计算机通信网络期末考试复习提纲

通信工程本科课程计算机通信网络复习提纲与测试编写：2019-05-22（*此文档采用大字体，建议使用电脑观看*）2ChapterⅠ·概述一、章节体系结构与要点1、什么是计算机网络？（对“自主”的理解）*P12、计算机网络的应用：资源共享、信息交流……P2～43、计算机网络的分类*从传输技术：广播式、点到点式P12~13从覆盖范围：局域网、城域网、广域网……P14~174、什么是协议、协议的作用*P235、什么是协议体系*P23垂直分层P23、协议栈P24、封装P25、解封P25、接口P23、服务访问点(教案)、实体P236、服务方式：面向连接服务、无连接服务，服务质量P27（主要是特点和对比）7、服务与协议的关系*P308、OSI模型*七层结构和各层功能P32~33互连设备：中继器P231、桥P267、路由器P290（工作层次教案）9、OSI模型与TCP/IP模型*TCP/IP模型结构和各层功能P35~36OSI与TCP/IP模型的关系P37~41(教案有很好的总结)10、计算类型：数据传输速率、与距离有关的（传播）延迟、位长、封装的开销等有关的计算。3二、术语和定义1.计算机网络(ComputerNetwork):自主计算机的互联集合。·自主(Autonomous):对等的行为模式（非主从式）。·基本功能：数据通信和资源共享2.主机(Host):网络上实现网络应用功能的计算机系统（信源和信宿）节点(Node):实现通信功能的计算机或网络设备，实现寻路和转发功能信道(Channel):物理层数据传输经过的线路链路(Link):数据链路层数据传输经过的线路站点(Station):网络上的主机和节点3.网络的分类计算机网络逻辑分类：资源子网、通信子网按传输距离分类：个域网(PAN)、局域网(LAN)、家庭网(HNET)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、互联网(Internet)、无线网。·广播通信：由电台到用户的通信·广播式通信：局域网、无线网和总线型网络等一类计算机网络通信模式，由多台主机共享一条信道4.异步传输(AsynchronousTransmission):一次传输一个字符，每个字符之间有不确定的延时，用于网络状况较差的环境同步传输(SynchronousTransmission):一次传输一个数据块，用于信道质量较好的环境45.多路复用技术·频分多路(FDM)·时分多路(TDM)·波分多路(WDM)(光纤)·码分多址(CDMA)(无线)6.无线网络(fixedwireless):表示接入网络无需网线移动计算(mobilewireless):表示可以随处使用网络（例如酒店网线），而不是固定在某处7.协议(Protocol):对等实体共同遵守的一组规则集，协议的三要素是·语法：表达方式（PDU格式）如：手机号码为3+8格式·语义：表达含义（符号含义）如：3表示区号，铃声是指提示·时序同步：完成过程如：网络时序图协议约定了对等实体之间如何进行通信。8.协议体系·计算机网络体系结构：计算机网络各层次及其协议的集合·协议栈(ProtocolStack)：一个特定系统所使用的一组协议、利用各层SAP产生协议间的关联组合称为协议栈。通过SAP，在协议栈中形成了多个功能序列，为上层应用提供了多种可选通信方法。·封装(encapsulation):隐藏对象的属性和实现细节，仅公开接口·解封装:去掉传输过程中额外的添加信息·协议数据单元(ProtocolDataUnit):对等实体之间交换数据形成，由头部(Header,本层实体的控制信息)和数据(Data)构成。填充时从后往前填充，避免数据搬移。注：PDU(N)=SDU(N-1);SDU(N)=PDU(N+1);SDU+Head=PDU5本层的PDU为下层的SDU·实体(Entity):执行协议和完成本层功能，可由硬件、软件实现，对等实体是指不同系统同层存在通信关系的实体。注：不同系统同层之间的实体如果不同心则不构成对等实体。实体之间的通信模式：有连接和无连接两种。·服务(Service):某层向其上层提供的功能集合，下层为服务提供者(ServiceProvider)，上层为服务用户(ServiceUser)。服务数据单元(SDU)构成PDU的数据字段，最终传递给对等实体·接口(Interface):上下层实体边界（交流地点）·服务访问点(SAP):n层SAP是n+1层可以访问n层服务的地方（上层访问下层）。每个实体对自己提供的SAP进行编号以区分不同对应关系，实体通过SAP联系上层（无需知道上层是谁）地址是同层实体之间用于区分网络设备的标示，注意区分地址和SAP的区别·服务原语(ServicePrimitive)：定义上层实体与下层实体的接口模型，提供上层实体使用下层服务Req：Request，请求Ind：Indication，指示：Response，响应Conf：Confirm，证实·有证实服务：要求确认无证实服务：不确认·面向连接的服务建立连接-通信-拆除连接，可靠（不丢失不重复按序到达）·无连接服务直接发送报文，不事先通知·实通信与虚通信实通信：数据在线路上的传输过程（垂直过程）虚通信：对等层通信，数据经由下层转交（水平过程）·服务(Service):下层提供给上层的功能集合（垂直）协议(Protocol):对等实体之间通信共同遵守的规则集（水平）9.OSI七层模型Application(Message)(Segment)(Packet)(Frame)ApplicationPresentationPresentationSessionSessionTransportTransportNetworkNetworkDatalinkDatalinkPhysical(Bit)各层概述：7LayerServiceFunctionProtocolPhysical传输Bit流比特信号表示、同步、收发、通信协调、物理介质机械特性、电气特性、功能特性、规程特性Datalink传输帧形成帧、差错检测、处理和流量控制802.3PPPNetwork传输段路由计算、选择、报文分段和重组、拥塞控制、网络互联和组网IPX.25CLNP等Transport屏蔽网络层细节和差异，为上层提供服务网络适配、网络通信的分流与复用、多个并发通信的管理、流量控制TCPUDPTP4Session传输层在实现端到端通信的基础上提供增强通信功能会话管理：决定何时何人可以通话NFSSQLRPCPresentation为应用层传输的信息提供语法语义加密、压缩、各种数据和文字的表示、ASCII、GB103等HTMLASN.1Application网络通信应8用10.OSI/RM网络互联模型：“端系统(7)-中继系统(3)-端系统(7)”中继系统：·物理层采用中继器(RPRepeater)实现信号的再生与放大·数据链路层采用桥(Bridge)实现不同媒体的访问·网络层采用路由器(Router)实现不同网络的互联11.TCP/IP模型OSITCP/IPFunction(TCP/IP)ApplicationApplicationPresentationSessionTransportTransportNetworkNetworkDatalinkLinkPhysicalOSI与TCP/IP的对比：·特点OSI：OSI更容易进行协议替换、OSI先有模型再有协议、OSI更倾向面向连接、通用性强，但是协议复杂，且忽视无连接服务和协议及计算机软件工作方式TCP/IP：先有协议、提供两种服务方式、实用性强，但通用性差、替换9协议时产生影响较大三、测试1.系统具有X层结构，从最底层传出Y字节数据。假设除了最底层外，每层需要封装M字节的Header，请计算开销比例（开销占总量的比例）。2.假设一个报文分为10帧传输，误帧率为0.1。分别对以下两种重传策略，计算平均传输的帧数量。（1）接收方对每一帧进行确认，并请求重传错误帧；（2）接收方接收完全部帧以后确认，并请求全部重发。3.一个人的速度假设为18km/h，他身上有24GB的信息。请问在什么距离范围内，人的数据传输速率能够超过150Mbps的WiFi网络？4.假设某组网采用广播式，共有n台主机，每台主机在相同的时间间隔内访问信道的概率为p。求因冲突被浪费的时间占比。105.一幅图像的分辨率为1024×768，每个像素3Bytes。通过56kbps的调制解调器传输这张图像需要多长时间？通过10Mbps的以太网呢？6.请解释互联网和互连网的区别。7.写出以下协议对应的网络类型。①802.11②802.311Chapter2·物理层一、章节体系结构与要点1、物理层功能*P762、傅立叶级数与数据传输速率的限制（不要求傅立叶级数公式及推导）P72~73教案3、奈奎斯特定理和香农公式（要求公式和计算）*P754、传输介质：分类、特点（带宽、距离、应用特点等）*P755、电话系统：结构：（本地回路、交换局、干线）P100干线上的多路复用技术（分类：FDM、TDM、SDH等）P115~1176、交换技术：电路交换、分组交换（原理、特点、对比）*P123~1267、物理层接口的基本类型及四大特性（教案）8、计算类型：与采样、编码有关的波特率、采样速率、数据传输速率。与复用技术有关数据传输速率，与交换技术有关的延迟等。二、术语和定义1.物理层(Physical)·服务：提供BitStream传输·协议：物理接口四大特性①机械②电器③功能④规程特性2.数据传输速率的傅立叶级数分析：3.奈奎斯特(Nyquist)定律(无噪声信道):12(单位：bit/s)其中，B为带宽，V为信号电平级数量（如果是二进制信号，则V=2，log2V表示一个信号变化可以表示多少位数据的变化）。可以通过提高编码效率，在有限的带宽中多传数据，以提高数据传输速率。4.香农(Shannon)定理(随机噪声信道)（单位：bit/s）其中，S/N为SNR（信噪比）。要提高信道速率，在无噪声信道中不能无限制增加信号数量（接收方难以区别细微差别信号），在有噪声信道中不能无限制增加带宽（噪声能量与信道带宽成正比）。由上可以得到数据在信道的传输速率受·带宽·编码效率·SNR的影响。5.物理层参数：·BitRate(比特速率)·TransmissionTime(传输时间):从开始发送到发送完毕的时间。（将Nbit送上信道所需的时间）设传输速率为R，则传输时间：13·TransmissionDelay(传播延迟)：从开始发送到开始接收的时间。信号在信道上的传输时间设信道长D，信号传播速度为V，则从开始传输到接收完毕所花的时间为图解法示意如下：·BitErrorRate(误比特率BER)：bit出错的概率6.传输介质·双绞线：一股四对八根，一对线单向信道，两对线双向传输，分为UTP和STP（屏蔽双绞线，外加金属抗干扰），特征抗阻100Ω，传输距离100m，成本低且安装维护简单，多用于星型组网。典型带宽与传输速率：1类STP：10M/100M以太网；3类UTP：10Mbps；145类UTP：10M/100Mbps·同轴电缆：成本低，安装维护难基带同轴电缆：50Ω，典型带宽：10Mbps，传输距离500m~2km宽带同轴电缆：75Ω，典型带宽：几十Mbps，传输距离几十km·光纤（单向）：单模光纤速率高、传播远（10Gbps，100km）多模光纤速率低、传播近（100Mbps，2km）注：光纤传输速率受光电转换频率的限制。光纤常用于骨干网或无源星型·无线传输：可移动、低成本7.传输体制(TransmissionScheme)·全双工(FullDuplex)、半双工(HalfDuplex)、单工(Simplex)·同步传输(SynchronousTransmission)：Bit数据以均匀时间间隔T传播，持续不断，特点：高速、稳定传播，需要独立时钟保持收发同步，多用于传输系统、PSTN（电话系统）、SDH（同步数