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計算機四級考試復(fù)習(xí)知識點：局域網(wǎng)
局域網(wǎng)是指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺計算機互聯(lián)成的計算機組。一般是方圓幾千米以內(nèi)。同時是計算機四級考試的重要內(nèi)容，小編整理了其知識點，一起來復(fù)習(xí)下吧：
一、局域網(wǎng)定義和特性
局域網(wǎng)(Local Area Network)即LAN:將小區(qū)域內(nèi)的各種通信設(shè)備互聯(lián)在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。
1、局域網(wǎng)三個特性:(1)高數(shù)據(jù)速率在0.1-100Mbps(2)短距離0.1-25Km(3)低誤碼率10-8-10-11。
2、決定局域網(wǎng)特性的三個技術(shù):(1)用以傳輸數(shù)據(jù)的介質(zhì)(2)用以連接各種設(shè)備的拓撲結(jié)構(gòu)(3)用以共享資源的介質(zhì)控制方法。
3、設(shè)計一個好的介質(zhì)訪問控制協(xié)議三個基本目標:(1)協(xié)議要簡單(2)獲得有效的通道利用率(3)對網(wǎng)上各站點用戶的公平合理。
二、以太網(wǎng)Ethernet IEEE802.3
以太網(wǎng)是一種總路線型局域網(wǎng)，采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法。
1、載波監(jiān)聽多路訪問
CSMA的控制方案:(1)一個站要發(fā)送，首先需要監(jiān)聽總線，以決定介質(zhì)上是否存在其他站的發(fā)送信號。(2)如果介質(zhì)是空閑的，則可以發(fā)送。(3)如果介質(zhì)忙，則等待一段間隔后再重試。
堅持退避算法:
(1)非堅持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的，等待一段時間，重復(fù)第一步。利用隨機的重傳時間來減少沖突的概率，缺點:是即使有幾個站有數(shù)據(jù)發(fā)送，介質(zhì)仍然可能牌空閑狀態(tài)，介質(zhì)的利用率較低。
(2)1-堅持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，立即發(fā)送;假如沖突發(fā)生，則等待一段隨機時間，重復(fù)第一步。缺點:假如有兩個或兩個以上的站點有數(shù)據(jù)要發(fā)送，沖突就不可避免的。
(3)P-堅持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的，則以P的概率發(fā)送，而以(1-P)的概率延遲一個時間單位，時間單位等于最大的傳播延遲時間;假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，重復(fù)第一步;假如發(fā)送被延遲一個時間單位，則重復(fù)第一步。
2、載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測
這種協(xié)議廣泛運用在局域網(wǎng)內(nèi)，每個幀發(fā)送期間，同時有檢測沖突的能力，一旦檢測到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)一串阻塞信號，通知總線上各站沖突已經(jīng)發(fā)生，這樣通道的容量不致因白白傳送已經(jīng)損壞的幀而浪費。
沖突檢測的時間:對基帶總線，等于任意兩個站之間最大的傳播延遲的兩倍;對于寬帶總線，沖突檢測時間等于任意兩個站之間最大傳播延遲時間的四倍。
3、二進制退避算法:
(1)對每個幀，當?shù)谝淮伟l(fā)生沖突時，設(shè)置參量為L=2;
(2)退避間隔取1-L個時間片中的一個隨機數(shù)，1個時間片等于2a;
(3)當幀重復(fù)發(fā)生一次沖突時，則將參量L加倍;
(4)設(shè)置一個最大重傳次數(shù)，則不再重傳，并報告出錯。
三、標記環(huán)網(wǎng)Toke Ring IEEE802.5
1、標記的工作過程:
標記環(huán)網(wǎng)又稱權(quán)標網(wǎng)，這種介質(zhì)訪問使用一個標記沿著環(huán)循環(huán)，當各站都沒有幀發(fā)送時，標記的形式為01111111，稱空標記。當一個站要發(fā)送幀時，需要等待空標記通過，然后將它改為忙標記011111110。并緊跟著忙標記，把數(shù)據(jù)發(fā)送到環(huán)上。由于標記是忙狀態(tài)，所以其他站不能發(fā)送幀，必須等待。發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站，將該幀從環(huán)上移去。同時將忙標記改為空標記，傳至后面的站，使之獲得發(fā)送幀的許可權(quán)。
2、環(huán)上長度用位計算，其公式為:存在環(huán)上的位數(shù)等于傳播延遲(5μs/km)×發(fā)送介質(zhì)長度×數(shù)據(jù)速率+中繼器延遲。對于1km長、1Mbps速率、20個站點，存在于環(huán)上的位數(shù)為25位。
3、站點接收幀的過程:當幀通過站時，該站將幀的目的地址和本站的地址相比較，如地址相符合，則將幀放入接收緩沖器，再輸入站，同時將幀送回至環(huán)上;如地址不符合，則簡單地將數(shù)據(jù)重新送入環(huán)。
4、優(yōu)先級策略
標記環(huán)網(wǎng)上的各個站點可以成不同的優(yōu)先級，采用分布式高度算法實現(xiàn)�？刂茙母袷饺缦�:P優(yōu)先級、T空忙、M監(jiān)視位、預(yù)約位。
四、光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI ISO9314
1、FDDI和標記環(huán)介質(zhì)訪問控制標準接近，有以下幾點好處:
(1)標記環(huán)協(xié)議在重負載條件下，運行效率很高，因此FDDI可得到同樣的效率。
(2)使用相似的幀格式，全球不同速率的環(huán)網(wǎng)互連，在后面網(wǎng)絡(luò)互加這一章將要討論這個問題
(3)已經(jīng)熟悉IEEE802.5的人很容易了解FDDI
(4)已經(jīng)積累了IEEE802.5的實踐經(jīng)驗，特別是將它做集成電路片的經(jīng)濟，用于FDDI系統(tǒng)和元件的制造。
2、FDDI技術(shù)
(1)數(shù)據(jù)編碼:用有光脈沖表示為1，沒有光能量表示為0。FDDI采用一種全新的編碼技術(shù)，稱為4B/5B。每次對四位數(shù)據(jù)進行編碼，每四位數(shù)據(jù)編碼成五位符號，用光的存在和沒有來代表五位符號中每一位是1還是0。這種編碼使效率提高為80%。為了得到信號同步，采用了二級編碼的方法，先按4B/5B編碼，然后再用一種稱為倒相的不歸零制編碼NRZI，其原理類似于差分編碼。
(2)時鐘偏移: FDDI分布式時鐘方案，每個站有獨立的時鐘和彈性緩沖器。進入站點緩沖器的數(shù)據(jù)時鐘是按照輸入信號的時鐘確定的，但是，從緩沖器輸出的信號時鐘是根據(jù)站的時鐘確定的，這種方案使環(huán)中中繼器的數(shù)目不受時鐘偏移因素的限制。
3、FDDI幀格式:
由此可知:FDDI MAC幀和IEEE802.5的幀十分相似，不同之處包括:FDDI幀含有前文，對高數(shù)據(jù)率下時鐘同步十分重要;允許在網(wǎng)內(nèi)使用16位和48位地址，比IEEE802.5更加靈活;控制幀也有不同。
4、FDDI協(xié)議
FDDI和IEEE802.5的兩個主要區(qū)別:
(1)FDDI協(xié)議規(guī)定發(fā)送站發(fā)送完幀后，立即發(fā)送一幅新的標記幀，而IEEE802.5規(guī)定當發(fā)送出去的幀的前沿回送至發(fā)送站時，才發(fā)送新的標記幀。
(2)容量分配方案不同，兩者都可采用單個標記形式，對環(huán)上各站點提供同等公平的訪問權(quán)，也可優(yōu)先分配給某些站點。IEEE802.5使用優(yōu)先級和預(yù)約方案。
5、為了同時滿足兩種通信類型的要求，F(xiàn)DDI定義了同步和異步兩種通信類型，定義一個目標標記循環(huán)時間TTRT，每個站點都存在有同樣的一個TTRT值。
五、局域網(wǎng)標準
IEEE802委員會是由IEEE計算機學(xué)會于1980年2月成立的，其目的是為局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)字設(shè)備提供一套連接的標準，后來又擴大到城域網(wǎng)。
1、服務(wù)訪問點SAP
在參考模型中，每個實體和另一個實體的同層實體按協(xié)議進行通信。而一個系統(tǒng)內(nèi)，實體和上下層間通過接口進行通信。用服務(wù)訪問點SAP來定義接口。
2、邏輯連接控制子層LLC
IEEE802規(guī)定兩種類型的鏈路服務(wù):無連接LLC(類型1)，信息幀在LLC實體間，無需要在同等層實體間事先建立邏輯鏈路，對這種LLC幀既不確認，也無任何流量控制或差錯恢復(fù)功能。
面向連接LLC(類型2)，任何信息幀，交換前在一對LLC實體間必須建立邏輯鏈路。在數(shù)據(jù)傳送方式中，信息幀依次序發(fā)送，并提供差錯恢復(fù)和流量控制功能。
3、介質(zhì)訪問控制子層MAC
IEEE802規(guī)定的MAC有CSMA/CD、標記總線、標記環(huán)等。
4、服務(wù)原語
(1)ISO服務(wù)原語類型
REQUEST原語用以使服務(wù)用戶能從服務(wù)提供者那里請求一定的服務(wù)，如建立連接、發(fā)送數(shù)據(jù)、結(jié)束連接或狀態(tài)報告。
INDICATION原語用以使服務(wù)提供者能向服務(wù)用戶提示某種狀態(tài)。如連接請求、輸入數(shù)據(jù)或連接結(jié)束。
RESPONSE原語用以使服務(wù)用戶能響應(yīng)先前的INDIECATION，如接受連接INDICATION。
CONFIRMARION原語用以使服務(wù)提供者能報告先前的REQUEST成功或失敗。
(2)IEEE802服務(wù)原語類型
和ISO服務(wù)原語類型相比REQUEST和INDICATION原語類型和ISO所用的具有相同意義。IEEE802沒有REPONSE原語類型，CONFIRMATION原語類型定義為僅是服務(wù)提供者的確認。
六、邏輯鏈路控制協(xié)議
1、IEEE802.2是描述LAN協(xié)議中邏輯鏈路 LLC子層的功能、特性和協(xié)議，描述LLC子層對網(wǎng)絡(luò)層、MAC子層及LLC子層本身管理功能的界面服務(wù)規(guī)范。
2、LLC子層界面服務(wù)規(guī)范IEEE802.2定義了三個界面服務(wù)規(guī)范:(1)網(wǎng)絡(luò)層/LLC子層界面服務(wù)規(guī)范;(2)LLC子層/MAC子層界面服務(wù)規(guī)范;(3)LLC子層/LLC子層管理功能的界面服務(wù)規(guī)范。
3、網(wǎng)絡(luò)層/LLC子層界面服務(wù)規(guī)范
提供兩處服務(wù)方式
不確認無連接的服務(wù):不確認無連接數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)提供沒有數(shù)據(jù)鏈路級連接的建立而網(wǎng)絡(luò)層實體能交換鏈路服務(wù)數(shù)據(jù)單元LSDU手段。數(shù)據(jù)的傳輸方式可為點到點方式、多點式或廣播式。這是一種數(shù)據(jù)報服務(wù)
面向連接的服務(wù):提供了建立、使用、復(fù)位以及終止數(shù)據(jù)鏈路層連接的手段。這些連接是LSAP之間點到點式的連接，它還提供數(shù)據(jù)鏈路層的定序、流控和錯誤恢復(fù)，這是一處虛電路服務(wù)。
4、LLC子層/MAC子層界面服務(wù)規(guī)范
本規(guī)范說明了LLC子層對MAC子層的服務(wù)要求，以便本地LLC子層實體間對等層LLC子層實體交換LLC數(shù)據(jù)單元。
(1)服務(wù)原語是:MA-DATA.request 、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm
(2)LLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元結(jié)構(gòu)LLC PDU:
目的服務(wù)訪問點地址字段DSAP，一個字節(jié)，其中七位實際地址，一位為地址型標志，用來標識DSAP地址為單個地址或組地址。
源服務(wù)訪問點地址字段SSAP，一個字節(jié)，其中七位實際地址，一位為命令/響應(yīng)標志位用來識別LLC PDU是命令或響應(yīng)。
控制字段、信息字段。
5、LLC協(xié)議的型和類
LLC為服務(wù)訪問點間的數(shù)據(jù)通信定義了兩種操作:Ⅰ型操作，LLC間交換PDU不需要建立數(shù)據(jù)鏈路連接，這些PDU不被確認，也沒有流量控制和差錯恢復(fù)。
�、蛐筒僮�，兩個LLC間交換帶信息的PDU之間，必須先建立數(shù)據(jù)鏈路連接，正常的通信包括，從源LLC到目的LLC發(fā)送帶有信息的PDU，它由相反方向上的PDU所確認。
LLC的類型:第1類型，LLC只支持Ⅰ型操作;第2類型，LLC既支持Ⅰ型操作，也支持Ⅱ型操作。
6、LLC協(xié)議的元素
控制字段的三種格式:帶編號的信息幀傳輸、帶編號的監(jiān)視幀傳輸、無編號控制傳輸、無編號信息傳輸。
帶編號的信息幀傳輸和帶編號的監(jiān)視幀傳輸只能用于Ⅱ型操作。
無編號控制傳輸和無編號信息傳輸可用于Ⅰ型或Ⅱ型操作，但不能同時用。
信息幀用來發(fā)送數(shù)據(jù)，監(jiān)視幀用來作回答響應(yīng)和流控。
七、CSMA/CD介質(zhì)訪問控制協(xié)議
1、MAC服務(wù)規(guī)范三種原語
MA-DATA.request 、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm
2、介質(zhì)訪問控制的幀結(jié)構(gòu)
CSMA/CD的MAC幀由8個字段組成:前導(dǎo)碼;幀起始定界符SFD;幀的源和目的地址DA、SA;表示信息字段長度的字段;邏輯連接控制幀LLC;填充的字段PAD;幀檢驗序列字段FCS。
前導(dǎo)碼:包含7個字節(jié)，每個字節(jié)為10101010，它用于使PLS電路和收到的幀定時達到穩(wěn)態(tài)同步。
幀起始定界符:字段是10101011序列，它緊跟在前導(dǎo)碼后，表示一幅幀的開始。幀檢驗序列:發(fā)送和接收算法兩者都使用循環(huán)冗余檢驗(CRC)來產(chǎn)生FCS字段的CRC值。
3、介質(zhì)訪問控制方法
IEEE802.3標準提供了介質(zhì)訪問控制子層的功能說明，有兩個主要的功能:數(shù)據(jù)封裝(發(fā)送和接收)，完成成幀(幀定界、幀同步)、編址(源和目的地址處理)、差錯檢測(物理介質(zhì)傳輸差錯的檢測);介質(zhì)訪問管理，完成介質(zhì)分配避免沖突和解決爭用處理沖突。
八、標記環(huán)介質(zhì)訪問控制協(xié)議
標記環(huán)局域網(wǎng)協(xié)議標準包括四個部分:邏輯鏈路控制LLC、介質(zhì)訪問控制MAC、物理層PHY和傳輸介質(zhì)。
1、IEEE802.5規(guī)定了后面三個部分的標準。LLC和MAC等效于OSI的第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)，PHY相當于OSI的第一層(物理層)。LLC使用MAC子層的服務(wù)，提供網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)，MAC控制介質(zhì)訪問，PHY負責和物理介質(zhì)接口。
2、介質(zhì)訪問控制幀結(jié)構(gòu)
標記環(huán)有兩個基本格式:標記和幀。在IEEE802.5中幀的傳輸是從最高位開始一位一位發(fā)送，而IEEE802.3和IEEE802.4正好相反，幀的傳輸是從最低位開始一位一位發(fā)送的，這一點對于不同協(xié)議的局域網(wǎng)互連時要進行轉(zhuǎn)換。
3、介質(zhì)訪問控制方法
(1)幀發(fā)送:對環(huán)中物理介質(zhì)的訪問系采用沿環(huán)傳遞一個標記的方法來控制。取得標記的站具有發(fā)送一幀或一系列幀的機會。
(2)標記發(fā)送:在完成幀發(fā)送后，該站就要查看本站地址是否在SA字段中返回，若未查看到，則該站就發(fā)送填充，否則就發(fā)送標記。標記發(fā)送后，該站仍留在發(fā)送狀態(tài)，起到該站發(fā)送的所有的幀從環(huán)上移去為止。
(3)幀接收:若幀的類型比特表示為MAC幀，則控制比特由環(huán)上所有的站進行解釋。如果幀的DA字段與站的單地址、相關(guān)組地址或廣播地址匹配，則把FC、DA、SA、INFO以及FS字段拷貝入接收緩沖區(qū)中，并隨后轉(zhuǎn)送至適當子層。
(4)優(yōu)先權(quán)操作:訪問控制字段中的優(yōu)先權(quán)比特PPP和預(yù)約比特RRR配合工作，使環(huán)中服務(wù)優(yōu)先權(quán)與環(huán)上準備發(fā)送的PDU最高優(yōu)先級匹配。
九、快速以太網(wǎng)
1、快速以太網(wǎng)的類型
快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet)是一個新的IEEE局域網(wǎng)標準，于1995年由原來制定的以太網(wǎng)標準的IEEE802.3工作組完成�？焖僖蕴W(wǎng)正式名為100Base-T。
共享介質(zhì)快速以太網(wǎng)和傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用同樣的介質(zhì)訪問控制協(xié)議CSMA/CD所有的介質(zhì)訪問控制算法不變，只是將有關(guān)的時間參量加速10倍。
快速以太網(wǎng)的三種標準:100Base-4、100Base-TX、100Base-FX
快速以太網(wǎng)的產(chǎn)品:
適配器:一邊是總線結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)傳送至主機、中繼器或HUB;另一邊接到所選的介質(zhì)，可以是雙絞線、光纖，或者是一個介質(zhì)獨立接口MII，MII是用來連接外部收發(fā)器用的，其功能類似于以太網(wǎng)的AUI。
HUB:可分為共享機制的中繼器和交換機制的交換器。
十、基于交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)
1、交換網(wǎng)結(jié)構(gòu)
交換技術(shù)的兩種主要應(yīng)用形式是:折疊式主干網(wǎng)和高速服務(wù)器聯(lián)接。
2、全雙工以太網(wǎng)
全雙工運行在交換器之間，以及交換器和服務(wù)器之間，是和交換器一起工作的鏈路特性，它使數(shù)據(jù)流在鏈路中同時兩個方向流動，不是所有收發(fā)器都支持它的全雙工功能。
在下列情況下全雙工最有用:
(1)在服務(wù)器和交換器之間。這是目前全雙工應(yīng)用最普遍的配置。
(2)在兩個交換器之間。
(3)在遠離的兩個交換器之間。
3、多媒體
多媒體的應(yīng)用基于MPEG、JPEG、H.261等視頻壓縮算法。
缺點:是由網(wǎng)絡(luò)緩存產(chǎn)生的延遲，一方面為了平滑抖動數(shù)據(jù)要插入足夠的緩存，另一方面緩存又不能太大，以至引起無法接受的視頻延遲。
對視頻應(yīng)用的低延遲需求有四種解決方案:(1)采用10Mbps交換器(2)采用100Mbps中繼器(3)用100Mbps的交換器(4)采用流控技術(shù)
4、千兆位以太網(wǎng)
千兆位以太網(wǎng)也有銅線及光纜兩種標準。
銅線標準1000Base-CX，最大傳輸距離，25英尺，并需用150歐姆的屏蔽雙絞線STP，
光纜標準1000Base-SX，850nm的短波長，300m傳輸距離。
1000Base-LX，1300nm的波長，550m傳輸距離。
十一、ATM局域網(wǎng)
十二、無線局域網(wǎng)
1、IEEE802.11體系結(jié)構(gòu)
無線LAN最小構(gòu)成模塊是基本服務(wù)集BSS，它由一些運行相同MAC協(xié)議和爭用同一共享介質(zhì)的站點組成。一個擴展服務(wù)集ESS由兩個或更多的通過分布系統(tǒng)互連的BSS組成。
2、基于移動性，無線LAN定義了三種站點:
(1)不遷移，這種站點的位置是固定的或者只是在某一個BSS的通信站點的通信范圍內(nèi)移動。
(2)BSS遷移，站點從某個ESS的BSS遷移到同一個ESS的另一個BSS。如果進行數(shù)據(jù)傳輸，就需要具備尋址功能以便識別站點的新位置。
(3)ESS遷移，站點從某個ESS的BSS遷移到另一個ESS的BSS。服受到破壞。
3、物理介質(zhì)規(guī)范
(1)紅外線:數(shù)據(jù)率為1Mbps或2Mbps，波長在850nm和950nm之間。
(2)直接序列擴展頻譜:運行在2.4GHzISM頻帶。最多有7個通道，每個通道的數(shù)據(jù)率為1Mbps或2Mbps。
(3)頻率跳動擴展頻譜:運行在2.4GHzISM頻帶，在研究之中。
4、介質(zhì)訪問控制
IEEE802.11形成的一個MAC算法稱為DFWMAC分布式基礎(chǔ)無線MAC，它提供分布式訪問控制機制，處于其上的是一個任選的中央訪問控制協(xié)議。
(1)在MAC層的靠下面是的分布式協(xié)調(diào)功能子層DCF，采用爭用算法，為所有通信提供訪問控制，一般異步通信采用DCF。
(2)在MAC層的靠上面是點協(xié)調(diào)功能PCF，采用中央MAC算法，提供無爭用服務(wù)。
5、分布協(xié)議功能
DCF子層采用簡單的CSMA算法。DCF沒有沖突檢測功能，為了保證算法的順利和公平，采用了一系列的延遲，相當于一種優(yōu)先權(quán)機制。首先考慮稱為幀間空隙IFS的簡單延遲。
十三、城域網(wǎng)
城域網(wǎng)是在5Km-100Km的地理覆蓋范圍內(nèi)，以高的傳輸速率充分支持數(shù)據(jù)、聲音和圖像綜合業(yè)務(wù)傳輸?shù)囊环N通信結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。它以光纖為主要傳輸介質(zhì)，其傳輸率為100Mbps或更高。IEEE802.6分布式隊列雙總線DQDB為城域網(wǎng)的標準。
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