计算机网络(谢希仁第6版)期末复习

《计算机网络》期末复习2020年6月29日复习内容一重点知识二课本重点题三考试题型四复习题第一部分重点知识重中之重:第三章数据链路层第四章网络层第五章运输层次中之重:其它各章中也有重点第一章概述一、融合网络（或“三网合一”）现在最主要的三种网络电信网络（电话网）有线电视网络计算机网络(发展最快，信息的核心技术)二、Internet（概念与发展史）世界范围的互连网（互联网）使用TCP/IP协议族前身是美国的阿帕网ARPANET三、最重要的三个交换方式电路交换：必须经过“建立连接”（占用通信资源），数据传输（一直占用资源），释放连接（归还资源）。报文交换：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。分组交换：分组交换：在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块每个块增加带有控制信息的首部构成分组（包）依次把各分组发送到接收端接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文。早期的计算机网络采用电路交换，新型的计算机网络采用分组交换的、基于存储转发的方式。四、因特网的组成（1）边缘部分（2）核心部分核心部分是因特网中最复杂的部分，向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成，而主机处在因特网的边缘部分。在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通常以相对较低速率的链路相连接。五、计算机网络概念与分类计算机网络：一些互相连接的、自治的计算机的集合。网络的分类从不同作用范围来分类广域网WAN(WideAreaNetwork)局域网LAN(LocalAreaNetwork)城域网MAN(MetropolitanAreaNetwork)个人区域网PAN(PersonalAreaNetwork)从网络的使用者进行分类公用网(publicnetwork)专用网(privatenetwork)六、其它重要概念（1）网络协议(networkprotocol)（2）网络体系结构（networkarchitechitecture）OSI的七层协议,TCP/IP的四层协议,五层协议(3)计算机网络的性能指标速率、带宽、时延、利用率（信道利用率、网络利用率）（这里可能会有简答题，计算）(4)服务和服务访问点七、理解好“协议”与“服务”的关系协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。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。要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。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。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。第二章物理层一、物理层的主要任务确定与传输媒体的接口有关的一些特性；即机械特性，电气特性，功能特性，过程特性。二、几个术语数据(data)——运送消息的实体。信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。“模拟的”：代表消息的参数的取值是连续的。“数字的”：代表消息的参数的取值是离散的。码元(code)——在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。三、通信的三种方式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。四、基带信号和调制基带信号：来自信源的信号。带通信号：经过载波调制后的信号基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。为了解决这一问题，就必须对基带信号进行调制(modulation)。最基本的带通调制方法：调频，调幅，调相。五、常用的传输媒体有两类：导向和非导向传输媒体。导向传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆目前局域网中最常用的是双绞线（无屏蔽双绞线和屏蔽双绞线）传输带宽远远大于其它各种传输媒体的是光纤通信系统，光纤分为多模光纤和单模光纤：多模光纤：可以存在许多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输的光纤单模光纤：是光线一直向前传播，而不会产生多次反射的光纤六、信道复用技术复用(multiplexing)是通信技术中的基本概念。复用技术的分类（最基本复用就是FDM和TDM）：①频分复用FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)②时分复用TDM(TimeDivisionMultiplexing)③波分复用WDM(WavelengthDivisionMultiplexing)④码分复用CDM(CodeDivisionMultiplexing)常用的名词是码分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)。各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现(CDMA现已广泛应用于民用的移动通信中)。第3章数据链路层一、数据链路层使用的信道分类数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：点对点信道：这种信道使用一对一的点对点通信方式。广播信道：这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。二、各层传输的数据单位网络层：IP数据报（或IP分组）数据链路层：帧物理层：比特三、数据链路层传输数据时的三个基本问题（1）封装成帧(framing)(2)透明传输（零比特填充）(3)差错控制（CRC循环冗余检测）四、点对点协议PPP(Point-to-PointProtocol)（1）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。用户使用拨号电话线接入因特网时，一般都是使用PPP协议。（2）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）PPP协议的基本原理五、局域网的拓扑星形图环形图总线图树形图六、以太网的帧（1）帧地址（以太网地址或硬件地址）（2）从网络上发往本站的帧分为以下3种:单播(unicast)帧（一对一）广播(broadcast)帧（一对全体）多播(multicast)帧（一对多）（3）最常用的MAC帧是以太网V2的格式（4）帧间最小间隔帧间最小间隔为9.6s，目的是为了使刚刚收到数据帧的站的接收缓存来得及清理，做好接收下一帧的准备。七、以太网中重要概念（1）CSMA/CD协议（2）碰撞域：也叫冲突域，在以太网中，如果某个一个CSMA/CD网络上的两台计算机在同时通信时会发生冲突，那么这个CSMA/CD网络就是一个冲突域。如果以太网中的各个网段以中继器连接，因为不能避免冲突，所以它们仍然是一个冲突域。（3）广播风暴：网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。这就是所谓的广播风暴.（注意虚拟局域网与“广播风暴”的关系）。（4）虚拟局域网（5）生成树协议（6）高速以太网（各类高速以太网的标准与它们的用途）第四章网络层重点提示：一、网络层的任务和它选择的服务二、协议认识三、IP地址概念与IP地址的使用四、路由选择协议五、路由器构成、NAT与VPN技术一、网络层的任务和它选择的服务网络层的任务主要是实现分组（数据报）转发，并从两种类型的服务（虚电路服务和数据报服务）中选择了数据报服务实现这个任务。这两种服务的特点分别是：虚电路服务（面向连接的通信方式）：建立虚电路(VirtualCircuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。数据报服务（无连接的通信方式）：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二、协议认识网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。与IP协议配套使用的还有四个协议：地址解析协议ARP(AddressResolutionProtocol)逆地址解析协议RARP(ReverseAddressResolutionProtocol)网际控制报文协议ICMP(InternetControlMessageProtocol)注：ICMP不是高层协议，而是IP层的协议。网际组管理协议IGMP(InternetGroupManagementProtocol)（1）IP协议的重要特点每一个分组独立选择路由。发往同一个目的地的分组，后发送的有可能先收到（即可能不按顺序接收）。当网络中的通信量过大时，路由器就来不及处理分组，于是要丢弃一些分组。IP协议不保证分组的可靠地交付。IP协议提供的服务被称为“尽最大努力服务(besteffortservice)”路由器转发IP分组过程因特网使用基于存储转发的分组交换，并使用IP协议传送IP分组。路由器把许多网络互连起来，构成了互连网。路由器收到分组后，根据路由表查找出下一跳路由器的地址，然后转发分组。路由器根据与其他路由器交换的路由信息构造出自己的路由表。IP网络提供尽最大努力服务，不保证可靠交付。IP网络中IP协议与ARP协议IP网络是虚拟的。在IP网络上传送的是IP数据报（IP分组）。实际上在网络链路上传送的是“帧”，使用的是帧的硬件地址（MAC地址）。地址解析协议ARP用来把IP地址（虚拟地址）转换为硬件地址（物理地址）。（2）ARP协议ARP即地址解析协议，实现通过IP地址得知其物理地址。ARP工作流程(A在局域上寻找B的物理地址)：1、ARP进程在本局域网上广播发送一个ARP请求分组；2、在本局域网上所有主机上运行的ARP进程都收到此ARP请求分组；3、主机B在ARP分组中见到自己的IP地址，就向主机A发送ARP响应分组，并写入自己的硬件地址；4、主机A收到主机B的ARP响应分组后，就在其ARP高速缓存中写入主机B的IP地址到硬件地址的映射。ARP是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上，那么就要通过ARP找到一个位于本局域网上的某个路由器的硬件地址，然后把分组发送给这个路由器，让这个路由器把分组转发给下一个网络。剩下的工作就由下一个网络来做。（3）RARP协议RARP：逆地址解析协议，允许局域网的物理机器从网关服务器的ARP表或者缓存上请求其IP地址。IP地址通过ARP转变为物理地址；物理地址通过RARP协议转变为IP地址。（4）ICMP与IGMP协议ICMP是（InternetControlMessageProtocol）Internet控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。ICMP依靠IP协议来完成其任务,通常也是IP协议的一个集成部分.和传输层协议如TCP和UDP的目的不同,它一般并不用来在端系统之间来传送数据.它通常不被用户网络程序直接使用,例外的情况是像Ping和tracert这样的诊断程序.为了使路由器知道多播组成员的信息，需要利用网际组管理协议IGMP(InternetGroupManagementProtocol)。连接在局域网上的多播路由器还必须和因特网上的其他多播路由器协同工作，以便把多播数据报用最小代价传送给所有的组成员。这就需要使用多播路由选择协议。三、IP地址概念与IP地址的使用1、分类IP地址每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到