巩固2017年计算机三级软件测试技术

为了让大家有系统地复习第三级计算机考试，以下百分网编辑为大家编写了第三级计算机网络技术第二章的详细解释，欢迎学习！

第二章网络技术基金会

本单元概述

首先，计算机网络的形成和发展.

二，计算机网络的基本概念.

三，分组交换的基本概念.

四个，网络体系结构和网络协议的基本概念.

第五，Internet应用程序的开发.

六个. 无线网络的应用与研究.

首先，计算机网络的形成和发展

1. 计算机网络的发展阶段

第一阶段: 计算机技术与通信技术自主开发相结合. 奠定了计算机网络的理论基础.

第二阶段: ARPANET和数据包交换技术的发展为Internet奠定了基础.

第三阶段: 各种广域网，局域网和公共分组交换网的发展，网络体系结构和网络协议的标准化. 国际标准化组织（ISO）开发了开放系统参考模型（OSI）.

第四阶段: 互联网，高速通信网络，无线网络和网络安全技术的应用.

2. 计算机网络的形成

（1）中央主机通过通信线路连接大量地理上分散的终端，以形成面向终端的通信网络. 终端分时访问中央计算机的资源，中央计算机将处理结果返回给终端.

（2）在1960年代中期，出现了一种通过通信系统将多台计算机互连的系统，开创了“计算机-计算机”通信的时代，因此具有独立功能的计算机可以通过通信进行通信. 线路彼此之间交换数据并传输信息.

（3）ARPANET的发展和OSI的提出使各种网络互连和相互通信成为现实，并实现了更大范围的计算机资源共享.

Internet是覆盖全世界的信息基础架构之一. 用户可以使用Internet实现全球信息传输，信息查询，电子邮件，语音和图像通信服务等功能.

3. 网络架构和协议标准化

在计算机网络发展的第三阶段，出现了许多不同的网络，导致网络之间的通信困难. 迫切需要统一的网络体系结构和统一的网络协议.

ISO将OSI参考模型开发为国际认可的标准模型.

TCP / IP协议和体系结构早于OSI参考模型，因此TCP / IP协议和体系结构也是业界公认的标准.

4. 互联网的应用与高速网络技术的发展

（1）互联网的快速发展

Internet不仅是一种资源共享，数据通信和信息查询的手段，而且已逐渐成为人们了解世界，讨论问题，休闲，学术研究，商业，教育甚至军事活动的重要领域

（2）信息高速公路

高速网络技术主要体现在: 异步传输模式（ATM），宽带综合业务数字网（B-ISDN），高速局域网，交换局域网，虚拟网络和无线网络.

（3）基于WEB技术的互连应用程序开发

网络技术的出现成倍地增加了网站数量和网络流量.

（4）基于P2P技术的应用技术开发

与客户端/服务器结构不同，对等（P2P）网络削弱了服务提供商与服务用户之间的界限，并扩大了网络资源的范围和深度.

（5）网络安全技术的发展

计算机网络要求网络具有适当的安全机制，以防止信息被非法盗窃，破坏和泄漏.

5. 宽带城域网的发展

宽带城域网和传统通信网的概念和技术发生了重大变化，主要体现在以下几个方面:

传统的局域网，城域网和广域网之间的技术界限变得模糊

传统电信传输技术和计算机网络技术之间的界限变得模糊

传统电信服务和Internet应用程序之间的界限越来越模糊

电信传输网络，计算机网络和广播电视网络技术之间的界限正在变得模糊

宽带城域网的核心技术是: 核心交换网和接入网.

二，计算机网络的基本概念

1. 计算机网络的定义

所谓的计算机网络是一个大型而强大的网络系统，它通过通信线路将分布在不同地理区域的计算机和特殊的外部设备连接起来，从而使许多计算机可以轻松地彼此之间传输信息并共享资源，例如硬件，软件，数据和信息.

计算机网络是现代通信技术和计算机技术相结合的产物.

它的基本特征体现在三个方面:

（1）资源共享

（2）不同地理位置的“自治计算机”

（3）计算机必须遵守通用的网络协议

2. 计算机网络的分类

计算机网络分类有很多标准，例如拓扑结构，应用协议，传输介质，数据交换方法等. 例如，根据网络的覆盖范围，它分为局域网，广域网. 以及都市圈网络；根据拓扑结构，有总线网络，树形网络，星形网络，环形网络和网状网络. 根据传播方式的不同，分为点对点传输和广播传输等.

（1）按覆盖范围分类:

局域网: 通常，微型计算机通过高速通信线连接，数据传输速率相对较快，通常在10Mbit / s以上，并且误码率较低. 但是，它的覆盖范围是有限的，并且是一个在较小地理区域（例如: 办公室，建筑物和几公里外的区域）的专用网络. 从媒体访问控制方法的角度来看，局域网可以分为共享媒体和交换式局域网.

都市圈网络: 局域网和广域网之间的高速计算机网络. 满足几公里范围内多个局域网的互连要求

广域网: 它是一个远程的大型计算机网络，覆盖数十公里到数千公里的广阔地理区域，其主要功能是实现远程之间的数据传输和信息共享计算机和通信多数线路租用公共通信网络（例如公共电话网络PSTN）. WAN在逻辑上分为资源子网（主机系统，终端控制器，网络设备，各种软件资源和信息资源）和通信子网（通信控制处理器，通信线路和其他通信设备）. 通信子网主要使用分组交换技术.

（2）按拓扑分类

网络拓扑: 主要是指通信子网的拓扑. 网络结构由网络中节点与通信线路之间的几何关系表示.

广播网络意味着一个公共频道被多个网络节点共享. 相应的网络拓扑包括树，环，总线，无线通信和卫星通信.

点对点线表示每条物理线链接两个节点. 相应的拓扑结构是树，环，星和网格.

3. 计算机网络数据传输率和误码率

（1）数据传输率

每秒传输的二进制位数. 单位是位/秒或bps. 记录为: s = 1 / T（bps），T是传输1bit所需的时间.

单位转换如下: 1Kbps = 1000bps，1Mbps = 1000Kbps，1Gbps = 1000Mbps，1Tbps = 1000Gbps

奈奎斯特定理给出了带宽B（B = f，单位Hz）与无噪声时的最大传输速率之间的关系:

Rmax = 2 * fRmax: 最大数据传输速率. B通信信道带宽（频率）单位HZ.

Shannon定理给出了随机热噪声时带宽与数据传输速率之间的关系:

Rmax = B * log2（1 + S / N）S / N信噪比（信噪功率比）单位为分贝.

（2）误码率

二进制码元素在数据传输过程中错误传输的概率，近似值为:

Pe = Ne / N（N是已传输的二进制符号总数，Ne是已错误传输的符号数量. ）

误码率应注意以下问题:

误码率是衡量正常工作条件下数据传输系统传输可靠性的参数.

对于实际的传输系统，通常不能说误码率越低越好. 应该根据实际情况进行测量.

在实际的传输系统中，如果不传输二进制符号，则需要将其转换为二进制符号以进行计算.

误码率是随机的. 在实际测量中，只有较大的二进制代码元素才能接近真实的误码率.

三，分组交换技术的基本概念

1. 电路切换的基本概念

通信子网的切换模式分为两种: 电路切换和存储转发切换. 其中，存储和转发交换分为消息交换和消息包交换. 分组交换技术分为: 数据报模式和虚电路模式

电路切换分为三个阶段:

（1）线路建立: 要在两个主机之间传输数据，请首先通过子网在两个主机之间建立线路连接.

（2）数据传输: 连接线路后，可以实时双向进行数据交换.

（3）线路释放: 数据传输结束后，源发送一个释放请求到目标主机，并在目标同意后逐渐释放连接.

电路交换的优点: 强大的实时性能，适用于交互式对话通信.

电路交换的缺点: 不适用于突然通讯，系统效率低，没有存储数据的能力，也没有控制错误的能力.

2. 存储转发交换功能

电路切换的特性差异:

（1）发送的数据，目的地址，源地址和控制信息以某种格式形成数据单元（消息或消息包），并进入通信子网.

（2）通信子网的节点是通信控制处理器，它负责完成数据单元的接受，错误检查，存储，路径选择和转发功能. 存储转发切换分为消息切换和消息包切换. 传输的数据单元分为两种类型: 消息和消息包.

消息: 数据长度不受限制，并且添加了目标地址，源地址和控制信息以形成逻辑单元.

分组: 限制消息的长度. 源节点需要将消息分为多个组. 传输完成后，目标节点将按顺序重新组织消息.

存储转发优势: 共享渠道，高线路利用率；路由选择功能，提高系统效率；每条路由都可以进行错误检查和纠正处理，以提高系统的可靠性. 路由器可以实现不同通信速率的转换. 转换不同的数据代码格式.

3. 在实际应用中，分组交换技术分为: 数据报模式和虚电路模式

（1）数据报方法

在发送数据包之前，无需在源和目的地之间建立连接. 源主机发送的每个数据包可以独立选择一条传输路径，并且每个数据包都可以通过通信子网中的不同路径进行传输以到达目的地.

具体步骤:

源主机将消息分成几个数据包，然后将它们发送到直接连接的处理器，然后接收的处理器将这些数据包存储起来；

每个接收到数据包的处理器都会执行错误检查，然后接收到数据包的处理器会向发送处理器返回确认消息.

如果正确发送了数据包，则源处理器将丢弃该副本，然后执行路由选择并将其发送给下一个处理器.

如果数据包发送不正确，请请求重新传输；

直到到达目的地.

数据报的特征: 每个数据包可以根据不同的路径发送；到达目的地的数据包可能出现故障，丢失等；每个数据包必须包含目的地址和源地址；传输延迟比较大.

（2）虚拟电路方法

虚拟电路方法将数据报与电路交换结合在一起. 发送数据包之前，必须在发送方和接收方之间建立逻辑连接. 因此，虚拟电路的工作过程分为虚拟电路建立，数据传输和虚拟电路移除三个阶段.

虚拟电路的特征:

在每次发送数据包之前，需要在源和目的地之间建立逻辑连接；

所有数据包均按照统一建立的虚电路进行传输，不会造成混乱和丢失；

当组通过每个节点时，该节点仅需要检查错误，而无需选择路径；

通信子网中的每个节点都可以与任何节点建立多个虚拟电路.

虚拟电路与电路交换之间的区别: 虚拟电路在传输数据包时建立虚拟连接. 该电路不是专用的. 而电路交换连接是物理连接，并且是排他性的.

四，网络体系结构和网络协议的基本概念

1. 网络架构的基本概念

网络协议: 为网络数据交换制定的规则，约定和标准.

有三个主要元素:

语法: 指定用户数据和控制信息的结构和格式；

语义: 指定需要发送哪种控制信息，以及完成的操作和响应；

计时: 事件顺序的详细说明.

计算机网络体系结构: 计算机网络层次结构模型和各种层协议的集合.

体系结构是抽象的，实现是具体的，它是可以运行的一些硬件和软件. 该体系结构采用分层结构.

使用层次结构的好处:

a）每个图层彼此独立

b）良好的灵活性

c）可以使用最合适的技术来实现每个层，并且每个层的实现技术部门都会影响其他层

d）易于实施和维护

e）帮助促进标准化

2.ISO / OSI参考模型

（1）OSI参考模型的概念

OSI中使用了三个抽象级别: 体系结构，服务定义和协议规范.

系统结构: 它定义了层次结构，级别之间的相互关系以及每一层中可能包含的服务. 这是对网络内部结构的最精细的总结和描述.

服务定义: 每层提供的服务的详细描述. 通过接口提供给更高层. 它还定义了层之间的接口以及每个层使用的图元，但是不涉及接口的实现.

协议规范: 它精确地定义了应该发送什么控制信息以及应该使用什么过程来解释该控制信息. 该协议的过程表明了最严格的约束条件.

OSI参考模型只是一个抽象描述，或者是在开发标准时使用的框架.

（2）OSI参考模型的结构以及每一层的主要功能

OSI分为7层: 物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层和应用程序层.

物理层: 使用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以透明地传输比特流.

数据链路层: 在物理上提供比特流传输服务的基础上，在通信实体之间建立数据链路连接，以帧为单位传输数据，并具有错误控制和流控制功能.

网络层: 选择最适合数据包通过路由算法的路径. 需要实现路径选择，拥塞控制和网络互连功能.

传输层: 为用户提供可靠的端到端服务，并透明地传输消息. 它屏蔽了低层功能和高层功能，是体系结构中最关键的层.

对话层: 组织两个对话过程之间的通信并管理数据交换.

表示层: 处理两个通信系统之间交换的信息的表示. 包括格式转换，数据加密和解密，数据压缩和数据恢复等功能.

应用层: 确定进程之间的通信性质，以满足用户的需求.

3. TCP / IP参考模型和协议

TCP / IP的特征

开放协议标准，独立于特定的计算机硬件和操作系统

独立于特定的网络硬件，可以在LAN，WAN和Internet中使用

统一的地址分配方案，以便网络中的每台计算机都有一个唯一的地址

标准化的高级协议可以提供各种可靠的用户服务.

TCP / IP参考模型和层次结构

主机网络层，互连层（IP），传输层（TCP / UDP）和应用程序层.

对应于OSI模型:

TCP / IP的主机网络层实现了OSI模型中物理层和链路层的功能.

TCP / IP的互连层实现了OSI模型中网络层的功能.

TCP / IP传输层在OSI模型中实现了网络传输层的功能.

TCP / IP的应用层实现了OSI模型中网络应用层的功能.

TCP / IP主机-网络层负责通过网络发送和接收IP数据报.

TCP / IP互连层的功能主要体现在三个方面: （1）处理来自传输层的数据包发送请求（2）处理接收到的数据报（3）处理互连路径，流控制和拥塞问题

TCP / IP的传输层使用两种协议在TCP和UDP之间实现应用程序进程之间的端到端通信.

TCP: TCP是一种可靠的面向连接的协议，它允许将主机的字节流无误地传输到目标主机.

UDP: 不可靠的无连接协议. 数据包到达目的地的顺序不是必需的.

TCP / IP应用层的主要协议是: Telnet，文件传输协议（FTP），简单邮件传输协议（SMTP），域名服务（DNS），路由信息协议（RIP），网络文件协议（NFS），超文本传输??协议（HTTP）等.

V. 互联网应用程序的开发

1. 基于WEB应用程序的开发

WEB技术的出现将互联网从主要由计算机专家和大学生使用的互联网转变为一种广泛使用的信息通信工具；同时，网站的数量和互联网上的通信量呈指数级增长，并且已被广泛应用于电子政务，电子商务，远程教育和信息服务领域. 持续扩展.

2. 搜索引擎技术的发展

搜索引擎是在WEB上运行的应用程序系统软件. 它是一种应用程序软件，可索引Internet上的大量资源并提供检索服务.

3. 广播技术的应用

Podcast是基于Internet的数字广播技术之一.

根据节日的不同类型，它分为: 传统播客，播客提供商和个人播客.

4. 博客技术的应用

博客是指以文章的形式在Internet上实现信息共享. 从技术上讲，它属于网络共享空间，并且形式上属于个人Internet发布应用程序.

5. 互联网电视的应用

互联网电视（IPTV）通过宽带IP网络传输，可以实现与用户的交互式点播广播，同时可以轻松地将传统电视与WWW和E-MAIL等互联网相结合.

6. P2P技术的应用

P2P网络中的每台计算机都可以用作网络服务的用户以及网络服务的提供者.

六个. 无线网络的研究与应用

1. 宽带无线接入技术和IEEE802.16标准

IEEE802.16无线城域网标准可以提供2?155Mbps的带宽. 宽带无线访问分为移动访问和固定访问.

2. 无线局域网和IEEE802.11标准

IEEE802.11标准使用微波，激光和红外作为传输介质来实现移动计算机网络中移动节点的物理层和数据链路层的功能.

3. 蓝牙技术和IEEE802.15标准

蓝牙技术是无线自组织网络的应用. IEEE802.15是基于蓝牙规范的短距离，低功耗无线通信标准.

4. 无线自组织网络，也称为移动自组织网络，是在分组无线网络的基础上开发的.

5. 无线传感器网络将Adhoc技术与传感器技术结合在一起. 它由部署在监视区域中的大量微传感器节点组成，并通过无线通信形成多跳Adhoc网络. 目的是协同感测，收集和处理网络覆盖区域中感测对象的信息，并将其发送给观察者. 传感器网络的三个元素是: 传感器，感测对象和观察者.

6. 无线网状网络. 其发展的直接动力是互联网访问的应用需求. 如果将Adhoc技术用作诸如WLAN和WiMAX之类的无线访问技术的补充，它将应用于Internet无线访问网络.

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