免费智能真题库 > 历年试卷 > 信息系统项目管理师 > 2016年上半年 信息系统项目管理师 上午试卷 综合知识
  第23题      
  知识点:   网络技术标准与协议   以太网
  关键词:   以太网        章/节:   信息系统及其技术和开发方法       

 
以下关于以太网的叙述中,不正确的是:(23)。
 
 
  A.  采用了载波侦听技术
 
  B.  具有冲突检测功能
 
  C.  支持半双工和全双工模式
 
  D.  以太网的帧长度固定
 
 
 

 
  第10题    2019年下半年  
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  第22题    2013年下半年  
   42%
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  第24题    2015年上半年  
   23%
综合布线系统中用于连接两幢建筑物的子系统是()。
   知识点讲解    
   · 网络技术标准与协议    · 以太网
 
       网络技术标准与协议
        局域网中最常见的3个协议是微软的NETBEUI、NOVELL的IPX/SPX和跨平台的TCP/IP。
        1.NetBEUI协议
        NetBEUI(NetBiosEnhancedUserInterface,NetBios增强用户接口)是NetBIOS协议的增强版本,曾被许多操作系统采用,例如WindowsforWorkgroup、Win9x系列、WindowsNT等。NetBEUI协议在许多情形下很有用,是Windows 98之前的操作系统的默认协议。
        NetBEUI协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议,安装后不需要进行设置,特别适合于在“网络邻居”传送数据。所以建议除了TCP/IP协议之外,局域网的计算机最好也安上NetBEUI协议。另外还有一点要注意,如果一台只装了TCP/IP协议的Windows 98机器要想加入到WINNT域,也必须安装NetBEUI协议。
        NetBEUI是非路由协议,用于携带NetBIOS通信。NetBEUI缺乏路由和网络层寻址功能,既是其最大的优点,也是其最大的缺点。由于不需要附加的网络寻址和网络层头尾,因此它很快、很有效且适用于单个网络或整个环境都桥接起来的小工作组环境。但由于它不支持路由,注定不会成为企业网络的主要协议。
        2.IPX/SPX协议
        Internet分组交换/顺序分组交换IPX/SPX(Internetwork Packet Exchange/Sequences Packet Exchange)是Novell公司的通信协议集。与NetBEUI形成鲜明区别的是IPX/SPX比较庞大,在复杂环境下具有很强的适应性。这是因为IPX/SPX在设计一开始就考虑了网段的问题,因此它具有强大的路由功能,适合于大型网络使用。当用户端接入NetWare服务器时,IPX/SPX及其兼容协议是最好的选择。
        IPX主要实现网络设备之间连接的建立、维持和终止;SPX协议是IPX的辅助协议,主要实现发出信息的分组、跟踪分组传输,保证信息完整无缺地传输。
        IPX的可扩展性受到其高层广播通信和高开销的限制。服务广告协议(Service Advertising Protocol,SAP)将路由网络中的主机数限制为几千。尽管SAP的局限性已经被智能路由器和服务器配置所克服,但是,大规模IPX网络的管理仍是非常困难的工作。
        3.TCP/IP协议
        定义
        TCP/IP协议是开放式的协议,已经成为Internet通信标准。TCP/IP是指一整套数据通信协议,其名字由这些协议中的两个协议组成,即传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)和网际协议(Internet Protocol,IP)。虽然还有很多其他协议,但TCP和IP显然是两个最重要的协议。
        TCP/IP的特点
        TCP/IP协议有一些重要特点,能够满足世界范围的数据通信。其特点包括如下几点:
        .开放式协议标准。可免费使用,且与具体的计算机硬件或操作系统无关。
        .与物理网络硬件无关。TCP/IP可以将很多不同类型的网络集成在一起,它可以适用于以太网、令牌环网、拨号线、X.25网络以及任何其他类型的物理传输介质。
        .通用的寻址方案。
        .各种标准化的高级协议。可广泛而持续地提供多种用户服务。
        TCP/IP通信模型
        TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型(OSI)是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。7层分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。七层模型分别概括如下:
        .物理层:主要定义物理设备标准,如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。这一层的数据叫做比特。
        .数据链路层:主要对从物理层接收的数据进行MAC地址(网卡的地址)的封装与解封装。常把这一层的数据叫做帧。在这一层工作的设备是交换机,数据通过交换机来传输。
        .网络层:主要对从下层接收到的数据进行IP地址的封装与解封装。在这一层工作的设备是路由器,常把这一层的数据叫做数据包。
        .传输层:定义了传输数据的协议和端口号,如TCP(传输控制协议,传输效率低,可靠性强,用于传输可靠性要求高,数据量大的数据),UDP(用户数据报协议,与TCP特性恰恰相反,用于传输可靠性要求不高,数据量小的数据,如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的)。主要将从下层接收的数据进行分段传输,到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。
        .会话层:建立和控制两个应用实体之间的会话过程。
        .表示层:提供统一的网络数据表示。对接收的数据进行解释、加密与解密、压缩与解压缩等。
        .应用层:提供OSI用户服务,以及提供网络与用户应用软件之间的接口服务。
        TCP/IP通信协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为:
        .应用层:是TCP/IP栈的顶层,所有的应用程序和服务都包含在这一层,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)、超文本传输协议(HTTP)等。
        .传输层:提供在计算机之间可靠或不可靠的数据传输,将数据上传到应用层或下传到互联网络层。包含两个核心协议:传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。TCP是一种面向连接的、可靠的协议;UDP是一种面向无连接的、不可靠的传输协议。
        .互连网络层:负责分配地址、打包和路由数据,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收)。这一层包括4个核心协议:IP、ARP、ICMP和IGMP。
        .网络接口层:负责将数据放置在网络介质上或从网络介质接收数据。这一层包含像网络缆线和网络适配器之类的物理设备。网络接口层不包括基于软件的协议类型,但包含像以太网和ATM这样的协议,它们定义了数据是如何在网络上传输的。
        TCP/IP模型和OSI模型的区别如下表所示。
        
        TCP/IP模型和OSI模型的区别
        主要协议
        TCP/IP协议主要包括如下协议:
        .IP:网际协议,是TCP/IP的心脏,也是网络层中最重要的协议,负责给要传输的数据分配地址,将其发送到目的地。
        .ARP:地址解析协议,实现通过IP地址得知其物理地址(MAC)。
        .RARP:反向地址解析协议。
        .ICMP:负责提供在数据投递过程中失败时诊断功能和错误报告。
        .IGMP:负责组播(多播的管理)。
        .TCP:面向连接的、可靠的传输协议。面向连接的服务(例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP)需要高度的可靠性,所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP(发送和接收域名数据库),但使用UDP传送有关单个主机的信息。
        .UDP:面向无连接的、不可靠的传输协议。UDP与TCP位于同一层,但它不管数据包的顺序、错误或重发。因此,UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务,主要用于那些面向查询——应答的服务,例如NFS。相对于FTP或Telnet,这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP(网络时间协议)和DNS(DNS也使用TCP)。
        .SMTP:简单邮件传输协议,它是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则,由它来控制信件的中转方式。
        .FTP:文件传输协议,是用于在网络上进行文件传输的一套标准协议。
        .TFTP:简单文件传输协议,相对于FTP,TFTP没有复杂的交互存取接口和认证控制,适用于客户端和服务器之间不需要复杂交互的环境。TFTP协议的运行基于UDP协议。
        .Telnet:远程登录协议。
        .HTTP:超文本传输协议,用于传送WWW方式的数据。
        .DNS:域名解析服务,即将域名映射成IP地址的协议。
        .NFS:网络文件系统。
        .SNMP:简单网络管理协议。
 
       以太网
        以太网是最早使用的局域网,也是目前使用最广泛的网络产品。以太网有10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s、10Gb/s等多种速率。
               以太网传输介质
               以太网比较常用的传输介质包括同轴电缆、双绞线和光纤三种,以IEEE 802.3委员会习惯用类似于10Base-T的方式进行命名。这种命名方式由三个部分组成:
               (1)10:表示速率,单位是Mb/s。
               (2)Base:表示传输机制,Base代表基带,Broad代表宽带。
               (3)T:传输介质,T表示双绞线、F表示光纤、数字代表铜缆的最大段长。
               传输介质的具体命名方案如下表所示,了解这些知识是十分必要的。
               
               以太网传输介质表
               
               以太网时隙
               时间被分为离散的区间称为时隙(Slot Time)。帧总是在时隙开始的一瞬间开始发送。一个时隙内可能发送0,1或多个帧,分别对应空闲时隙、成功发送和发生冲突的情况。
                      设置时隙理由
                      在以太网规则中,若发生冲突,则必须让网上每个主机都检测到。信号传播整个介质需要一定的时间。考虑极限情况,主机发送的帧很小,两冲突主机相距很远。在A发送的帧传播到B的前一刻,B开始发送帧。这样,当A的帧到达B时,B检测到了冲突,于是发送阻塞信号。B的阻塞信号还没有传输到A,A的帧已发送完毕,那么A就检测不到冲突,而误认为已发送成功,不再发送。由于信号的传播时延,检测到冲突需要一定的时间,所以发送的帧必须有一定的长度。这就是时隙需要解决的问题。
                      在最坏情况下,检测到冲突所需的时间
                      若A和B是网上相距最远的两个主机,设信号在A和B之间传播时延为τ,假定A在t时刻开始发送一帧,则这个帧在t+τ时刻到达B,若B在t+τ-ε时刻开始发送一帧,则B在t+τ时就会检测到冲突,并发出阻塞信号。阻塞信号将在t+2τ时到达A。所以A必须在t+2τ时仍在发送才可以检测到冲突,所以一帧的发送时间必须大于2τ
                      按照标准,10Mb/s以太网采用中继器时,连接最大长度为2500m,最多经过4个中继器,因此规定对于10Mb/s以太网规定一帧的最小发送时间必须为51.2μs。51.2μs也就是512位数据在10Mb/s以太网速率下的传播时间,常称为512位时。这个时间定义为以太网时隙。512位=64字节,因此以太网帧的最小长度为64字节。
                      冲突发生的时段
                      (1)冲突只能发生在主机发送帧的最初一段时间,即512位时的时段。
                      (2)当网上所有主机都检测到冲突后,就会停发帧。
                      (3)512位时是主机捕获信道的时间,如果某主机发送一个帧的512位时,而没有发生冲突,以后也就不会再发生冲突了。
               提高传统以太网带宽的途径
               以往被淘汰、传统的以太网是以10Mb/s速率半双工方式进行数据传输的。随着网络应用的迅速发展,网络的带宽限制已成为进一步提高网络性能的瓶颈。提高传统以太网带宽的方法主要有以下3种。
                      交换以太网
                      以太网使用的CSMA/CD是一种竞争式的介质访问控制协议,因此从本质上说它在网络负载较低时性能不错,但如果网络负载很大时,冲突会很常见,因此导致网络性能的大幅下降。为了解决这一瓶颈问题,“交换式以太网”应运而生,这种系统的核心是使用交换机代替集线器。交换机的特点是,其每个端口都分配到全部10Mb/s的以太网带宽。若交换机有8个端口或16个端口,那么它的带宽至少是共享型的8倍或16倍(这里不包括由于减少碰撞而获得的带宽)。
                      交换以太网能够大幅度的提高网络性能的主要原因是:
                      .减少了每个网段中的站点的数量;
                      .同时支持多个并发的通信连接。
                      网络交换机有三种交换机制:直通(Cut through)、存储转发(Store and forward)和碎片直通(Fragment free Cut through)。
                      交换式以太网具有几个优点:第一,它保留现有以太网的基础设施,保护了用户的投资;第二,提高了每个站点的平均拥有带宽和网络的整体带宽;第三,减少了冲突,提高了网络传输效率。
                      全双工以太网
                      全双工技术可以提供双倍于半双工操作的带宽,即每个方向都支持10Mb/s,这样就可以得到20Mb/s的以太网带宽。当然这还与网络流量的对称度有关。
                      全双工操作吸引人的另一个特点是它不需要改变原来10Base-T网络中的电缆布线,可以使用和10Base-T相同的双绞线布线系统,不同的是它使用一对双绞线进行发送,而使用另一对进行接收。这个方法是可行的,因为一般10Base-T布线是有冗余的(共4对双绞线)。
                      高速服务器连接
                      众多的工作站在访问服务器时可能会在服务器的连接处出现瓶颈,通过高速服务器连接可以解决这个问题。使用带有高速端口的交换机(如24个10Mb/s端口,1个100Mb/s或1000Mb/s高速端口),然后再把服务器接在高速端口上并使用全双工操作。这样服务器就可以实现与网络200Mb/s或2000Mb/s的连接。
               以太网的帧格式
               以太网帧的格式如下图所示,包含的字段有前导码、目的地址、源地址、数据类型、发送的数据,以及帧校验序列等。这些字段中除了数据字段是变长以外,其余字段的长度都是固定的。
               
               以太网的帧结构
               注:字段的长度以字节为单位
               前导码(P)字段占用8字节。
               目的地址(DA)字段和源地址(SA)字段都是占用6字节的长度。目的地址用于标识接收站点的地址,它可以是单个的地址,也可以是组地址或广播地址,当地址中最高字节的最低位设置为1时表示该地址是一个多播地址,用十六进制数可表示为01:00:00:00:00:00,假如全部48位(每字节8位,6字节即48位)都是1时,该地址表示是一个广播地址。源地址用于标识发送站点的地址。
               类型(Type)字段占用两字节,表示数据的类型,如0x0800表示其后的数据字段中的数据包是一个IP包,而0x0806表示ARP数据包,0x8035表示RARP数据包。
               数据(Data)字段占用46~1500个不等长的字节数。以太网要求最少要有46字节的数据,如果数据不够长度,必须在不足的空间插入填充字节来补充。
               帧校验序列(FCS)字段是32位(即4字节)的循环冗余码。
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第23题    在手机中做本题