（通信企业管理）网络工
程师全面复习笔记网络与
通信
网络与通信串讲
第 1章引论
本章介绍了计算机网络的发展历史和计算机网络的功能及组成，计算机网络协议体系结构
的基本概念。本章重点是掌握计算机网络的分类及数据通讯模型，理解网络协议和协议体
系结构的概念。本章的考核要求为“识记”层次。
1、计算机网络的产生和发展过程
第一代：以单计算机为中心的联机系统。缺点：主机负荷较重;通信线路的利用率低;网络
结构属集中控制方式，可靠性低。
第二代：计算机——计算机网络。以远程大规模互联为主要特点，由 ARPANET发展和演化
而来。ARPANET的主要特点：资源共享、分散控制、分组交换、采用专门的通信控制处理
机、分层的网络协议。这些特点往往被认为是现代计算机网络的典型特征。
第三代：遵循网络体系结构标准建成的网络。依据标准化水平可分为两个阶段：各计算机
制造厂商网络结构标准化、国际网络体系结构标准-ISO/OSI。
2、计算机网络的概念
计算机网络是指通过数据通信系统把地理上分散的计算机有机地连起来，以达到数据通信
和资源共享的目的的系统。
计算机网络和终端分时系统的区别：
a、终端分时系统的结构是有一台主机和多个终端组成，各个终端不具备单独的数据处理能
力。而计算机网络是由多台主机互联，共享一个或多个大容量存储器，可共享这些大容量
存储器上的软件和数据资源，也可共享其他主机的外围设备等。
b、由于终端数目增加，终端分时系统的计算速度将会显著降低。计算机网络增加工作节
点，除增加通信线路外，其速度保持不变。
c、终端分时系统中全部资源集中在主机中，各个终端用户共享中心计算机资源。计算机网
络中每个用户除占有本身的资源外，并能共享网络中全部公共资源。
d、终端分时系统属于集中控制，可靠性低。计算机网络采用分布式控制方式，有较高的可
靠性。
计算机网络和分布式系统的区别：计算机网络和分布式系统在计算机硬件连接、系统拓扑
结构和通信控制等方面基本一样。两种系统的差别仅在组成系统的高层软件上：分布式系
统强调多个计算机组成系统的整体性，强调各计算机在分布式计算机操作系统协调下自治
工作，用户对各计算机的分工和合作是感觉不到的，系统透明性允许用户按名字请求服
务。计算机网络则以共享资源为主要目的，方便用户访问其他计算机所具有的资源，要人
为地进行全部网络管理。
耦合度：计算机(或处理机)间互连的紧密程度。可用处理机之间的距离及相互连接的信号
线数目来说明。局域网为中等耦合度的系统，广域网为松耦合度的系统，多机系统为紧耦
合度的系统。
3、计算机网络的功能
a、数据通信这是计算机网络的最基本的功能，也是实现其他功能的基础。如电子邮件、传
真、远程数据交换等。
b、资源共享计算机网络的主要目的是共享资源。共享的资源有：硬件资源、软件资源、数
据资源。其****享数据资源是计算机网络最重要的目的。
c、提高可靠性计算机网络一般都属分布式控制方式，如果有单个部件或少数计算机失效，
网络可通过不同路由来访问这些资源。另外，网络中的工作负荷被均匀地分配给网络中的
各个计算机系统，当某系统的负荷过重时，网络能自动将该系统中的一部分负荷转移至其
他负荷较轻的系统中去处理。
d、促进分布式数据处理和分布式数据库的发展。
4、计算机网络系统的组成
以资源共享为主要目的的计算机网络从逻辑上可分成两大部分：通信子网和资源子网。
通信子网面向通信控制和通信处理，主要包括：通信控制处理机 CCP，网络控制中心 NCC，
分组组装/拆卸设备 PAD，网关 G等。
资源子网负责全网的面向应用的数据处理，实现网络资源的共享。它由各种拥有资源的用
户主机和软件(网络操作系统和网络数据库等)所组成，主要包括：主机 HOST，终端设备
T，网络操作系统，网络数据库。
5、计算机网络分类(领会)
按网络拓扑结构分：
a、星形结构每个节点都通过一条单独的通信线路，直接与中心节点连接，各个从节点间不
能直接通信。
优点：建网容易，控制简单。
缺点：属于集中控制，对中心节点依赖性大，可靠性低。线路利用率低，可扩充性差。
b、层次结构或树形结构联网的各计算机按树形或塔形组成，树的每个节点都为计算机。网
络的最高层是中央处理机，愈低其处理能力就愈弱。最低层的节点命名为 0级，次低层为
1级，顶层的级最高。
优点：使为数众多的计算机能共享一条通信线路，以提高线路利用率。增强网络的分布处
理能力，以改善网络的可靠性和可扩充性。
c、总线形结构由一条高速公用总线连接若干个节点所形成的网络。其中一个节点是网络服
务器，由它提供网络通信及资源共享服务，其他节点是网络工作站。总线形网络采用广播
通信方式，因此总线的长度及网络中工作站节点的个数都是有限制的。特点：网络结构简
单灵活，可扩充，信道利用率高，传输速率高，网络建造容易。但实时性较差，且总线的
任何一点故障都会造成整个网络瘫痪。
d、环形结构由通信线路将各节点连接成一个闭合的环，数据在环上单向流动，网络中用令
牌控制来协调各节点的发送，任意两节点都可通信。
特点：传输时延确定，网络建造容易，但可靠性差，灵活性差。
e、点--点部分连接的不规则形在广域网中，互联的各个节点不一定直接互联，以任意拓扑
结构连接。
f、点--点全连接结构网络中每一节点和网上其他所有节点都有通信线路连接。这种网络的
复杂性随处理机数目增加而迅速增长。
其他还有按不同角度分类：
按距离分为广域网 WAN、局域网 LAN、城域网 MAN;
按通信介质分为有线网和无线网;
按传播方式分为点对点方式和广播式;
按速率分为低、中、高速;按使用范围分为公用网和专用网;
按网络控制方式分为集中式和分布式。
6、数据通信技术(领会)
数据通信技术是计算机网络的基础，它将计算机与通信技术相结合，完成编码数据的传
输，转换存储和处理。
1.信源：产生数据的设备。
2.发送器：一般由信源设备产生的数据不安其产生的原始形式直接传输，而是由发送器将
其进行变换和编码后再送入某种形式的传输系统进行传输。
3.传输系统：连接信源和信宿的传输线路。
4.接收器：从传输系统接收信号并将其转换成信宿设备能够处理的形式。
5.信宿：从接收器上取得传入数据的设备。
广域网：覆盖大片的地理区域，一次传输要经由网络中一系列内部互联的交换节点，在通
过选择好的路由后到达信宿设备。
线路交换：是从一点到另一点传递信息的最简单的方式。属于预分配电路资源系统，即在
一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管在这条电路上实际有无数据传
输，电路一直被占用，直到双方通信完毕拆除连接为止。优点：信息传输时延小。电路是
“透明”的。信息传送的吞吐量大。缺点：所占用的带宽是固定的，所以网络资源的利用
率较低。用户在租用数字专线传递数据信息时，要承受较高经济代价。
报文分组交换：是一种存储转发的交换方式。它是将需要传送的信息划分为一定长度的
包，也称为分组，以分组为单位进行存储转发的。而每个分组信息都载有接收地址和发送
地址的标识，在传送数据分组之前，必须首先建立虚电路，然后依序传送。优点：传输质
量好，误码率低。可靠性高。缺点：大量的资源消耗在纠错补偿上。由于采用存储--转发
方式工作，因此在传输过程中存在一定的延时。
信元交换：ATM(AsynchronousTransferMode)异步传送模式。也是一种快速分组技术，它将
信息切割成固定长度(53字节)的信元，以信元为单位进行传送。
7、计算机网络协议和协议体系结构
在计算机网络中，为使计算机之间或计算机与终端之间能正确的传输信息，必须在有关信
息传输顺序、信息格式和信息内容等方面有一组约定或规则，这组约定或规则即是网络协
议。协议的三要素：语法、语义、规则。协议体系结构的思想：用一个构造好的模块集合
来完成不同的通信功能。
8、一个简化的文件传输协议体系结构
协议数据单元(PDU)：对等实体之间所传送的数据单元。接口数据单元(IDU)：相邻两层实
体之间传送的信息单元。服务存取点(SAP)：在相邻两层之间实体实现多对多的关系。连接
端点(CEP)：在对等实体间实现多对多的关系。
9、TCP/IP协议
TCP/IP协议集是以 TCP(TransmissionControlProtocol)传输控制协议和
IP(InterconnectionProtocol)互连网协议为代表的协议集，它已被广泛地应用于解决计算
机网络的互连问题，成为事实上的工业标准。TCP/IP网络体系分为五个独立的层次。
10、OSI/RM模型
(OpenSystemInterconnect/ReferenceModel)开放式系统互联参考模型。作为计算机通信体
系结构的模型由国际标准化组织(ISO)制定的，所又称为 ISO/OSI网络体系结构。
OSI层次：
物理层：是 ISO/OSI的最低层。提供物理链路，实现比特流的透明传输。
数据链路层：为穿越物理链路的信息提供可靠的传输手段，为数据(帧)块发送提供必要的
同步、差错控制和流控制。数据传输的基本单位是帧。
网络层：为更高层次提供独立于数据传输和交换技术的系统连接，并负责建立、维持和结
束连接。传输的基本单位是分组。
运输层：为不同系统的会晤实体建立端--端之间透明、可靠的数据传输，并提供端点间的
错误校正和流控制。传输的基本单位是报文。
任务层(会晤层)：为应用程序间的通信提供控制结构，包括建立、管理、终止连接(任务)
。
表示层：提供应用进程在数据表示(语法)差异上的独立性。
应用层：提供给用户对 OSI环境的访问和分布式信息服务。应用层以下各层均通过应用层
向应用进程提供服务。
11、计算机网络与通信标准
一类是所谓既成事实的标准。此类标准事先没有作过周密规划。另一类是正式标准。由权
威的国际标准化组织制定的。
第 2章数据通信技术
本章介绍了数据通信的一些基本术语和数据传输的原理，及计算机网络中常用的传输介
质。重点是掌握数据通信的基本原理及传输介质，理解数据编码及其应用场合。本章的考
核要求大部分为“识记”层次。
1、数据传输的概念及术语
直接连接：两台设备之间传输信道为直接连接的通信形式，在此信道上除了用于增强信号
的放大器或中继器外，没有其他的中间器件。
频率：单位时间内信号重复的速度。(周/秒或赫兹(Hz))
频谱：信号所包括频率的范围。
带宽：信号的大部分能量往往包含在频率较窄的一段频带中，这个频带称为有效带宽或带
宽。
任何数字信号的波形都有无限的带宽。对任何给定的介质，传输带宽越宽，则成本越高。
带宽越限制，信号失真越大，接收器出错的概率越高。
数据传输速率和带宽的关系：数据信号传输速率越高，其有效的带宽越宽。同样，传输系
统的带宽越宽，该系统能传送的数据传输速率越高。另外，如果信号中心频率越高，潜在
带宽就越宽且潜在的数据传输速率越高。
2、模拟和数字数据传输(领会)
模拟信号是连续变化的电磁波，不同的频谱可通过不同的介质传播。数字信号是一种电压
脉冲序列，通过有线介质传输。
模拟数据是时间的函数，且占据有限的频谱，这种数据能用占据相同频谱的电磁信号表
现。数字数据可用数字信号表现，通过调制解调器，数字信号能用模拟信号表现。用编码
译码器对模拟数据编码产生数字信号，用数字化比特流近似地表示。
模拟传输：不关心传送的内容，通过放大器传播，来提高信号的能量。
数字传输：关心信号的内容，信号通过中继器传播，在每个中继器从入口处取得信号后，
将由 1和 0构成的比特流再生后产生新的数据信号并将其从出口送出。
3、传输损耗
衰减的三个问题：a、接收到的信号必须有足够的强度。
b、信号必须比收到的噪声维持一个更高的电平。
c、在模拟信号传输中，衰减是频率的增量函数。
解决 a、b问题用增加信号强度，设置放大器或中继器。解决 c问题是使用技术手段使在某
个频带内的频率衰减趋于相等或使用高频放大器将高频放大。
延迟变形：由于信号中各种成分延迟使得接收到的信号变形的这种效果。这是有线类传输
介质独有的现象。
噪声：传输和接收之间的某处插入的不必要的信号。它是通信系统性能(特别是带宽的使用
效率)的主要制约因素。四类噪声：a、热噪声：是温度的函数。b、内调制杂音：当不同频
率的信号共享同一传输介质的时候，可能导致内调制杂音。这些信号的频率是某两个频率
和、差或倍数。c、串扰：信号通路之间产生的不必要的耦合。d、脉冲噪声：是非连续
的，在短时间里具有不规则的脉冲或噪声峰值，并且振幅较大。对数字传输影响较大。
信道容量：对在给定条件，给定通信路径或信道上的数据传送速度。
信道的最大容量：1)、Nyquist定理：C=2Wlog2M是非理想有限带宽无噪声信道的最大数据
传输的表达式。2)、Shannon定理：C=Wlog2(1+S/N)其中 C为信道容量(b/s),W为信道带宽
(Hz)，S/N为信(号)噪(声)比(dB)。此定理是估计有噪声信道的最高极限速率的依据。
4、有线传输介质(领会)
同轴电缆：分为 75欧姆宽带同轴电缆和 50欧姆基带同轴电缆。局域网中常用基带电缆：
数据传输率达 10Mb/s，均用于总线拓扑结构。分细缆和粗缆：细缆的断头要装基本网络接
头(BNC)或 50欧姆终端匹配器，再接在 T型连接器两端。最大传输距离 925米，粗缆：必
须装收发器和收发器电缆。最大距离可达 2500米。
双绞线电缆：主要用于星形拓扑结构。分非屏蔽(UTP)和屏蔽(STP)电缆。传输距离限于 100
米内。内部的多对双绞线采用了每对电缆的绞矩与所能抵抗电磁辐射干扰成正比，并可降
低非平衡型互电容。非屏蔽双绞线(UTP)定义了五种质量类别，计算机网络中常用的有三
种：第 3类：传输特性最高规定 16MHz，用于语音和数据最高传输速率为 10Mb/s。第 4
类：传输特性最高规定 20MHz，用于语音和数据最高传输速率为 16Mb/s。第五类：传输特
性最高规定 100MHz，用于语音和数据最高传输速率为 155Mb/s。
光纤：由纤芯(光的通路)、包层(多层反射玻璃，将光线反射到纤芯)及保护层组成。常用
于点到点的远距离传输。由于光纤在任何时间只能单向传输，因此实现双向通信必须成对
出现。用光纤来传输电信号时，在发送端先要将其转换成光信号，而在接收端要由光检波
器还原成电信号。可分为单模和多模两种传输方式：单模提供单条光通路，衰减小，容量
大，但价格昂贵;多模光纤发散为多路光纤。每一路光纤走一条通路。
5、无线传输介质
大气和外层空间是提供电磁信号传播的无线型介质。传输和接收是通过天线完成的。无线
传输有定向和全向两种方法。1)、地面微波：要求在“可视线”范围内进行传输，通过微
波中继站的串联使用完成远距离远程通信服务。2)、卫星微波：通信卫星是一个微波转播
台。卫星从一个频率(上行链路 )接收地面传输来的信号，将其放大或再生
后，再从另一个频率(下行链路 )发送到地面站。具有广播性质，但有 1/4秒的
传输延迟。3)、红外传输：使用调制非相干红外线光的收发机进行可视线内直接或经浅色
表面的反射传递信息。
6、数据编码
数字数据的数字信号编码：用两个电压电平来表示两个二进制数字。编码方式有：a、不归
零制 NRZ：无电压表是 0，负电压表是 1。b、曼彻斯****：在每位的中间有一个跳变，既作
为时钟又作为数据，从高到低的跳变表示 1，从低到高的跳变表示 0。c、差分曼彻斯***
*：取值由每位开始的边界是否存在跳变而定，一位的开始边界有跳变代表 0，无跳变代表
1。
数字数据的调制编码：在模拟信道上传输数字信号时，将数字数据调成模拟信号才能传
送。数字数据用模拟信号进行调制的三种形式：a、幅移键控法 ASK(调幅)：用载波频率的
两个不同的振幅来表示两个二进值。b、频移键控法 FSK(调频)：用载波频率附近的两个不
同的频率来表示两个二进值。c、相移键控法 PSK(调相)：用载波信号的相位移动来表示数
据，可以用多于二相的位移。
模拟数据的数字信号编码：将模拟数据转换成数字数据。常用调制方式：脉冲编码调制
(PCM编码)，将一个模拟信号转换为二进制数码脉冲序序列的过程。
PCM编码过程：
·采样：根据采样定理，每隔一定时间对连续模拟信号采样，产生离散的脉冲信号。采样定
理：一个连续变化的模拟信号，假设有最高频率或带宽 Fmax，若周期采样周期为 T，则采
样频率为 F=/T，若能满足 F=1/T>=2Fmax，即采样频率大于或等于模拟信号最高频率的两
倍，那么采样后的离散序列就能无失真地恢复出原始连续模拟信号。
·量化：把采样所得到的脉冲信号按量级比较，并且“取整”，把脉冲信号转换成数字信
号。这是一个分级过程。
·编码：用以表示采样序列量化后的量化幅度，用一定位数的二进制码表示。如果有 N个量
化级，就应当有 log2N位二进制数码。
第 3章通信接口和数据链路控制
本章介绍了 OIS/RM开放系统互联参考模型中的最底层物理层、数据链路层及部分网络层所
应用的有关协议和技术。重点掌握数据通信基本过程及数据通信接口。难点是理解数据链
路控制概念。本章的“数据链路控制”考核要求为“领会”层次。
1、数据通信接口
数据传输和交换的基本过程：数据从发送端出发到数据被接收端接收的整个过程称为传输
过程。每次传输包含两个内容，即通信控制和传输数据。通信控制主要执行各种辅助操
作。数据传输常划分五个阶段：a、建立通信线路。b、建立数据传输链路。c、传送通信控
制信号和传送数据。d、数据传输结束。e、由通信双方之一通知交换网络，通信结束，切
断数据传输链路。（采用专线通信时，第 a,e两个阶段可省略。）
数据链路层的任务是向较高层提供相邻节点间可靠的基本无差错的数据传输。数据链路层
的协议是数据通信控制规程。物理层的任务是将用二进制位表示的信息转化为可在实际线
路上传输的物理现象。
两个直联的站点之间进行有效的数据通讯所必须的条件：a、帧同步。b、流量控制。c、错
误控制。d、寻址。e、在链路上同时传输控制和数据信息。f、连接管理。
异步传输：数据以字符为传输单位，字符发送时间是异步的，即后一字符的发送时间与前
一字符的发送时间无关。时序或同步仅在每个字符的范围内是必须的，接收机可以在每个
新字符开始是抓住再同步的机会。同步传输：以比特块为单位进行传输，发送器与接收机
之间通过专门的时钟线路或把同步信号嵌入数字信号进行同步。异步传输需要至少 20%以上
的开销，同步传输效率远远比异步传输高。常用的同步传输链路控制协议 HDLC开销为
%。
识别数据链路的特征是，线路拓扑和半双工或全双工连接形式。线路拓扑是指传输介质上
工作站点的物理配置。半双工：在点对点连接中，允许数据沿两个方向传输，但在每一时
刻，信息只能沿一个方向传输。全双工：允许在两个方向上同时传输数据。
数据终端设备 DTE和数据线路端接设备 DCE之间的接口标准特性：机械的、电气的、功能
性、过程性。常用的接口标准： DTE设备与语音
级调制解调器的连接，以利用公众模拟远程通信系统传输数据。使用 25线进行全双工数据
传输。信号地线作为全部数据线路的公共回线，因此这种传输是不平衡的。ISDN物理接
口：使用 8线平衡传输方式。平衡方式比不平衡方式能容忍更高的噪声,而产生的噪声却更
少。
2、数据链路控制（领会）
流量控制目的：使从源点发出的信息流量不超过目标结点的的接收能力，使从源点发出的
信息流量不超过传输线路的传输能力。在数据链路层上控制的是相邻节点间数据链路上的
流量，在传输层上控制的是端到端的流量。停-等协议：是最简单的单工流量控制策略。操
作过程：
·初始时，双方的帧编号都为 0。发送方维护的帧编号表明当前所发帧的序号，接收方维护
的帧编号表明当前期望接收的帧序号。
·发送方从缓冲区中取出一个帧，加上帧编号发送。
·接收方接收帧并校验。如果帧校验正确且帧编号同期望接收的帧序号相同，则将该帧存入
缓冲区，将接收方维护的帧编号取反，放入应答帧；如果帧校验出错或帧编号不是当前期
望接收的帧序号，则维持帧编号不变，并发回应答帧，要求重发指定的帧。
·发送方收到应答帧后，如果帧编号与当前维护的帧编号不同，则表明当前帧已被正确接
收，将发送方维护的帧编号取反，从缓冲区中取出一个新的帧，加上帧编号发送；如果应
答帧中的帧编号与当前维护的帧编号相同或超时未收到应答，则重发当前编号的帧。超时
时间>=(信号从发送端到接收端传输时间*2＋接收端处理时间)
滑动窗口协议：是异步双工传输模式。基本概念：“发送窗口”在发送端保存的一张允许
连续发送的帧的序号表。把即将发送的帧的序号称为“发送窗口前沿”。最早发送但还未
收到应答的帧的序号称为“发送窗口后沿”。只有其序号处于发送窗口内的帧才能继续发
送出去。发送端可以不等待应答而连续发送的最大帧数称为“发送窗口的尺寸”。如果用
n比特表示帧的序号，则帧序号的取值范围从 0到 2n-1。“接收窗口”接收方允许接收的
帧的序号表，凡在接收窗口内的帧，接收方都必处理，在接收窗口外的帧被丢弃。不管接
收窗口大小如何，接收方送给上层的数据总是有序的。“捎带应答”：在通信中，通讯双
方在数据帧中增加一个字段，专门用来携带给对方的应答信息。通常用对某一个帧的应答
来代替对该帧之前的所有帧的应答。当发送窗口和接收窗口的尺寸都为 1时，则蜕变为停-
等协议；当发送窗口大于 1而接收窗口等于 1时，（发送窗口的尺寸不能超过 2n-1），则
采用出错全部重发协议；当发送窗口和接收窗口都大于 1时，（接收窗口的尺寸不能超过
2n-1），则采用选择重发协议。
差错控制：保证所有的帧最终都按顺序正确投送到目的主机的网络层。传输错误有两种：
a、单个错：由随机的信道热噪声引起，一次只影响一比特，且错误之间没有关联。b、突
发错：由瞬间的脉冲噪声引起，产生连串错码，
错码前后有关联。突发错所影响的最大连续数据比特数称为突发长度。基本概念：在数据
块中加入冗余信息的过程称为差错编码。检错码：只具有检错功能，但不能确定错误位
置，也不能纠正错误。纠错码：具有纠错功能，将无效码字恢复成距离它最近的有效码
字，但不是 100%正确。两个码字的对应比特取值不同的比特数称为这两个码字的海明距
离。一个有效编码集中，任意两个码字的海明距离的最小值称为该编码集的海明距离。重
要结论：如果要能纠正 d个错误，则编码集的海明距离至少应为 2d+1。
海明码：是一种可以纠正一比特错的高效率线性分组码。基本思想：将待传信息码元分成
许多长度 k的组，其后附加 r个监督码元（也称校验比特），构成长为 n=k+r比特的分组
码。分组码中每个校验比特和某几个特定的信息比特构成偶检验关系。校验比特数 r必须
满足：2r>=n+1，即 2r>=k+r+1。
循环冗余码（CRC）：又称多项式码，漏检率非常低，只要用一个简单的电路就能实现。
（请理解书上有关例题。）
HDLC协议（高级数据链路控制协议）：是面向比特的通信协议，以比特作为传输的基本单
位。HDLC帧结构、内容：FACINFOFCSF
符号定义长度（bit）内容
F标志域 8用特殊的位模式 01111110作为标志确定帧首、帧尾。
A地址域 8标识从站的地址。
C控制域 8用控制域的格式区分信息帧、管理帧、无编号帧三种帧。
INFO信息域任意透明、编码独立的数据信息。只有信息帧和某些无编号帧含有信息域。
FCS帧校验序列域 16采用循环冗余校验（CRC）除标志域外的所有其他域的校验序列。
HDLC帧类型：1）信息帧（I帧）：用于实现信息的编号传送，其控制段的第一位为 0，它
具有发送序号 N(S)，用于标明所发送信息帧的序号，只有信息帧才有此序号。还有捎带的
肯定应答信号 N(R)，用于标明预期接收的帧的序号，并对以前收到的帧进行确认。P/F：询
问/终止位。2）管理帧（S帧）：用于实现流量和差错控制。控制字段的前两位为 10。只
含有接收序号 N(R)，作用同 I帧的 N(R)。不包含信息段。3）无编号帧（U帧）：用于链路
控制。无 N(S),N(R)字段。
HDLC操作过程：请理解书上图 操作示例。
3、多路复用技术：把许多单个信号在单一的传输线路和用单一的传输设备进行传输的技
术。多路复用一般有两种：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）。FDM：把传输线
的总频带划分成若干个分频带，以提供多条数据传输信道，每个信道以某一固定频率提供
给一个固定终端使用，多用于模拟信号传输。TDM：各路信号按时间相位错开共享同一信
道，在时间上按顺序排队轮流传输，因此在宏观上（报文级）是并行的，但在微观上（字
符级）是串行的。多用于数字信号的传输。
第 4章数据交换技术
本章介绍网络中使用的各种数据传输技术。重点掌握线路交换及报文交换的基本原理。难
点是理解 协议的缺陷及帧中继和 ATM技术在改进报文分组交换技术方面的发展。本章
的“线路交换”、“报文分组交换”考核要求为“领会”层次。帧中继和 ATM在本章介绍
了一些基础内容，在后面有关章节中考核要求为“简单应用”层次。
1、线路交换
在两个终端开始通信前，需建立一条源端到目标端的直通路径，线路建立时间长。一旦线
路建立起来，信息传输延迟时间短。适合于语音交流。线路交换的通信过程：a、建立连
接。b、数据传送。c、断开连接。线路交换网络结构：a、用户分机。b、本地回路(用户回
路)：用户和网络之间的链路。c、交换机：网络的交换中心。d、主干线：交换机之间的线
路。线路交换技术：a、空分交换。交换机的基本构件是可由控制部件通断的金属交叉形触
点或半导体门电路，通过它可在各输入线和输出线之间构成任意物理通路。b、时分交换。
是时分复用(TDM)在交换上的应用，将输入信号按顺序取样，组织成位流段的循环帧，每帧
的位流段数量等于输入信号的数量。允许多个低速位流共享一条高速总线，以提高线路的
利用率。因此，总线上的数据传输速率决定了可同时进行通信的线路数量。
2、报文分组交换
把较长的报文分解成一系列报文分组，以分组为单位采用“存储-转发”交换方式进行通
信。优点：a、线路利用率高。b、报文分组交换网能实行数据传输速率转换。c、报文分组
交换存在一定的延时，网络中的信息流量越多，时延就越大。d、能使用优先级别。对重要
的、紧急的报文分组可实行优先传送。数据报：在数据报传输方式中，把每个报文分组都
作为独立的信息单位传送，与前后的分组无关，数据报每经过一个中继节点时，都要进行
路由选择。虚拟线路：报文分组发送前，在源主机与目标主机之间各个中继节点建立发送
路由，再进行报文分组的传输，所有报文分组都是按发送顺序到达目标主机，路由在逻辑
连接期间都是固定的。
线路交换和报文分组交换的比较：
·信息形式：线路交换既适用于模拟信号，也适用于数字信号。报文分组交换只适用于数字
信号。
·连接建立 线路交换的平均连接建立时间较长，而报文分组交换没有
连接建立时延。
·传输时延：在线路交换中，提供透明的服务，信息的传输时延非常小，数据传输数率恒
定。对于报文分组交换在每个节点的调用请求期间都有处理延时，且这种延时随着负载的
增加而增加。
·传输可靠性：在报文分组交换中，设置有代码检验和信息重发设施，此外还具有路径选择
功能，从而保证了信息传输的可靠性。
报文分组交换网的阻塞控制：a、将报文分组丢弃。b、采用某种流量控制手段将报文分组
从其相邻节点通过。
协议：报文分组交换协议标准，是“在公用数据网（PDN）上以分组方式工作的数据终
端设备 DTE和数据电路端接设备 DCE之间的接口”。分三个功能层次：物理层、链路层、
报文分组层。分组层采用异步时分复
用方法，根据需要将 DTE-DCE链路复用为多条全双工呼叫虚电路（调用虚电路）或永久虚
电路。我国公用数据网遵守 编号制度的建议，根据该建议，DTE与 DCE之间的链路最
多有 212-1=4095条虚
拟线路。(每个报文分组都包括 12位的虚拟线路号码，4位逻辑组号加 8位逻辑通道号。）
帧中继(FrameRelay)：利用数字系统的低误码率和高传输速率的特点，为用户提供质量更
高的快速分组交换服务。快速分组交换：当一个节点还在接收一个帧是就转发此帧的方
法。帧中继的体系结构：它沿用了分组交换把数据组成不可分割的帧的方法，以帧为单位
发送、接收和处理。为了克服分组交换开销大，时延长的缺点，遵从 ISDN用户数据与信令
分离的原则，分成与用户信息传输有关的 U(User)功能及与呼叫控制有关的 C(Control)功
能，将网络的去里工作减少到了最小程度。帧中继帧的格式：帧中继的帧格式和 HDLC的帧
格式非常类似，两者最重要的区别是帧中继的帧格式中没有控制字段。
ATM异步传输模式：以固定长度的信元(Cell)为单位，在数据链路层上进行数据交换。基本
概念：ATM网络结构：是面向连接的多级交换网络结构，由用户网络接口(UNI)、网络网络
接口(NNI)构成。ATM信元：由 5字节信元+48字节信息段构成。信元的交换控制是根据信
头而进行的，信头用于存放信元的路径及其他控制信息。
信头结构：
·GFC：一般流量控制：又称多址访问控制，当多个用户终端连接到 ATM交换机的同一链
路，用 GFC标志不同用户，支持点到多点访问。只用于 UNI接口。
·VPI虚通路标志符和 VCI虚通路标志符：VPI和 VCI一起标志传送 ATM信元的逻辑通道，
用它们可以把一条物理链路分为若干个逻辑通道，建立虚通路和虚通道。
·PTI：承载类型指示。用于指明信元中的信息域的类型。
·CLP：信元优先丢弃位。当网络阻塞时，首先丢弃 CLP等于 1的信元。
·HEC：信头差错控制。用来检测信头中的错误，可纠一位错，检多位错，在物理层实现。
ATM物理层：完成信元编码和传送的功能，分为 TC和 PMD两个子层，分别和 OSI参考模型
的数据链路层和物理层相当。
1）、TC子层的任务是接收 ATM层的信元流，根据使用的传输系统，转换成比特流，送 PMD
子层传输。信元速率适配：ATM物理链路中比特流是连续传送的，比特速率是一个恒定值。
信元边界确定：ATM系统中的信元定界是借助信元头中的 HEC实现的。
2）、PMD子层的主要功能是线路编码和比特时钟同步。
ATM层：在物理层上，为各种业务提供信元传输功能，提供端到端的数据服务。基本要素是
虚连接。ATM层功能分为三大类：信元复用/解复用，信元传输、流量控制、阻塞控制。
ATM适配层：位于 ATM层和高层应用之间，目的是为应用程序提供所需的服务。定义了四种
类型的 AAL：AAL1、AAL2、AAL3/4、AAL5。AAL1适配面向连接的实时性恒定比特率业
务。AAL2传输 B类业务即可变化比特率、面向连接的实时业务。AAL3/4：用于传输可变长
度的用户数据。AAL5：用于 CPCS层以下适配开销较低且检错较好的业务。
第 5章网络互联
本章详细介绍开放系统互联参考模型(OSI/RM)、OSI各层概述，及其他网络系统结构。重点
掌握 OSI/RM模型。本章的“网络体系结构”考核要求为“领会”层次。
1、网络体系结构
为了完成计算机间的通信合作，把各个计算机互联的功能划分成定义明确的层次，规定了
同层次进程通信的协议和相邻层之间的接口服务。这些层、同层进程通信的协议及相邻层
接口统称为网络体系结构。网络协议三要素：语义、语法、规则。
2、开放系统互联参考模型(OSI/RM)
OSI模型最初是用来作为开发网络通信协议族的一个工业参考标准。通过严格遵守 OSI模
型，不同的网络技术之间可以轻易地实现互操作。七层模型(从下至上)：物理层、数据链
路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。在网络数据通信的过程中，每一层完
成一个特定的任务。当传输数据的时候，每一层接收到上面层格式化后的数据，对数据进
行操作，然后把它传给下面的层。当接收数据的时候，每一层接收到下面层传过来的数
据，对数据进行解包，然后把它传给上一层。从而实现对等层之间的逻辑通信。
OSI模型的一个关键概念是虚电路。OSI模型的网络中每一部分都不知道其上面层和下面层
的行为和细节;它只是向上和向下传输数据。就模型的层次而言，每一层都有一虚电路直接
连接目的主机上的对应层。就每一层而言，它的数据在目的层被解包的方式和被打包的方
式是完全一样的。层不知道传输数据的实际细节;它们只知道数据是从周围层中传过来的。
OSI模型的有关术语：SDU服务数据单元(ServiceDataUnit)指的是第 n层待传送和处理的
数据单元。PDU协议数据单元(ProtocolDataUnit)指的是同等层水平方向传送的数据单
元。IDU接口数据单元(InterfaceDataUnit)指的是在相邻层接口间传送的数据单元，它是
由 SDU和一些控制信息组成。SAP服务访问点(ServiceAccessPoint)：相邻层间的服务是通
过其接口界面上的服务访问点 SAP进行的，n层 SAP就是 n+1层可以访问 n层的地方。每个
SAP都有一个唯一的地址号码。
3、OSI各层概述
物理层：是 OSI的最低层，是网络物理设备之间的接口，目的是在通信设备 DTE/DCE之间
提供透明的比特流传输。
DTE数据终端设备指计算机网络中用于处理用户数据的设备，是计算机网络的数据信源和信
宿。DCE数据电路端接设备：它介于 DTE与网络中传输介质之间的设备。
物理层提供的服务：a、物理连接。b、物理服务数据单元。c、顺序化：接收物理实体收到
的比特顺序，与发送物理实体所发送的比特顺序相同。d、数据电路标识。
数据链路层：主要用途是为在相邻网络实体之间建立、维持和释放数据链路连接，以及传
输数据链路服务数据单元。数据链路层的功能：a、数据链路连接的建立与释放。b、构成
数据链路数据单元。c、数据链路连接的分裂。d、定界与同步。e、顺序和流量控制。f、
差错的检测和恢复。数据链路层协议：面向字符的通信规程和面向比特的通信规程。高级
数据链路控制规程 HDLC是典型的面向比特的通信规程。
网络层：以数据链路层提供的无差错传输为基础，为实现源 DCE和目标 DCE之间的通信而
建立、维持和终止网络连接，并通过网络连接交换网络服务数据单元。它主要解决数据传
输单元分组在通信子网中的路由选择、拥塞控制问题以及多个网络互联的问题。网络层的
功能：a、建立和拆除网络连接。b、路径选择和中继。c、网络连接多路复用。d、分段和
组块。e、服务选择。f、传输和流量控制。网络层的服务：数据报服务和虚电路服务。路
由选择算法的要求：正确性，简单性，健壮性，稳定性，公平性和最优化。
虚电路和数据报的比较项目虚电路数据报目标地址仅建立连接时需要每个分组都需要初始
化设置需要不需要分组顺序由通信子网负责按序到达不保证差错控制由通信子网负责由主
机负责流量控制通信子网提供网络层不提供连接的建立和释放需要不需要
传输层：是资源子网与通信子网的界面与桥梁，它完成资源子网中两结点间的逻辑通信，
实现通信子网中端到端的透明传输。传输层的功能：a、映象传输地址到网络地址。b、多
路复用与分割。c、传输连接的建立与释放。d、分段与重新组装。e、组块与分块。网络层
服务可分成三类：A类：网络连接具有可接受的差错率和可接受的故障通知率，A类服务是
可靠的网络服务，一般指虚电路服务。C类：网络连接具有不可接受的差错率，C类的服务
质量最差，提供数据报服务或无线电分组交换网均属此类。B类：网络连接具有可接受的差
错率和不可接受的故障通知率，B类服务介于前二者之间，广域网多提供 B类服务。根据不
同的网络层服务，传输层协议分为 0-4五类。
会话层：它利用传输层提供的端到端数据传输服务，具体实施服务请求者与服务提供者之
间的通信，属于进程间通信范畴。会话层的功能：a、会话连接到传输连接的映射。b、数
据传送。c、会话连接的恢复和释放。d、会话管理。e、令牌管理。f、活动管理。
表示层：目的是处理有关被传送数据的表示问题。对通信双方的计算机来说，一般有其自
已的数据内部表示方式，表示层的任务是把发送方具有的内部格式结构编码为适合传输的
位流，然后在目的端将其解码为所需的表示。表示层的功能：数据语法转换、语法表示、
表示连接管理、数据加密和数据压缩。
应用层：它是 OSI/RM的最高层，是直接面向用户的一层，是计算机网络与最终用户间的界
面。目的是作为用户使用 OSI功能的唯一窗口。从功能划分看，OSI的下面 6层协议解决了
支持网络服务功能所需的通信和表示问题，而应用层则提供完成特定网络服务功能所需的
各种应用协议。应用进程借助于应用实体(AE)、使用协议和表示服务来交换信息。应用实
体由一个用户元素 UE和一些应用服务元素组成。UE是于用户有关的一组元素。
4、其他网络系统结构
ARPA网的体系结构：是一个成功的分组交换网，是世界上最早的广域计算机网络。由主
机、接口信件处理机 IMP、终端接口处理机 TIP组成。书上第 139业图 中：虚线表示
虚拟通信，实线表示实际通信。
NetWare网的体系结构：传输介质层、互联网层、传输层、应用层。(在 NetWare网中要重
点注意 IPX协议、SPX协议。)
NT的体系结构：NT网络的基础是网络设备接口规范 设备驱动程序。NDIS定义了一
个数据链路层接口，使多网络层协议能在同一时间访问同一网卡。NT中的传输协议：
NWlink:是与 NetWareIPX/SPX兼容的通信协议，通过 NT中提供的网关程序，能访问
NetWare网络上的资源。TCP/IP：是目前最完整、最普遍接受的通信协议标准，它可让不同
硬件结构、不同操作系统的计算机之间通信。NetBEUI：在小型网络上是最快、最有效的通
信协议，但没有路由功能，在广域网上效率较低。DLC：数据链路控制协议，让 NT计算机
与大型计算机联网，或连接网络打印机、使用远程启动服务时必须安装的协议。
第 6章局域网
本章介绍计算机局域网体系结构、介质访问控制方法，并详细介绍以太网的发展及各种不
同的以太网。最后介绍目前比较成熟运用的一些高速局域网技术。本章的难点是理解介质
访问控制方法。“以太网”考核要求为“综合应用”层次，其他为“领会”层次。(本章为
次重点章节。)
1、局域网概述
LAN,主要特征是短距离工作的网络，特点：a、范围有限，用户个数有限，仅用于办公室、
工厂、学校等内部网络。b、高传输速率和低误码率。c、传输介质较多，既可用通信线路
(如电话线)，又可用专门的线路(如同轴电缆，光纤，双绞线等)。e、局域网侧重共享信息
的处理，广域网侧重共享位置准确无误及传输的安全性。决定局域网特征的主要技术：连
接各种设备的拓扑结构、数据传输形式、介质访问控制方法。
IEEE802标准：遵循 ISO/OSI参考模型的原则，解决最低两层：物理层和数据链路层的功能
及与网络层的接口服务、网际互联有关的高层功能，但把数据链路层分为逻辑链路控制 LLC
子层、介质访问控制 MAC子层，使数据链路功能中与硬件有关的部分和硬件无关的部分分
开，降低研制互联不同类型物理传输接口数据设备的费用。
IEEE802标准系列：
·概述和系统结构。网络管理和网际互联。
·逻辑链路控制。
·
·令牌总线访问控制方法及物理层技术规范。
·令牌环网访问控制方法及物理层规范。
·城域网访问控制方法及物理层技术规范。
·宽带技术。
·光纤技术。
·综合业务数字网(ISDN)技术。
·局域网安全技术。
·无线局域网。
2、介质访问控制方法
本节介绍 CSMA/CD、令牌总线、令牌环网三种常用的局域网的介质访问控制方法。
CSMA：即载波监听多路访问技术。控制方案：先听后发，工作站在每次发送前，先侦听总
线是否空闲，如发现已被占用，便推迟本次的发送，仅在总线空闲时，才发送信息。介质
的最大利用率取决于帧的长度和传播时间，与帧长成正比，与传播时间成反比。三种退避
算法：a、不坚持 CSMA，发送信息前先侦听总线，如果介质空闲则发送，介质是忙的，等待
一段随机时间重复上述步骤。b、1-坚持 CSMA，如果介质空闲则发送，介质是忙的，继续监
听，直到空闲，立即发送，如果发生冲突，则等待一段随机时间重复上述步骤。c、P-坚持
CSMA，是一种折衷的算法，如果介质空闲则以 P的概率发送，而以(1-P)的概率延迟一个时
间单位，如果介质是忙的，继续监听直到空闲，重复第一步。在此算法中要注意 P值的大
小为 N*P〈1，P值过小，通道利用率会大大降低，过大则冲突不可避免。
CSMA/CD载波监听多路访问/冲突检测：为提高总线的利用率的一种 CSMA改进方案。方法：
使各站点在发送信息时继续监听介质，一旦检测到冲突，就立即停止发送，并向总线发一
串阻塞信号，通知总线上的各站点冲突已发生。二进制指数退避算法：重发时间均匀分布
在 0～TBEB之间，TBEB=2i-1(2a)，a为端-端的传输延迟，i为重发次数。该式表明，重发
延迟将随着重发次数的增加而按指数规律迅速地延长。
令牌环：令牌环网内设置一个令牌在循环传送，任何站点仅在令牌通过该站，获得令牌
后，将令牌从空的标志该为满的标志，接着才能将信息发到环路上。故令牌环在重负载时
效率较高。令牌环采用分布式的优先级调度算法来支持站点的优先访问，使用三个二进制
位提供八级优先级。
令牌总线：在物理总线上建立一个逻辑环，每个站都有一个唯一的标识号，这些标识号都
是有序的，每个站除记住自己的标识号外，还知道它的前站和后站的标识号，最后一个站
号和第一个站号相连，这样就形成了一个逻辑环。和令牌环一样，在令牌总线中的站点只
有获得令牌才能发送信息。
3、以太网
以太网是最早的局域网，也是目前最常见、最具有代表性的局域网。它的核心思想是使用
共享的公共传输信道，来源于夏威夷大学的 ALOHA无线网络。最早的以太网是由美国施乐
公司(Xerox)建立的，其灵感来自“电磁辐射是可以通过发光的以太来传播的”，这也是
“以太网”的名字的由来。以太网逐步标准化后形成了 协议规范。(书表 以太网
标准的发展，请注意各标准的传输速度、网段/长度、拓扑结构、介质)
粗缆以太网 10BASE-5：含义：10表示信号的传输速率为 10Mb/s，BASE表示传输的是基带
信号。5表示每段电缆的最大长度为 500m。网络组成：网卡、中继器、收发器、收发器电
缆、粗缆(50欧姆、英寸的同轴电缆)、N系列阴连接器、N系列桶型连接器、N系列端
接器。5-4-3-2-1网络标准：5-最多有 5个网段且干线总长最大为 2469m。4-最多连 4个中
继器。3-其中 3个干线段上连工作站，一个干线最多 100个工作站，中继器相当于一个工
作站，干网的每一端均需 50欧姆的端界器，其中一个必须接地。2-有两个网段只用来扩长
而不连任何工作站，1-由此组成一个局域网，工作站到收发器最大距离 50m，收发器最小间
距
细缆以太网 10BASE-2：与粗缆以太网比，连接站点不需要使用收发器，但干线的长度只有
910m。网络组成及网络标准与粗缆以太网略有区别。
细/粗同轴电缆混合网络：使用的硬件与各自单独进行网络连接时所用的网络硬件相同，只
是需要一种细/粗同轴电缆转换器。网络最大长度：收发器为 3Com情况下 +Y<1000m，
收发器为其他型号情况下：+Y<500m。(X为细缆的最大长度，Y为干线电缆的最大长
度)
双绞线以太网 10BASE-T：IEEE10Mb/s基带双绞线标准。网络组成：网卡、集线器、双绞
线、分线模块连接电缆。网络标准：使用非屏蔽双绞线，使用 RJ-45连接器，1、2针用于
发送，3、6针用于接收，从收发器到集线器的距离最大 100m，无需使用网桥在网络上连接
最多 1023个工作站。
4、高速网络技术
交换式以太网：以常规以太网络为基础，为每个节点提供了专用的以太网连接，在网段上
确保 10Mb/s的传输性能。交换式以太网的优点：a、交换式以太网保留现有以太网的基础
设施。b、以太网交换机具有各类广泛的应用。c、以太网交换技术是基于以太网的，而以
太网又早为人们所熟悉。缺点：交换机只能为每个端口提供 10Mb/s的最大通信量。
100BASE-T：快速以太网，将 10Mb/s以太网经过改进后在 100Mb/s下运行的一种快速以太
网，因此也是一种共享介质技术。网络标准：3-2-1规则，即 1个高速共享网络内，最多用
2个高速集线器，两集线器或交换机之间的电缆长度不超过 5m，从集线器或交换机到工作
站的非屏蔽双绞线最长为 100m。
FDDI光纤分布式数据接口：采用光纤作传输介质、令牌访问的方式、反向旋转的双环拓扑
结构及 100Mb/s的数据传输速率。采用多模光纤时，两个节点最大距离为 2km，支持 500个
站点，整个环长 200km，若使用双环，每个环最大距离为 100km。
ATM异步传输模式：基于信元的交换或交换访问，利用固定长度的信元(53字节)在网络上
传送信息。ATM技术特点：a、带宽灵活可变。b、交换机对端点速率可适应性调整。c、固
定长信元面向连接。d、无链路出错控制和流控制。e、设备较昂贵，且标准未完全确定。
千兆位以太网标准：允许以 1000Mb/s的速度进行半双工和全双工操作;使用 以太网
帧格式;使用 CSMA/CD访问方式;使用 10BASE-T和 100BASE-T技术。
5、结构化布线
布线系统指在一个楼或楼群中的通信传输网络,这个网络连接所有的数字设备，并能连接语
音等模拟信号设备。结构化布线是指建筑群内的线路布置标准化、简单化，它是一套标准
的集成化分布式布线系统。结构化布线系统组成：室外子系统、管理区子系统、垂直子系
统、设备子系统、水平子系统及室内子系统六大部分。
第 7章网络设备及工作原理
本章为重点章节，考核要求均为“综合应用”。介绍计算机网网络中的各种网络设备的性
能和在网络规划时的合理选择。要求综合应用各类网络互联设备、路由选择算法。
1、网络接口卡(NIC)
基本功能：与网络程序(网络操作系统)配合操作，控制网络上信息的发送与接收。以太网
卡的结构：发送和接收部件、发送和接收控制部件、载波检测部件、曼彻斯特编码/译码
器、LAN管理部件、微处理器(目前大多数网卡上没有)。在以太网中含有多个网站，每个都
有一个 6字节 48位的地址，这是任一站区别于其它站的唯一标识，这种地址是所有网络设
备的物理地址，无论是网卡、交换机、路由器都具有唯一的物理地址。网卡的配置参数：
中断请求 IRQ3，I/O地址 300H，存储器基地址(网卡的远程引导 ROM芯片映射到存储区的起
点)。网卡的接口类型：AUI接口为粗同轴电缆的接口;BNC接口为细同轴电缆;RJ-45接口为
无屏蔽双绞线的接口。网卡的选用：在服务器上使用 PCI或 EISA总线的智能型网卡，工作
站上可用 PCI或 ISA总线的普通网卡，在笔记本电脑则用 PCMCIA总线的网卡或并行接口的
便携式网卡。
2、网络集线器(HUB)
HUB实质上是一个多口的中继器，它工作在 OSI参考模型的最低层物理层。基于普通集线器
的网络仍然属于共享介质的局域网络。集线器上一般有多个 RJ-45插座可连接双绞线，还
有一个 AUI粗缆接口和一个 BNC细缆接口。通过 Uplink接口可将 HUB连到上一级网络上。
堆叠式集线器是通过一条高速链路将多个 HUB串接在一起，提供大量的并列端口，以星型
拓扑连接多个站点，其缺点是全网共享有限的带宽。模块化集线器：各个端口都有专用的
带宽，只在各个网段内共享带宽，网段之间采用交换技术，从而减少冲突，提高通信效
率，因此又称为端****换机。
3、以太网交换机
实质上是一个具有流量控制能力的多口的网桥，它工作在 OSI参考模型的链路层，主要功
能是解决共享介质网络的网段微化，即碰撞域的分割问题。交换机的每个端口都提供专用
的带宽，它把每个端口所连接的网站分割为独立的 LAN，每个 LAN成为一个独立的冲突域。
交换机还是一种存储转发设备，通过直通方式、无碎片直通方式、存储转发方式来发送信
息。
冲突域是一个确保严格遵守 CSMA/CD协议而不能超越的时间概念，这个时间由信号传输过
程中各种设备的传输延迟所组成：(DTE延迟+MAC延迟+中继器延迟+电缆延迟)。
4、以网络互联设备
互联设备的作用 OSI层次互联设备作用寻址功能物理层中继器、集线器在电缆段间复制比
特，放大电信号，扩展网络长度。无地址数据链路层网桥、交换机在 LAN之间对存储转发
数据链路帧。MAC地址网络层路由器在异型网络间存储转发分组。网络地址传输层及以上网
关在第四层或第四层以上实现不同网络体系间互联接口。
网桥：工作在数据链路层，在两个局域网段之间存储、转发数据链路帧。它把两个物理网
络连接成一个逻辑网络。网桥的功能：实现不同类型的 LAN互联、利用网桥可以实现大范
围局域网的互联、利用网桥可以隔离错误帧、网桥可使各个 LAN段内部信息包不会广播到
另一个 LAN段，可进一步提高网络的安全性。内桥(内部桥)：驻留于文件服务器中作为文
件服务器的一部分来运行。也可以运行在一台专用的计算机中。外桥(外部桥)：通过专用
硬件和固化软件来实现桥接功能。优点是从一个网络转发到另一个网络的数据包全由硬件
来完成。
网桥的路径选择方法：a、透明网桥：具有学习、过滤、帧转发等功能。当开启透明网桥的
电源时，它根据源地址学习，建立一个地址选择表，根据目标地址转发，并实现过滤，同
时为避免发生环路问题而采用生成树算法。过程可简述为：学习源地址，过滤本网段帧，
转发异网段帧，广播未知帧。生成树算法：目标是提高网络循环连接的可用性，同时消除
网络循环连接带来的破坏性;理论依据：对于任意一个由节点和连接节点对的边组成的连通
图，就会构成一棵由边组成的生成树，生成树保持了原图的连通性，但并不增加循环。(生
成树计算过程可结合书 194页图 和图 理解。)b、源路由网桥：不具备自学习功
能，假定所有由源到目标的路由存放在网络上传输的所有 LAN与 LAN之间的数据帧中。c、
源路由透明网桥：组合透明网桥和源路由网桥算法的混合网桥。
路由器：工作在网络层，它把网关、桥接、交换技术集于一体，其最突出的特性是能将不
同协议的网络视为子网而互联，更能跨越 WAN将远程 LAN互联成大网。它与网桥的根本区
别是：它是面向协议的设备，能够识别网络层地址，而网桥只能识别链路层地址或称 MAC
地址。故路由器的功能为：在网络间截获发送到远地网络段的网络层数据报文并转发、为
不同网络之间的拥护提供最佳的通信路径、子网隔离，抑制广播风暴、生成和维护路由
表、可进行数据包格式转换，实现不同协议。
路由器的路由选择算法：目的是为网络层数据报文选择一条通向目的主机的最佳路径。(请
结合书 200页图 理解基于路由表的静态路由选择算法。)
网关：是网络层以上的互联设备的总称，通常由软件来实现，在网络层或以上实现不同体
系的网络互联。
网络互联设备的选择：对网络互联设备的选择要视设备的具体特点与网络的性能而定。如
中继器、集线器主要用于扩展网络的距离，但受 MAC定时特性的限制。网桥用于连接两个
相同体系的网络。用路由器连接的网络仍保持各自的网络地址。网关用于连接不同体系结
构的网络。
5、调制解调器
利用现有的模拟电话线路实现数字数据的传输。调制方式有：调幅 AM、调频 FM、调相 PM
三种。数字调制信号被称为键控信号，由此数字调制又形成振幅键控 ASK、频移键控 FSK、
相移键控三种基本方式。
调制解调器的功能：
a、差错控制协议，是为了克服线路传输中出现的数据差错，实现调制解调器至远端调制解
调器的无差错数据传送。常用的有 协议和 MNP协议。
b、数据压缩协议，是为了提高线路传输中的数据吞吐率，是数据文件更快地传送至对方。
在实际中的压缩率与文件类型有关，压缩率从大到小依次为文本文件、数据库文件、二进
制可执行文件，平均压缩率为 :1，只适用于异步数据传输。
c、流量控制，分为软流控和硬流控。软流控使用控制字符 XON和 XOFF。硬流控是通过
DTE/DCE接口控制线 CTS或 RTS来相互指示暂停或继续发送数据。
56Kb/s调制解调器技术是一种非对称的工作方式，即上行(发送数据)的速率为
或 56Kb/s。要在服务器端的调制解调器和客户端的
MODEM之间建立 56Kb/s连接，必须满足：一是服务器端的 MODEM必须与 PSTN实现数字干线
连接，二是服务器的 MODEM和客户的 MODEM均需支持 56Kb/s技术。
6、远程访问网络和远程访问服务器
远程访问网络可分为客户端和服务器端。客户端主要由 MODEM和相应的软件组成，服务器
端由 MODEMPOOL和远程访问服务器及相应的软件组成。建立远程访问有两种方法：一是使
用软件型的远程访问服务器，例如 NT的 RAS。二是使用硬件型的远程访问服务器来建立远
程访问网络。前者价格便宜，但性能低，可靠性差;后者正相反，可靠性高，运行稳定，但
价格较高。
第八章网络互联及建网技术
本章为重点章节，考核要求均为“简单应用”。介绍各种不同网络的互联技术，以及利用
公共数据通信网络的接入技术。要求重点掌握公共数据通信网络的接入方案和实现成本。
1、网络互联的基本概念及方法
网间互联的复杂性取决于要互联的网的帧、分组、报文和协议的差异程度。一般 LAN-LAN
互联由于在传输层以下，大多采用中继器和桥。网桥工作在数据链路层，透明网桥用于同
种类型的 LAN的互联，改变封装的网桥有能力改变每种通信协议所规定的数据包的封装。
交换式集线器工作在数据链路层，它除普通集线器的功能外，还能以高的数据速率实现不
同类型的 LAN的互联;而 LAN-WAN互联主要是扩大数据通信网的连通范围，由于协议差异很
大，一般采用路由器，并且可以利用公共传输系统联网。
2、公共传输系统
从用户角度看，公共传输系统主要提供：电路交换服务、分组交换服务、租用线路或专线
服务三种通信服务。常见的公共传输系统如下：PSTN、ISDN、N-ISDN、B-
ISDN、、.、SMDS、SDH、ATM。其中 、.、SMDS、B-ISDN属于包交换网络。
3、公共电话交换网 PSTN
它是以模拟技术为基础的电路交换网络，因此两个站点经 PSTN通信时，中间必须经双方
Modem实现数/模信号的转换，特点：廉价，但带宽有限，中间没有存储转发功能，难以实
现变速传输。常通过 a、借用普通拨号电话线，b、租用一条电话线，c、经普通拨号或租用
专用电话线方式经 PSTN转接入公共分组交换网三种方式联网。
4、多兆位数据交换服务 SMDS
是基于城域网 MAN协议的包交换公共数据网络，它和 ATM一样都是同类高速包交换协
议。SMDS设备和用户设备之间的接口协议为 SIP，SIP是基于 定义的分布式队列
双总线(DQDB)标准的协议。MANJ介于 WAN和 LAN之间，但采用 LAN技术。DQDB是 MAN的使
用标准，即基于 DQDB的 SIP定义了一种介质访问控制(MAC)方法。DQDB是双总线结构，A
和 B两条总线分别支持两个相反方向且独立操作的通信，使客户前端设备(CPE)接入双总线
后可实现全双工通信。
5、综合业务数字网 ISDN
特点是用户经由一个标准的用户网络接口可享用各种类型的网络服务。ISDN将网络分为用
户网络、接入网络、核心网络。ISDN定义了 R、S、T、U四个参考点来描述个设备间连接的
接口：“参考点 T”用于标志用户设备和 ISDN网络设备之间的接口，在参考点 T的一边为
用户设备，另一边为 ISDN网络设备。以“T”为标志的接口称为：数字位管道，ISDN交换
系统以时分复用技术经过一个双向数字管道与用户互传比特流信息。ISDN网络终止于网络
终结设备 NT1。ISDN把用户设备分为两类：一类是专用的 ISDN终端设备，称为 TE1，可经
数字管道直接接入 ISDN;另一类非 ISDN终端设备称为 TE2，需经 ISDN适配器 TA适配后接
入 IDSN。ISDN为用户提供两类速率的接口：一类为基本速率接口 BR1，2B+D，B通道只有
物理协议，用于进行用户数据的透明传输，速率为 64Kb/s;D通道用于传输信令，具有三层
协议，速率为 16Kb/s。另一类为主速率接口 PRI，主速借口按国家或地区不同分为 23B+D
和 30B+D，在 PRI中 D通道速率为 64Kb/s。
6、DDN数字数据网
是一种利用数字信道提供数据信号传输的数据传输网，也是面向所有专线或专网用户的基
础电信网。DDN网的特点：传输速率高、质量好、距离远、多协议支持、安全可靠、费用低
廉。DDN提供的业务有专用电路、帧中继、压缩话音/G3传真业务、虚拟专用网。DDN接入
方式非常丰富，常用的有：二线模拟传输方式、二线(四线)频带调制解调器传输方
式、2B+D数据终端单元(DTU)传输方式等等。
DDN与 的比较 不具备交换功能。分组交换网。是一个全透明的数据网络。本
生有三层协议，只对系统高层协议透明。提供点对点的非交换型的为用户独占的永久型虚
电路。用呼叫建立临时虚电路。在用户速率小于 64Kb/s时采用子速率复用技术;在用户速
率大于 64Kb/s时采用时分复用技术。具有协议转换、速度匹配等功能。按固定月租收费。
按通信字节收费。
7、分组交换网
是在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备 DTE和数据电路端接设备 DCE之间
的接口，DTE和 DCE之间通过单个物理链路连接，实现点对点的交互方式。在单个物理链路
上可复用多条逻辑信道(即虚电路)，使一个 DTE接口接入 网后可与一个或多个远程
DTE同时互联，实现全双工的信息交换。网的特点：网内个节点具有存储转发能力，
能接入不同类型的用户设备、可靠性高、多路复用、流量控制和拥塞控制、点对点协议(不
支持广播)、支持多种协议，可与其他公用网互联。接入：a、在大规模、多协议网络
中，采用路由器和网关同时连接 和本地局域网。b、在中小规模协议较少的网络中，
采用一台 PC机做为路由器。c、使用分组装拆设备 PDA。
8、帧中继的应用
帧中继是在 基础上，简化了差错控制、流量控制和路由选择功能，着眼于数据的快速
传输以提高网络的吞吐量，而形成的一种新型的交换技术。因此帧中继为原 用户提供
性能更高或范围更广的业务，另外，帧中继也可基于 DDN网等平台上实现。
帧中继和 的异同点帧中继 着眼于数据的快速传输，最大程度地提高网络吞吐
量。强调网络内数据传输的可靠性。只有物理层和数据链路层，省去了 的分组层，把
分组层的一些功能取消或削弱后合并在数据链路层。分为物理层、数据链路层、分组层。
非确认性型的网络，只在源端点 DTE和终端点 DTE之间进行确认和重发，在网络接口及网
内个节点间只检错，有错就将其抛弃。确认型的网络，在分组层对报文进行分组和重组以
及节点间都有确认重发。没有提供透明的、对每条虚电路都实行的流量控制机制。在数据
链路层和分组层都设置流量控制机制。只支持永久虚电路 PVC。既支持永久虚电路，也支持
呼叫虚电路。都是 peer-peer(对等层)式的点对点交换网络。在 DTE与 DCE间单一的物理链
路上复用多条逻辑信道(即虚电路)。
第 9章因特网与 TCP/IP协议
本章为次重点章节，其中 TCP/IP体系结构的网络接口层协议、应用层协议、因特网服务资
源考核要求均为“简单应用”。本章介绍因特网的 TCP/IP体系结构、因特网的接入方式、
因特网的服务资源等。要求重点掌握 TCP/IP协议族。
1、概述
TCP/IP协议族是因特网的核心。TCP/IP体系结构是专门用来描述 TCP/IP协议族的，从低
到高共有五层：物理层、网络接口层、网络互联层、传输层、应用层。
·应用层：包含了所有的高层协议，如 FTP、TELNET、DNS、SMTP等。
·传输层：负责在源主机和目的主机的应用程序之间提供端-端的数据传输服务，主要有传
输控制协议 TCP和用户数据报协议 UDP。
·网络互联层：负责将数据报独立地从信息源送到信宿，主要解决路由选择、阻塞控制、网
络互联等问题，主要有互联网协议 IP。
·网络接口层：负责将 IP数据报封装成适合在物理网络上传输地帧格式并传输，或将从物
理网络接收到地帧解封，取出 IP数据报交给上层地网络互联层。
·物理层：只要能传输 IP数据报，允许任何协议。
2、网络接口层协议
SLIP的全称是 SerialLineIP。它是一种在串行线路上对 IP数据报进行封装的简单形式。
在 IP数据报以一个称作 END(0xc0)的特殊字符结束。同时，为了防止数据报到来之前的线
路噪声被当成数据报内容，大多数实现在数据报的开始处也传一个 END字符。如果 IP报文
中某个字符为 END，那么就要连续传输两个字节 0xdb,0xdc来取代它。0xdb这个特殊字符
被称作 SLIP的 ESC字符，但是它的值与 ASCII码的 ESC字符(0x1b)不同。如果 IP报文中
某个字符为 SLIP的 ESC字符，那么就要连续传输两个字节 0xdb,0xdd来取代它。
SLIP是一种简单的帧封装方法，还有一些值得一提的缺陷：
1.每一端必须知道对方的 IP地址。没有办法把本端的 IP地址通知给另一端。
2.数据帧中没有类型字段(类似于以太网中的类型字段)。如果一条串行线路用于 SLIP，那
么它不能同时使用其他协议。
没有在数据帧中加上检验和(类似于以太网中的 CRC字段)。如果 SLIP传输的报文被
线路噪声影响而发生错误，只能通过上层协议来发现。(另一种方法是，新型的调制解调器
可以检测并纠正错误报文。)这样，上层协议提供某种形式的 CRC就显得很重要。
PPP，点对点通信协议修改了 SLIP协议中的所有缺陷。PPP包括以下三个部分：
1.在串行通信线路上组帧的方法。PPP既支持数据为 8位和无奇偶检验的异步模式(如大多
数计算机上都普遍存在的串行接口)，还支持面向比特的同步链接。
2.建立、配置及测试数据链路的链路控制协议(LCP：LinkControlProtocol)。它允许通信
双方进行协商，以确定不同的选项。
3.针对不同网络层协议的网络控制协议(NCP：NetworkControlProtocol)体系。PPP数据帧
的格式看上去很像 ISO的 HDLC(高层数据链路控制)标准。每一帧都以标志字符 0x7e开始和
结束。紧接着是一个地址字节，值始终是 0xff，然后是一个值为 0x03的控制字节。接下来
是协议字段，类似于以太网中类型字段的功能。当它的值为 0x0021时表示信息字段是一个
IP数据报，值为 0xc021时表示信息字段是链路控制数据，值为 0x8021时表示信息字段是
网络控制数据。CRC字段(或 FCS，帧校验序列)是一个循环冗余检验码，以检测数据帧中的
错误。由于标志字符的值是 0x7e，因此当该字符出现在信息字段中时，PPP需要对它进行
转义。在同步链路中，该过程是通过一种称作比特填充(bitstuffing)的硬件技术来完成
的。在异步链路中，特殊字符 0x7d用作转义字符。
因特网地接入方式：终端方式、SLIP/PPP方式、DDN专线、代理服务器方式、其他通信线
路入网。
3、网络互联层协议
IP协议：实现的是不可靠无连接的数据报服务，它是 TCP/IP协议族的核心，传输层上的数
据信息和网络层上的控制信息都以 IP数据报的形式传输。在 Ipv4中，IP地址由四个八位
域(叫作 octets)组成。Octets被点号分开代表在 0到达 55范围内的十进制数字。用二进
制格式时共有 32位组成，为了方便记忆，用点号每八位一分割，称为点分十进制。因为
TCP/IP网络是为大规模的互连网络设计的，所以不能用全部的 32位来表示网络上主机的地
址。用 IP地址的一部分来标识网络，剩下的部分标识其中的网络设备。IP地址中用来标识
设备所在网络的部分叫做网络 ID，标识网络设备的部分叫做主机 ID。这些 ID包含在同一
个 IP地址之中。Internet组织定义了 5种 IP地址类，以容纳不同大小的网络。
·A类地址用于主机数目非常多的网络。A类地址的最高位为 0，接下来的 7位完成网络
ID，剩余的 24位二进制位代表主机 ID。A类地址允许 126个网络，每个网络大约一千七百
万台主机;第一个八位体是 1~126。127是一个特殊的网络 ID，是用来检查，TCP/IP协议工
作状态。
·B类地址用于中型到大型的网络。B类地址的最高位为 10，接下来的 14位完成网络 ID，
剩余的 14位二进制位代表主机 ID。B类地址允许 16384个网络，每个网络大约 65000台主
机;第一个八位体是 128~191。
·C类地址用于小型本地网络。C类地址的最高位为 110，接下来的 21位完成网络 ID，剩余
的 8位二进制位代表主机 ID。C类地址允许大约二百万个网络，每个网络有 254台主机;第
一个八位体是 192~223。
·D类地址用于多重广播组。一个多重广播组可能包括 1台或更多主机，或根本没有。D类
地址的最高位为 1110;第一个八位体是 224~239。剩余的位设计客户机参加的特定组。在多
重广播操作中没有网络或主机位，数据包将传送到网络中选定的主机子集中。只有注册了
多重广播地址的主机才能接收到数据包。Microsoft支持 D类地址，用于应用程序将多重广
播数据发送到网络间的主机上，包括 WINS和 MicrosoftNetShow。
·E类是一个通常不用的实验性地址：它保留作为以后使用。E类地址的最高四位通常为
11110;第一个八位体是 240~247。248~254无规定。
子网是一个逻辑概念，子网中的各主机的 NetID是相同的。网段是一个物理概念，是指在
物理上独立的一段网络。子网与网段之间，可以是多对多的关系。
划分子网(subnetworking)的好处：a、混合使用多种技术，如以太网和令牌网。b、克服已
有技术的缺陷，如超过每段中最大主机数目。c、通过对交通重定向和减少广播来减少网络
阻塞。
子网掩码：将 IP地址的各位，NetID全改为 1，HostID全改为 0，则是子网掩码。与 IP地
址进行“与”或“and”运算，用来分辩网络 ID和主机 ID。
标准子网掩码：A类：类：类：
IP路由选择：IP搜索路由表的几个步骤：1.搜索匹配的主机地址(即网络标识和主机标识
都相同);2.如果 1不成功，搜索匹配的网络地址;3.如果 2不成功，搜索路由表中目的地址
为“默认”的表项。
地址解析协议(ARP)：地址解析协议是一个位于 IP协议中的低层协议。它把 IP地址解析成
MAC地址。当一个基于 TCP/IP的应用程序需要从一台主机发送数据给另一台主机时，它把
信息分割并且封装成包，附加上目的主机的 IP地址。然后寻找 IP地址到实际 MAC地址的
映射。当 ARP找到了 MAC地址后，它就把这个信息传给 IP，由 IP把包发送出去。
ICMP协议：ICMP经常被认为是 IP层的一个组成部分。它传递错误信息以及其它询问信
息。ICMP报文通常被 IP层或更高层协议(TCP或 UDP)使用。一些 ICMP报文把差错信息返回
给用户进程。ICMP信息是在 IP数据报内部被传输的。当发送一份 ICMP差错报文时，报文
始终包含 IP的首部和产生 ICMP差错报文的 IP数据报的前 8个字节。这样，接收 ICMP差
错报文的模块就会把它与某个特定的协议(根据 IP数据报首部中的协议字段来判断)和用户
进程(根据包含在 IP数据报前 8个字节中的 TCP或 UDP报文首部中的 TCP或 UDP端口号来
判断)联系起来。
4、传输层协议
主要有两个协议：UDP协议和 TCP协议。
UDP(UserDatagramProtocol)：提供无连接的通信，并不保证数据包被发送到。典型的即时
传输少量数据的应用程序使用 UDP。UDP是一个简单的面向数据报的运输层协议：进程的每
个输出操作都正好产生一个 UDP数据报，并组装成一份待发送的 IP数据报。这与面向流字
符的协议不同，如 TCP，应用程序产生的全体数据与真正发送的单个 IP数据报可能没有什
么联系。UDP不提供可靠性：它把应用程序传给 IP层的数据发送出去，但是并不保证它们
能到达目的地。端口号表示发送进程和接收进程。UDP长度字段指的是 UDP首部和 UDP数据
的字节长度。该字段的最小值为 8字节。(发送一份 0字节的 UDP数据报是 OK。)这个 UDP
长度是有冗余的。IP数据报长度指的是数据报全长，因此 UDP数据报长度是全长减去 IP首
部的长度(该值在首部长度字段中指定)。
UDP报头格式报头字段名位数说明源端口号 16发送主机的 UDP端口目的端口号 16目标主机
的 UDP端口消息长度 16UDP消息的长度校验和 16验证报头是否损坏
TCP(TransmissionControlProtocol)：为典型的传输大量数据或需要接收数据许可的应用
程序提供连接定向和可靠的通信。
由于 TCP连接是一个全双工的数据通道，一个连接的关闭必须由通信双方共同完成。当通
信的一方没有数据需要发送给对方时，可以使用 FIN段向对方发送关闭连接请求。这时，
它虽然不再发送数据，但并不排斥在这个连接上继续接收数据。只有当通信的对方也递交
了关闭连的请求后，这个 TCP连接才会完全关闭。在关闭连接时，既可以由一方发起而另
一方响应，也可以双方同时发起。无论怎样，收到关闭连接请求的一方必须使用 ACK段给
予确认。实际上，TCP连接的关闭过程也是一个三次握手的过程。
滑动窗口：是两台主机间传送数据时的缓冲区。每台 TCP/IP主机支持两个滑动窗口：一个
用于接收数据，另一个用于发送数据。窗口尺寸表示计算机可能缓冲的数据量大小。当 TCP
从应用层中接收数据时，数据们于 Send窗口。TCP将一个带序列号的报头加入数据包并将
其交给 IP，由 IP将它发送到目标主机。当每一个数据包传送时，源主机设置重发计时器
(描述在重新发送数据包之前将等待 ACK的时间)。在 Send窗口中有每一个数据包的备份，
直到收到 ACK。当数据包到达服务器 Receive窗口，它们按照序列号放置。当接收到连续的
段时就向源主机发送一个关于数据的认可(ACK)，其中带有当前窗口尺寸。一旦源主机接收
到认可，Send窗口将由已获得认可的数据滑动到等待发送的数据。如果有重发计时器设定
的时间内，源主机没有接收到对现存数据的认可，数据将重新传送。重发数据包将加重网
络和源主机的负担。如果 Receive窗口接收数据包的顺序错乱，那么将强制启动，延迟发
送认可。
TCP段头结构报头字段名位数说明源端口号 16本地通信端口，支持 TCP的多路复用机制目
的端口号 16远地通信端口，支持 TCP的多路复用机制序号(SEQ)32数据段第一个数据字节
的序号(除含有 SYN的段外);SYN段的 SYN序号(建立本次连接的初始序号)确认号(ACK)32
表示本地希望接收的下一个数据字节的序号数据偏移 32指出该段中数据的超始位置(以 32
位为单位)控制字段 URG1紧急指针字段有效标志，即该段中携带紧急数据控制字段 ACK1确
认号字段有效标志控制字段 PUSH1PUSH操作的标志控制字段 RST1要求异常终止通信连接的
标志控制字段 SYN1建立同步连接的标志控制字段 FIN1本地数据发送已结束，终止连接的
标志窗口 16本地接收窗口尺寸，即本地接收缓冲区大小校验和 16包括 TCP报头和数据在
内的校验和紧急指针 16从段序号开始的正向位移，指向紧急数据的最后一个字节选项可变
提供任选的服务填充可变保证 TCP报头以 32位为边界对齐。
第 10章网络操作系统和网络管理
本章介绍各种网络操作系统的分类及各自的特点。本章考核要求为“领会”层次。通过分
析 WindowsNT，重点掌握网络操作系统体系结构及实现方法。
1、概述
网络操作系统是网络用户和计算机网络的接口，它管理计算机的硬件和软件资源，为用户
提供各种网络服务。网络操作系统分集中式、客户/服务器模式、对等式。
网络操作系统除具有一般操作系统的特征外，还有以下特征：
·与硬件无关，可运行于不同的网络硬件上。
·可连接广域网。
·多种客户端支持。
·目录服务。
·以单一逻辑方式访问可能位于全球范围内的所有网络服务和资源。
·多用户支持。
·网络管理。
2、当前流行的网络操作系统
VINES操作系统：是一种基于 UNIXSystemV，支持多用户多任务，底层支持各种通信协议的
操作系统。系统由工作站和服务器两个模块组成。主要特点：安装简单，管理容易;采用
StreetTalk全局命名服务;联网能力强，网络目录服务功能强大。
NFS操作系统：提供了在异种机、异种操作系统的网络环境下共享文件的简单方法。它是基
于 Client/Server模式的。主要特点：提供透明文件访问及文件传送;容易扩充;可靠性高;
配置灵活。
WindowsNT：是具有抢先式多任务、多线程调度能力并可支持文件、打印、信息传递与应用
服务的多用途的 32位操作系统。主要特点：能实现各种商务解决方案;支持多种服务器平
台;支持 SMP对称多处理;各种安全和先进的容错功能，保证信息的完整性和有效性。缺点
是：文件服务功能不如 Netware强大，占用服务器资源多。
Nerware：主要特点：具有高性能的文件系统;可靠性高;良好的权限管理，安全保密度高;
开放性好;NDS服务为大型应用提供可能。缺点：在其上运行的软件均需设计为可加载模块
方式 NLM，而 NLM方式编程较困难;另外，Netware操作系统只能运行在 IntelX86的 PC服
务器上。
3、网络操作系统的实现实例
常见的系统模型有：整体式、分层式、客户/服务器结构。所有三种模型都把操作系统任务
至少划分为两类：用户模式、内核模式。内核是操作系统最底层的核心部分。以内核模式
运行的代码可以访问系统硬件和系统数据。为保护操作系统和保存的数据，只有某些代码
才允许以内核模式运行，而所有其他的代码都以用户方式运行。
在整体式操作系统中，许多过程都被嵌入系统中，每个过程可以调用另外的过程，它们之
间相互传递消息。而在分层系统中过程之间不能直接进行直接进行传送，数据的发送必须
通过树形的层次结构，只能向更低层发送，不能向上传递。
客户/服务器模式的思想是：把操作系统分成若干进程，其中每个进程实现单个的一套服
务。每个服务器运行在用户态，执行一个循环，检查是否有客户已请求该项服务。当客户
发送一个消息给服务器来请求一项服务时，运行在核心态的操作系统内核把消息传给服务
器;该服务器执行操作;内核用另一种消息把结果返回给客户。
WindowsNT的结构采用了层次模型和客户/服务器两种模型。NT的核心部分采用客户/服务
器模型，只要提供应用程序设计接口 API和通常认为是操作系统环境的一些工具。层次操
作系统模型在 NT执行系统的 I/O系统中起作用。
为解决二进制兼容性问题，NT使用了环境子系统的方法。环境子系统的工作是接管 CPU或
操作系统的每个二进制代码请求，将它们转换为 NT能够成功执行的相应指令。环境子系统
实际是一个程序，称为虚拟机器，让应用程序感觉好象是运行在自己的机器上。
NT的核心态程序模块：
·对象管理程序：NT使用所谓的“对象”作为基本的操作元素，作为用户模式和内核模式之
间进行交互的单元。
·虚拟内存管理程序：NT使用硬盘空间模拟 RAM空间供应用程序使用，虚拟内存管理每个进
程可能申请的虚拟内存，并防止进程覆盖磁盘上的其他虚拟内存“页”。
·进程管理程序。
·本地过程调用工具：主要任务是为属于各自进程的两个线程提供一个通信连接。安全引用
监控程序：NT中的所有进程都给定一个访问标志，其中包含一系列的许可权。安全引用监
控程序和对象管理程序并行工作，以确保对象不被非法用户访问。I/O管理程序。
·内核：NT的内核属于“微内核”。内核主要工作是调度和分配线程和进程，处理各种中
断，还同步多个 CPU以及在断电时进行准备并重新启动系统。
·硬件抽象层 HAL：NT让硬件尽可能远离操作系统。不仅使用设备驱动程序，而且用硬件抽
象层替换了负责与硬件交互的操作系统层。
4、网络管理系统
网络管理系统的主要功能是维护网络正常高效率的运行，能及时检测网络出现的故障并进
行处理，能通过监测分析运行状况而估价系统性能，通过网络的配置协调更有效地利用网
络资源。常见的有两种“网络管理系统”标准：一、ISO推荐的 OSI中的“网络管理系统”
规程。二、TCP/IP的“SNMP”。
在 OSI管理体系结构中，定义了五个管理功能：
配置管理：监视网络和系统配置信息，以便跟踪和管理对不同的软、硬件单元进行的网络
操作的结果。
故障管理：自动地检测、记录网络故障并通知给用户，使网络有效地运行。
性能管理：衡量和呈现网络性能的各个方面，使用户可在一个可接受的水平上维护网络的
性能。
记帐管理：衡量网络的利用率，使一个或一组网络用户可以更有规则地利用网络资源。
安全管理：按照本地的指导来控制对网络资源的访问，以保证网络不被侵害，并保证重要
信息不被未授权的用户访问。
简单网络望里协议 SNMP：SNMP协议的工作机制非常简单，主要通过各种不同类型的消息，
即 PDU(协议数据单位)实现网络信息的交换。PDU实际上就是一种变量对象，其中每一个变
量都是由标题和变量值两部分组成。SNMP主要使用 5种类型的 PDU对网络实施监控，两种
用于读取终端信息，两种可以设置终端数据，最后一种被用来监视各种终端事件，如终端
的启动和关闭等。这样，如果用户希望了解是否某一台终端已经被接入到网络，可以使用
SNMP向该终端发送一个具有信息读取功能的 PDU。如果终端已经被连接到网络，用户将会
得到返回的确认信息。当有终端被关闭时，可以通过事件变量(trap)发出数据包，通知用
户终端系统已经被关闭。SNMP协议的最大优势就是设计简单，既不需要复杂的实现过程，
也不会占用太多的网络资源，非常便于使用。SNMP协议的最大问题还是由于太过简单而无
法处理各种细节信息，无法满足当今日益膨胀的网络的发展需要。同样，SNMPv2对这一问
题也进行了改进。
SNMPv2：新版本的协议允许使用更多，更加详细的变量规范，并且加入了两种新的 PDU可
以对方便数据读取的表数据结构对象进行管理和控制。新版本在支持集中式网络管理机制
外还支分布管理策略。
网络管理系统的实现结构一般有：集中式、分布式、分层式。
第 11章网络应用模式和网络安全
本章介绍网络应用模式，网络应用支撑环境、网络安全机制等问题。本章的网络应用模式
考核要求为“综合应用“层次。
1、网络应用模式
网络应用模式的发展经过三个阶段：
第一阶段是以大型机为中心的集中式应用模式，特点是一切处理均依赖于主机，集中的数
据、集中的应用软件、集中的管理。
第二阶段是以服务器为中心的计算模式，将 PC机联网，使用专用服务器或高档 PC充当文
件服务器及打印服务器，个 PC机可独立运行，在需要的时候可以从服务器共享资源。文件
服务器既用作共享数据中枢，也作为共享外部设备的中枢。缺点：文件服务器模型不提供
多用户要求的数据并发性;当许多工作站请求和传送很多文件时，网络很快就达到信息饱和
状态并造成瓶颈。
第三阶段是客户机/服务器应用模式，基于网络的分布式应用，网络的主要作用是通信和资
源共享，并且在分布式应用中用来支持应用进程的协同工作，完成共同的应用任务。
客户机/服务器应用模式：由客户机(client)、服务器(server)、中间件三部分组成。客户
机的主要功能是执行用户一方的应用程序，提供 GUI或 OOUI，供用户与数据进行交互。服
务器的功能主要是执行共享资源的管理应用程序，主要承担连接和管理功能。中间件是支
持客户机/服务器进行对话、实施分布式应用的各种软件的总称。它是 Client/Server实施
中难度最大也是最重要的环节，其作用是透明地连接客户机和服务器。
基于 Web的客户机/服务器应用模式：基本思想：把目前常驻在 PC机上的许多功能转移到
网上，对用户而言可减轻负担，大大降低维护和升级等方面的费用。实现：基于 Web的客
户机/服务器模型可提供“多层次连接”的新的应用模式，即客户机可与相互配合的多个服
务器组相连以支持各种应用服务，而不必关心这些服务器的物理位置在何处。本质：可将
整个全球网络提供的应用服务连接到一起，让用户所需的所有应用服务都集成在一个客户/
网络环境之中。
把 Internet技术运用到企业组织内部即成为 Intranet，其服务对象原则上以企业内部员工
为主，以联系公司内部各部门、促进公司内部沟通、提高工作效率、增加企业竞争力为目
的。
客户机/服务器应用模式涉及到三项新技术：WEB信息服务、Java语言、NC(用来访问网络
资源的设备)。
2、网络应用支撑环境
网络应用支撑环境立足于开放性，以支持网络分布式应用模式(客户/服务器模式，客户/网
络模式)。网络应用支撑环境的结构体系从功能上可分为运行环境和开发环境。运行环境是
为应用即用户提供运行的工作平台，目的是使他们易于掌握软、硬件的控制手段，有效地
完成应用的运行和管理。开发环境是为应用开发和维护人员提供的工作平台，目的是支持
应用软件的开发、检测、修改和扩充，并提高软件开发生产率和质量。运行环境和开发环
境可分为三部分：硬件层、系统层、应用层。
3、网络安全技术
网络安全应包括两方面：一、网络用户资源的不被滥用和破坏;二、网络自身的安全和可靠
性。网络安全主要解决数据保密和认证的问题。数据保密就是采取复杂多样的措施对数据
加以保护，防止数据被有意或无意地泄露给无关人员。认证分为信息认证和用户认证两方
面。信息认证是指信息从发送到接收整个通路中没有被第三者修改和伪造。用户认证是指
用户双方都能证实对方是这次通信的合法用户。通常在一个完备的保密系统中既要求信息
认证，也要求用户认证。
加密后的数据称为密文。未经加密数据称为明文。密码学的基本原则是，必须假定破译者
知道通用的加密方法，也就是加密算法是公开的。而密匙是保密的。
传统加密技术：替代密码和换位密码。它们的弱点是解密密匙必须和加密密匙相同。
在替代密码中，用一组密文字母来代替一组明文字母以隐藏明文，但保持明文字母的位置
不变。例如，将字母 a，b，c，d，…，w，x，y，z的自然顺序保持不变，但使之与 D，E，
F，G，…，Z，A，B，C分别对应(即相差 3个字符)。若明文为 student则对应的密文为
VWXGHQW(此时密钥为 3)。破译的诀窍在于猜测密匙的长度。由于英文字母中各字母出现的
频度早已有人进行过统计，所以根据字母频度表可以很容易对这种代替密码进行破译。
换位密码：不对明文字母进行变换，只是将明文字母的次序进行重新排列，它的密匙必须
是一个不含重复字母的单词或短语。破译换位密码的第一步是判断密码类型，检查密文中
常用字母的出现频率，如果符合自然语言特征，则密文是用换位密码写的。第二步是根据
消息的上下文猜测密匙的长度，即列数。第三步是确定各列的顺序。
公开密钥算法：最主要的特点就是加密和解密使用不同的密钥，每个用户保存着一对密钥-
-公开密钥 PK和秘密密钥 SK，因此，这种体制又称为双钥或非对称密钥密码体制。在这种
体制中，PK是公开信息，用作加密密钥，而 SK需要由用户自己保密，用作解密密钥。加密
算法 E和解密算法 D也都是公开的。虽然 SK与 PK是成对出现，但却不能根据 PK计算出
SK。公开密钥算法的特点如下：用加密密钥 PK对明文 X加密后，再用解密密钥 SK解密，
即可恢复出明文，或写为：DSK(EPK(X))=X，加密密钥不能用来解密，即 DPK(EPK(X))≠X
在计算机上可以容易地产生成对的 PK和 SK。从已知的 PK实际上不可能推导出 SK。
在公开密钥密码体制中，最有名的一种是 RSA算法。RSA算法的原理：
·用户选择 2个足够大的秘密的素数 p和 q;
·计算 n=p*q和 z=(p-1)*(q-1);
·选择一个与 z互质的数，令其为 d;
·找到一个 e使满足 e*d=1(modz);
若将明文划分成一个个长度为 P的数据块，且 0<=p<=n，用 P、C分别表示明文、密文，则
以下 2式可用于加密和解密：加密：C=Pe(modn)解密：P=Cd(modn)
对这种体制，只有(e，n)是出现在公开手册上的公开密匙(即 PK)。(d，n)则是需要用户保
密的私人密匙(即 SK)。RSA算法的保密性在于对大数的因数分解很花时间。因此，当 n足
够大时，在目前情况下，对 n进行因数分解实际上是无法实现的。
用户认证：通信双方在进行重要的数据交换前，需要验证对方的身份。同时在双方间建立
一个秘密的会话密匙，该会话密匙用于对其后的会话进行加密。每次连接都使用一个新的
随机选择的会话密匙。
数字签名：以往的书信或文件是根据亲笔签名或印章来证明其真实性的。但在计算机网络
中传送的报文又如何盖章呢?这就是数字签名所要解决的问题。数字签名必须保证以下 3
点：1.接收者能够核实发送者对文件的签名;2.发送者事后不能抵赖对文件的签名;3.接收
者不能伪造对文件的签名。
使用秘密密匙算法的数字签名：是通过密钥分配中心 CA来管理和分配公开密钥。每个用户
事先选择好一个与 CA共享的秘密密钥，并保证只有用户和 CA知道这个密匙，另外，CA还
有一个对所有用户都保密的秘密密钥 KCA。A想向 B发送一个签名的报文 P时，首先，A向
CA发出 KA(B，RA，t，P);CA解密后，重新组成新的密文 KB(A，RA，t，P，KCA(A，t，
P);B再用密匙 KB解开密文，其中 KCA(A，t，P)是 B无法伪造的，即表示是由 A发来的。
时间戳 t的作用是防止重复攻击。RA为报文的随机编号。
使用公开密匙算法的数字签名：现在已有多种实现各种数字签名的方法，但采用公开密钥
算法要比常规算法更容易实现。实现方法：发送者 A用其秘密解密密钥 SKA对报文 X进行
运算，将结果 DSKA(X)传送给接收者 B。B用已知的 A的公开加密密钥得出 EPKA(DSKA(X))
=X。因为除 A外没有别人能具有 A的解密密钥 SKA，所以除 A外没有别人能产生密文
DSKA(X)。这样，报文 X就被签名了。假若 A要抵赖曾发送报文给 B。B可将 X及 DSKA(X)出
示给第三者。第三者很容易用 PKA去证实 A确实发送消息 X给 B。反之，如果是 B将 X伪造
成 X'，则 B不能在第三者面前出示 DSKA(X')。这样就证明 B伪造了报文。可以看出，实现
数字签名也同时实现了对报文来源的鉴别。
