网络课程重要知识点

第1章概述•1、数据的交换技术•什么是数据交换技术？数据交换技术是指通信子网根据需要和网络条件动态地安排两个通信结点的通信线路，这种操作称为交换。•常用的数据交换技术主要有哪些？•常用的数据交换技术主要有哪些？•电路交换技术、分组交换技术•电路交换技术的特点：•先建立连接→通话（一直占用通信资源）→释放连接（一直占用通信资源）•分组交换技术的特点：•分组交换技术采用存储转发技术，一个报文划分若干个分组，分组是等长的数据段加上必要的控制信息组成的首部，每个分组独立传输。•2、什么是计算机网络体系结构？•计算机网路的各个层次及每个层次协议的集合称为计算机网络体系结构。•3、当前有哪些常用的计算机网络体系结构模型，它们各自的特点？•OSI参考模型，国际标准化组织ISO于1983年提出的开放系统互连参考模型，简称OSI参考模型。它是一个国际性的网络体系结构标准，它将网络体系结构分成七层，分别是：…•计算机网络体系中另一个重要的模型是TCP/IP协议模型，它是在实际中发展起来，是Internet事实上的协议标准，是真正实用化的协议模型。TCP/IP模型有4层，分别是：…•4、计算机网络的性能•速率：是指数据传输速率，单位是：b/s(比特每秒)bit/s，定义为单位时间内所传输的二进制信息位数，也称为数据率或比特率。•带宽：•有以下两种解释：（1）带宽本来是指信号具有的频带宽度。即信号所包含的不同频率成分所占据的频率范围，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。（2）在计算机网络中，“带宽”用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力。表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”•带宽有时又是指通信信道的容量。•信道的容量是信道传输数据能力的极限。就像公路最大限速值与汽车实际速度之间的关系.信道的容量是信道的最大传输速率。•5、实体、协议、服务和服务访问点（见教材30页）实体(entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。在许多情况下，实体就是一个特定的软件模块。•协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。协议的三要素是语义、语法和时序•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。•下面的协议对上面的服务用户是透明的。•协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。•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。•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(ServiceAccessPoint)。第二章物理层•1、物理层的基本功能：其基本功能是在通信介质上实现0、1比特流的传输。•物理层不是指具体的传输介质。•2、信道的复用技术：•当物理链路的传输能力大于信号传输的需求时，这条链路上就可以传输多路信号，进行复用。•为了充分利用传输介质，在一条物理线路上建立多条通信信道的技术，就是多路复用技术。•掌握频分复用和时分复用原理。第3章数据链路层•1、数据链路层的基本功能：数据链路层为网络层服务，在相邻结点间无差错地传递以帧为单位的数据。•这里“无差错”是指“无比特差错”。•要实现这个基本功能需要解决3个基本问题：•封装成帧、•透明传输•差错检测。•【3-04】数据链路层要解决的三个基本问题是什么？为什么一定要解决？•答：封装成帧、透明传输和差错检测。•数据链路层最基本的任务是在两个相邻结点的线路上无差错地传递以帧（Frame）为单位的数据。•(1)、为什么要将数据分割成“帧”？•答：数据是以比特流进行传输的，这种比特流并不保证在数据传输过程中没有错误。数据链路层为了能实现数据有效的差错控制，就采用了一种“帧”的数据块进行传输。•采用帧传输方式的好处是：提高传输效率和便于差错检测。•在数据传送发现有错误时，只需将有差错的帧再次传送，而不需要将全部数据的比特流进行重传。便于差错检测体现在可以将FCS码放在帧尾（不分帧无法进行差错检测）。•(2)、数据链路层需要差错检测•数据链路层差错检测是以帧为单位进行。这也正是将数据划分成帧的原因之一。•如果数据链路层没有差错检测，让目的主机高层协议对数据差错检测会有个缺点：一些在传递中出现错误的数据还会在网络中继续前行，这样浪费了网络资源。•比如源主机到目的主机的路径供20个结点。在传递数据时，第一个结点就检测出了差错。•如果数据链路层有差错检测的功能，就把这个有差错的帧丢弃，之后就不再传递了。•否则这个没用的帧还要继续通过后面的19个结点，这样造成网络资源的浪费。•（3）、透明传输•所说的“透明传输”是指可以让无论是哪种比特组合的数据，都可以在数据链路上进行有效传输。这就需要当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，能采取相应的技术措施，使接收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。只有这样，才能保证数据链路层的传输是透明的。•PPP协议怎样解决透明传输？（1）当PPP协议使用异步传输时，透明传输靠字节填充解决。（见教材73页）•异步传输的特点是：一个字符为一个传输单位，在字符内部的比特之间是同步的，字符之间的时间间隔可以是任意的。（2）当PPP协议使用同步传输时，透明传输靠零比特填充法解决。（见教材74页）•同步传输是以一个数据块为一个传输单位。整个数据块内部是同步的。数据块和数据块之间的时间间隔可以是任意的。•2、链路和数据链路•3、数据链路的种类：点到点的链路、广播链路（共享链路）•点到点信道的数据链路层使用的协议是点到点协议PPP•广播信道的数据链路层使用的协议是CSMA/CD协议。广播信道的数据链路层使用的协议—CSMA/CD•（1）、在广播信道上怎样实现一对一的通信？•在广播信道上实现一对一的通信，是让每台计算机的适配器拥有一个与其它适配器不同的地址（MAC地址）•（2）、在共享的广播信道上如何解决共享介质的使用？•采用的协调方法是使用一种特殊的协议CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）•联网主机的适配器每发送一个新的数据帧，就要执行一次CSMA/CD算法。第4章网络层•4.1-4.5节是重点，其中要掌握的知识点：•1、网络层功能•我们知道数据链路层只能解决相邻结点间的数据传输问题，不能解决两台主机之间的数据传输问题。•网络层使用数据链路层的服务，实现主机到主机的通信，向传输层的端到端传输提供服务。•2、网络互联的概念•随着网络应用的深入，人们已经不满足仅仅在部门或企业内部交换信息，如果两个通信的用户不在同一个物理网络，如一个在清华大学，另一个在南京大学就不能通信，所以说不能相互连接的内部的物理网络被称为“信息孤岛”。可见网络互联的需求已是事实！•利用路由器将两个及两个以上的物理网络互联起来构成的系统叫做互联网络，简称互联网。•3、什么是IP地址？要实现网络的互联，首先需要建立全局的地址系统，解决互联中主机、路由器及其他设备的全局唯一的地址标识问题。IP地址就是全局统一地址标识符。•每个IP地址都能惟一地、确定地识别一个物理网络与一台主机。•问题：为什么IP地址又称为“虚拟地址”？•答：这是因为IP地址是靠软件来维持的而不是硬件地址。我们好像构成了一个很大的互连网络，但这个网络是虚拟的网络系统，因为它的通信系统是抽象的。虽然许多硬件和软件的组合看起来好像构成了一个很大的网络，但这样的大网络实际上并不存在。•这种虚拟网络的地址也是虚拟的，因此IP地址又称为“虚拟地址”。•4、IP协议•⑴分类的IP地址•⑵IP数据报首部的字段格式及作用•问题：网络前缀是指网络号字段(net-id)中前面的几个类别位还是指整个的网络号字段？•答：是指整个的网络号字段，即包括了最前面的几个类别位在内。网络前缀常常就简称为前缀。•例如一个B类地址，10100000000000000000000000010000，其类别位就是最前面的两位：10，而网络前缀就是前16位：1010000000000000。•问题：IP协议有分片的功能，这是为什么？•答：IP数据报可能要经过许多个网络，而源主机事先并不知道数据报后面要经过的这些网络所能通过的分组的最大长度是多少。等到IP数据报转发到某个网络时可能才发现数据报太长了，因此在这时就必须进行分片。•5、划分子网：借用主机位来表示子网络。•回答下列问题：•⑴子网掩码为255.255.255.0代表什么意思？•答：C类地址对应的子网掩码默认值。表示主机号由最后8bit决定，而路由器寻找网络由前24bit决定⑵一个A类网络和一个B类网络的子网络号分别为16bit和8bit,问这两个网络的子网掩码有何不同？•答：子网掩码一样，都是255.255.255.0，但子网数目不同。•因为：A类网络默认掩码是：255.0.0.0，现子网络号为16bit，说明借用了16bit主机号去表示子网络号，所以子网掩码变为：255.255.255.0。可表示216个子网络。•同样：B类网络默认掩码是：255.255.0.0，现子网络号为8bit，说明借用了8bit主机号去表示子网络号，所以子网掩码变为：255.255.255.0。可表示28个子网络。•⑶一个B类网络的子网掩码是255.255.240.0。试问在其中每个子网上的主机数最多是多少？•答⑶：最多可有4094个（不考虑全0和全1的主机号)•因为240转换成二进制是：11110000，主机号用12bit来表示，212=4096•6、无分类编址CIDR•一个IP地址由两部分组成：网络前缀和主机号。CIDR采用斜线记法来表示IP地址，例如21.3.56.45/25。•其中“/25”表示这个IP地址中前25位是网络前缀，代表网络，剩下的主机位是7位。•【问题】有人认为使用CIDR时，给某单位分配了一个地址块/20，相当与16个C类地址块。如果不使用CIDR，而直接给该单位分配16个C类地址块，在效果上不是一样吗？•答：在效果上是不一样的！•如果不使用CIDR,而直接给该单位分配16个C类地址块,就相当于给单位分配16个C类网络。对单位外来说每个C类网络都在单位外面的路由表中占有一个表项，使路由表更大。对单位内的主机相互通信时，由于跨越了不同的网络，都必须使用路由器来转发IP数据报，造成开销大•使用CIDR时，给该单位分配了一个地址块/20，即满足了IP地址数量的需求，又解决了上述问题。【例题】已知一个CIDR地址块为204.56.170.0/21。⑴试用二进制表示这个地址块。⑵这个CIDR地址块包含有多少个C类地址块？题解：⑴204.56.170.0/21=11001100001110001010101000000000有下划线的粗体数字表示网络号。⑵C类地址块的网络号是24位，比上面的CIDR地址块多3位。因此这个CIDR地址块包含23=8个C类地址块。（因为211=2*210=2*1024=2048/256=8）【例题】已知局域网10.10.1.32/27上面连接了一个路由器和五个主机，它们的IP地址已标注在下图中。试问这些IP地址有没有不正确的？如有，请说出理由。10.10.1.32/2710.10.1.3310.10.1.4010.10.1.5010.10.1.4110.10.1.5110.10.1.70图：判断IP地址是否正确题解：局域网10.10.1.32/27的二进制表示是00001010000010100000000100100000有下划线的粗体字是网络前缀。在这个局域网上连接的设备的主机号host-id一共有5位二进制数，因此其IP地址的最后一个字节的数值不能超过00111111，即不能超过十进制的63.从图上看出，地址10.10.1.70是个错误的地址，不允许出现在这个局域网上，其余的地址正确。【例题】已知一个CIDR地址块为204.56.170.0/21。⑴试用二进制表示这个地址块。⑵这个CIDR地址块包含有多少个C类地址块？题解：⑴204.56.170.0/21=11001100001110001010101000000000有下划线的粗体数字表示网络号。⑵C类地址块的网络号是24位，比上面的CIDR地址块多3位。因此这