0894自考计算机与网络技术基础复习资料看完必过

0894自考计算机与网络技术基础复习资料看完必过内容摘要：

屏蔽双绞线 STP 是屏蔽技术和绞线技术相结合的产物。 它与非屏蔽双绞线在结构上的不同点是在绞线和外皮间夹有一层铜网或金属屏蔽层，因而价格相对也较昂贵。 尽管屏蔽双绞线的传输质量比非屏蔽双绞线要高，但它们的电缆尺寸和重量相当。 如果安装合适， STP 具有很强的抗电磁、抗干扰的能力。 当然，如果安装不合适（例如 STP 电缆接地不好），就有可能引入很多外界干扰（因为它可以使屏蔽线作为天线，从其他导体中吸入电信号、电噪声等），造成网络不能正常工作。 光缆 光缆是另一种常用的网络连接介 质，这种介质能传输调制了的光信号。 用于网络连接的光缆由封装在隔开中的两根光缆组成。 从横截面观察，每根光纤都被反射包层、 Kevlar 加固材料和外保护所包围。 光缆的导光部分由内核（纤芯）和包层构成。 中心的内核由纯度非常高的玻璃构成，其折射率很高。 内核外的包层由折射率很低的玻璃或塑料组成，这样在光纤中传输的光将在内核与包层的交界处形成全反射。 与管道相似，光缆利用全反射将光线限制在光导玻璃中，即使在弯曲的情况下，光也能传输很远的距离。 8 光纤按其轴芯的模式可以分为单模光纤和多模光纤。 单模光纤轴芯较细， 约 5~10 μ m ，适合长距离传输，价格昂贵，散射率小，传输效率极佳；多模光纤轴芯较粗，约 50~100 μ m ，适合短距离传输，价格较低，传输效率略差于单模光纤。 这两种光纤在计算机局域网中都有其应用。 由于单模光纤的传输质量比多模光纤的传输质量好，因此，单模光纤可以传输更远的距离，用于网络连接可以覆盖更广的地域范围。 与 UTP 、 STP 和同轴电缆相比，光缆的传输速度更高，其传输速度可以超过 2Gb/s。 由于光缆中传输的是光而不是电脉冲，所以光缆既不受电磁干扰，也不受无线电干扰，更不会成为 雷击的接入点。 光纤在传输时不会有光波信号散射出来，因此不用担心被人从散射的能量中盗取信息。 再者，光纤一旦被截断，要用融接的方式才能接起来，因此若有人想要截断缆线窃取信息，不但费时费力而且较易被发现。 光缆可以防止内外噪声和传输损耗低的特性，使光纤中的信号能够传输相当远的距离，这对设计覆盖范围广的网络非常有用。 介质访问控制方式 不论是是总线型网、环型网还是星型网，都是同一传输介质中连接了多个站，而局域网中所有的站都是对等的，任何一个站都可以和其他站通信，这就需要有一种仲裁方式来控制各站使用介质的方 法，这就是所谓的 介质访问方法。 介质访问方式是确保对网络中各个节点进行有序访问的一种方法。 在共享式局域网的实现过程中，可以采用不同的方式对其共享介质进行控制。 常用的介质存取方法包括带有 冲突检测的载波侦听多路访问（ CSMA/CD ）方法、令牌总线（ token bus ）方法、以及令牌环（ token ring ）方法。 目前最流行的局域网 以太网（ Ether ）使用的就是（ CSMA/CD ）介质访问控制方法，而 FDDI 网则使用令牌环介质访问控制方法。 以 太网与 CSMA/CD 以太网（ Ether ）采用总线型拓朴结构。 虽然在组建以太网过程中通常使用星型物理拓朴结构，但在逻辑上它们还是总线型的。 图 （ a ）显示了一个物理与逻辑统一的以太网，图 (b) 则显示了一个物理上为星型而逻辑上为总线型的以太网。 载波侦听多路访问 / 冲突检测 (CSMA/CD) 是目前占据市场份额最大的局域网技术。 CSMA/CD 采用分布式控制方法，附接总线的各个结点通过竞争的方式，获得总线的使用权。 只有获得使用权的结点才可以 向总线发送信息帧，该信息帧将被附接总线的所有结点感知。 载波侦听： 发送结点在发送信息帧之前，必须侦听媒体是否处于空闲状态。 多路访问： 具有两种含义，既表示多个结点可以同时访问媒体，也表示一个结点发送的信息帧可以被多个结点所接收。 冲突检测： 发送结点在发出信息帧的同时，还必须监听媒体，判断是否发生冲突（同一时刻，有无其他结点也在发送信息帧）。 以太网的数据发送 以太网使用 CSMA/CD 介质访问控制方法。 CSMA/CD 的发送流程可以概括为 “ 先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发 ” 16 个字。 图 是以太网节点的发送流程。 先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发 图 213 CSMA/CD 的帧接收工作流程 在 CSMA/CD 方式中，发送站检测通信信道中的载波信号，如果检测到载波信号，说明没有其他站在发送数据，或者说信道上没有数据，该站可以发送。 否则，说明信道上有数据，等待一定时间后再次试探，直到能够发送数据为止。 当信号在电缆中传送时，每个站都能检测到。 所有的站均检查数据帧中的地址字段，并依此判断是接收该帧还是忽略该帧。 由于数据在网中的传输需要时间，某些位置靠后的站就监听不到任何消息，而此时信道中又确实有信号传送，因此就会发生冲突。 这时就用到了冲突检测，每个发送站同时监听自己的信号，如果该信号出现错误，发送站再发送一个干扰信息加强冲突。 任何站听到干扰信号后，均停止一段时间再去试探。 这一时间由网卡中的算法来决定。 以太网的接收 9 在接收过程中，以太网中的各节点同样需要监测信道的状态。 如果发现信号畸变，说明信道中有两个或多个节点同时发送数据，有冲突发生，这时必须停止接收，并将接收到数据丢弃，如果在整个接收过程中没有发生冲突，接收节点在收到一个完整的数据后可对数据进行接收处理。 图 213 给出了 CSMA/CD 的帧接收工作流程。 MAC 地址 连入网络的每台计算机或终端都有一个惟一的物理地址，这个物理地址存储在网络接口卡 (work interface card ， NIC) 中，通常被称为介质访问控制地址 (media access control address), 或者就简单地称为 MAC 地址。 在网络中，网络接口卡将设备连接到传输介质中，每个网络接口卡都有一个惟一的 MAC 地址，它位于 OSI 参考模型的数据链路层。 当源主机向网络发送数据时，它带有目的主机的 MAC 地址。 当以太网中的节点正确收到该数据后，它们检查数据中包含的目的主机 MAC 地址是否与自己网卡上的 MAC 地址相符。 如果不符，网卡就忽略该数据。 如果相符，网卡就拷贝该数据，并将该数据送往数据链路层作进一步处理。 以太网的 MAC 地址长度为 48b。 为了方便起见，通常 使用 16 进制数书写（例如： 5254ab31acc6 ）。 为了保证 MAC 地址的惟一性，世界上有一个专门的组织负责为网卡的生产厂家分配 MAC 地址。 FDDI ：光纤分布式数据接口 光纤分布式数据接口（ fiber distributed data interface ， FDDI ）采用光纤作为其传输介质，网络的传输速率可达 100Mb/s。 FDDI 采用环型拓扑结构，使用令牌作为共享介质的访问控制方法，因比， FDDI 是一种令牌环网。 图 给出了 FDDI 令牌环网的示意图，从该图中可以看出， FDDI 的网络连接构成了双环结构。 令牌环介质访问控制方法的基本原理 令牌环网利用一种称之为 “ Token” 的短帧来选择拥有传输介质的站，只有拥有令牌的工作站才有权发送信息。 当网上所有的站点都没有信息要发送时，令牌就沿环绕行。 当某一个站点要求发送数据时，必须等待，直到捕获到经过该站的令牌为止。 这时，该站点可以用改变令牌中一个特殊字段的方法把令牌标记成已被使用，并把令牌作为数据帧的帧头一起发送到环上。 而在此时，环上不再有令牌，因此有发送数 据要求的站点必须等待。 环上的每个站点检测并转发环上的数据帧，比较目的地址是否与自身站点地址相符，从而决定是否拷贝该数据帧。 数据帧在环上绕行一周后，由发送站点将其删除。 发送站点在发完其所有信息帧（或者允许发送的时间间隔到达）后，生成一个新的令牌，并将该新令牌发送到环上。 如果该站点下游的某一个站点有数据要发送，它就能捕获这个令牌，并利用该令牌发送数据。 与 CSMA/CD 不同，令牌传递网是延迟确定型网络。 也就是说，在任何站点发送信息之前，可以计算出信息从源站到目的站的最长时间延迟。 这一特性及令牌 环网其它可靠特性，使令牌环网特别适合于那些需要预知网络延迟和对网络的可靠性要求高的应用。 比如工厂自动化环境就是这样的一个应用实例。 • FDDI 网的双环结构 使用环型网络拓扑结构网络的 最大隐患之一 是一旦环上某处发生故障（例如某个节点出现故障），就会使整个网络出现瘫痪。 为了解决可靠性问题 ， FDDI 将它的令牌环网设计成 双环结构 ，而且该双环是 逆向旋转的 ，如图 所示。 这也就是说 FDDI 网络包含了两个完整的环，第二个环中的数据流方向与主环中的数据流方向相反。 当网上的所有设备 都正常工作时， FDDI 仅使用其中的一个环发送数据。 只有当第一个环失效时， FDDI 才会使用第二个环。 如图 所示，当组成 FDDI 令牌环的光缆出现故障（例如光缆断裂）时，与断点相邻的站点能重新配置网络，在 G 和 H 处形成回路，旁路断点，使用其反向路径，保证网络正常运行。 当网络中的某一站点出现故障时，如图 所示， FDDI 也可以进行重新配置，在 R 和 S 处形成回路，旁路故障站点，使用其反向路径，保证网络正常运行。 FDDI 这种重新配置以避免失效的过程叫做 自恢复过程 （ self healing ）。 因此， FDDI 令牌环网络有时也叫做 自恢复网络 (self healing work)。 图 FDDI 令牌环中数据的传输过程 图 光缆线路出现故障时， FDDI 在 M 和 N 处形成回路 图 环上的站点出现故障时， FDDI 在和 N 处形成回路 10 第 3 章 以太网组网技术 教学目标 通过本章的学习，掌握以太网的组网规则，熟悉组网所需的器件、设备， 了解以太网的组网类型和传输速度。 教学内容 以太网的组网类型和传输速度； 组网所需的器件、设备和传输介质； 单一集线器组网配置规则； 多集线器组网配置规则。 教学的重点和难点 集线器、网卡等设备的特点、分类、应用。 双绞线的通信规则。 以太网的组网规则。 学习指导 学生应该了解以太网的相关标准。 学生应该结合市场情况掌握集线器、网卡等设备的特点、分类、应用。 学生应该理解双绞线的通信规则和制作方式。 学生应该掌握 10BaseT 和 100BaseTX的配置规则。 以太网的相关标准 以太网最早是由 Xerox （施乐）公司创建的，在 1980 年由 DEC 、 Intel 和 Xerox 三家公司联合开发为一个标准。 以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准以太网（ 10Mbps ）、快速以太网（ 100Mbps ）、千兆以太网（ 1000 Mbps ）和 10G 以太网，它们都符合 系列标准规范。 传输介质： 同轴电缆、双绞线、光缆等 网络速度： 10Mb/s 、 100Mb/s 、 1000Mb/s 介质访问控制方法： CSMA/CD 主要技术标准 10BASE5 粗缆以太网（粗同轴电缆），电缆的两端有 50 欧姆的终端电阻，每网段允许连接 100 个节点，长度是 500 米，最多有 4 个中继器连接 5 段 500 米的网线，最大网络直径是 2500 米。 10BASE2 细缆以太网，每段只能连接 30 个节点，每段的最大长度是 185 米，最大的网络直径是 925 米。 10BASET 3 类以上双绞线以太网，水晶头（ RJ45 头）， 4 个中继器连接 5 个 100 米的网线，最大网络直径是 500 米。 100BASETX 5 类以上双绞线以太网， 2 个中继器连接 2 个 100 米的网线， 两个中继器之间的距离不超过 5 米。 最大网络直径是 205 米。 100BASEFX — 使用光纤的快速以太网 组网所需的器件和设备 10BASET 和 100BASETX 的组网设备： （ 1）带有 RJ45 连接头的 UTP 电缆 （ 2） 带有 RJ45 接口的以太网卡 （ 3） 10Mbps/100Mbps 集线器 （ 4）网桥 集线器的主要功能和特性 11 集线器是以太网中最关键的。