重庆邮电大学通信复试常识常见问题：物联网与计算机网络（上）

物联网技术

第一章

物联网定义（IOT）：物联网是通过各种信息传感设备及系统（传感网、射频识别系统、红外感应器、激光扫描器等）、条码与二维码、全球定位系统，按约定的通信协议，将物与物、人与物、人与人连接起来，通过各种接入网、互联网进行信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。

物联网的基本属性：①全面感知：利用RFID、传感器、二维码等智能感知设施，可随时随地感知、获取物体的信息；②可靠传输：通过各种信息网络与计算机网络的融合，将物体的信息实时准确地传送到目的地；③智能处理：利用数据融合及处理、云计算等各种计算技术，对海量的分布式数据信息进行分析、融合和处理，向用户提供信息服务；④自动控制：利用模糊识别等智能控制技术对物体实施智能化控制和利用。

物联网的体系结构：物联网自主体系结构由数据面、控制面、知识面和管理面4个面组成。数据面主要用于数据分组的传送。控制面通过向数据面发送配置信息,优化数据面的吞吐量，提高可靠性。知识面是最重要的一个面，它提供整个网络信息的完整视图,并且提炼成为网络系统的知识,用于指导控制面的适应性控制。管理面用于协调数据面、控制面和知识面的交互,提供物联网的自主能力。  物联网是以数据为中心的面向应用的网络，主要完成信息感知、数据处理、数据回传，以及决策支持等功能。

物联网系统基本组成：物联网硬件平台组成：1）感知节电2）末梢网络3）核心承载网4）信息服务系统硬件设施      物联网软件平台组成：1）数据感知系统软件2）物联网中间件系统软件3）网络操作系统4）物联网信息管理系统

物联网关键技术：节点感知技术：1）电子标签2）新型传感器3）智能化传感网节点技术

节点组网及通信网络技术：1）传感网技术（传感网体系结构及底层协议、协同感知技术、对传感网自身的监测与自组织、传感网安全、Zigbee技术）2）核心承载网通信技术3）互联网技术  数据融合与智能技术：1）数据融合与处理2）海量数据智能分析与控制

云计算

第二章

射频识别定义：射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它利用射频信号及其空间耦合的传输特性，实现对静止或移动物品的自动识别。

RFID技术的主要特点是通过电磁耦合方式来传送识别信息，不受空间限制，可快速地进行物体跟踪和数据交换。数据的读写功能、电子标签的小型化和多样化、耐环境性、可重复使用、穿透性、数据的记忆容量大、系统安全性。  

RFID是由边沿系统和软件系统两部分组成，其中边沿系统由应答器（电子标签）、读写器和高层软件系统组成。RFID软件系统由前端软件和后端软件以及中间件组成。

第三章

传感器定义：传感器是一种能把特定的被测量信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置，以满足信息的传输、处理、纪律、显示和控制等要求。

传感器是一种能够感觉外界信息并按一定规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。一般由敏感元件、转换元件和变换电路三部分组成，有时还要加上辅助电源。

传感器分类：按被测量分类:被测量的类型主要有：①机械量，如位移、力、速度、加速度等；②热工量，如温度、热量、流量（速）、压力（差）、液位等；③物性参量，如浓度、粘度、比重、酸碱度等；④状态参量，如裂纹、缺陷、泄露、磨损等。

按传感器的工作原理可分为电阻式、电感式、电容式、压电式、光电式、磁电式、光纤、激光、超声波等传感器。

按信号变换特征分类1）结构型：主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换。

2）物性型：利用敏感元件材料本身物理属性的变化来实现信号的变换。

按能量关系分类1）能量转换型：传感器直接由被测对象输入能量使其工作。2）能量控制型：传感器从外部获得能量使其工作，由被测量的变化控制外部供给能量的变化。

根据传感器对信号的检测转换过程，分为直接转换型、间接转换型

按测量原理分类：电阻式、电感式、电容式、压电式、光电式、磁电、光纤、激光、超声波等传感器。

按工作原理分类：1）电学式传感器（电阻式、电容式、电感式、磁电式及电涡流式）2）磁学式传感器3）光电式传感器4）电势型传感器5）电荷传感器6）半导体传感器7）谐振式传感器8）电化学式传感器

电阻式传感器是一种把被测参量转换为电阻变化的传感器。常用的电阻式传感器有电位器式、电阻应变式、热敏效应式等类型的电阻传感器。

压电式传感器是以具有压电效应的元件作为转换元件的有源传感器，它既可以把机械能转化为电能，也可以把电能转化为机械能。这样的特性使其可用于跟力有关的物理量的测量，如力、压力、加速度、机械冲击和振动等，也可用于超声波的发射与接受装置。

磁电式传感器是利用电磁感应原理将被测量（如振动、位移、速度等）转换成电信号的一种传感器，也称为电磁感应传感器。

光纤传感器（FOS）是基于光导纤维的新型传感器。光纤技术主要用于光纤通信、直接信息交换、把待测的量和光纤内的导光联系起来，形成光纤传感器。光纤传感器目前已经广泛应用于磁、声、压力、温度、加速度、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的测量

传感器发展趋势：1）将采用系列高新技术设计开发新型传感器2）微型化与微功耗3）集成化与多功能化4）智能化5）数字化6）网络化

传感器的结构形式：1）选择固定信号方式的传感器直接结构2）选择补偿信号方式的传感器补偿结构3）选择差动式信号方式的传感器差动结构4）选择平均信号方式的传感器平均结构5）选择平衡信号方式的传感器闭环结构

第四章

无线通信定义：无线通信是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。无线通信技术：1）数字化技术2）移动性和个人花3）分区制、越区切换和频率复用技术4）点对点通信及点对多点通信技术

无线通信网络模型：1）移动自组织网络2）蜂窝网络3）包括Zigbee、WiFi在内的许多短距离无线通信网。

无线通信网分类：按照距离划分为无线个域网、无线局域网、无线城域网和无线广域网

发展：移动宽带化、核心网络综合化，接入网络多样化、个人化和IP化。

常用网络协议：

IEEE802.15.4 无线个域网（WPAN）RFID、ZigBee、蓝牙、UWB

IEEE802.11  无线局域网（WLAN）WiFi

IEEE802.16  无线城域网（WMAN）WiMAX

IEEE802.20  无线广域网（WWAN）3G、TD-SCDMA、GPS、GPRS、MBWA

三网融合：电信网、广播电视网和互联网的相互渗透、相互兼容、并逐步整合成为统一的信息网络。

ZigBee协议体系包含：网络层、应用汇聚层和高层应用标准。

网络层负责拓扑结构的建立和维护网络连接，它独立处理传入数据请求、关联、解除关联业务，包含寻址、路由和安全等。网络层包括逻辑链路控制子层。

应用层包括应用汇聚层、ZigBee设备配置和用户应用程序。应用层提供高级协议管理功能。

高层应用负责向用户提供简单的应用软件接口（API），包括应用子层支持（APS）ZigBee设备对象（ZDO）等，实现对应用层设备的管理。

ZigBee网络系统特点：1）低功耗2）低成本3）时延短4）传输范围小5）数据传输速率低6）数据传输可靠ZigBee网络拓扑结构：星状（Star）、网状（Mesh）、混合。

蓝牙：工作频率为2.4GHz，有效范围半径大约在10m，以约1Mb/s的速率互相传递数据。

蓝牙技术体系结构中协议分为底层协议、中间协议和选用协议

超宽带技术：主要形式是超短基带脉冲，宽度在0.1-20ns，脉冲间隔为2-5000ns，频谱为50MHz-10GHz，频带大于100%中心频率，典型点空比为0.1%

UWB特点：超宽频带和极低功率谱密度

UWB关键技术：1）冲信号产生2）信号的调制3）信号的接收

无线局域网的MAC协议中SIFS、PIFS和DIFS作用：为避免冲突、IEEE802.11规定3种不同帧间间隔（IFS）：SIFS：短IFS，典型值10μs；PIFS：点协调功能IFS，在PCF方式中轮询时使用；DIFS：分布协调功能IFS，典型值50μs，主要用于DCF方式。

IEEE802.11MAC协议使用CSMA/CA，其基本思想：发送端激发接收端，使其发送一个短帧，接收端周围的节点会侦听到这个短帧，从而使得它们在接收端有数据帧到来期间不会发送自己的帧。

WLAN构建组网模式：无固定基站、有固定基站传输介质：红外线IR、无线电波RF

Ad Hoc网络：一个独立的自治系统或对互联网的多跳无线扩展。特点：无中心节点、自组织、动态网络拓扑、多跳路由。

第五章

传感网定义：WSN 传感网是由若干具有无线通信和计算能力的感知节点，以网络为信息传递载体，实现对物理世界的全面感知而构成的自组织分布式网络。

传感网是由大量部署在工作区域内的、具有无线通信与计算能力的微小传感器节点通过自组织方式构成的，能根据环境自主完成指定任务的分布式智能化网络系统。

美国军方对传感网的表述：传感网是由若干具有无线通信能力的传感器节点自组织构成的网络。

ITU-T对传感网给出的定义：泛在传感器网络是由只能传感器节点组成的网络，以“任何地点、任何人、任何物”的形式被部署。

国家信息技术标准化技术委员会对传感网的定义：传感器网络是以对物理世界的数据采集和信息处理为主要任务，以网络为信息传递载体，实现物与物、物与人之间的信息交互，提供信息服务的智能网络信息系统。

传感网包含有传感器、感知对象和观察者3个基本要素。

典型传感网由分布式传感器节点、汇聚节点、互联网和远程用户管理节点组成。

传感网特点：

传感网节点数目大，密度高，采用空间位置寻址。

传感器节点的能量、计算能力和存储容量有限。

传感网的拓扑结构易变化具有自组织能力。

传感网具有自动管理和高度协作性。

传感器节点具有数据融合能力。

传感网是以数据为中心的网络。

传感网存在诸多安全威胁。

传感网与现有无限网络具有明显区别。

传感网与无线Mesh网络相比，传感网的业务量较小，而无线Mesh网络业务量较大，主要是互联网业务（包括多媒体业务）；传感网移动性较强，因而能源问题是传感网的主要问题，而无线Mesh网络是固定的，即使移动，其移动性也很小，所以可以直接由电网供电，其节点能量不受限制。

传感网与传统Ad Hoc网络区别：1）在网络规模方面，传感网包含节点数量比Ad Hoc网络大几个数量级；2）在分布密度方面，传感网节点的分布密度很大；3）由于能量限制和环境因素，传感网节点易损坏、易出故障；4）由于节点的移动和损坏，传感网的拓扑结构频繁变化；5）在通信方式方面，传感网节点主要使用广播通信，而Ad Hoc节点采用点对点通信；6)传感网节点能量、计算能力和存储能力受限；7）传感网节点数量多，节点没有统一标识；8）传感网以数据为中心。

传感网应用

军事应用

通过飞机或炮弹直接将传感器节点播到敌方阵地内部，就能够非常隐蔽且近距离准确地搜集战场信息，迅速获取有利于作战的信息。传感器节点随机分布，即使一部分被敌方破坏，剩余节点仍可自组织地形成网络。传感器网络通过分析采集到的数据，实现准确的目标定位，从而为火控和制导系统提供数据。

环境观测和预报系统

利用WSN监测冰河的变化情况，目的在于通过分析冰河环境的变化来推断地球气候的变化。

传感器网络可用于监视农作物灌溉情况、土壤空气情况、牲畜和家禽的环境状况和大面积的地表监测等， 可用于行星探测、气象和地理研究、洪水监测等，还可以通过跟踪鸟类、小型动物和昆虫进行种群复杂度的研究等。

    医疗系统和健康护理

监测人体的各种生理数据，跟踪和监控医院内医生和患者的行动，医院的药物管理等。

在住院病人身上安装特殊用途的传感器节点，如心率和血压监测设备，医生利用传感器网络就可以随时了解被监护病人的病情，发现异常能够迅速抢救。

将传感器节点按药品种类分别放置，计算机系统即可帮助辨认所开的药品，从而减少病人用错药的可能性。

    智能家居

在家电和家具中嵌入传感器节点，通过无线网络与Internet 连接在一起，将会为人们提供更加舒适、方便和更具人性化的智能家居环境。利用远程监控系统，可完成对家电的远程遥控，例如可以在回家之前半小时打开空调，这样回家的时候就可以直接享受适合的室温，也可以遥控电饭锅、微波炉、电冰箱、电话机、电视机、录像机、电脑等家电，按照自己的意愿完成相应的煮饭、烧菜、查收电话留言、选择录制电视和电台节目以及下载网上资料到电脑中等工作，也可以通过图像传感设备随时监控家庭安全情况

建筑物状态监控（structure health  monitoring ，SHM ）

利用传感器网络来监控建筑物的安全状态。由于建筑物不断修补，可能会存在一些安全隐患。虽然地壳偶尔的小震动可能不会带来看得见的损坏，但是也许会在支柱上产生潜在的裂缝，这个裂缝可能会在下一次地震中导致建筑物倒塌。用传统方法检查，往往要将大楼关闭数月 。

空间探索

借助于航天器在外星体撒播一些传感器网络节点，可以对星球表面进行长时间的监测。此方式成本低、节点体积小，相互间可以通信，也可以和地面站进行通信。

传感网通信协议由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。

物理层解决简单而又健壮的调制、发送、接受技术问题，包括信道的区分和选择，无线信号的检测、调制/解调，信号的发送与接收。

数据链路层负责数据成帧、帧检测、媒体访问和差错控制，主要任务是加强物理层传输原始比特的功能，使之对网络显现为一条无差错链路。

网络层主要负责路由的生成与选择，包括网络互联、拥塞控制等。包括基于平面结构的路由协议、基于地理位置的路由协议、分级结构路由协议等。

传输层负责数据流的传输控制。帮助维护传感网应用所需的数据流，提供可靠的、开销合理的数据传输服务。

应用层协议基于检测任务，包括节点部署、动态管理、信息处理等，因此需开发和使用不同的应用层软件

传感网管理技术

能量管理2）拓扑管理3）QoS服务支持4）网络管理5）网络安全6）移动控制7）远程管理

传感网应用支撑技术

时间同步2）节点定位3）分布式协同应用服务接口4）分布式网络管理接口

传感网形态和组网方式：集中式、分布式和混合式

传感网拓扑结构

平面网络结构2、分级网络结构3.、混合网络结构4、Mesh网络结构

传感网关键技术

网络通信协议及功率控制2、网络拓扑控制3、网络安全技术4、时间同步技术5、定位技术6、数据融合与管理7、嵌入式操作系统

第六章

数据融合概念：利用计算机技术对时序获得的若干感知数据，在一定准则下加以分析、综合，以完成所需决策和评估任务而进行的数据处理过程。基本目标：通过融合方法对来自不同感知节点、模式、媒质、时间、地点、表现形式的数据进行融合处理，最终得到被感知对象精确、精练的一致性解释与描述。

JDL给出的定义：数据融合是组合数据或信息以估计和预测实体状态的过程。

Hall和Llinas给出的定义：利用多个传感器的联合数据以及关联数据库提供的相关信息，来得到比单个传感器更准确、更详细的推论。

Dasarathy的表述：数据融合是协同利用多源信息（传感器、数据库、人为获取的信息）进行决策和行动的理论、技术和工具，旨在比仅利用单信息源或非协同利用部分多源信息获得更精确和更稳健的性能。

更简洁的表述：数据融合是利用计算机技术对时序获得的若干感知数据，在一定准则下加以分析、综合，以完成所需决策和评估任务而进行的数据处理过程。

数据融合也可看成是将不同感知节点、不同模式、不同媒质、不同时间、不同表示的数据进行有机结合，最后得到对被感知对象的更精准描述。

数据融合研究主要内容：1）数据对准2）数据相关3）数据识别4）感知数据的不确定性5）不完整、不一致和虚假数据6）数据库7）性能评估

作用：通过减少数据的传输量，可以起到节能并延长传感网生命周期的作用。

第七章

云计算定义：云计算是一种计算模式，它可以把IT资源、数据和应用以服务的方式通过网络提供给用户。

狭义的云计算指IT基础设施（硬件、平台、软件）的教交付和使用模式，广义的云计算指服务的交付和使用模式，即用户通过网络以按需、易扩展的方式获得所需要的IT基础设施或服务。

Hewitt：云计算主要是将信息永久地存储在云中的服务器上，在使用信息是只是在客户端进行缓存。客户端可以是桌面机、笔记本、手持设备等。

Wang Li-zhe：云计算不仅能够向用户提供硬件服务、软件服务、数据资源服务，而且还向用户提供能够配置的平台服务。因用户可以按需向计算平台提交自己的硬件配置、软件安装、数据访问需求等。

Buyya：云计算是由一组内部互连的虚拟机组成的并行和分布式计算系统，系统能够根据服务提供商和客户之间协商好的服务等级协议动态提供计算资源。

UC Berkeley：云分公共云（对公众开放）和私有云（业务组织自己使用）。在公共云的基础上，云计算系统是指终端用户应用软件通过互联网以服务的形式由SaaS提供商交付，云提供商向SaaS提供商提供数据中心的硬件和软件服务。

维基百科：云计算是一种动态的、易扩展、且通常是通过互联网提供虚拟化的资源计算方式。其主要特点是能够快速部署资源或获得服务，能够按需扩展和使用，能够按使用量付费，并且通过互联网提供服务。

云计算基本特征：1）虚拟化2）高可靠性、可用性和扩展性3）按需服务4）超大规模5）高性价比

云计算类型：公共云、私有云和混合云（公共云和私有云的混合）

云计算的挑战：1）标准化问题2）数据安全性问题3）产业链的成熟性问题

云计算系统组成：1）云客户端2）服务目录3）管理系统和部署工具4）资源监控5）服务器集群

云计算系统的服务层次1）硬件即服务2）基础设施即服务3）平台即服务4）软件即服务5）云客户端

云计算关键技术：1）访问端口2）服务管理3）虚拟化资源（关键技术：虚拟化技术，并行编程模式，分布式数据存储和管理技术）4）物理资源及其管理技术（云计算平台管理技术，分布式资源管理技术，绿色节能技术）

比较成功的云计算应用案例主要有Google的搜索、在线文档Google Docs和基于Web的电子邮件系统Gmail；Microsoft的MSN、Windows Live、Hotmail和最新推出的必应(Bing)搜索；Amazon的弹性计算云(EC2)和简单存储服务(S3)业务。

第八章

物联网规划设计的原则：实用性和先进性、安全性、标准化、开放性和可扩展性、可靠性与可用性。

物联网规划设计的步骤：

1、用户需求调查与分析（一般状况调查、性能和功能需求调查、应用和安全需求调查、成本/效益评估、书写需求分析报告）

2、网络系统初步设计（确定网络的规模和应用范围、统一建网模式、确定初步方案）

3、物联网系统详细设计（确定网络协议体系结构、设计节点规模、确定网络操作系统、网络设备的选型和配置、综合布线系统设计、确定详细方案）

4、用户和应用系统设计（应用系统设计、计算机系统设计、系统软件的选择、机房环境设计、确定系统集成详细方案）

5、系统测试和试运行

物联网系统集成目的：用硬件设备和软件系统将网络各部分连接起来，不仅实现网络的物理连接，还要求能实现用户的相应应用需求，也就是应用方案。

物联网系统集成技术：划分为两个域：一个是接口域，即路由网关，另一个是物联网的服务域。服务域的作用主要是为路由网关提供一个统一访问物联网的界面，简化两者的集成难度，更重要的是，通过服务界面能有效控制和提高物联网的服务质量，保证两者集成后的可用性。包括两方面，一，应用优化技术；二，多物联网应用系统的中间件平台技术。分为三种类型：软件集成、硬件集成和网络系统集成。

物联网系统集成主要内容：1）物联网软硬件产品、技术集成2）物联网应用服务集成

计算机网络

第一章

终端节点：终端节点产生或使用在网络上传输的信息

通讯节点：通讯节点传输信息但不产生或使用信息

计算机网络：是利用通讯设备和线路将分布在不同地理位置的，具有独立功能的多个计算机系统连接起来，在功能完善的网络软件（网络通讯协议和网络操作系统等）的控制下，进行数据通信，实现资源共享，互操作和协同工作的系统！

计算机网络要解决的问题：

      1 计算机系统、传输介质等硬件均要顺利接通，可以正确的发送和接受数据信号

      2 要保证通信链路上的所有节点都正确连通

      3 要保证能够在数据通信链路中找到一条最佳路径，若某个节点堵塞了，必须能够找到另外的通路

      4 要保证数据信息能够正确到达对方主机

      5 要保证能够找到接收端的通讯实体，如某种应用程序

      6 要保证通信双方的数据格式一致或能够互相理解

      7 当要求对方做什么事情时，要保证对方有能力做到

数据通信所涉及的内容主要包括数据传输技术，兼容性，接口，协议，网络互连参考模型及同步方式等

实体：是指能发送和接受信息的终端、应用软件和通信进程等，对等实体通常是指计算机网络体系结构中处于相同层次的通信协议进程。

网络协议：是由标准话组织和相关厂商参与制定的，计算机执行的协议则是用某种程序设计语言编写的程序代码。     协议的三要素：语法 语义 时序！

语法：语法用于规定网络中所传输的数据和控制信息的结构组成或格式，如数据报文的格式。

语义：是指对构成协议的协议元素含义的解释。

时序：规定了事件的执行顺序。

数据传输设施是网络传输介质，该传输介质连接局部及地理位置分散的设备、结点和主机。

用来连接网络节点的物理介质称为网络传输介质。可分为无线和有线两类。有线介质包括双绞线，同轴电缆，光线。无线介质包括无线电波和红外辐射等！

设备：用来表示网络中互联的实体。可能是终端、打印机、计算机或特定网络相关单元的硬件

结点：通信服务器、中继器、网桥、交换机、路由器和其他各种具有特殊目的的设备统称。

主机：运行用户程序的计算机

透明：在网络安全技术中，连接网络的设备可能没有地址也不支持任何协议，但是他们监控网络的行为并通过设备本身的控制台报告安全问题。这种 类型的设备称为透明设备。

局域网LAN：是指地理覆盖范围在几米到几千米以内的计算机相互连接起来的计算机网络。

 特点1、局域网覆盖范围较小，一般覆盖范围在0.5m~10km之间。2、信道带宽大，数据传输率高，一般在10~1000Mbit/s，数据传输时延小，误码率低，且易安装，便于维护3、局域网的拓扑结构简单，一般采用广播式信道的总线、星状和环状结构，容易实现。

城域网MAN：基本上是一种大型的LAN，通常使用与LAN相似的技术。城域网的一个标准是分布式队列双总线（DQDB），DQDB由双总线构成，所有计算机都连接在上面。DQDB城域网中的两条总线均有一个端点，这是一个启动传输活动的设备。城域网的关键之处在于使用了广播室传输介质，说有的计算机都连接在上面。

广域网WAN：覆盖范围在50KM以上，往往遍布一个国家甚至世界，规模庞大而复杂
特点：1、广域网包含运行用户程序的机器和通信子网两部分。2、除了使用卫星的广域网之外，几乎所有广域网都采用了存储转发方式。3、拓扑结构比较复杂，可能的结构为星状、树状、环状和全互连。另外一种组建方式是卫星或无线网络。每个中间转接点都通过天线接收、发送数据，所有中间站点都能接受来自卫星的信息，能同时侦听其他相邻站点发往卫星的信息。

网络操作系统NOS：网络操作系统是网络的心脏和灵魂，是向网络中的计算机提供数据通信和资源共享功能的操作系统。它运行在网络硬件之上，为网络用户提供共享资源管理服务、基本通信服务、网络系统安全服务及其他网络服务！

计算机网络操作系统主要有Window类，Linux系统,UNIX系统，NetWare类。

计算机网络组成：1、资源子网：主机、终端控制器和端系统、计算机外设 2、通信子网“网络结点、通信链路、信号变换设备

计算机网络拓扑结构有逻辑拓扑结构和物理拓扑结构两层含义。逻辑拓扑结构指各组成部分的逻辑关系，即信息如何让流动。物理拓扑结构是指各组成部分的物理关系，即物理连接方式。

通信子网可以设计成点对点通信和广播通信。点对点通信的特点是一条线路连接一对节点。常见的拓扑结构有星状、树状、和网状网络。广播信道的特点是只有一条供诸结点共享的通信信道。常见的有总线网络和环状网络。

构成网络核心的基本方法有电路交换和分组交换。  

电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。当交换机完成连接，对方收到发起端的信号，对方即可进行通信。在整个通信过程中双方一直占用该电路。实现电路交换需要三个过程：1电路建立2数据传输3电路拆除。  

分组交换是源主机将长报文划分为较小的数据块，成为分组，在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由分组交换机根据每个分组的地址标志，将它们转发至目的地；分组到达目的地后，目的端主机将分组头去掉并将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。

报文是指能够包含数据或可以执行一种控制功能的文件。所谓报文交换就是以“存储转发”机制在网络内传输数据，即将用户的报文存储在交换机的存储器中当说需要的输出电路空闲时，再将报文发向接受交换机或终端。 有虚电路和数据报网络两大类。

数据报网络：将任何根据主机目的地址转发分组的网络

分组交换网络的组成：分组交换机，网络管理中心，远程集中器，分组拆装设备，分组终端、非分组终端和传输线路等基本网络元素。

计算机网络形成与发展 （了解）

影响计算机网络快速发展主要因素：1用户的作用2技术的作用3标准的作用4政府的作用。

四大主流网络体系：中科院、教育部、邮电部、电子工业部

第二章

数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种通信方式，是各类计算机网络赖以建立的基础。是指通过某种类型的传输介质在两地之间传输数据的过程。

电信：可以传输和处理任何类型的数据，包括模拟数据，如语音、无线电、电视和视频及数字数据

消息：所谓消息，是指通信过程中传输的具体原始对象，例如电话中的语音，电视图像等。消息分为两类，离散型和连续消息，都具有随机性，接都可度量。

信息：信息可被理解为消息中包含有意义的内容。消息出现的概率越小，消息中所包含的信息就越大。

数据：数据是传递信息的实体，是用来描述任何物体、概念、形态且预先具有特定含义的数字字母和符号。

信号：是数据的物理量编码，是消息的承载者。在通信中所使用的信号是电信号和光信号。

数据通信系统的主要指标：1码元2数据传输速率3调制速率4可靠性5误码率6功能利用率7频带利用率8吞吐量。

一个基本的数据通信系统由数据终端子系统，数据传输子系统，数据处理子系统组成。

通信系统分类: （1）传输信号特性分：模拟通信系统和数字通信系统（2）传输介质类型分：有线通信系统和无线通信系统（3）信息物理特性分：电话通信，数据通信和多媒体通信（4）信号调制方式分：基带传输通信系统和多媒体通信系统（5）通信方式分：半工通信，全双工通信，半双工通信（6）传送信号复用方式分：频分复用，时分复用，码分复用

网络体系结果分层的必要性和好处：

      1各层之间相对独立1较强的独立性和适应性3结构上可以分割，各层都可以采用最适合的技术来实现4功能简单，易于实现和维护5易于交流，能够促使标准化工作。

服务：就是网络中各层向其相邻上层提供打的一组操作，是相邻两层之间的界面。由于网络分层体系结构中的单向依赖关系，使网络中相邻层之间的界面也是单向性：下层是服务提供者，上层是服务用户

A、 N层的服务访问点（SAP）就是N+1层可以访问N层服务的接口，每一个SAP都有一个唯一地址

服务原语：是指用户实体与服务提供者交互时所要交换的一些必要信息，以表明需要本地的或远端的对等实体做哪些事。

Request请求 用户实体请求服务做某种工作。

Indication 指示 用户实体被告知某件事发生。

Response 响应 用户实体对某件事的响应。

Confirm 确认 用户实体收到关于它的请求的答复。

ISO/OSI-RM各层的主要功能（7层）

   物理层，第一层，产生并检测电压以便发送和接受携带数据的信号。

   数据链路层，控制网络层和物理层之间的通信。负责在两个相邻节点间的线路上，无差错的传送以帧为单位的数据。

   网络层，在开放系统之间的网络环境中提供网络对等层对等实体建立、维护、终止网络连接的手段，并在网络连接上交换网路协议数据单元，称为分组。且还有网络寻址功能。

   传输层，提供类似于数据链路层所提供的服务，确保数据在端到端之间可靠、顺序、无差错地传输

   会话层，两个进程之间为交换面向进程的信息而按一定规则建立起来的一个暂时联系。

   表示层，主要解决用户信息的语法表示问题。

   应用层，最高层，他确定进程之间通信的性质，为通信应用程序提供服务，负责用户信息和语义表示，并提供网络与应用软件之间的接口服务。

TCP/IP 体系结构 相对独立的四层模型

   网络接口层，互联网络层，传输层，应用层（60页）

TCP/IP协议体系特点：1有两大边界，一个是地址边界，一个是操作系统边界

                       2无连接和面向连接服务的结合

                       3 包容性和对等性

ISO/OSI-RM和TCP/IP协议体系的区别：1 ISO/OSI-RM有服务、接口、协议的基本概念，但TCP/IP模型并不十分清晰的区分这些概念。2 相较于TCP/IP，ISO/OSI-RM中的协议具有更好的隐蔽性并更容易被替换，ISO/OSI-RM是在其协议开发之前设计出来的，这意味着ISO/OSI-RM并不是基于某个特定的协议集而设计的，所以更具有通用性。TCP/IP先有协议后有模型，所以在描述其他非TCP/IP网络时用处不大。3  TCP/IP有四层，ISO/OSI-RM有七层。4使用ISO/OSI-RM可以很好的讨论计算机网络，但是OSI协议并为流行，但TCP/IP他的模型本身实际上并不存在，只是对现存协议的一个归纳和总结。而且TCP/IP协议与流行的UNIX操作系统密切结合。

标准就是一组规定的规则，条件或要求。国际标准化组织（ISO），成立于1947年，是一个涉及范围很广的国际标准开发结构，包括很多政府或民间标准研究机构。

第三章

物理层是指在连接开放系统的传输介质上，为数据链路层提供传输比特流的一个物理连接，即构造一个传输各种数据比特流的透明通信信道。

  ISO/OSI-RM对物理层的定义是，在物理信道实体之间合理安排的中间系统，为比特流传输所需物理连接的建立、维持和释放提供机械性的、电气性的、功能性的和规程性的手段。

物理层向数据链路层提供的服务：1物理连接的建立、维持和释放2传输数据3物理层管理

物理层需要解决的问题：1、传输介质与接口的物理特性 2、比特的表示 3、数据速率 4、位同步 5、线路配置 6、物理拓扑 7、传输方式

快信息的数字话表示：常见的快信息是指包含文本、数字、符号和图片等信息的文件。目前把字符转换成二进制代码的信息编码方案主要有国际基准编码（IRA），EBCDIC码和国际2号码（ITA2）。

流信息的数据话表示：语音，音乐和视频信息表现为连续的信息流形式

模拟信息数字化的变化过程包括采样、量化、编码三个步骤。

信道：1、将传输介质和完成各种形式的信号变换功能的设备都包含在内统称为广义信道 2、仅指介质本身称为侠义信道。通常把信道看作以信号传输介质为基础的信号通路。

信道分类：按传输介质可分为有线信道和无线信道

          按信号类型可分为数字信道和模拟信道

信道容量是指通信系统的最大传输速率也就是指信道极限传输能力。

多路复用技术是为了充分利用信道容量以提高信道传输效率的

可分为：频分多路复用，时分多路复用，波分多路复用和码分多址访问。

    频分多路复用是基于频带传输方式将信道的带宽划分为多个子信道，每个子信道为一个频段然后非配给多个用户。

    时分多路复用是将信道中用于传输的时间划分为若干个时隙，每个用户分得一个时隙，在其占有的时隙内，用户使用通信信道的全部带宽。

有线传输介质和无线传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤是常用的三种有线传输介质。无线电波、微波、卫星通信信道是常用的无线传输介质。

数据信号的传输：可以并行传输，也可以串行传输。可以同步传输，也可以异步传输。从实现方法上看有基带传输和频带传输。

基带信号是指计算机等终端设备出来的基带信号，不经过任何频率搬移而直接送到信道上传输的一种方式。常见的基带信号波形：单极性不归零码、单极性归零码、双极性不归零码、双极性归零码、差分码、信号交替反转码、三阶高密度双极性码、曼彻斯特码

曼切斯特编码：为了使接收端和发送端的时钟保持同步，可以采用曼切斯特编码方式。它采用自同步方法，任一跳变既可以作为时钟信号，又可以作为数字信号。优点是克服了NRZ码的不足，电平跳变可以产生收发双方的同步信号，无需另发同步信号。

差分曼切斯特编码是对曼切斯特编码的改进，每一码元的中间虽然存在跳变，但它仅用于时钟而不表示数据的取值。

频带传输是指数据信号在送入信道之前，对其进行调试，实现频率搬移，随后通过功率放大等环节后，再送入信道传输的一种传输方式。信号调制方式：移幅键控 移频键控 移向键控

差错控制：就是为了降低系统误码率而采取的一种编码措施。

    差错控制的基本方式：检错重传方式，前向纠错方式，混合纠错方式。

数据通信方式：1、根据设备与设备之间数据流的配线分 a、并行传输：数字信号以成组的方式在多个并行信道上传输 b、串行传输：数据流的各个比特逐位依次在一条信道上传输

串行传输有异步和同步两种方式。根据数据信号在信道上传输方向和时间的关系分                 a、单工：信号只能沿一个方向传输 b、半双工：信号可以双向传输，但必须交替进行 c、全双工：信号可以同时双向传输                

数据传输的同步方式：异步式、同步式

物理层接口 物理层协议规定了建立、维持及断开物理信道所需要的机械、电气、功能和规程的特性，作用是确保比特流能在物理信道上传输

  机械特性，规定了物理连接时对插头和插座的几何尺寸、插针或插孔芯数及排列方式、锁定装置形式等。

  电气特性，规定了物理连接上导线的电气连接及有关的电路特性。

  功能特性，规定了接口信号的来源、作用以及其他信号之间的关系。

  规程特性，规定了使用交换电路进行数据交换的控制步骤，这些控制步骤的应用使得比特流传输得以完成。

第四章

数据链路层位于模型的第二层，位于物理层与网络层之间，主要的一些功能：成帧，流量控制，差错控制，链路访问控制，物理寻址，链路管理等

链路：沿着通信路径连接相邻结点的通信信道。

物理链路：指一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他交换结点。

数据链路又称为逻辑链路，是指从发送结点到接受结点之间用于数据传输的一条逻辑通路。

.数据链路层存在的必要性：数据链路层克服了物理层的很多不足，如更好的减少噪声干扰，识别和判断并且补救数据在传输过程中发生的变化，控制发送数率。实现网络上两个相邻结点之间的无差错传输。

数据链路层的主要功能在物理层提供物理连接和透明传输比特流服务的基础上，将物理层提供的不可靠的物理链路变为逻辑上无差错的数据链路；向网络提供一条透明的数据链路。

成帧：就是把比特流分割成离散的数据单元或块。成帧方式：一是固定长度帧成帧方法，二是可变长度帧成帧方法。

通用成帧规程（GFP），是属于ITU-T G.704的一个新成帧标准，它提供的成帧机制支持多种数据流量类型向SONET/SDH帧的直接映射，使得类似以太网和光纤信道的协议具有了在现有的可靠SONET/SDH基础设施上远距离传输的灵活性。

    GFP帧由三个主要组件组成：核心头、载荷头、载荷区。

停止等待式ARQ协议：采用单工或半双工方式的停止等待式ARQ协议是一种基本的数据链路协议，其核心思想是，发送端每发送一帧数据信息后必须停止下来等待接收端反回了确认信息后才能继续操作下去。(127-131很重要，细看)

后退N帧式ARQ协议：若收到对其中某一帧的否认帧或者当发送端发送了N帧之后，发现该N帧的前一个帧在计时器超时后仍未返回其确认信息，则该帧被判断为确认或丢失，此时发送端就不得不重新发送出错帧及其后的N帧。这种方法称为后退N帧式ARQ.

选择重传式ARQ协议：为了进一步提高信道利用率并减少重传次数，另一种效率更高的策略适当接收端发现某帧出错后，其后继续送来正确帧，虽然不能立即递交给接收端的高层，但接收端仍可接下来暂存在一个缓冲区内，同时要求发送端重新传送出错的那一帧，一旦收到重新传来的帧以后，就可以与员已存于缓存区中的其余帧一并按正确的顺序递交高层。这种方法称为选择重传式ARQ协议。

HDLC是一种典型的面向比特的协议，而且是其他协议的基础，使用比特填充来保证数据的透明性。特点：1、协议不依赖于任何一种字符编码集2、数据报文可透明传输3、全双工方式，有较高的数据链路传输效率4、所有帧均采用CRC校验，传输可靠性高5、传输控制功能与处理功能分离，有较大的灵活性

  HDLC子集为SDLC,LAP,LAPB,LAPD,LAPF等。

  HDLC还定义了3种不同数据类型的数据链路站：主站，次站和组合站。 2种链路结构：非平衡式链路和平衡式链路。 3种数据传输方式：正常响应模式，异步响应模式，异步平衡模式。

 HDLC的类型：信息帧（I），监督帧（S0，无编号帧（U）。

SLIP：主要完成IP数据报的传送，但没有寻址、数据校验、分组类型识别和数据压缩等功能，只能传送IP数据报，对一些高层应用不支持，实现起来较简单。

PPP,是一个运行于点对点链路之上的数据链路层协议，而点对点链路是指一条连接两个节点的链路，链路的每一个端点有一个结点。

网络接口卡(NIC)（网络适配器、网卡）作用：是局域网中提供各种网络设备与网络通信传输介质相连的接口、负责协调计算机与网络之间的信息传递

   每一个网卡在出厂时都被分配了一个全球唯一的地址标志，该标志被称为网卡地址或物理地址。网卡地址由48bit长度的二进制数组成

 分类：1、按照网络技术的不同可以分为以太网网卡、令牌环网卡、FDDI网卡等。2、按照总线类型可分为ISA总线网卡、EISA总线网卡、EISA总线网卡、PCI总线网卡等。3、按照网卡所支持的传输介质，双绞线网卡、粗缆网卡、细缆网卡、光纤网卡、无线网卡。

网桥（桥接器）是工作在数据链路层的一种网络连接设备，它在局域网之间实现帧的存储和转发。功能：物理上扩展网络、数据过滤、逻辑划分网络、帧格式转换

交换机：工作在数据链路层的网络互连设备，由网桥发展而来，是一种多端口的网桥。

原理：交换机拥有一条很高带宽的内部总线和内部交换结构。交换机的所有端口都挂接在这条内部总线上，控制电路收到数据帧后，端口处理程序会直接查找端口号/物理地址映射关系的转发表，以确定目的MAC地址的网卡挂接在哪个端口上，通过内部交换机结构迅速将数据帧传送到目的端口。当目的MAC地址不存在时，则将数据帧广播到所有端口。接收端口响应后，交换机会学习新的地址，并把它加到转发表中。包括：交换机转发和过滤、自自学（交换机重要特性是，转发表是自动、动态、自主建立的。换句话说，交换机是自学习的。）

类型：以太网交换机、FDDI交换机、帧中继交换机、ATM交换机、令牌环交换机等。

  三种基本类型是存储转发式交换机，直通式、混合式交换机。

作用：作为多端口的网桥，具备网桥所拥有的全部功能，如物理上扩展网络，逻辑上划分网络等，而且，作为对网桥的改进设备，交换机提供了许多新的功能，首先，交换机可以提供高密度的连接端口，其次，交换机由于采用基于交换背板的虚电路连接方式，可为每个端口提供更高的专用带宽，而网桥在数据流量较大时易形成瓶颈效应。另外，交换机的数据转发是基于硬件实现的，所以较网桥采用软件实现数据的存储转发也具有更高的交换性能。

第五章

5.1.1

1、局域网是一个数据通信系统，是一种在有限地理范围内将大量微型计算机及各种设备互连在一起，实现数据通信和资源共享的计算机通信网络。

2、局域网的特点：1局域网是一个计算机通信网络，以实现数据通信为目的，所连接的设备具有数据通信功能，能方便地共享外部设备、主机、软件以及数据。2、连网范围较小，通常限于一幢建筑物、一所校园或一个企业内部。3、数据传输率高、误码率低。4、局域网协议中所用到的数据链路控制部分基于HDLC协议。5、易于安装，配置和维护简单，造价低廉。

3、局域网按网络拓扑结构分类为星状网、环状网、总线网以及树状网。

局域网拓扑结构有1、星状拓扑（所有节点都连到中心节点采用集中式介质访问控制方法。优点结构简单、实现容易、便于管理，可靠性瓶颈是中心节点）2、环状拓扑（各节点连接成一个封闭的圆环。采用分布式介质访问控制方法。优点控制简单、信道利用率高、通信电缆长度短、不存在数据冲突问题。缺点对结点接口和传输线的要求较高，一旦接口发生故障可能导致整个网络不能正常工作）3、总线拓扑（所有结点都直接连到共享信道上。采用两种协议：传统以太网使用的CSMA/CD，令牌传递总线网。采用分布式介质访问控制方法。优点可靠性高、扩充性能好、通信电缆长度短、成本低。缺点若主干电缆某处发生故障，整个网络将瘫痪；由于总线作为公共传输介质为多个节点共享，就有可能出现同一时刻有两个或两个以上结点通过总线发送数据的情况，因此会出现“冲突”并造成传输失败。）

4、局域网特性涉及拓扑结构、传输介质和介质访问控制（MAC）等三项关键技术。

5、局域网组成从主机到局域网到路由器到Intener到Web服务器。图P165

5．1.2

1、局域网物理层按物理层是否在同一个设备中实现分为物理信令PLS（向MAC子层服务）和物理介质连接件PMA（向PLS子层服务）两个子层。将PMA与MDI合在一起称为介质相关单元。

局域网的数据链路层划分为逻辑链路控制LLC和介质访问控制MAC两个子层。

MAC地址概念（也称LAN地址或链路地址）是在局域网中，每个网卡都有一个唯一的物理地址。【在数据链路层进行处理】

MAC地址类型有1单播地址（I/G=0）2组播地址（I/G=1）3广播地址（由全1的MAC地址表示）。目的地址才能使用广播和组播。

逻辑链路控制子层LLC构建于MAC数据报服务之上，提供四种服务类型1、LLC1，不确认的无连接的服务2、LLC2 面向连接服务3、LLC3带确认的无连接服务4、LLC4所有上述类型的高速传送服务。

LLC层中的数据单元称为协议数据单元PDU包含目标服务访问点DSAP地址字段、源服务访问点SSAP地址字段、控制字段以及信息字段。

5.2介质访问控制方法

介质访问控制方法：1、竞争：竞争介质访问控制方式一般用于总线拓扑结构的网络。在竞争系统中，网络上的所有设备在它们想要发送时都能发送，如果两个结点或多个结点同时发送时，将会产生冲突。这时发送的所有帧都会出错，每个发送结点必须有能力判断冲突是否发生。如果发生冲突，则应等待随即时间间隔后重传，以避免再次发生冲突。竞争介质访问控制方式典型协议是载波侦听多址访问CSMA协议。2、令牌传递：令牌传递通常使用一个称为令牌（Token）的比特控制信号控制与令牌环网连接的计算机发送数据。（1）令牌环访问控制方式。令牌环的基本工作过程为：1）当有一个节点有数据帧要发送时，它必须等待空闲令牌的到来。当该结点获得空闲令牌之后，它将令牌标志位由闲变忙，然后传送数据帧。2）当携带数据帧的令牌继续环形时，后面的每个结点都校验数据帧。3）目的结点辨认出此数据帧，接收它，并在令牌上附加一个签收信号，随后令牌继续环形。4）当源结点收到签收信号后，就解除令牌的忙状态，改成空闲令牌，再将空闲令牌向它的下一个结点传送，过程又重新开始。（2）令牌总线。令牌总线与CSMA方式一样，采用总线拓扑结构，不同的是网络上各工作站按一定顺序形成一个逻辑环。每个工作站在环中均有一个指定逻辑位置，末站的后站就是首战，每站都了解其先行站和后继站的地址，总线上各站的物理位置与逻辑位置无关。3、轮询：轮询是一种指定一个中心结点来管理网络访问权的介质访问控制方式。轮询的特点是介质访问控制权在时间上可预测，所以访问是确定的；可设定访问的优先级；无冲突发生。

CSMA/CD协议：对CSMA协议作进一步改进，就出现了带碰撞检测的载波侦听多址访问CSMA/CD协议。CSMA/CD采用了在数据传输过程中边发送边侦听的策略，即侦听到信道空闲就发送数据，并继续侦听下去。一旦检测到冲突，冲突双方就立即停止本次帧的发送。

（1） CSMA/CD协议的发送过程：1）发送结点侦听总线，若总线忙，则推迟发送，继续侦听。2）发送结点侦听总线，若总线空闲，则立即发送。3）开始发送信息后，一边发送，一边检测总线是否有冲突产生。4）若检测到有冲突发生，则立即停止发送，并随即发送一强化冲突的32位长的阻塞信号（JAM），以使所有的结点都能检测到冲突。5）发送阻塞信号以后，为了减少再次冲突的概率，需要等待一个随机时间，然后再回到上述第1）步重新发送。6）当因产生冲突而发送失败时，记录重传的次数，若重传次数大于某一规定次数(如15次)时，则认为可能是网络故障而放弃发送，并向上层报告。

（2） CSMA/CD协议的接收过程：CSMA/CD协议在接收发送站发送来的数据帧时，首先检测是否有信息到来，若有信息则置本结点载侦听信号为“ON”，禁止发送任何信息，以免与发送来的帧产生冲突，为接收帧做好准备。当获得帧前序字段的帧同步信息后，一边接收帧一边将接收到的信号进行处理。对接收到的信息进行处理时，首先将前序和起始帧分界符SFD丢弃，处理目的地址字段，判断该帧是否为发往本结点的信息。如果是发给本结点的信息，则将该帧的目的地址、源地址、数据字段的内容存入本结点的缓冲区，等候处理。接收帧校验序列字段FCS后，对刚才存入缓冲区的数据进行CRC校验，若校验正确则将数据字段交高层处理，否则丢弃这些数据。

（3） CSMA/CD协议的实现

（4） 1）载波侦听过程 以太网中每个结点在利用总线发送数据时，首先要侦听总线是不是空闲。2）冲突检测方法 从物理层来看，所谓冲突是指总线上同时出现两个或两个以上的发送信号，它们叠加后信号波形不等于任何结点输出的信号波形。冲突检测有比较法和编码违例判决法两种3）随即延迟重传 检测到冲突之后，通信双方都要各自延迟一段随即时间实行退避，然后再继续侦听载波。

5.3以太网和IEEE802.3局域网标准

以太网（Ethernet）是一种局域网协议。一个以太网就是连接与网有关的所有部件的网络。以太网V2.0版即10Mbit/s标准（DIX标准）。太网V2.0和IEEE802.3局域网标准的不同之处主要在于头字段的定义。尽管人们也称IEEE802.3为以太网，但以太网与IEEE802.3的MAC帧格式有所不同。IEEE802.3帧包括8个字段：先导字段（PR）、帧开始定界符（SFD）、目的地址（DA）、源地址（SA）、长度计算字段（LEN）、数据字段（LLC PDU）、填充字段（Pad）和CRC校验和字段（FCS）。1）先导字段（PR）又称为前导码，包括7个相同的字节（56bit），每个字节（8bit）的比特模式是10101010序列。2）SFD 前导码之后是由比特模式10101011构成的帧首定界符SFD，定界符中两个连续的1表明数据帧的开始。3）目的地址（DA）是接受节点MAC地址，长度为6B。目的地址的第1位用来区分单播地址和用来向另一组用户组播一个帧的组播地址。4）SA是发送节点的MAC地址，长度也是6B（48bit）。5）LEN，2B的长度字段表示后面恩岁的数据字段中的字节数。6）LCC PDU包含了十几的用户数据（也就是需传输的信息）（４６B～１５００B）7）Pad包含伪数据，当数据字段长度小于46B时，它将数据字段填充到最小长度46B，确保帧长度总是不少于46B。8）FCS长度为4B。它涵盖了地址、长度、信息和填充字段。每当接受到一个帧，网卡需要检查该帧的长度是否接受，然后对接受的数据进行CRC差错检验。如果检测到错误，该帧被丢弃，而不传送到网络层。   以太网V2.0标准的帧格式包括前导码、帧首界定符、目的地源地址、类型字段、数据字填充字段、FCS。它们的不同之处是一个位置与长度字段相同的类型字段。判断帧中的一个字段是长度还是类型字段的方法是：该字段中的值大于帧的最大长度（1518）,则表示类型；否则表示长度。具体做法是以1536（0x0600）为界限。大于或等于0x0600认为是以太网V2.0，按类型处理。

为了提高网络传输速率1995年5月发布了IEEE802.3u标准，把以太局域网的数据传输速率从10Mbit/提高到100Mbit/s。有两种100Mbit/s以太网的标准即快速以太网LAN（IEEE802.3u）称为100BaseT和100VG Any LAN（IEEE802.12）。

100BaseT采用星状拓扑结构，并支持双绞线和光纤。但与10BaseT不同的是，快速以太网有四个不同的物理层标准，并应用了网络拓扑结构方面的许多新规则。1）100BaseT4是为了利用3类音频级布线而设计的，它使用4对双绞线，3对用于同时传输数据，第4对用于冲突检测时的接受信道，信号频率为25MHz。最大网段长度为100m。采用ANSI/TIA/EIA568布线标准。100BaseT4采用8B/6T编码法。8B/6T编码法是将8bit的数据块映射到一个特殊的由6个符号组成的码组中，然后把这些码组通过3个输出信道传送出去。每个信道的有效数据传输速率是33Mbit/s,信号传输速率为25bit/s。2）100BaseT2采用2对音频或数据级3、4或5类UTP电缆，一对用于发送数据，另一对用于接收数据，可实现全双工操作。3）100BaseTX使用2对5类非屏蔽双绞线。采用4B/5B编码法。4B/5B编码法是取4bit的数据映射到对应的5bit中，再使用非归零NRZ码传送。4）100BaseFX使用多模（62.5um或125um）或单模光纤，采用4B/5B编码法。

千兆位以太网技术有IEEE802.3z和IEEE802.3ab两个标准。IEEE802.3z千兆位以太网（Gigabit Ethernet，GE，吉比特以太网），是一个关于光线和短程铜线的连接方案。IEEE802.3ab是关于5类双绞线上较长距离的连接方案。IEEE802.3z定义了基于光纤和短距离铜缆的1000BaseX，采用8B/10B编码技术，信道传输频率为1.25G bit/s，去耦后实现1000Mbit/s传输速率。支持一下三种千兆位以太网标准：1）1000BaseSX（短波长光纤）只支持多模光纤，2）1000BaseLX（长波长光纤）支持多模光纤和单模光纤3）1000BaseCX（短距离铜线）采用150欧姆屏蔽双绞线（STP），传输距离为25m。  IEEE802.3ab标准主要有一下两点意义：1）保护用户在5类UTP布线系统上的投资。2）1000BaseT是100BaseT的扩展，与10BaseT、1000BaseT完全兼容。

千兆位以太网的特性：千兆位以太网仍然是以太网技术。在数据链路层，它仍采用与IEEE802.3以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议，全/半双工工作方式、流量控制模式以及布线标准。

5.4局域网扩展技术

1、在物理层扩展局域网需要的设备称为中继器(Repeater)；当在MAC或数据链路层扩展局域网时，需要称为网桥(Bridge)的设备；当两个或多个局域网互连时，需要称为路由器(Router)的设备。网桥是用于在数据链路层扩展局域网的一种硬件设备，可连接具有不同物理层的网络，根据MAC地址来转发帧，对于工作在上层的协议是透明的。

2、中继器(Repeater)：中继器亦译为重传器，是扩展同一个局域网距离的设备。中继器具有两个或多个网络端口，主要功能是把通过传输介质的电信号（比特流）由网络的一段传输到另一段，并进行补偿整形、放大及转发，延长通信距离。中继器的关键部件是再生放大器，并且转发是双向的，是一种可靠性很高的设备。由于传输信道中存在一定的电磁噪声和干扰，电磁信号传输后变得越来越微弱，且信号会产生畸变，使用中继器可以实现对损伤数据信号的整形放大，使得信号继续传输到其他网段上。使用中继器在物理层上扩展的局域网，不管增加多大距离，该网络在逻辑上和物理上仍是一个网络整体，并使用CSMA/CD介质访问控制技术。中继器按其接口个数可分为双口中继器和多口中继器。

3、集线器：集线器是端口大于两个的中继器，又称集中器，也可看作是一个特殊的中继器。把集线器作为一个中心结点，可用它连接多种传输介质；也可以把总线网连接成星状或树状网络。集线器的基本功能是信息分发，它把一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去。一些集线器在分发之前将弱信号重新生成，一些集线器整理信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。集线器的类型：集线器分无源集线器（Passive Hub）、有源集线器(Active Hub)和智能集线器(Intelligent Hub)。

4、交换机式局域网：在数据链路层上扩展局域网，需要的设备主要有网桥、交换机。这种局域网的主要特点：A一个网段上的帧有条件地被转发到另一个网段，转发速度会有所降低B扩展后的网络被网桥/交换机隔离成多个冲突域C扩展后的网络仍是一个广播域，不能隔离广播帧D远程网桥可将局域网的范围扩展到几十公里以上。网桥是用于在数据链路层扩展局域网的一种硬件设备，可连接具有不同物理层的网络，根据MAC地址来转发帧，对于工作在上层的协议是透明的。数据链路层交换机（简称交换机），它与集线器这种物理层设备不同，是一个具有简化、低价、高性能和端口密集特点的交换产品。交换机的一个主要功能就是可以把使用不同以太网技术的以太网段结合起来。在网络中交换机的作用：A交换机可以将原有的网络划分为多个子网络，能够做到扩展网络有效传输距离，并支持更多的网络结点B使用交换机来划分网络还可以有效隔离网络流量，减少网络中的冲突，缓解网络拥塞。运用交换机扩展局域网的特点：A从总线局域网或集线器式局域网转换成交换机式局域网，不需要对所接入设备的软件和硬件做任何改动B交换机的扩充非常容易，通过增加集线器的容量，就可接入新的设备。地域范围也不再受时间槽的限制C交换机一般都具有多种速率的端口，可以满足各种不同类型用户的需要。

5、虚拟局域网：虚拟局域网VLAN是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新型网络技术。特点：A利用VLAN技术，可以将由交换机连接成的物理网络划分成多个逻辑子网。B各站点可以分别属于不同的虚拟局域网。C实现虚拟工作组，使不同地点的用户就好像是在一个单独的LAN上那样通信。划分虚拟局域网的原因：A抑制网络广播风暴B增加网络安全性C便于集中管理与控制。划分虚拟局域网的基本策略：A基于端口的虚拟局域网B基于MAC地址的虚拟局域网C基于IP地址的虚拟局域网。

5.5无线局域网和IEEE802.11标准

无线局域网的定义：无线局域网是指以无线电波、激光、红外线等无线传输介质来代替有线局域网中的部分或全部传输介质而构成的网络。

（1）无线局域网的应用场合：1..多个普通局域网及计算机的互连。2.多个控制模块（Contorl

Module,CM)通过有线局域网的互连，每个控制模块又可支持一定数量的无线终端系统。3.具有多个局域网的大楼之间的无线连接。4.为具有无线网卡的便携式计算机、掌上电脑、手机等提供移动、无线接入功能。5..无中心服务器的某些便携式计算机之间的无线通信。

（2）无线局域网采用的传输介质是红外线IR或无线电波（RF）。

（3）有线传输介质与无线传输介质的区别：1、递减的信号强度。2、来自其他源的干扰。3、多路径传播。

（4）

WLAN有自组网络和基础结构网络两种类型。

IEEE 802.11标准定义了三种节点1.无转移2..BSS转移3.ESS转移

IEEE 802.11定义了三种不同类型的帧：管理帧、控制帧和数据帧。管理帧用于站点与AP发生关联或解关联、定时和同步、身份验证以及解除认证；控制帧用于在数据交换时的握手和确认操作；数据帧用来传送数据。

IEEE 802.11帧结构：IEEE802.11帧控制字段、生命期字段、地址字段、序号控制字段、有效载荷字段、CRC字段

IEEE802.11帧控制字段：MAC头部中的帧控制字段长2B还包括11个字段。它规定了以下：1、协议版本2、类型字段3、子类型字段4、To Ds位5、From Ds位6、更多标志位7、重试位8、功率管理位9、更多的数据为10、等效加密位11、Rsvd位。

数据帧的第二个字段是生命期，长度为2B。

地址字段：MAC帧头部包含了IEEE802标准格式的4个具有6字节的MAC地址域。前两个地址域表明数据帧的源地址、目的地址。

序号控制字段的长度为2B，其中4位用于指示每个分段的编号，12位用于表示序列号，因此可有4096个序列号。

有效载荷字段包含了帧控制字段中规定的类型和子类型的信息。允许最大长度为2312B但通常小于1500B。

最后4B是CRC字段用于MAC头部和有效载荷字段的循环冗余校验。

IEEE802.11的数据链路层由逻辑链路层LLC和介质访问控制层MAC两个子层构成。

为什么无线局域网不用CSMA/CD技术？一是检测冲突的能力需要首先有同时发送（自己的信号）和接收（用来确定是否有其他站点的传送而干扰了自己的传送）的能力，这样才能实现冲突检测。二是即便它有冲突检测功能，并且在发送的时候没有帧听到冲突，由于存在隐藏终端等问题，在接收端也还是会发生冲突。这表明冲突检测对无线局域网没有什么作用。因此只能使用改进的带有冲突避免（Collision Avoidance)策略CSMA。

蓝牙实际上是一种短距离无线通信技术。蓝牙技术是一种无线数据与语音通信开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定设备与移动设备通信环境提供一个特殊连接的短程无线电技术。蓝牙工作在全球通用的2.45G频段。

蓝牙协议栈包括：1..基带协议。2.链路管理协议。