国家电网通信类复习计算机网络

一、计算机网络结构1、ISP：因特网服务提供者，InternetServiceProviderNAP：网络接入点，NetworkAccessPointOSI/RM：开放系统互连基本参考模型，OpenSystemsInterconnectionReferenceModel。TCP：传输控制协议，TransmissionControlProtocol。UDP：用户数据报协议，UserDatagramProtocol。IP：网际协议，InternetProtocol。PDU：协议数据单元，ProtocolDataUnit。SAP：服务访问点，ServiceAccessPoint。SDU：服务数据单元，ServiceDataUnit。MTU：最大传送单元，MaximumTransferUnit。2、100MB的数据块，这里M=202=1048576，B是字节，1字节=8比特。1Mb/s的带宽，最高数据率，M=610。3、计算机网络向用户可以提供哪些服务？连通性和共享。4、网络把计算机连接到一起，而因特网把网络连接在一起。网络边缘端系统通信方式：C/S、P2P。4、分组交换要点：报文分组，加首部；经路由器存储转发；在目的地合并。路由器是实现分组交换的关键构件，转发收到的分组，是网络核心部分最重要的功能。主机是为用户进行信息处理的。分组交换采用存储转发技术，报文是发送的整块数据。5、电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。报文交换：无需预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽，对突发式数据通信效率高，通信迅速。分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能（可靠性）好。6、因特网的两大组成部分：边缘部分（由各主机构成，用户直接进行信息处理和信息共享，低速接入核心网）、核心部分（由各路由器连网，负责为边缘部分提供高速远程分组交换）7、网络体系结构采用分层次结构优点：1）各层之间独立；2）灵活性好；3）结构上可分割开；4）易于实现和维护；5）能促进标准化工作。各层所求功能：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8、协议和服务网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。“水平的”，下一层协议的实现保证上一层服务，本层协议需要下一层服务。三要素：语法、语义、同步服务：“垂直的”9、一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到。10、五层协议的网络体系结构：结合OSI7层和TCP/IP4层1）物理层：透明地传送比特流，不加控制信息。还要确定连接电缆插头定义及连接法。在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。而物理媒体还在物理层下面，第0层。2）数据链路层：两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据。每一帧含数据和必要控制信息。3）网络层：提供通信服务，选择合适的路由。IP4）运输层：向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务，是看不到运输层以下细节。TCP（面向连接的，数据传输的单位是报文段，能提供可靠交付）、UDP（无连接，用户数据报，不提供）5）应用层：直接为用户的应用进程提供服务。11、服务访问点是在同一系统中相邻两层的实体进行交互（交换信息）的地方，SAP是一个抽象概念，实体是一个逻辑接口。体系结构是抽象的，而实现是具体的。12、TCP/IP协议可以为各式各样的应用提供服务，允许IP协议在各式各样的网络构成的互联网上运行。13、若数据长度大而发送速率低，发送时延往往大于传播时延；数据长度短而发送速率高，传播时延。总时延：发送时延+传播时延+处理时延+排队时延。对于高速网络链路，往往提高的是数据的发送速率，而不是比特在链路上的传播速率。14、性能指标：速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间、利用率利用率：并非越高越好。当达到容量的1/2时，时延就要加倍。如果超过一半，要扩容，增大带宽。A、分组交换：所有在因特网上传送的数据都是以分组（即IP数据报）为传送单位。B、OSI对等层间通信协议数据单元PDU：应用层APDU，表示层PPDU、会话层SPDU、传输层段Segment、网络层分组或包Packet、数据链路层帧、物理层比特流。C、OSI定义了4种层间信息交换原语：请求原语、指示原语、响应原语、证实原语。D、下层为相邻上层提供的服务分为：面向连接服务、无连接服务。二、物理层1、数据在计算机上多采用并行传输方式，在通信线路上多采用串行传输方式。2、用于物理层的协议成为物理层规程。2、物理层下面的传输媒体1）无论哪种类别的线，衰减都随频率的升高而增大，使用更粗的导线可以降低衰减。2）局域网基本采用双绞线（屏蔽双绞线/无屏蔽双绞线）。有线电视网采用同轴电缆。光纤：由石英玻璃拉成细丝。单模和多模（长距离会失真）。特点：1传输损耗小，中继距离长，对远距离传输经济；2抗干扰性能好，尤其在大电流脉冲下；3无串音干扰，保密性好；4体积小，重量轻。但光电接口昂贵，T形接头分无源的（可靠）和有源的3、信道复用技术（为了通过共享信道，最大限度提高信道利用率）频分复用：最简单，总带宽大时分复用：更有利于数字信号的传输。时隙宽度非常窄的脉冲信号所占频谱范围也非常宽。同步。统计时分复用：异步。波分复用：光的频分复用。需要掺铒光纤放大器EDFA（不需要光电转换，直接放大）。码分复用/码分多址CDMA：增大通信容量，降低平均发射功率，抗干扰，频谱似白噪声。码片：每一个比特时间再划分为m个短的间隔。因此，数据率高了m倍b/s，带宽也宽了m倍。属于扩频通信（直接序列扩频DSSS、跳频扩频FHSS）。不同码片互相正交，同码片向量内积为1，反内积向量为-1。B↑4、数字传输系统（时分多址）脉码调制PCM：用TDM方法装成帧。每秒8000个8位二进制码元（一秒8000帧），64Kb/s标准的电话交换机。再一帧时分32时隙，即一次群数据率2.048Mb/s。4个一次群构成一个二次群。速率标准不统一（帧）；不是同步传输（频率不准确对数据传输速率提高时影响大）同步光纤网SONET：每秒8000个810字节，以51.84Mb/s为基础。STS-n为n倍。四个光接口层，从下到上：1）光子层：处理跨越光缆的比特传送，并光电转换。必有2）段层：传送STS-n帧，有成帧和差错检测功能。必有3）线路层：负责路径层的同步和复用，以及交换的自动保护。4）路径层：处理路径段接设备PTE之间的业务传输。同步数字序列SDH：STM-1相当于STS-3，155Mb/s。简化了复用和分用技术，灵活和可靠。微波和卫星A、码元传输速率/调制速率/波形速率/符号速率：受奈氏准则限制，信息传输速率受香农公式限制。香农公式意义：只要信息传输速率低于信道的极限传信率，就可实现无差传输。B、假定某信道受奈氏准则限制最高码元速率200码元/秒。如果采用振幅调制，把码元振幅划分为16个不同等级传送，那么可获最高数据率C=R*Log2(16)=200b/s*4=800b/s。三、数据链路层1、使用的信道两种：点对点信道（一对一）、广播信道（一对多）2、链路就是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换结点。物理链路数据链路：逻辑链路，物理链路加上必要的通信协议。使用网络适配器（包括了数据链路层和物理层）3、使用点对点信道的数据链路层：协议数据单元是帧，网络层协议数据单元是IP数据报1）通信主要步骤：结点A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部封装成帧→结点A把封装好的帧发送给结点B的数据链路层→若结点B的数..收到的帧无差错，提取IP数据报上送；否则丢弃。2）三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错传输封装成帧：首部和尾部作用：进行帧定界和含控制信息。为了提高传输效率，帧的数据部分尽可能大于首部和尾部。数据是由ASCII码组成的文本文件：ASCII码是7位编码，128个不同的ASCII码，可打印95个，不可打印控制字符33个。帧开始符（SOH）0x01，帧结束符（EOT）0x04。透明传输：传送的帧是用文本文件组成的，不管从键盘上输入什么字符都可以放在这样的帧中传输。任何8比特的组合不允许。非ASCII码的文本文件，出现帧定界错误。所以，发送端插入转义字符“ESC”0x1B，接收端再删除。这种称为字节填充或字符填充。差错检测：应对比特差错，广泛使用循环冗余检验CRC（CyclicRedundancyCheck）（检错方法）CRC：k个比特，n为冗余码。模2运算：数据M（k+n个0）位除P（n+1）位得余数R为n位。M+R。R为帧检验序列FCS（FrameCheckSequence），为冗余码。接收端用M+R除P，如余数为0，则无差错。A、如果要在数据链路层进行差错检验，就必须把数据划为帧，每一帧都加上冗余码，一帧一帧传动，在接收方逐帧进行差错检验。B、只能做到对帧的无差错接受，不是可靠传输。有可能出现传输差错：帧丢失、帧重复、帧失序。无比特差错与无传输差错并不是相同概念。使用CRC检验，实现无比特差错的传输。3）点对点协议PPP（Point—to—PointProtocol）：用户计算机和ISP进行通信时所使用的数据链路层协议。要求：简单（对数据链路层的帧，不需要纠错，不需要序号，不需要流量控制）、封装成帧、透明性、多种网络层协议、多种类型链路（串行的、并行的）差错检测、检测连接状态、最大传送单元（MTU是帧可以载荷的数据部分的最大长度）、网络层地址协商、数据压缩协商（但不要求标准化）不要求：纠错（不可靠传输协议）、流量控制、序号、多点线路（点对点）、半双工或单工（只支持全双工）组成部分：一个将IP数据报封装到串行链路的方法→一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP（LinkControlProtocol）→一套网络控制协议NCP（NetworkControlProtocol）帧格式：0x7E(F、1)、0xFF（A、1）、0x03（C、1）、协议（2）（0x0021IP数据报）（0xC021LCP）（0x8021网络层的控制数据）、FCS（2）、0x7E（F、1）F：Flag。字段A、C固定，无任何信息。字节填充：信息字段出现0x7E转成（0x7D，0x5E）；出现0x7D转成（0x7D，0x5D）；出现ASCII，加0x7D。工作状态：LCP→NCP（分配IP地址），通信完毕时，NCP释放网络层连接，收回IP地址，LCP释放数…A、PPP既支持异步链路（无奇偶检验的8比特数据），也支持面向比特的同步链路。PPP是面向字节的。B、PPP协议用在SONET/SDH链路时，使用同步传输（一连串比特连续传输）。使用零比特填充，连续5个1时立即填入0。使用异步传输时，使用特殊的字符填充法。C、PPP协议两端的网络层可以运行不同的网络层协议，但仍然可使用同一个PPP协议进行通信。D、PPP协议已不是纯粹的数据链路层协议，还包含物理层和网络层的内容。4、使用广播信道的数据链路层1）局域网：最主要特点，网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。优点：具有广播功能；便于系统的扩展和逐渐地演变；提高系统的可靠性、可用性和生存性。分类：星形网、环形网（令牌环形网）、总线网、树形网（频分复用的宽带局域网）多种传输媒体：双绞线（主流）、同轴电缆（50Ω10Mb/s）（70Ω百Mb/s）、光纤（环形网）共享信道：静态划分信道（TDM、FDM等）、动态媒体接入控制（随机接入、受控接入）适配器：计算机和外界局域网的连接。网络接口卡NIC，简称网卡。适配器上装有处理器和存储器（包括RAM和ROM）。适配器要能够实现以太网协议。A、网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层，OSI中的数据链路层和物理层。2）CSMA/CD协议：载波监听多点接入/碰撞检测。传统以太网使用，为了通信简便，采用以下措施：采用较为灵活的无连接的工作方式（不可靠交付，对有差错帧是否需要重传由高层决定）以太网发送的数据都采用曼彻斯特编码的信号（占据的频宽比原始信号多一倍），不需要帧长度。“多点接入”：即