摘要：通过通信线路连入通信子网终端是用户访问网络的界面网络操作系统是相对于主机操作系统而言的。接收方使用同一扩频码进行扩解。
目录
功能：
连接终端主机以实现资源共享，即通过有线或无线介质将用户终端连接成大小不一的网络，这些终端主机可彼此直接连通，使用户间的距离大为缩短
发展：
产生阶段、形成阶段、互联互通阶段、高速网络阶段、无线网络和物联网阶段
定义：
将地理位置不同的具有独立功能的多台主机、外设或其他设备通过通信线路进行连接，在网络操作系统、管理软件及通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的完整系统
组成：
技术角度：
- 若干主机：为不同用户提供服务
- 通信子网：一个即可，包括网络设备（交换机、路由器等）和连接彼此的通信链路
- 网络协议：即实现约定的规则，用于主机间或主机和网络设备之间通信
逻辑角度：
- 通信子网：位于网络中心和网络内部（网络设备、通信线路与其他通信设备组成）
- 资源子网：位于网络边缘（主机系统、终端及控制器、联网外设、软件、信息资源等组成）
注：
- 网络设备称为网络节点，一方面与资源子网的主机通信，将主机与终端连入网络，另一方面，在通信子网中负责报文分组的转发，最终将源主机的报文准确发送个目标主机
- 主机是计算机网络的边缘（或叶）节点，一般具备有效的网络地址，可接收和发送数据。通过通信线路连入通信子网
- 终端是用户访问网络的界面
- 网络操作系统是相对于主机操作系统而言的。用于实现不同主机、节点间的通信，以及硬件和软件间的资源共享，提供统一的网络接口，便于用户访问网络
- 网络数据库建立在网络操作系统之上，可集中在一台主机之上（集中式），也可分布多台主机之上（分布式）上，实现数据共享
- 应用系统指依托网络基础的各种具体软件，能满足用户的不同应用需求
传输技术分类：
网络规模和覆盖范围分类：
| 网络分类 | 最大分布距离 | 跨域地理范围 | 带宽 |
|---|---|---|---|
| 局域网 | 10m | 房间 | 10Mb/s至数个Gb/s |
| 200m | 建筑物 | ||
| 2km | 校园 | ||
| 城域网 | 100km | 城市 | 2Mb/s至数个Gb/s |
| 广域网 | 1000km | 国家或省 | 64kb/s至数个Gb/s |
一般距离越长，传输速率越小
网络拓扑结构分类
所有节点共享一条链路（安装简单、成本低、安全性低、监控困难，新增节点不方便）
中心节点通过点对点的链路连接各节点（易新增站点，数据安全性和与优先级易控制，易实现网络监控，但中心节点故障会使整个网络瘫痪）
各节点的通信介质连成一个封闭环形（易安装和监控，但容量有限，网络建成后，新增节点较困难）
按传输介质分类：
覆盖范围分类：
应用目的分类：
无线电频谱：
无线电作为一种电磁波，其频谱范围广，而常用的仅仅只占一小部分。无线电频谱资源是全人类共享的自然资源，在一定的时间、空间、地点是有限的
传输介质：
指数据传送方于接收方之间的物理路径，传输介质分为导向和非导向两类
导向介质一般指有线通信的双绞线、同轴电缆、光纤等
非导向介质一般为无线通信和无线网络使用，如无线光波
无线光波：
指无线传输空间传播的射频频段的电磁波
损耗：
使接收方收到的信号不完全等同于初始信号
衰落：
指因传输介质或路径改变引起的接收信号功率随时间的变换
将输入信息变换为适于信道传输的形式。
信号源信息通常包含直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号。
基带信号一般不能直接用于传输，需变换成一个远高的于基带频率的信号，即已调信号
调制过程改变了高频载波的幅度、相位和频率，使其随基带信号幅度而变化（调解过程相反）
模拟调制：
用连续变化的信号调制一个高频正弦波，调制方法：
数字调制：
用数字信号对正弦或余弦高频振荡进行调制，调制方法：
脉冲调制：
用脉冲序列作载波，调制方法：
相移键控调制
相移键控根据数字基带信号，使载波相位在不同数值间切换
正交调幅
同时以载波信号的幅度和相位来代表不同的比特编码，将多进制与正交载波技术相结合，进一步提高频带利用率
发送方输入的数据首先进入信道编辑器，生成模拟信号，该模拟信号围绕某个中心频率具有相对较窄的带宽。然后使用扩频码或扩展序列进一步调制，通常扩频码由伪随机序列生成器生成。调制后的信号的信道显著增加，即扩展了频谱。接收方使用同一扩频码进行扩解。解扩后的信号通过信道解码器，最终还原为数据
优点：
常见技术：
用一定的扩频码序列进行选择的多频率频移键控调制，使载波频率不断跳变
用高频率的扩频码在发送方直接扩展信号频率，而接收方则用相同的扩频码序列进行解扩，即把频谱扩宽的扩频信号还原成原始信号
利用多发射、多接收天线进行空间和时间分集，利用天线来抑制信道衰落
如果发送方和接收方都采用了多天线或天线阵列，就构成了无线MIMO系统。
关键技术：
定义：
计算机网络和无线通讯技术相结合的产物，通常指采用无线传输介质的计算机局域网
特点：
优点：
- 移动性：网络和主机迁移方便
- 灵活性：安装简单，组网灵活，可将网络延伸到线缆无法连接到的地方
- 可伸缩性：放置或添加接入点（AP）或扩展点（EP），可扩展组网
- 经济性：在复杂的环境中，可以极大的节省成本和工序
局限：
- 可靠性：信道不可靠，干扰和噪音等都会影响
- 兼容和共存性：不同标准和厂家设备兼容，不同制式，频道，蓝牙等共存
- 带宽和系统容量：带宽、系统容量小于有线网络
- 覆盖范围：覆盖范围小，蜂窝和微蜂窝网状结构，中继和桥接可扩大范围
- 干扰：易受干扰，也容易影响到其他其他无线系统
- 安全性：信息安全和人员安全受到影响
- 能耗：数据收发时，造成不必要的资源浪费
- 多业务和媒体性：
- 移动性：大范围移动和高速移动不完善
分类：
根据频段：
- 专用频段
- 自由频段
根据业务：
- 无连接
- 面向连接
网络拓扑和应用要求：
- 对等、基础架构、接入、中继等
应用：
WALN接入、无线网络互联、定位
主机或终端，是WLAN的基本组成单元
由网络层标准定义
类似于移动通信网络的基站，常处于基本服务器（BSA）中心，固定不动
功能：
- 完成其他非AP站的接入访问和同一基础构造模块（BSS）中的不同功能
- 作为桥节点，完成WLAN与分布式系统的桥接功能
- 作为BSS的控制中心，控制和管理其他非AP站
为了扩大覆盖范围，可将多个BSA通过分布式系统连接，形成扩展服务器（ESA）
MAC子层协议对网络吞吐率、时延等性能有重要影响，还影响小区结构、频谱利用率、系统容量、设备成本、复杂度等。
合理选择MAC子层规范，并根据网络业务特征有效配置信道资源，以提高无线信道资源、系统吞吐量和传输质量
规范：
蜂窝移动通信技术则是在ITU的传统电信领域内最初的电话网络逐步发展而来
发展阶段：
服务覆盖分两种：
关注技术细节：
信道分配、小区分裂、天线扇区化、同信道和相邻信道干扰消除、移动性和漫游管理
卫星通信:
利用人造卫星作为中继站，转发两个或者多个地面站之间进行通信的无线电信号。
卫星网络:
如果在某个微波通信系统中，一些中继站由卫星携带，并且这些卫星之间及卫星和地面之间能进行通信，则卫星在地域上空按一定的轨迹运行而构成的覆盖很广的的通信网络就称为卫星网络
特点：
不足和限制：
分类：
| 分类方式 | 类别 |
|---|---|
| 按卫星制式 | 地球静止轨迹卫星网络、随机轨道卫星网络、地轨道卫星网络 |
| 按覆盖范围 | 国际卫星网络、国内卫星网络、区域卫星网络 |
| 按用户性质 | 公用卫星网络、专用卫星网络、军用卫星网络 |
| 按业务范围 | 固定业务卫星网络、移动业务卫星网络、广播业务卫星网络、科学研究卫星网络 |
| 按信号制式 | 模拟制式卫星网络、数字制式卫星网络 |
拓扑和组网：
路由协议概述：
一种将数据分组从源节点通过网络转发到目的节点的技术
分类：
经典路由协议：
描述：
目标序列距离向量协议 通过目标序列号区分新旧路由，消除了路由环路
当路由表发生了重大变化的时候，立即通过广播通告
对于不稳定的路由信息，将延迟广播通告
缺点：
- 可能造成资源浪费，不能够适应快速变化的网络
- 多数路由信息可能从未被使用
- 源节点和目标节点之间可能只有一条路由并且可能不支持单向连接
每个节点周期性的向相邻节点通告自身的路由表，而非采用洪泛法，从而减少通告信息量
通告更新有两种方式：
- 完全转存
- 递增更新
如果节点较长时间没有收到邻居的广播信息，则可认为链路中断(节点不可达)
描述：
自组织按需距离向量（AODV）是应用广泛的按需路由协议之一，包括路由请求、路由响应、路由维护3个过程，依赖RREQ（路由请求）、RREP（路由响应）、RERR（路由错误）及HELLO四类报文
特点：
- 基于传统路由算法机制，算法简单清晰
- 使用目标序列来防止循环发生，解决了无穷计数问题，易于编程实现
- 支持中间主机回答，能使源主机快速获得路由，但可能会有过时路由
- 周期性广播报文，需要消耗一定的能量和网络带宽
描述：
动态源路由（DSR）协议中，每个移动节点维护一个路由缓冲区
特点：
- 仅在需要通信的节点间维护路由，减少维护路由代价
- 路由缓冲区可进一步路由发现的开销
- 路由缓冲使得在一次路由发现过程中会产生多个到达目标节点的路由
- 支持非对称传输信道模式
描述：
地理位置辅助路由（LAR）协议融合了地理位置和可选的按需源路由算法，利用节点位置信息发现路由发现的区域，使请求区域更小，减少路由请求信息的数量
特点：
- 使请求区域更小
- 路减少路由请求信息的数量
描述：
区域路由协议（ZRP）属于混合分层路由协议，融合主动和被动因素，并基于移动节点间的分隔距离生成重叠区域
特点：
- 满足安全性需求上更有优势
- 能抵御大多数攻击
- 具有可行性
描述：
贪心周边无状态路由（GPSR）协议属于地理路由算法，在转发决策中使用直接邻居位置信息，应用邻居节点和终点的地理位置，允许每个节点对全局路由分配做出决策。当一个节点以贪婪算法转发一个包时，它有比自己更接近终点的邻居节点，这个节点就选择距离终点最近的邻居节点来转发该包。当没有这种邻居节点时，数据包进入周围模式，将包向前传送给网络平面字图的临近节点，直到传到距离终点较近的节点，将包转发的方式为贪婪算法模式。
特点：
- 只需要保存一跳邻节点的状态信息，路由开销小
- 随着网络节点数的增加，比距离向量路由（DV）或链路状态路由(LS)有更强的扩展性
- 即使网络内节点移动频繁，GPSR协议都可以基于一跳邻节点的信息，迅速找到替代路由
描述：
动态地址路由协议（DART）协议层次路由协议，通过动态地址机制，在一个大网络中实现可扩展路由，不使用平面寻址方法
特点：
- 基于地址
- 适用于异构网络支持不同类型的链路（无线全向链路，定向链路和有线链路）
- DART协议与MANET应用相兼容
使用情况:
终端节点数量巨大，需要考虑层次路由
描述：
时序路由算法（TORA）协议采用链路反转分布式算法
特点：
- 具有自适性
- 高效率
- 较好的扩展性
- 适合高度动态移动，多跳的无线网络
WSN涉及数据采集、处理和传输3种功能对应现代信息技术中的传感器技术、计算机技术和通信技术
WSN的三要素是传感器、感知对象、和用户
WSN的宏观系统架构包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。汇聚节点也称网关和信宿节点
传感器节点通常由传感模块、计算模块、存储模块、通信模块、电源模块、嵌入式软件等组成
WSN节点由网络通信协议、网络管理平台和应用支撑平台组成
网络通信协议分为：物理层，数据链路层、网络层、传输层、应用层
网络管理平台主要负责对自身节点的管理以及用户对WSN的管理以及用户对WSN的管理，有能量管理、拓扑控制、网络管理、服务质量管理与安全机制
WSN由基站和大量节点组成，WSN的节点往往被任意部署，根据节点的多少，WSN结构往往被分为平面结构和分级结构
以数据为中心、查询驱动的经典路由协议。
工作过程：
特点：
是基于竞争的MAC层协议，利用多跳、短距离通讯以节省能量。通信产生在对等节点间，无基站节点。将网络中的数据作为一个整体来处理，节点采用存储转发模式传输数据
适用：
空闲时间长，可容忍较大时延的场合
机制：
优点：
不足：
无线个域网（WPAN）采用无线介质代替传统有线电缆，实现个人信息终端的互联，组建个人信息的网络。
4种无线网络的通信范围：
系统层次：
分类：
| 无线个域网种类 | 通信速率 | 通信距离 | 工作频率 |
|---|---|---|---|
| 低速WPAN | 0.25Mb/s | 10m | 2.4GHz |
| 高速WPAN | 55Mb/s | 10m | 2.4GHz |
| 超高速WPAN | 110Mb/s 200Mb/s 480Mb/s | 10m 4m 4m以下 | 3.1~10.6GHz |
标准化：
架构：
中间件：
中间件是物联网架构的重点，隐藏了不同技术细节，提高了具体应用开发细节。中间件在简化新设备开发和整合传统技术与新技术中起了关键重要
中间件SOA的架构：
RFID技术：
近场通信技术
无线传感器技术
智能交通系统：
将通信、电子、计算机、控制等各种信息技术应用于交通运输行业而形成的信息化、智能化、社会化的新型运输系统
能实时采集、传输和处理交通信息，借助各种技术手段和设备，协调处理各种交通问题，建立实时、准确、高效的总和运输管理系统，充分利用交通设施，实现智能化的交通运输管理
车载网络：
也称为车载自组织网络或者车联网，是智能交通核心技术基础
实现车辆间，车辆与路边基础设施间的无线信息通信，利用各种传感、通信、计算、控制等技术，对车辆、道路和交通进行全面感知，实现大范围，多系统、大容量、高度实时的数据交互，提升交通效率和保障交通安全
定义：
可连续、实时确定物体和个人在物理空间内位置的系统，能持续工作，不断提供目标的更新位置信息，并覆盖设定的区域，可为用户提供定位应用的各种位置信息，包括绝对位置，相对位置和近似位置信息
位置感知计算系统架构：
分类：
评价标准：
基于无线射频的室内定位应用系统：
使用其他技术的无线室内定位系统：
无线家居网（WHAN），实现了舒适，高效的室内设施管理、检测和控制
组成：
特点和要求：
经典技术：
无线家居网的协议的层次结构：
应用示例：
常见网络安全威胁：
网络安全防御技术：
| 时间 | 历史 |
|---|---|
| 第二次世界大战期间 | 无线攻击和无线窃听出现 |
| 第二次世界大战之后 | 无线信号窃听和干扰技术发展 |
| 20世纪80年代以后 | GSM蜂窝通信标准采用数字信号和秘钥加密技术 |
典型无线网络攻击：
| 协议栈层次 | 无线网络攻击类型 |
|---|---|
| 应用层 | 淹没攻击、路径DoS攻击、洪泛攻击、软件漏洞攻击等 |
| 传输层 | SYN洪泛、同步失效攻击等 |
| 网络层 | 欺骗、篡改和重放路由攻击、Hello洪泛攻击 选择转发攻击、黑洞攻击、虫洞攻击、女巫攻击等 |
| 数据链路层 | 碰撞攻击、耗尽攻击、不公平攻击等 |
| 物理层 | 干扰攻击、拥塞攻击、节点干扰和破坏攻击等 |
经典安全威胁：
一、选择题
二、填空题
三、名词解释
四、简答题
五、论述题（20分）
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