计算机网络期末复习

计算机网络计算机网络 1 什么是计算机网络 答 将分布在不同地理位置上的多台计算机及其终端设备在 网络设备和网络线路的连接下 在 NOS 网络协议 网络管理 软件的管理和协调下 实现资源共享和数据通信 2 计算机网络的资源包括那些 软件资源 硬件资源 数据资源 3 计算机网络的分类 1 按覆盖范围分 LAN 局域网 传输速率快 可靠性强 传输介质多 WAN 广域网 MAN 城域网 PAN 个人区域网 2 按拓扑结构分 基本的三种 总线型 星型 环型 3 按服务方式分 C S 客户机 服务器 客户是服务请求方 服务器是服 务提供方 对等网 无主从之分 peer to peer 简称 P2P 双方都 可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档 对等连接工作 方式可支持大量对等用户同时工作 4 按传输介质分 有线网 双绞线 同轴电缆 光缆 无线网 微波 红外线 激光 2 5 按通信方式分 点对点 一对一 用交换机传输数据 PCA PCB 广播式 所有联网计算机都共享一个公共通信信道 当一 台计算机利用共享通信信道发送报文分组时 所有其他的计算 机都会 收听 到这个分组 接收到该分组的计算机将 通过检查目的地址来决定是否接收该分组 6 按网络的使用者分 公用网 public network 专用网 private network 四 计算机网络的拓扑结构 局域网的拓扑结构决定了局域网通信的传输方式 介质 速率 1 什么是拓扑结构 节点间的几何结构 2 拓扑结构可以分为哪两种 1 物理拓扑 描述网络中的节点是怎样互连的 2 逻辑拓扑 描述信号是怎样传输的 3 拓扑有哪些常用类型 1 总线型 所有节点共用一条传输介质 两端必须要有终端电阻 节点处用 型头 细缆 接口 粗 缆 优点 建网容易 增减节点方便 节省线路 3 缺点 重负载时通信效率不高 总线任一处对故障敏 感 覆盖范围有限 用户多 数据量大时冲突会加强 环型 任一节点都会与中央节点相连 数据单向传输 所有数据传输都必须绕环一周 优点 不会产生冲突 比较适合于大量数据的传 输 电缆长度比较短 采用光纤作为传输介质 速率 快 缺点 中间某个节点故障将导致整个网络瘫痪 采用备用环 但要有相应的软件地址进行控制 故障诊断 增加节点比较麻烦 3 星型 所有节点都会通过中央节点相连 所有数据的传输都通过中央节点转发 所有节点相互独立 优点 故障诊断简单 所有节点独立 增加节点 方便 看中央节点有多少个端口 或者扩展 eg 再加一个集线 器 缺点 中央节点负载重 购买时要注意背板带宽 2 4G 4 8G 如果故障 所有节点都将瘫痪 要备一个中 央节点 成本高 传输介质需求大 五 计算机网络的性能指标 4 速率 带宽 吞吐量 时延 传播时延 时延带宽积 往返 时间 RTT 利用率 计算机网络体系结构计算机网络体系结构 一 什么是计算机网络体系结构 网络的层次及各层协议的集合 二 OSI RM 分为哪几层 每一层的功能是什么 A 物理层 在连接各种计算机的传输介质上透明地传输 比特流 B 数据链路层 两个网络节点之间的线路上无差错传输 数据 点对点 C 网络层 路由技术与交换 D 传输层 实现端到端的信息传输 由硬件到软件的传 输 E 会话层 建立两台不同计算机上用户之间的会话和服 务同步 告诉对方 即将发送数据 F 表示层 执行某些通用的信息处理操作 数据格式化 G 应用层 为用户的使用提供一个端口 所有层中最复 杂的 三 TCP IP 参考模型分为哪几层 每一层的功能是什么 A 网络接口层 负责管理设备和网络之间的数据交换 B 网际层 负责相邻计算机之间的通信 5 C 传输层 提供应用程序之间的可靠的端到端的通信 D 应用层 用户使用网络的接口 四 TCP IP 的重要协议 1 网际层协议 IP 网际协议 ICMP 网际控制报文协议 ARP 地址解析协议 IP MAC RARP 反向 逆向 地址解析协议 MAC IP 2 传输层协议 A TCP 协议 传输控制协议 虚电路分组交换 适 合传输大量数据 实时性要求高的场合 面向连接 实现可靠传输 B UDP 用户数据报协议 数据报分组交换 传输 数据量小 Eg QQ 面向无连接 不可靠传输 3 应用层协议 HTTP 超文本传输协议 FTP 文件传输协议 SMTP 简单邮件协议 发送邮件 POP3 接受邮件 DNS 域名解释系统 域名 IP 地址 Telnet 实现远程登陆的网络终端协议 6 六 计算机网络技术基础 1 网络分层结构模型包含哪两方面的内容 A 将网络的功能分解为若干层次 B 层次之间逐层过渡 下层为上层服务 分层 将复杂的问题简单化 层与层的通信通过接口协议实 现 2 网络层次结构模型的好处是什么 A 层与层之间相互独立 B 易于实现和维护 C 有利于促进标准化 差错控制 流量控制 分段和重 装 复用和分用 连接建立和释放 D 灵活性好 E 结构上可分割开 3 什么是网络协议 特点是什么 三要素是什么 为进行网络中的数据交换而建立的规则 标准或约定 特点 层次性 可靠性 有效性 三要素 语法 语义 时序 因特网的核心部分 数据交换几种技术 因特网的核心部分 数据交换几种技术 1 电路交换 1 电路建立阶段 物理线路 物理信道 在通信的双方之间建 立一条电路 2 数据传输阶段 连接维护阶段 在通信双方之间建立了一 7 条全双工的信道 3 电路拆除阶段 释放连接阶段 释放后才能被其他用户使 用 电路交换的特点 整个报文的比特流连续地从源点直达终点 好像在一个管道中传送 A 信道的利用率低 B 适合大量数据的传输 C 实时性较低 D 传输可靠性高 速度快 2 报文交换 整个报文先传送到相邻接点 全部存储下来后查 找转发表 转发到下一个结点 a 采用存储转发技术 b 报文无大小限制 如果报文数据超过中间节点 的存储容量时 数据会丢失 可靠性不高 但 一般中间节点的存储容量会尽量大些 c 传输时延长 对中间节点的存储容量要求高 d 传输数据前无需建立连接 但会在报文中加入 源节点地址和目标节点地址 3 分组交换 packet switching 采用存储转发技术 单个 分组 整个报文的一部分 传送到相邻结点 存储下来后查找 转发表 转发到下一个结点 高效 灵活 迅速 可靠 但存 8 储转发时需排队 有时延 a 虚电路分组交换 报文交换与电路交换相结 合 1 建立连接 虚的逻辑连接 2 数据传输 3 拆除连接 b 数据报文交换 传输前无需建立连接 但是分组 从源段发送 到目的端后重组 在一组都会记载它在原来组中的 顺序 4 路由器的作用是实现分组交换 一 Lan 的构成 1 网络硬件系统 主机 客户机 服务器 网络设备 Switch Hub 传 输介质 网卡 2 网络软件系统 9 NOS 网络协议 TCP IP 网络管理软件与应用软件 二 WAN 的基本构成 1 通信子网 负责数据传输 2 资源子网 提供共享资源 物理层物理层 一 物理层要解决哪些问题 物理层的主要特点是什么 物理层的主要任务是确定与传输媒体的接口有关的一些 特性 如机械特性 电气特性 功能特性 过程特性 二 数据通信的方式 eg 半双工与全双工统称为双工 1 单工通信 单向 单向传输 光纤 2 半双工通信 双向交替 不能同时在两个方向传输 3 全双工通信 双向同时 能在两个方向同时传输 4 串行通信 一次只能传输一个数据 远距离 5 并行通信 多个数据同时发送 一个数据一条线 6 异步通信 每位数据都会带起止位 7 7 同步通信 效率高 适合大量数据传输 三 数据传输的类型 1 基带传输 数字信号 在数字信道中直接传输数字 信号的方式 传输速率高 误码率低 2 频带传输 模拟 将数字数据调制成模拟信道传输 的方式 适合远距离传输 10 四 数据编码 1 数字数据转换为数字信号 1 不归零编码 电压高低代表数据 正 0 负 1 2 曼彻斯特编码 通过电压是否有跳变来表示数据 高 低 1 低 高 0 3 差分曼彻斯特编码 根据每一位的开始处是否有跳变来表 示数据 有 0 无 1 每一位中间处的跳变只代表时钟同步 2 数字数据转换为模拟信号 调制 1 调幅 幅移键控法 ASK 2 调频 频移键控法 Fsk 3 调相 相移键控法 Psk 3 模拟数据转换为数字信号 解调 设备 编码改码器 codel 1 采样 采样频率 频率越快 采的点数越多 准确率更高 2 量化 根据每一点的数值量化 3 编码 3 种编码 4 信噪比 信号的平均功率和噪声的平均功率之比 记为 S N 1 求信噪比的公式 11 2 香农公式 五 物理层下面的传输媒体 1 传输媒体分为 导引型传输媒体 有线 非导引型传输媒 体 无线 2 导引型传输媒体 双绞线 同轴电缆 光缆 3 光缆优点 损耗小 距离长 抗干扰性能好 体积小重量轻 容量大 六 信道复用技术 1 什么是多路 信道 复用 一个物理信道同时传输多路信号 传输媒体的带宽要高于 任一单一信号的带宽 目的 提高线路的利用率 2 常见的几种复用技术 A 频分复用 将物理信道的总带宽 分割成若干个与传输 单个信号带宽相同的子信道 每个子信道传输一路信号 B 时分复用 将一条物理信道按时间分成若干个时间片段 轮流分配给多个信号使用 每个用户轮流使用规定时间 12 循环 直至数据传完 C 码分复用 CDM 码分多址 CDMA 是靠不同的编码来区 分多路原始信号的一种复用方式 它既共享信道的频率 又共享时间 D 波分复用 WDM 就是光的频分复用 在一根光纤中传 输多种不同波长 频率 不同的光信号 由于波长不同 所以各路光信号互不干扰 最后再用波长分解复用器将 各路波长分解出来 2 数据通信的三要素 信源 在数据通信中产生和发送信息的设备 计算机及 周边设备 信宿 在数据通信中接收和处理信息的设备 信道 信号传输的通道 逻辑通道和物理通道 二 信息 数据 信号的概念 1 信息 数据的内容的解释 2 数据 传递信息的实体 3 信号 数据的电子或电磁编码 数字信号 模拟信号 三 数据通信的主要技术指标 13 1 数据传输的数率 100bit s 1 比特率 数字通信 数据传输的速度快慢 bit s 2 波特率 模拟通信 数字 模拟调制速度 B Band 2 信道容量 信道的最大数据传输速率 bit s bps 位 每秒 3 误码率 传输的可靠性指标 一 传输 将信号送到传输线路上 强调动作 二 通信 发送和接收信号的设备之间的有意义且有序的关系 强调过程 数据链路层 一 数据链路层的基础知识 1 数据链路层的功能 封装成帧 透明传输 差错检测 2 数据链路层使用的信道主要的两种类型 点对点信道 使用一对一点的点通信方式 广播信道 使用一对多的广播通信方式 3 链路 从一个结点到相邻点的一段物理线路 有线或无线 中间无任何其他的交换结点 4 帧 数据链路层的协议数据单元 5 透明传输 在数据链路层透明传送数据 表示无论什么样的比特组合的 14 数据都能通过这个数据链路层 因此 对所传送的数据来说 这些数据就 看不见 数据链路层有什么妨碍数据传输的东西 或者说 数据链路层对这些数据来说是透明的 6 适配器的作用 计算机与外界局域网的连接 7 CSMA CD 载波监听多路访问 冲突检测 1 先检测信道是否空闲 空闲则发送数据 否则等待 2 边发边监听 3 发生冲突 先退避 然后再发送 二 差错控制与差错检测 1 什么是差错 数据经过信道传输之后 接收方收到的与发送方不一致的 现象 2 什么是差错控制 在数据通信的过程中 发现 检测并纠正差错 将差错控制 在数据传输允许的尽可能小的范围内的技术 3 差错控制的核心是差错控制编码 4 差错控制的主要策略有哪些 A 纠错方案 原始信息带上足够的检测信息 很少用 B 检错方案 原始信息中附加一定的检测信息 多用 5 常见的检错码有哪几种 A 奇偶校验码 通过一种增加一位冗余位 使得码字中 1 的个数恒为奇数或恒为偶数的编码方法 分为 水 15 平 垂直 水平垂直三种 B 循环冗余校验码 CRC 也称多项式码 效率更高 CRC 事先生成的一个多项式去除信息多项式所得的余数 除的尽 没差错 除不尽 有错重发 三 点对点协议 PPP Point to Point 1 字节填充和零比特填充 四 以太网的 MAC 层 MAC 层的硬件地址 硬件地址又称为物理地址或 MAC 地址 48 位 固化在适配器的 ROM 中 适配器有过滤功能 其中 发往本站的帧 包括 单播帧 一对一 即收到的帧的 MAC 地址与本站的硬件地 址相同 广播帧 一对全体 即发送给本局域网上所有站点的帧 全 1 地址 多播帧 一对多 即发送个本局域网上一部分站点的帧 五 网桥 1 使用网桥的好处 1 过滤通信量 增大吞吐量 2 扩大了物理范围 3 提高了可靠性 4 可互连不同物理层 不同 MAC 子层和不同速率的以太网 16 2 网桥在转发帧时 不改变帧的源地址 传播过