《網路技術》是計算機三級考試科目之一，關於區域網基礎知識點大家都複習得怎麼樣呢?以下是本站小編搜尋整理的計算機三級《網路技術》考點：區域網基礎，供參考複習，希望對大家有所幫助!想了解更多相關資訊請持續關注我們應屆畢業生考試網!
本單元概覽
一、區域網與都會網路的基本概念
二、乙太網
三、高速區域網的工作原理
四、交換式區域網與虛擬區域網
五、無線區域網
六、區域網互聯與網橋的工作原理
一、區域網與都會網路的基本概念
1.決定區域網與都會網路的三要素
決定區域網與都會網路特點的三要數：網路拓撲、傳輸介質、介質訪問控制方法。
2.區域網拓撲結構的型別與特點
區域網與廣域網的重要區別是覆蓋的地理範圍不同，因此其基本通訊機制與廣域網完全不同：區域網採用共享介質與交換方式(分為共享介質區域網與交換式區域網)，廣域網採用儲存轉發。
區域網在傳輸介質、介質訪問控制方法上形成了自己的特點。其主要的網路拓撲結構分為：匯流排型、環型與星型。網路介質主要採用雙絞線、同軸電纜與光纖等。
A.匯流排拓撲：
介質訪問控制方法：共享介質方式。
優點：結構簡單、容易實現、易於擴充套件、可靠性好。
特點：所有結點都通過網絡卡連線到公共傳輸介質總線上，匯流排通常採用雙絞線或同軸電纜，所有結點通過匯流排傳送或接收資料，由於多個結點共享介質，因此會有衝突出現，導致傳輸失敗，必須解決介質訪問控制問題
B.環型網路拓撲結構
環型網路拓撲是結點間通過網絡卡利用點到點線路連線形成閉合的環型。環中的資料沿著同一個方向逐站傳輸。環型結構中，多個站點共享一條環通路，為了確定哪個結點可以傳送資料，同樣需要進行介質訪問控制。環型結構通常採用分散式控制方法，環中每個結點都要執行傳送和接收的控制邏輯。
C.星型網路拓撲結構
星型拓撲結構存在中心節點，每個節點通過點-點線路與中心節點連線，任何兩節點之間的通訊都要通過中心節點轉接。優點是：結構簡單。
3.傳輸介質型別和介質訪問控制方法：
區域網介質型別：同軸電纜、雙絞線、光纖和無線通道。
區域網介質訪問控制方法：
IEEE802.2標準定義了共享介質區域網有以下3類:
帶衝突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA/CD)----匯流排網
令牌匯流排(tokenbus)-------匯流排網
令牌環(tokenring)----------環型網
802參考模型
IEEE802(區域網標準委員會)，專門從事區域網標準化工作。重點是解決區域性範圍內的計算機組網問題。研究者只需要面對OSI模型中資料鏈路層和物理層，網路層及以上高層不屬於區域網協議的研究範圍。
區域網領域中有典型的三種技術：乙太網、令牌匯流排和令牌環。
資料鏈路層的功能複雜，設計者將鏈路層分為兩部分：LLC(邏輯鏈路控制子層)和MAC(介質訪問控制子層)。不同的區域網在LLC中必須使用相同的協議。LLC子層與傳輸介質和介質訪問控制方法無關。在MAC子層和物理層中不同區域網可以採用不同協議。
802標準
IEEE802標準規定了區域網中不同層次(資料鏈路層和物理層)中的標準。
可簡單分為3類：
IEEE802.1定義區域網的體系結構、網路互連。
IEEE802.2定義邏輯鏈路控制(LLC)的功能與服務。
IEEE802.3定義CSMA/CD匯流排訪問方法與物理層技術規範。
IEEE802.4定義令牌匯流排(TokenPassingBus)訪問方法與物理層技術規範。
IEEE802.3定義令牌環(TokenPassingRing)訪問方法與物理層技術規範。
IEEE802.11定義無線區域網技術(MAC層採用CSMA/CD)
IEEE802.15定義近距離無線個人區域網訪問控制子層與物理層標準
IEEE802.16定義寬頻無線區域網訪問控制子層與物理層標準
二、乙太網
1.乙太網的發展
1976年7月，Bob在ALOHA網路的基礎上，提出匯流排型區域網的設計思想，並提出衝突檢測、載波偵聽與隨機後退延遲演算法，將這種區域網命名為乙太網(Ethernet)。
乙太網的核心技術是：
介質訪問控制方法CDMA/CD.這種方法解決了多結點共享公用匯流排的問題。
早期乙太網的傳輸介質是同軸電纜，後用雙絞線，再後用光纖。
2.乙太網的幀結構與工作流程
(1)乙太網資料傳送流程
衝突：多個站點同時利用匯流排傳送資料，導致資料接收不正確。
匯流排網沒有控制中心，如果一個站點發送資料幀，以廣播方式通過匯流排傳送，每一個站點都能收到資料幀，其它站點也可以同時傳送，因此衝突不可避免。
CSMA/CD傳送流程可簡單概括為：先聽後發，邊聽邊發，衝突停止，延遲重發。
實現公共傳輸介質的控制策略，需要解決的問題是：載波偵聽，衝突檢測，衝突後的處理方法。
(a)載波偵聽
結點利用匯流排傳送資料時，首先偵聽匯流排是否空閒，乙太網規定傳送資料採用曼徹斯特編碼。判斷匯流排是否空閒可以判斷總線上是否有電平跳變。不發生跳變匯流排空閒。此時如果有結點已準備好傳送資料，可以啟動傳送。
(b)衝突檢測方法
載波偵聽不能完全消除衝突，原因是數字訊號是以一定的速率傳輸的。例如：結點A傳送資料幀時，離他1000m距離的結點在一定的時間延遲後才能收到資料幀，此時間段內如果B也傳送資料，造成衝突。從物理層上看，衝突時多個訊號疊加，導致波形不同於任何結點的波形訊號。
解決方案：結點A傳送資料前，先發送偵聽訊號，如果偵聽訊號在最大距離傳輸時間2倍時，沒有衝突訊號出現，結點A肯定取得匯流排的訪問權。
衝突訊號的延遲時間=2*D/V。其中：D是結點到最遠結點的距離，V表示訊號傳輸速度，訊號往返的時間為延遲時間。
進行衝突檢測的方法有兩種：比較法和編碼違例法。
比較法：將傳送訊號波形與從總線上接收的訊號比較，如果不同說明有衝突。
違例編碼法：檢查總線上的波形是否符合曼徹斯特編碼規則，不符合說明有衝突。
(c)衝突解決方案
發現衝突，停止傳送如果傳送資料的過程中檢測出衝突，為解決通道爭用衝突，傳送結點停止傳送，隨機延遲後重發的流程。
隨機延遲後重發的第一步：傳送衝突加強訊號，目的是延續衝突的持續時間，使得網路中的所有結點都能檢測出衝突的存在，並立即丟棄衝突幀，提高通道利用率。
隨機延遲重發。乙太網協議規定每幀的最大重發次數不得超過16次，若超過則認為線路故障。為公平解決通道爭用問題，需要確定後退延遲演算法。典型的CSMA/CD採用二進位制指數退避演算法，退避延遲時間計算為：t=2k×R×a。其中：a是衝突視窗大小，R是隨機數，k為衝突次數，定義k的最大值，一旦k是最大值時是最後一次傳送。每次的延遲時間都會根據公式求出。
乙太網中任何結點都需要通過CSMA/CD方法爭取匯流排使用權，從準備傳送到成功傳送時間不確定。因此又稱為隨機爭用介質訪問控制方法。簡單易實現。
(2)乙太網幀結構
前導碼(7B)與幀前定界符欄位：用於接收同步階段。
目的地址與源地址(6B)：分別表示幀的接收節點地址與傳送節點的硬體地址。
型別欄位：表示網路層使用的協議型別。
資料欄位(46B—15000B)：是高層待發送的資料部分。
幀校驗欄位：採用32位的迴圈冗餘校驗。校驗範圍：目的地址、源地址、長度、LLC資料。
(3)乙太網接收流程
如果一個結點利用匯流排成功傳送資料，其它結點都應該處於接收狀態。所有結點只要不傳送資料，就應該處於接收狀態。一個結點接收幀，首先判斷幀的長度。(規定了最小長度，若小與最小長度，衝突，丟棄該幀，結點重新進入接收狀態)。如果沒有衝突，結點接收幀後首先檢查幀的目的地址。(目的地址單一地址或組地址或廣播地址，屬於自己則保留，否則丟棄)。地址匹配後確認是自己應該接收的幀，進一步進行CRC校驗。如果校驗正確，則進一步檢測LLC資料長度是否正確。出錯則報告”幀長度錯“，否則報告”成功接收”，進入結束狀態。如果檢驗出錯，首先判斷該幀是否是8為的整數倍，是，表示沒有丟失位，則記錄”幀檢驗錯“，否則報告”幀位錯“，進入結束狀態。
乙太網協議將接收出錯分為3類：幀檢驗錯、幀長度錯與幀位錯。
3.乙太網的實現方法
每個站點都可以接收到所有來自其他站點的資料
為決定那個站點接收，需要定址機制來標識目的站點
目的站點將該幀複製，其他站點則丟棄該幀
4.以網的實體地址
IEEE802標準為每個DTE規定了一個48位的全域性地址，它是站點的全球唯一的識別符號，與其物理位置無關。即MAC地址(實體地址)，MAC地址為6位元組(48位)。MAC地址的前3個位元組(高24位)由IEEE統一分配給廠商，低24位由廠商分配給每一塊網絡卡。網絡卡的MAC地址可以認為就是該網絡卡所在站點的MAC地址。
三、高速區域網工作原理
1.高速區域網的研究方法
傳統區域網技術建立在”共享介質“的基礎上，網中所有結點共享一條公共傳輸介質，典型的控制方法有：CSMA/CD、令牌環和令牌匯流排。
介質訪問控制方法使得每個節點都能夠”公平“使用公共傳輸介質，如果網路中結點數目增多，每個結點分配的頻寬將越來越少，衝突和重發現象將大量增加，網路效率急劇下降，資料傳輸的延遲增長，網路服務質量下降。
解決方案：
(1)增加公共線路的頻寬。優點：仍然是區域網保護使用者已有的投資。
(2)將大型區域網劃分成若干個用網橋或路由連線的子網。優點：每個子網作為小型區域網，隔離子網間的通訊量，提高網路的安全性。
(3)將共享介質改為交換介質。優點：交換式區域網的'裝置是交換機，可以在多個埠之間建立多個併發連線。交換方式出現後，區域網分為：共享式和交換式區域網。
2.快速乙太網(標準IEEE802.3u)
乙太網採用相同的幀格式，同樣的介質訪問控制與組網方法，將速率從10Mbps提高10倍到100Mbps。解決方法只要在MAC子層使用CSMA/CD，在物理層進行必要調整，定義新的物理層標準。形成快速乙太網標準IEEE802.3u。
100base-T標準定義了介質獨立介面，它將MAC子層與物理層隔開，傳輸介質和訊號編碼方式的變化不會影響MAC子層。
100BASE-T的有關傳輸介質標準主要有3種：
(1)100base-TX：支援2對5類非遮蔽雙絞線或2對1類遮蔽雙絞線;其中1對用來發送，1對用來接收，是全雙工系統，每個結點可同時以100Mbps傳送和接收資料。
(2)100base-T4：支援4對3類非遮蔽雙絞線，其中3對用於資料傳輸，1對用於衝突檢測。
(3)100base-FX：支援2芯的單模或多模光纖，主要用於高速主幹網，從結點到集線器的距離可達2km。是全雙工系統。
3.千兆乙太網(標準IEEE802.3z)
在電視會議、三維圖形與高清晰影象應用中，需要使用更高頻寬的區域網。
設想方案：
(1)桌面10M,部門採用快速乙太網100M，企業級採用1G的千兆乙太網。
(2)將現有網路連入到ATM網上，異構網路連線。
IEEE802.3z標準定義了千兆網標準。
方法：
在物理層做一些必要調整，定義了1000BASE-T標準。支援多種傳輸介質。
4種標準：
(1)1000base-T:5類非遮蔽雙絞線，距離100m。
(2)1000base-CX：遮蔽雙絞線，長可到25m。
(3)1000base-LX：使用波長1300nm的單模光纖，長可3000m。
(4)1000base-SX：波長850nm的多模光纖，長可300～550m。
3.萬兆乙太網
萬兆乙太網，使用光纖做傳輸介質。不存在爭用問題，不再使用CSMA/CD協議。
四、交換式區域網與虛擬區域網
1.交換式區域網的基本結構(交換式區域網的核心裝置是區域網交換機。交換機需要建立“埠號/MAC地址對映表”，利用“地質學習”的方法來動態建立和維護“埠號/MAC地址對映表”。)
(1)交換機的基本概念。交換機可以有多個埠，每個埠可以連線一個結點，也可連線共享介質的集線器(HUB);實現多個埠的併發連線和多個節點的併發傳輸。交換機通常針對某種區域網設計，交換式區域網的核心裝置是區域網交換機。
(2)交換機的特點：低交換延遲,支援不同傳輸速率和工作模式(交換機埠支援不同的傳輸速率—半雙工和全雙工模式，交換機可完成不同埠速率之間轉換)，支援虛擬區域網服務(交換式區域網是虛擬區域網的基礎)。
2.區域網交換機的工作原理
交換機需要建立“埠號/MAC地址對映表”，利用“地質學習”的方法來動態建立和維護“埠號/MAC地址對映表”。
3.交換機的幀轉發方式
乙太網交換機的幀轉發方式包含3類：直接交換方式、儲存轉發交換方式、改進的直接交換方式
直接交換方式
交換機只要接收幀並檢測目的地址，就立即將該幀轉發出去，不用判斷是否出錯。幀出錯檢測由結點完成。優點：交換延遲短;缺點：缺乏檢錯，不支援不同速率埠之間的幀轉發。
儲存轉發交換方式
交換機需要完整接收幀並進行差錯檢測。優點：具有差錯檢測能力，並支援不同速率埠間的幀轉發;缺點：交換延遲將會延長。
改進的直接交換方式
結合上述兩種方式，接收到前64B後，判斷幀頭是否正確，正確轉發。對短幀而言，交換延遲同直通交換延遲;對長幀而言，因為只對幀頭(地址和控制欄位)檢測，交換延遲將會減少。
4.虛擬區域網的工作原理
(1)虛擬網路概念：建立在交換機技術基礎上，將區域網上的結點按工作性質與需要劃分成若干個“邏輯工作組”，一個邏輯工作組就是一個虛擬網路。
虛擬網路以軟體方式實現邏輯工作組的劃分與管理，工作組的結點不受物理位置的限制(相同工作組的結點不一定在相同的物理網段上，只要能夠通過交換機互聯)。從一個工作組到另一個工作組時，只要通過軟體設定，無需改變結點在網路中的物理位置。
(2)組網方法：(4種)
A.利用交換機埠號定義虛擬區域網：邏輯上將交換機埠劃分為不同的虛擬子網，當某一埠屬於一個虛擬網時，就不能屬於另外一個虛擬子網。缺點：當將結點從一個埠轉移到另一個埠時，管理者需要重新配置虛擬網成員。
B.用MAC地址定義虛擬網路：利用MAC地址定義虛擬區域網，因為MAC地址是與物理相關的地址，因此稱為基於使用者的虛擬網;缺點：所有使用者初始時必須配置到至少一個虛擬網，初始配置人工完成，隨後可自動跟蹤使用者。
C.用網路層地址定義虛擬網路：利用IP地址定義虛擬網。優點：使用者可按協議型別組成虛擬網，可隨意移動不需要重新配置。缺點：效能比較差，原因是檢查網路層地址比檢查MAC地址更費時。
D.用IP廣播組的虛擬網路：基於IP廣播組動態建立虛擬網。廣播包傳送時，動態建立虛擬網，廣播組中的所有成員屬於一個虛擬網。它們只是特定時間內特定廣播組成員。優點：可根據服務靈活建立，可跨越路由器與廣域網。
5.虛擬區域網優點
(1)方便網路使用者管理，減少網路管理開銷。通過虛擬區域網的設定可以在調整使用者涉及結點位置變化時，不需要重新佈線。
(2)提供更好的安全性。針對不同的使用者可以設定不同的許可權和要求，虛擬網是一種簡單、經濟和安全的方法。
(3)改善網路服務質量。虛擬網可以隔離不同的使用者組，將同類的使用者控制在一個虛擬區域網中，減少廣播風暴的危害，有利於改善網路服務質量。
五、無線區域網
1、無線區域網的應用
體現在4個方面：
擴充傳統區域網：某些特殊環境區域網起不到作用，利用無線解決。
建築物之間的互聯：鄰近的建築物之間可採用點到點的無線鏈路。
漫遊訪問：移動裝置與無線集線器之間實現漫遊訪問。
特殊網路Adhoc：無線自組網採用一種不需要基站的“對等結構”行動通訊模式，網路中的所有使用者都可能移動，每個系統都具備動態搜尋、定位和恢復連線的能力。
2、紅外無線區域網
按視距方式傳播，傳送點必須能直接看到接收點，中間沒有阻擋。資料傳輸技術主要有三種：定向光束紅外傳輸、全方位紅外傳輸與漫反射紅外傳輸。
3、擴頻無線區域網
擴頻通訊是將資料基帶訊號頻譜擴充套件幾倍或幾十倍，以犧牲通訊寬度為代價達到提高無線通訊系統的抗干擾性與安全性。
擴頻技術主要有2種：跳頻擴頻、直接序列擴頻。
跳頻擴頻通訊
特點：將利用的頻帶分為多個子頻帶，子頻帶稱為通道。
每個通道頻寬相同，中心頻率有偽隨機數發生器的隨機數確定，變化頻率叫跳躍系列。
傳送端和接收端採用相同的跳躍系列。
直接序列擴頻通訊
特點：將傳送資料經過偽隨機數發生器產生的偽隨機碼進行異或操作，再將異或操作的結果調製後傳送,所有接收結點使用相同頻段,傳送端與接收端使用相同的偽隨機碼
4、無線區域網標準IEEE802.11
標準規定物理層定義紅外、跳頻擴頻與直接序列擴頻的資料傳輸。
MAC層分為：分散式協調功能(DCF)和點協調功能子層(PCF)。
MAC層的主要功能是對無線環境的訪問控制、提供多個接入點的漫遊支援，同時提供資料驗證與保密服務。
MAC層支援兩種訪問方式：無爭用服務和爭用服務。
無爭用服務：系統中存在中心控制結點。中心控制結點的具有點協調功能。
爭用服務：類似乙太網的隨機爭用訪問控制方式，稱為分佈協調功能。
六、區域網互聯與網橋的工作原理
物理層互連用中繼器，資料鏈路層互連用網橋，網路層互連用路由器，高層互連用閘道器。
1、網橋的工作原理(透明網橋與源路由網橋)
當多個區域網互聯時需要資料鏈路層的裝置--------網橋。
作用是：資料接收、地址過濾與資料轉發的作用。
網橋的特點：
A.互聯兩個採用不同鏈路層協議、傳輸介質與傳輸速率的網路
B.接收、儲存、地址過濾與轉發的方式實現網際網路絡的通訊
C.需要在鏈路層以上採用相同協議
D.分隔兩個網路之間的廣播通訊，有利於改善網路的效能與安全性
常見的情況下是網橋連線兩個區域網。
注意：來源:考試大網
A.網橋不更改接收幀的內容與格式，要求在MAC子層以上使用相同協議。
B.網橋連線的兩個區域網的資料鏈路層和物理層的協議可不相同
C.衡量網橋效能指標是每秒鐘接收與轉發的幀數
D.網橋必須具有定址能力和路由選擇能力
2、網橋的路由選擇策略
網橋通過路由表來實現不同網段之間的幀轉發。網橋的中工作是構建和維護路由表。路由表是用於記錄不同結點的實體地址與網橋轉發埠的關係。
按路由表建立方法分為兩類：透明網橋與源路由網橋。
透明網橋：透明網橋的路由表記錄3個資訊：站地址、埠與時間。
路由表建立過程：網橋初始連入區域網時，路由表為空;當透明網橋收到一個幀時，它將記錄源MAC地址、幀進入網橋的埠號和時間，然後將幀向所有其它埠轉發，網橋在轉發的過程中，逐漸建立路由表。
源路由網橋：源路由網橋由傳送幀的源結點負責路由選擇。
路由表過程：為發現合適的路由，源結點以廣播方式向目的結點發送一個用於探測的發現幀，發現幀在通過網橋連線的各個區域網中沿著所有可能的路由傳送。傳送過程中每個發現幀記錄路由，到達目的地後，沿著各自的路由返回源結點。源結點從所有路由中選擇一個最佳路由。
3、網橋與廣播風暴
廣播風暴：當網橋的埠—結點地址表中沒有結點地址資訊時，網橋無法決定從哪個埠轉發資料，簡單方法是廣播傳輸，但“盲目”廣播使無用的通訊量劇增，造成“廣播風暴”。
網橋工作在鏈路層，網橋根據源地址與目的地址決定是否將接收和轉發資料幀。網橋如果要轉發必需儲存一張埠—結點地址表。
當結點在表中不存在時，容易形成廣播風暴。
4、多埠網橋與第二層交換
乙太網交換機通過提供在多個埠之間的併發連線提高區域網效能。
從工作角度看，乙太網網橋與乙太網交換機都工作在鏈路層，交換機可以看作是一個多埠的網橋。
網橋一般採用接收、儲存、地址過濾與幀轉發
交換機完成幀的轉發
交換機可以直接與計算機連線
網橋不是直接連線計算機而是連線區域網
由於交換機負責完成幀一級的交換，並工作在鏈路層，因此又被稱為第二層交換機。
目前很多交換機具有網橋和路由器的基本功能。
區域網的工作模式
區域網的工作模式是指在區域網中各個節點之間的關係。按照工作模式的劃分可以大致將其分為專用伺服器結構、客戶機/伺服器模式和對等模式3種。
一、專用伺服器結構
專用伺服器結構又稱為“工作站/檔案伺服器”結構，由若干臺微機工作站與一臺或多臺檔案伺服器通過通訊線路連線起來組成工作站存取伺服器檔案，共享儲存裝置。
檔案伺服器自然以共享磁碟檔案為主要目的。對於一般的資料傳遞來說已經夠用了，但是當資料庫系統和其他複雜而又被不斷增加的使用者使用的應用系統到來的時候，伺服器已經不能承擔這樣的任務了，因為隨著使用者的增多，為每個使用者服務的程式也會相應增多，每個程式都是獨立執行的大檔案，給使用者的感覺是極慢的，因此產生了客戶機/伺服器模式。
二、客戶機/伺服器模式
客戶機/伺服器模式(Client/Server)簡稱C/S模式。其中一臺或幾臺較大的計算機集中進行共享資料庫的管理和存取，稱為伺服器，而將其他的應用處理工作分散到網路中其他微機上去做，構成分散式的處理系統，伺服器控制管理資料的能力已由檔案管理方式上升為資料庫管理方式，因此，C/S結構的伺服器也稱為資料庫伺服器，注重於資料定義、存取安全備份及還原，併發控制及事務管理，執行諸如選擇檢索和索引排序等資料庫管理功能，它有足夠的能力做到把通過其處理後用戶所需的那一部分資料而不是整個檔案通過網路傳送到客戶機去，減輕了網路的傳輸負荷。C/S結構是資料庫技術的發展和普遍應用與區域網技術發展相結合的結果。
三、對等式網路
對等網模式(Peer-to-Peer)。與C/S模式不同的是，在對等式網路結構中，每一個節點之間的地位對等，沒有專用的伺服器，在需要的情況下每一個節點既可以起客戶機的作用也可以起伺服器的作用。
對等網也常常被稱做工作組。對等網路一般常採用星型網路拓撲結構，最簡單的對等網路就是使用雙絞線直接相連的兩臺計算機，如在對等網路中，計算機的數量通常不會超過10臺，網路結構相對比較簡單。
對等網除了共享檔案之外，還可以共享印表機以及其他網路裝置。也就是說，對等網上的印表機可被網路上的任一節點使用，如同使用本地印表機一樣方便。因為對等網不需要專門的伺服器來支援網路，也不需要其他元件來提高網路的效能，因而對等網路的價格相對其他模式的網路來說要便宜很多。由於對等網的這些特點，使得它在家庭或者其他小型網路中應用得很廣泛。
