计算机网络谢希仁要点.docx

一、绪论1、三网：电信网络、有线电视网络和计算机网络2、计算机网络重要功能：连接和共享3、网络由若干结点（node）和链路（link）组成，互联网是网络的网络，连接在因特网上的计算机都称为主机（host）4、互联网发展的三个阶段：（1）单个网络ARPANET向互联网发展的过程（1983年）（2）建成三级结构因特网：主干网、地区网、校园网（企业网）（3）逐渐形成多层次ISP（因特网服务提供商）结构5、internet和Internet 的区别：（1）以小写字母i开始的internet（互联网或互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络（2）以大写字母I开始的Internet（因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则，且其前身是美国的 ARPANET6、因特网的标准化工作因特网研究部IRSG因特网体系结构研究委员会IAB因特网协会ISOC因特网工程部IESG7、制定因特网正式标准的四个阶段：（1）因特网草案（还不是RFC文档）（2）建议标准（成为RFC文档）（3）草案标准（4）因特网标准8、因特网组成（工作方式）：(1) 边缘部分：由所有连接在因特网上的主机组成。

这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享2) 核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）9、两种通信方式：（1）客户服务器方式（C/S）①客户和服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程②客户软件的特点：被用户调用后运行；主动向服务器发起通信；必须知道服务器程序地址；可以与多个服务器通信；不需要特殊的硬件和复杂的操作系统③服务器软件的特点：系统启动后自动运行并一直运行；被动地等待客户通信要求；不需要知道客户程序地址；一般需要强大的硬件和高级的操作系统；可同时处理多个客户请求（2）对等方式（P2P）①两个主机同时运行对等软件（平等的、对等连接通信）②本质上看仍是客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器10、在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)，路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，任务是转发收到的分组11、三种交换：电路交换、分组交换和报文交换12、电路交换（面向连接）：建立连接→通信→释放连接由于计算机数据具有突发性，所以通信线路利用率很低13、路由器分组处理过程（路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线）：（1）把收到的分组先放入缓存（暂时存储）（2）查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发（3）把分组送到适当的端口转发出去14、分组交换优点：高效：动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用 灵活：以分组为传送单位和查找路由迅速：不必先建立连接就能向其他主机发送分组可靠：保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性15、分组交换带来的问题：（1）分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。

（2）分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销16、主机和路由器的作用不同：主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组；路由器对分组进行存储转发，最后把分组交付给目的主机17、报文交换：基于存储转发原理，如电报通信18、网络的分类：（1）按作用范围：广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个人区域网PAN（2）按使用者：公用网、专用网19、计算机网络主要性能指标：速率、带宽、吞吐量、时延（发送时延、传播时延、处理时延、排队时延）和信道利用率注意点：信道或网络利用率过高会产生非常大的时延，若令 D0 表示网络空闲时的时延，D 表示网络当前的时延，则在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式表示 D 和 D0之间的关系：；对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率；提高链路带宽减小了数据的发送时延20、五层协议的体系结构：应用层(application layer) HTTP、FTP、SMTP等应用层协议运输层(transport layer) TCP、UDP协议网络层(network layer) IP数据链路层(data link layer) 有尾部物理层(physical layer)21、实体、协议和服务（1）实体(entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。

协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合（2）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层提供服务（3）要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务（4）本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议（5）下面的协议对上面的服务用户是透明的（6）协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则（7）服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的22、路由器在转发分组时只用到网络接口层和网络层而没有使用运输层和应用层二、物理层1、通信基本方式：（1）单向通信（单工通信）——只能有一个方向的通信而没有反方向的交互（2）双向交替通信（半双工通信）——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)（3）双向同时通信（全双工通信）——通信的双方可以同时发送和接收信息2、编码与调制：通常人们将数字数据转换成数字信号的过程称为编码(coding)，而将数字数据转换成模拟信号的过程称为调制(modulation)3、常用编码方式:（1）归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0（2）不归零制：正电平代表1，负电平代表0（3）曼彻斯特编码：位周期中心的上跳变代表0，位周期中心的下跳变代表1（4）差分曼彻斯特编码：在每一位的中心处始终都有跳变。

位开始边界有跳变代表0，而位开始边界没有跳变代表14、基本调制方法：（1）调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化 （2）调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化3）调相(PM) ：载波的初始相位随基带数字信号而变化在数字通信中，调幅、调频和调相常相应地称为移幅键控法（ASK）、移频键控法（FSK）和移相键控法（PSK）5、要提高信号在信道上的传输速率，可以使用更好的传输媒体，或使用先进的调制技术，但数据传输速率不可能被任意提高6、导向传输媒体（1）双绞线：屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) （2）同轴电缆：50Ω同轴电缆；75Ω同轴电缆（3）光缆：多模光纤；单模光纤7、信道复用技术频分复用（FDM）：所有的用户在同样的时间占用不同的带宽资源时分复用（TDM）：所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度*FDM和TDM技术比较成熟，但不够灵活，TDM可能会造成线路资源的浪费，但更有利于数字信号的传输统计时分复用（STDM）：能明显提高信道利用率波分复用（WDM）：光的频分复用★码分复用（CDM）：常用名词是码分多址（CDMA）；各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰；有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现码片序列的正交关系：令向量 S 表示站 S 的码片向量，令 T 表示其他任何站的码片向量，两个不同站的码片序列正交，就是向量 S 和T 的规格化内积(inner product)都是 0：任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1：一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是 - 18、数字传输系统缺点：速率标准不统一、不是同步传输9、数字传输标准：同步光纤网（SONET）：第1级同步传送信号（STS-1）、第1级光载波（OC-1）51.84Mbit/s同步数字系列（SDH）：第1级同步传递模块（STM-1）155.52Mbit/s，对应于SONET体系中的OC-3/STS-310、非对称数字用户线（ADSL）技术是用数字技术对现有的模拟用户线进行改造，使它能够承载宽带业务，ADSL 技术就把 0~4 kHz 低端频谱留给传统使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用，“非对称”是指ADSL的下行（从ISP到用户）带宽都远远大于上行（从用户到ISP）带宽，ADSL 不能保证固定的数据率，对于质量很差的用户线甚至无法开通 ADSL11、离散多音调 DMT (Discrete Multi-Tone)调制技术，这里的“多音调”就是“多载波”或“多子信道”的意思，DMT 调制技术采用频分复用的方法，把 40 kHz 以上一直到 1.1 MHz 的高端频谱划分为许多的子信道，其中 25 个子信道用于上行信道，而 249 个子信道用于下行信道。

每个子信道占据 4 kHz 带宽（严格讲是 4.3125 kHz），并使用不同的载波（即不同的音调）进行数字调制这种做法相当于在一对用户线上使用许多小的调制解调器并行地传送数据12、光纤同轴混合网（HFC）是在目前覆盖面很广的有线电视网 CATV 的基础上开发的一种居民宽带接入网13、FTTx（光纤到……）也是一种实现宽带居民接入网的方案这里字母x可代表不同意思14、无线接入：（1）通过蜂窝移动通信系统接入到因特网（2）通过无线局域网接入到因特网三、数据链路层1、链路和数据链路（1）链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点，一条链路只是一条通路的一个组成部分（2）数据链路(data link) 除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路；现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件；一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能2、封装成帧：在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧，确定帧的界限，首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界，同时包含必要的控制信息；数据部分长度上限——最大传送单元MTU；控制字符SOH（开始）、EOH（结束）3、解决透明传输：发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是 1B)；字节填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)——接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符；如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符，当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个4、差错检测：在传输过程中可能会产生比特差错：1 可能会变成 0 而 0 也可能变成 1；在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)；设法提高信噪比可以减小误码率5、在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术，在数据后面添加上的冗余码称为帧检验序列 FCS，接收端对收到的每一帧进行CRC检验，(1) 若得出的余数 R = 0，则判定这个帧没有差错，就接受(accept) (2) 若余数 R ≠ 0，则判定这个帧有差错，就丢弃；但这种检测方法并不能确定究竟是哪一个或哪几个比特出现了差错6、传输差错：比特差错、帧丢失或帧重复。