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【25软考网工笔记】第一章 计算机网络概述

目录

一、计算机网络发展与分类

1. 计算机网络形成和发展

1)ICT

2)计算机网络的发展

3)我国互联网发展

2. 计算机网络分类

1)通信子网和资源子网

2)PAN、LAN、MAN、WAN

3)其他分类方式

3. 计算机网络应用

1)应用概述

2)例题

3)例题

4)视频监控网络拓扑分析

本节知识小结

二、OSI和TCP/IP参考模型

1.OSI模型

2.TCP/IP 参考模型

3.两者的比较

1)例题

2)例题

3)例题

三、数据封装与解封

1.封装

2.解封

1)例题

2)例题

3)例题

一、计算机网络发展与分类

1. 计算机网络形成和发展

1)ICT

  • ICT: 信息技术(IT)与通信技术(CT)的结合,即ICT(Information and Communications Technology)。
  • 应用: 在华为认证中,ICT工程师是未来发展的趋势,融合了IT和CT的技术。

2)计算机网络的发展

  • 早期网络
    • 时间: 早期阶段
    • 应用: 主要在军事和特定领域使用,如美国空军的SABRE-I防空系统、飞机订票系统。
    • 典型例子: ARPAnet,作为互联网的前身。
  • 厂商独立发展阶段
    • 时间: 第二阶段
    • 特点: 各个厂商独立发展,形成自己的标准和体系结构,如IBM的SNA,DEC的DNA。
  • 标准化阶段
    • 时间: 第三阶段
    • 特点: 全面的标准化,OSI参考模型成为重要标准,尽管未普及,但为TCP/IP模型奠定基础。
    • TCP/IP: 现在的互联网使用的主要协议。

3)我国互联网发展

  • 1987年: 钱天白教授通过意大利公用分组交换网ITAPAC发出我国第一封电子邮件。
  • 1989年: 国家计委组织建立中关村地区教育与科研示范网络(NCFC)。
  • 1992年: NCFC建设完成,连接北京大学、清华大学和中国科学院。
  • 1994年: 接入国际Internet的64k专线。
  • 1997年: 组建中国互联网络信息中心(CNNIC)。
  • 截至2023年6月:
    • 网民规模达10.79亿人
    • 域名总数3024万个
    • IPv6地址数量68055块/32
    • IPv6活跃用户数7.67亿
    • 互联网宽带接入端口11.1亿个
    • 光缆线路总长度6196万公里
    • 移动电话基站1129万个,其中5G基站293.7万个
    • 活跃App数量260万款
    • 物联网终端用户21.23亿户

2. 计算机网络分类

1)通信子网和资源子网



  • 通信子网: 包含通信节点(如集线器、交换机、路由器、防火墙等)和通信链路(如电话线、同轴电缆、无线电线路、卫星线路、微波中继线路和光纤缆线),负责中间传递信息。
  • 资源子网: 包含用户资源,如PC、服务器等,负责存储和访问资源。
2)PAN、LAN、MAN、WAN



  • 个人网(PAN): 覆盖范围一般20米以内,典型案例如蓝牙、家庭Wi-Fi,由个人运营。
  • 局域网(LAN): 覆盖大楼内部或园区内部,典型案例如校园网、企业内部网络。
  • 城域网(MAN): 覆盖建筑物之间或城区内,由运营商或教育部门管理,如教育城域网、运营商城域网。
  • 广域网(WAN): 覆盖国内或国际范围,主要由运营商负责,典型案例如运营商骨干网。
3)其他分类方式
  • 按交换技术分类:
    • 电路交换网络: 类似快递,独占资源,如传统电话网络。
    • 报文交换网络: 将原始数据进行拆散,一跳一跳进行传送,传送数据之前先建立虚电路。
    • 分组交换网络: 数据分组传送,虚电路(如X.25、FR、ATM)和数据报(如IP)两种方式,数据报传送前不用建立虚电路,数据到达目的地可走多条路径。
  • 按协议分类: 如IP网、IPX网等,其中IPX网络已被淘汰。
  • 按传输介质分类:
    • 无线网: 如Wi-Fi、蓝牙等。
    • 有线网: 可分为双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络等。
  • 按用途分类: 如教育网络、科研网络、商业网络及企业网络等。
3. 计算机网络应用
1)应用概述
  • 应用类型: 计算机网络应用广泛,包括电子商务、远程协作、网上购物、远程教育、网上购票、远程医疗、网上转账、网上办公、政府部门的电子政务、校园网上办公系统等。
  • 发展趋势: 随着时代的发展,网络应用越来越多,涵盖信息发布、娱乐、社交、学习、医疗等多个领域。
2)例题

题目解析

  • 题干: 网络应用需要考虑实时性,以下网络服务中实时性要求最高的是哪一个?
  • 选项分析:
    • A. 基于SNMP协议的网管服务
    • B. 视频点播服务
    • C. 邮件服务
    • D. Web服务
  • 答案: B
  • 解析:
    • 一般应用时延要求200ms以内。
    • 音视频时延要求50ms以内,故视频点播服务对实时性要求最高。
    • 基于SNMP的网管服务虽然业务重要性高,但对延迟没有太高的要求。
3)例题



题目解析

  • 题干: 对网络进行QoS规划时,划分了语音业务、管理业务、IPTV业务、上网业务,其中优先级最高和最低的是哪一种?
  • 答案:
    • 优先级最高: 管理业务
    • 优先级最低: 上网业务
  • 解析:
    • 业务优先级从高到低排序:管理业务、语音业务/IPTV业务、上网业务。
    • 管理业务优先级最高,上网业务优先级最低。
4)视频监控网络拓扑分析

网络架构

  • 企业概况: 占地500亩,有五层办公楼1栋,大型仓库10栋。
  • 设备部署:
    • Switch A、服务器、防火墙、管理机、Router A等部署在办公楼一层的数据机房中。
    • Switch B部署在办公楼一层配线间作为接入设备。
    • Switch C和Switch D分别部署在仓库1和仓库2,用于接入摄像头。
  • 接入方式: 各仓库的交换机与Switch A相连,办公楼其他楼层及仓库的交换机接入方式与Switch B、C、D相同。

带宽需求分析

  • 摄像头配置: 每栋仓库内外配置16台视频监控,共计160台。
  • 传输质量: 若接入的IPC采用1080P的图像传输质量。
  • 带宽需求:
    • 每路摄像头带宽需求为4M。
    • 一个仓库的带宽需求为

      16∗4=64M16 * 4 = 64M16∗4=64M

    • Switch C作为接入交换机,使用百兆交换机满足带宽要求。
    • Switch A作为核心交换机,需接入10个仓库的视频数据,总带宽需求为

      160∗4=640M160 * 4 = 640M160∗4=640M,故需使用千兆交换机。

结论: Switch C可以使用百兆链路,Switch A不能使用百兆,带宽不够。

答案与解析

  • 【参考答案】Switch C可以使用百兆链路,Switch A不能使用百兆,带宽不够。
  • 【summer解析】参考下表,1080P视频带宽需求一般为4M,Switch C下有16路IPC,带宽需求:164=64M,低于100M,且有一定富余,可以通过百兆交换机接入。SwitchA下有160路IPC,共计带宽需求:1604=640M,远超百兆,故至少需要配置千兆交换机。
  • 分辨率、帧数与带宽需求对应关系:

本节知识小结

知识点

核心内容

考试重点/易混淆点

难度系数

计算机网络基本概念

计算机网络是计算机技术与通信技术的结合,即ICT(IT+CT)

ICT概念及其组成(IT与CT)

🌟

ICT发展趋势

华为认证变化体现ICT融合趋势

华为认证从HCNA到HCIA的变化意义

🌟🌟

软考与网络工程师

软考全称及网络工程师证书属于IT考试下的CT方向

软考与网络工程师的关系

🌟🌟

通信工程师考试

通信工程师考试与软考网络工程师内容相似度

两者考试内容70%相同,如VLAN、OSPF等

🌟🌟🌟

计算机网络发展

计算机网络发展的三个阶段:早期网络、厂商独立发展、全面标准化

各阶段特点与代表事件

🌟🌟

我国互联网发展

最早电子邮件、教育网前身、国际专线接入、CNNIC成立等

我国互联网发展的重要里程碑

🌟

计算机网络分类

按通信子网与资源子网、覆盖范围、交换技术等分类

分类方式及各自特点

🌟🌟🌟

通信子网与用户资源子网

通信子网包含通信节点和链路,用户资源子网包含服务端与客户端

两者区别与组成

🌟

局域网重点学习

局域网是网络工程师需要重点学习的网络类型

局域网在网络工程中的重要性

🌟

网络应用与实时性

网络应用实时性要求,如音视频业务延迟需控制在50毫秒以内

实时性要求与具体应用

🌟🌟

网络业务优先级

管理业务优先级最高,上网业务优先级最低

业务优先级排序与原因

🌟🌟

视频监控应用分析

仓储企业网络拓扑分析,百兆交换机是否满足带宽要求

带宽计算与交换机选择

🌟🌟🌟🌟

二、OSI和TCP/IP参考模型

  • TCP/IP 来源于OSI
  • OSI未实际使用

1.OSI模型

        OSI模型将网络通信的功能划分为七个层次,从下到上依次为:

        物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

各层功能

  • 物理层:负责处理物理介质上的信号传输,包括电缆、光纤、无线等介质的特性,以及信号的编码、调制和解调等。
  • 数据链路层:将物理层接收到的信号转换为数据帧,并进行差错检测和纠正,同时负责将数据帧从一个节点传输到另一个节点。
  • 网络层:负责将数据从源节点传输到目标节点,通过路由选择算法确定数据的传输路径,并进行数据包的分片和重组。
  • 传输层:为应用程序提供端到端的通信服务,确保数据的可靠传输,主要协议有 TCP 和 UDP。
  • 会话层:负责建立、维护和管理会话,提供会话的同步和恢复功能。
  • 表示层:对数据进行转换、加密和解密、压缩和解压缩等处理,确保数据在不同系统之间的正确表示。
  • 应用层:为用户提供各种网络应用服务,如 HTTP、FTP、SMTP 等。

OSI参考模型各层功能如下:

2.TCP/IP 参考模型

        TCP/IP 参考模型是互联网采用的网络体系结构模型,它由四个层次组成,从下到上分别是:

网络接口层、网际层、传输层和应用层。

各层功能

  • 网络接口层:负责将数据帧发送到物理网络上,并从物理网络上接收数据帧,它包含了 OSI 参考模型中的物理层和数据链路层的功能。
  • 网际层:负责将数据包从源节点传输到目标节点,通过 IP 协议实现地址分配、路由选择和数据包的分片和重组等功能。
  • 传输层:与 OSI 参考模型中的传输层功能类似,为应用程序提供端到端的通信服务,主要协议有 TCP 和 UDP。
  • 应用层:包含了各种应用层协议,如 HTTP、FTP、SMTP、DNS 等,为用户提供各种网络应用服务。

3.两者的比较

相同点

  • 都分层,且各层的功能大致相似,如都有网络层、传输层和应用层等。
  • 都是基于协议栈的概念,协议栈是一系列协议的集合,用于实现网络通信。

不同点

  • OSI 参考模型有七层,而 TCP/IP 参考模型有四层,OSI 参考模型的会话层和表示层在 TCP/IP 参考模型中被合并到应用层中。
  • OSI 参考模型先有模型,后有协议,而 TCP/IP 参考模型是先有协议,后有模型。
  • OSI 参考模型的网络层支持无连接和面向连接的通信,而 TCP/IP 参考模型的网际层只支持无连接的通信。
  • OSI 参考模型的传输层只支持面向连接的通信,而 TCP/IP 参考模型的传输层支持面向连接和无连接的通信。

1)例题

2)例题

3)例题

三、数据封装与解封

1.封装

        OSI 数据封装是指在 OSI 参考模型中,数据在从应用层传输到物理层的过程中,每一层都会给数据添加特定的头部(有时还包括尾部)信息,形成不同的协议数据单元(PDU),具体过程如下:

  1. 应用层:用户的原始数据首先进入应用层。应用层会根据具体的应用协议对数据进行处理,例如添加一些与应用相关的标识信息等,但此时数据还没有被封装成特定的网络格式,通常被称为消息(Message)。
  2. 表示层:表示层会对应用层传来的消息进行处理,如加密、解密、压缩、解压缩以及数据格式转换等操作,使数据能够以适合网络传输的格式进行传输。处理后的数据依然被称为消息。
  3. 会话层:会话层负责建立、维护和管理会话。它会在消息中添加一些与会话相关的控制信息,如会话标识、会话状态等,以确保通信双方能够正确地进行会话管理。经过会话层处理后的数据还是称为消息。
  4. 传输层:传输层主要负责端到端的可靠数据传输。它会将上层传来的消息分割成合适大小的数据段/报(Segment),并添加传输层的头部信息,如 TCP 协议中的源端口、目的端口、序列号、确认号等(TCP报头),或 UDP 协议中的源端口、目的端口等信息。这些信息用于实现数据的可靠传输、流量控制和差错检测等功能。
  5. 网络层:网络层将传输层传来的数据段封装成数据包/分组(Packet)。它会在数据段的基础上添加网络层的头部信息(IP报头),主要包括源 IP 地址、目的 IP 地址等,这些信息用于在网络中进行路由选择,确保数据包能够从源节点正确地传输到目的节点。
  6. 数据链路层:数据链路层把网络层传来的数据包进一步封装成数据帧(Frame)。它会在数据包的前后分别添加数据链路层的头部和尾部信息,头部通常包含源 MAC 地址、目的 MAC 地址等(以太网报头),尾部一般包含用于差错检测的帧校验序列(FCS)等信息。数据帧是数据在局域网中传输的基本单位。
  7. 物理层:物理层将数据帧转换为比特流(Bit),通过物理介质(如电缆、光纤、无线等)进行传输。在传输过程中,物理层会根据物理介质的特性对比特流进行编码、调制等处理,以便在物理介质上正确地传输数据

2.解封

        解封过程是封装的逆过程,数据从物理层到应用层,每一层会去掉对应层添加的头部(或尾部)信息,将数据还原为上一层的格式。

1)例题

2)例题

3)例题

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给你一棵二叉树&#xff0c;它的根为 root 。请你删除 1 条边&#xff0c;使二叉树分裂成两棵子树&#xff0c;且它们子树和的乘积尽可能大。 由于答案可能会很大&#xff0c;请你将结果对 10^9 7 取模后再返回。 示例 1&#xff1a; 输入&#xff1a;root [1,2,3,4,5,6] 输…...

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&#x1f345; 点击文末小卡片&#xff0c;免费获取软件测试全套资料&#xff0c;资料在手&#xff0c;涨薪更快 1. Allure 简介 简介 Allure 框架是一个灵活的、轻量级的、支持多语言的测试报告工具&#xff0c;它不仅以 Web 的方式展示了简介的测试结果&#xff0c;而且允…...

交易所开发全流程解析:KYC与U盾在安全合规中的战略价值

——2025年加密资产交易平台的技术架构与风控体系深度实践 一、交易所开发的核心技术架构与流程 1. 系统定位与合规基础 交易所开发需首先明确中心化&#xff08;CEX&#xff09;、去中心化&#xff08;DEX&#xff09;或混合架构的定位。中心化交易所&#xff08;如币安&…...

简单了解一下Unity的Resources.UnloadUnusedAssets

基本概念 Resources.UnloadUnusedAssets()是Unity提供的一个内存管理方法&#xff0c;用于卸载当前未被任何GameObject引用的资源&#xff0c;包括贴图、材质、网格、音频等资源。 在Unity中&#xff0c;资源在加载后会占用内存&#xff0c;而当这些资源不再被场景中的对象引…...

ECMAScript 7~10 新特性

ECMAScript 7 新特性 ECMAScript 6 新特性&#xff08;一&#xff09; ECMAScript 6 新特性&#xff08;二&#xff09; ECMAScript 7~10 新特性&#xff08;本文&#xff09; 1. 数组方法 Array.prototype.includes() 用来检测数组中是否包含指定元素&#xff0c;返回布尔值&…...

leetcode_1. 两数之和_java

1. 两数之和https://leetcode.cn/problems/two-sum/ 1、题目 给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target&#xff0c;请你在该数组中找出 和为目标值 target 的那 两个 整数&#xff0c;并返回它们的数组下标。 你可以假设每种输入只会对应一个答案&#xff0c;并且你…...

Mysql索引(四)

1、B树&#xff1a;B树即平衡查找树&#xff0c;一般理解为平衡多路查找树&#xff0c;也称为B-树、B_树。是一种自平衡树状数据结构&#xff0c;能对存储的数据进行O(log n)的时间复杂度进行查找、插入和删除&#xff1b; 1&#xff09;每个节点占用一个盘块的磁盘空间&#x…...

力扣——【1991. 找到数组的中间位置】

#前缀和思想 主要利用递推的思想&#xff0c;将数列的前n&#xff01;项和存到一个新数列中&#xff0c;递推公式可能需要自己推导 一个数列的值等于另一个数列的第i个元素加上这一个数列的第i-1个元素 同时需要初始化这个数列的第一个元素另一个数列的第一个元素 #思路 本…...

在 Linux 系统(ubuntu/kylin)上安装 Docker

在 Linux 系统上安装 Docker 的步骤如下(以 Ubuntu/Debian 和 CentOS/RHEL 为例): 请用./check-config config检查内核是否支持,necessarily 必须全部enable。 以下是脚本自行复制运行: #!/usr/bin/env sh set -eEXITCODE=0# bits of this were adapted from lxc-checkco…...

【实证分析】数智化转型对制造企业全要素生产率的影响及机制探究(1999-2023年)

数智化转型是实现数字经济与实体经济深度融合,推动制造企业高质量可持续发展的必然选择,也是加快新质生产力发展的重要抓手。参照宋冬林&#xff08;2025&#xff09;的做法&#xff0c;对来自科技进步与对策《数智化转型对制造企业全要素生产率的影响及机制探究——基于中国制…...

lower_bound

在C中&#xff0c;lower_bound 返回的是一个迭代器&#xff08;iterator&#xff09;&#xff0c;而不是直接的下标位置。因此&#xff0c;为了得到数组中的索引&#xff08;即 pos1&#xff09;&#xff0c;你需要用返回的迭代器减去数组的起始地址&#xff08;num&#xff09…...

biblatex 的 Biber 警告​​:tex文件运行无法生成参考文献和目录

原因​​&#xff1a;使用了 biblatex 管理参考文献&#xff0c;但未运行 biber 生成参考文献数据。 ​​解决​​&#xff1a;更新 LaTeX Workshop 配置 修改你的 settings.json&#xff0c;添加 biber 工具并更新编译流程&#xff1a; {"latex-workshop.latex.tools&…...

解锁 MCP:模型上下文协议的介绍与应用​,技术解析与应用场景

欢迎来到涛涛聊AI,这几天MCP很火,咱们一起学习下吧。 一、什么是 MCP MCP,即 Model Context Protocol(模型上下文协议),是由 Anthropic 推出的一个具有创新性的开放协议 。它的核心目标是统一 LLM 应用与外部数据源和工具之间的通信方式,为 AI 开发打造标准化的上下文…...

十二种存储器综合对比——《器件手册--存储器》

存储器 名称 特点 用途 EEPROM 可电擦除可编程只读存储器&#xff0c;支持按字节擦除和写入操作&#xff0c;具有非易失性&#xff0c;断电后数据不丢失。 常用于存储少量需要频繁更新的数据&#xff0c;如设备配置参数、用户设置等。 NOR FLASH 支持按字节随机访问&…...