高考计算机网络复习重点(根据考纲)

计算机网络复习重点
1．计算机网络概念
计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

2．计算机网络的形成和发展趋势
1969年12月，Internet的前身----美国高级研究计划署ARPA网投入运行，它标志着网络的兴起。

第一代计算机网络---远程终端联机阶段
第二代计算机---计算机网络阶段
第三代计算机网络---计算机网络互联阶段
第四代计算机网络---国际互联网与信息高速公路阶段
3．计算机网络的组成、功能与应用
(1)网络的组成
根据逻辑功能划分：
由通信子网和资源子网组成。

通信子网：负责信息的传输。

由主机、终端和网络中的共享设备组成。

资源子网：负责对数据信息的收集和处理。

由网络节点（如交换机）、通信链路和信号变换设备组成。

硬件系统和软件系统
硬件系统：主机，终端，通信控制处理机，调制解调器，多路复用器，通信线路，网络互联设备。

软件系统：网络操作系统，网络协议通信软件。

(2)网络的功能
数据交换和通信，资源共享（硬件共享，软件共享，数据共享），系统的可靠性，分布式网络处理和均衡负荷。

(3)网络的应用
文件服务，打印服务，通信服务，邮件服务，应用服务，数据库服务，网络管理服务
4．网络的分类
（1）按覆盖范围划分：局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）
（2）按通信介质划分：有线网、无线网
（3）按传输技术划分：广播式网络、点到点式网络
（4）按使用对象划分：公用网、专用网
（5）按网络中计算机所处的地位划分：对等网、基于服务器
5．计算机网络的拓扑结构
（1）总线结构
连接端用户的物理媒体由所有设备共享。

采用带有碰撞检测的载波侦听多路访问（它是在总线共享型网络中使用的媒体访问方法，缩写为CSMA/CD
这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。

缺点是一次仅能一个端用户发送数据，其它端用户必须等待到获得发送权。

是LAN技术中使用最简单的一种。

（2）星型结构
便于集中控制，因为端用户之间的通信必须经过中心站（容易成为瓶颈）。

中心系统必须具有极高的可靠性，因为一旦它损坏，整个系统便趋于瘫痪。

（3）环型结构
在LAN中使用较多。

实时性好，可靠性差，任何线路或结点的故障都有可能引起全网的故障。

（4）树型结构
易于扩展，故障隔离容易，可靠性高；对根结点依赖性大。

（5）网状拓扑
可靠性高，传输延时小；但控制复杂，布线量大，建设成本高。

在实际应用中，局域网中常用的拓扑结构有总线型、星状、树状，城域网和广域网的拓扑结构复杂，主要采用网状和混合结构。

5. 数据通信的基本知识
通信信道是数据传输的通路，在计算机网络中信道分为物理信道和逻辑信道。

物理信道指用于传输数据信号的物理通路，它由传输介质与有关通信设备组成；
逻辑信道指在物理信道的基础上，发送与接收数据信号的双方通过中间结点所实现的逻辑联系。

逻辑信道可以是有连接的，也可以是无连接的。

信道容量指信道传输信息的最大能力。

对于数字信道一般用单位时间可以传输的最大二进制位(比特bit)数来表示，对于模拟信道则由信道的带宽表示。

数据分为模拟数据和数字数据两大类。

模拟数据(Analog Data)是由传感器采集得到的连续变化的值，例如温度、压力，以及目前在电话、无线电和电视广播中的声音和图像。

数字数据(Digital Data)则是模拟数据经量化后得到的离散的值，例如在计算机中用二进制代码表示的字符、图形、音频与视频数据。

模拟数据通信
例如，目前我们广泛使用公用电话线路来传输语音或计算机数字数据对应的模拟信号，我们也可以使用公共有线电视网来传输视频和计算机数字数据对应的模拟信号；而微波与卫星通信传输的也可以是模拟数据或数字数据对应的模拟信号。

数字数据通信
由于计算机使用二进制数字信号，因而计算机与其外部设备之间，以及计算机局域网、城域网大多直接采用数字数据通信。

此外，目前北美采用的24路PCM脉码调制(速率为1.544Mpbs)，以及欧洲和我国采用的30路PCM脉码调制(速率为2.048Mbps)电话系统均是数字数据通信系统。

数据通信的主要技术指标
在数字通信中，我们一般使用比特率和误码率来分别描述数据信号传输速率的大小和传输质量的好坏，
在模拟通信中，我们常使用带宽和波特率来描述通信信道传输能力和数据信号对载波的调制速率。

1.带宽（1）比特率
在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit)数来表示，其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mbps)来表示(此处K和M分别为1000和1000000)。

（2）波特率
波特率指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单位为波特(Baud)。

（3）误码率
误码率指在数据传输中的错误率。

在计算机网络中一般要求数字信号误码率低于10^(-6)。

数据传输方式
(1) 基带信号与宽带信号以及它们的传输
A. 基带信号与基带传输
基带信号(Baseband Signal)直接用两种不同的电压来表示数字信号1和0，因此我们将对应矩形电脉冲信号的固有频率称为"基带"，相应的信号称为基带信号。

基带传输(Baseband Transmission)指通过有线信道直接传输基带信号，一般用于传输距离较近的数字通信系统，如基带局域网系统。

B. 宽带信号
宽带信号(Wideband Signal)用多组基带信号1和0分别调制不同频率的载波，并由这些分别占用不同频段的调制载波组成。

C. 多路复用
为了充分利用通信干线的通信能力，人们广泛使用多路复用(Multiplex)技术，即让多路通信信道同时共用一条线路。

多路复用可分为频分多路复用（常用于宽带网络中）和时分多路复用（常用于基带网络中）。

(2) 并行与串行方式
根据一次传输数位的多少可将基带传输分为并行(Parallel)方式和串行(Serial)方式，前者是通过一组传输线多位同时传输数字数据，后者是通过一对传输线逐位传输数字代码。

通常，计算机内部以及计算机与并行打印机之间采用并行方式，而传输距离较远的数字通信系统多采用串行方式。

(3) 单工、半双工和全双工方式
根据通信双方的分工和信号传输方向可将通信分为三种方式：单工（如无线电广播）、半双工（如对讲机）与全双工（电话）。

在计算机网络中主要采用双工方式，其中：局域网采用半双工方式，城域网和广域网采用全双工方式。

(4) 异步传输与同步传输
在数字通信中，同步(Synchronous)是十分重要的。

保证传输信号的完整性和准确性，
错误检测与修正(Error Check & Correct)
实际采用的错误检测方法主要有两类：奇偶校验(Parity)和CRC循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check)。

数据交换技术(Data Switching Technology)
在交换网络中，站点之间需要通过有关结点之间的数据交换才能实现数据通信，基本的交换技术有两类：电路交换与存储转发，存储转发又可以分为报文交换和分组交换，分组交换则可分为面向连接的虚电路传输和无连接的数据报传输。

目前，最具有发展前景的是高速分组交换技术。

（1）、电路交换(Circuit Switching)
电路交换(Circuit Switching)是在两个站点之间通过通信子网的结点建立一条专用的通信线路，也就是说，在两个通信站点之间需要建立实际的物理连接，其典型实例是两台电话之间通过公共电话网络的互连实现通话。

（2）、报文交换(Message Switching)
报文交换(Message Switching)是通过通信子网上的结点采用存储转发的方式来传输数据，它不需要在两个站点之间建立一条专用的通信线路。

报文交换中传输数据的逻辑单元称为报文，其长度一般不受限制，可随数据不同而改变。

报文交换的主要优点是线路利用率较高，多个报文可以分时共享结点间的同一条通道；此外，该系统很容易把一个报文送到多个目的站点。

报文交换的主要缺点是报文传输延迟较长(特别是在发生传输错误后)，也不适于远程终端与计算机之间的交互通信。

（3）、分组交换(Packet Switching)
分组交换(Packet Switching)的基本思想包括：数据分组、路由选择与存储转发。

分组交换子网又可分为面向连接(Connect-Oriented)和无连接(Connectless)两类。

即虚电路(Virtual Circuit)数据报(Datagram，即分组)。

高速分组交换技术(High Speed Packet Switching Technology)
（1）帧中继
帧中继(Frame Relay)是目前开始流行的一种高速分组技术。

典型的帧中继通信系统以帧中继交换机作为结点组成高速帧中继网，只有当帧中继网络中的错误率非常低时，帧中继技术才是可行的。

帧中继网络的传输速率可达64Kbps~45Mbps，适用于局域网、城域网和广域网。

（2）ATM异步传输模式
最有发展前途的高速分组交换技术是A TM异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode)，它是建立在电路交换与分组交换基础上的一种新的交换技术，并由基于光纤网络的B-ISDN宽带综合业务数字网所采用：用户主机所在网络通过A TM交换结点再与光纤数字网络相连。

6 常用的传输介质
（1）同轴电缆
同轴电缆根据其直径大小可以分为：粗同轴电缆（简称AUI）与细同轴电缆（简称BNC）。

粗缆适用于比较大型的局部网络，标准距离长、可靠性高。

细缆安装比较简单，造价较低。

（2）双绞线
非屏蔽（UTP）双绞线：多用在无特殊要求的小型局域网布线中。

屏蔽（STP）双绞线：用于对网络安全要求较高的环境布线，或在一些特殊环境（如易受化学品腐蚀、易
受电磁干扰等）霞进行布线。

一般只使用于大规模的局域网环境中。

5类和超5类双绞线是网络布线的主流。

双绞线和以太网接口的连接是通过RJ-45连接器（俗称水晶头）来实现的。

T568A线序：白绿绿白橙橙白蓝蓝白棕棕
T568B线序：白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕
（3）光纤
光纤是传输光束的细而柔韧的玻璃介质，中心是传播光的玻璃芯。

单模光纤：数据传输速度快，距离远。

价格高，不适用于一般的数据网络。

多模光纤：常用于数据网络。

光纤的特点：
◆频带宽，电磁绝缘性能好。

◆传输距离远。

◆抗干扰能力强，重量轻，抗化学腐蚀能力强。

（4）无线传输介质
①微波通信：地面系统和卫星系统。

特点是有很高的带宽（1-11GHz），通信双方不受环境位置的影响。

②激光通信：带宽更高，方向性好，保密性能好。

多用于短距离的传输，但传输速率受天气影响较大。

③红外线通信：要求通信节点之间必须在直线视距之内，不能穿越墙，传输速率相对较低。

7Internet 基本概念
（1）Internet介绍
因特网是Internet的中文译名，它的前身是美国国防部高级研究计划局（ARPA）主持研制的ARPANet. （2）中国的五大网络
CHINANET：中国公用计算机网
CSTNET：中国科技网
CERNET：中国教育和科研计算机网
CHINA GBN：中国金桥信息网
CNUNINET：中国联通公用计算机互联网
（3）IP地址
目前主流的IPV4协议采用的IP地址长度为4字节，即32bit.在书写时，通常
如：二进制形式的IP地址：10101100.10101000.00000000.00011001
点分形式的IP地址：172.168.0.25
特殊IP地址：
网络地址：网络号不为空而主机号全为“0”的IP地址。

直接广播地址：网络号不为空而主机号全为“1”的IP地址。

有限广播地址：网络号和主机号都是全“1”的IP地址。

本机地址：网络号和主机号都为全“0”的IP地址。

回送地址：网络号为“127”而主机号为任意的IP地址。

最常用的回送测试地址是127.0.0.1。

(4)IPV6
IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。

目前我们使用的第二代互联网IPv4技术，核心技术属于美国。

它的最大问题是网络地址资源有限，从理论上讲，编址1600万个网络、40亿台主机。

但采用A、B、C三类编址方式后，可用的网络地址和主机地址的
数目大打折扣，以至目前的IP地址近乎枯竭。

IPV6地址长度为128比特，地址空间增大了2的96次方倍(5)子网的划分（重点）
划分子网的思路：从主机号的高位开始借用若干个比特作为子网号，主机号就相应减少了若干个比特。

（6）因特网的接入
①通过电话网接入：是指用户计算机使用modem，通过电话网于ISP相连接，在通过ISP的连接通道接入internet。

缺点是接入速度慢，最多只能达到56kb/s。

ISP：因特网服务提供商。

②ADSL（非对称数字用户环路）：能在现有的铜双绞普通电话线上提供高达8Mb/s的下载速率和1Mb/s的上行速率。

（不需要拨号，上网和打电话互不影响；有虚拟拨号和专线接入两种方式）
③有线电视（HFC）接入因特网
是一种宽带网络，主干线路采用光纤。

每个家庭都要安装一个用户接口
④DDN（数字数据网）专线接入
是以传输数据信号为主的通信网。

数据传输速率高，质量好。

数据传输时延小，宽带利用率高。

连接方式简单，灵活，但是覆盖范围不如公用电话网费用昂贵。

⑤无线接入
⑥电力线接入
是指计算机通过专用的网卡，接入到电源线，通过转换装置，将网络信号转换成电力线信号，便可通过专用的网卡上网。

8 OSI参考模型
OSI（开放系统互联参考模型）是由ISO（国际标准化组织）提出来的。

①物理层：RJ-45
定义设备之间的物理接口，传送数据的单位是比特（bit）
②数据链路层：8DLC HDLC PPP STP
负责两个相邻节点的线路，以帧为单位的可靠传输。

③网路层：IP IPX RIP OSPE
提供系统之间的连接，负责将两个终端系统经过网络中的节点用数据链路连接起来。

主要功能是寻址和路由选择。

④传输层：TCP UDP SPX
用户和网络之间的接口，根据发端和终端的地址定义一个跨过网络的逻辑连接，定义主机中的端口地址，并完成端到端的差错挖制和流量控制功能。

⑤会话层：
协调两端用户之间的对话过程，例如，确定数据交换操作方式（全双工，半双工或单工）；确定会话连接故障中断后对话从何处开始恢复等。

⑥表示层：
定义信息的表示方法，表示层将将要交换的数据从适合于某一用户的抽象语法变换为适合于OSI系统内部使用的传送语言，表示层典型的服务有：数据翻译（信息编码，加密，解码），格式化(数据格式的修改及文本压缩)和语法选择。

⑦应用层：TELNET FIP HTTP SNMP
负责用户信息的语义表示，并在两个通信进程之间进行语义匹配。

9 TCP/IP协议
中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet最基本的协议、Internet 国际互联网络的基础。

1、网络接口层
2、互联网层IP协议
3、传输层
TCP：传输控制协议，是一个可靠的面向连接的协议。

UDP：用户数据报协议，是一种不可靠的无连接协议，将可靠性问题交给应用程序解决。

UDP不必建立连接就可以发送数据，数据传输速度比TCP协议要快，因此广泛应用于传输速度比数据准确性要求更高的网络。

4、应用层
TELNET：虚拟终端协议，允许用户远程登录。

FTP ：文件传输协议，实现文件传输功能。

SMTP：电子邮件协议，实现电子邮件传送功能。

DNS：域名系统服务，实现主机名到网络地址的映射。

HTTP：超文本传输协议，用于WWW服务TCP/IP参考模型中的协议与网络。

TCP工作原理：
TCP采用三次握手方法（即交换三次消息）建立连接，建立连接的过程如下。

第1次握手，主机1向主机2请求建立连接；第2次握手，主机2发送回应，表示同意建立连接；第三次握手，主机1接收到回应后，建立连接。

TCP还完成了流量控制和拥塞控制功能，采用滑动窗口实现流量控制。

主机1 主机2
10 局域网体系结构
（1）局域网的特点
覆盖范围小；数据传输速率高（通常为10~100Mbps）；误码率低（通常采用短距离基带传输）；以PC为主体，包括终端及各种外设，网中一般不设中央主机系统；建网成本低、周期短；协议简单、结构灵活、便于管理和扩充。

（2）局域网体系结构
局域网体系结构由物理层、介质访问控制子层（MAC）和逻辑链路控制子层（LLC）的协议组成。

这3层仅对应于OSI参考模型的最低两层：物理层和数据链路层。

物理层：主要涉及局域网物理链路上原始比特流的传送。

MAC层：处理局域网中各节点对共享通信介质的争用问题及物理寻址。

数据链路层：
LLC层：负责屏蔽到MAC子层的不同实现，将其变成统一的服务，向网络层提供一致的服务。

（3）局域网标准
IEEE802（美国电子电气工程师协会）为局域网定义了一系列标准：
①IEEE802.1Q：虚拟局域网。

②IEEE802.3 ：描述带冲突检测的载波侦听/多路访问（CSMA/CD）的访问方法和物理层规范。

③IEEE802.4 ：描述令牌总线网（Token-Bus）访问控制方法和物理层技术规范。

④IEEE802.5 ：描述令牌环网(Token-Ring)访问控制方法和物理层技术规范。

⑤IEEE802.8 ：描述光纤分布式数据接口（FDDI）访问控制方法和物理层技术规范。

(4)局域网访问控制方法
①所谓介质访问控制方法，就是传输介质的访问方法，或称网络的控制方法，是指网络中各节点之间的信息传输如何控制。

从控制方式方面看，可分为集中式控制（网络中有一个单独的集中控制器或节点）和分布式控制（网路中没有专门的集中控制器）。

目前在总线型和环形局域网中，基本上都采用分布式控制方法，如CSMA/CD，令牌控制法，时隙控制法和寄存器延迟插入法。

从占用传输介质的机会方面来看，可分为确定性访问控制方法和随机访问控制方法（如CSMA/CD）。

②CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听/多路访问）
是一种争用型协议，是一种适应于总线型结构的分布式介质访问控制方法。

网络中的每个节点都争用同一个信道，都能独立决定是否发送信息，如果有两个以上的站点同时发送信息就会产生冲突。

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”。

这种协议在轻负载时，只要介质空闲，发送站就能立即发送信息；在重负载时，仍能保持系统稳定。

以太网的利用率在30%~40%的范围内是正常的。