计算机网络复习提纲(第五版-谢希仁)

第一章1.计算机网络的定义：一些互相连接的、自治的计算机的集合。2.计算机网络的功能：3.交换技术：a)电路交换：电话机的交换方式一直都是电路交换步骤：建立连接——通话——释放连接重要特点：在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源线路的传输效率很低特点：整个报文的比特流连续的从源点直达终点，好像在一个管道中传送b)分组交换：采用存储转发技术通常我们把要发送的整块数据称为一个报文在每一个数据段前面，加上一些必要的控制信息组成首部，就构成了一个分组。分组又称为“包”，而分组的首部也可以称为“包头”。主机是为用户进行信息处理的，而路由器则是用来转发分组的，即进行分组交换的。优点：高效、灵活、迅速、可靠。缺点：造成时延、造成开销特点：单个分组（这只是整个报文的一部分）传送到相邻的结点，储存下来后查找转发表，转发到下一个结点。c)报文交换：特点：整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。4.计算机网络的性能指标a)速率：网络技术中的速率指的是连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，他也称为数据率或是比特率。速率的单位是b/s。比特是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。b)带宽：1）指某个信号具有的频带宽度。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，因此网络带宽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”。c)时延：指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。i.发送时延：是主机或路由器发送数据帧所需要的时间。也叫传输时延。发送时延=数据帧长度（b）/发送速率（b/s）ii.传播时延：是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。传播时延=信道长度（m）/电磁波在信道上的传播速率（m/s）iii.处理时延iv.排队时延排队时延的长短往往取决于网络当时的通信量。注意：对于高速网路链路，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。提高数据的发送速率只是减小了数据的发送时延。d)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。5.计算机网络体系结构得到广泛应用的不是法律上的国际标准OSI，而是非国际标准TCP/IP。这样，TCP/IP就被称为是事实上的国际标准。a)应用层：直接为用户的应用进程提供服务。协议包括：支持万维网应用的HTTP协议，支持电子邮件的SMTP协议，支持文件传送的FTP协议等等。b)运输层：负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。协议包括：传输控制协议TCP（TransmissionControlProtocol），用户数据报协议UDP（UserDatagramProtocol）。c)网络层：一、负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。二、选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组，能够通过网络中的路由器找到目的的主机。协议包括：IP协议。d)数据链路层：简称链路层。将网络层叫下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻的结点间的链路上“透明”的传送帧中的数据。e)物理层：透明的传送比特流。注意：传递信息所利用的一些物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆、无线信道等，并不在物理层协议之内而是在物理层协议的下面。课后习题计算题第二章1.数学通信系统及基本术语数据通信系统：a)源系统（发送端、发送方）：包括源点（源站、信源）和发送器。典型的发送器就是调制器。b)传输系统（传输网络）c)目的系统（接收端、接收方）：包括接收器和终点（目的站、信宿）典型的接收器就是解调器。基本术语：通信的目的是传送消息。数据是运送消息的实体。信号则是数据的电气或是电磁的表现。信号分为两大类：模拟信号或连续信号和数字信号或离散信号。在使用时间域的波形表示数字信号时，则代表不同的离散数值的基本波形就称为码元。2.信道：信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。因此一条通信电路往往饱含一条发送信道和一条接受信道。3.信道的分类：a)单向通信，又称为单工通信。b)双向交替通信，又称为半双工通信。c)双向同时通信，又称为全双工通信。注意：有时人们也常用“单工”这个名词表示“双向交替通信”。来自信源的信号常称为基带信号。4.传输媒体及典型应用a)导向传输媒体：双绞线，同轴电缆，光缆。b)非导向传输媒体：无线电波无线传输所使用的频段很广。短波通信主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差。微波在空间主要是直线传播：由于地球不是平面，传播距离受影响。地面微波接力通信：传播距离受限、中继站卫星通信：通信距离远、传播时延长5.信道复用技术a)频分复用技术：用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。b)时分复用技术：时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧）。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是周期性地出现（其周期就是TDM帧的长度）。TDM信号也称为等时(isochronous)信号。时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。6.双绞线：也称为双纽线，把两根相互绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合起来就构成了双绞线。模拟传输和数字传输都可以使用双绞线。为了提高双绞线的抗电磁干扰能力，可以在双绞线的外面再加上一层用金属丝编织成的屏蔽层。这就是屏蔽双绞线（STP）。课后计算题（622-06）第三章1.链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。一条链路只是一条通路的一个组成部分。2.数据链路层传送的是帧3.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。现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件。一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。4.数据链路层在进行通信时的主要步骤：封装成帧：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。透明传输：结点A把封装好的帧发送给结点B的数据链路层。差错控制：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出IP数据报上交给上面的网络层，否则丢弃这个帧。5.PPP协议：现在全世界使用得最多的数据链路层协议是点对点协议PPP(Point-to-PointProtocol)。6.PPP协议应该满足的要求：简单——这是首要的要求；封装成帧；透明性；多种网络层协议；多种类型链路；差错检测；检测连接状态；最大传送单元；网络层地址协商；数据压缩协商7.PPP协议不需要满足的要求：纠错；流量控制；序号；多点线路；半双工或单工链路8.Ppp协议的三个组成部分：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（NetWorkProtocol），其中的每一个协议支持不同的网络层协议。9.PPP协议信息字段的长度=1500字节10.CSMA/CD：载波监听、多点接入、碰撞检测11.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)子层和媒体接入控制MAC(MediumAccessControl)子层。12.两者区别：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。13.MAC地址：在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或MAC地址。14.常用的以太网MAC帧格式有两种标准：DIXEthernetV2标准（最常用）、IEEE的802.3标准。15.扩展以太网技术：在物理层扩展：主机使用光纤和一对光纤调制解调器连接到集线器在数据链路层扩展：在数据链路层扩展局域网是使用网桥。16.局域网的拓扑：17.网桥：网桥工作在数据链路层，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的MAC地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口课后习题32题P107第四章（重点）1.网络层提供的两种服务（109）1)虚电路服务：虚电路表示这只是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。2)数据报服务：网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。2.IP协议：网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。简介：3.与IP协议配套使用的还有四个协议：1)地址解析协议ARP(AddressResolutionProtocol)2)逆地址解析协议RARP(ReverseAddressResolutionProtocol)3)网际控制报文协议ICMP(InternetControlMessageProtocol)4)网际组管理协议IGMP(InternetGroupManagementProtocol)4.IP网（111）：使用IP协议的虚拟互连网络可简称为IP网。5.IP地址（113—115）：IP地址：：={网络号,主机号}①A类、B类和C类地址的网络号字段分别为1,2和3字节长，而在网络号字段的最前面有1~3位的类别位，其数值分别规定为0,10,110.②A类、B类和C类地址的主机号字段分别为3个，2个和1个字节长。③D类地址（前四位是1110），用于多播（一对多通信）④E类地址（前四位是1111），保留为以后使用6.IP数据报（122）：一个IP数据报由首部和数据两部分组成。首部的前一部分是固定长度，共20字节，是所有IP数据报必须具有的。在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。其完整格式如下：7.IP层分组转发算法（127）：(1)从数据报的首部提取目的主机的IP地址D,得出目的网络地址为N。(2)若网络N与此路由器直接相连，则把数据报直接交付目的主机D；否则是间接交付，执行(3)。(3)若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执行(4)。(4)若路由表中有到达网络N的路由，则把数据报传送给路由表指明的下一跳路由器；否则，执行(5)。(5)若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行(6)。(6)报告转发分组出错。8.划分子网的基本思路：1)划分子网纯属一个单位内部的事情。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。2)从主机号借用若干个位作为子网号subnet-id，而主机号host-id也就相应减少了若干个位。凡是从其他网络发送给本单位某个主机的IP数据报，仍然是根据IP数据报的目的网络号net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。3)然后此路由器在收到IP数据报后，再按目的网络号net-id和子网号subnet-id找到目的子网。最后就将IP数据报直接交付目的主机。划分后的IP地址：IP地址::={网络号,子网号,主机号}9.使用子网掩码的分组转发过程（131）：(1)从收到的分组的首部提取目的IP地址D。(2)先用各网络的子网掩码和D逐位相“与”，看是否和相应的网络地址匹配。若匹配，则将分组直接交付。否则就是间接交付，执行(3)。(3)若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则将分组传送给指明的下一跳路由器；否则，执行(4)。(4)对路由表中的每一行的子网掩码和D逐位相“与”,若其结果与该行的目的网络地址匹配，则将分组传送给该行指明的下一跳路由器；否则，执行(5)。(5)若路由表中有一个默认路由，则将分组传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行(6)。(6)报告转发分组出错。10.无分类编址CIDR的主要特点：1)CIDR消除了