自考计算机网络知识点1

1.0建立以高速计算机通信网络为核心的信息高速公路网络的产生和发展1．面向终端的计算机网络（以单个计算机为中心的远程联机系统。这样的系统除了一台中心计算机外，其余的终端设备都没有自主处理功能）2•计算机-计算机网络（由若干个计算机互联的系统，呈现出多处理中心的特点。ARPA网标志着计算机网络的兴起，是计算机网络技术发展中的里程碑，并为Internet的形成奠定了基础）3.开放式标准化网络（国际标准ISO7498，简称OSI参考模型OSI/RM（opensysteminterconnectionbasicreferencemodel）由7层组成）4．因特网的广泛应用与高速网络技术的发展三大网络（电信网络、广播电视网络、计算机网络）电信业务网（三个主要部件：本地网络（双绞线进入家庭和业务部门，模拟信号）、干线（光纤连接各交换局，数字信号）、交换局（使电话呼叫从一条干线接入到另一条干线）DDN网（数字数据网）提供固定或半永久连接的电路交换，适于传输实时的多媒体业务。FR（帧中继网）以统计复用技术为基础，进行包传输、包交换，速率64Kbps-2.048Mbps，适合传输非实时多媒体通信业务。ATM（异步传输模式网）支持高速数据网，速率25Mbps-4Gbps，可传输话音、数据、图像包括高速数据和活动图像。广播电视网（同轴电缆，处于模拟水平，主干线为光缆）计算机网未来网络发展趋势（未来的计算机网络将覆盖所有的企业、学校、科研部门、政府及家庭，它要求网络无所不在。为了支持各种信息的传输，网络必须具有足够的带宽、很好的服务质量与完善的安全机制以防止信息被非法窃取、破坏与损失，必须具备高度的可靠性与完善的管理功能，支持多媒体信息。高速网络技术，网络计算技术）宽带网络（分为：宽带骨干网、宽带接入网。全光网络（以光节点取代电节点）多媒体网络（满足交互性和实时性）高传输带宽要求不同类型的数据对传输要求不同：语音数据要求实时性强，而对带宽要求不高。高质量的视频通信对实时性和通信带宽要求都很高。多媒体对误码率的要求不同（视频关键帧出错将导致一段数据流无法恢复，非关键帧仅导致某些画面质量下降，一定程度上可以容忍。对多媒体传输有连续性与实时性的要求对多媒体传输有同步的要求（要在传输过程中必须保持多媒体数据之间在时序上的同步约束关系。1。指单一时间相关媒体数据内各媒体元素之间的时间关系。2。指有时空约束关系的时间相关媒体，或时间相关媒体与时间无关媒体之间的关系）具有多方参与通信的特点移动网络（涉及的主要技术有：1蜂窝式数字分组数据2无线局域网3Adhoc网络4无线应用协议下一代网络---是一个基于分组的核心网络。P8三A是指：CA（通信自动化）、OA（办公自动化）、BA（楼宇自动化）。选择拓扑结构主要考虑因素：1可靠性2费用3灵活性4响应时间和吞吐量星型拓扑中央节点执行集中式通信控制策略优点：1控制简单2故障诊断和隔离容易3方便服务缺点：1电缆长度和安装工作量可观2中央节点的负担较重，形成瓶颈3各站点的分布处理能力较低总线拓扑采用分布式控制策略优点：1所需要的电缆数量少2总线结构简单，又是无源工作，有较高的可靠性3易于扩充，增加或减少用户比较方便缺点：1总线的传输距离有限，通信范围受到限制2故障诊断和隔离较困难3分布式协议不能保证信息的及时传送，不具有实时功能大业务量降低了网络速度。环形拓扑采用分布式控制策略优点：1电缆长度短2可使用光纤3所有计算机都能公平地访问网络的其他部分，网络性能稳定。缺点：1节点的故障会引起全网故障，故障检测困难2环节点的加入和撤出过程较复杂3介质访问控制协议采用令牌传递方式，在负载很轻时信道利用率相对较低。树型拓扑优点：1易于扩展2故障隔离较容易缺点：各个节点对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作。混合拓扑优点：1故障诊断和隔离较为方便2易于扩展3安装方便缺点：1需要选用带智能的集中器2集中器到各个站点的电缆长度会增加。网形拓扑优点：不受瓶颈问题和失效问题的影响。由于节点之间有许多条路径相连，可以为数据流的传输选择适当的路由，从而绕过失效或较忙的节点。可靠性高缺点：结构比较复杂，成本比较高，网络协议比较复杂按网络交换方式分类,计算机网络分为：电路交换网报文交换网分组交换网电路交换：用户在开始通信前，必须申请建立一条从发送端到接收端的物理信道，并且在双方通信期间始终占用该信道。报文交换：数据单元是要发送的一个完整报文，其长度无限制，采用存储—转发原理。分组交换（包交换）：通信前，发送端先将数据划分为一个个等长的单位（即分组），这些分组逐个由各中间节点采用存储—转发方式进行传输，最终到达目的端。由于分组长度有限，可以在中间节点机的内存中进行存储处理，其转发速度大大提高。点对点方式与广播方式网络的重要区别：点对点方式采用分组存储转发和路由机制2.1网络协议的要素：1语义Semantics2语法Syntax3定时Timing计算机网络层次结构的要点：1） 除了在物理介质上进行的是实通信外，其余各对等实体间进行的都是虚通信2） 对等层的虚通信必须遵循该层的协议3） n层的虚通信是通过n/n-1层间接口处n-1层提供的服务以及n-1层的通信来实现的网络层次结构划分的原则：1）每层的功能应是明确的，并且是互相独立的/2）层间接口必须清晰，跨越接口的信息量应尽可能少/3）层数应适中。2.2.1开放系统互连OSI（OpenSystemInterconnection）包括：体系结构、服务定义、协议规范三级抽象。服务定义---描述了各层所提供的服务，以及层与层之间的抽象接口和交互用的服务原语协议规范---精确地定义了应当发送何种控制信息及用何种过程来解释该控制信息OSI/RM七层模型中各层功能：1．物理层：定义了为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性其作用是使原始的数据比特流能在物理介质上传输2．数据链路层：比特流被组织成数据链路协议数据单元（帧），为单位进行传输，帧中包含地址、控制、数据及校验码等信息。重要作用是通过校验、确认和反馈重发等手段，将不可靠的物理链路改造成对网络层来说是无差错的数据链路。还要协调收发双方的数据传输速率，即进行流量控制，以防止接收方因来不及处理发送方发来的高速数据而导致缓冲器溢出及线路阻塞。3．网络层：数据以网络协议数据单元（分组）为单位进行传输。主要解决如何使数据分组跨越通信子网从源传送到目的地。需要进行路由选择。传输层：第一个端一一端，即主机一一主机的层次。提供端到端的透明数据传输服务，使高层不必关心通信子网的存在，由此用统一的传输原语书写的高层软件便可运行于任何通信子网上。还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。会话层：进程一一进程的层次。主要功能是组织和同步不同主机上各种进程间的通信。负责在两个会话层实体之间进行会话连接的建立和拆除，还提供在数据流中插入同步点的机制，使得数据传输中断后不必从头重传，而仅重传最近一个同步点以后的数据表示层：为上层提供共同的数据或信息语法表示变换。为了让采用不同编码的计算机在通信中能相互理解数据的内容，可以采用抽象的标准方法来定义数据结构，并采用标准的编码表示形式。表示层管理这些抽象的数据结构，并将计算机内部的表示形式转换成网络通信中采用的标准表示形式。数据压缩／恢复、加密／解密也是表示层可提供的表示、变换功能。应用层通信服务类型:面向连接服务无连接服务面向连接服务特点:数据传输过程前必须经过建立连接、维护连接、释放连接3个过程；在数据传输过程中，各分组不需要携带目的节点的地址。数据的收发顺序不变，因此可靠性好，但需通信开始前的连接开销，协议复杂，通信效率不高。无连接服务特点:每个分组都携带完整的目的节点地址，各分组在通信子网中是独立传送的。传输过程不需要经过建立连接、维护连接、释放连接3个过程。各分组可能选择不同路径到达目的节点，因此目的节点接收到的数据分组可能出现乱序、重复、丢失现象。其可靠性不是很好。因此通信协议相对简单，效率较高。网络数据传输可靠性：通过确认和重传机制保证。TCP/IP协议特点：开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网、更适于互联网中。统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址。标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。OSI参考rcP/IP参考模型OSI参考模型模型TCP/IP协议簇应用层应用层5-7TELNET FTPSMTP DNS其他表示层 4传输层—ICE—udp会话层 -ICMP 传输层传输层3网络层IPARPRARP互连层 网络层 2EthernetARPANETPDN其他主机一数据链路层2.4OSI/RM模型与TCP/IP模型的不同：网络层 物理层OSI模型有七层，而TCP/IP有四层，他们都有网络层、传输层和应用层，但其他层并不相同在于无连接的和面向连接的通信范围有所不同。OSI模型的网络层同时支持无连接和面向连接的通信，但是传输层上只支持面向连接的通信。TCP/IP模型的网络层只有一种模式即无连接通信，但是在传输层上同时支持两种通信模式。OSI/RM模型和协议缺点：模型和协议自身的缺陷。会话层和表示层几乎是空的，而数据链路层和网络层包含内容太多，有很多的子层插入，每个子层都有不同的功能。OSI模型以及相应得服务定义和协议都极其复杂，很难实现，有些功能会在每一层上重复出现，这必然降低系统效率。OSI协议出现时机晚于TCP/IP协议TCP/IP模型和协议缺点：该模型并没有清楚地区分哪些是规范、哪些是实现，使得在使用新技术来设计新网络的时候，TCP/IP模型的指导意义不大，而且它不适合于其他非TCP/IP协议簇。TCP/IP模型的主机一网络层并不是常规意义上的一层，它是定义了网络层与数据链路层的接口。TCP/IP模型没有将接口和层区分开来。DTE与DCE接口的电气连接方式1•非平衡方式：采用分立元件技术设计的非平衡接口。每个电路使用一根导线，收发两个方向共用一根信号地线，信号速率W20Kbps，距离W15米2•采用差动接收器的非平衡方式：采用集成电路技术设计的非平衡接口。每个电路使用一根导线，每个方向都使用独立的信号地线，速率W300Kbps，距离10米。RS-423标准3•平衡方式：采用集成电路技术设计的平衡接口。每个电路使用两根导线，速率W10Mbps，距离W15米。 RS-422标准传输介质的特性：物理特性、传输特性、连通性、地理范围、抗干扰性、相对价格。3.2.2同轴电缆：基带同轴电缆（阻抗50Q），主要用于传输数字信号，使用曼彻斯特编码，1km距离时速度达100mbps宽带同轴电缆（阻抗75Q），闭路电视信号。3.2.3光纤：采用移幅键控法ASK；采用两根光纤（一来一去）组成传输系统。3.2.4无线传输技术频率由低到高排列：无线电波、微波、红外线、可见光。C频段：下行/上行：4/6GHz；Ku频段：11/14GHz；Ka频段：30/20GHz传输介质选择因素：网络拓扑的结构、实际需要的通信容量、可靠性要求、能承受的价格范围3.3.1信号传输速率B（码元速率/波特率Baud）：表示单位时间内传输的码元个数 若码元宽度为T秒，则B=1/TR=B*logN2数据传输速率R（比特率：位bit/秒（bit）ps或b/）：指每秒能传输的二进制信息位数。R=1/T*logNT为一个数字脉冲信号的宽度，单位为秒。2奈奎斯特信道容量公式：C=2*H*logN（bps），最大传输速率。香农公式:C=H*log（1+S/N）（bps）S—信号功率，N—噪声功率，S/N信噪比=10・lg（S/N）误码率—衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标，定义为二进制数据位传输时出错的概率。Pe=Ne/N数据：定义为有意义的实体，它涉及事物的存在形式。分为模拟数据和数字数据。信号：是数据的电子或电磁编码。信息：是数据的内容和解释信源：通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。信宿：通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。信道：是信源和信宿之间的通信线路。3.3.3频分多路复用FDM：传输模拟信号时分多路复用TDM:不仅传输数字信号，也可以同时交叉传输模拟信号T1载波：利用脉码调制PCM和时分多路复用TDM技术，使24路采样声音信号复用一个通道，24路信道各自轮流将编码后的8位数字信号组成帧，其中7位是数据，第8位是控制信号。每帧除了192位（24X8）外，另加一位帧同步位。这样每帧就包含193位，每一帧用125微秒时间传送因此T1系统的数据传输速率为1.544Mbps （1.544Mbps=193位/125微秒）。E1载波（欧洲标准）：每帧开始处有8位同步位，中间有8位作信令，再有30路8位数据，全帧共256位（256=8+8+30*8位），每帧用125微秒传送，E1载波数据传输速率为2.048M=256位/125微秒同步：一方面码元之间要保持同步，另一方面由码元组成的字符或数据块之间在起止时间上也要保持同步。异步传输（即群同步传输）：一次只传输一个字符（5-8位数据），每个字符用一位起始位“0”引导（0占一位时间）、一位停止位“1”结束（1占1到2位持续时间）。没数据时，发送连续的停止位（称空闲位），接受方检测1到0的跳变来判别新字符的开始。位同步：接收端对每一位数据都要与发送端保持同步，同步方法有：自同步法、外同步法。群同步特征：字符间的异步定时和字符中比特之间的同步定时。群同步传输中每个字符由4部分组成：1位起始位，以逻辑0表示； 2.5~8位数据位，即要传输的字符； 3.1位奇/偶检验位，可以不选；4.1~2位停止位，以逻辑1表示，用作字符间的间隔同步传输：在要传输的数据块开始加帧头，结束加帧尾。帧头和帧尾的特性取决于数据块是面向字符的还是面向位的。面向字符方案：每个数据块以一个或多个同步字符（称为SYN）开始，帧尾是另一个唯一的控制字符°SYN的位模式与任何数据字符有明显差别面向位方案：把数据块作为位流来处理。同样加帧头和帧尾。帧头帧尾都使用模式01111110（连续6个1），若同样的模式出现在数据块中，则使用位插入法。位插入：发送方在所发送的数据中每当出现五个1之后就插入一个附加的0。接收方检测到5个1时，就检查后续的一位数据，若该位是0，就删除这个附加的0。 高级数据链路控制规程IDLC和IBM公司的同步数据链路控制规程DLC均采用这种技术脉码调制优点：抗干扰性强；保密性好。脉码调制PCM计算：字长（即一个码字）=log（量化级N）例如：语音数字化通常分为128或256位（位即为量级），对应7位或8位二进制数码，因为7=log128,22以8kHz采样语音信号，使用8位二进制表示每次采样，即就有256个量化级（256=2'8），其数据传输速率=8kHz*每次采样8位二进制=64000bps（64Kbps）数据编码单极性不归零码：0（无电压），1（有电压）双极性不归零码：0（负电压），1（正电压）单极性归零码：0（无电压），1（有电压，但持续时间短语一个码元宽度，即窄脉冲）双极性归零码：0（负电压窄脉冲），1（正电压窄脉冲）曼彻斯特编码：每一位的中间有跳变，既作为时钟信号，又作为数据信号，1（由高到低），0（由低到高）差分曼彻斯特编码：每一位中间的跳变仅作为时钟信号，而用每位开始时有无跳变表示1、0： 0（有跳变），1（无跳变）传输线路存在3个问题:衰减、延迟畸变、噪声（热噪声，随机错；冲击噪声，突发错）ADSL工作原理：将本地回路上可供使用的频谱（约1.1MHz）分成三个频段：POTS、上行数据流（1MHz）、下行数据流（8MHzFF09数据交换技术:电路交换\报文交换\分组交换电路交换：电路建立、数据传输、电路拆除优点：数据传输可靠，迅速，数据不会丢失且保持原来的序列。缺点：在某些情况下，电路空闲的信道容量被浪费；另外，当数据传输阶段的持续时间不长时，电路建立和拆除所用的时间就得不偿失。特点：传送之前须先设置一条专用通道，在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。对于猝发式的通信，电路交换效率不高。报文交换：采用存储－转发方式报文：就是站点一次性要发送的数据块，其长度不限且可变。与电路交换的优点：1.电路利用率高2.电路交换网络上,当通信量很大时,就不能接受新的呼叫.而报文交换时,通信量大时仍然可以接收报文,不过传送延迟会增加3.报文交换可以把一个报文发送到多个目的地,而电路交换很难做到这一点4.报文交换可以进行速度和代码的转换.两个不同传输速率的站可以互相连接,还能转换数据格式,而电路交换很难做到.缺点：不能满足实时或交互式的通信要求，报文经过网络的延迟时间长且不定，有时节点收到过多的数据而无空间存储或不能及时转发时，就不得不丢弃报文，且发出的报文不能按顺序达到目的地。特点：报文从源节点到目的地采用存储－转发方式，在传送报文时,一个时刻仅占用一段通道，在交换节点中需要缓冲存储，报文需排队，不能满足实时通信要求。5.3分组交换：规定了分组长度。使每个节点所需的存储能力降低了,分组可以存储在内存中,提高了交换速度.（分为:虚电路方式和数据报方式）特点：报文被分成分组传送，并规定了最大长度.在数据报分组交换中，目的地需要重新组装报文；在虚电路分组交换中，数据传送之前必须通过虚呼叫设置一条虚电路.虚电路分组交换方式:首先要发送一个呼叫请求分组来建立一条逻辑通路,最后由某个站用清除请求分组来结束连接.每个分组除了包含数据外还包含一个虚电路标识符。在预先建立好的路径上的每个节点都知道把这些分组引导到哪里去，不再需要路由选择判定。虚电路分组特点:在数据传送之前先建立站与站之间的一条路径数据报分组方式:每个分组的传送是被单独处理的.每个分组被称为一个数据报，每个数据报自身携带足够的地址信息数据链路层功能：帧同步功能；差错控制；流量控制；链路管理功能。P71帧同步方法：使用字符填充的首尾定界符法（填充DLE，BSC，PPP）；使用比特填充的首尾标志法（01111110,HDLC）；违法编码法（曼彻斯特）；字节计数法（DDCMP）。P72流量控制方案：停止等待方案、滑动窗口机制停止等待方案：发送方发出一帧之后等待应答信号到达后再发送下一帧；接收方每收到一帧后送回一个应答信号，表示愿意接收下一帧，如果接收方不送回应答，则发送方必须一直等待。滑动窗口机制：发送方每次发送一帧后，待确认帧的数目加1,每收到一个确认信息后，待确认帧的数目减1•窗口随着数据传送过程的发展而向前滑动，当重发表长度计数值等于发送窗口尺寸时，便停止发送新的帧．重发表：一个连续序号的列表，对应发送方已发送但尚未确认的那些帧。发送窗口：是指示送方已发送但尚未确认的帧号队列的界，上下沿的间距称为窗口尺寸。4.2.1差错控制方法：自动请求重发ARQ、前向纠错FEC•自动请求重发ARQ（使用检错码）：接收端检测出有错时，就设法通知发送端重发，直到正确的码字收到为止。ARQ实现方案有：空闲重发请求（即：停等法）、连续重发请求（即：顺序接收管道协议）•前向纠错FEC（使用纠错码）：接收端不但能发现差错，而且能确定二进制码元发生错误的位置，从而加以纠正。CRC特点：可检测出所有奇数位错；可检测出所有双比特的错；可检测出小于、等于检验位长度的突发错。T（X）=4*K（X）+R（X） R（X）=[4*K（X）]/G（X） 所得的余式 Q（X）码字 信息位冗余位 生成多项式 商式数据链路功能：1•帧同步功能：使用字符填充的首尾定界法（用转义字符DLE区别）、使用比特流填充（01111110）、违法编码法（曼彻斯特）、字节计数法2．流量控制功能：停等方案、滑动窗口机制3．链路管理功能：主要面向连接服务，通信前确认就绪状态、交换必要信息、对帧号初始化等。基本数据链路协议：停等协议、顺序接收管道协议、选择重传协议4.3.1停等协议（空闲重发请求方案）：实现过程P801．发送方每次仅将当前信息帧作为待确认帧保留在缓冲存储器中；当发送方开始发送信息帧时，赋予该信息帧一个帧序号，随即启动计时器；当接收方收到无差错的信息帧后，即向发送方返回一个与该帧序号相同序号的ACK确认帧；当接收方检测到一个含有差错的信息帧时，便舍弃该帧；若发送方在规定时间内收到ACK确认帧，即将计时器清零，继而开始下一帧的发送；若发送方在规定时间内未收到ACK确认帧，则应重发丰于缓冲器中的待确认信息帧。4.3.2顺序接收管道协议（连续重发请求方案 回退Ngo-back-N）实现过程：P80发送方连续发送信息帧而不必等待确认帧的返回；发送方在重发表中保存所发送的每个帧的备份；重发表按FIFO队列操作；接收方对每一个正确收到的信息帧返回一个确认帧；每个确认帧包含一个唯一的序号，随相应的确认帧返回；接收方保存一个接收次序表，它包含最后正确收到的信息帧的序号；当发送方收到相应信息帧的确认帧后，从重发表中删除该信息帧的备份；接收方因某一帧出错，则对后面再发送来的帧均不接收而丢弃，只允许顺序接收。Go-back-N策略基本原理：当接收方检测出失序的信息帧后，要求发送方重发最后一个正确接收的信息帧之后的所有未被确认的帧；或者当发送方发送了n个帧后，若发现该n帧的前一帧在计时器超时区间内仍未返回其确认信息，则该帧被判定为出错或丢失，此时发送方就不得不重新发送该出错帧及其后的n帧。选择重传协议：当接收方发现某帧出错后，其后继续送来的正确帧虽然不能立即递交给接收方的高层，但接收方仍可收下来，存放在一个缓冲区中，同时要求发送方重新传送出错的那一帧。一旦收到重新传来的帧后，就可与原已存于缓冲区的其余帧一并按正确的顺序递交高层。4.4链路控制协议：异步协议、同步协议（又分为：面向字符的同步协议、面向比特的同步协议、面向字节计数的同步协议）异步协议：以字符为独立的信息传输单位，在每个字符的起始处开始对字符内的比特实现同步，但字符之间是异步的。同步协议：以数据块－－帧为传输单位，在帧的起始处同步，使帧内维持固定的时钟。BSC协议（面向字符的同步协议）数据块有4种格式：P851．不带报头的单块报文或分块传输中的最后一块报文：SYN|SYN|STX|报文|ETX|BCC2．带报头的单块报文： SYN|SYN|SOH|报头|STX|报文|ETX|BCC3．分块传输中的第一块报文：SYN|SYN|SOH|报头STX|报文|ETB|BCC4．分块传输中的中间报文：SYN|SYN|STX|报文ETB|BCC报头字段用以说明数据报文字段的包识别符（序号）及地址，BCC（块校验字符）校验范围从STX到ETX或ETB。用转义字符（DLE）实现数据透明传输正、反向监控报文有4种格式：1．肯定确认和选择响应：SYN|SYNACKACK和NAK的作用：1。作为对先前所发数据快是否正确接收的响应，因而包含识别符（序号）2．否定确认和选择响应：SYN|SYNNAK2用作对选择监控信息的响应，以ACK表示所选站能接受信息，而NAK不能接收3．轮询/选择请求： SYN|SYN|P/S前缀|站地址|ENQ4．拆链：SYN|SYN|EOTBSC协议缺点：由于BSC协议与特定字符编码集关系过于密切，故兼容性较差。所采用的字符填充法，实现起来比较麻烦，且依赖于所采用的字符编码集;另外BSC协议是半双工协议，链路传输效率很低。,HDLC协议（面向比特的同步协议）特点：协议不依赖于任何一种字符编码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输的0比特插入法易于硬件实现；— I全双工通信，不必等待确认便可连续发送数据，有较高的数据链路传输效率；所有帧均采用CRC校验，对信息帧进行顺序编号，可防止轮询技术I漏收或重份，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大的灵活性。HDLC的操作方式：P861．正常响应方式：传输过程由主站启动，从站只有收到主站某个命令帧后，才作为响应向主站传输信息。主站负责管理整个链路，且具有轮询、选择从站及向从站发送命令的权利，同时也负责对超时、重发及各类恢复操作的控制。适用于面向终端的点到点或一点到多点链路。2．异步响应方式：传输过程由从站启动，由从站来控制超时和重发。该方式对采用轮询方式的多站链路来说是必不可少的。3．异步平衡方式：允许任何节点来启动传输，每个站点既可作为主站又可作为从站。各站都有相同的一组协议，任何站点都可以发送或接收命令，

也可以给出应答，且各站对差错恢复过程都负有相同的责任。HDLC的帧格式：标志字段（F）丨地址字段（A）丨控制字段（C）丨信息字段（I）l帧校验序列（FCS）丨标志字段（F）011111108位8位N位16位01111110HDLC的帧类型：信息帧（I）、监控帧（S）、无编号帧（U） P884.5因特网数据链路层协议：SLIP（SerialLineIP）串行线路IP协议、PPP（Point-to-PointProtocol）协议SLIP（SerialLineIP）串行线路IP协议的缺点：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知对方IP,这给没有固定IP的个人用户上网带来不便。SLIP帧中无协议类型字段，因此它只能支持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功能的MODEM来解决传输差错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。PPP提供了3类功能：P90成帧：可以毫无歧义地分割出一帧的起始和结束。其帧格式支持错误检测。链路控制：有LCP（LinkControlProtocol）联路控制协议，支持同步和异步线路，也支持面向字节和面向位的编码方法，可用于启动线路、测试线路、协商参数、以及关闭线路。网络控制：具有协商网络层选项的方法，并且协商方法与使用的网络层协议独立。PPP帧格式:1PPP帧格式:111或2可变长度2或41标志01111110地址11111111控制00000011协议净荷校验和标志01111110字节数PPP协议与HDLC协议最主要区别是：PPP是面向字符的，HDLC是面向位的。PPP过程：一个家庭用户呼叫一个ISP首先是PC机通过MODEM呼叫供应商的路由器，当路由器的MODEM回答了用户的呼叫，并建立起一个物理连接后，PC机给路由器发送一系列LCP分组，它们被包含在一个或多个PPP帧的净荷中。这些分组以及它们的应答信息将选定所使用的PPP参数。一旦双方对PPP参数达到一致后，又会发送一系列NCP分组，用于配置网络层。针对IP协议的NCP负责动态分配IP地址。5.1网络层操作方式和提供的服务：虚电路操作方式、数据报操作方式对应服务是：虚电路服务及数据报服务°P93虚电路服务建立过程：源端系统的传输层首先向网络层发出连接请求，网络层则通过虚电路网络访问协议向网络节点发送呼叫分组；在目的端，网络节点向端系统的网络层传送呼叫分组，网络层再向传输层发出连接指示；最后接收方传输层向发起方发回连接响应，建立虚电路。两个端系统即可传送数据。数据由网络层拆成若干分组送给通信子网，由通信子网将分组传送到接收方路由选择包括两个基本操作：最佳路径的判定和网间信息包的传送路由选择的核心是：路由选择算法衡量标准：最优化原则和汇集树设计路由算法的要素：1。考虑是选择最短路由还是最佳路由；2。考虑通信子网是采用虚电路还是数据报操作方式；3。是采用分布式路由算法还是采用集中式路由算法；4。考虑关于网络拓扑、流量和延迟等网络信息的来源；5。确定是采用静态路由选择策略还是动态路由选择策略。5.2.1最优化原则：如果路由器J在从路由器I到K的最佳路由上，那么从J到K的最佳线路就会在同一路由上。5.2.2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°P99最短路由选择算法基本思想：建立一个子网图，图中的每个节点代表一台路由器，每条弧线代表一条通信线路，弧上的数字代表该线路的权重。为了在一对给定的路由器之间选择一条路由路径，路由算法只需在图中找到这对节点之间的最短路径即可。扩散法：一个网络节点从某条线路收到一个分组后，再向除该条线路外的所有线路发送收到的分组，结果最先到达目的节点的分组肯定经过了最短的路径，而且所有的路径都被尝试过。////这种方法可用于将一个分组从数据源传送到所有其他节点的广播式数据交换中，还可用来测试最短路径基于流量的路由选择算法基本思想：对某个给定的线路，如果已知负载与平均流量，那么可以根据排队论计算出该线路上的平均分组延迟。由所有的线路平均延迟可直接计算出流量的加权平均值，从而得到整个网络的平均分组延迟，这样路由选择问题就归结为如何找出产生网络最小平均延迟的路由选择算法。P101动态路由选择算法：距离矢量路由算法、链路状态路由算法。距离矢量路由算法：每个路由器维护一张路由表，它以子网中的每个路由器为索引，表中列出了当前已知的路由器到每个目标路由器的最佳距离，以及所使用的线路。通过在邻居间互相交换信息，路由器不断地更新他们内部的路由表。P101链路状态路由算法：1.发现它的邻居节点，并知道其网络地址；2.测量到各邻居节点的延迟或者开销；3.构造一个分组，分组中包含所有它刚刚知道的信息；4•将这个分组发送给所有其他的路由器；5•计算出到每一个其他路由器的最短路径°P1025.2.4移动主机登录外地过程： P104外地代理定期广播一个分组，宣布自己的存在及地址。一个新来的移动主机可以等待这类信息。移动主机可以广播一个分组问：这里有没有外部代理？移动主机登录到外地代理，并给出其原来所在地地址，当前数据链路层地址以及一些安全性信息。外地代理与移动主机的主代理联系，核实移动主机是否真的在那主代理检查安全性信息，如果核实通过，则通知外地代理继续。当外地代理从主代理处得到确认后，在它的表中加入一个表项，并通知移动主机登录成功。广播路由方法：1。给每个目标单独发送一个分组；2。扩散法；3。多目标路由；4。广播算法；5。逆向路径转发（优点是效率相对合理，容易实现）。多播路由选择：需要对组进行管理。1。需要有一种方法来创建和销毁组，并且允许进程加入或离开组；2。为了实现多播，每个路由器计算生成一颗生成树，该生成树覆盖其它所有的路有器。P106拥塞控制：指到达通信子网中某部分的分组数量过多，使得该部分网络来不及处理，以致引起这部分乃至整个网络性能下降的现象，严重时甚至会导致通信业务陷入停顿，即出现锁死现象。拥塞发生的原因：1.多条流入线路有分组到达，并需要同一输出线路，此时如果路由器没有足够内存来存放这些分组，有的分组就会丢失。P1082.路由器的慢速处理器的缘故，以至于难以完成必要的处理工作。P108拥塞预防在各网络层的策略：P109传输层：重传策略/乱序缓存策略/确认策略/流控制策略/确定超时策略网络层：子网内部的虚电路与数据报策略/分组排队和服务策略/分组丢弃策略/路由算法/分组生存管理数据链路层：重传策略/乱序缓存策略/确认策略/流控制策略虚电路子网中的拥塞控制：P110准入控制：一旦出现拥塞信号，则不再创建任何虚电路，直到问题排除为止。允许建立新的虚电路，但要谨慎选择路由，使所有新的虚电路绕开有问题的区域。 3.进行资源预留

...数据报子网中的拥塞控制：1．警告位（在分组头部设置警告位）；2．抑制分组（给源主机发送抑制分组）；3．逐跳抑制分组（给沿途每一跳都发送）3.6负载丢弃：葡萄酒策略、牛奶策略、随机的早期预测算法（在实际耗尽所有缓冲区之前就开始丢弃分组）P1134服务质量：可靠性、延迟、抖动、带宽。 P114集成服务（基于流的算法）：主要协议是资源预留协议RSVP。区分服务：基于类别的服务质量。 MPLS是实现QoS的关键技术 P116标签交换：在每个分组的前端增加一个标签，然后根据这个标签而不是根据目标地址进行路由。将这个标签作为内部表中的一个索引值，就可以把找到正确的输出线路变成简单的表格查询，利用这样的技术，路由过程可以很快完成，而且沿途预留必须的资源也很容易做到。MPLS。5.2透明网桥：V特征：＞不仅能互联同种MAC协议的LAN,同时支持不同类型LAN之间的互联。//＜它的设计目标是〉把几个局域网连接在网桥上之后立即就能运行，不需要进行硬软件配置，不用装入路由表参数。现有LAN不受网桥影响。其路由机制采用生成树算法技术。操作（工作）过程：1•过滤数据库，确定该目的MAC地址是否在除X外的其它端口中；2•如果目的MAC地址没有列到X以外的端口中，则将该帧送往X端口外的所有端口进行扩散；3•如果目的MAC地址在过滤数据库的某个端口Y,则确定Y是否处于阻塞或转发状态，如果不是阻塞状态，则把该帧通过端口Y转发到它所连接的LAN中。源路由选择网桥：核心思想是假定每个帧的发送者都知道接收者是否在同一LAN上。当发送一个帧到另一个LAN时，源主机将目的地址的高位置1作为标记。另外还在帧头加上此帧应走的实际路径。网桥应该有足够缓冲区，以满足高负荷时的要求，还不需具备寻址和路由选择的逻辑功能。网桥工作原理：当网桥收到从802.X局域网发来的数据后，在MAC子层去掉MAC控制信息X，再交给LLC子层。若网桥的LLC子层发现数据是要发向802.Y局域网中某个站的，则将数据通过MAC子层加上相应控制信息Y送到802.Y局域网中，再由对方主机接收。此时在802.Y局域网中，数据由802.Y的MAC控制信息Y、LLC控制信息L和网络协议数据单元组成。5.3网络互联协议：1。路由信息协议RIP:简单的距离向量路由协议。2。开发最短路径优先协议OSPF:链路状态路由协议，支持负载平衡功能。P122OSPF工作过程：在正常情况下，每个路由器定期扩散链路状态更新信息，路由器收到该信息后，如果该消息使重复的，则丢弃它，否则除了到来连接外，在它的所与逻辑连接上传播该消息的拷贝。扩散消息被确认，以保证可靠性。路由器功能：建立并维护路由表；提供网络间的分组转发功能。P124路由器与网桥区别：1•网桥工作在数据链路层，路由器工作在网络层。网桥利用物理地址（MAC地址）来确定是否转发数据帧，而路由器根据IP地址来确定是否转发分组;用网桥连接的局域网，两个局域网的物理层与数据链路层协议可以是不同的，但数据链路层以上要采用相同协议。用路由器连接两个局域网，两个局域网的物理层、数据链路层、网络层可以使不同的，但网络层以上要采用相同的协议。网桥工作在数据链路层，由于传统局域网采取的是广播方式，因此容易产生广播风暴，而路由器可以有效地将多个局域网的广播通信量隔离，使得互联的每个局域网都是独立的子网。6因特网互连层协议有：互联网协议IP、互联网控制报文协议ICMP、地址转换协议ARP、反向地址转换协议RARPIP协议：提供不可靠的、无连接的IP报文服务，不检查被丢弃的报文。向上层提供统一的IP数据报和统一的IP地址。P128IP对输入数据报的处理：主机对数据报的处理：当IP数据报到达主机时，如果IP数据报的目的地址与主机地址匹配，IP接收该数据并交给上层协议软件处理，否则抛弃。网关对数据报的处理：当IP数据报到达网关IP层后，网关首先判断本机是否是数据报到达的目的主机，如果是，网关将收到的IP数据报上传给高级协议软件处理。如果不是，网关将对接收到的IP数据报进行寻径，并随后将其转发出去。IP对输入数据报的处理：主机对数据报的处理；网关对数据报的处理：IP接收到IP数据报后，经过寻址，找到该IP数据报的传输路径，即全路径中的下一个网关的IP地址，然后该网关将该IP数据报和寻址到的下一个网关的地址交给网络接口软件。网络接口软件收到IP数据报和下一个网关地址后，首先调用ARP完成下一个网关IP地址到物理地址的映射，然后将IP数据报封装成帧，最后由子网完成物理传输。IP数据报的分段与重组：目的主机根据标识域来判断收到的IP数据报属于哪一个数据报，以进行IP重组。标志域中的DF位标识该IP数据报是否允许分段。当需要对IP数据报进行分段时，如果DF位置1,网关将会抛弃该数据报，并向源主机发出出错信息。标志域中的MF位标识该IP数据报分段是否是最后一个分段。分段偏移域记录了该IP数据报分段在原IP数据报中的偏移量，分段偏移域被用来确定该IP数据报分段在IP数据报重组时的顺序。IPv6的主要目标：1•扩大IP地址空间；2。减小路由选择表的长度，提供路由选择速度；3。简化协议，使路由器处理分组更迅速；4。提供更好的安全性；5。增加对服务类型的支持，特别是实时的多媒体数据；6。通过定义范围来支持多点播送的实现；7。主机可以在不改变其IP地址的情况下实现漫游；8．协议保留未来发展的余地；9。允许新旧协议共同存在一个时期。IPv6的主要变化：1．把地址长度增加到128比特，使地址空间增大了296倍；2•灵活的IP报头头部格式。采用一种全新的报文格式，使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPv4中可变长度的选项字段。简化协议，加快报文转发。将报文头部格式字段从IPv4的13个减少到7个，报文分段也只在源主机进行，这些简化使路由器可以更快地完成对报文的处理和转发，提高了吞吐量。提高安全性。全面考虑和支持协议的安全功能。身份认证和隐私权是IPv6的关键特性。5．支持更多的服务类型。6．允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展。传输层是整个协议层次结构的核心，其功能是从源主机到目的主机提供可靠的、价格低廉的数据传输。其最终目标是向用户（或向应用程序的进程）提供有效、可靠且最佳的服务。P134传输层提供给应用层的服务：1。网络层、传输层和应用层的逻辑关系；2。网络地址与传输地址的关系；3。两种传输服务（面向连接与非连接）。传输层与数据链路层的主要区别：传输层需要寻址、建立连接的过程复杂以及对数据缓冲区与流量控制的方法上的区别。1.2传输协议的要素：1。寻址（IP地址+端口号）2。建立连接（采用三次握手的算法）3。释放连接（对称释放和非对称释放方式）传输层编址方式：分级结构、平面结构。三次握手：发送方向接收方发送建立连接的请求报文，接收方向发送方回应一个对建立连接请求报文的确认报文，发送方再向接收方发送一个对确认报文的确认报文。传输层两个主要目的：1。提供可靠的端到端的通信2。向会话层提供独立于网络的传输服务传输层主要功能：对一个进行的对话或连接提供可靠的传输服务，在通向网络的单一物理连接上实现该连接的复用，在单一连接上提供端到端的序号与流量控制、端到端的差错控制及恢复等服务。TCP服务主要特征：1。面向连接的传输，传输数据前需要先建立连接，数据传输完毕要释放连接；2。端到端通信，不支持广播通信；3。高可靠性，

确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱许；4。全双工方式传输；5。采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列。如果字节流太长，将其分段；6。提供紧急数据传送功能，即当有紧急数据需要发送时，发送进程会立即发送接受方收到后会暂停当前工作，读取紧急数据并做相应处理。6.2.5TCP重传策略：对每条连接TCP都保持一个变量RTT，用于存放当前到目的端往返所需时间最接近的估计值。当发送一个数据段时，同时启动连接的定时器，如果在定时器超时前确认到达，则记录所需的时间（M）,并修正RTT的值，如果定时器超时前没有收到确认，则将RTT增加1倍。6.2.6TCP拥塞窗口大小：刚建立连接时，将拥塞窗口的大小初始化为该连接所需的最大数据段的长度值，并发送一个最大长度的数据段。如果定时器超时前，得到确认，将拥塞窗口的大小增加一个数据段的字节数，并发送两个数据段，如果每个数据段在定时器超时前都得到确认，就再在原基础上增加一位，即为4个窗口大小，如此反复，每次在前一次基础上加倍，当定时器超过或达到发送窗口设定的值时，停止拥塞窗口尺寸的增加UDP服务主要特征：1。传输数据前无须建立连接，一个应用程序如果有数据报要发送就直接发送，属于无连接的数据传输服务。2．不对数据报进行检查与修改；3。无须等待对方的应答；4。具有较好的实时性，效率高DNS组成：域名空间、域名服务器、地址转换请求程序。顶级域名种类：国家顶级域名；国际顶级域名；通用顶级域名。7.1.3域名解析原理：当应用进程要将一个域名映射为IP地址时，就调用域名解析函数，解析函数将待转换的域名放在DNS请求中，以UDP报文发给本地域名服务器。本地的域名服务器找到域名后，将对应的IP地址放在应答报文中返回。应用进程获得目的主机的IP地址后即可进行通信。若域名服务器不能回答该请求，则此域名服务器就暂时成为DNS中的另一个客户，直到找到能回答该请求的域名服务器为止。域名服务器种类：本地域名服务器；根域名服务器；授权域名服务器。SMTP连接和发送过程：SMTP要经过建立连接、传送邮件、释放连接3个阶段1•建立TCP连接；2。客户端向服务器发送HeLLO命令以标识发件人自己的身份，然后客户端发送MAIL命令； 3。服务器端以OK作为响应，表明准备接受；4。客户端发送RCPT命令，以标识该电子邮件的计划接收人，可以有多个RCPT行；5。服务器端则表示是否愿意为收件人接受邮件；6。协商结束，发送邮件，用命令DATA发送输入内容；7。结束此次发送，用QUIT命令退出。SMTP路由过程：STMP服务器基于DNS中的邮件交换MX记录来路由电子邮件。SMTP通过用户代理和传输代理程序实现邮件的传输。POP3是用户计算机与邮件服务器之间的传输协议；SMTP是邮件服务器之间的传输协议。POP3收发邮件过程：1•通过POP3客户程序登录到支持POP3协议的邮件服务器，用户可以发送邮件及附件；2．邮件服务器将为该用户收存的邮件传送给POP3的客户群，使用户收到这些邮件，并将这些邮件从服务器上删除；3•邮件服务器再将用户提交的发送邮件，转发到运行SMTP协议的计算机中，通过它实现邮件的最终发送。POP3的连接过程：POP3操作开始时，服务器通过侦听TCP端口110开始服务。当客户机需要使用服务时，它将与服务器主机建立连接。当TCP建立连接后，POP3发送确认消息。客户和POP3服务器互相交换命令和响应，直到连接终止。IMAP工作方式：离线工作方式；在线工作方式；断连接方式。断连接方式：客户机先与邮件服务器建立连接，客户邮件程序选取相关的邮件，在本地客户机上生成一种高速缓存。与此同时，所选邮件的主拷贝仍保存在邮件服务器上，然后断掉与服务器的连接，对客户机高速缓存的邮件进行脱机处理，以后客户机与邮件服务器再连接时，进行再同步处理WWW:是通过HTTP协议链接起来的无数WEB服务器中的网页资源。WWW工作原理：用户通过客户端程序与服务器进行连接，然后，用户通过客户端的浏览器向WEB服务器发出查询请求，服务器接收到请求后，解析该请求并进行相应的操作，以得到客户所需的信息，并将查询结果返回客户机，最后，当一次通信完成后，服务器关闭与客户机的连接。HTTP：是客户端浏览器和WEB服务器之间的应用层通信协议，也即浏览器访问WEB服务器上的超文本信息时使用的协议。资源标识是HTTP的核心问题。&1.2介质访问控制协议种类：1.争用协议（ALOHA、CSMA）； 2•无冲突协议（位图、二进制倒计数）；3•有限争用协议（适应树步行协议）。纯ALOHA（吞吐率18.4%）基本思想：任何用户有数据需要发送就可以发送；用户通过监听信道来获得是否产生冲突、数据传输是否成功；若发现有

冲突发生导致数据传输失败，在等待一段随机事件后，再重新发送。时分ALOHA（吞吐率36.8%）基本思想：将时间分成等长的间隙，每个间隙可以用来发送一个帧；用户有数据帧发送时，不论帧在何时产生，都必须到下一个时隙开始时才能发送；用户通过监听信道来获得是否产生冲突、数据传输是否成功；若发现有冲突发生导致数据传输失败，在等待一段随机事件后，再重新发送。载波监听多路访问CSMA：1）1-坚持CSMA；2）非坚持CSMA； 3）p-坚持CSMA； 4）带有冲突检测的CSMA（CSMA/CD）1） 1-坚持CSMA基本思想：当一个节点要发送数据时，首先监听信道；如果信道空闲就立即发送数据；如果信道忙则等待，同时继续监听直至信道空闲；如果发生冲突，则随机等待一段时间后，再重新监听信道。2） 非坚持CSMA:当一个节点要发送数据时，首先监听信道；如果信道空闲就立即发送数据；如果信道忙则放弃监听、随机等待一段时间，再开始监听信道。3） p-坚持CSMA:当一个节点要发送数据时，首先监听信道；如果信道忙则坚持监听到下一个时隙；如果信道空闲，便以概率P发送数据，以概率1-P推迟到下一个时隙；如果下一个时隙信道仍然空闲，则仍以概率P发送数据，以概率1-P推迟到下一个时隙；这样过程一直持续下去，直到数据被发送出去，或因其它节点发送而检测到信道忙为止，若是后者，则等待一段随机的时间后重新开始监听。4） CSMA/CD:当一个节点要发送数据时，首先监听信道；如果信道空闲就发送数据，并继续监听；如果在数据发送过程中监听到了冲突，则立刻停止数据发送，等待一段时间后，重新开始尝试发送数据。二进制指数退避算法：1.对每个数据帧，当第一次发生冲突时，设置一个参量L=2；2•退避间隔取1到L个时间片中的一个随机数，1个时间片等于两站点之间的最大传播时延的两倍；3•当数据帧再次发生冲突，则将参量L加倍；4•设置一个最大重传次数，超过该次数，则不再重传，并报告出错。2.无冲突协议：1）位图协议；2）二进制倒计数协议1•位图协议基本思想：把数据传输过程分成一系列预约周期和传输周期；每个预约周期由N个争用的时隙组成，每个时隙对应一个节点，节点i可以在时隙i发出一个比特“1”来声明它有一个数据帧要发送，以此预约对信道的使用权；预约周期过后，每个节点都知道了究竟有哪些节点要发送数据，接下来进入传输周期，各预约信道的节点按照序号大小顺序依次发送数据；待最后一个节点结束数据发送后，开始新一轮预约。3•有限争用协议：在轻负载时采用争用协议信道分配策略，使时间延迟较短，而在重负载时采用无冲突协议的信道分配策略，使信道利用率较高。 P167有限争用协议基本思想：将系统中的网络节点分组，每个争用时隙只允许一个分组争用信道。协议的关键是如何分配时隙，只要节点分组合理，就可以减少在每个时隙内的竞争，从而提高争用的成功率。分组有两种极端的情况：第一种是每个分组只有一个成员，这样每个时隙最多只有一个站点参与竞争，此时是无冲突协议；第二种是所有节点在一个组中，这样每个时隙都是所有节点参与竞争，此时是争用协议。有限争用协议就是要根据当前网络的分组情况，对节点进行动态分组，当网络分组较轻时，每组的节点数来就多一些，当网络分组较重时，每组的节点数量就少一些。信道分配策略性能评定：轻负载下的时间延迟及重负载下的信道利用率。&2.1802参考模型：（多个NSAP）网际层（多个LSAP）-LLC-（单个MSAP）-MAC-（单个PSAP）-物理层。

LLC链路类型：无确认无连接；有确认无连接；确认的面向连接。IEEE802.3是为采用二进制指数退避和1-坚持CSMA/CD协议的基带总线局域网制定的标准802.3物理层接口：介质相关接口MDI；访问单元接口AUI。802.3MAC帧格式：[前导码P（10101010）][帧起始定界符SFD（10101011）][DA][SA][LEN][数据0-1500][填充字符0-46][FCS（CRC32）],DA最高位0表示单个地址，最高位1表示组地址。帧总长度64-1518。MAC层功能：数据封装,包括成帧、编址、差错检测；介质访问管理,包括介质分配和竞争处理。冲突处理：首先,它发送一串称为阻塞码的位序列来强制冲突,由此保证有足够的冲突持续时间,使其它发送站点都得到通知。在阻塞信号结束时,发送介质访问管理就暂停发送,等待一个随机的时间后再进行重发尝试。发送介质访问管理用二进制指数退避算法调整介质负载。最后,或重发成功,或放弃重发尝试。IEEE802.4令牌总线网：P175故障处理： 1。逻辑环中断:令牌传递算法即可解决； 2。令牌丢失：每个站点利用不活动计时器计算空闲