计算机网络期末复习

计算机网络1.什么是计算机网络？答：将分布在不同地理位置上的多台计算机及其终端设备在网络设备和网络线路的连接下，在NOS、网络协议、网络管理软件的管理和协调下，实现资源共享和数据通信。2.计算机网络的资源包括那些？软件资源、硬件资源、数据资源。3.计算机网络的分类：1）按覆盖范围分：LAN（局域网）：传输速率快、可靠性强、传输介质多。WAN（广域网）、MAN（城域网）、PAN（个人区域网）2）按拓扑结构分（基本的三种）：总线型、星型、环型。3）按服务方式分：C/S（客户机/服务器）：客户是服务请求方，服务器是服务提供方；对等网：无主从之分，peer-to-peer简称P2P，双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档，对等连接工作方式可支持大量对等用户同时工作。4）按传输介质分：有线网：双绞线、同轴电缆、光缆。无线网：微波、红外线、激光。5）按通信方式分：点对点：一对一（用交换机传输数据PCA-PCB）。广播式：所有联网计算机都共享一个公共通信信道。当一台计算机利用共享通信信道发送报文分组时，所有其他的计算机都会“收听”到这个分组。接收到该分组的计算机将通过检查目的地址来决定是否接收该分组。6）按网络的使用者分：公用网（publicnetwork）专用网（privatenetwork）四、计算机网络的拓扑结构局域网的拓扑结构决定了局域网通信的传输方式、介质、速率。1、什么是拓扑结构：节点间的几何结构。2、拓扑结构可以分为哪两种？1）物理拓扑：描述网络中的节点是怎样互连的。2）逻辑拓扑：描述信号是怎样传输的。3、拓扑有哪些常用类型：1）总线型：所有节点共用一条传输介质。两端必须要有终端电阻。节点处用ＢＮＣＴ型头（细缆）／ＡＵＩ接口（粗缆）优点：建网容易，增减节点方便，节省线路。缺点：重负载时通信效率不高，总线任一处对故障敏感，覆盖范围有限，用户多、数据量大时冲突会加强。２）环型：任一节点都会与中央节点相连。数据单向传输。所有数据传输都必须绕环一周。优点：不会产生冲突，比较适合于大量数据的传输。电缆长度比较短，采用光纤作为传输介质，速率快。缺点：中间某个节点故障将导致整个网络瘫痪（采用备用环，但要有相应的软件地址进行控制）。故障诊断、增加节点比较麻烦。3）星型：所有节点都会通过中央节点相连。所有数据的传输都通过中央节点转发。所有节点相互独立。优点：故障诊断简单（所有节点独立）、增加节点方便（看中央节点有多少个端口或者扩展，eg.再加一个集线器）。缺点：中央节点负载重（购买时要注意背板带宽：2.4G/4.8G....），如果故障，所有节点都将瘫痪（要备一个中央节点），成本高（传输介质需求大）。五、计算机网络的性能指标速率、带宽、吞吐量、时延、传播时延、时延带宽积、往返时间RTT、利用率。计算机网络体系结构一、什么是计算机网络体系结构？网络的层次及各层协议的集合。二、OSI/RM分为哪几层？每一层的功能是什么？A.物理层：在连接各种计算机的传输介质上透明地传输比特流。B.数据链路层：两个网络节点之间的线路上无差错传输数据（点对点）。C.网络层：路由技术与交换。D.传输层：实现端到端的信息传输（由硬件到软件的传输）。E.会话层：建立两台不同计算机上用户之间的会话和服务同步（告诉对方，即将发送数据）。F.表示层：执行某些通用的信息处理操作（数据格式化）。G.应用层：为用户的使用提供一个端口（所有层中最复杂的）。三、TCP/IP参考模型分为哪几层？每一层的功能是什么？A.网络接口层：负责管理设备和网络之间的数据交换。B.网际层：负责相邻计算机之间的通信。C.传输层：提供应用程序之间的可靠的端到端的通信。D.应用层：用户使用网络的接口。四、TCP/IP的重要协议：1、网际层协议：IP：网际协议。ICMP：网际控制报文协议。ARP：地址解析协议（IP--MAC）。RARP：反向（逆向）地址解析协议（MAC--IP）。2、传输层协议：A.TCP协议：传输控制协议（虚电路分组交换，适合传输大量数据、实时性要求高的场合）。面向连接；实现可靠传输。B.UDP：用户数据报协议（数据报分组交换，传输数据量小。Eg.QQ）。面向无连接；不可靠传输。3、应用层协议：HTTP：超文本传输协议。FTP：文件传输协议。SMTP：简单邮件协议（发送邮件）。POP3：（接受邮件）。DNS：域名解释系统（域名---IP地址）。Telnet：实现远程登陆的网络终端协议六、计算机网络技术基础1、网络分层结构模型包含哪两方面的内容？A.将网络的功能分解为若干层次。B.层次之间逐层过渡，下层为上层服务。分层：将复杂的问题简单化。层与层的通信通过接口协议实现。2、网络层次结构模型的好处是什么？A.层与层之间相互独立。B.易于实现和维护。C.有利于促进标准化：差错控制、流量控制、分段和重装、复用和分用、连接建立和释放。D.灵活性好。E.结构上可分割开。3、什么是网络协议？特点是什么？三要素是什么？为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。特点：层次性、可靠性、有效性。三要素：语法、语义、时序。因特网的核心部分（数据交换几种技术）1.电路交换：1电路建立阶段（物理线路）物理信道在通信的双方之间建立一条电路。2数据传输阶段（连接维护阶段）在通信双方之间建立了一条全双工的信道。3电路拆除阶段（释放连接阶段）释放后才能被其他用户使用。电路交换的特点：整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传送，A.信道的利用率低。B.适合大量数据的传输。C.实时性较低。D.传输可靠性高，速度快。2.报文交换：整个报文先传送到相邻接点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点a)采用存储转发技术。b)报文无大小限制（如果报文数据超过中间节点的存储容量时，数据会丢失，可靠性不高，但一般中间节点的存储容量会尽量大些）。c)传输时延长，对中间节点的存储容量要求高。d)传输数据前无需建立连接（但会在报文中加入源节点地址和目标节点地址）。3.分组交换（packetswitching）【采用存储转发技术】:单个分组（整个报文的一部分）传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。高效、灵活、迅速、可靠，但存储转发时需排队，有时延。a)虚电路分组交换：（报文交换与电路交换相结合）。1建立连接（虚的逻辑连接）2、数据传输3拆除连接b)数据报文交换：传输前无需建立连接，但是分组（从源段发送到目的端后重组，在一组都会记载它在原来组中的顺序）4.路由器的作用是实现分组交换。一、Lan的构成1、网络硬件系统：主机（客户机/服务器）、网络设备（Switch/Hub）、传输介质、网卡。2、网络软件系统：NOS、网络协议（TCP/IP）、网络管理软件与应用软件。二、WAN的基本构成1、通信子网：负责数据传输。2、资源子网：提供共享资源。物理层一、物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？物理层的主要任务是确定与传输媒体的接口有关的一些特性，如机械特性、电气特性、功能特性、过程特性。二、数据通信的方式：eg.半双工与全双工统称为双工。1.单工通信/单向：单向传输（光纤）2.半双工通信/双向交替：不能同时在两个方向传输。3.全双工通信/双向同时：能在两个方向同时传输。4.串行通信：一次只能传输一个数据（远距离）5.并行通信：多个数据同时发送，一个数据一条线。6.异步通信：每位数据都会带起止位。7.7.同步通信：效率高，适合大量数据传输。三、数据传输的类型：1基带传输（数字信号）：在数字信道中直接传输数字信号的方式，传输速率高；误码率低。2频带传输（模拟）：将数字数据调制成模拟信道传输的方式，适合远距离传输。四、数据编码1.数字数据转换为数字信号。1不归零编码：电压高低代表数据正“0”负“1”2曼彻斯特编码：通过电压是否有跳变来表示数据，高—低“1”，低—高“0”。3差分曼彻斯特编码：根据每一位的开始处是否有跳变来表示数据，有“0”无“1”；每一位中间处的跳变只代表时钟同步。2.数字数据转换为模拟信号（调制）。1调幅：幅移键控法ASK2调频：频移键控法Fsk3调相：相移键控法Psk3.模拟数据转换为数字信号（解调）。设备：编码改码器（codel）1采样：采样频率（频率越快，采的点数越多，准确率更高）。2量化：根据每一点的数值量化3编码：3种编码。4.信噪比：信号的平均功率和噪声的平均功率之比，记为S/N，1求信噪比的公式：2香农公式：五、物理层下面的传输媒体1、传输媒体分为：导引型传输媒体（有线）、非导引型传输媒体（无线）。2、导引型传输媒体：双绞线同轴电缆光缆3、光缆优点：损耗小、距离长、抗干扰性能好、体积小重量轻、容量大。六、信道复用技术1、什么是多路（信道）复用？一个物理信道同时传输多路信号（传输媒体的带宽要高于任一单一信号的带宽）。目的：提高线路的利用率。2、常见的几种复用技术：A.频分复用：将物理信道的总带宽，分割成若干个与传输单个信号带宽相同的子信道，每个子信道传输一路信号。B.时分复用：将一条物理信道按时间分成若干个时间片段，轮流分配给多个信号使用（每个用户轮流使用规定时间，循环，直至数据传完）。C.码分复用(CDM)：【码分多址CDMA】是靠不同的编码来区分多路原始信号的一种复用方式。它既共享信道的频率，又共享时间。D.波分复用（WDM）：就是光的频分复用，在一根光纤中传输多种不同波长（频率）不同的光信号，由于波长不同，所以各路光信号互不干扰，最后再用波长分解复用器将各路波长分解出来。2：数据通信的三要素：信源：在数据通信中产生和发送信息的设备（计算机及周边设备）。信宿：在数据通信中接收和处理信息的设备。信道：信号传输的通道（逻辑通道和物理通道）。二、信息、数据、信号的概念1、信息：数据的内容的解释。2、数据：传递信息的实体。3、信号：数据的电子或电磁编码（数字信号、模拟信号）。三、数据通信的主要技术指标：1.数据传输的数率：100bit/s1比特率：数字通信（数据传输的速度快慢）bit/s。2波特率：模拟通信（数字—模拟调制速度）B(Band)。2.信道容量：信道的最大数据传输速率bit/s=bps位/每秒。3.误码率：传输的可靠性指标。一、传输：将信号送到传输线路上（强调动作）。二、通信：发送和接收信号的设备之间的有意义且有序的关系（强调过程）。数据链路层一、数据链路层的基础知识：1.数据链路层的功能：封装成帧、透明传输、差错检测。2.数据链路层使用的信道主要的两种类型：点对点信道：使用一对一点的点通信方式。广播信道：使用一对多的广播通信方式。3.链路：从一个结点到相邻点的一段物理线路（有线或无线），中间无任何其他的交换结点。4.帧：数据链路层的协议数据单元；5.透明传输：在数据链路层透明传送数据，表示无论什么样的比特组合的数据都能通过这个数据链路层。因此，对所传送的数据来说，这些数据就“看不见”数据链路层有什么妨碍数据传输的东西。或者说，数据链路层对这些数据来说是透明的。6.适配器的作用：计算机与外界局域网的连接。7.CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）：1)先检测信道是否空闲（空闲则发送数据，否则等待）；2)边发边监听；3)发生冲突，先退避，然后再发送。二、差错控制与差错检测：1、什么是差错？数据经过信道传输之后，接收方收到的与发送方不一致的现象。2、什么是差错控制？在数据通信的过程中，发现、检测并纠正差错，将差错控制在数据传输允许的尽可能小的范围内的技术。3、差错控制的核心是差错控制编码。4、差错控制的主要策略有哪些？A.纠错方案：原始信息带上足够的检测信息（很少用）。B.检错方案：原始信息中附加一定的检测信息（多用）。5、常见的检错码有哪几种？A.奇偶校验码：通过一种增加一位冗余位，使得码字中“1”的个数恒为奇数或恒为偶数的编码方法。分为：水平、垂直、水平垂直三种。B.循环冗余校验码（CRC）：也称多项式码，效率更高。CRC=事先生成的一个多项式去除信息多项式所得的余数（除的尽，没差错；除不尽，有错重发）。三、点对点协