自学考试计算机网络原理知识点详细全面总结

1、计算机网络原理(4741)2009-12-17 20:18第一章概论1、计算机网络的发展面向终端分布的计算机系统计算机-计算机网络开放式标准网路因特网广泛应用和高速网络技术的发展2、三大网络电信业务网广播电视网计算机网3、未来网络发展趋势宽带网络全光网络多媒体网络移动网络下一代网络2、计算机网络的基本概念1、计算机网络的定义利用通讯设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互联起来， 以功能完善的网络软件(即网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统等)实 现网络中资源共享和信息传递的系统。2、计算机网络的组成资源子网：负责信息处理通信子网：负责全网中的信息传递3、计算机网络的功能硬件

2、资源共享软件资源共享用户数据共享4、计算机网络的应用办公自动化远程教育电子银行证券及期货交易企业网络智能大厦和结构化综合布线系统3、计算机网络的分类星形、总线形、环形、树形、混合形、网形电路、报文、分组广域网、局域网、城域网广播、点对点1星形、总线形、环形、树形、混合形、网形电路、报文、分组广域网、局域网、城域网广播、点对点2、按网络的交换方式分类3、按网络覆盖范围分类4、按网络传输技术分类5、计算机网络的标准化国际标准化组织(IOS)其他标准化机构，如国际电信联盟ITU、美国国家标准局NBS、美国国家标准协会 ANSI欧洲计算机制造协会ECMAInternet的组织机构-因特网工程特别任务组

3、IETF 第二章计算机网络体系结构1、网络的分层体系结构网络协议的定义：微计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集 合网络协议的三要素：语义（用于协调和差错处理的控制信息）语法（数据及控制信息的格式、编码及信号电平等）定时（速度匹配和排序等）网络的体系结构：计算机网络各层模型及协议的集合2、OSI/RM开放系统互连参考模型国际化标准组织ISO制定的开放：表示能使任何两个遵循该参考模型和有关标准的系统进行互连OSI的体系结构定义了一个七层模型（物理层、数据链路层、网络层、传输层、 会话层、表示层、应用层）第一层：物理层PH（physica）提供相邻设备之间的比特流传输，只要考虑如何发

4、送“0”和“ 1”，接收端 如何识别。第二层：数据链路层DL（date-link）负责相邻节点间的线路无差错的传输以帧为单位的数据，把一条有可能出现差错的链路变成一条让上层看来好像不出 错的链路。第三层：网络层N （network）选择合适的路由，是发送站的传输层发下来的分组能够正确无误的按照地址找到目的站并交付目的站的传输层，这就是寻址 功能。第四层：传输层T （transport）根据资源子网的特性最佳的利用网络资源，向上层提供一个可靠的端到端的服务。第五层：会话层S（session）向互联合作的进程之间提供一套会话设施，组织和同步他们的会话活动，并管理它们的数据交换过程。第六层：表示层P

5、 （presentation）提供端到端的信息传输，处理的是OSI系统之间用户信息的表示问题。第七层：应用层A （application） 是OSI参考模型的最高层，确定进程间 的通信的性质以满足用户的需求。通信服务类型面向连接服务数据传输前必须建立连接、维护连接、释放连接。在数据传输过程中，各分组不 需要携带目的节点的地址。确保了数据传送的次序和可靠性，但通信开始前的连 接开销，协议复杂，通信效率不高。无连接服务每个分组携带目的节点的地址，各分组在通讯子网中式独立传送的。不需要建立 连接、维护连接、释放连接三个过程，节省连接开销和许多保证机制，通信协议 相对简单，效率较高；不同分组可能选择不

6、同的路径的母的节点，先发送不一定 先到达，可能会出现乱序、重复与丢失的现象，稳定性不好。3、TCP/IP参考模型TCP/IP：（传输控制协议/互连网协议）TCP/IP参考模型分为4层：主机一一网路层、互连层、传输层、应用层4、OSI/RM与TCP/IP参考模型的异同点5、层次结构的概念分层结构是解决异种机和异种网络互联问题的方法分层的好处在于：容易解决通信的异质性（heterogeneity）问题上层解决不同语言的互联翻译（数据的不同表示）下层解决信息传递使复杂问题简化，高层屏蔽细节问题 每层只关心本曾的内容，不用知道其他 层如何实现的使设计容易，每层为上一层提供服务，向下一层请求服务6、局域

7、网和TCP/IP的层次结层次物理层：信号的编码/译码、前导码的生成/除去、比特的发送/接收。MAC 层：访问控制方式。LAN的拓扑结构和媒体可以有多种，不同的拓扑结构和媒 体，其访问控制不同，如总线型，各站点采用的是竞争方式。环形结构采用令牌 环控制等，所以说局域网的差别主要体现在物理层和MAC层。LLC 层：提供对高层的支持，它屏蔽了具体的媒体和访问控制方法，为连到局域网上 的端系统提供端到端的差错控制和流量控制。由于在局域网，不存在网络层的路 由问题，但为了对高层提供服务，LLC层要提供属于3层的功能。网络接口层：提供IP数据报的发送和接收。该层使用协议为各通信子网本身固有的协议。例如以太

8、网的802.3协议、令 牌环网的802.5协议以及分组交互网的X.25协议等。网络层：提供计算机间的分组传输。（1）高层数据的分组生成；（2）底层数据报的分组 组装；（3）处理路由、流控、拥塞等问题。IP协议提供统一的地址格式和IP数据包格式，以消除各通信子网的差异， 从而为信息发送方和接受方提供透明通道。传输层：提供应用程序间的通信。（1）格式化信息流；（2）提供可靠传输。TCP协议提供面向连接的可靠的字节流传输；UDP协议提供无连接的不可靠 的数据包传输。应用层：提供常用的应用程序。例如：WWW服务、ftp、email、telnet 等第三章物理层1、物理层接口与协议物理层的主要功能：实现

9、比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务。 单位为“比特”。物理层接口：物理层上的协议有时也称为接口。物理层协议规定了建立、维持及 断开物理信道物理层的4个特性：机械性：插头和插座的几何尺寸、插针或插孔芯数及其排列方式、锁定装置形式 等做了详细说明电气性：导线的电气连接及有关电路的特性，接口线的信号电平、发送器的输出阻抗、接收器的输入阻抗等电气参数功能性：接口的信号来源、作用及其他信号之间的关系规程性：交换电路进行数据将交换的控制步骤物理层的举例：EIA RS-232C接口标准传输速率低、距离短、串扰信号较大EIA RS-449接口标准传输距离远、数据传输率高、抗干扰性能好 2、传输介质

10、有线传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤 无限传输介质：无线通信、微波通信、红外通信、激光通信传输介质的选择取决于：网络拓扑结构、实际需要的通信容量、可靠性要求、能 承载的价格范围3、数据通信技术 数据、信号、误码率及数据通信的定义放大器、中继器的作用模拟数据或数字数据用模拟信号或数字信号表示的概念数据传输速率、信号调制速率的定义及二者的关系 计算信道容量的两个公式：数据传输速率R = 1/T * log(2)N奈奎斯特公式C = 2*H*log(2)N H信息的带宽香农公式：C = H * log(2)(1+S/N)C信道数据传输的最大功率通信方式：串行1.单工方式2.半双工方式3.全双工方式

11、并行异步传输和同步传输的工作原理 多路复用技术：1.频分多路复用技术(FDM)时分多路复用技术(TDM)波分多路复用技术(WDM)4、数据编码数字数据的数字信号编码 数字数据的模拟信号编码 模拟数据的数字信号编码 同步方法及其工作原理1.位同步低“1”“1”2.群同步数字数据的数字信号编码 数字数据的模拟信号编码 模拟数据的数字信号编码 同步方法及其工作原理1.位同步低“1”“1”2.群同步调制解调(调幅、调频、调相)脉码调制PCM (采样量化编码)外同步自同步曼彻斯特编码 从低到高“0”从高到差分曼彻斯特编码 有跳变“0” 无跳变起-止式同步发ADSL的工作原理:5、数据交换技术数据交换技术

12、1.电路交换2.报文交换3.分组交换（虚电路传输、数据报传输）4.高速交换 第四章数据链路层1、数据链路的功能帧同步功能1.使用字符填充的首尾定界符法2.使用比特填充的首尾标志法（因特网）4.字节计数法差错控制功能流量控制功能4.字节计数法差错控制功能流量控制功能链路管理功能2、差错控制差错检测制包含两个任务差错控制方法（使用纠错码） 差错控制编码方法停止等待方案2.滑动窗口机制传输中的差错由噪声引起2.差错控自动请求重发ARQ （使用检错码）2.前向纠错FEC奇偶校验码2.循环冗余码3.海明码 3、基本数据链路协议停等协议ARQ发送窗口和接受窗口大小都是1，发送方每发送一帧之后就必须停下来等

13、待 接收方的确认返回，仅当接收方确认正确接收后再继续发送下一帧。该方法所需 的缓冲存储空间最小，缺点信道效率低。顺序接受管道协议又称连续重发请求（GO-BACK-N）go-back-n，发送窗口大于1，接收窗口等于1.允许发送方连续发送信息帧，但 是，一旦某帧错误必须重新发送该帧及其后的n帧。这种方式提供了信道的利用 率，但允许已发送有待于确认的帧越多，可能要退回来重发的帧也越多。选择重传协议发送窗口和接收窗口都大于1。发送方仅重新传输发生错误的帧，并缓存错误帧 以后发送的帧。与go-back-n相比，减少了出错帧以后正确帧都要重传开销。链路控制规程异步协议：如“起-止”式通信规程同步协议：面

14、向字节的同步协议-二进制同步通信协议BSC利用一个已经定义好的一种标准字符编码的一个自己来执行通信控制功能。由于 BCS协议和特定的字符编码集关系过于密切，故兼容性较差。为满足数据链路的 透明性而采用字符填充法，实现起来比较麻烦，且也采用的字符编码集。BSC采 用半双工协议，它的链路传输很低。面向比特的同步协议-高级数据链路控制协议HDLC数据报文可以透明传输，用于实现透明，实现透明传输的“0比特插入法”易于 硬件实现；全双工通信，有较高的数据链路传输效率；所用帧采用CRC检验，对 信息帧进行顺序编号，可防止漏传、或重份，传输可靠性高；传输控制功能与处 理功能分离，具有较大灵活性。面向字节计数

15、的同步协议5、英特网的数据链路层协议串行线路IP协议（SLIP）提供在串行通信线路上封装IP分组的简单方法，用以使远程用户通过电话线和 MODEM能方便的接入TCP/IP网络。SLIP是一种简单的组侦方式。其缺点是：SLIP 不支持在连接过程中的动态IP地址分配，通信双方必须事先告诉对方IP地址； SLIP帧中无协议类型字段，只能支持IP协议；SLIP帧中无校验字段，因此链路 层上无法检测出传输差错，必须由上层实体或具有纠错能力的MODEM来解决传输 擦戳控制。点到点协议（PPP协议）具有处理错误检测、支持多个协议、允许在连接时刻协商IP地址、允许身份认 证等功能。第五章网络层1、网络层的功能

16、网络层在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上，进一步管 理网络中的数据通信，将数据设法从源端经过若十个中间节点传送到目的端，从 而向传输层提供最基本的端到端的数据传送服务。网络层的目的是实现两个端系 统之间的数据透明传送，具体功能包括路由选择、拥塞控制和网际互联等。2、 通信子网的操作方式1.虚电路2.数据报3、两种操作方式提供的服务1.虚电路服务2.数据报服务4、路由选择最优化原则 静态路由选择算法最短路由选择算法扩散法基于流量的路由选择算法动态路由选择算法距离矢量路由算法链路状态路由算法移动主机的路由选择广播路由选择多播路由选择5、拥塞控制拥塞发生的原因多条流入线路有分组到

17、达，并需要同一输出线路，此时，如果路由没有足够的内 存来存放这些分组，那么有的分组就会丢失。路由器的慢速处理器的缘故，以全 于难以完成必要的处理工作，如缓冲排队、更新路由表等。拥塞控制的通用原则拥塞预防策略6、服务质量集成服务和区分服务标签交换和MPLS7、网络互连网络互连的原理在网络之间至少提供一条物理上的连接的链路，并具体对这条链路的控制规程。 在不同网络的进程之间提供合适的路由实现数据交换。有一个始终记录不同网络使用情况并维护该状态信息的统一计费服务。在提供以上服务时，尽可能不对互联在一起的网络的体系结构作任何修改。网桥技术网络互连协议路由信息协议RIP开放最短路径优先协议OSPF网络互

18、连设备网桥：工作在数据链路层路由器：工作在网络层网关8、英特网的互连层协议1.IP协议ARP协议和RARP协议3.ICMP协议4.IGMP协议5.IPv6第八章局域网技术1、介质访问子层信道分配策略静态分配介质访问控制协议争用协议（重点CSMA/CD）无冲突协议有限争用协议2、IEEE802标准与局域网1.IEEE802标准概述IEEE802标准系列局域网参考模型2.IEEE802.2：逻辑链路控制子层3.IEEE802.3：CSMA/CD4.IEEE802.4 :令牌环总线5.IEEE802.5：令牌环6.IEEE802.6：分布队列双总线3、高速局域网FDDI环网快速以太网千兆位以太网万兆位以太网交换以太网4、无线局域网技术1.无线局域网概况2.IEEE802.11 协议3.IEEE802.11系列标准蓝牙技术5.IrDA 和 HomeRF 技术无线应用协议WAP5、移动Ad Hoc网络Ad Hoc网络的