专题三 计算机网络技术基础（二）（课件）-《计算机网络技术》高考备考讲练测（湖南省）

专题三 计算机网络技术基础（二） 计算机网络技术 专题复习讲练测 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 考纲要求 一 ① 常见的网络拓扑结构。 ② OSI 参考模型。 ③ TCP/IP 协议及其分层模型的工作原理。 ④ 局域网体系结构的基本知识。 知识点梳理 二 TCP/IP 协议的含义 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)即传输控制协议/网际协议，源于美 国国防部高级研究计划署的 ARPANET,其目的在于能够让各种各样的计算机都可以在一个共 同的网络环境中运行，现已成为Internet 的通信协议。目前，TCP/IP 协议泛指以TCP/IP 为基础 的一个协议簇。 TCP/IP 协议 知识点梳理 二 TCP/IP 协议的作用 网络互联要解决的是异构网络系统的通信问题，其目的是向高层隐藏低层物理网络技术 的细节，为用户提供统一的通信服务。TCP/IP 就是这一技术的体现，它是一个协议家族，目 前已包含了100多个协议，用来将各种计算机和数据通信设备组成实际的计算机网络。TCP和 IP 是其中的两个协议，也是最基本、最重要的两个协议，通常用TCP/IP 来代表整个Internet 协议集。 TCP/IP 协议 知识点梳理 二 TCP/IP协议的分层模式 TCP/IP 协议也采用分层体系结构，对应开放系统互连(OSI) 参考模型的层次结构，可分为4 层：网络接口层、网际层(IP 层)、传输层和应用层。 TCP/IP 协议 1. 网络接口层 网络访问层与 OSI 的数据链路层和物理层相对应，负责管理设备和网络之间的数据交 换，及同一设备与网络之间的数据交换，它接收上一层 (IP 层)的数据报，通过网络向 外发送，或者接收和处理来自网络上的数据，并抽取 IP 数据报向IP 层传送。 知识点梳理 二 TCP/IP协议的分层模式 (2)网际层 网际层也称 IP 层，与OSI 模型的网络层相对应，负责管理不同设备之间的数据交换。IP 层 包含的几个主要协议有IP、ICMP、ARP、RARP等。 (3)传输层 传输层与 OSI 七层模型的传输层的功能相对应，它在IP 协议的上面，确保所有传送到某个 系统的数据正确无误地到达该系统。该层的主要协议有TCP、UDP 等。 (4)应用层 应用层作为TCP/IP 模型的最高层，与 OSI模型的上3层对应，为各种应用程序提供了使用 的协议，标准的应用层协议主要有 FTP、Telnet、SMTP、HTTP、RIP、NFS、DNS 等。 TCP/IP 协议 知识点梳理 二 OSI 与 TCP/IP 标准比较 TCP/IP 协议 OSI参考模型结构 TCP/IP协议结构 TCP/IP协议各层的作用 应用层Application 应用层Process 用户调用、访问网络的应用程序，例如，FTP、HTTP、SMTP、Telnet等各种协议与应用程序 表示层Presentation 会话层Session 传输层Transporl 传输层TCPHost-To-Host 管理网络节点间的连接 网络层Network 网际层IPInternet 将数据放入IP包 数据链路层Data Link 网络接口层NetworkAccess 在网络介质上传输包 物理层Physical 知识点梳理 二 网络标准，是为了规定网络的通信标准、访问控制方式、传输介质等技术而制定 的规则。局域网标准主要是由IEEE 制定的IEEE 802 系列标准。 IEEE 802标准主要包括有： IEEE 802.1 —— 局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联 IEEE 802.2 —— 逻辑链路控制 (LLC) IEEE 802.3 ——CSMA/CD 访问方法和物理层规范 IEEE 802.4 ——Token Bus (令牌总线) IEEE 802.5——Token Ring (令牌环)访问方法和物理层规范 IEEE 802.6——局域网访问方法和物理层规范 局 域 网 知识点梳理 二 IEEE 802标准主要包括有： IEEE 802.7——宽带技术咨询和物理层课题与建议实施 IEEE 802.8 —— 光纤技术咨询和物理层课题 IEEE 802.9 —— 综合声音/数据服务的访问方法和物理层规范 IEEE 802.10 —— 安全与加密访问方法和物理层规范 IEEE 802.11 —— 无线局域网访问方法和物理层规范，包括： IEEE 802.11a 、IEEE 802.11b、IEEE 802.11cg 和 IEEE 802.11qn 标准。 IEEE 802.12 ——100VG-AnyLAN 快速局域网访问方法和物理层规范 其中符合IEEE 802.3 标准的局域网称为“以太网”。 常见的局域网标准有以太网、FDDI 、ATM、无线局域网等。 局 域 网 知识点梳理 二 以太网 以太网是目前世界上使用最为普遍的网络。以太网广泛应用于局域网，甚至已成为局 域网的代名词。以太网包括传统以太网(10 Mbps) 、快速以太网(100 Mbps) 、千兆以太 网(1000 Mbps) 和万兆以太网(10 Gbps), 它们都符合IEEE802.3 系列标准规范。 局 域 网 知识点梳理 二 以太网 以太网支持各种协议和计算机硬件平台，组网成 本较低，被广泛采用。主要种类有： ① 10Base-5: 标准以太网，或称为粗缆以太网。 ② 10Base-2: 细缆以太网。 ③ 10Base-T: 双绞线以太网。 ④ 10Base-F:光缆以太网。 ⑤ 100Base-T 和100VG-AnyLAN: 称为快速以太网。 ⑥ 10/100 Mbps:自适应以太网。 ⑦ 千兆以太网：又称为高速以太网。 局 域 网 知识点梳理 二 ATM ( 异步传输模式) 异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode,ATM)是一种新型的网络交换技术，适用于传送 宽带综合业务数字网(B-ISDN) 和可变速率的传输业务。异步传输模式是一种利用固定数据报 的大小以提高传输效率的传输方法，这种固定的数据报又叫信元或报文。ATM 信元结构由53 B 组成，53 B 被分成5 B 的头部和被称为载荷的48 B 信息部分。数据可以是实时视频、高质量的 语音、图像等。 ATM 局域网就是以ATM 为基本结构的局域网，它以ATM 交换机作为网络交换节点 并通过各种 ATM 接入设备将各种用户业务接入到ATM 网络。 局 域 网 知识点梳理 二 ATM ( 异步传输模式) ATM 的基本特征 (1)ATM 主要包括以下几种基本技术： ① 采用光纤作为网络的传输介质。 ② 采用同步数字体系 (SDH) 作为传输网络。 ③ 采用异步传输模式作为交换技术。 (2)ATM 的基本信息特征。信息的传输、复用和交换的长度都是53个字节为基本单位 的 “ 信 元” 。因此 ，B-ISDN 用户线路上传递的信号都是这种信元。 (3)B-ISDN 使用的复用技术： B-ISDN 用户线路上使用了最先进的统计时分多路 用技术，即基于信元的异步时间分割技术，也是“异步传输模式”的名称来源。 局 域 网 知识点梳理 二 ATM ( 异步传输模式) ATM 局域网使用的主要网络产品 (1)ATM 主机接口卡：用于将主机连接到 ATM 网络上。 (2)ATM 交换机：用于连接 B-ISDN 用户线路和中继线路。ATM 交换机接到 ATM 信元之后，就会根据“信元”中的虚路径标识，将信元转送到相应的用户线路或中继 线上。 (3)ATM 互联设备： ATM 路由器、ATM 网桥和 ATM集中器。 ATM 的主要缺点是组网技术复杂、设备昂贵，影响了其市场推广和技术应用。 局 域 网 知识点梳理 二 FDDI 光纤分布数据接口 (Fiber Distributed Data Interface,FDDI) 是曾经在实际中应用较多 的高速环形网络，是计算机网络技术向高速化阶段发展的第一项高速网络技术，符合的标准是ANSI X3T9.5 。FDDI 使用光纤作为传输介质，信号单向传递，具有距离长、范围大、高速、损耗低、抗于扰性能高等优点。 局 域 网 FDDI 网络的主要标准和应用特点 (1)上层使用了EEE-802.2 协议，因此可以与符合1EEE802 标准的各种局域网兼容。 (2)使用的 IEEE 802.8 标准是基于 IEEE 802.5 的令牌环的介质访问控制方式 (MAC) 和物理层规范。 知识点梳理 二 FDDI (3)高速率，数据传输速率可达100 Mbps。 (4)多节点，联网的节点数目≤1000个，若是双连站 (DAS), 则为500个。 (5)长距离，使用多模光纤的最大站间距离为2km, 环路长度为100 km, 即光纤长 度为200 km。 (6)高可靠性，FDDI采用的双环结构和自动光纤旁路开关提高了网络的可靠性能， 网络各节点具有自动旁路功能， FDDI 具有“自愈合”能力。 (7)具有动态分配带宽的能力，可以支持同步和异步传输。 局 域 网 知识点梳理 二 ATM ( 异步传输模式) FDDI 网络的站点连接方式与站点类型 在 FDDI网络中，工作站、集中器和 FDDI互联设备等都被称为站点。连接站点的类 型主要有双连站和单连站两种，其相应的集中器类型有：双连集中器 (DAC) 和单连集中器 (SAC) 两种。 FDDI网络的主要缺点是价格问题， FDDI的组网成本比快速以太网高许多，并且因为 它只支持光缆和5类电缆，所以使用环境受到限制，对传统的以太网兼容性较差，从以太 网升级会面临大量的移植问题。随着快速以太网和千兆以太网技术的发展，FDDI 的应用 已逐渐减少。 局 域 网 知识点梳理 二 具有冲突检测的载波侦听多路访问 具有冲突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD) 技术是以太网中采用的 MAC 方法， 其控制原则是各节点抢占传输介质，即彼此之间采用竞争方法取得发送信息的权利。也可 以说，这是一种网络各节点在竞争的基础上随机访问传输介质的方法。 数据传输控制方式 知识点梳理 二 具有冲突检测的载波侦听多路访问 CSMA/CD介质访问控制方法的工作过程如下： 要传输数据的结点先对通道进行侦听，以确定通道中是否有别的站在传 输数据，若信道空闲，该结点就可以占用通道进行传输，反之，该结点将按一定算法等待一段时间 后再试，并且在发送过程中进行冲突检测， 一旦有冲突立即停止发送。通常采用的算法有3种： 非坚持 CSMA、1-坚持 CSMA、P-坚持 CSMA。 数据传输控制方式 知识点梳理 二 令牌传递控制法 令牌传递控制法(Token Passing)是基于IEEE 802.5标准的环状局域网以及基于IEEE 802.4标 准的令牌总线网中采用的 MAC 方法，又称为许可证法。其基本原理是： 一个独特的被称为令牌的 标志信息沿着环状网络依次向每个结点传递，只有获得令牌的结点才有权利发送信息，而没有获得 令牌的结点则处于等待状态。每个站随时检测经过本站的信息，当查到信息帧中指定的目的地 址与本站地址相同时，则一边复制全部有关信息， 一边继续转发该信息帧，环上的信息帧绕环一 周后回到原发送站点予以回收。这种方式传输信息时，发送权一直在源站点的控制之下，只有发 送信息帧的源站点放弃发送权，并把令牌置“空”后，其他站点才有机会得到令牌，发送自己的信息。 数据传输控制方式 知识点梳理 二 令牌传递控制法 在传统的广域交换网络的通信子网中，使用的数据交换技术有两种：电路交换技术和 存储转发交换技术。存储转发交换技术又包括报文交换和分组交换两种。 数据传输控制方式 知识点梳理 二 广域网 (Wide Area Network,WAN) 是在一个广泛范围内建立的计算机网络，在地理 上可以跨越很大的距离，实现局域网资源共享与广域网共享的结合。 Internet 是现今世界上最大的广域网。 广域网的结构 广域网分为通信子网与资源子网两部分，主要是由一些广域网节点设备和连接这些设 备的链路组成。节点设备执行将分组存储转发的功能。广域网的链路一般分为传输主干和 末端用户线路，根据末端用户线路和广域网类型的不同，有多种接入广域网的技术，并提 供各种接口标准。广域网节点设备主要有路由器、调制解调器、通信服务器等。 广域网 知识点梳理 二 广域网的种类 广域网可以分为公共传输网络、专用传输网络和无线传输网络。 公共传输网络大体可以分为以下两类。 ●电路交换网络：主要包括公其交换电话网 (PSTN) 和综合业务数字网 (ISDN); ●分组交换网络；主厚包括X.25 分组交换网、帧中继等。 专用传输网络主要是数字数据网 (DDN) 。DDN 可以在两个端点之间建立一条永久 的、专用的数字通道。它的特点是在租用该专用线路期间，用户独占该线路的带宽。 无线传输网络主要是移动无线网，典型的有 GSM 、GPRS和 4G 技术等。 广域网 知识点梳理 二 广域网标准 OSI参考模型同样适用于广域网，但广域网只涉及低三层：物理层、数据链路层和网 络层，它将地理上相隔很远的局域网互联起来。广域网能提供路由器、交换机以及它们所支持的局域网之间的数据分组/帧交换。 物理层协议 物理层协议：广域网的物理层协议描述了如何提供电气、机械、操作和功能的连接到通信服 务提供商所提供的服务。广域网物理层描述了数据终端设备(DTE) 和数据通信设备(DCE) 之 间的接口。广域网的物理层描述了连接方式，广域网的连接基本上属于专用或专线连接、电路交 换连接、分组交换连接等三种类型。 广域网 知识点梳理 二 广域网标准 数据链路层协议 在每个广域网连接上，数据在通过广域网链路前都被封装到帧中。为了确保验证协议 被使用，必须配置恰当的第一层封装颂的类星。协议的选择主要取决子广域网的拓扑结构 和通信设备。广域网数据链路层协议定义了传输到远程站点的数据帧的封装形式，并描述 了在单一数据路径上各系统间的帧传送方式。数据链路层协议主要有点对点协议 (PPP)、高层数据链路控制 (HDLC) 、 帧中继、综合业务数字网 (ISDN) 等。 网络层协议 常用的广域网网络层协议，有 CCITT X.25 协议和 IP 协议等。 广域网 知识点梳理 二 ISDN 综合业务数字网 (Integrated Services Digital Network,ISDN) 是一种支持语音、图像和 数据传输一体化的网络结构。它使用电话载波线路进行拨号连接，因此 ISDN 标准接口一 般是在电话线上安装适当的数字开关。 ISDN 的应用特点 多种业务的兼容性； 数字传输； 标准化的用户接口； 费用低廉； 广域网 知识点梳理 二 DDN 数字数据网(Digital Data Network,DDN) 是一种利用数字信道提供数据通信的传输网，这主要提供点对点及点到多点的数字专线与专网。 DDN 由数字通道、DDN 节点、网管系统和用户环路组成。 DDN 的传输介质主要有光 纤、数字微波、卫星信道等。DDN 采用了计算机管理的数字交叉连接技术，为用户提供 半永久性连接电路，即 DDN提供的信道是非交换、用户独占的永久虚电路 (PVC) 。 一旦 用户提出申请，网络管理员便可以通过软件命令改变用户专线的路由或专网结构，而无须 经过物理线路的改造扩建工程，因此 DDN 极易根据用户的需要，在约定的时间内接通所 需带宽的线路。 广域网 知识点梳理 二 DDN DDN 为用户提供的基本业务是点到点的专线。 DDN 专线与电话专线的区别在于：电话专线是固定的 物理连接，而且电话专线是模拟信道，带宽窄、质量差、数据传输速率低；而 DDN 专线 是半固定连接，其数据传输速率和路由可随时根据需要申请改变。另外， DDN 专线是数 字信道，其传输数据质量好、带宽宽，并且采用热冗余技术，具有路由故障自动迂回 功能。 DDN专线的主要特点是安全、传输可靠性高，目前主要用于专网互联，如政府专网 和银行专网等。 广域网 知识点梳理 二 帧中继 帧中继(Frame Relay,FR)技术是由X.25 分组交换技术演变而来的，是在 OSI参考模型第2 层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。 可以把帧中继看成一条虚拟专线，用户可以在两结点之间租用一条永久虚电路，并通过该虚 电路发送数据帧，其长度可达1600 B。用户也可以在多个结点之间通过租用多条永久虚电路进 行通信。 广域网 知识点梳理 二 帧中继 帧中继优点： (1)减少了网络互联的费用。 (2)网络的复杂性减少但性能却提高。 (3)由于使用了国际标准，增加了互操作性。 (4)协议的独立性。 根据帧中继的特点，可以知道帧中继适用于大文件(例如高分辨率图像)的传送、多 个低速率线路的复用以及局域网的互联。 目前帧中继主要用于专网互联，如政府专网和银行专网等。 广域网 真题讲练 三 1. （2023年湖南省） TCP/IP 协议结构中，传输层上面向连接的可靠数据传输服务协议是 A.UDP B.NFS C.ICMP D.TCP 【答案】D 【解析】 TCP (传输控制协议) 是 TCP/IP 协议族中面向连接的可靠数据传输服务协议。它提供面向连接、可靠、按序传输数据的服务，并保证数据传输的完整性。 真题讲练 三 2. （2020年湖南省）下列选项中，属于 TCP/IP 分层模型中传输层的协议是（ ） A. UDP B. ARP C. FTP D.ICMP 【答案】A 【解析】 UDP (用户数据报协议) 和 TCP (传输控制协议) 都属于 TCP/IP 分层模型中的传输层协议。UDP 提供无连接、不可靠的数据传输服务，而 TCP 提供面向连接、可靠的数据传输服务。 限时练习 三 1. 在令牌环网中，令牌作用是（ ）。 A. 向网络的其余部分指示一个节点有限发送数据 B. 向网络的其余部分指示一个节点忙以至不能发送数据 C. 向网络的其余部分指示一个广播消息将被发送 D. 以上都不是 【答案】A 【解析】 在令牌环网中，令牌是一种特殊的控制帧，它在网络中沿着环状结构依次传递。当一个节点想要发送数据时，它必须等待并捕获令牌。一旦捕获令牌，该节点就可以添加自己的数据帧到令牌中，然后继续传递令牌和数据帧。 限时练习 四 2.IEEE 802 工程标准中的802.3协议是 A. 局域网的载波侦听多路访问标准 B. 局域网的令牌环网标准 C. 局域网的互联标准 D. 综合声音/数据服务的访问方法和物理层规范 【答案】A 【解析】 IEEE 802.3 协议是局域网的载波侦听多路访问（CSMA/CD）标准，它定义了以太网（Ethernet）的技术细节，包括物理层和数据链路层的规范 限时练习 四 3.有关控制令牌操作叙述错误的是 A. 用户自己产生控制令牌 B. 令牌沿逻辑环从一个站点传递到另一个站点 C. 当等待发送报文的站点接收到令牌后，发送报文 D. 将控制令牌传递到下一个站点 【答案】A 【解析】 在令牌环网络中，控制令牌不是由用户自己产生的，而是由网络中的某个站点（通常是网络控制器）自动生成的。令牌沿逻辑环从一个站点传递到另一个站点，当等待发送报文的站点接收到令牌后，可以发送报文，并将控制令牌传递到下一个站点。 限时练习 四 4.10Base-T 通常是指（ ） A. 细 缆 B.粗缆 C.双绞线 D.以太网 【答案】C 【解析】10Base-T 是一种以太网技术标准，其中 “10” 代表最大传输速率为 10 Mbps，“Base” 代表基带传输（不使用调制），“T” 代表双绞线（Twisted Pair）。因此，4.10Base-T 通常指的是使用双绞线作为传输介质的以太网标准。 限时练习 四 5.FDDI 是（ ） A. 快速以太网 B. 千兆以太网 C. 光纤分布式数据接口 D. 异步传输模式 【答案】C 【解析】 FDDI 是一种使用光纤作为传输介质的网络技术，它提供了高速的数据传输能力，通常用于连接局域网和城域网。FDDI 使用双环结构，一个用于数据传输，另一个用于提供冗余和故障恢复。 内容小结 五 谢谢 $$