计算机网络总结.doc

1“交换“就是按照某种方式动态的分配传输线路的资源电路交换的特点:1. 电路交换必定是面向连接的。但面向连接的却不一定是电路交换2. 在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的固定传输带宽3. 线路的传输效率往往很低。2 分组交换则采用存储转发技术。分组的概念如图1-3所示。通常我们将欲发送的整块数据称为一个报文(message)。在每一个数据段前面，加上一些必要的控制信息组成的首部(header)后，就构成了一个分组(packet)。分组又称为“包”，而分组的首部也可称为“包头”。分组交换的特征是基于标记(label-based)。不先建立连接而随时可发送数据的连网方式，称为无连接方式3 分组交换网由若干个结点交换机(node switch)和连接这些交换机的链路组成，主机是用户进行信息处理，结点交换机则是进行分组交换的（作用）。采用存储转发的分组交换，为了提高分组交换网的可靠性，常采用网状拓扑结构,5.，分组交换也带来一些新的问题。分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。当网络通信量过大时，这种时延可能会很大。各分组必须携带的控制信息也造成了一定的开销。电路交换、报文交换和分组交换的主要区别：若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于连接建立时间，则电路交换的传输速率较快。报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽，在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率。由于一个分组的长度往往很小于整个报文的长度，因此分组交换比报文交换的时延小，但其结点交换机必须具有更强的处理能力。6，计算机网络定义,：一些互相连接的、自治的计算机的集合。 1从网络的交换功能进行分类：电路交换；报文交换；分组交换；混合交换。2，从网络的作用范围进行分类：广域网, 局域网 城域网 接入网7，计算机网络最主要的两个性能指标是带宽和时延。 1，带宽”,指某个信号具有的频带宽度。带宽的单位是赫兹。对于数字信道，“带宽”是指在信道上能够传送的数字信号的速率，即数据率或比特率。比特(bit)是计算机中的数据的最小单元，它也是信息量的度量单位。带宽的单位就是比特每秒(bit/s)。带宽有时也称为吞吐量。 2时延：是指一个报文或分组从一个网络(或一条链路)的一端传送到另一端所需的时间。时延是由发送时延、传播时延、处理时延不同的部分组成的。对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率，而不是比特在链路上的传播速率。往返时延也是一个重要的性能指标，它表示从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认，总共经历的时延。8， ISO于,提出一个各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架，即著名的开放系统互连基本参考模型OSI/RM 1，一个网络协议主要由以下三个要素组成：语法，语义，同步 2，分层可以带来如下好处：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。 3，在学习计算机网络的原理时往往采取折衷的办法，也就是综合OSI和TCP/IP的优点，采用一种原理体系结构，它只有五层：应用层；运输层（可使用两种不同的协议传输控制协议TCP和无连接的用户数据报协议UDP ）；网络层；数据链路层；物理层（ 透明：某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样）。 4，OSI参考模型中采用了七个层次的体系结构，将原理体系结构中的应用层再划分为应用层、表示层和会话层。 5，TCP/IP与OSI是很不相同的：TCP/IP（1）就考虑到多种异构网的互连问题（2）对面向连接服务和无连接服务并重。（3）TCP/IP有较好的网络管理功能。 6，客户和服务器都指的是进程，即计算机软件 1，,数字数据转换为模拟信号的过程叫作调制。信道：用了表示某一个方向传送信息的媒体。 从通信的双方信息交互的方式来看，可以有以下三种基本方式：单向通信、双向交替通信、双向同时通信2，理想低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud ，每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元。理想带通信道的最高码元传输速率 = W Baud，即每赫带宽的带通信道的最高码元传输速率为每秒1个码元。 波特是码元传输的速率单位，它说明每秒传多少个码元。码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。比特是信息量的单位，3，信道的极限信息传输速率C可表达为C = W log2(1+S/N) bit/s香农公式表明，信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。4，导向传输媒体：双绞线、同轴电缆（50 W同轴 ：电缆两种编码方法，即：曼彻斯特(Manchester)编码和差分曼彻斯特编码。75 W同轴电缆）、光缆：（光纤不仅具有通信容量非常大的优点还有（1）传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济。（2）抗雷电和电磁干扰性能好。这在有大电流脉冲干扰的环境下尤为重要。（3）无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据。（4）体积小，重量轻。 5，调制器的主要作用就是个波形变换器，它将基带数字信号的波形变换成适合于模拟信道传输的波形。解调器的作用就是个波形识别器。最基本的调制方法有以下几种：调幅(AM)、调频(FM)【移频键控FSK】 、调相(PM)【移相键控PSK：绝对移相键控和相对移相键控(DPSK)】。6，现在数字传输系统采用脉码调制PCM：24路的PCM(T1, 速率是1.544Mb/s) 和30路的PCM(E1，速率是2.048Mb/s，我国采用)7，频分复用FDM（按频率划分不同的信道）所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源 时分复用TDM（按时间划分不同的信道）所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。上两种优点是技术比较成熟，缺点是不够灵活。 统计时分复用STDM(改进的TDM,提高了信道的利用率)波分复用：光的频分复用，光纤技术的应用使用数据的传输数据空前提高。码分复用（码分多址）：共享信道的方法，作用：使用经过特殊挑选的不同码型，因此不会造成干扰。因为这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。缺点：占用较大的带宽。8.统计时分复用STDM(改进的TDM,提高了信道的利用率)波分复用：光的频分复用，光纤技术的应用使用数据的传输数据空前提高。码分复用（码分多址）：共享信道的方法，作用：使用经过特殊挑选的不同码型，因此不会造成干扰。因为这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。缺点：占用较大的带宽。 1, 三个基本问题: 帧定界问题、透明传输问题、差错检测（循环冗余检验CRC差错检测技术只能做到无差错接受，得加上确认和重传机制） 2，停止等待协议是最简单的也是最基本的数据链路层协议。为了保证可靠交付，发送端必须对所发送的帧进行编号。为解除死锁，发送端每发送完一个数据帧，就启动一个超时计时器。选择重传时间略大于“在正常情况下从发完数据帧到收到确认帧所需要的平均时间”。由于数据链路层的停止等待协议采用了有效地检错重传机制，因此对上面的网络层提供了可靠传输的服务。 1，点对点协议 PPP：对于点对点链路，现在全世界使用得最多的数据链路层协议是，PPP协议应满足的需求：简单、封装成帧、透明性、多种网络层协议、多种类型链路、差错检测、（仅有差错检测并不能保证可靠传输）、连接的活跃度、最大传送单元、网络层地址协商、数据压缩协商。 PPP协议不需要的功能：纠错、流量控制、序号、多点线路、半双工或单工链路。PPP协议的组成：一个将IP数据报封装到串行链路的方法、链路控制协议LCP、网络控制协议NCP2， 在同步传输下，PPP协议采用零比特填充方法来实现透明传输，采用零比特填充法时一串比特流数据中有 5 个连续 1 时，就立即填入一个 0,1，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。主要优点：1能方便地共享昂贵的外部设备、主机以及软件、数据。从一个站点可访问全网 2便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变 3提高了系统的可靠性、可用性和残存性。2. 局域网的拓扑 ：星形网，环形网，总线网，树形网。 DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约。将局域网的数据链路层拆成两个子层：逻辑链路控制 LLC子层和媒体接入控制 MAC子层。 3，网卡的作用：1计算机与外界局域网的连接，2进行串行/并行转换。 以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付。载波监听多点接入/碰撞检测 （CSMA/CD、 电磁波在1Km电缆的传播时延约为5us。4，以太网的端到端往返时延 2t 称为争用期或碰撞窗口。经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。 以太网取 51.2 ms 为争用期的长度。以太网规定了最短有效帧长为 64 字节，凡长度小于 64 字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。 以太网规定一个网上最大的站数为1024.5，现在网卡的功能：数据的封装与解封 、链路管理 、编码与译码 。10BASE-T 双绞线以太网的出现，是局域网发展史上的一个非常重要的里程碑。1.广域网：由一些节点交换机以及连接这些节点交换机的链路组成。 转发表中没有源站地址这一项，在分组转发的下一跳只取决于数据报中的目的站地址，而与源站地址无关2. 在某段时间，若对网络中某资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏产生拥塞 出现资源拥塞的条件：对资源需求的总和 可用资源 3. 死锁 ：当提供的负载继续增大到某一数据时，网络的吞吐量就下降到0，网络无法工作。（办法：加上合适的拥塞控制） 3，帧中继不使用差错恢复和流量控制机制：当帧中继交换机收到一个帧的首部时，只要一查出帧的目的地址就立即进行转发。因此在帧中继网络中，一个帧的处理时间比 X.25 网约减少一个数量级。1.路由器：一种具有多个输入端口和多个输出端口的专业计算机，任务是转发分组（也是网络层的主要工作）。它由路由选择（核心部件：路由选择处理器）和分组转发（三部分构成：交换结构、输入端口、输出端口）构成。2.IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是惟一的 32 bit 的标识符。IP 地址 := , 3.在 ARPANET 的早期，IP 地址的设计确实不够合理：IP 地址空间的利用率有时很低。给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。 两级的 IP 地址不够灵活。（解决办法增加了一个“子网号字段”，成为三级的 IP 地址。） IP 地址 := , , 4.当没有划分子网时，IP 地址是两级结构，地址的网络号字段也就是 IP 地址的“因特网部分”，而主机号字段是 IP 地址的“本地部分”。划分子网后 IP 地址就变成了三级结构。划分子网只是将 IP 地址的本地部分进行再划分，而不改变 IP 地址的因特网部分5. A类地址的默认子网掩码是255.0.0.0 B类地址的默认子网掩码是255.255.0.0 C类地址的默认子网掩码是255.255.255.0. 子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。划分子网增加了灵活性，却减少了 连接在网络上的主机总数。最长前缀匹配：从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由。1.带宽本来是指某个信号具有的频带宽度。一个信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。因此，表示通信线路允许通过的信号频带范围就称为线路的带宽（或通频带）。1、 信息交互的三个基本方式：（1） 单向通信，又称为单工通信，即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。（2） 双向交替通信，又称为半双工通信，即通信双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也就不能同时接收）。（3） 双向同时通信，又称为全双工通信，即通信的双方都可以发送和接收信息。2、 波特和比特是两个不同的概念。波特是码元传输的速率单位，它说明每秒传多少个码元。比特是计算机中的数据的最小单元，它也是信息量的度量单位。3.信道的极限信息传输速率（香农公式）C可表示为：C=Wlog2（1+S/N） b/s其中，W为信道的带宽（以Hz为单位）；S为信道内所传信号的平均功率；N为信道内部的高斯噪声功率。香农公式表明，信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。4.曼彻斯特编码：将每一个码元再分成两个相等的间隔。码元1是在前一个间隔为高电平而后一个间隔为低电平。码元0则正好相反，从低电平变到高电平。这种编码的好处就是可以保证在每一个码元的正中间时间出现一次电平的转换，这对接收端的提取位同步信号是非常有利的。缺点是所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。5.差分曼彻斯特编码：若码元为1，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平一样；但若码元为0，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相反。不论码元是1或0，在每个码元的正中间的时刻，一定要有一次电平的转换。差分曼彻斯特编码需要较复杂的技术，但可以获得较好的抗干扰性能。5调制解调器的调制方法：（1） 调幅（AM），即载波的振幅随基带数字信号变化。例如：0对应于无载波输出，而1对应于有载波输出。（2） 调频（FM），即载波的频率随基带数字信号而变化。例如：0对应于频率f1，而1对应于频率f2。（3） 调相（PM），即载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如：0对于相位0度，而1对应于相位180度。3、 频分复用FDM：按频率划分不同的信道，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TDM：按时间划分不同的信道，时分复