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2014年软考网络工程师全书精华笔记
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更新于2024-07-15
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"该文档是2014年全国计算机技术与软件技术(水平)考试——网络工程师的复习笔记,涵盖了全面的内容,包括但不限于数据通信基础、局域网技术、广域网与接入网技术、因特网、路由器与交换机配置、网络安全、网络管理和计算机基础知识等章节。主要内容涉及: 1. 数据通信基础:介绍了码元速率的概念,以及在理想和有噪声情况下的极限数据速率计算。还讲解了电波在电缆中的传播速度、不同类型的编码方法如单极性码、双极性码、归零码、不归零码、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码等,以及ASK、FSK、PSK、DPSK、QPSK和QAM等调制方式的特点。 2. 局域网技术:这部分内容可能包括LAN的基本原理、拓扑结构、协议栈等,但具体细节未给出。 3. 广域网与接入网技术:这部分可能涵盖了WAN的类型、技术特点、接入技术如ADSL、Wi-Fi等。 4. 因特网:这部分涉及到互联网的架构、协议、TCP/IP模型等基础知识。 5. 路由器与交换配置:这部分可能讲解了路由器和交换机的基本配置、路由算法、VLAN管理等内容。 6. 网络安全:包括网络安全威胁、防护措施、加密技术、防火墙、入侵检测系统等内容。 7. 网络管理:网络设备监控、故障排查、性能优化、配置管理等相关知识。 8. 计算机基础知识:这部分可能涉及计算机体系结构、操作系统、网络协议、数据库等基础知识。 这份笔记对于准备参加软考中级网络工程师考试的学生来说,提供了重要的复习资料,有助于理解和掌握网络工程领域的核心知识点。"
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2014 年全国计算机技术与软件技术(水平)考试—网络工程师笔记
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(3)详细统计数据,直接反映现有网络新能的测量值
(4)Internet 接口以及广域网提供的服务质量报告
(5)限制因素列表,如电缆和设备清单
确定网络逻辑结构:根据需求规范和通信规范确定比较适宜的网络逻辑结构,并实
施后续的资源分配规划、安全规划等内容
该阶段给出一份逻辑设计文档,内容主要包括:
(1)网络逻辑设计图
(2)IP 地址分配方案
(3)安全管理方案
(4)具体软硬件、广域网连接设备和基本网络服务
(5)招聘和培训网络员工的具体说明
(6)如硬件费用、服务提供费用和培训费用的估算
确定网络物理结构:对设备的具体物理分布、运行环境等的确定来使网络的物理连
接符合逻辑设计要求
该阶段得到一份网络物理结构设计文档,主要包括:
(1)网络物理结构图和布线方案
(2)设备和部件的详细列表清单
(3)软硬件和安装费用估算
(4)安装日程表、说明服务的时间和期限
(5)安装后的测试计划
(6)用户的培训计划
安装与维护:根据前面的工程结果实施环境准备、设备安装调试的过程
网络结构设计:经典的三层模型,是将网络分为核心、汇聚和接入层
核心层:提供不同区域或者下层的高速连接和最优传输路径,主要设备是高端路由器
或者交换机。
设计原则:采用冗余组件设计,具有高可靠性、高带宽和高吞吐率。尽量避免数据
包过滤和策略路由等降低数据包转发处理的机制,已实现数据包的高速转发。
汇聚层:将网络业务连接到接入层,并且实施安全、流量负载和路由相关策略。主要
设备是实现策略的路由器或者交换机。
汇聚层向核心层隐藏接入层的信息,汇聚层主要完成协议转换、策略路由、流量
控制等
接入层:为终端用户访问网络提供接入。主要设备是低端交换机。
设计原则:接入层主要解决相邻用户之间的互访,同时还负责一些用户管理功能
(如地址认证、用户认证、计费管理)和用户信息收集(IP 与 MAC 绑定、访问日志)
工作。
单点故障:通过重复设置网络组件来避免因单个组件失效而导致应用失效。
传输速率=平均事务量大小×每位字节数×每个会话事物数×
平均用户数
平均会话时长
2014 年全国计算机技术与软件技术(水平)考试—网络工程师笔记
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网络安全的设计原则
从工程技术角度,网络安全应设计遵循以下原则
(1)信息安全与保密的“木桶原则”。强调对信息均衡、全面地进行安全保护。
充分、全面、完整的对系统的安全漏洞和安全威胁进行分析、评估和检测使设计网络
安全系统的必要前提条件
(2)安全系统的整体性原则。强调安全防护、检测和应急恢复。要求在网络发生
被攻击情况下,尽快的恢复信息中心的服务,减少损失。
(3)安全系统的有效性和实用性原则。网络安全以不影响正常运行和合法用户的
操作活动为前提
(4)安全系统的“等级性”原则。良好的安全系统必须划分不同的等级
(5)自主和可控性原则。网络安全产品不能依赖国外进口产品。
(6)安全有价原则。考虑网络安全问题解决方案时必须考虑性能和价格的平衡。
不同的网络安全侧重点不同。
网络设备选型原则:
(1)尽可能选择同一厂家产品。这样的设备在互连性、协议的互操作性、技术支
持和价格等方面有优势。
(2)主干设备应考虑预留一定的扩展能力,低端设备够用即可。
(3)根据方案实际选型。根据网络实际带宽性能需求、端口类型和端口密度选型。
如果旧网改造,应尽可能保留用户原有网络投资,减少在资金投入的浪费。
(4)选择性价比高、质量过硬的产品
2014 年全国计算机技术与软件技术(水平)考试—网络工程师笔记
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第三章 广域网和接入网技术
一、广域网技术
1、公共交换电话网
Internet 在网络层采用数据包服务,数据链路层采用协议 SLIP 协议(串行链路网际协议,主要用于
低速交互型业务,仅支持 IP 协议,无差错控制)和 PPP 协议,PPPOA 和 PPPOE 均属于 PPP 协议的子集,
PPPOA 应用于 ATM 专用网络,PPPOE 应用于以太网,目前大多采用 PPPOE 模式
DTE:用户的数据终端或计算机叫做数据终端设备 DTE
DCE:在通信网络的一边有个设备管理网络的接口,这个设备叫做 DCE,DCE 通常指调制解调器,主要
提供建立、维持和拆除电路以及波形变化和编码等功能。
1.1 调制解调器
CCITT V.29 建议的 modem 以 9600b/s 的速率进行全双工或半双工传输,它采用正交调幅(QAM)由 4
种幅度 8 种相位结合产生 16 种码元,因而在 2400 的波特率下可得到 9600b/s(2400×
16
2
log
)的数据速
率。
CCITT V.32 建议的 modem 采用网格编码调制 TCM 技术,这种 modem 的数据速率为 9600b/s。
CCITT V.33 建议的 modem 对 6 比特组进行幅度相位编码,增加 1 个冗余位,形成 7 比特的网格编码,
因而在 2400 的波特率下可得到 14400b/s(2400×
64
2
log
)的数据速率。
ITU 的 V.90 建议的 modem 下行数据速率为 56KB/s,上行速率 33.6 KB/s。这种 modem 采用非对称工作
方式。
1.2 公共数据网 X.25(也称分组交换网)
X.25 采用的是面向连接的虚电路服务
X.25 物理层采用 X.21 协议,主要定义物理网络之间的物理、电器、功能和过程特性。
X.25 的数据链路层(链路访问层)采用 LAPB 协议,该协议是 HDLC 协议的一部分,主要描述用户主机
和分组交换机之间的数据可靠传输,包括帧格式定义和差错控制。
X.25 的网络层(分组层)采用 PLP 协议,该层主要定义分组、寻址、流量控制和拥塞控制等问题。其
主要功能是允许用户建立虚电路(
支持交换虚电路 SVC 和永久虚电路 PVC
)和在已建的虚电路上传输最
大长度为 128 字节的数据报文。
一个 DTE 设备最多建立 4095 条虚电路。
两个 X.25 网络互连使用 X.75 协议。
X.25 的流量和差错控制机制与 HDLC 相似。其默认窗口大小为 2。差错控制采用后退 N 帧 ARQ 协议。
X.25 由于复杂的差错校验机制,导致传输效率受到限制,同时传输速率不快,一般为 64kb/s,但主
要优点有:
A、可以在一条物理链路上开放多条虚电路供多个用户使用;
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B、具有动态路由功能和复杂完备的误码纠错功能;
C、可以满足不同速率和不同型号的终端与计算机间、计算机与计算机间以及局域网和局域网间的数
据通信。
HDLC 协议时一种面向比特的同步数据链路控制协议,由 6 个字段组成。其用一种特殊的位模式
01111110 作为帧的边界标志。
01111110
地址 8 位
控制 8 位
信息
FCS(16 或者 32 为)
01111110
HDLC 定义了三种帧:信息帧(I 帧)、管理帧(S 帧)、无编号帧(U 帧),其中控制字段第一位或者前
两位用于区别三种不同的帧(I 帧控制字段第一位为 0,S 帧前两位为 01,U 帧前两位为 11)
1.3 流量控制与差错控制
1.3.1、停等协议:发送站发送一帧,然后等待应答信号后再发送下一帧;接收站每收到一帧都回一
个应答信号 ACK,表示愿意接受下一帧,如果接受站不送信号则发送站必须等待。
线路利用率
1 1
2 2 1
2
2 1
f
p
p f
f
L
t
R
E
t d L
t t a
v R
t
其中
p
f
d
t
dR
v
a
L
t vL
R
p
t
传播时延,信号在线路上传播的时间;
f
t
传输时延,数据帧加载到线路上所需时间;
d 为线缆长度 v 为信号传播速率;L 为帧长 R 为数据速率
1.3.2、滑动窗口协议:如果接收端维持能容纳 W 个帧的缓冲区(即窗口大小为 W),那么发送端可以
连续发送 W 个帧而不必等待应答信号,但在收到接收端的应答信号前,则滑动窗口不滑动。接收端收到
一个帧时,就发送一个应答信号,并把滑动窗口滑动到 i=W-i+1 的位置,表明 i 之前的已正确接收,期
待接收后续 W 个帧。
则线路利用率
2 2 1
f
p f
Wt
W
E
t t a
1.3.3、差错控制
ARQ 技术:利用差错检测技术自动的对丢失帧和错误帧请求重发的技术
1.3.3.1、停等 ARQ 协议:发送站发送一帧必须等待应答信号 ACK,收到信号后才能发送下一帧;
如果收到否定应答信号 NAK 后重发该帧;如果在一定时间内未收到应答信号必须重发。
1.3.3.2、连续 ARQ 协议:分为选择重发 ARQ 和后退 N 帧 ARQ 两种。其中选择重发 ARQ 只重发出错
的帧,后面的帧被缓存。这种协议窗口大小的最大值应为帧编号数的一半,即
1
2
k
W
;
后退 N 帧 ARQ 是从出错处重发已发过的 N 个帧其窗口大小为
2 1
k
W
1.4 帧中继 frame-relay(也称快速分组交换网)
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BruceBob
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