计算机网络复习资料整理(考试必备)要点

第一章 概述1、计算机网络的两大功能：连通性和共享:2、因特网发展的三个阶段：从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。建成了三级 结构的因特网。逐渐形成了多层次ISP （Internet service provider） 结构的因特网。3、NAP （或称为IXP）网络接入点：用来交换因特网上流量；向各ISP提供交换设施， 使他们能够互相平等通信4、因特网的组成： 边缘部分：用户利用核心部分提供的服务直接使用网络进行通信并交换或共享信息；主机 称为端系统，（是进程之间的通信）两类通信方式：1）客户服务器方式：客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方；客户程序：一对 多，必须知道服务器程序的地址；服务程序：可同时处理多个远地或本地客户的请 求（被动等待）；2）对等连接方式（p2p）：平等的、对等连接通信。既是客户端又是服务端； 核心部分：为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）（主要由路由器和网络组成）；核 心中的核心：路由器（转发收到的分组，实现分组交换） 交换按照某种方式动态地分配传输线路的资源：1）电路交换：建立连接（占用通信资源）一通话（一直占用通信资源）一释放资源（归 还诵信资源）始终占用资源；2）报文交换：基于存储转发原理（时延较长）；3）分组交换：报文（message）切割加上首部（包头header）形成分组（包packet）； 优点：高效（逐段占用链路，动态分配带宽），灵活（独立选择转发路由），迅速（不 建立连接就发送分组），可靠（保证可靠性的网络协议）；存储转发时造成时延；后两者不需要预先分配传输带宽；路由器处理分组过程：缓存一查找转发表一找到合适端口；5、计算机网络的分类 按作用范围：WAN（广），MAN （城），LAN （局），PAN （个人）； 按使用者：公用网，专用网； 按介质：有线网，光纤网，无线网络； 按无线上网方式：WLAN, WWAN （手机）； 按通信性能：资源共享，分布式计算机，远程通信网络。6、计算机网络的性能1）速率（比特每秒b/s）：数据量/信息量的单位；2）带宽（两种）：频域称谓，赫兹Hz,信号具有的频带宽度；时域称谓，比特每秒（b/s）, 通信线路的最高数据率；两者本质一样，宽度越大，传输速率自然越高；3）吞吐量：单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。受网络的带宽或网络的 额定速率的限制。4）时延：数据帧长度（b） 发送时延（传输时延）：发送时延=A*：”：，、；发生在及其内部的发送器中: 发送速率（b/s）传播时延：传播时延二发牛在及其外部的信道长度（m）电磁波在信道上的传播速率（m/s）传输信道媒体上 处理时延：交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。 排队时延：结点缓存队列中分组排队所经历的时延。（取决于当时的通信量）； 数据的发送速率不是比特在链路上的传播速率。5）时延带宽积：时延带宽积（体积）=传播时延（长）X带宽（截面积），以比特为单位 的链路长度；6）往返时间（RTT）：简单来说，就是两倍传播时延（实际上还包括处理时延，排队时延, 转发时的发送时延）；D7）利用率：信道利用率一网络利用率（全网络的信道利用率的加权平均值）D = -片,1 UU 为利用率， D 为时延，因此利用率不是越高越好。减少方法：增大线路的带宽。7、非特征性能：费用，质量，标准化，可靠性，可扩展性和可升级性，易于管理和维护。8、计算机网络体系结构OSI/RM开放系统互连参考模型（法律上的国际标准）；TCP/IP事实上的国际标准；协议为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。三要素：语法（结构和格 式），语义（动作），同步（顺序）；分层的好处：各层之间是独立的；灵活性好；结构上可分割开；易于实现和维护; 能促进标准化工作。五层体系结构： 应用层：为用户正在运行的程序提供服务:（HTTP,SMTP,FTP） 运输层：负责进程之间的通信提供服务（TCP报文段，UDP用户数据包）（复用和分用）； 网络层：负责分组交换网上的不同主句提供通信服务（IP）; 数据链路层：将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻节点（主机和路由器 之间或路由器之间）间的链路上“透明”地传送帧中的数据； 物理层：透明地传送比特流（双绞线、同轴电缆等不在物理层）。9、实体、协议、服务之间的关系 实体任何可发送或接受信息的硬件或软件进程； 协议控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合；（水平的） 在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一戻提供服务（垂直的）。 要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点SAP （Service Access Point）。 下面的协议对上面的服务用户是透明的。IP over Everything Everythin over IP第二章物理层1、基本概念机械特性（接口）；电气特性（电压范围）；功能特性（电压的意义）；过程特性（顺序）2、数据通信系统（源系统一传输系统一目的系统） 数据（data）运送消息的实体。 信号（signal）数据的电气的或电磁的表现。 “模拟的” （analogous）代表消息的参数的取值是连续的。 “数字的” （digital）代表消息的参数的取值是离散的。 码元（code）在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散 数值的基本波形。3、信道 单向通信（单工通信）一一只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。 双向交替通信（半双工通信）一一通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当 然也就不能同时接收）。 双向同时通信（全双工通信）一一通信的双方可以同时发送和接收信息。 基带信号一一来自信源的信号，为使信道能够传输低频分量和直流分量，需要进行调制 基带调制（仅对波形进行变换）； 带通调制（使用载波调制）：调幅；调频；调相；基带信号1°° I 111°°师一啊WIIK -VWVW删删WW/ -WVWVWVVVWVW4、信道的极限容量两因素： 信道能够通过的频率范围（码间串扰）一一加宽频带； 信噪比一一信号的平均功率和噪声的平均功率之比；极限信息传输速率C = W Iog2（1+S/N） b/s ；低于C即可实现无差错传输让每个码元携带更多比特的信息量；5、传输媒体 导向型传输媒体: 双绞线（衰减随着频率的升高而增大）屏蔽双绞线STP （Shielded Twisted Pair）（加强抗电磁干扰能力） 无屏蔽双绞线 UTP （Unshielded Twisted Pair） 同轴电缆（用于传输较高速率的数据）50 Q同轴电缆75 Q同轴电缆 光缆多模光纤 单模光纤（光纤直径下只有一个光的波长）非导向型传输媒体： 短波通信（靠电离层的反射）； 微波通信：地面微波接力通信（中继站）；卫星通信（较大的传播时延）；6、信道复用技术 频分复用：所有用户在同样的时间占用不同的资源； 时分复用（同步）：所有用户在不同的时间用同样的频带宽度；（更有利于数字信号的传 输）； 统计时分复用（异步）：动态分配时隙； 波分复用：光的频分复用； 码分复用（码分多址CDMA）：不同的码型；每个站分配的码片序列不仅必须各不相同， 并且还必须互相正交（orthogonal）（相乘为0, 0为-1）。在实用的系统中是使用伪随机码 序列。任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1 ； 任何一个码片向量和该码片反码的向量自己的规格化内积都是-1 ； 任何一个码片向量和其他码片向量的规格化内积都是0 ；7、宽带接入技术 ADSL把 04 kHz 低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上 网使用。上行和下行带宽不对称；极限传输距离与数据率以及用户线的线径都有很大的关系； 离散多音调DMT 频分复用；组成：数字用户线接入复用器（DSLAM）、用户线和用户家中的一些设施； 光纤同轴混合网 HFC基于CATV网（树型拓扑结构，模拟技术的频分复用）改造的； 使用光纤模拟技术，采用光的振幅调制AM；节点体系结构一一模拟光纤连接，构成星形网；提高网络的可靠性，简化了上行信道的 设计；比CATV网更宽的频谱，且具有双向传输功能；第三章 数据链路层1、两种信道：点对点信道；广播信道。2、链路（物理链路）之间没有任何节点。3、数据链路（逻辑链路）与链路不一样，数据链路还加上实现通信协议的硬件（网络适配 器）和软件。4、帧协议数据单元。5、三个基本问题： 封装成帧一一加上首部和尾部进行帧定界； 透明传输字节填充，加上转义字符ESC （1B）； 差错检测一一循环冗余检验CRC。进行模二运算得到的余数（比除数少一位）作为冗 余码，数据加上冗余码在除以除数P,得到的余数为0即为无差错。凡是接收端数据链路层接受的帧均无差错（无比特差错）；要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上帧编号、确认和重传机制。6、点对点协议 PPP 特点：简单（这是首要的要求）封装成帧 （帧界定符）透明性多种网络层协议（IP、IPX）多种类型链路（串并，同异，高低，电光，动静）差错检测（立即丢弃）检测连接状态（短时间自动检测）最大传送单元（数据部分的最大长度）网络层地址协商数据压缩协商（不要求标准化） 不需要的功能纠错（不可靠传输）流量控制（由TCP负责） 序号（不是可靠传输，在无线时可用） 多点线路（不支持一主对多从）半双工或单工链路（只支持全双工） 组成：一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。链路控制协议LCP （Link Control Protocol）。（数据链路）网络控制协议NCP （Network Control Protocol）。用于支持不同的网络层协议 帧格式1IP数据报nfF7EA FFC 03协议信息部分FCSF 7E字节1不超过1500字节 PPPtt字节填充转义字符（0x7D）； 零比特填充5个1后加0； 建立过程物理链路一LCP链路一鉴别的LCP链路（PAP）-NCP链路（IP协议对应IPCP）7、局域网数据链路层 局域网的特点：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点范围均有限，具有广播功能,，便于扩展， 提高系统的R （可靠）A （可用）S （生存）。 局域网的拓扑：星形网，环形网（令牌环形），总线网（CSMA/CD和令牌传递），树形 网（频分复用的宽带局域网）； 共享信道：静态划分信道频分复用时分复用波分复用码分复用动态媒体接入控制（多点接入）随机接入受控接入，如多点线路探询（polling），或轮询。 以太网的两个标准DIX Ethernet V2和IEEE 802.3 适配器的作用进行串行/并行转换。对数据进行缓存。在计算机的操作系统安装设备驱动程序。实现以太网协议。 CSMA/CD （载波监听多点