1、计算机网络(谢希仁版)复习资料整理(期末考试必备)第一章 概述 1、 计算机网络的两大功能：连通性和共享； 2、 因特网开展的三个阶段：从单个网络 ARPANET 向互联网开展的过程。建成了三级 结构的因特网。逐渐形成了多层次 ISPInternet 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：边缘局部：用户利用核心局部提供的效劳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) 客户效劳器方式：客户是效劳的请求方，效劳器是效
2、劳的提供方；客户程序：一对多，必须知道效劳器程序的地址；效劳程序：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。既是客户端又是效劳端；核心局部：为边缘局部提供效劳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通话一直占用通信资源释放资源归还通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
3、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：缓存查找转发表找到适宜端口； 5、 计算机网络的分类 l 按作用范围：WAN(广，MAN城，LAN局，PAN个人；l 按使用者：公用网，专用网；l 按介质：有线网，光纤网，无线网络；l 按无线上网方式：WLAN，WWAN ；l 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
4、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：l 发送时延传输时延：；发生在及其内部的发送器中；l 传播时延：；发生在及其外部的传输信道媒体上；l 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。 l 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；n 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
5、时的发送时延；7) 利用率：信道利用率网络利用率全网络的信道利用率的加权平均值，U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那么、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：l 应用层：为用户正在运行的程序提供效劳； ,SM
6、TP,FTP)；l 运输层：负责进程之间的通信提供效劳(TCP报文段，UDP用户数据包)复用和分用；l 网络层：负责分组交换网上的不同主句提供通信效劳IP；l 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；l 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、效劳之间的关系 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那么的集合；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层提供效劳垂直的。 要实现本层协议，还需要使用下层所提供的效劳。
7、同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为效劳访问点 SAP (Service Access Point)。 下面的协议对上面的效劳用户是透明的。 IP over Everything Everythin over IP 第二章 物理层 1、 根本概念 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传输系统目的系统l 数据(data)运送消息的实体。 l 信号(signal)数据的电气的或电磁的表现。 l “模拟的(analogous)代表消息的参数的取值是连续的。 l “数字的(digital)代表消息的参数的取值是离散的。 l 码元(code)在
8、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根本波形。 3、 信道 l 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。 l 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)。 l 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。 l 基带信号来自信源的信号，为使信道能够传输低频分量和直流分量，需要进行调制 l 基带调制仅对波形进行变换；l 带通调制使用载波调制：调幅；调频；调相； 4、 信道的极限容量 两因素：l 信道能够通过的频率范围码间串扰加宽频带；l 信噪比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
9、 = W log2(1+S/N) b/s ；低于C即可实现无过失传输 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: l 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) l 同轴电缆用于传输较高速率的数据50 同轴电缆 75 同轴电缆 l 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：l 短波通信靠电离层的反射；l 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 l 频分复用：所有用
10、户在同样的时间占用不同的资源；l 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；l 统计时分复用异步：动态分配时隙；l 波分复用：光的频分复用；l 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 l ADSL 把 04 kHz 低端频谱留给传统 使用，而把
11、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；l 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；播送信道。 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
12、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、三个根本问题：l 封装成帧加上首部和尾部进行帧定界；l 透明传输字节填充，加上转义字符ESC1B；l 过失检测循环冗余检验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即为无过失。 但凡接收端数据链路层接受的帧均无过失无比特过失；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 l 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，上下，电光，动静 过失检测立即丢弃检测连接状态短时间
13、自动检测最大传送单元数据局部的最大长度网络层地址协商 数据压缩协商不要求标准化 l 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 l 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 l 帧格式 字节填充转义字符0x7D；零比特填充5个1后加0； l 建立过程 物理链路LCP链路鉴别的LCP链路PAPNCP链路IP协议对应I
14、PCP 7、 局域网数据链路层 l 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，具有播送功能，便于扩展，提高系统的R可靠A可用S生存。 l 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；l 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。 l 以太网的两个标准DIX Ethernet V2和IEEE 802.3 l 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。 l CSMA/CD载波监听多点接入/碰撞检测协议 实施通信简便的两个措施：采用无连接的工作方式不编号，不确认；曼切斯特编码一分为二；对点接入总线型网络；载波监听发送前先监听；碰撞检测冲突检测边发送边监听，发送的不确定性；半双工通信 争用期碰撞窗口截断二进制指数退避动态退避最短有效帧长度为64字节；强化碰撞人为干扰信号；帧间最小间隔为9.6微秒； 8、 使用播送信道的以太网 l 集线器的星形拓扑 物理上星形网，逻辑上总线网；多接口；工作在物理层，简单地转发比特，不进行碰撞检测；l 以太网的信道利用率 成功发送一个帧占用信道的时间=T帧长除以发送速率+；参数a：，越小越