為了大家可以系統地進行計算機三級考試的複習，下面本站小編為大家整理了計算機三級考試網路技術第二章節詳解，歡迎學習!
第二章 網路技術基礎
本單元概覽
一、計算機網路的形成與發展。
二、計算機網路的基本概念。
三、分組交換的基本概念。
四、網路體系結構與網路協議的基本概念。
五、網際網路應用的發展。
六、無線網路的應用與研究。
一、計算機網路的形成與發展
1.計算機網路的發展階段
第一階段：獨立發展的計算機技術與通訊技術結合。奠定了計算機網路的理論基礎。
第二階段：ARPANET與分組交換技術的發展，奠定了網際網路的基礎。
第三階段：各種廣域網、區域網和公用分組交換網路的發展，網路體系結構與網路協議的標準化。國際標準化組織(ISO)制定了開放系統參考模型(OSI)。
第四階段：Internet、高速通訊網路、無線網路與網路安全技術的應用。
2.計算機網路的形成
(1)由一臺中央主機通過通訊線路連線大量的地理上分散的終端，構成面向終端的通訊網路，終端分時訪問中心計算機的資源，中心計算機將處理結果返回終端。
(2)20世紀60年代中期，出現了多臺計算機通過通訊系統互連的系統，開創了“計算機——計算機”通訊時代，這樣分佈在不同地點且具有獨立功能的計算機就可以通過通訊線路，彼此之間交換資料、傳遞資訊。
(3)ARPANET的發展以及OSI的制定，使各種不同的網路互聯、互相通訊變為現實，實現了更大範圍內的計算機資源共享。
Internet是覆蓋全球的資訊基礎設施之一，使用者可以利用Internet實現全球範圍的資訊傳輸、資訊查詢、電子郵件、語音與影象通訊服務等功能。
3.網路體系結構與協議標準化
在計算機網路發展的第三階段，出現了很多不同的網路，導致網路之間的通訊困難。迫切需要統一的網路體系結構和統一的網路協議。
ISO制定了OSI參考模型，作為國際認可的標準模型。
TCP/IP協議以及體系結構早於OSI參考模型，因此TCP/IP協議與體系結構也是業內公認的標準。
4.網際網路的應用與高速網路技術的發展
(1)網際網路高速發展
網際網路不僅是一種資源共享、資料通訊和資訊查詢的手段，逐漸成為人們瞭解世界、討論問題、休閒、學術研究、商貿、教育甚至軍事活動等重要領域。
(2)資訊高速公路
高速網路技術主要體現在：非同步傳輸模式(ATM)，寬頻綜合業務數字網(B-ISDN)，高速區域網，交換區域網，虛擬網路與無線網路。
(3)基於WEB技術的互聯應用的發展
Web技術的出現使網站的數量和網路的通訊量呈指數增長。
(4)基於P2P技術的應用技術發展
區別於客戶機/伺服器結構，對等(P2P)網路淡化了服務提供者和服務使用者的界限，擴大了網路資源的範圍和深度。
(5)網路安全技術的發展
計算機網路犯罪，使得網路必須具備足夠的安全機制，防止資訊被非法竊取、破壞與洩露。
5.寬頻都會網路的發展
寬頻都會網路與傳統的通訊網路在概念和技術上發生了很大的變化，主要體現在以下幾個方面：
傳統區域網、都會網路與廣域網在技術上的界限模糊
傳統的電信傳輸技術與計算機網路技術的界限越來越模糊
傳統的電信服務與網際網路應用的界限越來越模糊
電信傳輸網、計算機網路與廣播電視網路技術的界限越來越模糊
寬頻都會網路的核心技術是：核心交換網和接入網。
二、計算機網路的基本概念
1.計算機網路的定義
所謂計算機網路，就是把分佈在不同地理區域的計算機與專門的外部裝置用通訊線路互連成一個規模大、功能強的網路系統,從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞資訊，共享硬體、軟體、資料資訊等資源。
計算機網路是現代通訊技術與計算機技術相結合的產物。
其基本特徵體現在三個方面：
(1)資源共享
(2)不同地理位置的“自治計算機”
(3)計算機之間必須遵守共同的網路協議
2.計算機網路的分類
計算機網路分類的標準很多，如按拓撲結構、應用協議、傳輸介質、資料交換方式等等。如按網路的覆蓋範圍分為區域網、廣域網、都會網路;按拓撲結構分類有匯流排網、樹型網、星型網、環型網、網狀網;按傳播方式分為點對點傳輸和廣播式傳輸等。
(1)按覆蓋範圍分類：
區域網：一般用微型計算機通過高速通訊線路相連，資料傳輸速率較快，通常在10Mbit/s以上，誤位元速率較低。但其覆蓋範圍有限，是一個小的地理區域(例如：辦公室、大樓和方圓幾公里遠的地域)內的專用網路。區域網從介質訪問控制方法來看可分為共享式介質和交換式區域網。
都會網路：介於區域網和廣域網之間的高速計算機網路。滿足幾千米範圍內多個區域網互連需求
廣域網：是遠距離、大範圍的計算機網路，覆蓋範圍一般是幾十公里～幾千公里的廣闊地理區域，其主要作用是實現遠距離計算機之間的資料傳輸和資訊共享，並且通訊線路大多租用公用通訊網路(如公用電話網PSTN)。廣域網從邏輯功能上分為資源子網(由主計算機系統、終端控制器、連網外設、各種軟體資源與資訊資源)和通訊子網(通訊控制處理器、通訊線路、其他通訊裝置)。其中通訊子網主要採用分組交換技術。
(2)按拓撲結構分類
網路拓撲結構：主要指通訊子網的'拓撲構型。通過網中節點與通訊線路之間的幾何關係表示網路結構。
廣播式網路是指一個公共通道被多個網路結點共享，對應的網路拓撲結構有樹型、環型、匯流排型、無線通訊與衛星通訊。
點對點線路是指每個物理線路連結兩個結點。對應的拓撲結構有樹型、環型、星型與網狀型。
3.計算機網路資料傳輸速率與誤位元速率
(1)資料傳輸速率
每秒鐘傳輸二進位制的位元數。單位bit/s或bps。記作：s=1/T(bps)，T為傳送1bit所需要的時間。
單位變換如下：1Kbps=1000bps，1Mbps=1000Kbps，1Gbps=1000Mbps，1Tbps=1000Gbps
奈奎斯定理特給出沒有噪聲時頻寬B(B=f,單位Hz)與最大傳輸速率之間的關係：
Rmax=2*fRmax：最大資料傳輸速率。B通訊通道頻寬(頻率)單位HZ。
夏農定理給出了有隨機熱噪聲時頻寬與資料傳輸速率之間的關係：
Rmax=B*log2(1+S/N)S/N信噪比(訊號與噪聲功率比)單位是分貝。
(2)誤位元速率
二進位制碼元在資料傳輸過程中被傳錯的概率，其近似值為：
Pe=Ne/N(N為傳輸二進位制碼元的總數，Ne為被傳錯的碼元數。)
誤位元速率應注意以下問題：
誤位元速率是衡量資料傳輸系統正常工作狀態下傳輸可靠性的引數。
對於實際的傳輸系統，不能籠統地說誤位元速率越低越好，要根據實際情況衡量。
實際的傳輸系統，如果不是傳輸二進位制碼元，需要摺合成二進位制碼元計算。
誤位元速率具有隨機性，實際測量時只有測試的二進位制碼元越大，才會接近真正的誤位元速率。
三、分組交換技術的基本概念
1.電路交換的基本概念
通訊子網的交換方式中分為兩類：電路交換和儲存轉發交換。其中儲存轉發交換分為報報文交換和報文分組交換。其中分組交換技術分為：資料報方式與虛電路方式
電路交換分為三個階段：
(1)線路建立：兩臺主機要傳輸資料，首先通過子網建立兩臺主機之間的線路連線。
(2)資料傳輸：線路連線後，可以實現實時、雙向的交換資料。
(3)線路釋放：資料傳輸結束後，原點想目的主機發送釋放請求，目的同意後逐步釋放連線。
線路交換的優點：實時性強，適應於互動式會話通訊。
線路交換的缺點：對突發性通訊不適應，系統效率低，不具備儲存資料能力，不具備差錯控制能力。
2.儲存轉發交換的特點
與線路交換的特點區別：
(1)傳送的資料與目的地址、源地址、控制資訊按照一定格式組成一個數據單元(報文或報文分組)進入通訊子網。
(2)通訊子網的結點是通訊控制處理機，它負責完成資料單元的接受、差錯檢驗、儲存、路徑選擇和轉發功能。儲存轉發交換分為報文交換和報文分組交換。被傳送的資料單元分為兩種：報文和報文分組。
報文：資料長度不限，增加目的地址、源地址與控制資訊組成一個邏輯單元。
分組：限制報文長度，源結點需要將報文分成多個分組，傳送結束後，由目的結點按順序重新組織成報文。
儲存轉發優點：共享通道，線路利用率高;路由選擇功能，提高系統效率;每個路由可進行差錯檢查和糾錯處理，提高系統可靠性;路由器實現不同通訊速率的轉換，也可對不同資料程式碼格式進行轉換。
3.實際應用中，分組交換技術分為：資料報方式與虛電路方式
(1)資料報方式
分組傳輸前不需要預先在源與目的之間建立連線，源主機發送的每一個分組都可以獨立選擇一條傳輸路徑，每個分組可以在通訊子網中通過不同的路徑傳輸到達目的地。
具體步驟：
源主機將報文分成若干個分組，傳送給直接相連的處理機，收到的處理機儲存分組;
每個收到分組的處理機都進行差錯檢驗，然後收到分組的處理機向傳送處理機返還確認資訊。
如果分組傳送正確，源處理機丟棄副本然後進行路徑選擇傳送給下一個處理機。
如果分組傳送錯誤，則要求重發;
直到到達目的地。
資料報的特點：各分組可按不同路徑傳送;到達目的地的分組可能有亂序、丟失等現象;每個分組要包含目的和源地址;傳輸延遲較大。
(2)虛電路方式
虛電路方式將資料報與電路交換結合起來，分組傳送前需要在傳送方和接收方建立邏輯連線。所以虛電路的工作過程分為三個階段：虛電路建立、資料傳輸、虛電路拆除。
虛電路的特點：
每次分組傳輸前，需要在源和目的之間建立邏輯連線;
所有分組按統一建立的虛電路傳輸，不會出現亂序和丟失現象;
分組通過的每一個結點時，結點只要差錯檢查，不需要路徑選擇;
通訊子網中的每一個結點可以與任何結點建立多條虛電路。
虛電路與線路交換的區別：虛電路在傳輸分組時建立虛連線，這種電路不是專用的;而電路交換的連線是物理連線，是獨佔的。
四、網路體系結構與網路協議的基本概念
1.網路體系結構的基本概念
網路協議：為網路資料交換而制定的規則，約定與標準。
主要有三要素：
語法：規定使用者資料與控制資訊的結構和格式;
語義：規定需要發出何種控制資訊以及完成的動作與作出的響應;
時序：對事件實現順序的詳細說明。
計算機網路體系結構：計算機網路層次結構模型和各層協議的集合。
體系結構是抽象的，而實現是具體的，是能夠執行的一些硬體和軟體。體系結構採用層次結構。
採用層次結構的好處：
a)各層之間相互獨立
b)靈活性好
c)各層都可以採用最合適的技術實現，各層實現技術部影響其它層
d)易於實現和維護
e)有利於促進標準化
參考模型
(1)OSI參考模型的概念
OSI中採用三級抽象：體系結構、服務定義和協議規格說明。
體系結構：定義了層次結構、層次之間的相互關係以及各層所包括的可能的服務，是對網路內部結構最精煉的概括與描述。
服務定義：詳細說明了各層所提供的服務。通過介面提供給更高一層。同時還定義了層與層之間介面和各層所使用的原語，但不涉及介面的實現。
協議規格說明：精確定義了應當傳送什麼控制資訊，以及應當用什麼樣的過程解釋這個控制資訊。協議的規程說明具有最嚴格的約束。
OSI參考模型僅僅是抽象描述，或者說是一個制定標準時所使用的框架。
(2)OSI參考模型的結構以及各層的主要功能
OSI分7層：物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。
物理層：利用物理傳輸介質為資料鏈路層提供物理連線，以便透明傳輸位元流。
資料鏈路層：在物理提供位元流傳輸服務的基礎上，在通訊的實體之間建立資料鏈路連線，傳送以幀為單位的資料，並具有差錯控制和流量控制功能。
網路層：通過路由選擇演算法，為分組的通過選擇最適當路徑。需要實現路徑選擇、擁塞控制與網路互聯功能。
傳輸層：向用戶提供可靠的端到端服務，透明傳輸報文，它向高層遮蔽了下層功能，是體系結構中最關鍵的一層。
會話層：組織兩個會話程序之間的通訊，並管理資料交換。
表示層：處理兩個通訊系統中交換資訊的表示方式。包括格式轉換、資料加密解密、資料壓縮與資料恢復等功能。
應用層：確定程序之間通訊的性質，以滿足使用者的需要。
參考模型與協議
TCP/IP的協議特點：
開放的協議標準，獨立於特定的計算機硬體和作業系統
獨立於特定的網路硬體，可以在區域網、廣域網和網際網路中
統一的地址分配方案，使得每臺網絡中計算機具有唯一的地址
標準化的高層協議，可提供多種可靠的使用者服務。
TCP/IP參考模型與層次
主機-網路層、互聯層(IP)、傳輸層(TCP/UDP)和應用層。
與OSI模型對應：
TCP/IP的主機-網路層實現了OSI模型中物理層和鏈路層的功能。
TCP/IP的互聯層實現了OSI模型中網路層的功能。
TCP/IP的傳輸層實現了OSI模型中網傳輸層的功能。
TCP/IP的應用層實現了OSI模型中網應用層的功能。
TCP/IP的主機—網路層負責通過網路傳送和接收IP資料報。
TCP/IP的互聯層功能主要體現在3個方面：(1)處理來自傳輸層的分組傳送請求(2)處理接收的資料報(3)處理互聯的路徑、流控與擁塞問題
TCP/IP的傳輸層實現應用程序間的端到端通訊，具有兩個協議：TCP和UDP協議。
TCP:是一種可靠面向連線的協議，允許將一臺主機的位元組流無差錯地傳送到目的主機。
UDP：不可靠的無連線協議。不要求分組順序到達目的地。
TCP/IP的應用層的主要協議有：遠端登入協議(Telnet)，檔案傳輸協議(FTP)，簡單郵件傳輸協議(SMTP),域名服務(DNS),路由資訊協議(RIP)，網路檔案協議(NFS),超文字傳輸協議(HTTP)等。
五、網際網路應用的發展
1.基於WEB應用的發展
WEB技術的出現使網際網路從最初的主要由計算機專家和大學生使用，變為一種被廣泛使用的資訊交流工具;同時使得網站的數量和網路的通訊量呈指數增長，已經廣泛應用於電子政務、電子商務、遠端教育與資訊服務等領域，並有繼續擴大的趨勢。
2.搜尋引擎技術的發展
搜尋引擎是執行在WEB上的應用系統軟體，是對網路上大量資源建立索引並提供檢索服務的應用軟體。
3.播技術的應用
播客(Podcast)是基於網際網路的數字廣播技術之一。
根據節日型別的不同分為：傳統節目的播客、專業播客提供商與個人播客。
4.部落格技術的應用
部落格(blog)指以文章的形式在網際網路上實現資訊共享。在技術上屬於網路共享空間，在形式上屬於個人網際網路出版類的應用。
5.網路電視的應用
網路電視(IPTV)通過寬頻IP網路傳輸，可以實現與使用者的互動點播，同時能夠方便地將傳統電視與WWW、E-MAIL等網際網路結合起來。
6.P2P技術的應用
P2P網路中的每一臺計算機既可以作為網路服務的使用者，又可以作為網路服務的提供者。
六、無線網路的研究與應用
1.寬頻無線接入技術與IEEE802.16標準
IEEE802.16無線都會網路標準，可提供2～155Mbps的頻寬，寬頻無線接入分為移動接入和固定接入。
2.無線區域網與IEEE802.11標準
IEEE802.11標準以微波、鐳射與紅外線等作為傳輸介質，實現移動計算機網路中的移動結點的物理層與資料鏈路層的功能。
3.藍芽技術與IEEE802.15標準
藍芽技術是無線自組網的應用，IEEE802.15是以藍芽規範為基礎，制定的短距離、低功耗的無線通訊標準。
4、無線自組網，又稱移動Adhoc網路，它是在分組無線網基礎上發展的。
5、無線感測器網路，將Adhoc技術與感測器技術相結合。由部署在監測區內大量的微型感測器節點組成，通過無線通訊方式形成多跳的Adhoc網路，目的是協作的感知、採集和處理網路覆蓋區域中感知物件的資訊併發送給觀察者。感測器網路三要素為：感測器、感知物件、觀察者。
6、無線網格網。推動其發展的直接動力是網際網路接入的應用需求。如果將Adhoc技術作為WLAN與WiMAX等無線接入技術的補充，應用到網際網路無線接入網中。
