xx最新三级网络技术考试笔记精华版

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3． 2 局域网介质访问控制方法 1．种类：⑴带有冲突检测的载波 帧 听多路访问 CSMA/CD 方法。 ⑵令牌总线方法（ TOKEN BUS） ⑶令牌环方法（ TOKEN RING） 一、 IEEE802 模型与协议标准 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）。 ：包含了局域网体系结构、网络互连、以及网络管理与性能测试。 ：定义了逻辑链路控制（ LLC）子层功能及其服务。 标准：定义了 CSMA/CD总线介质访问控制子层和物理层规范。 ：定义了令牌总线（ Token Bus）介质访问控制子层与物理层的规范。 ：定义了令牌环（ Token Ring）介质访问控制子层与物理层的规范。 ：城域网，定义 了城域网的介质访问控制子层和物理层的规范。 ：宽带技术。 ：光纤技术。 ：综合语音数据局域网。 标准：可互操作的局域网的安全机制。 ：无线局域网。 L． 标准：无线局域网。 ． 15 标准：定义近距离无线个人局域网 访问控制子层与物理层标准。 ：定义快带无线局域网访问控制子层与物理层标准。 1． ： ⑴采用 CSMA/CD介质访问控制方法的总线型局域网。 ⑵采用 TOKEN BUS 介质访问控制方法的总线型局域网。 ⑶采用 TOKEN RING 介质访问控制方法的环型局域网。 标准 2． 标准与 ETHERNET（以太网） ⑴以太网的核心技术是它的随机争用型介质访问控制方法即 CSMA/CD介 质访问控制方法。 起源于无线分组网 ⑵最早使用随机争用技术的是夏 威夷大学的校园网。 ⑶ CSMA/CD 的发送流程可概括为：①先听 后 发②边听边发③冲突停止④随机延迟后重发。 特点： 可以有效控制 多结点对共享总线的访问，简单易实现。 ⑷冲突检测是发送结点在发送的同时，将其发送信号波形与接受到的波形相比较。 冲突检测的两种方法： 比较法和编码违例判决法。 3． 标准与 TONKEN BUS ⑴ TOKEN BUS（令牌总线方法）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。 其特点主要有：介质访问延迟时间有确定值；通过令牌协调各结点的通信关系，各结点之间无冲突，重负载下信 道利用率高；支持优先级服务。 ⑵所谓正常稳态操作是网络已经完成初始化，各结点进入正常传递令牌与数据，并且没有结点要加入与撤除，没有发生令牌丢失或网络故障的正常工作状态。 令牌传递规定由高地址向低地址，最后由低地址向高地址传递。 令牌总线网在物理上是总线网，而在逻辑上是环网。 ⑸交出令牌的条件： ① 该结点没有数据帧等待发送。 ②该结点已经发完 ③令牌持有最大时间到 ⑹环维护工作：①环初始化 ②新接点加入环 ③接点从环中撤出 ④环恢复 ⑤优先级 4． 标准与 TOKEN RING 在令牌环中，结点通过环 接口连接成物理环型。 令 牌 是一种特殊的 MAC 控制帧。 令 牌 帧中有一位标志令牌的忙 /闲。 当环正常工作时，令牌总是 第 7 页 共 21 页 沿着物理环单相逐 站传送，传送顺序与节点在环中排列的顺序相同。 其特点是与 BUS 相似， 环中结点访问延迟确定；适用重负载 环境；支持优先级服务。 其缺点是维护复杂且实现困难。 针对上述技术的改进是：单令牌协议，优先级位，监控站，预约指示器，且定义 25 种 MAC 帧，用以对环进行维护。 5． CSMA/CD 与 TOKEN BUS、 TOKEN RING 的比较 CSMA/CD 针对总线型拓扑结构的局域网设计 随机型介质访问控制：适用负荷较低、实时性不高，算法简单易实现 Token Ring Token Bus 针对环型拓扑结构局域网设计的 确定型介质访问控制方法：适用负荷较高、 实时性高， 复杂、实现较困难 6．以太网物理地址的基本概念 局域网 通过为网卡分配一个硬件地址来标识一个联网计算机或其他设备。 硬件地址固化在网卡 EPROM 里，局域网 的 MAC 层是由硬件来处理的，因此叫物理地址或硬件地址。 典型的以太网物理地址长度是 48 位（六个字节）， 12 位的十六进制、 48 位的二进制。 IEEE 注册管理委员会 （ RAC）为厂商分配前 3B 保证 每一个 Ether 网卡在全球唯一。 一、高速局域网研究基本方法 1．对局域网的改革方法：⑴提高数据传输率 ⑵ 将大型局域网划分成多个用网桥或路由器互联的子网 ⑶将共享介质 方式 改变为交换 方式 2．共享介质局域网可分为 Ether， Token Bus， Token Ring 与 FDDI 以及在此基础上发展起来的 100Mbps Fast Ether、 1Gbps与 10Gbps Gigabit Ether。 3．交换式局域网可分为 Switch Ether 与 ATM LAN，以及在此 基础上发展起来的虚拟局域网。 二、光纤分布式数据接口 FDDI。 是一种以光纤作为传输介质的高速主干网。 其 技术特点： (1)使用基于 的令牌环网介质访问控制协议。 (2)使用 协议。 (3)数据传输速率为 100Mbps,连网的结点数小于等于 1000,环路长度为 100km (4)可以使用双环结构 ,具有容错能力。 ( 5)可以使用多模或单模光纤 (6)具 有动态分配带宽的能力 ,能支持同步和异步数据传输。 三、 100Mbps Fast Ether，。 100BaseT 采用介质独立接口 (M II)，将 M A C 与物理层分开。 特点：与以太网相同之处：保留了传统 10M 以太网一样的“ 帧 ”格式 、 介质访 问控制方法 CSMA/CD、 接口和组网方法。 与以太网不同之处：⑴数据发送时间提高了 10 倍，数据发送延迟时间降低 10 倍 ，由 100ns 降低到 10ns.⑵不再使用同轴电缆作为传输介质，而使用双绞线和光纤作为传输介质⑶在物理层和数据链路层之间加入介质独 立性接口 MII， 链路层独立⑷使用。 100BaseTX→物理层 两对 5 类 非屏蔽双绞线或 1 对屏蔽双绞线， 全双工传输 ， 每个结点可以同时传输 100Mbps。 100BaseT4 4 对 3 类 非屏蔽双绞线，其中一对用于冲突检测。 100BaseFX： 支持 2芯的多模或单模光 纤，从结点的到集线器的距离 2KM，全双工系统。 四、 1Gbps Gigabit Ether，。 发送间隔时间： 1 ns ,提高 100 倍。 在 LLC 层用 ， 采用千兆介质独立接口 (G MII)，将 MA C 与物理层分开。 在 MAC 使用 CSMA/CD，在物理层作更改 1000BaseT:5类非屏蔽双绞线 传输距离： 100 米 1000BaseCX:屏 蔽类双绞线 传输距离： 25 米 1000BaseSX:波长为 850nm的多模光纤， 传输距离： 300 米～ 550米 1000BaseLX： 波长为 1300nm的 单模光钎 ， 传输距离： 3 公里 五、 10Gbps Gigabit Ether。 特点：帧格式与以前以太网相同；保留 对以太网最小帧长度和最大帧长度的规定；传输介质只使用光纤；只工作在全双工方式。 传输距离不受冲突检测的限制 物理层协议有两种不同的物理层：局域网物理层标准和广域网物理层标准。 光传输数据标准：光钎同步网络 和同步数字体系 六、交换式局域网 ：交换式局域网从根本上改变了“共享介质”的工作方式，它可以通过以太网交换机支持交换机端口结点之间的多个并发连接，实现多结点之间数据的并发传输。 1．是在多个交换机的接口之间建立并发连接的网络，核心部件是局域网交换机，典型的局域网为交换式以太网，它的核心部件是以太网交换机。 “端口 /MAC 地址映射表”进行数据交换的，交换机的“地址学习”是通过读取 帧 的源地址并记录帧进入交换机的端口号进行的。 3．交换机的帧转发方法，交换机可以分为 3 类： ⑴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 ⑵存储转发交换方式 ， 完整接收并进行差错校验； ⑶改进直接交换方式 ， 只接收帧的前 64 字节，如果正确就转发，交换延迟时间将会减少。 4．局域网交换机的特性：⑴低交换传输延迟 （ 仅 几十 us，网桥为几百 us，路由器为几千 us） ⑵ 高传输带宽（ 3）允许 10/100Mbps 共存 ⑷可以支持虚拟局域网 七、虚拟局域网 1．虚拟网络（ VLAN）是建立在交换技术基础上 （局域网交换机或 ATM 交换机） 的。 它以软件的形式来实现逻辑组的划分与管理，逻辑工作 组的结点组成不受物理位置的限制。 3．对虚拟网络成员的 定义 方法上，有以下 4 种： ⑴ 用交换机端口号定义虚拟局域网。 （最通用的办法） ⑵ 用 MAC 地址。 基于用户的虚拟局域网。 缺点：所有用户在初始阶段配置至少一个虚拟局域网，初始值人工完成，随后就可以自动追踪。 ⑶ 用网络层地址 （ IP 地址 ） ，优点：利于组成基于服务和应用的虚拟局域网、可以随意移动节点而无须重新配置网络。 但性能差 、速度慢 ⑷ IP 广播组。 这种虚拟局域网的建立是动态的，它代表一组 IP 地址。 优点：可根据服务灵活地组建，可以跨越路由器实现与广域网互联 4．虚拟局域网的优点：方便用户管理，减少网络管理开销；提供更好的安全性；改善网络服务质量。 八．无线局域网 1． 应用：作为传统局域网的扩充、建筑物之间的互联、漫游访问；特殊网络 AD HOC。 第 8 页 共 21 页 2． 按采用的传输技术 分类：⑴ 红外线局域网 基本技术：定向光束红外线传输、全方位外线传输、漫反射 红 外线传输 特点：按视距方式传播；不易被入侵，提高了安全性；每个房子的红外线网络互不干扰；设备相对简单和便宜。 ⑵ 窄带微波局 域网 ⑶ 扩频无线局域网 :目前使用的扩展频谱技术有 ①跳频扩频 (FHSS， ，传输速率： 、 11Mbps) ②直接序列扩频 (DSSS， ，传输速率： 1Mbps 或 2Mbps) 4． 协议的介质访问控制 MAC 层分为两个子层：分布式协调功能 (DCF)和点协调功能（ PCF）层， 传输速率： 2Mbps。 5． 定义跳频扩频技术： 传输速率： 1M,2M,11M。 并开发介质访问 MAC子层协议和物理介质标准。 3． 4 局域网 组网 设备 1． 网卡 是网络接口卡 NIC 的简称，它是构成网络的基本部件。 网卡分类： ⑴按计算 机种类：①标准以太网卡 ② PCMCIA 网卡（用于便携式计算机）。 ⑵按传输速率分类：①普通的 10Mbps ②高速的 100Mbps网卡③ 10/100Mbps自适应网卡④ 1000Mbps网卡。 ③按传输介质类型分 类： 双绞线网卡 (RJ45)、粗缆网卡 (AUI)、细缆网卡 (BNC)、光纤网卡 (F/O)。 3． 集线器 在传统的局域网中，连网的节点通过非屏蔽双绞线与集线器连接，构成物理上的星型结构。 普通的集线器两类端口：①一类是用于连接接点的 RJ45 端口，这类端口数可以是 8， 12， 16， 24等。 ②另一类端口可以是 用于连接粗缆的 AUI 端口，用于连接细缆的 BNC端口，也可以是光纤连接端口，这类端口称为向上连接端口。 ⑴按传输速率分类：① 10Mbps 集线器 ② 100Mbps集线器 ③ 10Mbps/100Mbps 自适应集线器 ⑵按集线器是 否 能够堆叠分类：①普通集线器 ②可堆叠式集线器 ⑶按集线器是否 支持网管功能：①简单集线器 ②带网管功能的集线器 局域网交换机（ Switch） 交换式局域网从根本上改变了“共享介质”的工作方式，通过在端口节点间建立多个并发连接，实现多个节点间的并发传输，增加网络带宽、改善局域网性能与质 量；对于 10M 端口，半双工端口带宽为 10M，全双工带宽为 20M。 局域网交换机可以分为： 简单的 10Mbps 交换机。 10Mbps/100Mbps 自适应的局域网交换机。 大型局域网交换机。 5．网络互连设备：网桥、路由器、网关 网桥 是在数据链路层上实现不同网络互连的设备。 网桥的基本特征： 网桥在局域网中经常被用来将一个大型局域网分 成 既独立又能 互相 通 信 的 多个子网的互连结构，从而可以改善各个子网的性能与安全性。 网桥利用物理地址 MAC 转发帧；数据链路层以上协议必须相同；容易产生“广播风暴”问题 基于这两种标准 （ ， ） 的网桥分别是： ⑴透明网桥（以太网） ⑵源路由网桥（令牌网） 6． 路由器 的功能：建立维护路由表、负责路由选择、对分组的存储转发、拥塞控制 路由器是在网络层上实现多个网络互连的设备。 需要每个局域网网络层以上高层协议相同，数据链路层与物理层协议可以不同。 路由器可以隔离各个子网的广播通信；利用目的的 IP 地址转发分组 7． 网关 可以完成不同网络协议之 间的转换。 网关实现协议转换的方法是：⑴直接将网络信息包格式转化成输。