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计算机网络复习资料网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。计算机网络向用户提供的最重要的功能 连通性计算机网络使上网用户之间都可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。 共享即资源共享。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。网络:由若干结点和连接这些结点的链路组成互联网:网络和网络还可以通过路由器互联起来，构成覆盖范围更大的网络，即互联网。因特网:是世界上最大的互联网络。连接在因特网上的计算机都称为主机(host)。 因特网的组成 (1) 边缘部分 由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。(2) 核心部分 由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。两种通信方式：客户服务器方式（C/S 方式） 对等方式（P2P 方式）电路交换的特点n 电路交换必定是面向连接的。 n 电路交换的三个阶段：建立连接、通信、释放连接分组交换的主要特点在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。 每一个数据段前面添加上首部构成分组。分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端。接收端收到分组后剥去首部还原成报文。最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。计算机网络：一些相互连接的、自治的计算机的集合计算机网络的分类不同作用范围的网络：局域网 LAN 、城域网 MAN、 广域网 WAN、 个人区域网PAN从网络的使用者进行分类：公用网 、 专用网 计算机网络的性能指标：速率、带宽、吞吐量、时延、利用率发送时延 =数据块长度（比特）/发送速率（比特/秒） 传播时延 =信道长度（米）/信号在信道上的传播速率（米/秒）总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+排队时延 协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。 协议的三要素：语法、语义、时序模拟信号：消息的参数的取值是连续的数字信号：消息的参数的取值是离散的计算机网络的体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。网络协议,简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。 网络协议的组成要素 :语法、语义、同步复用：通过一条物理线路同时传输多路用户的信号根据OSI参考模型的层次划分，网络互连划分为7个层次，分别是：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。在物理层的网络互连设备是中继器，数据链路层的网络互连设备是网桥，网络层的网络互连设备是路由器，传输层，会话层，表示层，应用层这些网络高层互连设备是网关。交换机可以实现数据链路层或网络层的互连。接口：相邻层间交互的界面服务：下层通过层间接口为上层提供其实现的某种特定功能。实体：是指网络中发送或接收信息的设备或进程，在大多数情况下是一个特定的软件模块。n 协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。n 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。分层的好处： 各层之间是独立的。灵活性好。结构上可分割开。易于实现和维护。能促进标准化工作。 层数多少要适当 n 若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。n 层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。 开放系统互连（OSI）参考模型 TCP/IP模型包括4个概念层次1 物理层2 数据链路层3 网络层4 运输层5 应用层TCP/IP模型 TCP/IP与OSI体系结构的对应关系 开放系统互连（OSI）参考模型 五层协议的体系结构 旧的数字传输系统存在着许多缺点。其中最主要的是以下两个方面： 速率标准不统一。不是同步传输。所以就推出了同步光纤网 SONET频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧）。所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。波分复用就是光的频分复用。 码分复用 每个用户可以在同样的时间使用同样的频率进行通信。数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：点对点信道、广播信道数据链路层三个基本问题 :(1) 封装成帧 (2) 透明传输 (3) 差错检测封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。确定帧的界限透明传输使得不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送，因此很重要；差错控制主要包括差错检测和差错纠正，旨在降低传输的比特差错率，因此也必须解决。局域网的拓扑：星形网、总线型、环形网、树形网 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。 10BASE-T（双绞线以太网） 10BASE-F（光纤以太网） 10BASE-2（细缆以太网） 10BASE-5（粗缆以太网） 10-BASE-T “10”表示数据率为10Mb/s “BASE”电缆上的信号是基带信号“T”表示使用双绞线的最大长度是500米数据链路层的两个子层 ：逻辑链路控制 LLC 、媒体接入控制 MAC 载波监听多点接入/碰撞检测 CSMA/CD 先听后发、边听边发、冲突停止、等待重发 在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或 MAC 地址，有效长度48位有效的 MAC 帧长度为 64 1518 字节之间。在物理层扩展局域网：总线型的用中继器，星形的用集线器在数据链路层扩展局域网是使用网桥n 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。 网桥和集线器（或转发器）不同 n 集线器在转发帧时，不对传输媒体进行检测。n 网桥在转发帧之前必须执行 CSMA/CD 算法。虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。 虚拟局域网 VLAN 是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。速率达到或超过 100 Mb/s 的以太网称为高速以太网。字符填充 n 将信息字段中出现的每一个 0x7E 字节转变成为 2 字节序列(0x7D, 0x5E)。 n 若信息字段中出现一个 0x7D 的字节, 则将其转变成为 2 字节序列(0x7D, 0x5D)。n 若信息字段中出现 ASCII 码的控制字符（即数值小于 0x20 的字符），则在该字符前面要加入一个 0x7D 字节，同时将该字符的编码加以改变。 例题：一个PPP帧的数据部分(用十六进制写出)是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）。解答：由于PPP的字节填充法规定：0x7E转换为（0x7D，0x5E）,0x7D转换为（0x7D，0x5D）,所以7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E转换为真正数据是： 7E FE 27 7D 7D 65 7E面向连接的通信方式 :建立虚电路(Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。 如果再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差错按序到达终点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。物理层中继系统：转发器(repeater)、集线器（Hub)。数据链路层中继系统：网桥 (bridge)、交换机（Switch）。网络层中继系统：路由器(router)。网络层以上的中继系统：网关(gateway)。 虚电路服务与数据报服务的对比对比的方面虚电路服务数据报服务思路可靠通信应当由网络来保证可靠通信应当由用户主机来保证连接的建立必须有不需要终点地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号每个分组都有终点的完整地址分组的转发属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发每个分组独立选择路由进行转发当结点出故障时所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作出故障的结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化分组的顺序总是按发送顺序到达终点到达终点时不一定按发送顺序端到端的差错处理和流量控制可以由网络负责，也可以由用户主机负责由用户主机负责互联网都是指用路由器进行互连的网络。IP 地址的使用范围 网络 最大 第一个 最后一个 每个网络类别 网络数 可用的 可用的 中最大的 网络号 网络号 主机数 A 126 (27 2) 1 126 16,777,214 B 16,383(214 - 1) 128.1 191.255 65,534 C 2,097,151 (221 - 1) 192.0.1 223.255.255 254D类用于多播。 E类保留为以后用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。无分类编址 CIDR ICMP 报文的种类有两种，即 ICMP 差错报告报文和 ICMP 询问报文。 ICMP 差错报告报文共有 5 种 ：终点不可达 、源点抑制 、时间超过 、参数问题 、改变路由因特网有两大类路由选择协议 ：内部网关协议 IGP 、外部网关协议EGP 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。 应用进程之间的通信又称为端到端的通信运输层的主要功能 ：运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信（但网络层是为主机之间提供逻辑通信）。运输层还要对收到的报文进行差错检测。运输层可选的功能：n 可靠数据传输、流量控制、拥塞控制因特网的运输层有两个不同的协议：(1) 用户数据报协议 UDP (2) 传输控制协议 TCP 运输层的复用与分用n 复用是指在发送方不同的应用进程都可以使用同一个运输层协议传送数据；n 分用是指接收方的运输层在剥去报文的首部后能够把这些数据正确交付到目的应用进程。面向连接的与面向无连接的？n 面向连接的就是在发送之前必须先建立连接，才能发送数据，发送完数据得释放连接。如TCP 则提供面向连接的服务。 n 面向无连接的就是在发送之前不须要建立连接，就能发送数据，发送完数据也不需要释放连接。如UDP 在传送数据之前不需要先建立连接。对方的运输层在收到 UDP 报文后，不需要给出任何确认。应用程序FTPTELNETSMTPDNSTFTPHTTPSNMPSNMP(trap)孰知端口212325536980161162快速重传算法首先要求接收方每收到一个失序的报文段后就立即发出重复确认。这样做可以让发送方及早知道有报文段没有到达接收方。 发送方只要一连收到三个重复确认就应当立即重传对方尚未收到的报文段。 流量控制就是让发送方的发送速率不要太快，既要让接收方来得及接收。用三次握手建立 TCP 连接 拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。拥塞控制与流量控制的区别n 拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机、所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。 n 流量控制往往指在给定的发送端和接收端之间的点对点通信量的控制。 n 流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。 当发送方收到连续三个重复的 ACK 时，就用快恢复，传输减半当发送方收到超时 ACK 时，就用慢开始，传输降到最开始的速率调幅AM、调频FM、调相PM 、屏蔽双绞