计算机网络总复习.ppt

总复习,2,建议结合教材和课件进行复习除了下述知识要求同学们掌握之外，每章后面所划习题也要求掌握考试时间：学期末（学校统一安排）考试题型：选择题（30分）、简答题（每题5分，共30分）、计算题(每题4分，共20分）、第4大题（10分）、第5大题（10分）其中选择题考察一些基本知识点（见本总复习后续列出的知识点）、简答题出自两处（本总复习后续列出的知识点和每章后所划习题）、计算题和第4大题、第5大题均出自每章后所划习题（但题干中的数值可能会有变化，要注意审题）,3,第1章概述,计算机网络的简单定义：“互联起来的独立自主的计算机集合”；计算机网络向用户提供的最重要的两个功能计算机网络按不同的作用范围是如何分类的，记住每种网络的英文简写，了解每种网络的特点常见的网络拓扑结构有哪些，了解每种拓扑结构的特点网络把许多计算机连接在一起，互联网则把许多网络连接在一起。连接在因特网上的计算机都称为主机(host)。internet和Internet的区别人们把1983年作为因特网的诞生时间。,4,第1章概述,什么是ISP？从因特网的工作方式看，因特网由两部分组成：边缘部分和核心部分在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：客户服务器方式（C/S方式）、对等方式（P2P方式）在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是实现分组交换(packetswitching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。,5,第1章概述,下列数据交换技术的特点分别是什么电路交换三个阶段：电路建立、数据传输、电路拆除报文交换存储转发交换方式分组交换存储转发交换方式数据报分组虚电路分组,6,第1章概述,计算机网络的主要性能指标分别如何定义的以及有关知识（可以课件为主复习）宽带信道：每秒有更多比特从计算机注入到信道。宽带信道和窄带信道上比特的传播速率是一样的。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。网络协议的三要素:语法、语义、同步以及理解每个要素的含义如何解决“异质环境通信”问题?实际上，网络之间的通信通常采用“分而治之”的方法，把复杂的网络互联问题划分为若干个较小的、单一的问题，在不同层上予以解决。每一层有相应的协议，各层之间规定有相应的接口标准。,7,第1章概述,理解计算机网络体系结构的概念：为了完成计算机间的通信合作，计算机网络体系结构把每个计算机互连的功能划分成有明确定义的层次，并规定同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务。换句话说：体系结构=分层协议接口体系结构是抽象的，而实现则是具体的。理解网络体系结构的有关概念：实体、对等层、对等实体、服务用户、服务提供者、服务原语、服务访问点、协议数据单元区分协议和服务是两个不同的概念对等实体之间进行虚拟传输，实际通信在最底层完成,8,第1章概述,TCP/IP常被称为事实上的(defacto)国际标准。TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）是指传输控制协议/网际协议TCP/IP是一协议族TCP和IP是协议族中的两个最重要的核心协议TCP/IP是Internet上的标准通信协议族TCP/IP参考模型分为四层：网络接口层、网际层、运输层、应用层具有五层结构的参考模型分为哪五层？,9,第1章概述,路由器在转发分组时最高只用到网络层而没有使用运输层和应用层TCP和UDP都用端口(port)号来识别应用层实体，以便准确地把信息提交给上层对应的协议（进程）物理层、数据链路层、网络层、运输层各层的PDU名称理解主机1向主机2发送信息的过程（发送方是不断地封装、接收方是不断地拆封）,10,第2章物理层,双绞线与设备连接的接口采用RJ-45接头，俗称水晶头。一条双绞线内有8根线，8根双绞线在插入水晶头时须依据线的颜色按排列顺序放置。理解下列有关数据通信的基本概念：并行通信、串行通信消息、数据、信号、模拟信号、数字信号编码、调制码元、比特率（信息速率,Rb）、波特率（也称码元速率,RB)、比特率和波特率之间的关系三种的基本通信方式：单工半双工全双工,11,第2章物理层,什么是基带信号？基带信号在传输前的变换有两大类：基带调制和带通调制。什么是基带调制？什么是带通调制？（可以课件为主复习）理解最基本的三种带通调制方法：调幅、调频、调相理解奈氏准则香农公式表明了什么，有什么意义？在带宽、信噪比一定，并且码元速率受限的情况下如何提高信息的传输速率？奈氏准则和香农公式的主要区别是什么？这两个公式对数据通信的意义是什么？（见课件）知道常用的导向传输媒体有哪些和非导向传输媒体有哪些,12,第2章物理层,什么是信道复用，常用的复用方法有哪些？并理解这些复用方法的基本思想。理解数字数据的三种编码方式：不归零编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码理解脉码调制PCM的工作过程（可以课件复习为主）什么是奈奎斯特定理（采样定理）？（见课件）知道SONET和SDH是什么的英文简称常用的宽带接入技术有哪些？,13,第3章数据链路层,数据链路层协议要解决的三个基本问题是什么？什么是MTU？理解循环冗余检验CRC的工作原理并会计算n位冗余码什么是FCS？数据链路层使用的信道主要有两种类型：点对点信道、广播信道对于点对点链路，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)。PPP协议就是计算机和ISP进行通信时所使用的数据链路层协议。PPP协议有哪3个组成部分？,14,第3章数据链路层,理解PPP帧格式各个字段的意义PPP协议中如何解决透明传输问题的？（字节填充、零比特填充方法）局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。决定局域网特征的三个主要技术是哪些？（见课件）局域网中常用的拓扑结构、传输介质、介质访问控制方法分别有哪些？（见“小复习8”课件）严格说来，“以太网”应当是指符合DIXEthernetV2标准的局域网。DIXEthernetV2标准与IEEE的802.3标准只有很小的差别，因此也可以将802.3局域网简称为“以太网”。以太网已经在局域网市场占据了绝对优势。现在以太网几乎成了局域网的同义词,15,第3章数据链路层,IEEE802LAN参考模型，理解划分LLC和MAC子层的目的网络接口板又称为通信适配器(adapter)或网络接口卡NIC(NetworkInterfaceCard)，或“网卡”。计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器。理解CSMA/CD协议的工作过程CSMA/CD协议不能进行全双工通信而只能进行半双工通信。每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。以太网的端到端往返时延2称为争用期，或碰撞窗口。经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。,16,第3章数据链路层,掌握截断二进制指数退避算法理解什么是强化碰撞？以太网争用期的长度、以太网的最短有效帧长、帧之间最小的时间间隔分别是多少？传统以太网-星形网10BASE-T10BASE-T的含义集线器的作用相当于一个多接口的中继器（转发器），在网段之间复制比特流，信号整形和放大使用集线器的以太网，物理上为星形拓扑，逻辑上为总线网络。各工作站使用的还是CSMA/CD协议，共享逻辑上的总线。集线器工作在物理层，它的每个接口仅仅简单地转发比特，不进行碰撞检测。,17,第3章数据链路层,在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或MAC地址。IEEE802标准为局域网规定了一种48位的全球地址，是局域网上的每一台计算机中固化在适配器的ROM中的地址。准确地说，MAC地址应当是某个接口的标识符。MAC地址由组织唯一标识符和扩展标识符组成知道MAC地址中G/L位和I/G位的含义最常用的MAC帧是以太网V2的格式。理解以太网V2的MAC帧格式各个字段的含义当数据字段的长度小于46字节时，应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，以保证以太网的MAC帧长不小于64字节。,18,第3章数据链路层,为了达到比特同步，在传输媒体上实际传送的要比MAC帧还多8个字节在帧的前面插入的8字节中的第一个字段共7个字节，是前同步码，用来迅速实现MAC帧的比特同步。第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC帧。有效的MAC帧长度为641518字节之间。物理层用集线器扩展以太网，集线器不能隔离碰撞域和提高吞吐量数据链路层用网桥扩展以太网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。网桥可以隔离碰撞域、增大吞吐量,19,第3章数据链路层,掌握网络设备在OSI体系中的位置（见课件）目前使用得最多的网桥是透明网桥(transparentbridge)。“透明”是指以太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。掌握透明网桥的自学习算法网桥的自学习和转发帧的步骤归纳（见课件）,20,第3章数据链路层,以太网交换机多接口网桥工作在数据链路层能同时连通许多对的接口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据，允许多个用户之间同时进行数据传输理解转发方式：存储转发、直通转发、无碎片直通转发（见课件）利用交换机可以方便地实现VLAN高速以太网（理解以下内容即可）速率达到或超过100Mb/s的以太网称为高速以太网。三种高速以太网（和10BASE-T使用相同的MAC帧）100BASE-T以太网（半双工/全双工）吉比特以太网(半双工/全双工）10吉比特以太网（全双工、光纤）对比10BASE-T（半双工）,21,第4章网络层,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。-不可靠的数据报分组交换网络互联都是指用路由器进行的网络互连。用转发器（集线器）或网桥（交换机）连接起来的若干个局域网仍为一个网络。虚拟互连网络：利用IP协议就可以使这些性能各异的网络在网络层看起来好像是一个统一的网络。使用IP协议的虚拟互连网络可简称为IP网。IP地址只与设备的网络接口有关。IP地址是在全世界范围内唯一的32位的标识符。,22,第4章网络层,IP地址的编址发展的三个阶段分别是什么分类的IP地址记为：IP地址:=,A类、B类、C类、D类、E类IP地址的类别位分别为多少？IP地址采用点分十进制根据IP地址中第1个字节的取值范围就可以识别出IP地址的类别，记清前3类IP地址的第一个字节的取值范围全0的主机号字段表示该IP地址是“本主机”所连接到的单个网络地址（例如，一主机的IP地址为5.6.7.8,则该主机所在的网络地址就是5.0.0.0,23,第4章网络层,一般不使用的特殊的IP地址（P115表4-3）在每个网络中，主机号全为1的IP地址称为直接广播地址。32比特全为1的IP地址用于本网广播，称为有限广播地址。广播地址不是指某一台具体的机器，而是指满足一定条件的一组机器。广播地址只能作为IP报文的目的地址，表示报文的一组接收者。知道192.168开头的是一些专用地址或非路由IP地址在同一个局域网上的主机或路由器的IP地址中的网络号必须是一样的。路由器总是具有两个或两个以上的IP地址。路由器的每一个接口都有一个不同网络号的IP地址。,24,第4章网络层,理解IP地址与硬件地址的区别（教材4.2.3）知道ARP和RARP的含义掌握地址解析协议ARP的工作过程理解：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，剩下的工作由这个路由器来完成。理解使用ARP的四种典型情况理解IP数据报固定首部各字段的含义和有关概念理解什么是特定主机路由，什么是默认路由掌握划分子网的基本思路,25,第4章网络层,从一个IP地址并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网划分。使用子网掩码(subnetmask)可以找出IP地址中的子网部分。子网掩码是如何取值的？根据一个IP地址，如何知道其所在网络的网络地址（子网网络地址、子网地址）？(IP地址)AND(子网掩码)=子网的网络地址若两个IP地址具有完全相同的子网地址，则它们在同一子网中。掌握子网划分的步骤（见课件）无分类域间路由CIDR（构造超网）有什么特点？,26,第4章网络层,一个CIDR地址块可以表示很多地址，所以在路由表中就利用CIDR地址块来查找目的网络，这种地址的聚合常称为路由聚合，路由聚合也称为构成超网。一个超网中通常含有多个C类地址块。某单位对于分配到的CIDR地址块仍然可以在本组织内根据需要划分子网。对于CIDR地址块的划分，实际上是对已划分好的CIDR地址块做进一步划分，从而形成不同规模的网络。理解CIDR地址块划分过程理解最长前缀匹配,27,第4章网络层,网际控制报文协议ICMP（掌握以下内容即可）ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。pingtracert是ICMP的两个典型应用因特网的路由选择协议核心就是路由算法因特网采用的协议主要是自适应/动态的、分层次的路由算法因特网的分层次路由主要是通过划分自治系统AS来实现的。因特网的两大类路由选择协议内部网关协议IGP如RIP和OSPF外部网关协议EGP如BGP,28,第4章网络层,掌握RIP协议的有关知识掌握OSPF协议的三个要点路由器在转发分组时最高只用到网络层而没有使用运输层和应用层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。分组在路由器的输入端口和输出端口都可能会在队列中排队等候处理。路由器中的输入或输出队列产生溢出是造成分组丢失的重要原因。在因特网上进行的多播就叫做IP多播。能够运行多播协议的路由器称为“多播路由器”。多播数据报的目的地址写入的是多播组的标识符，即IP地址中的D类地址。多播地址只能用于目的地址，而不能用于源地址。,29,第4章网络层,IP多播有哪两种？IP多播所需要的协议有哪两种？本地地址仅在机构内部使用的IP地址，可以由本机构自行分配，而不需要向因特网的管理机构申请。全球地址全球唯一的IP地址，必须向因特网的管理机构申请。在因特网中的所有路由器对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。采用这样的专用IP地址的互连网络称为专用互联网或本地互联网，简称专用网。虚拟专用网利用公用的因特网作为本机构各专用网之间的通信载体理解用隧道技术实现虚拟专用网,30,第4章网络层,掌握网络地址转换NAT的有关知识（见课件）知道IPV6的地址是128位的从IPV4向IPV6过渡有哪两种建议的途径？第4章的所有例题（共5道）,31,第5章运输层,两个主机进行通信实际上就是两个主机中的应用进程互相通信。网络层是为主机之间提供“逻辑通信”运输层为应用进程之间提供端到端的“逻辑通信”。运输层的一个很重要的功能就是复用和分用。运输层有两个重要的协议：UDP（不可靠的，面向无连接的）、TCP（可靠的，面向连接的）TCP传送的协议数据单位是TCP报文段(segment)UDP传送的协议数据单位是UDP报文或用户数据报。TCP和UDP既然都用于传输，为何要搞两个不同的协议呢？UDP是面向无连接的，传输数据是“不可靠的”，是不是可以不要这个协议？（见课件）,32,第5章运输层,为了使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信，必须用统一的方法对TCP/IP体系的应用进程进行标志，这就是在运输层使用的协议端口号(protocolportnumber)，或通常简称为端口(port)。软件端口是应用层的各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址。TCP/IP的运输层用一个16位端口号来标志一个端口理解什么是熟知端口号UDP的主要特点：面向报文、首部开销小（只有8个字节）,33,第5章运输层,理解TCP最主要的特点TCP连接是一条虚连接而不是一条真正的物理连接。TCP根据对方给出的窗口值和当前网络拥塞的程度来决定一个报文段应包含多少个字节（UDP发送的报文长度是应用进程给出的）。TCP连接的端点叫做套接字=(IP地址:端口号)。理解TCP报文段固定首部各字段的含义可靠传输的工作原理了解停等协议什么是流水线传输？使用流水线传输时，要用到连续ARQ协议和滑动窗口协议,34,第5章运输层,掌握5.6.1的有关知识流量控制(flowcontrol)就是让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收。利用滑动窗口机制可以很方便地在TCP连接上实现流量控制。出现网络拥塞的条件：对资源的需求可用资源拥塞控制是一个全局性的过程拥塞控制的四种算法：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复通过P210图5-25和P212图5-27理解拥塞控制的四种算法,35,第5章运输层,理解发送窗口上限值是如何确定的运输连接的管理就是使