內容簡介

　　《網絡工程師考試應試指導（第2版）》以官方最新頒布的網絡工程師考試大綱和教程為依據，以對考生進行綜閤指導、全麵提高應試能力為原則，在深入研究考試真題基礎上結閤考前輔導班教師的實際教學經驗編寫而成。

　　《網絡工程師考試應試指導（第2版）》以官方最新頒布的網絡工程師考試大共13章，每章開始設置有“考核說明”闆塊，簡要概括考生需要瞭解和掌握的內容。書中精選曆年真題將其穿插在知識點的講解中，有利於考生理解知識點。每章末尾設置有“應試加油站”，該闆塊匯集考頻統計、解題技巧等部分，引導考生掌握重點內容，增強考生的解題能力和綜閤應用能力；同時設置有“過關習題”，方便讀者一點一練，鞏固提高。最後一章包含兩套模擬試捲，並作瞭詳細的分析與解答。

　　《網絡工程師考試應試指導（第2版）》以官方最新頒布的網絡工程師考試大特彆適閤於參加網絡工程師考試的應試者，也可作為高等院校相關課程的輔導書，還可以作為培訓班的教材使用。

目錄

第1章 計算機基礎知識 1

第2章 數據通信基礎 41

第3章 廣域通信網 61

第4章 局域網與城域網 77

第5章 無綫通信網 103

第6章 網絡互聯與互聯網 125

第7章 下一代互聯網 179

第8章 網絡安全 193

第9章 網絡操作係統與應用服務器配置 237

第10章 組網技術 311

第11章 網絡管理 373

第12章 網絡規劃和設計 411

第13章 模擬試捲及答案解析 459

參考文獻 512

精彩書摘

　　第2章

　　數據通信基礎

　　根據考試大綱中相應的考核要求，在“數據通信基礎”知識模塊上，要求考生掌握以下方麵的內容。

　　信道特性。

　　調製和編碼，包括ASK、FSK、PSK、QPSK、抽樣定理、PCM、編碼。

　　傳輸技術，包括通信方式（單工/半雙工/全雙工、串行/並行）、差錯控製、同步控製、多路復用。

　　傳輸介質，包括有綫介質和無綫介質。

　　綫路連接設備，包括調製解調器、DSU和DCU。

　　物理層。

　　2.1 數據通信的基本概念

　　考核說明：本節主要介紹數據通信的基本概念以及模擬傳輸的優、缺點。

　　通信係統模型如圖2-1所示。

　　圖2-1 通信係統模型

　　通信中産生和發送信息的一端稱為信源，接收信息的一端稱為信宿，信源和信宿之間的通信綫路稱為信道。

　　模擬信號是隨時間連續變化的信號，這種信號的某種參量（如幅度、相位、頻率等）可以錶示要傳送的信息。

　　數字信號隻取有限個離散值，而且數字信號之間的轉換幾乎是瞬時的。數字信號以某一瞬間的狀態錶示它們傳送的信息。

　　如果信源産生的是模擬數據並以模擬信道傳輸，那麼這種通信方式稱為模擬通信；如果信源發齣的是模擬數據而以數字信號的形式傳輸，那麼這種通信方式稱為數字通信。

　　如果信源發齣的是數字數據，當然也可以有兩種傳輸方式，這時無論是用模擬信號傳輸還是用數字信號傳輸都稱為數據通信。可見，數據通信是專指信源和信宿中數據的形式是數字的，在信道中傳輸時則可以根據需要采用模擬傳輸方式或數字傳輸方式。

　　根據通信信號的傳輸方式，可以分為模擬傳輸和數字傳輸。

　　2.2 信 道 特 性

　　考核說明：本節主要介紹信道帶寬、誤碼率和信道延遲，在近幾年考試中經常齣現，要掌握好。

　　2.2.1 信道帶寬

　　1. 模擬信道帶寬

　　模擬信道的帶寬如圖2-2所示。信道帶寬W=f2-f1，其中，f1是信道能通過的最低頻率，f2是信道能通過的最高頻率，兩者都是由信道的物理特徵決定的。為瞭使信號傳輸中的失真小些，信道要有足夠的帶寬。

　　2. 碼元、波特率、數據速率、數字信道帶寬

　　一個數字脈衝稱為一個碼元，用碼元速率錶示單位時間內信號波形的變換次數，即單位時間內通過信道傳輸的碼元個數。若信號碼元寬度為T，則碼元速率 ，其單位為波特，碼元速率也稱為波特率。若一無噪聲信道的帶寬為 W，則該信道的極限波特率為 （奈奎斯特定理）。碼元攜帶的信息量 （bit）與碼元的種類數N的關係為 。

　　圖2-2 模擬信道的帶寬

　　單位時間內在信道上傳送的信息量（比特數）稱為數據速率，其單位為bit，數據速率也稱為比特率（b/s）。無噪聲的信道的極限數據速率為 ，其中，W為信道帶寬。有噪聲的信道的極限數據速率為

　　（香農定理）

　　式中， 為信道帶寬；S為信號的平均功率；N為噪聲平均功率；S/N為信噪比。

　　數字信道的帶寬為信道能夠達到的最大數據速率。數字信道的帶寬和模擬信道的帶寬可以通過香農定理互相轉換。

　　2.2.2 誤碼率

　　誤碼率錶示傳輸二進製位時齣現差錯的概率，公式為Pc= Ne/N，其中，Ne為齣錯的位數；N為傳送的總位數。計算機通信一般要求誤碼率低於 ，即平均1Mbit錯1bit。

　　2.2.3 信道延遲

　　信號在信道中傳播，從信源端到達信宿端需要一定的時間。這個時間與信源端和信宿端的距離有關，也與具體信道中的信號傳播速度有關。以後考慮的信號主要是電信號，這種信號一般以接近光速的速度（300m/μs）傳播，但隨傳輸介質的不同而略有差彆。

　　一般來說，考慮信號從信源端到達信宿端的時間是沒有意義的，但對於一種具體的網絡，經常對該網絡中相距最遠的兩個站之間的傳播時延感興趣。這時除瞭要計算信號傳播速度外，還要知道網絡通信綫路的最大長度。

　　真題鏈接

　　【例2-1】設信道帶寬為4000Hz，信噪比為30dB，按照香農定理，信道容量為 （15） 。（2014年11月真題13）

　　（15）A．4Kb/sB．1.6Kb/sC．40Kb/sD．120Kb/s

　　【解析】香農公式C = B log2（1 + S / N），其中B為信道帶寬，S為信號的平均功率，N為噪聲平均功率。將上述值代入公式即得。

　　【答案】（15）C

　　【例2-2】地麵上相距2000km的兩地之間通過電纜傳輸4000bit長的數據包，數據速率為64Kb/s，從開始發送到接收完成需要的時間為 （13） 。（2014年5月真題13）

　　（13）A. 48msB. 640msC. 32.5msD. 72.5ms

　　【解析】—個數據包從開始發送到接收完成的時間包含發送時間tf和傳播延遲時間tp兩部分，可以計算如下：對電纜信道：tp=2000km/ （ 200km/ms ） =10ms ， tf=4000b/64000b/s=62.5ms ， tp+ tf=72.5ms。

　　【答案】（13）D

　　2.3 傳 輸 介 質

　　考核說明：本節主要介紹雙絞綫、同軸電纜、光縴、無綫信道，在近幾年考試中經常齣現，是考核的重點。本節內容很重要，要掌握好。

　　2.3.1 雙絞綫

　　雙絞綫由粗約1mm的相互絕緣的一對銅導綫絞扭在一起組成，對稱均勻的絞扭可以減少綫對之間的電磁乾擾。雙絞綫大量使用在傳統的電話係統中。

　　雙絞綫分為屏蔽雙絞綫和無屏蔽雙絞綫。常用的無屏蔽雙絞綫（Unshielded Twisted Pair，UTP）電纜由不同顔色的（橙/綠/藍/棕）4對雙絞綫組成。屏蔽雙絞綫（Shielded Twisted Pair，STP）電纜的外層由鋁箔包裹著，價格相對高一些，並且需要支持屏蔽功能的特殊連接器和適當的安裝技術，但是傳輸速率比相應的無屏蔽雙絞綫高。

　　2.3.2 同軸電纜

　　同軸電纜的芯綫是銅質導綫，外包一層絕緣材料，再外麵是由細銅絲組成的網狀導體，最外麵加一層塑料保護膜，具有高帶寬和較好的噪聲抑製特性。局域網中常用的同軸電纜有兩種：一種是特性阻抗為 50的電纜，用於傳輸數字信號，稱為基帶同軸電纜；另一種是特性阻抗為75的CATV電纜，用於傳輸模擬信號，稱為寬帶同軸電纜。

　　2.3.3 光縴

　　光縴由能傳送光波的超細玻璃縴維製成，外包一層比玻璃摺射率低的材料。進入光縴的光波在兩種材料的界麵上形成全反射，從而不斷地嚮前傳播。光縴分為多模光縴和單模光縴兩種。在多模光縴中，光波以多種模式傳播，不同的傳播模式有不同的電磁場分布和不同的傳播路徑。在單模光縴中，光在其中無反射地沿直綫傳播。光縴的優點是具有很高的數據速率、極寬的頻帶、低誤碼率和低延遲，而且安全性和保密性好。

　　2.3.4 無綫信道

　　微波通信係統可分為地麵微波係統和衛星微波係統。微波通信的頻段一般是1～11GHz，具有帶寬高、容量大、天綫小、便於安裝和移動的優點；缺點是容易受到電磁乾擾，微波通信相互間也存在乾擾，微波信號容易被大氣層中的雨雪吸收。另外，在衛星微波係統中，信號時延也比較大。

　　紅外傳輸係統利用牆壁或屋頂反射紅外綫，從而形成整個房間內的廣播通信係統。優點是設備相對便宜，帶寬高；缺點是傳輸距離有限，且易受室內空氣狀態的影響。

　　無綫電短波通信使用甚高頻和超高頻的電視廣播頻段。優點是通信設備比較便宜，便於移動，沒有方嚮性；缺點是容易受到電磁乾擾和地形地貌的影響，而且帶寬比微波通 信小。

　　2.4 數 據 編 碼

　　考核說明：本節主要介紹單極性碼、極性碼、雙極性碼、歸零碼、雙相碼、不歸零碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼、多電平編碼、4B/5B編碼等。本節內容很重要，是考核的重點，一定要掌握好。

　　數據編碼的方式很多，主要有以下幾種，如圖2-3所示。

　　圖2-3 常用編碼方案

　　（1）單極性碼。在這種編碼方案中，隻用正的（或負的）電壓錶示數據。例如，在圖2-3中用+3V錶示二進製數字0，用0V錶示二進製數字1。單極性碼用在電傳打字機（TTY）接口以及PC和TTY兼容的接口中，這種代碼需要單獨的時鍾信號配閤定時，它的抗噪聲特性也不好。

　　（2）極性碼。在這種編碼方案中，分彆用正和負電壓錶示二進製數0和1。例如，在圖2-3中用+3V錶示二進製數字0，用-3V錶示二進製數字1。這種代碼抗乾擾特性好，但仍然需要另外的時鍾信號。

　　（3）雙極性碼。在這種編碼方案中，信號在3個電平（正、負、零）之間變化。一種典型的雙極性碼是信號交替反轉編碼（AMI）。在AMI信號中，數據流中遇到1時使電平在正和負之間交替翻轉，而遇到0時則保持零電平。雙極性是三進製信號編碼方法，與二進製相比抗噪聲特性更好。

　　（4）歸零碼。在歸零碼中，碼元中間的信號迴歸到0電平，因此任意兩個碼元之間被0電平隔開。這種編碼方案有較好的噪聲抑製特性。圖2-3中錶示齣的是一種雙極性歸零碼，可以看齣，從正電平到零電平的轉換邊錶示碼元0，而從負電平到零電平的轉換邊錶示碼元1，同時每一位碼元中間都有電平轉換，使得這種編碼成為自定時的編碼。

　　（5）雙相碼。雙相碼要求每一位中都要有一個電平轉換。這種代碼是自定時的，同時也有檢測錯誤的功能：如果某一位中間缺少瞭電平翻轉，則被認為是錯誤代碼。

　　（6）不歸零碼。圖2-3所示的不歸零碼的規律是當1齣現時電平翻轉，當0齣現時電平不翻轉。因而區彆1和0的是電平是否翻轉。這種代碼也叫差分碼，用在終端到調製解調器的接口中。這種代碼不是自定時的。

　　（7）曼徹斯特（Manchester）編碼。這種編碼是一種雙相碼。高電平到低電平的轉換邊錶示0，而低電平到高電平的轉換邊錶示1，位中間的電平轉換邊既錶示瞭數據代碼，也作為定時信號使用。這種編碼用在以太網中。

　　（8）差分曼徹斯特編碼。這種編碼也是一種雙相碼。這種編碼的碼元中間的電平轉換邊隻作為定時信號，而不錶示數據。數據的錶示在於每一位開始處是否有電平轉換：有電平轉換錶示0，無電平轉換錶示1。這種編碼用在令牌環網中。

　　（9）多電平編碼。這種編碼的碼元可取多個電平之一，每個碼元可代錶幾個二進製位。例如，若錶示碼元的脈衝取4個電平之一，則一個碼元可錶示兩個二進製位。

　　（10）4B/5B編碼。這種編碼將欲發送的數據流每4位作為一個組，然後按照編碼規則將其轉換成相應的5位碼。該編碼屬於自同步編碼方式，為瞭保證接收端能提取同步時鍾，編碼規則保證：無論4位數據為何種組閤（包括全部為0），所轉換成的5位碼中至少有兩個“1”，即保證在傳輸過程中碼元至少發生兩次跳變，從而保證接收端同步時鍾的提取。4B/5B編碼能較好地解決同步問題，同時具有檢錯功能，編碼效率比較高，它用5位信號錶示4位有效信息，因此編碼效率為80%。若要達到100Mb/s的速率，隻需在綫路上有125Mb/s的波特率。快速以太網（100Base-T）和光縴分布式接口（FDDI）都是采用4B/5B編碼方式。

　　2.5 數字調製技術

　　考核說明：本節主要介紹數字調製技術的四種基本方法，即調幅、調頻、調相以及正交調幅，是考試的重點。

　　數字數據在傳輸中不僅可以用方波脈衝錶示，也可以用模擬信號錶示。數字調製指用數字數據調製模擬信號，主要有三種基本的調製方法，即調幅、調頻、調相。

　　（1）調幅，也稱幅度鍵控（ASK），它將不同的數據信息1和0調製成不同幅度但相同頻率的載波信號。

　　（2）調頻，也稱頻移鍵控（FSK），它將不同的數據信息1和0調製成相同幅度但不同頻率的載波信號。

　　（3）調相，也稱相移鍵控（PSK），它利用相鄰載波信號的相位變化值來錶示相鄰信號是否具有相同的數據信息值，此時的幅度和頻率均保持不變。

　　（4）正交調幅（QAM），是一種十分成熟且應用廣泛的調製技術。其基本方法是將發送數據流分為兩路，分彆對正弦載波和餘弦載波進行數字調幅，然後相加傳輸。如果每路載波有n個不同幅度，則QAM信號的星座圖上有n2個狀態點。這種方式的頻譜利用率可以做得很高，設備也不太復雜。但是，當它的信號狀態數很多時，則對信道的綫性和非綫性失真變得十分敏感，需要采用多種措施來對抗。

　　真題鏈接

　　【例2-3】所謂正交幅度調製是把兩個 （16） 的模擬信號閤為一個載波信號。（2014年11月真題1）

　　（16）A．幅度相同相位相差90°B．幅度相同相位相差180°

　　C．頻率相同相位相差90°D．頻率相同相位相差180°

　　【解析】正交編碼的兩個信號源相位相差90°。

　　【答案】（16）A

　　……

前言/序言

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