湘潭大学计算机网络期末考试重点

题型：选择、填空简答、问答、名词解释、计算设计一、概述.1.计算机网络的几种不同分类(1)按交换功能分为：电路交换；报文交换；分组交换；混合交换。(2)按网络的作用范围分类：广域网；局域网；城域网；接入网(3)按网络使用者分类：公用网；专用网2.带宽带宽本来指信道上具有的频带宽度，带宽的单位是赫。人们都将带宽作为数字信道所能传送的最高数据率。（计算机中字节作为度量的单位。一个字节代表8个比特，它的缩写是大写的B.千字节的千用大写表示，它等于2^10.即1024而不是1000，1MB=2^20等。在通信领域k表示10^3.）3.时延(1)时延是指一个报文或分组从一个网络（或一个链路）的一端传送到另一端所需的时间。(2)发送时延=数据块长度/信道带宽(3)传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率(4)总时延=传播时延+发送时延+处理时延(5)对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。4.计算机网络划分层次的必要性(1)为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议，其主要由三个要素组成。语法，数据与控制信息的结构或格式语义，需要发出何种控制信息，完成何种控制动作以及做出何种响应同步，时间实现顺序的详细说明(2)其带来的好处：各层之间是独立的；灵活性好；结构上可分割；易于实现和维护；能促进标准化工作。每一层所要实现的一般功能有一种或多种：流量控制；差错控制；分装盒重装；复用和分用；链接建立和释放。(3)缺点：有些功能会再不同的层次中重复出现，因而产生了额外的开销。5.具有五层协议的体系结构(1)应用层，是体系结构中的最高层，直接为用户的应用进程提供服务。(2)运输层，任务是负责两个主机中进程之间的通信。（可使用两种不同的协议：传输控制协议TCP，面向链接的，数据传输的单位是报文段，能提供可靠的交付；用户数据协议UDP，无连接的，数据传输单位是用户数据报，不保证提供可靠的交付，只能提供尽最大努力的交付。）(3)网络层，负责为分组交换网上的不同主机提供通信。因特网主要的网络层协议是无连接的网际协议IP。(4)数据链路层，在发送数据时，它将网际层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送以帧为单位的数据。(5)物理层，主要任务就是透明地传送比特流。（在OSI参考模型中，在对等层次上传送的数据，其单位都称为该层的协议数据单元PDU。）6.实体、协议、服务和服务访问点(1)实体表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程；协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。(2)在协议的控制下，两个对等的实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。(3)本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。其次，协议是水平的，是控制对等实体之间的通信规则；但服务是垂直的，是由下层向上层通过层间接口提供的。另外明知有那些被高一层看得见的功能才能称为服务。（协议与服务概念的根本区别）7.面向连接与无连接服务。(1)面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放三个阶段，适合于在一定期间内要向同一目的地发送许多报文的情况。(2)无连接服务不需要先建立好一个连接，其下层的有关资源不需要事先进行预定保留。其优点是灵活方便和比较迅速，但不能防止报文的丢失、重复或失序。8.OSI与TCP/IP体系结构的比较(1)TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互联问题，并将网际协议IP作为TCP/IP的重要组成部分。(2)TCP/IP一开始就对面向连接服务和无连接服务并重，而OSI在开始时只强调面向连接这一种服务。TCP/IP较早就有较好的网络管理功能。二、物理层1.有关信道的几个基本概念信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。一条通信电路往往包含一跳发送信道和一条接收信道。从通信的双方信息交互方式来看，可以有三个基本方式：单向通信，只有一个方向没有反方向的交互；双向交替通信，又称半双工通信，双方都可以发送信息，但不能同时发送或接收；双向同时通信，双方可以同时发送和接收信息。信道上传送的信号还有基带信号和宽带信号之分。基带信号是将数字信号1或0直接用两种不同的电压来表示，然后送到线路上去传输；而宽甸信号则是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。2.信道的最高码元传输速率码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远，在信道的输出端的波形的失真就越严重。奈氏准则：理想低通信道的最高码元传输速率=2WBaud，W是理想低通信道的带宽，单位为赫，Baud是波特，是码元传输速率的单位，1波特为每秒传送1个码元。理想带通信道的最高码元=WBaud。一个实际的信道所能传输的最高码元速率要明显低于奈氏准则给出的这个上限数值。波特是码元传输的速率单位，它说明每秒传多少个码元。比特是信息量的单位。香农公式：C=Wlong2（1+s/n）b/sW为信道的带宽，S为信道内所传信号的平均功率，N为信道内部的高斯噪音功率。由于码元的传输速率受到奈氏准则的制约，所以要提高信息的传输速率就必须设法使每一个码元能鞋带更多个比特的信息量。3.导向传输媒体双绞线：屏蔽双绞线STP；无屏蔽双绞线同轴电缆:50欧姆同轴电缆，主要用于在数据通信中传送基带数字信号，传输速率越高，所能传送的距离就越短；75欧姆同轴电缆，这种同轴电缆用于模拟传输系统。光缆：多模光缆（经多次反射，在传输中光脉冲会逐渐展宽，造成失真）；单模光缆（使光线一直向前传播，不会产生多次反射，但成本高）4.非导向传输媒体地面微波接力通信和卫星通信。和微波接力通信相似，卫星通信的频带很宽，通信容量很大，信号所受到的干扰也比较小，通信比较稳定。5.调制解调器调制器的主要作用就是个波形变换器，解调器的作用就是个波形识别器调制方法：调幅AM、调频FM、调相PM即载波的振幅/频率/初始相位随基带数字信号而变化。6.数字传输系统现在得数字传输系统都是采用脉码调制PCM，其有2个互不兼容的国际标准，即北美的24路PCM(T1)和欧洲的30路PCM(简称为E1).我国采用的是E1标准。T1的速率是1.544MB/S，E1的速率是2.048MB/S。7.信道复用技术频分复用FDM的所有用户在同样的时间占有不同的带宽资源；时分复用TDM的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度；统计时分复用STDM是一种改进的时分复用，它能明显地提高信道的利用率。频分和时分复用的有点是技术比较成熟，但缺点是不够灵活，时分复用更有利于数字信号的传输。波分复用就是光的频分复用。掺铒光纤放大器EDFA是一种光放大器，不需要进行光电转换而直接对光信号进行放大.码分复用CDM最初用于军事通信，采用CDMA可提高通信的话音质量和数据传输的可靠性，减少干扰对通信的影响，增大通信系统的容量，降低手机的平均发射功率等。同步光纤网SONET为光纤传输系统定义了同步传输的线路速率等级结构，其传输速率以54.84MB/S为基础，大约对应于T3/E3的传输速率，此速率对电信号称为第1级同步传送信号STS-1;对光信号则称为第1级光载波OC-1.同步数字系列SDH的基本速率为155.52MB/S，称为第1级同步传递模块STM-1.三、点对点信道的数据链路层1.数据链路层的基本概念帧为数据链路层的协议数据单元。数据链路层的最主要的功能可归纳为：*结点A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报封装成帧；*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的数据链路层收到的帧无差错，则从收到的帧中提取IP数据报上交给上面的网络层，否则丢弃这个帧。一般的网络适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。2.透明传输为了解决透明传输问题，必须设法使数据中可能出现的控制字符SOH和EOT在接收端不被解释为控制字符。具体方法是：每当数据中出现字符SOH或EOT时就将其转换为另一个字符，而这个字符是不会被错误解释为控制字符的。这种方法称为字节插入。局域网1.局域网按网络拓扑进行分类：星形网、环形网、总线网、树形网局域网的数据链路层拆分为两个子层，即逻辑链路控制LLC子层和媒体接入控制MAC子层。2.CSMA/CD协议载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD协议的要点：多点接入就是说嘛这是总线型网络，许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。协议的实质是载波监听和碰撞检测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。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。3.MAC层的硬件地址在局域网中硬件地址又称为物理地址或MAC地址。MAC地址实际上就是网卡地址或网卡标识符EUI-48.4.两种不同的MAC帧格式DIXRthernetV2标准和IEEE的802.3标准，其简单格式件P1135.在物理层扩展局域网是使用转发器和集线器。6.在数据链路层扩展局域网是使用网桥7.网桥的工作原理：网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每当收到一个帧时，就先暂存在其缓存中，若此帧未出现差错，且欲发往母的站MAC地址属于另一个网桥，则通过查找转发表，将收到的帧传送往对应的端口转发出去。若该帧出现差错，则丢弃此帧。因此尽在同一个网段中通信的帧不会被网桥转发到另一个网段去，因而不会加重整个网络的负担。P1168.目前使用得最多的网桥是透明网桥。透明是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，因为网桥对各站来说是看不见的。透明网桥是一种即插即用设备，其标准是IEE802.1D。9.（什么）虚拟局域网VLAN是由一些局域网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求。（为什么用）虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得网络不会因传播过多的广播信息而引起性能恶化。四、网络互连1.路由器在网际互连中的作用离开路由器就无法在互联网上传送数据。路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。整个路由器结构可划分为两大部分：路由选择部分和分组转发部分。2.因特网的网际协议IP网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一也是最重要的因特网标准协议之一。与IP协议配套使用的还有4个协议：*地址解析协议ARP*逆地主解析协议RARP*因特网控制报文协议ICMP*因特网组管理协议IGMP3.分类的IP地址IP地址编址方法共经历三个历史阶段：分类的IP地址；子网的划分；构成超网IP地址={网络号，主机号}见P174页图常用的三种类别IP地址：结合P174、P176的图4.IP地址与硬件地址区别：从层次角度看，物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址。P178图5.连接在通信链路上的舌部（主机或路由器）在接收MAC帧时，其根据是MAC帧收不中的硬件地址。在数据链路层看不见隐蔽在MAC帧的数据中的IP地址。只有在剥去MAC帧的首部和尾部后将MAC层的数据上交给网络层（这时MAC层的数据就变成了IP数据包），网络层才能在IP数据包的首部中找打源IP地址和目的IP地址.(IP地址与硬件地址映射和转换关系）P178图6.IP数据包的格式。P1827.IP层转发分组的流程当路由器收到一个待转发的数据报，从路由表得出下一条路由器的IP地址后，不是将下一跳路由器的IP地址填入IP数据报，而是送交下层的网络接口软件。网络接口软件负责将下一跳路由器的IP地址转换成硬件地址（使用ARP)，并将此硬件地址放在链路层的MAC帧的首部，然后根据这个硬件地址找到下一跳路由器。8.划分子网为什么要划分子网：*IP地址空间的利用率有时很低*给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大而使网络性能变坏*两级IP地址不够灵活划分子网的基本思路：*一个拥有许多物理网络的单位，可将所属的物理网络划分为若干个子网*划分子网的方法是从网络的主机号借用若干个比特作为子网号，而主机号也就相应减少了若干个比特即IP地址={网络号,子网号,主机号}*凡是从其他网