软考中级网络工程师全面学习笔记第2版(5万字)+配套视频及课件

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了软考中级网络工程师全面学习笔记第2版(5万字)+配套视频及课件相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

作者：BSXY_19计科_陈永跃
BSXY_信息学院
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第一版软考中级网络工程师全面学习笔记(近4万字)

第二版说明：
中级网工考试笔记第2版+高清网络协议神图+常见编码图+网工常见诊断命令实践图+配套视频及其课件+相应模拟器和相应资源，由于第二版并没有上传至平台，所以暂目前的话只能进行添加QQ或微信（过一久有时间上传平台）微信号：ych520cyy QQ：3364193252（有偿4.9即可，非诚勿扰，验证消息：“中级网工”）
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软考中级网工考试笔记（涉及表格用图片代替_5万字左右）

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视频及课件说明：课件和视频呢也是别人录制好了的，特别是版本2呢是2018年刚改革之后（第五版教材）的，也是可以看的，内容呢也是依据最近办教材的考纲来录制的，版本1视频同理也是依据最新第五版教材来录制的教学视频。

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第一章 计算机基础知识

一、数据表示

（一）定点和浮点和整数

  • 定点表示法表示的数(称为定点数)常分为定点整数和定点小数两种
  • 定点表示法中，小数点不需要占用一个存储位
  • 浮点表示法用阶码和尾数来表示数，称为浮点数
  • 在总位数相同的情况下，浮点表示法可以表示更大的数
  • 定点整数的最大值为：2n-1-1
  • 定点小数的最大值为：1-2-(n-1)
  • 定点小数精确范围：源码和反码：-(1-2-(n-1) ) ~ 1-2-(n-1)；补码：-1~1-2-(n-1)；

（二）原/反/补码

  • 正数:0；负数:1；原码–>数值的二进制

（三）取值范围

二、逻辑计算机

  • 黑盒测试注重于测试软件的功能性需求，黑盒测试试图发现以下类型的错误：功能错误或遗漏、界面错误数据结构或外部数据库访问错误、性能错误、初始化和终止错误
  • 白盒测试中，白盒可以发现：代码路径中的错误、死循环、逻辑错误
  • 白盒测试方法，应根据程序的内部逻辑和指定的覆盖标准确定测试数据

三、计算机系统的组成与体系

（一）中央处理器CPU

  • ALU运算器、通用寄存器、状态寄存器、程序技术器、累加器等部件都是属于CPU中的部件
  • CPU产生每条指令的操作信号并将操作信号送往相应的部件进行控制
  • 程序计数器PC除了存放指令地址，不可以临时存储算术/逻辑运算结果
  • CPU中的控制器决定计算机运行过程的自动化
  • 指令译码器是CPU控制器中的部件
  • 在CPU中用于跟踪指令地址的寄存器是==(程序计数器（PC）(属于CUP的控制器组成部件)==
  • 通用寄存器常用于暂存运算器需要的数据或运算结果
  • 地址寄存器(MAR)和数据寄存器(MDR)用于访问内存时的地址和数据暂存
  • ==指令寄存器（IR）==用于暂存正在执行的指令
  • 在CPU中，常用来为ALU执行算术逻辑运算提供数据并暂存运算结果的寄存器是(累加寄存器)中
  • 计算机CPU对其访问速度最快的是（通用寄存器）
  • 加法器是算术逻辑运算单元的部件
  • 指令系统采用不同的寻址方式的目的是（扩大寻址控件并提高编程灵活性）
  • 为便于实现多级中断嵌套，使用（堆栈）来保护断点和现场最有效
  • CPU的中断响应时间指的是（从发出中断请求到开始进入中断处理程序）
  • 最大吞吐率取决于流水线中最慢一段所需的时间
  • 如果流水线出现断流，加速比会明显下降
  • 要使加速比和效率最大化应该对流水线各级采用相同的运行时间
  • 流水线采用异步控制并不会给流水线性能带来改善，反而会增加控制电路的复杂性

（二）组成原理

  • I/O接口编制分为：统一编制，单独编制。统一编制通过访问内存单元的指令访问I/O接口。单独编制需要设置专门的I/O指令访问I/O接口
  • 在计算机系统中采用总线结构，便于实现系统的积木化构造，同时可以（减少信息传输的数量）
  • 流水线方式不可以提高指令的执行速度
  • 总线宽度是指总线的线数，即数据信号的并行传输能力，也体现总线占用的物理空间和成本；总线的带宽是指总线的最大数据传输率，即每秒传输的数据总量。总线宽度与时钟频率共同决定了总线的带宽
  • 带宽(MB/S）=时钟频率(MHz)/时钟周期×总线宽度(bit)/8
  • 并行总线适合近距离高速数据传输
  • 串行总线适合长距离数据传输
  • 单总线结构在一个总线上适应不同种类的设备，但无法达到高的性能要求
  • 专用总线在设计上可以与连接设备实现最佳匹配
  • 中间代码可以用树和图表示

（三）硬件基础

  • SSD实质上是（Flash）存储器
  • 固态硬盘常见的的接口有：SATA、PCle、M.2
  • (相联存储器)是指按内容访问的存储器
  • 闪存掉电后信息不会丢失、属于非易失性存储器；以块为单位进行删除操作；在嵌入式系统中用来代替ROM存储器

（四）计算机系统基础

  • 计算机指令一般包括操作码和地址码两部分，为分析执行的一条指令，其中操作码和地址码都应存入指令寄存器（IR）中
  • 指令寄存器的位数取决于( 指令字长 )
  • 指令周期：取出并执行一条指令所需时间
  • 总线周期：CPU从存储器或者I/O接口存取一个字节所需时间
  • 时钟周期：CPU处理动作的最小单位
  • 相互关系：一个指令周期可以划分一个或多个总线周期；一个总线周期可以划分几个时钟周期

（五）设备管理

  • 若某计算机系统的I/0接口与主存采用统一编制，则输入操作是通过==（访存）==指令来完成的

四、总线系统

  • 总线系统一把可分为：数据总线DB、地址总线AB、控制总线
  • 广义地讲，任何连接两个以上电子元器件的导线都可以称为总线。通常可分为4类:
  • ①芯片内总线。用于在集成电路芯片内部各部分的连接。
  • ②元件级总线。用于一块电路板内各元器件的连接。
  • ③内总线，又称系统总线。用于构成计算机各组成部分(CPU、内存和接口等)的连接。
  • ④外总线，又称通信总线。用计算机与外设或计算机与计算机的连接或通信。
  • 连接处理机的处理器、存储器及其他部件的总线属于内总线，按总线上所传送的内容分为数据总线、地址总线和控制总线
  • CUP响应DMA请求是在一个总线周期结束时
  • DMA工作方式下，在主存与外设之间建立直接的数据通信
  • 总线：并行总线适合近距离高速数据传输；串行总线适合长距离数据传输；专用总线在设计上可以与连接设备实现最佳匹配

五、指令系统

1、指令由操作码和地址码组成，指令长度分为固定长度和可变长度两种
2、立即寻址：指令的地址码字段给出的不是操作数的地址而是操作数本身。其特点是访问一次存储器就可同时去除指令和操作数
3、变址寻址：操作数的地址由某个变址寄存器的内容和位移量相加
4、直接寻址（寄存器寻址）：指令的地址码字段给出操作数所在存储单元地址（寄存器号）
5、间接寻址（寄存器间接寻址）：操作数的地址是主存（寄存器）中的存储单元的内容

六、CISC与RISC指令

七、计算机分类（Flynn）

八、存储系统

（一）硬盘

  • 磁盘调度管理中，通常先进行移臂调度，再进行旋转调度
  • SSD 固态硬盘的存储介质分为两种，一种是采用闪存（FLASH 芯片）作为存储介质，这种是主流。另 外一种是采用 DRAM 作为存储介质。

（二）Cache

  • Cache的功能：提高CPU数据输入输出的速率，突破所谓的“冯诺依曼瓶颈”，即CPU与存储系统间数据传送宽带限制
  • 在计算机的存储体系中，Cache是访问速度最快的层次
  • 使用Cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理
  • 如果以h代表Cache的访问命中率，t1表示Cache的周期时间，t2表示主存储器时间，以读操作为例，使用“Cache+主存储器”的系统平均周期为t3，则：
  • t3=h×t1+(1-h)×t2
  • 其中（1-h）又称为失效率（未命中率）
  • Cache的设计思想是在合理成本下提高命中率
  • Cache和主存之间的映射交换，由硬件自动完成。

（三）RAID技术

  • RAID 0磁盘利用率100%
  • RAID 1利用率50%，
  • RAID3，磁盘利用率（n-1）/n，有特定的奇偶校验盘，可靠性较高
  • RAID 5磁盘利用率(N-1)/N，N最小取3，没有特定校验盘，校验数据分散存放在各个盘上。可靠性较高。
  • RAID 6磁盘利用率(N-2)/N，N最小为4。
  • RAID10： RAID1 和 RAID0 的结合，先镜像再条带化
  • RAID01：RAID0 和 RAID1 的结合，先条带化再进行镜像

（四）主存储器

  • 主存储器简称为主存、内存，设在主机内或主机板上，用来存放机器当前运行所需要的程序和数据，以便向CPU提供信息。相对于外存，其特点是容量小速度快。
  • 主存储器主要由存储体、控制线路、地址寄存器、数据寄存器和地址译码电路等部分组成。
  • 计算机系统的主存主要是由（DRAM）构成
  • 计算机采用分级存储体系的主要目的是为了解决存储容量、成本和速度之间的矛盾
  • 随机访问存储器(RAM)有两类：静态的(SRAM)和动态的(DRAM), SRAM 比DRAM速度更快，但也贵得多。SRAM用来作为高速缓冲存储器(Cache), DRAM 用来作为主存及图形系统的帧缓冲区。
  • EEPROM是电可擦除可编程只读存储器。
  • SAN是一种连接存储管理子系统和存储设备的专用网络。SAN分为FC SAN和IP SAN，其中FC SAN采用光纤信道技术互联；IP SAN采用以太网技术互联；SAN可以被看作是数据传输的后端网络，而前端网络则负责正常的TCP/IP传输

（五）存储系统的存取方式

（六）内部存储与外部存储

  • 常见的虚拟存储器由（主存-辅存）两级存储器组成
  • 栈区和堆区也称为动态数据区，全局变量的存储空间时候静态数据区
  • 一个运行的程序对应一个进程，需要相应的存储空间；一个进程可以包含一或多个线程

九、磁盘整列RAID

1、RAID0技术：

  • 可以同时对多个磁盘做读写动作，但不具备备份和容错能力，价格便宜，写入速度快，但是可靠性最差，磁盘利用率100%（条带）
  • 优缺点/领域：不会占用太多CPU资源设计、使用和配置比较简单；无冗余，不能用于对数据安全性要求高的环境；视频生成和编辑、图像编辑
    2、RAID1技术：
  • 使用磁盘镜像技术，使用效率不高，但是可靠性高,利用率为50%
  • 优缺点/领域：具有100%数据冗余；开销大，空间利用率只有50%在写性能反面提升不大；金融、财务等高可用、高安全的数据存储环境

十、云计算与系统可靠性

  • 云计算的模式主要有三种：IaaS(基础设施即服务)；SaaS(软件即服务)；PaaS(平台即服务)
  • 失效率:产生故障的概率。
  • 平均无故障时间MTBF :相邻两个故障间隔时间的平均值,越大越好。
  • 平均故障修复时间MTTR :修复一次故障所时间的平均值,越小越好。
  • 可用性:系统的可靠性。

第二章 计算机网络概论

一、计算机网络概论

1．计算机网络是通过通信线路和通信设备连接的许多的分散独立工作的计算机系统，遵从一定的协议用软件实现资源共享的系统
2．组成分为硬件、软件、协议三部分，协议为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合
3．协议分为国际标准OSI/RM七层协议和公认标准TCP/IP四层协议(或五层)。TCP/IP协议簇，包括一系列常用协议

二、计算机网络分类

1．(1)按分布范围：分为局域网、城域网、广域网。(2)按拓扑结构：分为星型、环型、树型等。(3)其他分类：公用网与专用网；通信网ISP与信息网ICP；校园网与企业网；骨干网与接入网；有线网与无线网等
2．局(LAN)、城(MAN)、广(WAN)域网对比

三、网络协议体系结构

1．OSI/RM（开放系统互联参考模型） 七层是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。
2．TCP/IP（因特网传输协议）四层是应用层、传输层、互联网层、网络接口层。也有五层说法，网络接口层分为物理层、数据链路层。


四、计算机网络传输过程

1．网络数据传输过程——解封装、数据封装

第三章 知识产权与标准化

一、知识产权


1．构成保护计算机软件著作权的两部基本法律是：《中华人民共和国著作权》《计算机软件保护条例》

第四章 数据通信基础

一、数据通信

1．基本概念：信源、信道、信宿；数字信号、模拟信号；模拟通信、数字通信（信道中传送）
2．光纤传输测试指标中，回波消耗是指信号反射引起的衰减

二、数据通信计算

1．模拟信道带宽计算：W=f2-f1,其中f1是低频，f2是高频。物理介质做成，带宽就固定了
2．数字信道带宽计算：尼奎斯特定律（无噪声）：
W:带宽 B:码元速率、波特率 n:信号量（位bit） N:码元种类 R:数据速率（bit/s）

  • 码元速率：B=2W
  • 码元种类：n=log2N
  • 数据速率：R=Blog2N=2Wlog2N
  • 对数计算：N=4,log24=log2(22)=2
    3．数字信道带宽计算：香农定律（有噪声）
    C:数据速率 W:信道带宽 S：信号平均功率 N：噪声的平均功率 S/B:信噪比（一般dB表示）
  • 香农定律：C=Wlog2(1+S/N)
  • 信噪比公式：dB=10lg(S/N)
    4．数据速率®=每秒钟传送X个字符×(a+b+c+d)；其中，每秒钟传输的X字符=有效速率/b位数据位；其中B=1/T;1s=106us;eg:周期为125us,即B=1000000/125=8000Hz
    5．采用曼彻斯特编码方式的数字通信中，波特率是数据速率的2倍，曼彻斯特编码    不需要额外传输同步信号
    6．常用单位换算和数据
  • 1B=8b
  • 1s=103ms=106us
  • 通信换算进率1000 1G=1000M 存储换算进率1024 1G=1024M
  • 电缆延迟：200m/us(光速300m/us的70%)(200km/ms,200000km/s)

三、通信传输介质

1．同轴电缆：分为粗同轴电缆、细同轴电缆。传送距离长，信号稳定，常用语电视监视系统，音响设备传送音。数字信号（基带），模拟信号（带宽）
2．光纤（光缆）:分为单模光纤SMF(采用ILD激光二极管)、多模光纤MMF（采用LED发光二极管）对比：单模：高贵细远
3．在FTTx组网方案中的光纤覆盖范围对比：FTTH>FTTB>FTTC>FTTN
4．FTTN(Node)是光纤到节点，FTTC(Curb)是光纤到路边，FTTH(Home)是光纤到用户，FTTZ(Zone)是光纤到小区，FTTB(Building)是光纤到大楼,FTTD(Desk)到桌面,FTTO(Office)到办公室，FTTF(Floor)到楼层
5．无线信道：分无线电波和红外光波

四、数据调制与编码

1．模拟信道调制：分为调幅ASK（高低）、调频FSK（疏密）、调相PSK（屁股）、正交调幅QAM


2．数字信道编码：分为采用（2倍）、量化（等级）、编码（二进制）三个步骤
3．常见调制技术与默认码元数：n=log2N

4．单极性码：正电压表示1，另外一种状态表示0；极性编码：正电压和负电压表示；归零码RZ，有正电平、负电平、零电平，正电平代表1，负电平表示0；曼彻斯特编码：负电平到正电平的跳变代表1，反之代表0，反之亦可；差分曼彻斯特编码：比特开始位置没电平跳变表示1，有电平跳转表示0；双极性编码：零电平代表0，正负电平表示1，连续的1必须跳转
5．单击性码、极性码、双极性码、归零码、双相码、不归零码、曼彻斯特编码(不需要额外的传输同步信号)、差分曼彻斯特编码

6．E1信道的数据速率是（2.048Mb/s），E1的控制开销占2/32,数据开销为30/32,E1基本帧的传送时间为125us,其中每个话音信道的数据速率是(64Kb/s)，有效的是54Kb/s；T1载波的数据速率是==1.544Mb/s
7．==各种编码效率：

  • Manchester编码是一种双相码，运用在不太快以太网中，提供了比特同步信息
  • ==4B/5B效率80%==用于百兆以太网,用于100Base-FX(采用的编码技术为4B/5B+NRZI)、100Base-TX、FDDI
  • 8B/10B效率80% 用于千兆以太网
  • 8B/6T:编码效率为80%，用于100Base-T4
  • 曼码和差分曼码效率50%，曼码用于不太快的以太网，差分用于令牌环网
  • BAMI:2/3
  • NRZI:100%

五、数据通信方式

1．通信方向：单工（电视）、全双工（手机）、半双工（对讲机）
2．传输方式：异步传输（发邮件什么时候下载都可以，不需要同步）（数据小、距离远、速率慢）、同步传输（两端同时工作）（数据大、距离近、高速率）

六、数字传输标准

1．T1标准：1.544Mbps、125us=8000次。1.544Mbps=[24*(7+1)+1]8000。T2=4T1;T3=7T2;T4=6T3(T476)（美国和日本采用的标准）
2．E1标准（时分复用TDM）：2.048Mbps、125us=8000次。2.048Mbps=3288000。CH0和CH16控制信令，30个话音数据。E2=4E1;E3=4E2;E4=4E3(口诀：E444)（中国和欧洲）
3．SONET标准(美国制定)和SDH标准(国际标准)：用于光纤网络。155.520（OC-3:155.520 155Mbps;OC-12:155.5204 4*155Mbps；OC-1:OC-3除以3）

七、数据交换技术

1．电路交换：优点：独占性、实时性，适合传输大量的数据；缺点：需建立一条物理连接，利用率低（早期的电话系统）
2．报文交换：优点：不需要专用通达，线路利用率高，存储转发节点可校验纠错；缺点：有通信时延。比如物流包裹
3．分组交换：优点：利用率更高、可选路径、数据率转换、支持优先级；缺点：时延、开销大。比如邮局寄信。又分为数据报和虚电路
4．

  • 分组数据报：单向传送、无连接的。如普通信
  • 分组虚电路：交互式、逻辑链接。如挂号信

八、多路复用技术

1．频分复用FDM：不同的频率，子信道隔离频带防串扰，如CATV，WIFI。
2．时分复用TDM：不同的时间，轮流占用，如手枪、手机。分为同步时分T1、E1； 统计时分，如ATM。
3．波分复用WDM：不同的波长，如光纤。

九、数据检错纠错

1．检错码：奇偶校验看1的个数是奇数/偶数。只能检错不能纠错。移动通信广泛采用。
2．海明码是一种可以纠正错误的差错编码；循环冗余校验码只能检测出错误，而不能纠正错误；奇偶校验码在1的个数的奇偶性没有发生变化时是检测不出错误的。
3．一对有效码字之间的海明距离是( 两个码字之间不同的比特数 )
4．海明码：在数据位m后面增加冗余校验位k，组成信息m+k，则满足m+k＜2k-1可纠正一位错误(一位一位纠正可）。不但检错还能纠错。

  • 码距d:也叫海明距离，两个码字之间不同的最小的位数（比特数）
  • 可以查出多少位错误：≤d-1
  • 可以纠正多少位错误：<d/2
    5．CRC码：冗余循环校验码，是一种循环码，通过循环位移，实现检错，硬件容易实现，广泛用于于局域网。只能检错不能纠错

第五章 广域通信网

一、广域网概念和分类

1．广域网是指长距离跨地区的各种局域网、计算机、终端互联在一起，组成一个资源共享的通信网络。
2．传统广域网和现代广域网

3．X.25、FRN、ATM：分组交换；ADSL用于连接公共交换电话网PSTN：电路交换网
4．无光源网络：

二、公共交换电话网PSTN

1．公共交换电话网PSTN：利用电话线上网，早期是电话+“猫”拨号上网。
2．调制解调器Modem：俗称“猫”，作用是把电话线里面的模拟信号和数字信号互相转换，V.90标准可以达到56Kb/s。（电话猫、电视猫、电力猫、光纤猫等）
3．数据终端设备DTE，如用户的计算机、电话等。数据电路设备DCE，如调制解调器。DTE和DCE两端要同步

三、公共数据网X.25

1．X.25使用分组交换，分为三层：物理层、链路层、分组层。对应于OSI的低三层。采用虚拟电路、面向连接的。采用后退N帧ARQ、滑动窗口默认2。
2．流量控制技术：协调收发端流量。==假设没有传输错误的流控技术：==停等协议。发送一帧，等到应答，再发送；如果不应答，一直等。类似银行柜台存钱，一个个存钱
3．==假设没有传输错误的流控技术：==滑动窗口协议。连续发送多个帧而无需应答。类似银行ATM机，一沓一沓存钱
4．差错控制技术：检查和纠正传输错误。

  • ①肯定应答：收到肯定应答信号ACK继续发送。
  • ②否定应答重发：收到否定应答信号NAK重发出错帧。
  • ③超时重发：超过规定时间重发该帧。这种技术称为自动请求重发ARQ。
    5．ARQ分为三种：停等ARQ、选择重发ARQ、后退N帧ARQ。
  • 停等ARQ：是停等流控和ARQ结合。类似银行柜台存钱，手续齐全办理，叫号等时间长下一位，忘带身份证不办理。
  • 选择重发ARQ：是滑动窗口和ARQ结合。类似银行ATM一沓一沓存钱，这张是假币，选择这一张重发。如卫星通信
  • 后退N帧ARQ：也是滑动窗口和ARQ结合。类似银行验钞机一沓一沓数钱，这张是假币，选择这一张包括后面的都要重发
    6．各种流控和差错利用率计算如下。
  • ①常数a值的计算：a=(d/v)/(L/R)=(RT)/L=(Rd/v)/L
    R=数据速率，d=线路长度，v=传播速度，L=帧长，T=传播迟延
  • ②效率E值的计算：停等协议：E=1/(2a+1)
    滑动窗口：E=W/(2a+1
  • ③窗口W值的计算：选择ARQ：W≤2k-1
  • 后退ARQ：W≤2k-1
  • 高级数据链路控制协议HDLC：面向比特的。通常使用CRC-16、CRC-32校验。帧边界01111110 “两头踢皮球”。用户数据字段INFO大小.不固定固定大小的滑动窗口协议用在数据链层的HDLC中
  • HDLC协议中，帧的编号和应答存放在控制字段中
  • 在HDLC协议中，如果监控帧中采用SERJ应答，表明差错控制机制为选择重发/选择性拒接ARQ
  • 00–接收就绪(RR)；01–拒接(REJ)；10–接收未就绪；11–选择拒接(SREJ）
  • 采电HDLC协议进行数据传输时，RNR5表明下一个接收的帧编号应为5，但接收器末准备好，暂停接收

四、帧中继网FR

1．帧中继FR是X.25演变改进的。

  • 工作在OSI的低两层，即物理层和链路层。
  • 在第二层建立虚电路（与X.25一样，也支持永久虚电路PVC和交换虚电路SVC），承载数据业务，因而第三层被简化了。也是分组交换。
  • 提供面对连接的服务；一种高效的数据链路技术；利用了光纤通信和数字网络技术的优势
  • FR只做检错，不再重传，没有流控，只有拥塞控制，检错交高层。
    2．帧中继主要优点有
  • 基于分组（帧）交换的透明传输，可提供面向连接的服务
  • 帧长可变，长度可达1600~4096字节，可以承载各种局域网的数据帧。
  • 数据速率可这2~45Mbps
  • 既可以接需要提供带宽，也可以应付突发的数据传输
  • 没有流控和重传机制，开销很少

五、综合业务数据网ISDN

1．综合业务数据网ISDN：基于电路交换，把数据、声音、视频信号三合一传输。

  • ISDN两种速率：
    N-ISDN基本速率BRI(2B+D)(主要是家庭)(144Kb/s)
    N-ISDN基群速率（主速率接口）PRI(30B+D)(主要是企业)(2048Kb/s)（组成ISDN称为：B-ISDN PRI（宽带-ISDN-基群速率））（B代表宽带，N代表窄带）
  • B信道数据信道；D信道控制信道
    2B+D=264+16=144Kb/s
    30B+D=30    64+64=1.984Mb/s（近似E1）

六、异步传输模式ATM

1．异步传输模式ATM:最早是B-ISDN标准的一部分，分为四层模式

2．ATM规定了4类用户业务：
3．VPI用来表示不同虚拟路径，CIR用来约束数据速率
4．ATM采用53字节信元分组交换，使用统计时分TDM。采用双绞线或光纤，典型数据速率155M，面向连接，使用虚电路的虚通路VPI和==虚信道VCI
5.ATM业务类型

第六章 局域网和城域网

一、局域网体系和标准

1、局域网的概念：单一机构拥有计算机网络，中等规模地理范围，实现设备互联、信息交换和资源共享
2、LAN/MAN的IEEE802标准，重点掌握：802.3(CSMA/CD)、802.11(无线局域网)、802.16(无线城域网)

3、CSMA/CD是IEEE802.3的核心算法
4、IEEE802.3规定的最小帧长为64字节
5、城域网的特征：以光传输网为基础；融合无线城域网；支持电信、电视与IP业务
6、城域网管理中：利用传统电信网进行的网络管理称为“带内”管理；利用IP协议进行的网络管理称为“带外”管理；汇聚层以下采用带内管理
7、802.11在MAC层采用了CSMA/CA算法

二、数据链路LLC和MAC

1、逻辑链路控制LLC：目的是屏蔽不同的介质访问控制方法，以向高层(网络层)提供统一的服务和接口。LLC地址是SAP(服务访问点)。这个标准与HDLC是兼容的，无帧校验字段，放到了MAC层。同时提供目标地址和源地址字段。

当源地址/目的地址中：I/G=0是单地址，等于1是组地址；
当控制字段中C/R=0是命令，等于1是响应
在LLC2中，管理帧I：信息；管理帧中RR:接收准备好；RNR接收未准备好；REJ:拒接
2、介质访问控制MAC：其中，长度字段表示数据实际长度，最大1500。同时还可以表示上层协议类型，1501以上的值,如图是以太网帧格式：

其中长度：可以表示数据字段长度也可以表示上层协议的类型
3、MAC地址：采用16进制数表示，共6B(48位),有IEEE和厂家烧制到网卡上
4、以太网结构中填充字段的作用是保持最小帧长
5、CSMA/CD协议：载波监听多路访问/冲突检测。是分布式介质访问控制方法

6、最小帧长计算：为了检测到冲突。L=2R×d/v其中，R为网络数据速率，d为最大段长，v为信号传播速度。
7、二进制后退指数算法

  • 考虑网络负载变化；
  • 后退次数和负载大小有关。
  • 重发次数最大为16，然后上报高层协议。

三、交换式以太网

1、概念:以太网：早期的802.3局域网，10Mbps。来源于光在空气中传播的介质“以太（ether）”，由此得名“以太网”寓意无处不在的网络。
2、交换式以太网核心部件是交换机，有一个高速底板，插上一些插槽，插槽上有一些连接器，用于连接10M网卡的主机。如：E0/0，F0/1，（插槽/接口）；G0/0/0（插槽/模块/接口）
E：以太网，F：快速以太网，G吉比特以太网
3、以太网采用了二进制指数后退算法，特点是网络负载越重，可能后退的时间越长
4、以太网交换机连接的一组工作站，组成了一个广播域，但不是一个冲突域
5、双绞线分为交叉双绞线和直通双绞线；同种设备连接用交叉双绞线(PC和路由器，服务器与服务器等)；不同种设备用直通线(PC与交换机，服务器与交换机)
6、链路聚合是多个物理链路聚合合成一个逻辑链路

四、高速以太网

1、快速以太网：802.3u标准，速率可到 100M，100Base-T/F规范。FLP快速链路脉冲；T表示非屏蔽双绞线，C表示屏蔽双绞线，F表示光纤


2、千兆以太网：802.3z标准，速率可到 1Gbps，兼容10M/100M以太网。帧突发

3、万兆以太网：802.3ae标准，速率可达万兆（10Gbps），只支持光纤，只支持全双工，不再采用CSMA/CD，可用于城域网


4、光以太网：利用光纤的带宽有事，结合以太网成熟的技术，为新一代的宽带城域网提供技术支持。光以太网具备的特征有：（1）能够根据用户的需求分配带宽；（2）具有认证和授权功能；（3）提供计费功能；（4）支持VPN和防火墙，保证网络安全；（5）支持MPLS,提供QoS服务；（6）方便快速灵活的适应用户和业务的拓展

五、虚局域网VLAN

1、虚拟局域网VLAN概念：根据管理功能、组织机构或应用类型，对物理网络进行分 段而形成的逻辑网络，与用户的物理位置无关
2、不通VLAN在不同广播域，切割广播域，减少广播提高网络性能，增加网络安全，使网络易于维护，更具逻辑性，
3、在运营商中，一般会有多个用户和不同的业务流需要融合。运营商常用外层VLAN区分不同的业务流，在ONU或家庭网关处采用内层VLAN来区分不同的用户；这种处理方式要求运营商网络或用户局域网中的交换机都支持802.1q协议，同时通过802.1ad（运营商网桥协议）来实现灵活的QinQ技术
4、VLAN划分方式：①静态分配VLAN：基于端口。②动态分配VLAN：基于MAC地址(2层)、网络层IP(3层)、规则策略(高层)等。
5、如果校园网中办公室用户没有移动办公的需求，采用基于交换机端口的VLAN划分方法比较合理；如果有的用户需要移动办公，采用基于MAC地址的VLAN划分方法比较合适
6、VLAN划分的好处：①控制网络流量，抑制广播风暴。②提高网络安全性，不同VLAN之间可做控制。③网络管理灵活，用户可以随地接入网络
7、不同VLAN之间通信：需要路由器或三层交换机
8、VLAN标准802.1q(dot1q)：在原来的以太帧中增加了4B的控制信息，其中包含12位VLAN标识符VID。可用4094个VLAN。

9、VLAN两种端口：接入端口Access（通过单个VLAN）和中继端口Trunk（通过多个VLAN）
10、双绞线与光纤：

  • 双绞线：最大衰减值 回波耗损限值 近端串扰衰减值 开路/短路 是否错对
  • 光 纤：最大衰减值 回波耗损限值 波长窗口参数 时延 长度
  • 近端串扰仅用于双绞线测试
  • 波长窗口参数和回波损耗限值仅用于光纤的
  • 最大衰减限指既可是光纤也可是双绞线
    11、VLAN的一些叙述：
  • 一个新的交换机默认配置的是VLAN 1
  • 一个VLAN能跨越多个交换机
  • 各个VLAN属于不同的广播域（一个VLAN就是一个广播域）
  • VLAN对分组进行过滤，增强了网络的安全性
    12、WLAN接入安全控制中，采用的安全措施有SSID访问控制、物理地址过滤、WPA2安全认证、更改默认设置、更新AP
    13、在缺省配置是交换机所有端口属于同一个VLAN中，
    14、VLAN标记中
  • 不同交换机之间的相同VLAN必须通过中继端口连接才能互相通信
  • 交换机根据目标地址和VLAN标记进行转发决策
  • 进入目的网段时，交换机删除VLAN标记，恢复原来的帧结构
  • VLAN标记对用户是透明的
  • VLAN简化了在网络中增加、移除和移动主机的操作
    15、VLAN ID必填，由12bit表示，范围是1-4096,其中1是缺省VLAN,一直存在不能删除；1-1000可用于以太网，1002可用于FDDI和令牌环，1025-4096是扩展的VLAN ID

六、局域网互联

1、局域网互联设备：2层网桥（生成树、源路由）、3层交换机、路由器。网桥要求3层以上协议相同，1、2层协议不同可互联。

2、网桥如果从端口收到一个数据帧，则将其源地址记入该端口的数据库的方式来知道网络端口连接了哪些网站；当网桥连接的局域网出现环路时，运行生成树协议阻塞一部分端口

七、生成树网桥

1、生成树网桥：又叫透明网桥，IEEE802.1d，生成树算法。基本思想是在网桥之间传递BPDU，比较参数，根据STP打开好端口，阻塞差端口，沿着好的端口建立路径。边走边拐弯。用于以太网。

2、生成树网桥步骤：①确定根桥②确定根端口③确定指定桥④确定指定端口⑤阻塞剩余端口⑥形成无环网络(上图)
3、出现像以上路由环路可能会产生：（1）广播风暴 （2）MAC地址表不稳定 （3）帧复制的现象
4、生成树网桥计算数据：

  • 确定根桥ID：优先级+MAC地址，都选最小(网桥ID由2字节的网桥优先级和6字节的MAC地址组成)
    优先级0~65535，默认32768(±4096)
  • 确定根端口：优先级+编号，都选最小的
    优先级0~255，默认128
  • 三小原则：优先级、MAC地址、通路费用
  • 最小交换机ID（BID或桥ID）就包含了优先级和MAC地址两个参数了
    5、生成树端口的四种状态：
  • Blocking(阻塞)：接收BPDU，不学习MAC地址，不转发数据帧。20S
  • Listening(侦听)：接收BPDU,==不学习MAC地址，不转发数据帧，但交换机向其他交换机通告该端口，参与选举根端口或指定端口
  • Learning(学习)：接收BPDU,学习MAC地址，不转发数据帧。
  • Forwarding(转发)：正常转发数据帧。
  • 阻塞→20秒→侦听→15秒→学习→15秒→转发
    6、生成树种类和标准：
  • 多生成树MSTP-IEEE 802.1s
  • 快速生成树RSTP-IEEE 802.1w
  • 生成树STP-IEEE 802.1d
  • 端口认证 基于用户-IEEE 802.1x(基于MAC地址)
  • 口诀记忆：多快生口，是s我w弟d兄x
    7、生成树协议STP使用了网桥优先级和MAC地址来选举根网桥
    8、生成树协议STP协议的作用是防止二层环路；运行在交换机和网桥上
    9、网桥协议数据单元（BPDU）包含两种：配置BPDU<=35B；拓扑变化通知BPDU<=4B
    10、Bridge ID用8个字节表示；阻塞的端口仍然是一哥激活端口，但它只能接受BPDU
    11、快速生成树技术主要包含：（1）backonefast:网中链路失效时；（2）uplinkfast:直连链路失效时；（3）portfast:只适合用于端口连接单个主机妆发状态；（4）BPUD Filter:强行要求端口转发为转发状态

八、源路由网桥

1、源路由网桥：IEEE 802.5，基本思想是发送探测帧到目的节点，返回路径以后沿着路径再传送。发送帧在这条路径上就传送，不在这条路径上就发送广播，查询路径，选择最优路径再传送。选好路再走。令牌环网。

九、城域网简介

1、什么是城域网？城域网比局域网传输距离远，能够覆盖整个城市。能够提供分组传输的数据、语音和视频等多媒体业务。更大的传输容量，更高的传输效率。
2、城域以太网：①以太网专用线、②以太网虚拟专线、③以太局域网服务（E-LAN）最看好
3、无线城域网标准：WiMAX(802.16d固定、802.16e移动)、WiMAXII(802.16m4G)
Q-in-Q:运营商网桥协议(PBP)IEEE802.1ad(基于技术是在以太帧中插入运营商VLAN标记字段)。MAC-in-MAC:运营商主干网桥(PBB)IEEE802.1ah

第七章 无线通信网

一、无线移动通信

1、4G：至少100Mbps，下1Gbps，上 500Mbps，使用正交频分多。包含TDD和FDD两种制式。选定的多路复用技术是OFDM(正交频分多路复用)

二、无线局域网

1、无线局域网WLAN：两大阵营：①IEEE 802.11面向数据无连接。②欧洲邮电委HIPERLAN，面向语音有连接。奥迪A5

2、802.11的扩频技术就是：用伪随机序列对代表数据的模拟信号进行调频
3、调频扩频技术的特点：（1）抗干扰性能好；（2）隐蔽性强，干扰小；（3）易于实现码分多址；
4、扩频技术：（1）扩频通信减少了干扰并有利于通信保密；（2）每一个信号比特可以用N个码片比特来传输；（3）信号散布到更宽的频带上降低了信道阻塞的概率；
5、扩频通信减少了干扰并有利于通信保密
6、扩展频谱通信的主要思想是将信号散步到更宽的带宽上以减少阻塞和干扰的

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