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计算机网络与通信复习提纲 【劉权 计应0431 (*_*) 嘻嘻】1掌握计算机网络的定义：计算机网络是指将不同地理位置上的独立的计算机，用传输介质和连网设备连接起来进行通信，用完善的软件系统进行管理，以实现资源共享为目的的系统。2计算机网络的功能：信息交换、资源共享和 分布式处理 。3掌握广域网与计算机通信网的区别。答：（1）不同城市之间的LAN或者MAN利用计算机通信网进行互连。（2）广域网必须运行网络层协议解决寻由问题。（3）广域网提供数据资源、软件资源、计算机资源共享，计算机通信网不提供这些资源共享，只为广域网提供通信资源共享。（4）广域网的产权属于建造者本身，计算机通信网的产权属于通信网公司，前者通过付费的方式利用后者的通信资源。（5）计算机通信网由于距离远，造价昂贵，在我国都是由国家或跨区域的大电信公司出资营造，产权属于营造者。（6）在技术上，广域网通过路由器连接计算机网络，计算机通信网由多个节点交换机（程控交换机）和长距离的光缆组成，为了提供多条转发链路而保证网络的可靠性，节点交换机之间都是网状型的点对点连接，通过节点交换机对分组进行存储转发。（7）计算机通信网的连接节点交换机的链路必须都是高速链路，提供足够的带宽以支持爆炸式增长的网络通信量。4什么是网络柘扑结构 计算机网络的拓扑结构就是网络中通信线路和站点的几何排列形式。常见的集中拓扑结构为一下几种：1总线型网络2星型网络3环型网络4树型网络5网状型网络5掌握网状型结构全连接时连接线数目的计算公式：S=N(N-1)/2，其中N为节点数。6计算机网络的分类：按资源共享方式划分为对等网和客户/服务器网络，按拓扑结构分为总线型、星型、环型、树型和网状型。7掌握局域网的主要分类：以太网、FDDI、WLAN（无线局域网）、令牌环网。8掌握世界上重要组织的英文缩写：如美国电气与电子工程师协会，其英文称为IEEE，国际标准化组织（ISO）。（1）国际标准化组织（ISO）（2）国际电信联盟电信标准化部（ITU-T）（3）美国国家标准化协会（ANSI）（4）美国电气与电子工程师协会（IEEE）（5）电子工业联合会（EIA）5 我国几个重要的网络1中国公用计算机互联网（CHINANET）2中国科技网（CSTNET）3教育和科研计算机网（CERNET）4中国金桥信息网（CHINAGBN）5中国联通互联网（UNINET）6.互联网（CNCNET）7中国移动互联网（CMNET）8中国国际经济贸易互联网（CIETNET）9中国长城互联网（CGWNET）10中国卫星集团互联网（CSNET） 9理解什么是单工通信、半双工通信、全双工通信（理解全工传输为什么需要采用四线制线路）。单工方式是指通信信道是单向信道，数据信号仅沿一个方向传输，发送方只能发送不能接收，而接收方只能接收不能发送，任何时候都不能改变信号传送方向；半双工通信是指信号可以沿两个方向传送，但同一个时刻一个信道只允许单方向传送，即两个方向的传输只能交替进行；全双工通信是指数据可以同时沿相反的两个方向进行双向传输；10数据率（又称数据传输率）：是指单位时间内发送端和接收端之间传输数据的平均比特数，或指发送端的发送速率，单位为每秒位（bit/s），它反映了终端设备之间的信息传输能力，是一段时间的平均值。11掌握什么是有效频带。数字脉冲的带宽为无穷大.但信号的大部分能量都集中在0-4/T的相对较窄的频带里.这个频带称为有效频带.也就是常说的宽带。12掌握最大数据传输率的计算公式：C=2Blog2N，其中B为带宽，N为离散信号个数（或电平个数）。例如：在带宽为10MHz的理想信道上，如果使用4电平的数字信号，计算每秒钟最多能发送多少字节。若考虑到传输中各种噪声存在，则使用香农公式：C=Blog2(1+S/N) ，例如：一个数字信号通过信噪比S/N为2047的8kHz带宽的信道传送，计算其最大数据传输速率。13波特率：每秒传送信息位的数量，它是所传送代码的最短码元占有时间的倒数。14理解数据传输中产生差错的原因一般有两类， 一类是独立型差错，另一类是突发型差错。15什么是基带传输。 基带传输是在信道中直接传输数字信号，且传输介质的整个宽带都被基带信号占用，双向的传输信息基带传输系统安装简单。成本低。主要用于总线拓扑结构的局域网，在2.5KM的范围内，可以达到10Mbit/s的传输速率。16光纤的损耗特性和色散特性是光纤的主要特性，决定了光纤的最大传输距离和最大传输带宽。23掌握光纤的分类，按照折射率分布有均匀光纤和非均匀光纤，按照传输的总模数，光纤通常分为单模光纤和多模光纤。24掌握光纤的主要特点：抗干扰能力强、保密性好、重量轻、中继距离长等。25常用的数据交换技术有有3种：电路交换、报文交换、分组交换。其中使用“存储转发”交换方式的有：报文交换、分组交换（包交换）。26理解电路交换的特点（简单理解即可：线路利用率低、电路交换时延小、提供通明通路）27分组交换网可采用两种方式进行交换：数据报传输方式和虚电路传输方式。 28掌握分组交换的特点。答：交换网可以采用两种方式：数据报文分组交换和虚电路分组交换数据报文分组交换的特点： 传输质量高 电路利用率高 信息传递安全、可靠 传送信息有一定时延 通过申请账号、密码（NUI），可实现全国漫游，经济性能好。虚电路分组交换的特点：在数据传送之前必须通过虚呼叫设置一条虚电路。但并不像电路交换那样有一条专用通路，分组在每个节点上仍然需要缓冲，并在线路上进行排队等待输出。29分组数据经过通信网络到达终点有两种交换方法：数据报传输和虚电路传输 。30在长途通信中，一些高容量的同轴电缆、地面微波、卫星设施以及光缆等传输介质，可利用的带宽有限，为了高效合理地利用资源，通常采用多路复用技术，使多路数据信号共同使用一条线路进行传输。31理解什么是FDM：把线路或空间的通频带分成多个频段,将其分配给多个不同的用户,每个用户的数据通过分配给它的子频段(信道)进行传输。32多路复用技术通常有：频分复用、时分复用、波分复用和码分复用等。33掌握E1标准中数据传输率的计算方法：例1：E1标准中的TDM每帧分为32个时隙，每个时隙8位，PCM的采样频率为8000Hz，计算E1标准的数据传输速率（教材P38页书中的例题），例2：CCITT定义的T1标准中，每帧包含24路话路，每个话路占8位，每帧附加一位同步位，PCM的采样频率为8000Hz，计算T1标准的数据传输速率。35正交性就是任何两个时隙序列中的对称的0和1相同的和不同的对数都必须是相同的。36我国在通信领域取得的第一个具有自主知识产权的国际标准是TD-SCDMA。37计算机网络协议包括语法、语义和同步等三个要素.语法：确定协议原属的格式，即规定数据与控制信息的结构和格式语义：确定协议原属的类型，即规定通信双方要发出何种控制信息.完成何种动作以及做出何种应答交换规则：规定事件实现顺序的详细说明，即确定通信状态的变化和过程，比如通信双方的应答关系。38掌握计算机网络协议就是在计算机网络中，为了进行数据交换与处理所建立的标准、规则或约定。协议有文字的和程序代码两种形式。39OSI模型共分七层，从下到上依次为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。40掌握OSI/RM把计算机网络体系结构分层次的好处。 1能够把复杂问题分层细化为若干个小问题使得易于解决2具有独立性和灵活性 3易于维护 4在实现协议时可以引用经过调试的复用模块或中间件，提高程序设计效率。5各层具有确定的的功能 6容易解决通信的异构性（Heterogeneity）问题 简要地说，计算机网络体系结构就是分层次、相关联的协议的集合。41服务在形式上是用服务原语来描述的，这些原语供用户实体访问该服务或向用户实体报告某事件的发生。在OSI中层与层间服务原语可以分成四类：请求、指示、 响应 和确认。42物理层定义了计算机设备与传输介质之间的接口特性，包括四个方面：机械特性、电气特性、功能特性、规程特性。43掌握常用四种数据编码：曼彻斯特码、差分曼彻斯特码、AMI码和HDB3码，给出编码能画出各种编码波形，见教材66页图3.11。43主要的调制技术有： ASK、QAM、PSK 。ASK: 幅移键控 QAM调制技术 PSK相移键控 44将所要传递的频率较低的信号“附加”在高频信号上发送出去叫做调制；把载波所携带的信号取出来，得到原来的信息，叫做解调。45正交幅度调制（QAM），采用4个相位，两个幅值进行调制，则每波特运载二进制数据为3位.46掌握脉码调制（PCM）的原理：以采样原理为基础，再进行量化和编码 。47简述SDH与PDH技术相比的优点。1、网络管理能力大大加强。2、提出了自愈网的新概念。用SDH设备组成的带有自愈保护能力的环网形式，可以在传输媒体主信号被切断时，自动通过自愈网恢复正常通信。3、统一的比特率，统一的接口标准，为不同厂家设备间的互联提供了可能。附图是SDH和PDH在复用等级及标准上的比较。4、采用字节复接技术，使网络中上下支路信号变得十分简单。 由于SDH具有上述显著优点，它将成为实现信息高速公路的基础技术之一。但是在与信息高速公路相连接的支路和叉路上，PDH设备仍将有用武之地。（SDH可以出E1、CE1，可远程管理，可打环。PDH只能出E1，不能远程管理。）48数据链路层协议采用了哪3种办法来实现可靠地传输？ 1成帧和传输：带填充字符的首尾界符法.带填充位的首尾标志法；2流量控制3差错控制4链路管理49数据链路层以帧为单位发送、接收、校验和应答。51掌握链路管理的定义。 主要功能是：在物理层提供的服务基础上，在通信的实体间建立数据链路连接，传输以“帧”为单位的数据包，并采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。52流量控制技术中有三种ARQ，它们分别是： 停止等待ARQ、后退N帧ARQ和选择性ARQ。54掌握HDLC协议中站的三种类型：主站负责控制整个数据链路，它发出的帧叫命令，受它控制的帧叫次站，也称从站，次站发站的帧叫响应，复合站具有主站和从站的功能，也叫组合站。55画出HDLC协议的帧格式，请注明各字段所占字节数。56HDLC协议定义了哪几类帧？（1）信息帧 用于传输数据的帧，具有完全的控制顺序。（2）监控帧 用于实现监控功能的帧。包括接收准备好、接收未准备好、请求发送、选择发送等监控帧。主要完成回答、请求传输、请求暂停等功能。（3）无编号帧 用于提供附加的链路控制功能的帧。该帧没有信息帧编号，因此可以表示各种无编号的命令和响应（一般情况下，各种命令和响应都是有编号的），以扩充主站和从站的链路控制功能。帧的类型是由帧结构中控制字段来确定，如：若控制字段第1、2位为“10”，时，此帧为什么帧，若为“11”是为什么帧。扩展思考：如果某帧其控制字段的值为185（十进制数），此帧的类型是什么？57HDLC共有三种操作模式，即正常响应模式NRM、异步响应模式ARM 和异步平衡模式ABM，其中ARM操作模式适用于对称结构和点对点链路结构，其特点是：次站不必等待主站询问即可发送信息，每次传输一帧或多帧。58 PPP是点对点协议（Point to Point Protocol）的缩写。它是TCP/IP网络协议包的一个成员。PPP的用途很广，任何用户站在通过Modem拨号上网访问ISP，或者是通过DDN专线上网时，都要执行PPP协议。59局域网参考模型相当于OSI的最低两层：物理层和数据链路层，其数据链路层又划分为逻辑链路控制子层和介质访问控制子层。60掌握逻辑链路控制（LLC）子层向上提供的4种不同类型服务:LLC1，不确认的无连接服务。LLC2，面向连接服务。LLC3，带确认的无连接服务。LLC4，高速传送服务。61介质访问控制方法。共享介质局域网与交换式局域网62掌握CSMA/CD方法的具体过程。答:CSMA/CD是一种分布式介质访问控制协议，网中的各个站（节点）都能独立地决定数据帧的发送与接收。每个站在发送数据帧之前，首先要进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧。这时，如果两个以上的站同时监听到介质空闲并发送帧，则会产生冲突现象，这使发送的帧都成为无效帧，发送随即宣告失败。每个站必须有能力随时检测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，以免介质带宽因传送无效帧而被白白浪费，然后随机延时一段时间后，再重新争用介质，重发送帧。CSMA/CD协议简单、可靠，其网络系统被广泛使用。63CSMA协议的后退算法中，若冲突次数超过16次，则说明不是竞争的主机过多，就是设备或线路出现故障，报告上层处理。64MAC地址固化在网卡的ROM中，网卡装入PC后，就代表这台PC的身份，就是一个网站的标识。现在全球通用的MAC地址长度为48位（即6B）。65掌握IEEE802协议标准中，常用的802.3、802.4的内容解释。802.3-CSMA/CD.它定义了CSMA/CD总线网的MAC子层和物理层的规范. 802.4-令牌总线网.它定义了令牌传递总线网的MAC子层和物理层的规范. 66什么是100BASE-T。这是一种以太网标准，100表示理论最大的传输速率，单位(Mbit/s). Base是Baseband的缩写，表示使用基带传输，没有进行调制和频分复用。 T表示twisted pair cable，表明传输的介质是双绞线。67千兆以太网虽然在百兆网的基础上提高了网络传输能力，但仍然不能保证服务质量。68IEEE802.3u有3种具体标准：以太网100BASE-TX和100BASE-T4采用UDP, 100BASE-FX采用的通信介质为光纤。69万兆以太网的一个重要特点是只使用全双工工作方式，彻底改变了传统以太网的半双工的广播方式。70什么是VLAN？ 虚拟局域网(VLAN)，是英文Virtual Local Area Network的缩写，是指网络中的站点不拘泥于所处的物理位置，而可以根据需要灵活地加入不同的逻辑子网中的一种网络技术。71掌握VLAN的划分方法。 答：从技术角度讲，VLAN的划分可依据不同原则，一般有以下三种划分方法： 1、基于端口的VLAN划分 这种划分是把一个或多个交换机上的几个端口划分一个逻辑组，这是最简单、最有效的划分方法。该方法只需网络管理员对网络设备的交换端口进行重新分配即可，不用考虑该端口所连接的设备。 2、基于MAC地址的VLAN划分 MAC地址其实就是指网卡的标识符，每一块网卡的MAC地址都是惟一且固化在网卡上的。MAC地址由12位16进制数表示，前8位为厂商标识，后4位为网卡标识。网络管理员可按MAC地址把一些站点划分为一个逻辑子网。 3、基于路由的VLAN划分 路由协议工作在网络层，相应的工作设备有路由器和路由交换机（即三层交换机）。该方式允许一个VLAN跨越多个交换机，或一个端口位于多个VLAN中。72掌握无线局域网的优点。1）灵活性和移动性（2）安装便捷（3）易于进行网络规划和调整（4）故障定位容易（5）易于扩展73CCK调制中，对于一对有两个元素组成的等长序列，如果对应位中相同码的个数和不相同码的个数相等，则这两个序列就是补偿码序列。74OFDM子载波之间的正交性是指，每个子载波的周期在一个OFDM符号周期内都与其他子载波保持整倍数的关系，每个子载波与相邻子载波正好相差1个周期。75直接序列扩频是用高码率的扩频码序列扩展发送信号的频谱，在接收端用相同的扩频序列进行解扩，把展开的扩频信号恢复成原始信号。在微波应用中，直接序列扩频的收发过程要求经过3次调制解调。直接序列的扩频技术的关键是不同初始位的“0”或“1”都可以用不同的扩频码来表示，方法是对输入信号和伪随机比特流进行异或运算。76掌握扩频通信系统的基本工作方式。(1)直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum ) 工作方式(简称DSSS方式)。 (2)跳变频率(Frequency Hopping ) 工作方式(简称FH方式)。 (3)跳变时间(Tim e Hopping ) 工作方式(简称TH方式)。 (4)线性调频(Chirp Modulation ) 工作方式(简称 Chirp 方式)。77无线局域网协议为802.11。78掌握网络层应当提供的功能。1路径选择与中继2流量控制3网络连接建立与管理79掌握路由算法的要求。答：路由算法在路由协议中起着至关重要的作用，采用何种算法往往决定了最终的寻径结果，因此选择路由算法一定要仔细。通常需要综合考虑以下几个设计目标： (1)最优化：指路由算法选择最佳路径的能力。 (2)简洁性：算法设计简洁，利用最少的软件和开销，提供最有效的功能。 (3)坚固性：路由算法处于非正常或不可预料的环境时，如硬件故障、负载过高或操作失误时，都能正确运行。由于路由器分布在网络联接点上，所以在它们出故障时会产生严重后果。最好的路由器算法通常能经受时间的考验，并在各种网络环境下被证实是可靠的。 (4)快速收敛：收敛是在最佳路径的判断上所有路由器达到一致的过程。当某个网络事件引起路由可用或不可用时，路由器就发出更新信息。路由更新信息遍及整个网络，引发重新计算最佳路径，最终达到所有路由器一致公认的最佳路径。收敛慢的路由算法会造成路径循环或网络中断。 (5)灵活性：路由算法可以快速、准确地适应各种网络环境。例如，某个网段发生故障，路由算法要能很快发现故障，并为使用该网段的所有路由选择另一条最佳路径。80掌握路由算法中的最短路径算法（教材中161页有一个例题，该例题是用最短路径算法，寻找节点A到其它各节点的最短路径，同学们要掌握）链路状态算法(也称最短路径算法)发送路由信息到互联网上所有的结点，然而对于每个路由器，仅发送它的路由表中描述了其自身链路状态的那一部分。81RIP属于距离矢量路由算法。（距离向量算法(也称为Bellman-Ford算法)则要求每个路由器发送其路由表全部或部分信息，但仅发送到邻近结点上。）82掌握链路状态路由算法的五个步骤。（1）发现它的邻居节点，并知道其网络地址；（2）测量到它各邻居节点的延迟或开销；（3）组装一个分组以告之它刚知道的所有信息；（4）将这个分组发送给所有其他路由器；（5）使用Dijkstra算法（又称SPF算法）计算到每个其他路由器的最短路径。83路由算法可以分为静态路由算法和动态路由算法，在常用的路由算法中哪些属于静态路由算法，哪些属于动态路由算法。(静态路由算法不能根据网络流量和拓扑结构的变化来调整自身的路由表，也就不能找出最佳路由，动态路由算法则是节点的路由选择要依靠网络当前的状态信息来决定。)84拥塞控制对通信子网的全局的吞吐量进行控制，它将涉及到所有的主机、所有路由器及路由器中的存储转发处理过程，以及其它所有将导致削弱通信子网负荷能力的因素。造成拥塞的原因 解决拥塞问题的步骤如下：（1）路由器的内存不足。 用监视系统探测什么时候什么地方发生塞；（2）路由器处理速度 把这些信息送到能采取措施的地方；（3）发送端没有流量控制。 调整系统操作以解决这个问题。（4）线路带宽不足和浪费。（5）较慢的处理器也能引起拥塞 88ICMP报文不是独立的报文，而是封装在IP数据包中。89IPv4向IPv6过渡的方法有两种，一种是隧道技术，另一种是双协议站技术。90目前使用最多内部网关协议（IGP）有两种分别是RIP 和OSPF。RIP允许经过的路由器的数目最多为15。91掌握IPSec可以提供的安全服务：私有性、完整性、真实性和无重复性 。92掌握VPN的定义：是将不同物理位置上的专用的企业网络等，通过因特网，利用隧道技术建立一条点到点的虚拟专线，使得专用网中的两台主机实现快捷安全的通信。93什么是隧道技术 隧道技术（Tunneling）是一种通过使用互联网络的基础设施在网络之间传递数据的方式。使用隧道传递的数据（或负载）可以是不同协议的数据帧或包。隧道协议将其它协议的数据帧或包重新封装然后通过隧道发送。新的帧头提供路由信息，以便通过互联网传递被封装的负载数据。95掌握TCP的特性：TCP是传输层面向连接的协议，可以在各种网络之间建立全双工的虚电路连接，实现无乱序、无丢失和无重复的数据传输，它采取了三次握手、两次确认的有效技术，做到了非常可靠。96TCP根据接收方当前能够接收的最大字节数来控制对方的发送量，所以接收方的窗口又称为通知窗口。97TCP的差错控制能够对报文的差错、丢失和乱序做出正确的控制，使用的方法就是校验、超时重传和确认 。98TCP的拥塞控制采用了一整套拥塞避免的算法，这就是慢开始、加法增大、乘法减小，这是1999年因特网建议标准RFC2581所定义的。99计算机网络服务质量的优劣可以用可靠性、时延、时延抖动和带宽等四个技术要求来衡量。100什么是流量整型。流量整型是指在服务器端或主机端调节数据发送的平均速率，不是在客户端对数据流量进行平滑处理。101MPLS协议是实现QoS保证的关键技术。多协议标签交换协议（Multi-Protocol Label Switching，MPLS）是实现QoS保证的关键技术。102域名系统DNS数据库的结构是一个倒置的树型结构。103掌握常用的顶级域名，例如中国的顶级域名为.cn，美国的顶级域名为.us，教育机构的顶级域名为.edu，政府部门的顶级域名为.gov等。顶级域名有以下3类。（1）国家顶级域名nTDL：（2）国际顶级域名iTDL： （3）通用顶级域名gTDL： 104邮件服务器主要采用SMTP协议来发送邮件，采用POP3协议接收邮件、若要传输二进制数据或文件，则要采用MINE协议。SMTP和POP包括两个标准子集，一个标准定义电子邮件信息的格式，另一个就是传输邮件的标准。SMTP的主要任务是负责服务器之间的邮件传送，它最大的特点就是简单。POP的主要任务是实现当用户计算机与邮件服务器连通时，将邮件服务器的电子邮箱中的邮件直接传送到用户本地计算机上。MINE邮件扩展 是IETF于1993年9月通过的一个电子邮件标准。105TELNET协议的功能是远程登录到因特网上任意一台主机，并像在本地一样地运行该主机上的应用程序。FTP协议负责文件传输，而Gopher是一种因特网中基于客户/服务器模式的信息检索系统。106什么是SNMP？ 简单网络管理协议（SNMP）是在使用TCP/IP互联的网络中重要的组成构件，同时也是目前应用最为广泛的计算机网络管理协议。对网络及其设备的管理有三种方式：本地终端方式，远程Telnet命令方式和基于SNMP的网管方式107ATM网信元长度固定为53B，其中ATM的信元头所占字节数为5。108掌握网络系统安全主要的要求。1保密性（Confidentiality）保密性包含两点内容：一是保证计算机及网络系统的硬件、软件和数据只能为合法用户所使用，可以采用专用的加密线路实现，如使用虚拟专网（VPN）构建网络；二是由于无法绝对防止非法用户街区网络上的数据，故必须采用数据加密技术以确保数据本身的保密性。2完整性（Integrity）3可用性（Availability）4身份认证（Authentication）5不可抵赖性（Non-repudiation）6授权和访问控制（Access Control）109按照信息安全分层理论，由下到上，可分为5个层次。1物理安全2网络安全3系统安全4应用安全5人员安全管理110信息安全问题是信息化建设的关键问题，密码技术是信息安全技术的核心。111防火墙的实现技术主要有3类：包过滤防火墙、应用级网关、状态检测防火墙112掌握并理解入侵检测系统的主要任务。1监视、分析网络用户及系统活动；2识别已知的进攻行为、做出反应，并报警；3对系统本身构造和安全弱点的检查