规则 的 集合 。3、语 法(syntax):包括数据 格式 、编码 及信号电平等 。4、语义 (semantics):包括 用于协议 和差错处 理的 控制信息 。5、定时 (timing): 包括速度匹配 和排序。二、开放系统互 连参考 模型1、国际标准化 组织 ISO 在 1979 年建立 了一个分 委员会 来专门研究 一种用 于 开放系统 的体系 结构,提出了开放系统互 连 OSI 模型,这是一个定义连接 异种计算 机的 标准 主体 结构。2、OSI 简介:OSI 采用了分层的结 构化 技术, 共分七层,物理 层 、数据 链路层、 网络 层、传 输层 、会话 层、表示 层、应用层。3、
10、 OSI 参考 模 型的 特性:是一种 异构系统互 连的分 层结构;提供 了控制互 连系统 交互规则 的标准骨架 ;定义一种 抽象 结构,而 并非具体 实现的 描述 ;不同系统 中相同 层的实 体为同 等层实体;同等层实体之间通信 由该层的协议管 理;相信 层间的接 口定义 了原 语操作 和低 层向上层提供的 服务 ;所 提供的 公共 服务 是面向 连接的 或无连接的数据 服务 ;直接的数据传送 仅在最 低层实现 ;每层 完成所 定义的 功能,修改 本层 的功能并不 影响 其他层。4、物理 层:提供为建立、 维护 和拆除物理 链路所需要的机 械的、 电 气的、功能的和 规程 的特性;有 关的物
11、理 链路上 传输非结构的位 流以及 故障检测 指示。5、数据 链路层:在网络 层实体间提供数据发送和接收的功能和过 程;提供数据 链路的 流控 。6、网络 层:控制分组传送 系统 的 操作 、路 由选择 、拥护控 制、网络互 连等功能, 它的作用是 将具体 的物理传送对 高层透明 。7、传输层:提供建立、 维护 和拆除传送连接的功能;选择 网络 层提供 最合 适的服务;在系统 之间提供 可靠 的透明 的数据传送,提供端到端 的错误恢 复 和流量控制。8、会话 层:提供两进 程之间建立、 维护 和结 束会话 连接的 功能;提供交 互会话 的管理功能,如三种数据 流方向的控 制,即一路交 互 、两
12、路交 替和两路同时 会话 模式 。9、表 示层:代表应 用进 程协 商数据 表示;完成数据 转换、 格式化 和文本 压缩 。10、应用层:提供 OSI 用户 服务 ,例如事 务处理程序、 文 件传送 协议 和 网络 管理等。三、 TCP/IP 的分 层1、TCP/IP 的分 层模 型Internet 采 用了 TCP/IP 协议 ,如同 OSI 参考 模型,TCP/IP 也是一种分 层模 型。它 是基于 硬件层 次 上的四个概念性层 次构 成,即网络 接口层、IP 层、传 输层、 应用层。网络 接口层:也称数据 链路 层,这是 TCP/IP 最底层 。功能:负 责接收 IP 数据 报并发送 至
13、 选定的 网络 。IP 层:IP 层处 理机 器 之间的通信。 功 能:它接收来 自传输层的请求 ,将带有目的地 址的分组发送 出 去。将分组 封装 到数据 报中, 填 入数据 报头,使用路 由算法以决定是 直接将数据 报传送 至目的主机 还是传 给路由 器,然后 把数据报 送至相应的网络 接口来传送。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 34 页 - - - - - - - - - 传输层:是提供 应用层之间的通信,即端到端 的通信。 功能:管理信 息流 ,提
14、供 可靠 的传 输服务 , 以确保 数据 无差错的地按序到达 。2、TCP/IP 模型的分 界线协议地 址分界 线:以区分高 层和低 层的寻址 ,高层寻址 使用 IP 地址 ,低层寻址 使用物理 地址。应用程序 IP 层之上的协议 软件只 使 用 IP 地址 ,而 网络 接口层处 理物理 地址。操作 系统 分界 线:以区分系统与应 用程序。在传 输层和应 用层之间。3、复 用与分解发送 报文 时,发送方在 报文 中 加和了报文 类型、 选用协议等 附加 信息。所有的 报文以 帧的 形式在 网络 中复用传送, 形成一个分组 流。在接收方收到分组时, 参考 附加 信息对接收 到的分组进行分解。四、
15、IP 协议1、Internet 体系 结构一个 TCP/IP 互联 网提供 了三组 服务 。最底层提供 无连接的传送 服务 为其他层的 服务 提供 了基 础。第 二层一个可靠 的传送 服务 为 应用层提供 了一个 高层平台。最 高层是应用层 服务 。2、IP 协议 : 这种 不可靠 的、 无连接的传送机 制称为 internet 协议 。3、IP 协议 三个定 义 : (1)IP 定义 了在 TCP/IP 互联网上 数据传送的 基本单 元和数据 格式 。(2)IP 软件 完成路由选择 功能,选择 数据传送的路 径。(3)IP 包含 了一组 不可靠 分组传送的 规则 ,指 明了 分组 处 理、
16、差错信息发 生以及 分组 德育 的规则 。4、IP 数据 报:联 网的基本 传送 单元是 IP 数据 报,包括数据 报头和数据 区 部分。5、IP 数据 报封装 :物理 网络 将 包括数据 报报 头 的整个数据 报作 为数据 封装 在一个帧中。6、MTU 网络 最大传送 单元:不同类型的物理 网对一个物理帧 可传送的数据 量规定不同的 上界。7、IP 数据 报的重组:一是在通 过 一个 网络 重组;二是到达目的主机 后重 组。后者 较好,它允许 对每 个数据 报段独立地进行路 由选择 ,且不 要求路由 器对 分段存储或 重组。8、生存时间 :IP 数据 报格式 中设有一个 生存时间 字段,用来
17、设 置 该数据 报在联网 中允许 存在的时间, 以秒为单位。如果其 值为 0,就 把它从 互联网上 删除, 并向源站点发 回一个 出 错消息。9、IP 数据 报选项: IP 数据 报选 项字段主要是用 于网络 测试或 调试 。包括:记录 路由选项、源路由选项、时间 戳选项等。路由和时间 戳 选项提供 了一种 监视 或控 制互 联 网路由器路由 数据 报的方法。五、用户数据 报协议 UDP 1、UDP 协议 功能为了在给定的主机 上能 识别多 个目的地址,同时 允许 多个应用程 序在同一 台主机 上工作并 能独 立地进行数据 报的发送和接收,设计用户数据 报协议 UDP。使用 UDP 协议 包括
18、:TFTP、 SNMP、NFS、DNS UDP 使用 底层的互联网 协议 来传送 报文 ,同 IP 一样提供 不可靠 的无连接数据 报 传输服务 。它不 提供 报文到 达确认 、排序、 及流 量控制等功能。2、UDP 的报报文 格式每个 UDP 报文 分 UDP 报 头和 UDP 数据 区两部分。 报头由四个 16 位长 (8 字节 )字段组成,分 别说明 该报文 的源端口、目的端口 、报文长度以及校验 和。3、UDP 协议 的分 层与封装在 TCP/IP 协议 层次模 型中, UDP 位于 IP 层 之上。应用程序访问 UDP 层然后 使用 IP 层传送数据 报。IP 层的报头指明了 源主机
19、和 目的主机 地址,而 UDP 层的报头指明了 主机 上的源端 口和目的端口。4、UDP 的复用、分 解与端 口UDP 软件 应用程序之间的 复用与分解都要通 过端口机制来实现。每个应用程序在发送数据 报之 前必须 与操作 系统协商以获得 协议 端口和相 应的端 口号。UDP 分解 操作 :从 IP 层接收 了 数据 报之后,根 据 UDP 的 目的端口号进行分 解操作 。UDP 端口 号指定有两种方 式:由管理机 构指定的为 著名 端口和动态绑 定的方 式。六、可靠 的数据 流传输 TCP 1、TCP/IP 的可靠 传输服务 五个特 征:面向 数据 流、虚电 路连接、有 缓冲 的传 输、无结
20、构的数据 流、全双工 的连名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 34 页 - - - - - - - - - 接。2、TCP 采用了具有 重传功能的肯定 确认 技术 作为可靠 数据 流传输服务 的基础。3、为 了提高数据 流 传输过程的效率,在 上述基础 上引入滑动窗 口协议 ,它允许 发送方在 等待一个 确认 之前可以发送 多个分组。 滑动窗 口协议规 定只需 重传未被 确认 的分组, 且未被 确认 的分组数 最多为窗口 的大 小。4、TCP 功能TCP 定义
21、了 两台计算 机之间进行 可靠 的传 输 而交换的数据和确认 信息的格式 , 以及 计算 机为 了 确保 数据的 正确到达而采取的措施 。5、TCP 连接 使用是一个 虚电 路连接,连接 使用一 对 端点来 标识 ,端 点定 义为一 对整 数(host,port)其 中 host 是主机的 IP 地址,port 是该主机 上 TCP 端口号。6、TCP 使用专门的 滑动窗 口协议 机制来解决 传输效率和 流量控制 这两个 问题 ,TCP 采用的 滑动窗 口机制解决了端到端 的流量控 制,但并未 解决 整个网络 的拥塞 控制。7、TCP 允许随 时改变 窗口小,通 过通告值来说明 接收方 还能再
22、 接收 多少 数据,通 告值增加 ,发送方 扩大发送滑动窗 口;通告 值减小,发送方 缩小 发送 窗口。8、TCP 的报文 格式报文 分为两部分 :报头和数据, 报头携带 了所 需要的 标识 和控制信息。确认 号字 段指 示本机希望 接收下一个 字节 组的序 号; 顺序号字 段的 值是该报文 段流 向上的数据 流的 位置,即发送序 号; 确认 号指的是 与该报文 段流向 相反方向的数据 流。9、TCP 使用 6 位长 的码位来指 示报文 段的应用目的和内容URG 紧 急指针字段可 用;ACK 确认 字段可 用;PSH 请 求急近 操作 ;RST 连接 复 位;SYN 同步序号;FIN 发送方
23、字节流结束。10、TCP 的三 次握手为了建立一个TCP 连接,两个 系统 需要同 步其初始 TCP 序号 ISN。序 号用于跟踪 通信 顺序并确保 多个包传输时没有丢失 。初始 序号是 TCP 连接建立时的起始编号。同步是通 过交换 携带 有 ISN 和 1 位称为 SYN 的控制位 的数据 包来实现的。握手 可由 一方发起 也可以 双方发起,建立就可以 实现 双向对等地 数据 流动, 没有主 从关 系。第 3 章 局 域网技术主要内容 :1、局域 网定义和特性2、各 种流行的 局域网 技术3、高 速局域网技术4、基于 交换的 局域网 技术5、无 线局域网技术 及 城域网技术一、 局域网定
24、义和特性局域网(Local Area Network) 即 LAN: 将小区 域内的 各种通信设备 互联在一起的通信网络 。1、局 域网三个 特性:(1)高数据速率在0.1-100Mbps(2) 短距离 0.1-25Km(3) 低误码 率 10-8-10-11。2、 决定局域 网特 性的三个技术 :(1)用 以传输数据的 介质 (2)用以连接 各种设备的 拓扑 结构(3)用以共 享资 源的介质控制方法。3、 设计一个 好的介质 访问 控 制协议 三个 基本 目标:(1)协议 要简单(2)获得 有效的通 道 利用率 (3)对 网上各 站点用户的公平合 理。二、以太网 Ethernet IEEE8
25、02.3 以太网是一种 总路线型 局域网 ,采用载波监听 多路访问 /冲突检测 CSMA/CD 介质 访问 控 制方法。1、载 波监听多路访问CSMA 的控 制方案:(1)一个站要发送,首先需要监听总 线, 以决定 介质 上是否存在 其他站的发送信 号。(2)如果介质 是空闲的, 则 可以 发送。 (3)如果 介质 忙,则等 待一段间隔 后再重试 。坚持退避算法 : (1)非坚持 CSMA: 假 如介质 是空闲的, 则发送 ;假如介质 是忙的, 等待一段时间, 重复第一 步。 利用随机的 重传时间来 减少 冲突的 概率,缺点 :是即使 有几个站有数据发送,介质 仍然可能 牌 空闲状态, 介质
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