计算机网络基础复习提纲

计算机网络基础复习提纲——by孟方2011.4.24按：本提纲包括老师最后一节课划的全部重点，答案为PPT与书上内容综合整理而成。英文扩展题为PPT中出现过的重要缩写。个人水平有限，时间紧迫，错误和错别字难免，仅供复习参考。英文扩展题ISO:InternationalStandardsOrganization国际标准化组织ISP:InternetServiceProvider因特网服务提供者C/S:Client/SeverP2P:Peer-to-peerOSI/RM:ReferenceModelofOpenSystemInterconnection开放系统互联参考模型MAC:MediaAccessControl介质访问控制LLC:LogicalLinkControl逻辑链路控制TCP:TransmissionControlProtocol传输控制协议UDP:UserDatagramProtocol用户数据报协议FDM:FrequencyDivisionMultiplexing频分复用TDM:TimeDivisionMultiplexing时分复用WDM:WavelengthDivisionMultiplexing波分复用CDMA:CodeDivisionMultipleAccess码分多址CRC:CyclicRedundancyCheck循环冗余检验FCS:FrameCheckSequence帧检验序列HDLC:High-levelDataLinkControl高级数据链路层协议PPP:Point-to-PointProtocol点对点协议LCP:LinkControlProtocol链路控制协议NCP:NetworkControlProtocol网络控制协议LAN:LocalAreaNetwork局域网CSMA/CD:CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection载波监听多点接入/碰撞检测NIC:NetworkInterfaceCard网卡（适配器）IP:InternetProtocolICMP:InternetControlMessageProtocol网际控制报文协议IGMP:InternetGroupManagementProtocol网际组管理协议ARP:AddressResolutionProtocol地址解析协议ICANN:InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers因特网名字与号码指派公司PING:PacketInterNetGroperAS:AutomaticSystem自治系统RIP:RoutingInformationProtocolIGP:InteriorGatewayProtocol内部网关协议EGP:ExternalGatewayProtocol外部网关协议OSPF:OpenShortestPathFirstMSS:MaximumSegmentSize最大报文长度ARQ:AutomaticRepeatQuest自动重传请求RTT:Round-TripTime往返时间DNS:DomainNameSystem域名解析系统TLD:TopLevelDomain顶级域名万维网URL:UniformResourceLocator统一资源定位符HTTP:HyperTextTransferProtocol超文本传送协议HTML:HyperTextMarkupLanguage超文本标记语言第一章概述网络概念、因特网发展的三个阶段1.具有独立功能的计算机或其他设备，用一定通信设备和介质互相连接起来，按照某种协议进行数据通信，以实现信息传递和资源共享的系统。2.三个阶段a)从单个网络ARPANET向互联网发展的过程b)建成了三级结构的因特网c)逐渐形成了多层次ISP结构的因特网计算机网络的性能指标1.速率a)比特(bit)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)速率即数据率(datarate)或比特率(bitrate)，是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等c)网络技术中的速率是指链接再计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。d)速率往往是指额定速率或标称速率2.带宽a)本来指信号具有的频带宽度，用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。b)现在“带宽”指单位时间内，数字信道从某一点到另一点所能传送的的“最高数据率”，即美妙多少比特，单位是“比特每秒”，或b/s,更常用的是kb/s(10^3b/s),Mb/s(10^6),GB(10^9),Tb/s(10^12).c)在计算机界，K=2^10,M=2^20,G=2^30,T=2^40.d)描述带宽也常常把“比特/秒”省略。如10M=10Mb/se)带宽和宽带？i.宽带传输：计算机向网络发送比特的速率较高3.吞吐量a)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b)吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。4.时延a)传输时延（发送时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。也就是从发送数据帧第一个比特算起，到该帧最后一个比特发送完毕所需要的时间。发送时延=数据额快长度（比特）/信道带宽（比特/秒）b)传播时延电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。传播时延=信道长度（米）/信号在信道上的传播速率（米/秒）。c)处理时延交换节点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。d)排队时延节点缓存队列中分组排队所经历的时延。总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延。5.时延带宽积时延带宽积=传播时延x带宽6.往返时间RTT从发送方发送数据开始，到发送方收到来最接收方的确认，总共经历的时间。7.利用率a)信道利用率之处某新道德有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。完全空闲的信道的利用率是零。网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。b)信道利用率并非越高越好。c)D。表示网络空闲时的时延，D表示网络当前的时延，则i.D=𝐷。1−𝑈网络协议（什么是？要素？）1.网络协议（networkprotocol）：计算机之间通信需要遵守的、具有特定语义的一组规则。（书上：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定）2.三个要素：a)语法即数据与控制信息的结构或格式。b)语义即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。c)同步即事件实现顺序的详细说明。TCP/IP层次结构★1.应用层a)向用户提供一组常用的应用程序，例如文件传送、电子邮件、远程登录等。2.传输层a)包括两个协议：传输控制协议TCP（TransmissionControlProtocol）和用户数据报协议UDP(UserDatagramProtocol)OSI体系结构TCP/IP体系结构五层协议体系结构（仅教学用，实际还是TCP/IP）7应用层应用层（各种应用层协议如TELNET,FTP,HTTP,SMTP等）5应用层6表示层5会话层4传输层运输层（TCP或UDP）4运输层3网络层网际层IP3网络层2数据链路层网络接口层2数据链路层1物理层1物理层b)分别向应用层提供了两种不同的服务：面向连接的服务和无连接的服务c)根本任务是提供一个应用程序到另一个应用程序之间的通信，通常成为“端到端“通信。3.网络层a)互联网层包括多个协议：IP、ICMP、IGMP、ARP、RARP，其中最重要的是IP协议。b)是TCP/IP模型的关键部分。c)功能是使主机可以把分组(packet)发往任何网络，并使各分组独立地传向目的地。d)分组路由和差错控制也是互联网层的主要设计问题。4.网络接口层a)负责将IP分组通过选定的物理网络发送出去，和从物理网络接收数据帧（frame）并提取出IP分组交给IP层。OSI/RM体系结构1.物理层a)是OSI参考模型的最底层，利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接。主要任务是在通信线路上传输比特（bit）的电信号。b)采用什么样的通信接口（串/并行/网络）c)将PC内数据转换成光或电信号以便传输d)物理层协议通常实际的内容，它包括对通信介质的选择以及对通信接口的机械、光/电气、功能和通信规程4个方面的描述。e)提供有关在传输介质上传输非结构的位流及物理链路故障检测指示。2.数据链路层a)负责结点之间链路上的帧传输控制，通畅被分为介质访问控制（MAC-MediaAccessControl）和逻辑链路控制（LLC-LogicalLinkControl）两个子层。b)为网络层实体提供点到点无差错帧传输功能，并进行流量控制。3.网络层a)主要功能是网络与网络之间的寻径、流量、差错、顺序、进/出路由等控制。b)为传输层实体提供端到端的交换网络数据传送功能。使传输层摆脱路要选择、交换方式、拥挤控制等网络传输细节；可以为传输层实体建立、维持和拆除一条或多条通信录井；对网络传输汇总发生的不可恢复的差错予以报告。4.传输层a)负责提供两节点之间的数据的传送，当两结点已确定建立连接后，传输层即负责监督，以确保数据能正确无误的传送。b)是计算机网络通信体系中最关键的一层。c)为会话层实体提供透明、可靠的数据传输服务，保证端到端数据完整性；选择网络层提供最适宜的服务；提供建立、维护和拆除传输链接功能。5.会话层a)负责控制每一站究竟什么时间可以传送与接收数据。b)为彼此合作的表示层实体提供建立、维护和结束会话连接的功能；完成通信进程的逻辑名字与屋里名字间的对应；提供会话管理服务。6.表示层a)主要用于处理两个通信系统中信息的表示方式。b)集中处理有关用户信息的表达以及网络安全性等问题。c)重要功能为：抽象数据语义表示法；数据格式转换；编码规则；数据压缩/解压缩；加密/解密d)为应用层进程提供能解释所交换信息含义的一组服务，如代码转换、格式转换、文本压缩、文本加密与解密等。7.应用层a)负责网络中应用程序与网络操作系统之间的联系，为用户提供各种服务。b)提供OSI用户服务，例如事务处理程序、电子邮件和网络管理程序等。小结：1~3层主要负责通信功能，一般称为通信子网层。上三层即5~7层属于资源子网的功能范畴，成为资源子网层。传输层起着衔接上下三层的作用。特点：概念描述清楚准确；理论也比较完善；但是复杂，不实用。第二章物理层物理层基本概念和特征1.是OSI参考模型的最底层，利用物理传输戒指为数据链路层提供物理连接。主要任务是在通信线路上传输数据比特（bit）的电信号2.物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的借口的一些特性，即：a)机械特性指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。b)电气特性指明在借口电缆的各条线上出现的电压的范围。c)功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。d)过程特性指明对于不同功能的各种可能时间的出现顺序。信道概念及其极限容量1.相关概念a)信道：能传送信号的一条通路，由线路及附属设备组成；一般都是用来表示某一个方向传送信息的媒体。一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接受信道。b)按照信息传送的方向与时间的关系，分为三种通信方式：i.单工通信只有一个方向能通信，而没有反方向的交互。ii.半双工通信通信双方都可以发送信息，也可以接受信息，但不能在同一时间发送。iii.全双工通信通信的双方可以同时发送和接收信息。需要有两条独立的信道。c)基带（baseband）信号——来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。带通（bandpass）信号——把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段一遍在信道中传输。2.极限容量a)香农公式：信道的极限信息传输速率C可表达为i.C=W𝑙𝑜𝑔2(1+S/N)b/sii.W为信道带宽（单位Hz）；S为信道内所传信号的平均功率；N为信道内部的高斯噪声功率。b)信噪比（dB