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计算机网络复习纲要第一章、引论1、从体系结构来观察，计算机网络的发展可分为三个阶段（三代网络）：1）以主机为中心的联机终端系统2）以通信子网为中心的主机互连3）体系结构标准化网络2、两层网络概念的出现：由CCP组成的传输网络通信子网，提供信息传输服务建立在通信子网基础上的主机集合资源子网，提供计算资源3、因特网的前身ARPANET，因特网的出现标志着网络时代的到来4、计算机网络：相互连接的自治计算机的集合自治：能独立运行，不依赖于其他计算机互连：以任何可能的通信连接方式5、计算机的功能：数据通信、资源共享、提供高可靠性服务、节省投资、分布式处理6、计算机网络的分类：按地域范围分类、按拓扑结构分类、按通信传播方式分类（局域网络通常使用广播方式，广域网络通常使用点对点方式）第二章、数据通信的基本知识1、通信的三个要素：信源、信宿和信道噪声信源发送器信道接收器信宿源系统目的系统2、信道及其主要特征数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。 计算机网络中主要采用数字信道进行数据传输 ADSL、ISDN、DDN、ATM、局域网模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。 CATV、无线电广播、电话拨号线路3、信道的最大数据传输率奈奎斯特Nyquist公式：用于无噪声理想低通信道 C = 2W log2 M香农Shannon公式：用于有噪声干扰信道C = W log2 （1+S/N） 4、数据传输方式单工：数据单向传输（例：无线电广播）半双工：数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向传输（例：对讲机）全双工：数据可以双向同时传输（例：电话）5、传输介质l 金属导体：双绞线、 同轴电缆(粗、细)l 光纤：依靠光波承载数据，光脉冲在玻璃纤维中传播l 无线介质：使用电磁波或光波携带信息，无线电、微波、卫星、红外线6、数据编码：编码与调制的区别7、数字数据的数字信号编码NRZ、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码8、模拟数据的数字信号编码PCM脉冲编码的三个步骤：采样：按一定间隔对语音信号进行采样量化：把每个样本舍入到最接近的量化级别上编码：对每个舍入后的样本进行编码9、多路复用技术复用方法：频分复用FDM：整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。波分复用WDM：整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输。时分复用TDM：把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。码分复用CDM ：每个用户把发送信号用接收方的地址码序列编码。10：数据交换技术：电路交换：在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。面向连接的，典型例子：电话报文交换：以报文为单位进行“存储-转发”交换的技术。无连接的，典型例子：电报分组交换：将报文分割成若干个大小相等的分组（Packet）进行存储转发。无连接的11、差错控制的基本方法：接收方进行差错检测，并向发送方应答，告知是否正确接收。差错控制编码：检错码和纠错码第三章、计算机网络体系结构1、计算机网络中，层、协议和层间接口的集合被称为计算机网络体系结构。换句话说：体系结构包括三个内容：分层结构与每层的功能，服务与层间接口，协议。2、由国际化标准组织ISO制定的网络体系结构国际标准是OSI/RM，实际中应用最广泛的是TCP/IP体系结构3、网络体系结构的基本原理：层次化的分层原理4、对等层通信的实质：对等层实体之间实现的是虚拟的逻辑通信；下层向上层提供服务；上层依赖下层提供的服务来与其它主机上的对等层通信；实际通信在最底层完成。5、通信协议的三要素语义：对协议中各协议元素的含义的解释语法：协议元素与数据的组合格式，即报文格式时序：通信过程中，通信双方操作的执行顺序和规则6、网络体系结构中，对等层之间交换的信息报文统称为协议数据单元。由协议控制信息（协议头）和数据（SDU）组成传输层及以下各层的PDU另外还有各自特定的名称：传输层段（Segment） 网络层分组/包（Packet）数据链路层帧（Fra me）物理层比特（Bit）7、OSI/RM与TCP/IP体系结构，OSI/RM各层的功能8、OSI/RM传输层与网络层的关系：网络层则提供网络中主机间的“逻辑通信” ；而传输层提供主机中的进程间的“逻辑通信” 。9、TCP/IP传输层的主要功能：提供进程间可靠的传输服务。传输层包括TCP和UDP两种传输协议：TCP是面向连接的传输协议。UDP是无连接的传输协议。网际层的核心协议IP，提供了无连接的数据报传输服务。第四章、计算机局域网络1、局域网的关键技术，三种技术决定了局域网的特征拓扑结构（逻辑、物理）：总线型、星形、环形、树形介质访问方法：CSMA/CD、Token-passing信号传输形式：基带、宽带2、局域网的体系结构只包含了两个层次：数据链路层，物理层。数据链路层又分为逻辑链路控制和介质访问控制两个子层物理层：（两个接口）连接单元接口（AUI）可选，仅用于粗同轴电缆，介质相关接口（MDI）数据链路层：MAC子层功能：实现、维护MAC协议，差错检测，寻址。 LLC子层功能：向高层提供统一的链路访问形式，组帧/拆帧、建立/释放逻辑连接，差错控制，帧序号处理，提供某些网络层功能。3、介质访问控制方法1）载波检测多路访问/冲突检测（CSMA/CD）用于IEEE802.3以太网工作原理：发前先听，空闲即发送，边发边听，冲突时退避。CSMA/CD采用了截断二进制指数退避算法2）令牌传递（Token Passing）主要用于IEEE802.5令牌环网 4、以太网传统以太网：10Mb/s；快速以太网（FE）：100Mb/s；千兆以太网（GE）：1000Mb/s（1Gb/s）；万兆以太网（10GE）：10Gb/s5、以太网的物理层选项与标识方法：速率、信号方式、介质类型速率（Mb/s）基带或宽带Base，Broad每段最大长度（单位:百米）或介质类型（T，F，X）10 Base 56、MAC地址又称为物理地址，它是网络站点的全球唯一的标识符，与其物理位置无关。MAC地址的长度为6个字节，共48位；7、局域网扩展主要在三个层次上物理层：总线网中继器，星形/环形网集线器。一个网段上的信号不加选择地被复制到另一个网段数据链路层：网桥、交换机。一个网段上的帧有条件地被转发到另一个网段网络层：路由器。一个网络上的分组有条件地被转发到另一个网络8、结构化布线系统的组成结构化布线是利用双绞线及光纤进行实现。包括楼宇子系统、管理间子系统、设备间子系统、垂直干线子系统、水平子系统、工作区子系统六个部分。9、简单局域网的构建课本P161第五章、计算机广域网技术1、WAN的特点：范围广，建立在电信网络的基础上，点到点连接构成的网状结构2、WAN由节点交换机、中继线和用户设备组成。WAN的协议体系涉及OSI的最低3层。WAN的链路层协议主要使用PPP和HDLC类（包括HDLC、LAPB）。3、各种WAN的连接方式PSTN属于电路交换，常用于拨号上网；ADSL属于专线连接，其速率非对称性特别适合因特网接入。ISDN属于电路交换，可支持数据、图像、声音的传输；DDN属于专线连接，可支持任何类型的业务；X.25属于分组交换，各种协议均可封装在X.25的分组中进行传输；FR在链路层上实现分组交换，提高了速度和效率；ATM结合了电路交换和分组交换的优点，是B-ISDN的首选传输技术4、ADSL是宽带接入技术，ADSL的特点是上行速率与下行速率不相同，由用户端设备和局端设备组成，应用方式是PPPoE5、广域网的链路层协议HDLC（高级数据链路控制协议）PPP（点对点协议）第六章、网络操作系统1、网络操作系统是计算机网络和网络用户之间的接口。在网络环境中，服务主要以C/S形式提供。2、主要的服务包括：文件服务把文件系统从单机扩展到网络；打印服务把本地打印扩展到网络打印；目录服务把网络资源以目录形式提供给用户；通信服务用户之间的消息传输；安全管理管理用户的权限和资源的访问权限。3、网络操作系统的分类集中式、客户/服务器（C/S）、对等式（Peer to Peer）4、UNIX是一个多用户、多任务、分时操作系统。UNIX系统主要由四个部分组成：内核（Kernal）、外壳（Shell）、文件系统、各种外部命令5、UNIX网络功能包括：文件传输、远程登录、远程文件链接、标准网络服务6、UNIX中3个主要的网络包：TCP/IP、基本网络实用程序、网络文件系统NFS（Network File System）7、Windows NT的网络特性 ：基于域(Domain)和工作组(Workgroup)的管理第七章、常用网络设备1、网络设备的功能层次OSI层次地址类型设备传输层及以上应用程序进程地址（端口）网关（协议转换器）网络层网络地址（IP地址）路由器（三层交换机）数据链路层物理地址（MAC地址）网桥、交换机（网卡）物理层无中继器、集线器、（网卡）2、广播：向网络上的所有设备发送数据广播域：网络上所有能够接收到同样广播分组的设备的集合冲突域：网络中的一部分，以网桥、交换机或者路由器为边界，在冲突域中任意两台主机同时发送数据都会产生冲突一个广播域包含一个或多个冲突域3、中继器和集线器的功能：信号整形和放大，在网段之间复制比特流在网段之间复制比特流，信号整形和放大4、以集线器为核心的网络的特点 所有主机共享带宽 无法限制冲突和广播 适用于小型网络5、交换机的工作原理：学习源地址（构造转发表）、过滤本网段帧（隔离冲突域）、转发异网段帧（交换）、广播未知帧（寻找目的站点）6、以网桥/交换机为核心的网络的特点 每个网段独享带宽。最佳可达到每台主机独享带宽 可以限制冲突，但不能限制广播。有可能产生广播风暴 适用于小型网络到大型园区网络。大型网络中需解决广播问题7、路由器与交换机的主要区别：用路由器连接起来的若干个网络，它们仍是各自独立的。要想从一个网络访问用路由器连接起来的另一个网络中的站点，必须指定该站点的逻辑地址（IP地址），通过广播是无法与之进行通信的。8、路由器的路由选择过程也采用存储转发的方法9、路由器的优点：限制了冲突域；可以用于LAN 或WAN的环境；可以连接不同介质的网络和不同体系结构的网络；可以为分组确定传输的最佳路径；可以过滤广播信息。第八章 网络互联与因特网基础1、网络互联的基本概念网络互联可以在网络体系结构的不同层次上实现：物理层：使用中继器/集线器，在电缆段之间复制比特流。数据链路层：使用网桥/交换机在网段之间转发数据帧。根据数据帧中的信息（MAC地址）进行转发。网络层：使用路由器在网络之间转发报文分组。根据分组中的逻辑地址（IP地址）进行转发。传输层及应用层：使用网关连接不同体系结构的网络。2、因特网体系结构 3、因特网接入指如何把用户的计算机连接到因特网的接入点因特网的边缘路由器。采用了广域网连接技术。4、因特网的网络层协议分成四部分：网际协议（IP）、路由选择协议、网络控制信息协议（ICMP）和组播协议（IGMP）。网际协议：决定了网络层的编址机制，数据报的格式（网络层的PDU），各节点根据数据报的字段所应采取的动作。路由选择协议：决定数据报在发送过程中由信源到信宿所经过的路由器。网络控制信息协议：可以为用户提供网络中的各种运行信息。组播协议：由于数据报的发送无须建立过程和响应信息，因此可以支持因特网上的多点同时传送，但由于网络层协议设计上的限制，多点传送解决起来比较复杂。5、IP是因特网的网络层中最重要的协议IP地址: 32bit的逻辑地址, 用来标识主机或路由器的网络接口IP地址包括2个部分：网络地址（网络号）、主机地址（主机号） 6、子网的特点：多个子网可以运行在同一物理网络上。划分子网后，原来的网络对外仍呈现为一个完整的网络，外面看不见其内部的子网结构。7、IP路由选择网络中实现路由选择功能的设备是路由器。路由器根据其内部保存的一张路由表转发分组。因特网中的路由器采用的都是动态路由。 路由协议有两大类：全局路由协议，也称其为链路状态路由协议，典型的链路状态路由协议是OSPF。局部路由协议，也称其为距离矢量路由协议，典型的距离矢量路由协议是RIP8、主机的IP地址有两种分配策略：由网络管理员手工分配（静态分配）；动态分配：DHCP协议。9、网络层: 在端系统间进行通信；传输层: 在进程间进行通信；Internet的两类传输服务：可靠的，按序点对点递交TCP和不可靠的，无序的点对点或广播递交：UDP第九章 因特网的应用 1、因特网编址机制：三种形式的地址管理机制域名地址：层次化的地址，便于人们记忆。IP地址：32位逻辑编码，用来在因特网中定位主机和路由器的接口。 TCP/IP网络上的每台主机都必须有唯一的IP地址。域名地址转换到IP地址由域名服务系统（Domain Name System，DNS）实现，这个转换过程又称为域名解析（Name Resolution）。MAC地址：48位物理编码，用来在局域网中识别主机/路由器的接口。 IP地址转换到MAC地址由地址解析协议（ARP）实现。2、主机域名是由一系列由“.”分开的标签组成DNS服务器分为三类：本地域名服务器（Local Name Server）即每个组织/企业的DNS服务器。根域名服务器（Root Name Server）为下级域名服务器提供域名解析服务；它需要