计算机网络复习提纲.docx

第一章：概述1、计算机网络向用户提供的两个的重要功能：连通性与共享性2、因特网发展的三个阶段：第一阶段是从单个网络ARPANET（计算机网络的鼻祖）向互联网发展的过程；第二阶段是建成了三级结构的因特网主干网、地区网、校园网（或企业网）；第三阶段是逐渐形成了多层次ISP（Internet Service Provider因特网提供商）结构的因特网；3、因特网的组成部分：（1）、边缘部分由所有连接到因特网上的主机组成；（2）、核心部分有大量网络和连接到这些网络的路由器组成；3、网络的分类：按不同范围的网络可以分为：广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个人区域网PAN。按不同的使用者可以分为：公用网（public network）、专用网（private network）；4、计算机网络的性能指标：（1）、速率：指的是链接到计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，它亦可以称为数据率和比特率（bit/s）；（2）、带宽：用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力；（3）、吞吐量：用来表示单位时间内通过某个网络（或者信道、接口）的数据量；（4）、时延：分为发送时延、传播时延、处理时延、排队时延（总时延等于四个相加）发送时延是指主机或路由器送数据帧55所需要的时间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需要的时间。它也叫传输时延。发送时延=数据帧长度（b）/发送速率（b/s）；传播时延是指电磁波在信道上传播一定的距离所需要花费的 时间。传播时延：主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间进行处理。排队时延：在分组进入路由器后要先在输入队列排队等待处理。5、OSI的体系结构为：（从上到下依次为）物理层-数据链路层-网络层-运输层=会话层=表示层-应用层TCP/IP体系结构分为：网络接口层、网际层（IP）、运输层（TCP或UDp）、各种应用层协议和（FTP、SMTP、TELNET）五层协议的体系结构：物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层第二章：物理层、物理层的一些特性：机械特性，电器特性、功能特性、过程特性、信号的分类：模拟信号或叫连续信号代表消息的参数的取值是连续的数字信号或离散信号代表信息的参数的取值是离散的、通信的三种基本方式（）单向通信（单工通信）；（）双向交替通信（半双工通信）、（）双向同时通信（全双工通信）、常用的传输媒体有双绞线、同轴电缆、光纤和电磁波的各自特点 一、双绞线 特点： （1）抗电磁干扰 （2）模拟传输和数字传输都可以使用双绞线 二、同轴电缆 特点：同轴电缆具有很好的抗干扰特性 三、光纤 特点： （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； （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。 四、电磁波 优点： （1）微波波段频率很高，其频段范围也很宽，因此其通信信道的容量很大； （2）微波传输质量较高； （3）微波接力通信的可靠性较高； （4）微波接力通信与相同容量和长度的电缆载波通信比较，建设投资少，见效快。 当然，微波接力通信也存在如下的一些缺点： （1）相邻站之间必须直视，不能有障碍物。 （2）微波的传播有时也会受到恶劣气候的影响； （3）与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差； （4）对大量的中继站的使用和维护要耗费一定的人力和物力。、为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？一般情况下，通信信道带宽远远大于用户所需带宽，因此，为了提高信道利用率，我们要使用信道复用技术。频分复用、时分复用、统计时分复用、波分复用、码分复用。信道复用技术：充分利用通信信道频带资源、提高通信效率、降低通信成本的有效手段。、宽带接入技术：xDSL技术DSL 就是数字用户线(Digital Subscriber Line)的缩写。而 DSL 的前缀 x 则表示在数字用户线上实现的不同宽带方案xDSL 的几种类型 ： n ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)：非对称数字用户线n 上行和下行带宽做成不对称的。n 上行指从用户到 ISP，而下行指从 ISP 到用户。n ADSL 在用户线（铜线）的两端各安装一个 ADSL 调制解调器。n 我国目前采用的方案是离散多音调 DMT (Discrete Multi-Tone)调制技术。这里的“多音调”就是“多载波”或“多子信道”的意思。n HDSL (High speed DSL)：高速数字用户线n SDSL (Single-line DSL)：1 对线的数字用户线n VDSL (Very high speed DSL)：甚高速数字用户线n DSL ：ISDN 用户线。n RADSL (Rate-Adaptive DSL)：速率自适应 DSL，是 ADSL 的一个子集，可自动调节线路速率）。 第三章：数据链路层、数据链路层使用的通信类型：点对点通信与广播通信（例如无线广播电台与局域网都是使用这种方式）、数据链路层完成的三个基本功能：（）封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了一个帧。首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。控制标识符SOH（StartHeader）放在帧的最前面，表示帧的首部开始。（EndTransmission）表示帧的结束。SOH:十六进制为01(00000001)EOT:十六进制为04(00000100)（）、透明传输不管从键盘上输入什么的字符都可以放在帧中传输过去。n 发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是 1B)。n 字节填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。n 如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。 （）、差错检测n 在传输过程中可能会产生比特差错：1 可能会变成 0 而 0 也可能变成 1。n 在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)。n 误码率与信噪比有很大的关系。n 为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施。 、循环冗余检验的原理（CRC）（懂得计算看书本页）n 在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。、局域网的拓扑结构:总线形，星形，环形，树形 、简述CSMA/CD的工作原理。答：先听后发 边发边听 冲突停止 随机延迟后重发试述CSMA/CD的基本原理。答：某站点想要发送数据，必须首先侦听信息，如果信道空闲，立即发送数据并进行冲突检测，如果信道忙，继续侦听道，直到信道变为空闲，才继续发送数据并进行冲突检测。、硬件地址又叫物理地址或MAC地址，它一般上是个字节（即位）；页、什么是网桥？答：网桥（Bridge）也称桥接器，是连接两个局域网的存储转发设备，用它可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。一般情况下，被连接的网络系统都具有相同的逻辑链路控制规程（LLC），但媒体访问控制协议（MAC）可以不同。、以太网交换机有何特点？它与集线器有何区别？答：以太网交换机实质上是一个多端口网桥。工作在数据链路层。以太网交换机的每个端口都直接与一个单个主机或另一个集线器相连，并且一般工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体一样，进行无碰撞地传输数据。通信完成后就断开连接。 区别：以太网交换机工作数据链路层，集线器工作在物理层。集线器只对端口上进来的比特流进行复制转发，不能支持多端口的并发连接。、虚拟局域网 VLAN利用以太网交换机可以很方便地实现虚拟局域网n 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。n 这些网段具有某些共同的需求。n 每一个 VLAN 的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站是属于哪一个 VLAN。n 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。 n 虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得网络不会因传播过多的广播信息(即“广播风暴”)而引起性能恶化。 第四章：网络层、网络层提供的两种服务：虚电路服务与数据报服务（对比见页）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 n 、网际协议IP 包括四个：地址解析协议 ARP（不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址。 n 每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache)，里面有本局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。n 当主机 A 欲向本局域网上的某个主机 B 发送 IP 数据报时，就先在其 ARP 高速缓存中查看有无主机 B 的 IP 地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入 MAC 帧，然后通过局域网将该 MAC 帧发往此硬件地址。 ）ARP 是解决同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址和硬件地址的映射问题。如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上？就要通过 ARP 找到一个位于本局域网上的某个路由器的硬件地址，然后把分组发送给这个路由器，让这个路由器把分组转发给下一个网络。剩下的工作就由下一个网络来做。n 逆地址解析协议 RARP（逆地址解析协议 RARP 使只知道自己硬件地址的主机能够知道其 IP 地址。）网际组管理协议 IGMPn 网际控制报文协议 ICMP（ICMP 报文的种类有两种，即 ICMP 差错报告报文和 ICMP 询问报文。 n ICMP 差错报告报文共有 5 种：终点不可达 、源点抑制(Source quench) 、时间超过 、参数问题 、改变路由（重定向）(Redirect) n 应用举例：（）PING 用来测试两个主机之间的连通性。PING 使用了 ICMP 回送请求与回送回答报文。n （）traceroute跟踪一个分组从源点到终点的路径数据报中封装的是无法交付的UDP用户数据报）、网络互相连接起来要使用一些中间设备物理层中继系统：转发器(repeater)n 数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。n 网络层中继系统：路由器(router)。n 网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。n 网络层以上的中继系统：网关(gateway运用于不同协议两个网络之间、IP地址分为几类?各如何表示?IP地址的主要特点是什么? 答：IP地址分为A、B、C、D等四大类。每个IP地址有四个字节组成。IP地址的表示方法采用“点分十进制表示”。如果：地址范围为54是A类；54是B类；54是C类； 第一字节=224-239是D类。 任何一个A、B、C类的IP地址由网络号字段net-id和主机号字段host-id组成。、内部网关协议 RIP (Routing Information Protocol)（具体看书本页的例题）工作原理 n 路由信息协议 RIP 是内部网关协议 IGP中最先得到广泛使用的协议。n RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。n RIP 协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录。 RIP 协议中的“距离”也称为“跳数”(hop count)，因为每经过一个路由器，跳数就加 1。RIP 协议的四个要点（特点）：n 仅和相邻路由器交换信息。 n 交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。 n 按固定的时间间隔交换路由信息，例如，每隔 30 秒。 n RIP 允许一条路径最多只能包含 15 个路由器。、虚拟专用网 VPN（小题中出）n 本地地址仅在机构内部使用的 IP 地址，可以由本机构自行分配，而不需要向因特网的管理机构申请。n 全球地址全球唯一的IP地址，必须向因特网的管理机构申请。 RFC 1918 指明的专用地址(private address)：n 55n 55n 55n 这些地址只能用于一个机构的内部通信，而不能用于和因特网上的主机通信。专用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。在因特网中的所有路由器对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发用隧道技术实现虚拟专用网、网络地址转换（看课本页）第五章：运输层、运输层的主要功能n 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）n 复用和分用。n 运输层还要对收到的报文进行差错检测。运输层需要有两种不同的运输协议，即面向连接的 TCP 和无连接的 UDP、熟知端口（系统端口），数值一般为 01023（页）FTP：、TELNET：.、：、DNS：、SMTP：、UDP 的主要特点（1）UDP 是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。（2）UDP 使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付。（3）UDP 是面向报文的。（4）UDP 没有拥塞控制，（5）UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。（6）UDP 的首部开销小，只有 8 个字节。 、UDP 的主要应用（1）适用于可靠性较高的局域网（2）实时转播的应用：网络电话（VoIP）、视频会议、TCP 最主要的特点（1）TCP 是面向连接的运输层协议。（2）每一条 TCP 连接只能有两个端点(endpoint)，每一条 TCP 连接只能是点对点的（一对一）。 （3）TCP 提供可靠交付的服务。（4） TCP 提供全双工通信。（注意：UDP是半双工的）（5）提供流量控制与拥塞控制（6）面向字节流。 、套接字 (socket)：套接字 socket = (IP地址: 端口号) n 每一条 TCP 连接唯一地被通信两端的两个端点（即两个套接字）所确定。即：n TCP 连接 := socket1, socket2 = (IP1: port1), (IP2: port2) 如:套接字（：80）、停止等待协议 停止等待：就是每发送完一个分组就停止发送，等待对方的确认。在收到确认后再发送下一个分组。（） 无差错情况（懂得阐述）（）超时重传（懂得阐述）页（）、确认丢失和确认迟到、（）、信道利用率、TCP 报文段的首部格式（页看书）举例：主机A向主机B连续发送了两个TCP报文段，其序号（Seq）分别是109和203。试问：（1）第一个报文段携带了多少个字节的数据？（2）如果A发送的第一个报文段丢失了，但第二个报文段到达了B。则当B收到第二个报文段后向A确认的时候，确认号是多少？、TCP 可靠传输的实现， 以字节为单位的滑动窗口（特别注意滑动窗口）n 发送缓存用来暂时存放：n 发送应用程序传送给发送方 TCP 准备发送的数据；n TCP 已发送出但尚未收到确认的数据。n 接收缓存用来暂时存放：n 按序到达的、但尚未被接收应用程序读取的数据； 不按序到达的数据。、TCP 的流量控制，利用滑动窗口实现流量控制（特别掌握概念）n 流量控制(flow control)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，也不要使网络发生拥塞。n 利用滑动窗口机制可以很方便地在 TCP 连接上实现流量控制。 、拥塞控制：（特别掌握概念）n 拥塞控制所要做的都有一个前提，就是网络能够承受现有的网络负荷。n 所谓拥塞控制就是防止过多的数据注入网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不至过载。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；、用三次握手建立 TCP 连接（考试最好画图作答）（）、A 的 TCP 向 B 发出连接请求报文段，其首部中的同步位 SYN = 1，并选择序号 seq = x，表明传送数据时的第一个数据字节的序号是 x。（）、 B 的 TCP 收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认。B 在确认报文段中应使 SYN = 1，使 ACK = 1，其确认号ack = x + 1，自己选择的序号 seq = y。（）、A 收到此报文段后向 B 给出确认，其 ACK = 1，确认号 ack = y + 1。A 的 TCP 通知上层应用进程，连接已经建立。 第六章：应用层、域名系统 DNS (Domain Name System)它是因特网的命名系统，用来把便于人们使用的机器名转换成地址。分类：(1) 国家顶级域名 nTLD：如: .cn 表示中国，.us 表示美国，.uk 表示英国，等等。(2) 通用顶级域名 gTLD：最早的顶级域名是： .com （公司和企业） .net （网络服务机构） .org （非赢利性组织） .edu （美国专用的教育机构（） .gov （美国专用的政府部门） .mil （美国专用的军事部门） .int （国际组织）(3) 基础结构域名(infrastructure domain)：这种顶级域名只有一个，即 arpa，用于反向域名解析，因此又称为反向域名、域名服务器基本功能n 进行域名到IP地址的解析；n 具有连向其他域名服务器的信息；n 每一个域名服务器都只是对域名体系中的一部分进行管辖。、域名服务器有以下四种类型n 根域名服务器 （最高层次的域名服务器，主要分布在北美）n 顶级域名服务器 （这些域名服务器负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。）n 权限域名服务器 （负责一个区的域名服务器。每一个主机都必须在授权域名服务器处注册登记。通常，一个主机的授权域名服务器就是它的本地ISP的一个域名服务器。）n 本地域名服务器 （当一个主机发出 DNS 查询请求时，这个查询请求报文就发送给本地域名服务器。例如广药的0，这种域名服务器有时也称为默认域名服务器。 在Windows操作系统中的“TCP/IP协议属性”中所配置的DNS服务器就是这里所说的本地域名服务器、解析域名的过程可以采用递归查询和迭代查询两种查询方法，它们对域名的解析过程有所不同。 （具体看书本页）、电子邮件的三个主要组成构件n 用户代理：功能：撰写、显示、处理和通信。n 邮件服务器：功能是发送和接收邮件，同时还要向发信人报告邮件传送的情况（已交付、