计算机网络前六章重点知识汇总

1、第一章概述1、21世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时 代。2、网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络3、计算机网络向用户提供的最重要的功能两个：连通性，共享4、网络（network）由若干结点（node）和连接这些结点的链路（link）组成5、互联网是“网络的网络（network of networks）0连接在因特网上的计算机都称为主机（host）6、因特网发展的三个阶段：第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。第二 阶段的特点是建成了三级结构的因特网。第三阶段的特点是逐渐形成了多层次ISP结构的 因特网6.1、客户软件的

2、特点（客户程序）：被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。因此，客 户程序必须知道服务器程序的地址。不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。（客户和服务器本来都指的是计算机进程（软件）7、因特网的组成从因特网的工作方式上看可以划分为以下的两大块：边缘部分、核心部分 边缘部分 由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的 （提供连通性和交换）8、在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：客户服务器方 式（C/S方式）即C

3、lient/Server方式。对等方式（P2P方式）即Peer-to-Peer方式8.1、对等连接方式：对等连接（peer-to-peer，简写为P2P）是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求 方还是服务提供方。只要两个主机都运行了对等连接软件（P2P软件），它们就可以进行平等的、对等连接 通信。双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档9、路由器是实现分组交换（packet switching）的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网 络核心部分最重要的功能10、电路交换必定是面向连接的。电路交换的三个阶段：建立连接、通信、释放连接11、分组交换：分组交换的主要特点：在发送端，先把

4、较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段;添加首部构成分组：每一个数据段前面添加上首部构成分组；分组交换的传输单元：分组交换网以“分组”作为数据传输单元；依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）；分组首部的重要性：每一个分组的首部都含有地址等控制信息；分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个 结点交换机；用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地；接收端收到分组后剥去首部还原成报文。12、主机的用途是为用户进行信息处理的，并且可以和其他主机通过网络交换信息。13、路由器的用途则是用来转发分组的，即进行分组交换的14、分组交换的优点：高效动态分配传输

5、带宽，对通信链路是逐段占用。灵活以分组为传送单位和查找路由。迅速不必先建立连接就能向其他主机发送分组。可靠保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性15、三种交换方式在数据传送阶段的主要特点：电路报文：整个报文的比特流连续地从原点直达到终点，好像在一个管道中传送。报文交换：整个报文先传到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。分组交换：单个分组传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。16、不同作用范围的网络广域网 WAN (Wide Area Network)局域网 LAN (Local Area Network)城域网 MAN (Metrop

6、olitan Area Network)个人区域网 PAN (Personal Area Network)15、不同使用者的网络：公用网(public network)专用网16、计算机网络的性能指标1.速率比特(bit)是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。 Bit来源于binary digit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字 中的一个1或0。速率即数据率(data rat e)或比特率(bit rat e)是计算机网络中最重要的一个性能指标。速 率的单位是b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s等速率往往是指额定速率或标称速率。“带宽” (band

7、width)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。时延：是指数据从网络的一端传输到另一端所需的时间。发送时延：是主机或路由器发送数据帧所需要的时间。(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的时间)发送时延=数据块长度(比特)/信道带宽(比特/秒)传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间传播时延=信道长度(米)/信号在信道上的传播速率(米/秒

8、)处理时延：交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。排队时延：结点缓存队列中分组排队所经历的时延。排队时延的长短往往取决于网络中 当时的通信量。数据经历的总时延就是发送时延、传播时延、处理时延和排队时延之和.总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延时延带宽积=传播时延x带宽链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度往返时间RTT：从发送方发送数据开始，到发送方收到接受放的确认总共经历的时间。利用率：信道利用率：指出某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。完全空闲的信道的利用率是零D网络利用率：则是全网络的信道利用率的加权平均值D =071 U信道或网络利用率过高会产

9、生非常大的时延。D表示网络当前的时延，则在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式表示D和D0之间的关系：17、划分层次的必要性计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题(同步含有时序的意 思)。网络协议(network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、 标准或约定网络协议的组成要素：语法数据与控制信息的结构或格式。语义需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。同步事件实现顺序的详细说明18、五层协议的体系结构应用层：式体系结构中的最高层。直接为用户的应用进程提供服务。运输层：负责向两个主

10、机中进程之间的通信提供服务。网络层：负责为分组交换网上的不同主机提供通讯服务数据链路层：组装成帧(透明的概念)物理层：透明的传送比特流19、实体、协议、服务和服务访问点实体(entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。同一系统相邻两层的实体

11、进行交互的地方，称为服务访问点SAP (Service Access Point)。第二章物理层20、物理层的功能特性：机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。21、数据通信系统可划分为三大部分：源系统、传输系统、目的系统。22、源系统一般包括以下两个部分：源点(源站或信源)、发送器。23、目的系统一般包括以下两个部分：接收器、终点。24、模拟信号：代表消息的参数的取值是连续的。25、数字信号：代表

12、消息的参数的取值是离散的。26、码元(code)：在使用时间域(或简称为时域)的波形表示数字信号时，代表不同离散数 值的基本波形。27、有关信号的几个基本概念：单向通信（单工通信）一一只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。双向交替通信（半双工通信）一一通信的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）。双向同时通信（全双工通信）一一通信的双方可以同时发送和接收信息。28、基带信号（即基本频带信号）一一来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图 像文件的数据信号都属于基带信号29、带通信号一一把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在 信道中传输（

13、即仅在一段频率范围内能够通过信道）。30、基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低 频分量或直流分量。为了解决这一问题，就必须对基带信号进行调制。31、调幅（AM）：载波的振幅随基带数字信号而变化。32、调频（FM）：载波的频率随基带数字信号而变化。33、调相（PM）:载波的初始相位随基带数字信号而变化。34、限制码元在信道上传输速率的因素：信道能通过的频率范围、信噪比。35、在任何信道中，源码的传输速率是有上限的，传输速率超过此上限，就会出现严重的码 间串扰的问题，使接收端对码元的判决成为不可能。36、信道的极限信息传输速率C可表达为C = W log2（

14、1+S/N） b/sW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。37、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38、传输媒体分为两大类：导向传输媒体（导线光纤）、非导向传输媒体（微波卫星）。39、复用（multiplexing）是通信技术中的基本概念。频分复用、时分复用和统计时分复用。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频 率带宽而不是数据的发送速率）时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧）。每一个时分复用的 用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙（统计时分复用STDM是一

15、种改进的时分复 用）波分复用就是光的频分复用码分复用CDM:常用的名词是码分多址CDMA，每一个用户可以在同样的时间使用 同样的频带进行通信。各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。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39.1!宽带接入技术：xDSL技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它 能够承载宽带业务39.2!基于ADSL的接入网由以下三大部分组成：数字用户线接入复用器；用户线；用户家 中的一些设施。40、ADSL （Asymmetric Digital Subscriber Line）：非对称数字用户线41、ADSL的

16、极限传输距离与数据率以及用户线的线径都有很大的关系（用户线越细，信 号传输时的衰减就越大），而所能得到的最高数据传输速率与实际的用户线上的信噪比密切 相关。42、ADSL的特点：上行和下行带宽做成不对称的。上行指从用户到ISP，而下行指从ISP到用户。ADSL在用户线(铜线)的两端各安装一个ADSL调制解调器。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”的意思第三章数据链路层43、数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：点对点信道：这种信道使用一对一的点对点通信方式。广播信道：这种信道使用一对多的广播通

17、信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接 的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。44、链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。一条链 路只是一条通路的一个组成部分。45、数据链路(data link)除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若把 实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路46、常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据 单位是帧。47、早期的数据通信协议曾叫作通信规程(procedure)。因此在数据链路层，规程和协议是同 义语48、数据链路层协议三个基本

18、问题：封装成帧、透明传输、差错控制49、每一种链路层协议都规定了帧的数据部分的长度上限最大传输单元MTU50、透明传输：当传送的帧是用文本文件组成的帧时，其数据部分显然不会出现像SOH或 ETO这样的帧定界控制字符。可见不管从键盘上输入什么字符都可以放在这样的帧中传输 过去，因此这样的传输就是透明传输。51、解决透明传输问题：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)52、 字节填充(byte stuffing域字符填充(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

19、。53、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)54、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55、帧丢失，帧重复，帧失序。56、点对点协议PPP协议有三个组成部分：一个将IP数据报封装到串行链路的方法。一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP (Link Control Protocol)。一个网络控制协议NCP (Network Control Protocol)。其中每一个协议支持不同的网络 层协议。57、PPP协议工作状态(如何工作)：当用户拨号接入ISP时，路由器的调制解调器对拨号做出确

20、认，并建立一条物理连接。PC机向路由器发送一系列的LCP分组(封装成多个PPP帧)。这些分组及其响应选择一些PPP参数，和进行网络层配置，NCP给新接入的PC机分 配一个临时的IP地址，使PC机成为因特网上的一个主机。通信完毕时，NCP释放网络层连接，收回原来分配出去的IP地址。接着，LCP释放 数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。58、局域网可按网络拓扑进行分类：星形网(集线器X总线网、环形网(令牌环形网X树 形网。59、媒体共享技术：静态划分信道（频分复用、时分复用、波分复用、码分复用）；动态媒 体接入控制（多点接入（随机接入受控接入）（如多点线路探询（polling），或轮询）。6

21、0、为了通信的简便以太网采取了两种重要的措施：第一：采用较为灵活的无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据。以 太网对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认。第二：以太网发送的数据都使用曼彻斯特编码的信号。61、以太网采用的协调方法是使用一种特殊的协议：载波监听多点接入/碰撞检测 CSMA/CD62、CSMA/CD 要点：“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发 送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。63、传播

22、时延对载波通信的影响：当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非真正是空闲的。A向B发出的信息，要经过一定的时间后才能传送到B。B若在A发送的信息到达B之前发送自己的帧（因为这时B的载波监听检测不到A 所发送的信息），则必然要在某个时间和A发送的帧发生碰撞。碰撞的结果是两个帧都变得无用64、以太网的MAC层：在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或MAC地址。65、802标准所说的“地址”严格地讲应当是每一个站的“名字”或标识符。66 “发往本站的帧”包括以下三种帧：单播（unicast）帧（一对一）广播（broadcast ）帧（一对全体）多播（multicast ）帧（一对多）67、在数据链

23、路层扩展局域网是使用网桥。网桥工作在数据链路层，它根据MAC帧的目 的地址对收到的帧进行转发。68、网桥的内部结构见PPT （总PDF291）.69、透明网桥（目前使用得最多的网桥）：“透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧 将经过哪几个网桥，因为网桥对各站来说是看不见的。透明网桥是一种即插即用设备，其 标准是 IEEE 802.1D。70、以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥。71、交换机能同时连通许多对的接口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样， 进行无碰撞地传输数据。72、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

24、能恶化。第四章网络层73、网络层提供的两种服务：在计算机网络领域，网络层应该向运输层提供怎样的服务（“面 向连接”还是“无连接”）曾引起了长期的争论.74、电信网使用昂贵的程控交换机，用面向连接的通信方式。75、网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。76、网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序 到达终点)，当然也不保证分组传送的时限。77、网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。与IP协议配套使用的还有四 个协议：地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、网际控制报文协议ICMP、网际组 管理协议IGMP78、中

25、间设备又称为中间系统或中继(relay)系统：物理层中继系统：转发器(repeater)。数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)0网络层中继系统：路由器(router)。网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)o网络层以上的中继系统：网关(gateway)79、所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是互连起来的各种物理网络的异构 性本来是客观存在的，但是我们利用IP协议就可以使这些性能各异的网络从用户看起来好 像是一个统一的网络。80、互联网可以由多种异构网络互联组成。81、IP地址的编址方法：分类的IP地址。这是最基本的编址方法，在1981年就通过了相应的标准协议。子

26、网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准RFC 950在1985年通过。构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993年提出后很快就得到推广应用。82、两级的IP地址可以记为：IP地址：:= 网络号, 主机号/:=代表“定义为”83、IP地址中的网络号字段和主机号字段(给图描述)A、B、C类地址的网络号字段分别为1、2、3字节长，而在网络字段号最前面有13 位的类别位，其数值分别规定为0,10,110.A、B、C类地址的主机号字段分别为3、2、1个字节长。D类地址(前4位是1110)用于多播(一对多通信)。而E类地址(前4位是1111 )保 留为以后使用。84、IP地址的一些重要特点IP

27、地址是一种分等级的地址结构。实际上IP地址是标志一个主机(或路由器)和一条链路的接口。用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同 样的网络号net-ido所有分配到网络号net-id的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围 的广域网，都是平等的。85、IP地址与硬件地址：从层次的角度看，物理地址是数据链路层和物理层使用的地址， 而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。总之：IP地址放在IP数据报 的首部，硬件地址放在MAC帧的首部，网络层及以上使用IP地址，链路层及以下使用硬 件地址。86、强调在IP层抽象的互联网上只能看到IP数据报。路

28、由器只根据目的站的IP地址的网络号进行路由选择在具体的物理网络的链路层只能看见MAC帧而看不见IP数据报。IP层抽象的互联网屏蔽了下层很复杂的细节在抽象的网络层上讨论问题，就能够 使用统一的、抽象的IP地址研究主机和主机或主机和路由器之间的通信87、使用ARP的四种典型情况：发送方是主机，要把IP数据报发送到本网络上的另一个主机。这时用ARP找到目的主机的硬件地址。发送方是主机，要把IP数据报发送到另一个网络上的一个主机。这时用ARP找到本 网络上的一个路由器的硬件地址。剩下的工作由这个路由器来完成。发送方是路由器，要把IP数据报转发到本网络上的一个主机。这时用ARP找到目的 主机的硬件地址。

29、发送方是路由器，要把IP数据报转发到另一个网络上的一个主机。这时用ARP找到 本网络上的一个路由器的硬件地址。剩下的工作由这个路由器来完成。88.IP数据报首部的固定部分中的各字段总长度一一占16位，指首部和数据之和的长度， 单位为字节，因此数据报的最大长度为 65535字节。总长度必须不超过最大传送单元 MTU。89、片偏移(12位)指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。片偏移以8个 字节为偏移单位。90、分组转发算法：从数据报的首部提取目的主机的IP地址D,得出目的网络地址为N。若网络N与此路由器直接相连，则把数据报直接交付目的主机D；否则是间接交 付，执行(3)。若路由表中有

30、目的地址为D的特定主机路由，则把数据报传送给路由表中所指明的 下一跳路由器；否则，执行(4)。若路由表中有到达网络N的路由，则把数据报传送给路由表指明的下一跳路由器； 否则，执行(5)。若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否 则，执行(6)。报告转发分组出错。91、理想的路由算法：算法必须是正确的和完整的。算法在计算上应简单。算法应能适应通信量和网络拓扑的变化，这就是说，要有自适应性。算法应具有稳定性。算法应是公平的。算法应是最佳的92、因特网分层次的路由选择协议的原因：因特网的规模非常大。如果让所有的路由器知道所有的网络应怎样到达，则这种路由表 将非常大，处理起来也太花时间。而所有这些路由器之间交换路由信息所需的带宽就会使因 特网的通信链路饱和。许多单位不愿意外界了解自己单位网络的布局细节和本部门所采用的路由选择协议(这 属于本部门内部的事情)，但同时还希望连接到因特网上。93、自治系统AS的定义：在单一的技术管理下的一组路由器，而这些路由器使用一种AS 内部的路由选择协议和共同的度量以确定分组在该AS内的路由，同时还使用一种AS之 间的路由选择协议用以确定分组在AS之间的路由。94、RIP协议的三个要点：仅和相邻路由器交