第一篇：四级网络工程师最全网络技术复习资料

一、计算机网络的发展与形成

1．基于P2P以“非中心化的方式”的网络应用成为新的增长点 2．计算机网络形成：

（1）计算机——终端（美国军方）（2）计算机——计算机

（3）ARPANET及OSI（高校，INTERNET前生）

（4）INTERNET 3．网络协议

（1）ISO指定OSI，国际认可

（2）TCP/IP，业内公认，早于OSI 4．信息高速公路：异步传输模式（ATM），宽带综合业务数字网（B-ISDM），高速局域网，交换局域网，虚拟网，无线网

5．搜索引擎是一种运用在WEB上的应用软件系统 6．宽带城域网

（1）包括核心交换网、接入网

（2）用户接入网分三类：计算机网络、电信通信网、广播电视网（现在数字聚合，三网融合）

7．无线网络：

（1）无线局域网（WLAN）

① 传输介质：微波、激光、红外线 ② IEEE801.11制定

③ 运用领域：传统局域网扩充、建筑物之间互联、特殊网络 ④ 传输技术：红外线、扩频、窄带微波（2）发展

① 无线自组网（AD HOT）：自组织、对等、多跳

② 无线传感器网（WSN）将ADHOT于传感器结合，三要素是：传感器、感知对象、观察者

③ 无线网状网（WMM）：标准制定IEEE 802.11S ④ 蓝牙技术：标准制定IEEE 802.15，特点：短距离，低功耗

8．操作系统

（1）Window

（2）UNIX：小型机、C语言、易移植、多用户多任务、分时、采用树状目录、系统由内核和外壳组成，内核直接对硬件起作用，外壳是用户程序

（3）在微型机运行，内核效仿Unix，开放源代码、多用户多任务、界面友好、可移植

二、计算机网络基本概念

1．计算机网络定义

（1）观点：广义、资源共享（符合网络特征）、用户透明 2．分类

（1）局域网：覆盖范围有限（方圆几公里），传输数据较快，误码率低。从介质角度：共享式介质和交换式局域网

（2）城域网：

（3）广域网：最远最大、速率低。从逻辑和功能：通信子网、资源子网（4）个人局域网：10M内 3．网络拓扑结构

（1）分类：星型、环形、树型、网状型

① 星型：中心节点是可靠性瓶颈

② 环形：延迟确定，每个线路都是瓶颈 ③ 树型：适用于汇聚数据的（2）传输参数

① 传输速率：S=1/T（T为每比特所需要的时间），记bps，每秒传输的比特数 ② 带宽：与传输速率有关

a）奈科斯特准则：有限带宽、无噪声信道——Rmax=2B b）香茗定理：有限带宽、有随机噪声信道——Rmax=B*log2(1+S/N)③ 误码率：平均误码率要低于10-9（3）分包分组交换

① 早起交换分为：线路交换、存储转发交换

a）线路交换：线路建立、数据传输（实时，双向）、线路释放

优：实时性强，交互式会话类通信

缺：系统效率低，不具备数据存储，纠错功能

b）存储转发交换：报文交换、报文分组交换 ② 现代交换

a）数据报方式：不同分组经过不同路径、到达目的节点可能乱序、每个分组传输过程都带目的地址和源地址、传输延迟大，适合突发性通信，不适合长报文，会话式通信

b）虚电路方式：在传输前源节点和目的节点建立连接、顺序连接、不携带目的地址，源地址，无乱码重复丢失，每个节点只需要进行差错检测不需要路由选择，每个节点可与多个节点建立

4．网络体系结构（1）网络协议

① 三要素

a）语法：格式和结构 b）语义：意义 c）时序：顺序说明

（2）网络体系结构

① 第一个网络体系结构：IBM的SNA a）OSI i定义了各层服务，服务与实现无关，不是一个标准，而是概念的框架 ii各个节点具有相同层次，相邻层之间接口通信，每层使用下层服务并向上提供服务

b）TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)i互联层主要协议： IP ICMP IGMP ARP RARP ii传输层：进程间端到端通信，主要协议：TCP(可靠的面向连接的协议，无差错),UDP（不可靠的无连接协议，不要求分组顺序到达）

iii应用层： 远程登录协议：Telent、文件传输协议:FTP

简单邮件传输协议SMTP

域名服务协议DNS

路由信息协议RIP

网络文件协议SNMP

超文本传输协议HTTP c）对比

5．P2P:最大化的为“非集中式”，不依赖DNS 6．IEEE802.2 将数据链路层划分为：逻辑链路控制子层（LLC,协议必相同），介质访问控制子层(MAC，协议可不同)7．IEEE802.3 以太网标准，定义载波侦听多路访问（CSMA/CD）介质访问MAC子层与物理层标准

8．IEEE802.11 定义无线局域网介质访问MAC子层与物理层标准

9．IEEE802.15 定义近距离个人无线网介质访问MAC子层与物理层标准 10．IEEE802.16定义宽带无线局域网）介质访问MAC子层与物理层标准

三、局域网技术

1．与广域网不同，存储转发方式变为共享介质与交换方式 2．拓扑：

（1）总线型（共享介质）

① 解决冲突：载波侦听多路访问（CSMA/CD）、令牌总线（Token Bus）② 所有节点通过网卡连接总线 ③ 采用双绞线、同轴电缆

④ 同一节点只能有一个节点通过总线发送数据，冲突会传输失败 ⑤ 优：结构简单，易于实现。易于扩展、可靠性强

缺点：不易管理，故障诊断和隔离困难（2）环形

① 数据传输方向确定，采用令牌环（3）星型

3．传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤，无线信道

4．以太网最核心技术：介质访问控制方法：载波侦听多路访问（CSMA/CD），解决多个节点共享公用总线

5．以太网传输错误：

（1）CRC正确，判定帧长度，“帧长度错误”

CRC错误，判断帧是否为8整数倍，是则“帧校验错误”，不是则“帧比特错误” 6．以太网物理地址，按照48位编码（EUI-48），12个12进制两两一组。前三组公司，后三组生产商自配，允许分配物理地址为247个

7．高速局域网（1）解决方案 ① 提高带宽

a）快速以太网—802.3u i100BASE-TX：2对非屏蔽双绞线，支持全双工 ii100BASE-T4：4对非屏蔽双绞线，不知道全双工 iii100BASE-FX： 2芯光纤，支持全双工 b）千兆以太网—802.3z 或802.3ab i1000BASE-T ii1000BASE-CX：屏蔽双绞线

c）万兆网-802.3ae 不再使用双绞线，只有全双工 d）40GBS以太网：使用波分复用技术 ② 将大型局域网划分

③ 将共享介质方式改为交换方式

8．交换式局域网

（1）端口之间可有多个并发连接

（2）交换机利用“端口/MAC地址映射表”，读取源地址进行“地址学习”自动的学习

（3）交换机帧转发方式

① 直接转发——只读取目的地址，延迟小，没有差错能力，不支持不同速率端口转发

② 存储转发——完整接收检错再转发、延迟大，有矫错，支持不同速率 ③ 改进的直接转发——接收前64字节，检帧头字段

9．虚拟局域网

（1）软件方式实现，节点不收物理位置限制（2）组网方式

① 用交换机端口定义虚拟网

a）一个端口自己能属于一个组 b）转移到另一个端口是，要重配置 ② 用MAC定义虚拟网（基于用户）

a）可以随意移动节点，初始配置麻烦

③ 基于网络层定义虚拟网

a）可以随意移动节点，性能差，检查网络层地址难 ④ 基于广播组

a）可灵活组件，可跨越局域网与广域网互联

（3）优点：方便管理、安全性、改善网络服务 10．无线局域网（1）红外

① 视距方式传输：定向、全方位、漫反射

② 通信安全号，抗干扰性强、简单易管理、传输距离受限（2）扩频——牺牲频带宽度来提高抗干扰性和安全性

① 跳频——发收采用相同跳频系列

② 直接序列——发收采用相同伪随机码，所有接受节点使用相同频段（3）窄带微波：微波无线电（4）MAC层——CSMA/CA ① 分类 a）无争用服务（PCF）：中心控制节点 b）争用服务（DCF）

② 802.11协议

四、INTERNET基础

1．Internet构成：通信线路、路由器、主机、信息资源 2．接入方式

（1）电话网——需要调制解调器（调制：数字—模拟、解调：模拟—数字），速率56K（2）ADSL——使用电话线，通过ADSL调制解调器，具有网桥和路由器，分上下行（3）使用HFC——有线电视网，混合光纤和同轴电缆。（4）数据通信线路 3．IP协议

（1）IP服务特点：不可靠、面向无连接、尽最大努力

（2）IP互联网特点：隐藏底层物理网络、不制定网络拓扑也不要去网络全连接、信息可跨网、平等对待每个网络

（3）IP地址作用：用于标识身份，屏蔽物理地址的差异，标识网络连接

① 由32个比特组成

② 层次结构：网络号、主机号

③ 分类a）A类：1~126 b）B类：128~191 c）C类：192~223 d）网络地址：网络位不变，主机位变0 e）广播地址：

i直接广播：网络位不变，主机位全1 ii有线广播：网络位全1，主机位全1 f）回送地址：127.0.0.0（用于本地测试）

g）本地地址：10.0.0.0/8

172.16.0.0/12

192.168.0.0/16 ④ 子网编制（避免IP地址浪费）

a）LVSM（可变长子网掩码，在无类物流中使用）b）CIDR（）

⑤ 地址解析协议ARP（已知IP，求MAC的方法）

a）请求是广播，回应是单播

b）采用高速缓存技术，时钟更新保证正确性

c）IP数据报——IP协议使用的数据单元（总长度以8b为单位）i报头区：源 IP地址、目的IP地址（以32位双字节为单位）ii数据区（不校验）

iiiMTU：一个帧最多携带的数据量

iv分段：数据报头相同，最后一个数据段在头部设置一个特别位，最终目的主机，重组。

v分片：标识（区别不同数据报）、标志（是否分片，是否是最后一个）、片偏移（分片位置，8字节）

vi选项：目的——控制和测试、包括——选项吗，长度，选项数据（源路由，记录路由，时间戳）

⑥ 差错与控制报文ICMP 差错

a）典型运用：ping和,raceroute b）特点：1没有什么特别优先权 2，还报告数据区前64b

3，先把出错报文丢弃

c）分类：目的地不可达、超时报告、参数出错

控制

d）IP层控制：

i拥塞控制（路由处理太慢，传入大于传出，利用ICMP源抑制报文）ii路由控制（路径非最优，继续转发并发送重定向ICMP报文）

（4）路由器

① 表驱动IP选路（路由表是选路依据，隐藏主机信息，只表示目的网络地址）

a）下一站选路思想：（N—目标网络,R—下一站）

b）路由表建立（静态—人工建立和管理，简单可靠，不适用复杂网络，建立维护难，容易出现路由环，动态—自动学习，路由器运行相同路由选择协议和相同选择算法）

i路由协议：（1）路由信息协议RIP：向量—距离（V-D）算法:周期性30s，过时路由180s，通过跳数计算距离，向相邻广播路由信息表

特点：简答易实现，收敛慢，需要交换信息大。适用于变化不大的中小型网络

形成环路对策：

1、限制最大距离（15最大）

2、水平分割

3、保持对策（60s）

4、带出发刷新的毒性逆转对策

（2）开放式最短路进有限协议OSPF:链路—状态（L-S）算法：周期性广播自己与相邻的连接关系，构成拓扑图

特点：收敛速度快，支持服务类选路，提供负载均衡和身份认证，使用庞大复杂的网络，缺点：要求cpu,带宽

解决办法

1、分区

2、指派路由器

c）静态（2~10）RIP（10~50）OSPF（50以上）

（5）组播

① 单播（一对一，实现个性化服务，网络浏览），广播（有线电视），组播（一对一组，视频点播，视频会议，没有纠错）

② 特点：使用组地址、动态、底层硬件支持 ③ 协议

a）组管理协议IGMP（主机—路由器）iV1:基本组成员查询和报告 iiV2增加快速

iiiV3指定接收不接受

b）组播路由协议（路由器—路由器，核心）：源地址、组地址、入接口、出接口，匹配前三个，获取单播拓扑结构。

i域内（密集型—带宽充裕、稀疏型—带宽不充裕）ii域间（6）IPV6 ① IPV4地址局限性：空间局限性、性能问题、安全性、自动配置问题、服务质量QoS问题

② 128位，ipv4为32位

③ 单播、组播、任播（发送到任意一个地址，一般最近地址）④ 数据报：基本头（40个字节），多个扩展头，高层协议数据单元 ⑤ 自动配置：有状态（DHCP支持，向DHCP多播发送请求）、无状态（64位前缀，64为网络接口）

（7）TCP和UDP（传输层）

① TCP传输控制协议（保证可靠性）——面向连接的，可靠的，全双工

a）丢失与重发（确认机制——，连接初始序列号32位随机号，没收到确认报文，等待随机时间重发，等待时间具有适应性，使用KARN算法）

b）连接可靠性和优雅关闭——三次握手

c）TCP缓冲，流控，窗口——窗口（缓冲区剩余空间）：流量控制

d）TCP连接与端口telne(远程登录)、SMTP:简单邮件传输协议，DOMAIN:域名传输协议，POP3:邮件下载协议 ② UDP用户数据报协议——面向非连接，不可靠

a）可能出现丢失，乱序，重复，简单高效

b）端口

4．NAT技术（解决地址短缺问题）

（1）静态NAT：内部地址与全局地址一一对应（2）动态NAT（3）网络地址端口转换NAPT（多对一）

五、INTERNET基础服务

1．客户机/服务器模型（1）WEB,FTP,EMAIL（2）实现

① 通过端头号解决特定服务

②

1、重复服务器：先进先出

2、并发服务器

2．P2P对等模型（流媒体直播，文件共享，协同工作，分布式搜索）

（1）集中目录式——在专门服务器存放资源目录（Napster,要求服务器持续运转）（2）分布式非结构化——洪泛查询，适用规模小的网络（Gnueteella，采用TTL机制）（3）分布式结构化——基于分布式散列表DHT，非中心化，自组织，可扩展性，健壮性，维护复杂，（4）混合式——节点分为用户节点，搜索节点，索引节点3．域名系统（1）命名机制

① 原则：唯一性，便于管理，高效映射

② 域名书写：字母，数字连字符，最长不超过63，不区分大小写

③

④ 域名解析

a）自顶向下，首先由本地域名服务器请求，可有服务器和本级建立高速缓存技术，提高效率，b）递归解析（一次解析全部）反复解析（一级级解析）

c）

4．远程登录Telnet（1）采用客户机/服务器模型

（2）通过TCP连接（可靠的，端口号23）（3）网络虚拟终端NVT统一不同格式 5．FTP服务

（1）采用C/S服务

（2）双重连接：控制连接、数据连接（1、主动模式—服务器主动，使用PORT，默认

2、被动模式使用PASV）

（3）命令与应答采用7为ASCLL码，每个命令由4个大写字符组成，（4）服务器响应状态码：200（就绪），452（文件写错）（5）文本文件传输、二进制文件传输（图像文件）（6）用户接口

① 传统FTP ② 浏览器

③ FTP下载工具（断点续传，高速）

（7）访问控制：利用账号控制访问权限，需要先登录 ① 匿名账号：用户名：Anonymous

密

码：guest 6．电子邮件（TCP连接）（1）C/S模式

（2）SMTP（简单邮件传输协议）：发邮件（3）POP3（邮件协议）：读邮件 7．WEB服务（TCP连接）

（1）以HTML和HTTP为基础，提供统一的图形用户界面（2）HTTP请求服务全过程：连接，请求，应答，关闭（3）HTML语言：不区分大小写

（4）安全性：ca安全认证，安全套接层SSL

安全控制级别：IP地址限制、用户验证、WEB权限、NTFS权限

六、新型网络运用

1．即时通信

（1）音频/视频聊天（UDP），应用共享（TCP），文件传输，文件共享，游戏要求，远程助理，白板

（2）通信模式

① C/S（服务器中转）：信息交互需要通过转中服务器 ② P2P—点到点，服务器提供端口号和地址（3）通信协议

① SIP会话初始化协议——可在YCP,UDP上传送

② XMPP——XML是核心，统一的选址方案，客户端简单

a）用户代理，b）代理服务器 c）重定向服务器 d）注册服务器

2．文件共享

（1）网络文件系统NFS——共享目录和文件，与主机和操作系统无关，用mount命令

① 优点：占用磁盘少，Home目录放在服务器（2）Windows NetBIOS协议（3）Windows NetBIOS协议（4）CIFS 锁定和解锁

3．P2P文件共享——起源Napster，之后BT（有中心服务器torrent，用户提供种子）（1）六度分割理论

（2）Mzae（支持及时通信和BBS，支持在线收缩和文件目录，支持多点断电传输）

4．IPTV（1）交互式多媒体，具有交互性和实时性（2）业务：视频点播，直播电视（组播），时移电视（存储文件，采用点播）（3）技术：视频数字化，传输IP化，播发流媒体化

5．VOIP（IP电话）——终端，网关，网守，多点控制单元（1）PC-PC：全双工声卡，相同软件（最早）（2）PC-PHONE（3）PHONE-PHONE:双方配置类似于调制解调器中（4）SKYPE：采用256位的AES加密‘ 6．网络搜索技术

（1）条目包括：标题，摘要，URL（2）搜索引擎：搜索器、索引器、检索器、用户接口

① GOOGLE：分布式爬行系统页面采集技术，页面等级技术，超文本匹配分析技术

② 百度：智能性，可扩展性搜索技术，蜘蛛

七、网络管理与网络安全

1．网络管理——检测和控制（1）对象：硬软件资源

（2）目标：网络质量，稳定运转，异种设备，安全，成本低，业务不单一（3）功能：配置管理，故障管理，计费管理，性能管理，安全管理

① 配置：辨别，定义，控制，监视网络对象，使网络性能达到最优 ② 故障：发现和排除故障，故障管理，恢复，预防 ③ 性能：维护网络质量和运行效率 ④ 安全：隐蔽性，认证，完整性（4）模式

① 集中式：至少有一个管理站

② 分布式：不考虑拓扑结构，分散收集数据（5）协议

① SNMP（简单网络管理协议）：包含代理，收集数据方法——轮询（缺乏实时性）、基于中断（实时性强，但信息量大）

② CMIP（公共管理协议）：所有功能映射到应用层，采用报告机制。及时性强，但复杂费用高

2．网络安全

（1）真实性、保密性、完整性、可用性、不可抵赖性、可控制性、可审查性（2）策略——先进技术、严格安全管理、法律约束、安全教育（3）安全等级：

① D1（客户机系统DOS,WINDOWS3X.WINDOWS9X），C1，C2（服务器linx.)，B1，B2，B3，A1 ② 中国：五个级别

a）自主保护级

b）指导保护级（一定危害）c）监督保护级（较大危害）d）强制保护级（严重危害）e）专控保护剂（特大危害）

（4）目的：存储安全、传输安全（5）安全框架：

① 安全攻击（被动—预防、主动—检测、服务攻击、非服务攻击—利用漏洞—源路由攻击和地址欺骗）

② 安全机制 ③ 安全服务（6）安全模型：必须有可信第三方，提供总裁

① 安全服务四方面：安全传输、信息保密、分配和共享秘密信息、通信协议 ② 威胁：信息访问威胁、服务威胁

3．加密技术

（1）编码特征：加密算法（代换、置换）、密钥数、处理明文方法（分组密码、流密码）

（2）密码分析：密码分析攻击、穷举攻击（3）对称密码：

① DES（数字加密算法）：64明文，56密钥，置换——NIST ② 三重DES：多个密钥，三次加密，速度慢 ③ AES（高级加密标准）：密钥长度128、192、256、分组长度128位 ④ Blowfish:分组长度64位，密钥可变。置换和代换 ⑤ RC5：分组和密钥都可变（4）非对称密码：

① 加密密钥和解密密钥不相同，但相关 ② 应用：

a）加密/解密 b）数字签名 c）密钥交换 ③ RSA a）既能用于加密，也能用于数字签名

b）分组密码：明文密文均是0—(N-1),N为1024或309十进制 ④ ELGAMA算法

a）基于离散对数的公钥密码体质，椭圆曲线加密体现 b）密文长度是明文两倍 c）基于背包问题

（5）密钥管理

① 分发：密钥分发中心（KDC）② 密钥认证：

a）认证中心CA（1.认证身份

2.颁发证书—数字签名，全球唯一性）——可以从任何地方发出

b）消息认证：证实信息的源和宿，比否被修改，完整性 i来源

ii完整性——认证码、篡改检验码 iii序号和时间

iv模式：单向，双向

v认证函数：加密函数、认证码、散列函数

c）数字签名——加密的消息摘要，附在消息后，防止抵赖 i使用公钥密码体制

d）身份认证——

1、能识别

2、只能识别，没有其他作用 i口令认证——S/Key协议、令牌口令认证方案 ii持证认证 iii生物认证 e）认证技术 i一次一密——请求应答机制、询问应答机制 iiX.509认证协议：公钥加密

iiiKerberos认证技术——美国麻省，为TCP/IP网络，可信第三方鉴别协议，对称密钥机制，一般采用DES算法，与网络上每个实体密钥不同

4．安全技术应用（1）安全电子邮件

① PGP——鉴别、机密性、压缩、电子邮件兼容性、分段

a）数字签名：DSS/SH或RSA/SHA b）报文加密：，没有AES c）压缩：ZIP d）兼容：64-BASE e）分段：支持分段和重新装备

f）四种密钥：一次性会话的常规密钥、公开密钥、私有，密钥、基于口令短语的常规密钥，PGP安装后，为用户产生一个公共密钥对

② S/MIME a）功能：加密、签名、透明签名（签名数据形成内容）、签名并加密

（2）网络层安全：IPSEC ① 身份验证头（AH）封装安全负责（ESP）② 建立网络逻辑连接，安全协定（SA），单工

③ AH：提供身份认证和数据完整性，没有提供秘密性。AH头在原有IP数据报数据（TCP或UDP）和IP头之间

a）IP头+AH头+TCP或UDP ④ ESP：提供身份认证和数据完整性，密码性。比AH更复杂

a）IP头+ESP头+TCP或UDP+ESP尾+ESP身份认证

（3）WEB安全

① 服务器安全 ② 浏览器安全

③ 服务器英语浏览器之间网络通信安全

a）分为：网络级IPsec、传输级（在TCP上实现。安全套接触SSL，运输层安全TLS）、应用级（安全电子交易SET）

5．入侵与防火墙（1）入侵

① 入侵者：假冒者、非法者、秘密用户 ② 入侵检测技术

a）统计异常（阀值检测——阀值和时间区、基于轮廓——刻画过去行为）b）基于规则的检测（异常检测、渗透鉴别——依赖专家系统）c）分布式入侵检测（局域网）

（2）防火墙

① 目标：内外通信量都必须经过防火墙、只有被授权通信才能过、对呀渗透免疫

② 特性：服务控制、方向控制、用户控制、行为控制 ③ 功能：

a）定义单个阻塞点

b）提供安全与监视有关事情的场所 c）可用于IPSEC平台

④ 分别：包过滤服务器、应用级网关、电路级网关、堡垒主机

6．病毒

（1）特点：不是独立存在、破坏性、传染性和潜伏性（2）一般在可执行程序头部，程序调用时，先执行病毒（3）病毒获得系统入口，会感染所有可执行病毒（4）常见病毒：

① 宏病毒 ② 电子邮件

第二篇：四级网络工程师笔记

第一单元 网络系统结构与设计的基本原则

第一章 网络系统结构与设计的基本原则

局域网可以分为 共享局域网与交换局域网。

城市区域网络简称为城域网。城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络。广域网又称为远程网。

计算机网络从逻辑功能上可以分为资源子网 和 通信子网。

终端是用户访问网络的界面。

接口报文处理机（Interface Message Processor，IMP）是路由器的雏形。

构成现代网络系统的基本单元是互联的广域网，城域网, 局域网。

在广域网的发展过程中，可以用于构成广域网的典型网络类型和技术主要包括： *公共电话交换网 PSTN

*综合业务数字网 ISTN

*数字数据网 DDN

*X.25 分组交换网1974 年出现

*帧中继 FR

*异步传输模式 ATM

*GE 千兆以太网 与 10GE的光以太网

20世纪80年代，光波分复用WDN技术已在网络中使用。

应用时推动局域网技术发展的真正动力。

现实意义上的城域网一定是能够提供高传输速率和保证服务质量（QoS）的网络系统。三个平台与一个出口，即网络平台，业务平台，管理平台与城市宽带出口。

网络平台的层次结构：

核心交换层主要承担高速数据交换的功能，汇聚层主要承担路由与流量汇聚的功能，接入层主要承担用户接入与本地流量控制的功能。

核心交换层的基本功能：

1将多个汇聚层连接起来，为汇聚层的网络提供高速分组转发，为整个城域网提供一个高速，安全与具有QoS保障能力的数据传输环境。

2实现与主干网络的互联，提供城市的宽带IP数据出口。

3提供宽带城域网的用户访问Internet所需要的路由服务。

核心交换层结构设计重点考虑的是它的可靠性，可扩展性与开放性。

边缘汇聚层的基本功能：

1汇接接入层的用户流量，进行数据分组传输的汇聚，转发与交换。根据接入层的用户流量，进行本地路由，过滤，流量均衡，QoS优先级管理，以及安全控制，IP地址转换，流量整形等处理。根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理。

用户接入层解决的是 最后一公里 问题，为它所覆盖范围内的用户提供访问Internet

以及其他的信息服务。

宽带城域网组建的基本原则：可运营性，可管理性，可营利性和可扩展性。

可运营性:核心与关键设备一定要是电信级的。

可管理性：足够的网管能力表现在电信级的接入管理，业务管理，网络安全，计

费能力，IP地址分配，QoS保证等方面。必须具备IP地址分配能力，NAT。

管理和运营宽带城域网的关键技术主要是：带宽管理，服务质量QoS，网络管理，用户管理，多业务接入，统计与计费，IP地址分配与地址转换，网络安全等。

宽带城域网保证服务质量QoS要求的技术主要有：资源预留（RSVP），区分服务（DiffServ），多协议标记转换（MPLS）。

网络管理：带内（以传统的网络电信为基准），带外（利用IP网络及协议进行网络

管理），混合。

用户管理：用户认证与接入管理，计费管理等。

多业务接入：快速方便提供业务，具有接入新业务能力。

统计与计费：利用网络管理协议（SNMP）的管理信息库（MIB）实现。

光以太网的实现形式：基于10GE技术和弹性分组环技术。

可运营光以太网的设备和线路必修符合电信网络99.999%的高运行可靠性。光以太网的造价是SONET的1/5,是ATM的1/10。

IEEE已经对速率从10Mbps，100Mbps，1 Gbps，10 Gbps的以太网技术标准化了，100Gbps的以太网技术标准正在研究之中。

弹性分组环：Cisco公司提出的动态分组传送技术，DPT。弹性分组环RPR标准的IEEE802.17工作组于2001年1月成立。

环形结构是目前城域网的主要拓扑构型。

弹性分组环RPR才用双环结构，与FDDI结构相同。两个RPR结点之间的裸光纤的最

大长度可以达到100km，顺时针传输的叫外环，逆时针传输的叫做内环。内外环都可以用统计复用的方法传输IP分组，同时实现“自愈环”功能。内外环都可以传输数据分组与控制分组。每一个结点都可以使用两个方向的光纤与相邻的结点通信。

RPR环中每一个结点都执行SRP公平算法。

RPR采用自愈环的设计思想，能够在50ms的时间内，隔离出现故障的结点与光纤段。20世纪80年代，ISDN用一对双绞线实现了传输速率为144kbps，传输距离为6000m的数据传输，它将144kbps分为两个64kbps的交换B信道和一个16kbps的信令D信道。

ADSL技术提供非对称带宽特性，上行速率在64kbps~~640kbps，下行速率在500kbps~~7Mbps。

光纤同轴混合网HFC是一个双向传输系统，光纤节点通过同轴电缆下引线可以为

500~2000个用户服务。

电话拨号上网的速率一般是33.6kbps~56.6kbps。

ADSL数据专线上网传输数率是1.8Mbps，传输距离不超过5km。

电缆解调器 Cable Modem上行信道采用的载波频率范围在5MHz~42MHz，上行

信道带宽一般在200kbps~10Mbps。下行信道采用的载波频率范围

450MHz~750MHz,带宽一般在10Mbps~36Mbps。

现代光纤传输系统单个波长的传输速率达到10Gbps，而密集波分复用DWDM在一

根光纤上课承载64个波长。

OC-3速率为155.520Mbps

无线接入技术主要有：802.11无线局域网（Wi-Fi），802.16无线城域网，Ad hoc。在无线宽带接入网中，远距离采用802.16（10~66GHz）标准的WiMAX技术，可

以再50km内提供最高70Mbps的传输速率，近距离采用802.11标准的无线局域网。802.16重点在局域网范围的移动结点通讯问题，802.16重点在于解决建筑物之间的数据通信问题。

802.11定义了使用红外，跳频，扩频，与直接序列扩频技术，传输速率为1 Mbps或

者2 Mbps。

802.11a 将传输速率提高到54Mbps。

802.11b定义了使用直接序列扩频技术，传输速率为1Mbps，2 Mbps，5.5 Mbps与11

Mbps的无线局域网标准。

802.16是一个点对多点的视距条件下的标准，用于大量数据接入。

802.16a增加了非视距和对无线网格网结构的支持。

802.16和802.16a修改后统一命名为802.16d于2004年5月正式公布。

推动无线网格网WMN发展的直接动力是Internet接入的应用需求。

第四章 路由设计基础

路由选择算法的主要参数：1跳数，2带宽，3延时，4负载，5可靠性，6开销 T1链路的传输速率为1.544Mbps。

路由选择的核心是路由选择算法。

路由表可以分为静态路由表和动态路由表。

自治系统内部路由成为域内路由选择，外部成为域间路由选择。路由协议分为两大类：内部网关协议（IGP），外部网关协议（EGP）。内部网关协议主要有：路由信息协议（RIP）,开放最短路径优先协议（OSPF）。外部网关协议主要有：边界网关协议（BGP）

RIP:一般少于15跳。

OSPF:最主要特征是使用分布式链路状态协议，而RIP是用的是距离向量协议。要求当链路状态发生变化时用 洪泛法 想所有路由器发送此消息，而RIP只向自己相邻的几个路由器交换路由信息。所有路由器最终都能建立一个链路状态数据库，实际上就是全网的拓扑结构，并在全网范围内保持一致。OSPF协议将一个自治系统划分为若干个区域，每一个区域有一个32位的标识符，一个区域内的路由器不超过200个。

BGP-4:采用了路由向量路由协议，刚运行时与相邻边界路由器交换整个BGP路由表，但以后只需要在发生变化时更新有变化部分。

BGP路由选择协议的四种分组：打开（open）分组，更新（update）分组是 核心，保活（keepalive）分组，通知（notification）分组。BGP发言人可以用更新分组撤销它以前曾经通知过的路由，也可以宣布增加新的路由，撤销路由可以一次撤销多条，而增加新路由时，每个更新报文只能增加一条。

第六章交换机及其配置

如果数据帧的目的地址与源地址处于交换机同一个端口号，则数据帧被拒绝转发，交换机将该数据帧丢弃。

（Content-Addressable-Memory）CAM就是保存交换表的一个高速缓存。显示交换表命令：特权模式下：大型交换机show cam dynamic小型交换机show mac-address-table 交换机的四种交换结构：软件执行交换结构，矩阵交换结构，总线交换结

构，共享交换结构

交换机的交换模式：交换机有静态交换和动态交换两种模式。

动态交换模式有储存转发和直通两种，直通交换模式又有快速转发和碎片丢弃两种。

第三篇：四级网络工程师考纲

全国计算机等级考试四级网络工程师考试大纲

全国计算机等级考试四级计算机网络考试大纲(2013年版)基本要求

1.理解计算机网络的基本概念。2.掌握局域网的基本工作原理。3.掌握 TCP / IP 及其相关协议。4.掌握 Internet 基本服务类型。5.掌握较为新型的网络技术应用。6.理解网络管理与网络安全原理。

考试内容

一、网络技术基础

1.计算机网络的形成与发展。2.计算机网络的基本概念。3.分组交换技术。4.网络体系结构与网络协议。5.互联网应用的发展。

二、局域网技术

1.局域网与城域网的基本概念。2.共享式以太网。3.高速局域网的工作原理。4.交换式局域网与虚拟局域网。5.无线局域网。

三、Internet 基础

1.Internet 的构成与接入。2.IP 协议与服务。3.IP 地址与 IP 数据报。4.差错与控制报文。5.路由与路由选择。6.组播技术。7.IPv6 协议。8.TCP 协议和 UDP 协议。9.NAT 的基本工作原理。

四、Internet 基本服务

1.应用进程通信模型。2.域名系统。3.远程登录服务。4.FTP 服务。5.电子邮件系统。6.Web 服务系统。

五、新型网络应用

1.即时通信系统。2.文件共享系统。3.IPTV。4.VoIP。5.网络搜索技术。6.社交网络应用。

六、网络管理与网络安全

1.网络管理。2.网络安全基础。3.加密技术。4.认证技术。5.安全技术应用。6.入侵检测与防火墙。7.计算机病毒。

考试方式

上机考试,总分 50 分,与四级其他一门课程合计考试时长 90 分钟。题型及分值:单选题 30 分,多选题 20 分。262

全国计算机等级考试四级操作系统原理考试大纲（2013 年版）基本要求

1.掌握操作系统的基本概念、基本结构及运行机制。2．深入理解进程线程模型，深入理解进程同步机制，深入理解死锁概念及解决方案。3．掌握存储管理基本概念，掌握分区存储管理方案，深入理解虚拟页式存储管理方案。4．深入理解文件系统的设计、实现，以及提高文件系统性能的各种方法。5．了解 I/O 设备管理的基本概念、I/O 软件组成，掌握典型的 I/O 设备管理技术。6．了解操作系统的演化过程、新的设计思想和实现技术。考试内容

一、操作系统概述

1．操作系统基本概念、特征、分类 2．操作系统主要功能 3．操作系统发展演化过程，典型操作系统 4．操作系统结构设计，典型的操作系统结构

二、操作系统运行机制

1．内核态与用户态 2．中断与异常 3．系统调用接口 4．存储系统 5．I/O 系统 6．时钟（Clock）

三、进程线程模型

1．并发环境与多道程序设计 2．进程的基本概念，进程控制块（PCB）3．进程状态及状态转换 4．进程控制：创建、撤消、阻塞、唤醒，fork()的使用 5．线程基本概念，线程的实现机制，Pthread 线程包的使用 6．进程的同步与互斥：信号量及 PV 操作，管程 7．进程间通信 8．处理机调度

四、存储管理方案

1．存储管理基本概念，存储管理基本任务 2．分区存储管理方案3．覆盖技术与交换技术 4．虚存概念与虚拟存储技术 5．虚拟页式存储管理方案

五、文件系统设计与实现技术

1．文件的基本概念、文件逻辑结构、文件的物理结构和存取方式 2．文件目录的基本概念，文件目录的实现 3．文件的操作，目录的操作 4．磁盘空间的管理 5．文件系统的可靠性和安全性 6．文件系统的性能问题 7．Windows 的文件系统 FAT，UNIX 的文件系统

六、I/O 设备管理

1．设备与设备分类 2．I/O 硬件组成 3．I/O 软件的特点及结构 4．典型技术：通道技术，缓冲技术，SPOOLing 技术 5．I/O 性能问题及解决方案

七、死锁

1．基本概念：死锁，活锁，饥饿 2．死锁预防策略 3．死锁避免策略 4．死锁检测与解除 5．资源分配图

考试方式

上机考试，总分 50 分，与四级其他一门课程合计考试时长 90 分钟。包含：单选题 30 分，多选题 20 分。

第四篇：2012年网络工程师复习资料

第一章 计算机基础知识

一、硬件知识

1、计算机系统的组成包括硬件系统和软件系统

硬件系统分为三种典型结构：(1)单总线结构(2)、双总线结构(3)、采用通道的大型系统结构

中央处理器CPU包含运算器和控制器。

2、指令系统

指令由操作码和地址码组成。

3、存储系统分为 主存-辅存层次 和主存-Cache层次

Cache作为主存局部区域的副本，用来存放当前最活跃的程序和数据。

计算机中数据的表示

Cache的基本结构：Cache由存储体、地址映像和替换机构组成。

4、通道是一种通过执行通道程序管理I/O操作的控制器，它使CPU与I/O操作达到更高的并行度。

5、总线从功能上看，系统总线分为地址总线（AB）、数据总线(DB)、控制总线（CB）。

6、磁盘容量记计算

非格式化容量=面数*(磁道数/面)*内圆周长*最大位密度

格式化容量=面数*(磁道数/面)*（扇区数/道）*（字节数/扇区）

7、数据的表示方法

原码和反码

[+0]原=000…00 [-0]原=100...00 [+0]反=000…00 [-0]反=111…11

正数的原码=正数的补码=正数的反码

负数的反码：符号位不变，其余位变反。

负数的补码：符号位不变，其余位变反，最低位加1。

二、操作系统

操作系统定义：用以控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序的集合。

功能：是计算机系统的资源管理者。

特性：并行性、共享性

分类:多道批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统。

进程：是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。

进程分为三种状态：运行状态（Running）、就绪状态(Ready)、等待状态(Blocked)。

作业分为三种状态：提交状态、后备运行、完成状态。

产生死锁的必要条件：

(1)、互斥条件：一个资源一次只能被一个进程所使用；

(2)、不可抢占条件：一个资源仅能被占有它的进程所释放，而不能被别的进程强行抢占；

(3)、部分分配条件：一个进程已占有了分给它的资源，但仍然要求其它资源；

(4)、循环等待条件：在系统中存在一个由若干进程形成的环形请求链，其中的每一个进程均占有若干种资源中的某一种，同时每一个进程还要求（链上）下一个进程所占有的资源。

死锁的预防：

1、预先静态分配法

2、有序资源使用法

3、银行家算法

虚拟存储器：是指一种实际上并不以物理形式存在的虚假的存储器。

页架：把主存划分成相同大小的存储块。

页：把用户的逻辑地址空间（虚拟地址空间）划分成若干个与页架大小相同的部分，每部分称为页。

页面置换算法有：

1、最佳置换算法OPT；

2、先进先出置换算法FIFO；

3、最近最少使用置换算法LRU；

4、最近未使用置换算法NUR。

虚拟设备技术：通过共享设备来模拟独占型设备的动作，使独占型设备成为共享设备，从而提高设备利用率和系统的效率。

SPOOL系统：实现虚拟设备技术的硬件和软件系统，又Spooling系统，假脱机系统。

作业调度算法：

1、先来先服务调度算法FIFO：按照作业到达系统或进程进入就绪队列的先后次序来选择。

2、优先级调度算法：按照进程的优先级大小来调度，使高优先级进程得到优先处理的调度策略。

3、最高响应比优先调度算法：每个作业都有一个优先数，该优先数不但是要求的服务时间的函数，而且是该作业为得到服务所花费的等待时间的函数。

以上三种都是非抢占的调度策略。

三、嵌入式系统基本知识

定义：以应用为中心，计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应于特定应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的计算机系统。

特点：硬件上，体积小、重量轻、成本低、可靠性高等特点、使用专用的嵌入式CPU。软件上，代码体积小、效率高，要求响应速度快，能够处理异步并发事件，实时处理能力。

应用：从航天飞机到家用微波炉。第二章、计算机网络概论

滑动窗口协议规定重传未被确认的分组，这种分组的数量最多可以等于滑动窗口的大小，TCP采用滑动窗口协议解决了端到端的流量控制。

第2章 协议与体系结构

2-01 网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？

答：在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则。这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。一个网络协议主要由以下三个要素组成：

（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式；

（2）语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答；

（3）同步，即事件实现顺序的详细说明。

对于非常复杂的计算机网络协议，其结构最好采用层次式的。

2-02 试举出对网络协议的分层处理方法的优缺点。

答：优点：（1）可使各层之间互相独立，某一层可以使用其下一层提供的服务而不需知道服务是如何实现的。

（2）灵活性好，当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均不受影响。

（3）结构上可以分割开，各层可以采用最合适的技术来实现。

（4）易于实现和维护。

（5）能促进标准化工作。

缺点：层次划分得过于严密，以致不能越层调用下层所提供的服务，降低了协议效率。

2-03 试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。

2-04 试述具有五层协议的原理网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。

答：综合OSI和TCP/IP的优点，采用一种原理体系结构。各层的主要功能：

物理层 物理层的任务就是透明地传送比特流。（注意：传递信息的物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0层。）物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。

数据链路层 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。

网络层 网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。

运输层 运输层的任务是向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。

应用层 应用层直接为用户的应用进程提供服务。

2-05 试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。

2-06 试将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较。讨论其异同之处。

答：（1）OSI和TCP/IP的相同点是二者均采用层次结构，而且都是按功能分层。

（2）OSI和TCP/IP的不同点：①OSI分七层，自下而上分为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层，而TCP/IP分四层：网络接口层、网间网层（IP）、传输层（TCP）和应用层。严格讲，TCP/IP网间网协议只包括下三层，应用程序不算TCP/IP的一部分。②OSI层次间存在严格的调用关系，两个（N）层实体的通信必须通过下一层（N-1）层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务（这种层次关系常被称为“等级”关系），因而减少了一些不必要的开销，提高了协议的效率。③OSI只考虑用一种标准的公用数据网。

2-07 解释以下名词：

协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户/服务器方式。

答：协议栈——协议套件又称为协议栈，因为它由一系列的子层组成，各层之间的关系好像一个栈。

实体（entity）——用以表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。

对等层与协议——任何两个同样的层次（例如在两个系统的第4层）之间，好像将数据（即数据单元加上控制信息）直接传递给对方。这就是所谓的“对等层”（peer layers）之间的通信。我们以前经常提到的各层协议，实际上就是在各个对等层之间传递数据时的各项规定。

服务访问点SAP——是相邻两层实体交互的一个逻辑接口。

协议数据单元PDU——各层的数据单元

服务数据单元SDU——各层之间传递数据的单元

客户-服务器模型——大部分网络应用程序在编写时都假设一端是客户，另一端是服务器，其目的是为了让服务器为客户提供一些特定的服务。可以将这种服务分为两种类型：重复型或并发型。客户机是主叫方，服务器是被叫方。

2-08 面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么？

答：面向连接服务在数据交换之前必须先建立连接，保留下层的有关资源，数据交换结束后，应终止这个连接，释放所保留的资源。而对无连接服务，两个实体之间不建立连接就可以通信，在数据传输时动态地分配下层资源，不需要事先进行预保留。

2-09 协议与服务有何区别？有何关系？

答：协议是水平的，服务是垂直的。

协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间的通信的规则。服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

协议与服务的关系

在协议的控制下，上层对下层进行调用，下层对上层进行服务，上下层间用交换原语交换信息。同层两个实体间有时有连接。

第三章 数据通信基础

一、数据通信的主要技术指标

传输速率 S=(1/T)log2N

T—信号脉冲重复周期或单位脉冲宽度

n—一个脉冲信号代表的有效状态数，是2的整数值

log2N—单位脉冲能表示的比特数

信道容量：表征一个信道传输数据的能力。单位：bps

信道容量的计算：

无噪声 C=2H =2Hlog2N(奈奎斯特定理)

H—信道带宽

N—一个脉冲信号代表的有效状态数

有噪声 C=Hlog2(1+S/N)(香农公式)

H—信道带宽 S—信号功率 N—噪声功率

dB=10log10S/N，当S/N=1000时，信噪比为30dB

二、数据交换方式

延迟的计算：

1、电路交换

总延迟=链路建立时间+线路延迟+发送时长

2、虚电路分组交换

总延迟=链路建立时间+(每个分组在交换结点延迟+每个分组线路延迟+每个分组发送时长)*分组数

3、数据报分组交换

总延迟=(每个分组在交换结点延迟+每个分组线路延迟+每个分组发送时长)*分组数

三、信号传输

a、模拟信号→模拟传输

b、模拟信号→数字传输 需要编码解码器（Codec），模拟数据数字化分为三步：采样、量化、编码 采样：对于连续信号是通过规则的时间间隔测出波的振动幅度从而产生一系列数据。量化：采样得到的离散数据转换成计算机能够表示的数据范围的过程，即将样值量化成一个有限幅度的集合X（nT）。编码：用一定位数的二进制数来表示采样所得脉冲的量化幅度的过程。常用编码方法有PCM脉冲编码调制。

c、数字信号→数字传输 常用编码：归零码、不归零码、曼彻斯特码、差分曼彻斯特码

IEEE802.3以太网使用曼彻斯特编码，IEEE802.5令牌环使用差分曼彻斯特编码，两者的编码效率是50%，FDDI、100BASE-FX使用了4B/5B编码和NRZ-I（不归零码），编码效率是80%。

d、数字信号→模拟传输 需要调制和解调，调制：由发送端将数字数据信号转换成模拟数据信号的过程；解调：在接收端把模拟数据信号还原为数字数据信号的过程，调制的方法：载波的表示--y=A(t)sin(wt+Ф)，分为ASK振幅调制、FSK频率调制、PSK相位调制。

曼彻斯特编码：每比特的1/2周期处要发生跳变，由高电平跳到低电平表示1，由低电平跳到高电平表示0；差分曼彻斯特编码：有电平转换表示0，无电平转换表示1。

四、差错控制

CRC-CCITT G(X)=X16+X12+X5+1 HDLC的帧校验用

CRC-16 G(X)=X16+X15+X2+1

CRC-32 G(X)=X32+…+X+1 用在局域网中

海明码：m+k+1<2k 数据位m，要纠正单个错误，得出冗余位k必须取的最小值。码距为m、n中最小值，它能够发现（码距-1）位错，并可纠正（码距-1-1）位错；比如8421的码距为1。要检测出d位错，码字之间的海明距离最小值应为d+1。

CRC冗余码求法：(1)、如果信息位为K位，则其K-1次多项式可记为K(x)；如信息1011001，则k(x)=x6+x4+x3+1；(2)、冗余位为R位，其R-1位记为R(x)；如冗余位为1011，则R(x)=x3+x+1；(3)、发送信息为N=K+R，多项式为T(x)=Xr*K(x)+R(x)，Xr表示将K(x)向左平移r位；(4)、冗余位产生过程：已知K(x)求R(x)的过程，一般应选一特定R次多项式G(x)(生成多项式)一般先事先商定好的，用G(x)去除Xr*K(x)得余式即为R(x)。R(x)=Xr*K(x)/G(x)；运算规则异或运算，相同取0，不同取1。

五、压缩和解压缩方法

JPEG属于黑白文稿数据压缩系统。二维压缩技术是指在水平和垂直方向都进行了压缩，在压缩算法中属于二维压缩技术的是MR。MMR数据压缩系统是在MR的基础上该进而来的，它主要在压缩效率和容错能力方面进行了改进和提高。下列压缩技术中，MPEG属于动态图像压缩技术。

第4章 数据链路层

4-01 数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别？“电路接通了”与“数据链路接通了”的区别何在？

答：（1）数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输。因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。

（2）“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了。但是，数据传输并不可靠。在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”。此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传等功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输。当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。

4-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能？

答：数据链路层中的链路控制包括链路管理；帧同步；流量控制；差错控制；将数据和控制信息分开；透明传输；寻址等功能。

4-03 考察停止等待协议算法。在接收结点，当执行步骤（4）时，若将“否则转到（7）”改为“否则转到（8）”，将产生什么结果？

答：步骤（4）中，若,表明发送结点队上一帧的确认发送结点没有正确收到，发送结点重传了上一帧，此时接收结点的做法应当是：丢弃该重复帧，并重发对该帧的确认。若改为“转到（8）”，接收结点发送否认帧，则接收结点以为该帧传输错误，则一直重发该帧。

4-04 在停止等待协议算法中，在接收站点，当执行步骤（3）时，若将“否则—－——转到（6）”改为“否则—－——转到（2）”将产生什么结果？

4-05 在停止等待协议算法中，若不使用帧的序号将出现什么后果？

4-06 一个信道速率为4kb/s。采用停止等待协议。传播时延为20ms。确认帧长度和处理时间均可忽略。问帧长为多少才能使信道利用率达到至少50％？

答：当发送一帧的时间等于信道的传播时延的2倍时，信道利用率是50％，或者说当发送一帧的时间等于来回路程的传播时延时，效率将是50％。即20ms*2=40ms。现在发送速率是每秒4000bit，即发送一位需0.25ms。则帧长40/0.25=160bit。

4-07 在停止等待协议中，确认帧是否需要序号？请说明理由。

答：在一般情况下，确认帧不需要序号。但如果超时时间设置短了一些，则可能会出现问题，即有时发送方会分不清对哪一帧的确认。

4-08 试写出连续ARQ协议的算法。

答：连续ARQ协议的工作原理如图所示。

连续ARQ协议在简单停止等待协议的基础上，允许连续发送若干帧，在收到相应ACK后继续发送若干帧，用以提高传输效率。这时ACK及NAK也必须有对应的帧序号，才能够一一对应起来。

在发生差错时丢弃原已发送的所有后续帧，重发差错发生以后的所有帧，相当于完全返回重传。

信道较差时，连续ARQ协议传输效率不高。

4-09 试证明：当用n个比特进行编号时，若接收窗口的大小为１，则只有在发送窗口的大小Wt<=2n-1时，连续ARQ协议才能正确运行。

证明：

（1）显然WT内不可能有重复编号的帧，所以WT≤2n。设WT=2n；

（2）注意以下情况：

发送窗口：只有当收到对一个帧的确认，才会向前滑动一个帧的位置；

接收窗口：只有收到一个序号正确的帧，才会向前滑动一个帧的位置，且同时向发送端发送对该帧的确认。

显然只有接收窗口向前滑动时，发送端口才有可能向前滑动。发送端若没有收到该确认，发送窗口就不能滑动。

（3）为讨论方便，取n=3。并考虑当接收窗口位于0时，发送窗口的两个极端状态

状态1：

发送窗口：0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

全部确认帧收到接收窗口：0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

状态2：

发送窗口：0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

全部确认帧都没收到接收窗口：0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

（4）可见在状态2下，接收过程前移窗口后有效序列号的新范围和发送窗口的旧范围之间有重叠，致使接收端无法区分是重复帧还是新帧。为使旧发送窗口和新接收窗口之间序列号不发生重叠，有WT＋WR≤2n，所以WT≤2n-1。

4-10 试证明：对于选择重传ARQ协议，若用?n?比特进行编号，则接收窗口的最大值受公式（4-8）的约束。

证明：同上，有，而选择重传ARQ协议中，接收窗口肯定比发送窗口小，故证。

4-11 在选择重传ARQ协议中，设编号用3bit。再设发送窗口Wt=6而接收窗口WR=3。试找出一种情况，使得在此情况下协议不能正确工作。

答：设想在发送窗口内的序号为0，1，2，3，4，5，而接收窗口等待后面的6，7，0。接收端若收到0号帧，则无法判断是新帧还是重传的（当确认帧丢失）。

4-12 在连续ARQ协议中，设编号用3bit，而发送窗口Wt=8。试找出一种情况，使得在今此情况下协议不能正确工作。

答：设想在发送窗口内的序号为0，1，2，3，4，5，6，7。而接收窗口等待后面的0。接收端若收到0号帧，则无法判断是新帧还是重传的（当确认帧丢失）。

4-13 在什么条件下，选择重传ARQ协议和连续ARQ协议在效果上完全一致？

答：当传输误差错时，或者选择重传协议的接收窗口为1时。

4-14 在连续ARQ协议中，若发送窗口Wt＝7，则发送端在开始时叶连续发送7个数据帧。因此，在每一帧发出后，都要置一个超时计时器。现在计算机里只有一个硬时钟。设这7个数据帧发出的时间分别为t0，t1，…，t6，且tout都一样大。试问如何实现这7个超时计时器（这叫软时钟法）？

答：可使用链表实现。

4-15 卫星信道的数据率为1Mb/s。数据帧长为2000bit。忽略确认帧长和处理时间。试计算下列情况下的信道利用率：

（1）停止等待协议。

（2）连续ARQ协议，Wt=7。

（3）连续ARQ协议，Wt＝127。

（4）连续ARQ协议，Wt＝255。

答：使用卫星信道端到端的传输延迟是?250ms-270ms,以1Mb/s发送，2000bit长的帧的发送时间是2000bit/（1Mb/s）=2ms。若用t=0表示开始传输时间，那么在t=2ms，第一帧发送完毕。t=252ms，第一帧完全到达接收方。t=254ms，对第一帧的确认帧发送完毕。t=504ms时带有确认的帧完全到达发送方。因此周期是542ms。如果在504ms内可以发送k个帧（每个帧的发送用2ms时间），则信道利用率是2k/504，因此，（1）停止等待协议，k=1,2/504=1/252。（2）W=7，14/504=7/252（3）W=127，254/504=127/252（4）W=255，2W=510>504，故信道利用率为1。

4-16 试简述HDLC帧各字段的意义。HDLC用什么方法保证数据的透明传输？

答：（1）HDLC帧的格式，信息字段（长度可变）为数据链路层的数据，它就是从网络层传下来的分组。在信息字段的两端是24bit的帧头和帧尾。

HDLC帧两端的标志字段用来界定一个帧的边界，地址字段是用来填写从站或应答站的地址信息，帧校验序列FCS用来对地址、控制和信息字段组成的比特流进行校验，控制字段最复杂，用来实现许多主要功能。

（2）采用零比特填充法来实现链路层的透明传输，即在两个标志字段之间不出现6个连续1。具体做法是在发送端，当一串比特流尚未加上标志字段时，先用硬件扫描整个帧，只要发现5个连续的1，则在其后插入1个0，而在接收端先找到F字段以确定帧的边界，接着再对其中的比特流进行扫描，每当发现5个连续的1，就将这5个连续1后的1个0删除，以还原成原来的比特流。

4-17 HDLC帧可分为哪几个大类？试简述各类帧的作用。

答:在HDLC中，帧被分为三种类型：（1）信息帧用于传输数据的帧，具有完全的控制顺序。（2）监控帧用于实现监控功能的帧。包括接收准备好、接收未准