计算机网络 期末复习总结

1第一章概述1.1计算机网络在信息时代中的作用--（作用、Internet的发展、因特网的意义、计算机网络向用户提供的最重要的功能：连通性和共享）1.2因特网概述1.2.1网络的网络1.2.2因特网发展的三个阶段1.2.3因特网的标准化工作1.2.4计算机网络在我国的发展1.3因特网的组成1.3.1因特网的边缘部分（在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：客户服务器方式（C/S方式）即Client/Server方式（客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。）；对等方式（P2P方式）即Peer-to-Peer方式（只要两个主机都运行了对等连接软件（P2P软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信。双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。））1.3.2因特网的核心部分（电路交换必定是面向连接的。电路交换的三个阶段：建立连接、通信、释放连接。分组交换：在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。（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，最后把分组交付目的主机。））1.4计算机网络在我国的发展1.5计算机网络的类别1.5.1计算机网络的定义（最简单的定义：计算机网络是一些互相连接的、2自治的计算机的集合。因特网(Internet)是“网络的网络”。）1.5.2几种不同类别的网络（不同作用范围的网络：广域网WAN、局域网LAN、MAN、个人区域网PAN。从网络的使用者进行分类：公用网(publicnetwork)、专用网(privatenetwork)。用来把用户接入到因特网的网络：接入网AN(AccessNetwork)，它又称为本地接入网或居民接入网。）1.6计算机网络的性能（在计算机界，K=2^10=1024，M=2^20,G=2^30,T=2^40。）1.6.1计算机网络的性能指标（速率、带宽（是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”）、吞吐量（表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量）、时延（数据经历的总时延就是发送（传输）时延、传播时延、处理时延和排队时延之和）、时延带宽积（=传播时延X带宽）、利用率）1.6.2计算机网络的非性能特征（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）1.7计算机网络的体系结构1.7.1计算机网络体系结构的形成（开放系统互连参考模型OSI/RM、非国际标准TCP/IP）1.7.2协议与划分层次1.7.3具有五层协议的体系结构（五层协议的体系结构--协议数据单元PDU：应用层applicationlayer--报文message、运输层transportlayer--报文段segment、网络层networklayer--IP数据报packet、数据链层datalinklayer（唯一既加了首部也加尾部的层次）--帧frame、物理层physicallayer）31.7.4实体、协议、服务和服务访问点（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)。）1.7.5TCP/IP的体系结构（路由器在转发分组时最高只用到网络层而没有使用运输层和应用层。IPovereverything,IP可应用到各式各样的网络上。）第二章物理层2.1物理层的基本概念（物理层的主要任务：描述与确定和传输媒体及接口有关的一些特性）2.2数据通信的基础知识2.2.1数据通信系统的模型2.2.2有关信道的几个基本概念（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。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)。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。常用编码方式：不归零制（正电平-1，负电平-0）；归零码（正脉冲-1，负脉冲-0）；曼彻斯特编码（周期中心向上跳变-0，向下为0）；差分曼彻斯特编码（每一位周期中心始终有跳变，位开始边界有跳变-0，无跳变为1））2.2.3提高数据传输速率的途径2.3物理层下面的传输媒体42.3.1导引型传输媒体（双绞线：屏蔽双绞线STP(ShieldedTwistedPair)、无屏蔽双绞线UTP(UnshieldedTwistedPair)；同轴电缆；光缆）2.3.2非导引型传输媒体（无线传输：短波、微波）2.4信道复用技术2.4.1频分复用、时分复用和统计时分复用2.4.2波分复用2.4.3码分复用2.5数字传输系统2.6宽带接入技术2.6.1ADSL技术（ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine）技术用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。ADSL技术就把0~4kHz低端频谱留给传统电话使用，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。）2.6.2光纤同轴混合网（HFC网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）2.6.3FTTx技术（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）2.6.4无线接入（无线接入技术目前最常用的有两种：一种是通过蜂窝移动通信系统接入到因特网。另一种方法就是通过无线局域网接入到因特网。）5第三章数据链路层（数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：点对点信道、广播信道）3.1使用点对点信道的数据链路层3.1.1数据链路层所处的地位3.1.2数据链路和帧（数据链路(datalink)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。数据链路层传送的是帧。）3.1.3数据链路的三个基本问题（封装成帧（封装成帧(framing)就是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。）、透明传输（解决透明传输问题：发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”或转义字符ESC的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是1B)）、差错控制（在传输过程中可能会产生比特差错，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。为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施。目前在数据链路层广泛使用循环冗余校验CRC的检错技术，仅用循环冗余检验CRC差错检测技术只能做到无差错接受。在数据后面添加上的冗余码称为帧检验序列FCS(FrameCheckSequence)。））3.1.4数据链路层的可靠传输（传输差错可分为两大类：比特差错、帧丢失或帧重复。针对帧丢失问题有种可靠传输协议自动重传请求ARQ，发送方有一个自动超时重传机制，优点简单，缺点是信道利用率低。所以在链路层误码率低时可在数据链路层可不实现可靠传输，而是由上层协议（例如，运输层的TCP协议）来完成。）63.2点对点协议PPP（现在使用得最广泛的数据链路层协议是点对点协议PPP(Point-to-PointProtocol)。）3.2.1PPP协议的特点（用户到ISP的链路使用PPP协议）3.2.2PPP协议的组成（PPP协议有三个组成部分：一个将IP数据报封装到串行链路的方法；链路控制协议LCP(LinkControlProtocol)；网络控制协议NCP(NetworkControlProtocol)。）3.2.3PPP协议的帧格式（透明传输问题：当PPP用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充（和HDLC(面相比特的同步协议，利用硬件进行“0比特插入法”，全双工，所有帧采用CRC校验)的做法一样）。当PPP用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法（将信息字段中出现的每一个0x7E字节转变成为2字节序列(0x7D,0x5E)。若信息字段中出现一个0x7D的字节,则将其转变成为2字节序列(0x7D,0x5D)。若信息字段中出现ASCII码的控制字符（即数值小于0x20的字符），则在该字符前面要加入一个0x7D字节，同时将该字符的编码加以改变。）。PPP协议用在SONET/SDH链路时，是使用同步传输（一连串的比特连续传送），这时PPP协议采用零比特填充方法来实现透明传输：在发送端，只要发现有5个连续1，则立即填入一个0。接收端对帧中的比特流进行扫描。每当发现5个连续1时，就把这5个连续1后的一个0删7除。不提供使用序号和确认的可靠传输）3.2.4PPP协议的工作状态3.3使用广播信道的数据链路层3.3.1局域网的数据链路层（局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。局域网具有如下的一些主要优点：具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网；局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源；便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变；提高了系统的可靠性、可用性和残存性。以太网的两个标准：DIXEthernetV2标准（世界上第一个局域网产品（以太网）的规约，严格说来，“以太网”应当是指符合DIXEthernetV2标准的局域网，二者只有很小的差别，因此可以将802.3局域网简称为“以太网”。）与IEEE的802.3标准。为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层：逻辑链路控制LLC(LogicalLinkControl)子层、媒体接入控制MAC(MediumAccessControl)子层。与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对LLC子层来说都是透明的。由于TCP/IP体系经常使用的局域网是DIXEthernetV2而不是802.3标准中的几种局域网，以后不考虑LLC层了。计算机通过适配器（网卡）和局域网进行通信。）3.3.2CSMA/CD协议（以太网的广播方式发送：总线上的每一个工作的计算机都能检测到B发送的数据信号，由于只有计算机D的地址与数据帧首部写入的地址一致，因此只有D才接收这个数据帧，这样具有广播特性的总线上就实现了一对一的通信。为了通信的简便以太网采取了两种重要的措施：采用较为灵8活的无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据；以太网对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认（这样做的理由是局域网信道的质量很好，因信道质量产生差错的概率是很小的。）。以太网提供的服务：以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付。（当目的站收到有差错的数据帧时就丢弃此帧，其他什么也不做。差错的纠正由高层来决定。如果高层发现丢失了一些数据，将进行重传，但以太网并不知道这是一个重传的帧，而是当作一个新的数据帧来发送。）以太网发送的数据都使用曼彻斯特编码。以太网的工作方式：载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD协议。（“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。总线上并没有什么“载波”。因此，“载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检测”也称为“冲突检测”，每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送。）该协议的特点在于：使用CSMA/CD协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）；每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可