计算机网络 总复习.ppt

计算机网络谢希仁编著,总复习,第1章概述,1.2-1.7节是重点，其中要掌握的知识点：1、数据的交换技术什么是数据交换技术？数据交换技术是指通信子网根据需要和网络条件动态地安排两个通信结点的通信线路。电路交换和分组交换技术的特点,2、计算机网络的性能：速率：是指数据传输速率，单位是：b/s(比特每秒)bit/s，定义为单位时间内所传输的二进制信息位数，也称为数据率或比特率。码元速率单位是波特（Baud)，定义为单位时间内通过信道传输的码元个数，又称为波特率。,带宽：有以下两种解释：（1）带宽本来是指信号具有的频带宽度。即信号所包含的不同频率成分所占据的频率范围。单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。（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。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”。在计算机网络中“带宽”和“最高数据率”是同义语，单位是“比特每秒”，或b/s(bit/s)。,带宽有时又是指通信信道的容量。信道的容量是信道传输数据能力的极限。就像公路最大限速值与汽车实际速度之间的关系.信道的容量是信道的最大传输速率。,时延：是指数据（一个报文或分组）才网络（或链路）的一端传送到另一端所续的时间。,3、网络的体系结构：是计算机网络的各层及其协议的集合。常说的计算机网络体系结构有：OSI的体系结构、TCP/IP体系结构和五层协议的体系结构。,4、实体、协议、服务和服务访问点实体(entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程，实体就是一个特点的软件模块。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。,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。同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点SAP(ServiceAccessPoint)。,5、“无缝的”、“透明的”和“虚拟的”“无缝的”概念用于网络时，表示几个网络互连时对用户来说就好像是一个网络。因为互连的各个网络都使用统一的网际协议IP，具有统一的IP地址。用户看不见各个不同网络相接的“缝”。“无缝的”和“透明的”意思很接近。,“透明的”表示实际存在的东西而我们却好像看不见一样。如：发送邮件时用鼠标单击“发送”，邮件就发送出去了。实际上这个工作使用了好几个网络协议，这些复杂的过程我们都看不见。这些复杂的网络协议对用户来说都是“透明的”。它们都存在在电脑里，用户却看不见。“虚拟的”表示看起来好像存在但实际上并不存在。,第2章物理层,2.1、2.2、2.4节是重点，其中要掌握的知识点：1、物理层的基本功能：其基本功能是在通信介质上实现0、1比特流的传输。物理层不是指具体的传输介质。,2、数据通信的基本概念信息、数据和信号：信息发送前要编码成数据，数据再用信号来表示才能在传输介质上传输。数据是信息的实体信号是数据的电气的或电磁的表现形式。,3、奈奎斯特定律和香农定律奈奎斯特定律说明了在理想信道传输二进制数据信号的最大数据传输速率Rmax与通信信道带宽W(单位Hz)的关系：Rmax=2W2N,香农定律给出了在有噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。信道的极限信息传输速率C可表达为C=Wlog2(1+S/N)b/s例如：信道带宽为3khz,信噪比为30db,则每秒能发送的比特数不会超过多少？,根据香农定理：最大传输速率C=Wlog2(1+S/N)b/s，已知：db=1010(s/n)，即s/n=1030/10=1000,所以C=3000*2(11000),4、信道的复用技术：当物理链路的传输能力大于信号传输的需求时，这条链路上就可以传输多路信号，这种方式就称为复用。掌握频分复用和时分复用,第3章数据链路层,重点3.1、3.2、3.3节，3.5节。其中要掌握的知识点：1、数据链路层的基本功能：数据链路层为网络层服务，在相邻结点间无差错地传递以帧为单位的数据。要实现这个基本功能需要解决3个基本问题：封装成帧、透明传输和差错检测。,2、链路和数据链路3、数据链路的种类：点到点的链路、广播链路（共享链路）。,点对点的链路,在实际应用中，点到点链路的通信主要用在几种情况：第一种是两个网络之间通过路由器互连，即路由器之间的点到点的连接。第二种是拨号接入再就是广域网,广播链路（共享链路）：,多用于局域网。所以，在数据链路层有两个分支，一是使用点到点信道的数据链路层和使用广播信道的数据链路层点到点信道的数据链路层使用的协议是点到点协议PPP广播信道的数据链路层使用的协议是CSMA/CD协议。,4、三个基本问题：,封装成帧：把数据组成一定大小的数据块-帧，以帧为单位发送、接收和校验数据。透明传输：对数据中含有的控制信息要有相应措施使接收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息差错检测：数据链路层使用循环冗余检验检错技术对传输中产生的比特差错进行检错。,5、PPP协议帧的格式当PPP协议使用异步传输时，透明传输靠字符填充解决。当PPP协议使用同步传输时，透明传输靠零比特填充法解决,6、CSMA/CD,1、怎样解决在广播信道上实现一对一的通信？2、在共享的广播信道上如何各计算机的工作(如何解决共享介质的使用)。3、争用期和最短帧长概念4、以太网的两个标准,7、以太网的扩展,在物理层扩展以太网：使用设备HUB在数据链路层扩展以太网：使用设备网桥、交换机。网桥（交换机）的自学习和转发数据帧的原理广播域的概念：随着局域网的扩展，局域网的范围在不断扩大，广播域也在不断扩大，会产生广播风暴,虚拟局域网与广播风暴：一个局域网是一个广播域。虚拟局域网可以缩小广播域，避免广播风暴。碰撞域概念：是指局域网中的某个区域内，如果两台主机同时发送数据，就会产生冲突，这样的一个区域就称为冲突域。使用集线器互联的局域网结构，它是一种共享介质的局域网结构，所有连接到集线器的结点共享一个“传输介质”，所以一个集线器都是一个冲突域。,第4章网络层,4.1-4.5节是重点，其中要掌握的知识点：1、网络层功能2、网络互连的概念3、什么是IP地址？要实现网络的互连，首先需要建立全局的地址系统，解决互连中主机、路由器及其他设备的全局唯一的地址标识问题。IP地址就是全局统一地址标识符。每个IP地址都能惟一地、确定地识别一个物理网络与一台主机。,4、IP协议分类的IP地址IP数据报首部的字段格式及作用5、划分子网：借用主机位来表示子网络。6、无分类编址CIDR（构成超网）,【问题】有人认为使用CIDR时，给某单位分配了一个地址块/20，相当与16个C类地址块。如果不使用CIDR，而直接给该单位分配16个C类地址块，在效果上不是一样吗？答：在效果上是不一样的！如果不使用CIDR,而直接给该单位分配16个C类地址块,就相当于给单位分配16个C类网络。对单位外来说每个C类网络都在单位外面的路由表中占有一个表项，使路由表更大。对单位内的主机相互通信时，由于跨越了不同的网络，都必须使用路由器来转发IP数据报，造成开销大,使用CIDR时，给该单位分配了一个地址块/20，即满足了IP地址数量的需求，又解决了上述问题。,【例题】已知一个CIDR地址块为200.56.168.0/21。试用二进制表示这个地址块。这个CIDR地址块包含有多少个C类地址块？题解：200.56.168.0/21=11001000001110001010100000000000有下划线的粗体数字表示网络号。C类地址块的网络号是24位，比上面的CIDR地址块多3位。因此这个CIDR地址块包含23=8个C类地址块。（因为211=2*210=2*1024=2048/256=8）,【例题】已知局域网10.10.1.32/27上面连接了一个路由器和五个主机，它们的IP地址已标注在下图中。试问这些IP地址有没有不正确的？如有，请说出理由。,图：判断IP地址是否正确,题解：局域网10.10.1.32/27的二进制表示是00001010000010100000000100100000有下划线的粗体字是网络前缀。在这个局域网上连接的设备的主机号host-id一共有5位二进制数，因此其IP地址的最后一个字节的数值不能超过00111111，即不能超过十进制的63.从图上看出，地址10.10.1.70是个错误的地址，不允许出现在这个局域网上，其余的地址正确。,6、RIP协议原理7、网络地址转换NAT,【例题】假定路由器B中的路由表有如下的项目（这三列分别表示“目的网络”、“距离”和“下一跳”）：现在B收到C的路由表，求出路由器B更新后的路由表。,B的路由表,C的路由表,修改后C的路由表,路由器B更新后的路由表,第5章运输层,5.1-5.5节是重点，其中要掌握的知识点：1、运输层功能：运输层提供的是网络环境中的主机的端到端进程通信服务。端到端信道是由多段点到点的信道构成。端到端协议建立在点到点协议上，提供应用进程之间的通信手段。,2、UDP协议的特点3、TCP协议的特点4、TCP协议的4个功能：TCP如何实现流量控制TCP如何实现可靠传输,TCP如何实现流量控制,TCP如何实现流量控制,TCP利用滑动窗口协议实现流量控制。通信双方为每一个连接各使用一个窗口，称为滑动窗口。TCP通过两个缓存和一个窗口来控制数据的流动,对发送的每个字节进行编号：TCP将应用进程交给它的所有数据看成是字节流，对每一个节进行编号，字节的起始编号在建立连接时确定，通知对方（报文首部的序号字段）对收到的字节进行确认：在报文首部的确认字段中的确认号包含了一种“期望”。如果确认号是101，隐含的意思100号之前的数据都收到了，下一个数据块的首字节序号是101.设置重传定时器：仅靠编号和确认还不能提供可靠性，每发送一个报文后，启动一个重传定时器，定时器时间到，而确认没到，就重传报文段。基于以上三个措施，故TCP采用了带有定时器的确认和重传机制实现的数据的可靠传输。,TCP如何实现可靠传输,例题：,1、IP和UDP的共同点就是它们都是无连接的。IP和UDP最主要的区别是什么？IP是主机到主机的通信协议，但UDP是进程到进程的通信协议。,2、从通信的起点和终点来比较，TCP和IP的不同点是什么？,进程A和进程B的通信是使用面向连接的TCP提供的可靠的传输。主机X和主机Y的通信是使用无连接的IP提供的不可靠的传输。,对TCP来说，通信的起点和终点是运输层上面的两个套接字(socket)，而应用层的应用进程正是通过应用层和运输层之间的套接字来使用TCP提供的服务