计算机网络复习提纲

计算机网络复习提纲

一、计算机网络的定义、形成与发展；

按照网络协议，以共享资源为目的，将地理上分散且独立的计算机互相连接起来形成的集合体

计算机网被分为资源子网和通信子网，具体包括：计算机、传输介质和设备、通信协议、网络操作系统

形成：源于对数据共享的需求：单机环境（PC无法有效共享）-人力网（磁盘传递数据）-计算机网络

（自由共享）

联机的计算机能够实现：信息共享、硬件软件共享、支持管理集成（协同工作）

第一代（50年代末一60年代初）：分时多用户联机网络（终端网）。由大型机与终端构成，目前，金融系统

仍然在使用.第二代（60年代末一70年代初）：ARPANZ.采用分组交换子网技术.Interne之父.（存储

转发）

第三代（70年代末一80年代）：局域网与网络互连，客户机/服务器技术和分布式数据库技术。

第四代（80年代末一2010）：网络计算和国际互联网，无线局域网、高速网，第五代（将来）：NG,智能网

络，虚拟化，物联网一体化

二、计算机网络的体系结构；IS0/0SI/RM；协议与接口；服务访问点；数据单元；TCP/IP

体系；客户/服务器计算；API/套接字；

WEB体系

1）网络体系结构（NetworkArchitecture,NA）：计算机网络的组成，每个组成部

分的功能定义，各组成部分之间的交互功能

2）ISO/OSI/RM

•0SI参考模型

•0SI网络体系结构［OSI（opensystemsinterconnection）network

architecture］是由国际标准化组织（ISO）提供和定义的计算机网络的分层、各

层协议和层旬接口的集合。

•ISO国际标准化组织

•OSI/RM

OSI/RM（OpenSystemInterconnection/ReferenceModel）----开放系统互

连参考模型

•协议层次结构的含义

1.第N层实体在实现自身定义的功能时，只使用（NT）层提供的服务。

2.第N层向（N+1）层提供股务。此服务包括N层本身的功能，以及所有由下层服务提供

的功能总和。

3.最低层只提供服务，是提供服务的基础。最高层只是用户，是服务的使用者。中间层

既是用户，又是服务提供者。

4.仅在相邻层间有接口，且下层提供服务的具体实现细节对上层完全屏蔽。

3)协议与接口

•协议：是对等实体之间对信息传输的一些约定。(对等实体通常是指在计算机

网络体系中处于相同层次的通信协议进程。)

1.通信环境

2.提供的服务

3.词汇表

4.报文(Message)的编码格式

5.时序、规则和过程

•网络协议(NetworkProtocol)：是计算机脚络中互相通信的对等实体间交换信

息时所必须遵守的规则的集合。

•接口：相邻协议层之间的接口则指两相邻协议层之间所有调用和服务访问点

以及服务的集合。

4)服务访问点(SAP:serviceaccesspoint):是上层可以访问下层服务的地方。

每个SAP都有一个能唯一地标识自己的地址。

(同一层中的不同服务访问点用被称为服务访问点标识来区别。)

5)数据单元

•接口数据单元(IDU:interfacedataunit):是层问交换的数据组织，由服务

数据单元和控制信息组成。

1.服务数据单元(SDL•:servicedataunit):是将要跨越网络传递给远方N

层对等实体，然后上交给远方(N+1)层实体的信息。

2.控制信息(ICI:interfacecontrolinformation):被下层实体用于指导

其功能任务的执行，但不是发送给远方对等实体的内容。

6)TCP/IP体系

•Internet网络体系结构以TCP/IP协议为核心。IP协议用来给各种不同的通信

子网或局域网提供一个统一的互连平台。TCP协议则用来为应用程序提供端到

端的通佶和控制功能。

1.通信子网层(subnetworklayer)

a)TCP/IP协议的通信子网层与0SI协议的物理层、数据链路层以及网络层的一部

分用对应。

b)该层中所使用的协议为各通信子网本身固有的协议。

c)通信子网层的作用是传输经网络层处理过的消息。

2.网络层(inlernetlayer)

a)网络层所使用的协议是1P协议。它把运输层送来的消息组装成IP数据包，并

把IP数据包传递给通信子网层。

b)IP协议提供统一的IP数据包格式，以消除各通信子网的差异，从而为信息发送

方为接收方提供透明通道。

c)网络层的主要功能是：Inlemel全网地址的识别与管理；IP数据包路由功能；

发送或接收时使IP数据包的长度与通信子网所允许的数据包长度相匹配。

3.传输层(transportlayer)

a)传输层为应用程序提供端到端通信功能。传输层有3个主要协议，即传输控制

协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)和互连网控制消息协议(ICMP)

TCP|TCP协议以建立连接高可靠性的消息传输为目的，它负责把大量的用户数

据按一定的长度组成多个数据包进行发送，并在接收到数据包之后按分

解顺序重组和恢复用户数据。TCP协议具有数据包的顺序控制、差错检测、

检验以及再发送控制等功能。

UDPUDP协议主要用于端主机和网关以及Internet运营管理中心等的消息通

信，以达到控制管理网络运行的目的。

1CMP在传输的数据包有误或丢失时，利用ICMP协议发送出错消息绐发送数据

包的端主机。

在数据包流量过大时，ICMP协议还具有限制流量的功能。

4.应用层(applicationlayer)

a）应用层为用户提供所得要的各种服务。它提供的主要服务有；远程登录，用户

可使用异地主机；文件传输，用户可在不同主机之间传输文件；电子邮件，用

户可通过主机和终端互相发送信件；web服务器，发布和访问具有超文本格式

HTML的各种信息。

7）客户/服务器计算

•客户机/服务器计算定义一种体系结构，在该结构中，程序逻辑分布在客户机

系统和服务器系统之间。它是一种基于信息的组合式结构，意在提高集中化的时

间共享大型机计算。客户机被定义为一种服务请求器，服务器被定义为一种服务供

应商。

•客户机/服务器计算模式的特点

1、客户机的特点

（1）客户机提供了一个用户界面；

（2）一个客户机/服务器系统中可以包括多个客户机，所以多个界面可以存在于同一系统中；

（3）客户机用一个预定义的语言构成一条活多条服务器的查询或命令，客户机和服务器一个

标准的语言或用该系统内特定的语言来传递信息；

（4）客户机可以使用缓冲或优化技术以减少到服务卷的查询或执行安全和访问控制检查，客

户机还可以检查用户发出的查询或命令的完整性；

（5）客户机通过一个进程间通信机制和服务器完成迨信，并把查询或命令传到服务器；

（6）客户机对服务器送回的查询或命令结果数据进行分析处理，然后把它们提交给用户。

2、服务器的特点

（1）服务器向客户机提供一种服务，服务的类型由客户机/服务器系统自己确定。

（2）服务器只负责响应来自客户机的查询或命令

3、客户机/服务器计算模式的特点

（1）桌面上的智能。

（2）最优化地共享服务器资源。

（3）优化网络利用率。

（4）在底层操作系统和通信系统之上提供一个抽象的层次，允许应用程序有较好的可维护性

和可移植性。

•客户机/服务器模式的优点

（1）减少了网络的流量；

（2）客户机/服务器应用响应时间通常较短；

（3）可以充分利用客户机和服务器双方的能力，组成一个分布式应用环境；

（4）通过把应用程序同他们处理的数据隔离，可以使数据具有独立性：

（5）因为由客户矶管理用户界面，每个服务器在客户机/服务器模式下可以支持更多的月户；

（6）由于许多极其和操作系统都能互连起来。

步与异步；单工/双工/半双工；波特率；扩频技术

1)信道与带宽

•信道：信息传输的媒介和信号转换设备。

・带宽：信号可以无失真传送的频率范围。即有定范围内最高和最低频率的差值。

•带宽是衡量信道传输性能好坏的一个重要指标。

2)信道复用技术

•多路复用：是把来自多个信息源的许多信号，在单一的传输线路上，用单一的

饯输逡备进行传输的技术。目的：提高信道的利用率。

•复用方式,：颊分复用(FDMfrequencydivisionmultiplexing)..时分复用

TDM(timedivisionmultiplexing)>波分复用WDM(wavedivision

multiplexing)

•频分包:用(FDM)

原理：两个或多个使用不同载波频率的信号，在没有干扰的情况下，可以在单一介质中同

时传送。

在物理信道能提供比单路原始信号宽得多的带宽付，可以把物理信道的总带宽分割成若干

个和所传输单路信号带宽相同(或稍宽一点)的子信道，每个子信道传输•路信号。

多路的原始信号在频分复用前，先耍通过频谱搬移，把各路信号的频谱搬移到物理信道的

不同频谱段上，这通过在频率调制时采用不同的战波实现。

A信号】

A信号2

A信号3

3003300(Hz)

原始信号带宽三路信号FDM

・波分复用(WM)：是光纤信道上使用的复用方法。

原理：由于给定频率的光不会干扰其它频率的光，所以光载波可以被合成在单•的介质中

传输。

方法：利用光信号波长范围的不同，把处于不同波段的光信号，通过棱柱或衍射光棚，合

成到一根共享的光纤上，进行远距离传送，到目的地后再用棱柱或衍射光栅进行信号分解。

•时分复用(TDM)

所有的用户轮流瞬时地占有信道的整个带宽。适于传输数字信号，但也可以用来分时传输

模拟信号。

条件：若传输介质能达到的比特率（数据速率），超过单•信号源所要求的数据速率，就可

以采用时分多路复用技术。

特点：将一条物理信道，按时间分成若干个时间片，轮流地给多个信号源使用，每个时间

片由复用的一个信号源占用，不像频分复用那样同一时间内同时传输多路信号。

•同步时分：时分方案中的时间片是分配好的，并固定不变的，各复用信号源轮流占用

各个时间片，不管它是否真有信息要发送。

•异步时分：允许动态地分配传输介质的时间片。这样可大大减少时间片的浪费。其实

现比同步复用复杂.在接收端无法根据时间片的序号判断发送方是谁.因此,需要在所传

输的信号中带有相应的信息（如地址）。

3）基带传输与宽带传输技术

•基带传输：

狭义地指数字信号方式传输。一般局域网中的传输均属于基带传输。

£1义地指信号以原有的形式，不经过调制就进行传输，这种信号可以是数字的，

也可以是模拟的。

*不能使用频分复用技术（FDM）

1.双向传输：引入介质任一点的信号，将沿两个方向传播到终点。

2.独占信道：通信介质的整个带宽被基带信号所独占。不支持频分发用。

3.总线拓扑：数字信号不容易通过树状拓扑结构所要求的分离器和结合器进行传播，所

以一般采用总线拓扑。

4.有限距离：基带系统只能延伸有限距离。因为信号衰减使得脉冲变得模糊，信号变弱，

以至于在更长距离上通信变为不可能。

5.传输介质：双绞线，50。同轴电缆，光缆。

・宽带传输：

指射频（RF:radio「requency）范围内模拟信号方式传输。

1.宽带信号：经过某种调制的模拟信号。

2.单向传饰：加入介质的信号只能沿一个方向既播。需要两条数据通路，一条用于发送，

另一条用于接收。

3.长距离传输：运载数字信号的模拟信号，能在噪声和衰减损坏数据之前，传播较长的

距离。

4.频分复用（FDM）：可将介质的频率范围划分成几个信道（几段带宽），住同一条介质上

同时传送多路信号。

5.传输介质：光缆，75QCATV.同轴电缆，无线介质。

4）并行传输与串行传输，同步与异步（书：第九章传输模式）

•传输模式（二ransmissionmode）：数据在底层介质中传输的方式。传输模式可

分为两个基本类型：并行传输与串行传输

•并行传输是指分离的媒体上同时传输多个数据位的传输机制。优点：高速、与

下层硬件相匹配。

•串行传输：与串行传输相对应，一次发送一个码位。优点：成本

•依据传输在时间上的间隔，串行传输机制可分为3利I同步传输、异步传输和

等时传输

1.同步传输：数据项连续不断地传输，数据项之间没有间隔

2.异步传输：数据项的传输可以在任意时间开始，两组数据项之间的间隔时

长可以是任意的

3.等时传输：数据项在规则的时间区间上传输，两数据项之间的间隔是固定

的

5)传输系统:单工/双工/半双工

•单工：信号仅在一个方向上传输。一个站是发送设备；另一个站是接收设备。

•半双工：两个站都可以发送和接收信号。但在任何一个特定的时刻，都只允许

一个站发送，另一个站则是在接收。

•全双工：两个站同时可以发送。介质同时在两个方向上运载信号。

6)波特率：每秒信号变化的次数。

比特率每秒传送位的个数。

7)扩频技术

•(书第11章复用与解复用)为了增强抗干扰能力发送器使用一种扩频

(spreadspectrum)的技术。扩频技术具有多种形式可供使用，然而其基本

思想就是按信道的频率范围划分为K个载波，在K个不同的信道上传输相同的

数据，并允许接收器选择使用具有最少差错的到达数据的副本。在噪声有可能

在特定时间里只干扰了某些频率的情况下，这种方案工作得非常良好

•(书第16章无线联网技术)第11章介绍了扩频这个术语，并解释扩频传输

使用多种频率来发送数据。也就是说，发送者通过多种频率传播数据，接收者

把从多个频率上接收到的数据组合起来，从而再生出原始数据。

通常，扩频可以用来实现下列两个目标之•：提高总体性能：使传输更能抵抗

噪声干扰。

扩频有助于无线LAN在嘈杂环境中发挥它的性能。

•具有如下特征：

1、其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；

2、频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现

的，与所传信息数据无关；

3、在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。

六、频带(宽带)传输中的关键设备是什么？

1)调制解调器

•所谓调制，就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号；解调，即把模拟

信号转换成数字信号。

七、数据校验与差错控制技术

差错控制方法：除选用高可靠性的设备和传输介质及相应的辅助措施外，在软件方

面可以作一些工作，如通过对数据进行编码，以便检测传输过程中是否有差错发生。

有两类利用编码方法进行差错控制的基本方法：检错码、纠错码

1)检错码(ARQ:automaticrequestforrepeat自动请求重发)：能够自动发

现数据传送差错，但无法判断错的是哪些位，不能自动纠错。一般是通知发送

方重发出错帧。(检错码在要发送的数据位中加入足够的冗余位)

常用检错码：奇偶校验(paritycheck)＞校验和(checksum)、CRC循环冗余码

(cyclicredundancycheck)

ma""简介优缺点

码

奇偶在数据后面加上一个奇偶位(paritybit),使奇偶校验不能发现传输错误中出现的

校验码字内1的数目为偶数或者奇数。奇偶校验能偶数个位同时变化的情况。

报告一个位的差错。

1.偶校验(evenparity)：包含校验位在内

的整个数据中含有偶数个1。

2.奇校验(oddparity)：包含校验位在内

的整个数据中含有奇数个1。

校验发送方将数据看成是一个二进制整数序列，并优点：驿法简单，且传输校险和所占用

和计算这些二进制整数的和。在数据帧中设置校的比恃位非常少(一般为16比特或32

验字段，使接收方能够根据校验和做出正确的比特)。

判断。缺点：如果两个发生错误的编码正好使

校验和方式原理：将数据帧中的数据信息划分得其校验和不变的话，则接收方无法检

(16位/32位等)：按序相加且加进位;将计算测出所接收到的数据帧是否出错。

结果形成校验和随数据传输：接收方对数据信

息完成相同的运算后比较校验和结果是否相

同

CRC•将数据帧的位串看成系数为0或1的多由于数据中某一个位的改变，对CRC

循环项式。的结果芍很人的影响。所以，虽然都是

冗余•发送方和接收方事先约定一个多项式以计算信息内容为基础的方法，但CRC

码G(x),G(x)的高位与低位必须是1。具有比校验和更有效的错误检测能力

•将校验和(冗余码)加在数据帧的末尾,(单位差错、双位差错、一定长度的突

使这个带校验和的帧的多项式能被G(x)发差错)。

除尽。CRC的实现一般需要硬件支持(几个移

•接收方收到帧时，用G(x)去除，如果有位寄存盥和异或单元)。因此，计算速

余数，则表示传输出错。度也比较快。

•计算检验和的步骤如下：

(1)设G(x)为a阶，在帧的末尾附加a

个零，形成新多项式M(x)

(2)按模2除法用对应于G(x)的位串去

除对应于新M(x)的位串。

(3)按模2减法从对•应于数据帧的位串

中减去余数，结果就是要传送带校

验和的帧，即多项式T(x)°T(x)

能被G(x)除尽。

2)纠错码(FEC:forwarderrorcorrection前向纠错)：接收方不仅能发现数据

传输差错•，而且能确定发生差错位的位置，从而纠正数据错误。

纠错码一般使用比检错码更多的冗余位，编码效率低，算法也比较复杂，适用

于单向传输或实时性要求特别高的场合。

•海明码(Hammingcode)：海明码能够发现和纠正单个位的差错。

•基本原理：任何一个非2累次数，可以分解成2的累次数的和。(例如：

5=20+22)

•海明码码字的位，从最左边开始，依次编号,位号是2的哥次数2n的位是

校验位，其余位是数据位。

・一个位于k上的数据位，影响由k分解成的2的基次校验位的值。

•基本原理：

任何一个非2鎏次数，可以分解成2的事次数的和。(例如：5=20+22)

海明码码字的位，从最左边开始，依次编号,位号是2的耗次数2n的位是校验位，其余

位是数据位。

一个位于k上的数据位，影响由k分解成的2的耗次校险位的值。

ASCII海明码

字符

码1234567891011

H100100000110010000

A11(X)00110111001001

M110110111101010101

I110100101101011001

NII0I1I001101010110

G110()111011110011I1

CH00011111110000i1

0110111110101011111

D11(X)10011111001100

EI100I0I1100101

八、数据交换方式(电路、报文、分组)

1)设备之间数据的传输方式主要有三种：线路交换(circuitswitching)、报文交

换(messageswitching)s分组交换(packetswitching)

2)线路交换：

•在两台通信设备间建立一种专用的连接，在双方通信的全部时间里，用户始终

占用蝇端的固定传输带宽。

•这条专用通信线路由连接在一起的网络节点间链路序列构成。

•在数据传输开始之前先建立通路，在连接期间通道容量是专用的，即使没有数

据传输也不能被别人使用。

•优点：透明性，对于通信双方，就好像是一条直接的连接。

•缺点：①计算机通信中数据传输的特点是突发式和间歇式的，与连续的语音

有所不同。往往线路上真正用于传送数据的时间不到10%甚至巡，在大部分时

间里线路是空闲的。

②线路交换建立通路的呼叫过程(10~20秒)，对计算机通信也嫌太长。计算

机数据的传输速度较快：lOOObits的数据，在2400bps的线路上传送，只需

要不到半秒时间。

因此，需要设计新的适于计算机通信的交换技术。

3)报文交换

•报文交换中，数据在网络中被整个地由一台设备传送至另一台设备。通过一站

站地接力传送，将报文送至目的设备。

•缺点：时延较长。

因为整块报文数据可能很大，需要存储在物理存储设备中，如磁盘，访问速度

较慢.

4）分组交换

•分组交换是线路交换和报文交换的综合。

•数据先被分割成小块（分组），然后从一台设备发送至另一台设备，直至目的

设备。

•因为数据小，被传送的分组可以保存在内存中，而不需要存储在物理存储设备

中（磁盘、磁带）。所以分组交换比报文交换的时延要小，但其结点交换机必

须具有更强的处理能力。

・优点：

1.畿路效率高:单个结点到结点链路可以由许多分组动态共享.线路交换中.链路上的

信道是第态分配给各个用户的，即使空闲也不能让别人使用。

2.能进行数据速率转换。每一个通信端都可以以自己的速度连接到它的通信子网结点，

因此不同数据速率的站点可以交换分组。线路交换中，通信双方必须以同样的速率发

送和接收。

3.网络负荷能力增强。当负载很重时，分组交换网络仍然会被接受分组，但传输延迟会

增加。

4.可以使用优先级。如果一个结点有许多分组排队等待传输，它可以先转发优先级高的

分组。

5.数据交换速度增加。把大的报文划分成一些小的可以存放在内存中的分组，可以提高

交换速度，减少传输延迟。

•分组交换有两种方式：数据报（datagram）、虚电路（virtualcircuit）

（数据报与虚电路见第十二条）

九、物理层的功能与协议；网络传输介质（UTP、光纤）；RJ45及其接线；RS232及其接

线

1）物理层的功能与协议

•物理层功能：保证在通信信道上传输原始比特。

•物理层协议:规定传输介质本身及其相连接的机械和电气接口。这些接口和传

输介质必须保证发送和接收信号的•致性。解决计算机与调制解调器（网卡）

的接口问题，

2）介质

•UTP非屏蔽双绞线

1.由多对双绞线和一个塑料外皮构成，易受外部干扰（环境噪声和邻近的双绞线〕。

2.但价格低廉，可莫性高，易于安装使用，应用非常广泛，是最常用到的网络电缆。

3.在建筑物内部，作为局域网传输介质的UTP电缆的最大长度一般限制在100m之内。

•光纤

1.应用：作为长途电话线路，计算机网络的主干线路。

2.物理描述：光导纤维是•种能够传导光信号的极细而柔软的介质。

a）材质：玻璃（成本高，适合长距离传输）和塑料（成本低，但损耗高，适于短

距离传输）。

b）结构：山纤芯和包层这两种光学性能不同的介质构成。纤芯为光通路，包层由

多层反射玻璃纤维构成，用于将光反射到纤芯上。

3.传输特性

a）有效长度>2公里。

b）传输速率：100M~>1Gb/s,,

c)单向传输。每根光纤在任何时候都只能单向传输，要实现双向通信，必须成对

使用。

d)带宽大、损耗小，可以持续传输很长的距离。

e)数据是通过光进行传输的，所以不存在EM1和RF1方面的问题

4.多模光纤(multi-mode)：多个反射角，存在多个传播途径，每条路径长度不同，使

信号码元在时间上出现扩散，影响准确接收的速率。能量损耗较大。

单模光纤(single-mode)：光纤直径小到等二1个光波波长大小时，光在介质内部无

反射，沿直线传播。单个传播角度(轴向光束)，没有多模的缺点，具有更大的容量。

生产成本较高，主要用于长距离通信

•RJ-45及其接线

RJ45型网线插头又称水晶头，共有八芯做成，广泛应用于局域网和ADSL宽带上网月户的

网络设备间网线(称作五类线或双绞线)的连接。在具体应用时，RJ45型插头和网线有两种连

接方法(线序)，分别称作T568A线序和T568B线序，

•RS232及其接线

个人计算机上的通讯接口之一，由电子工业协会(曰ectronicIndustriesAssociation,EIA)所

制定的异步传输标准接口。通常nS-232接口以9个引脚(DB-9)或是25个引脚(DD-25)的

型态出现，一般个人计算机上会有两组RS-232接口，分别称为COM1和COM2。

十、数据链路层的功能与协议；数据链路；流量控制的滑动窗口法；帧及其一般结构；

1)数据链路层主要功能：

链路管理、帧同步、流量控制、差错控制、寻址

2)主要作用：通过一曲数据链路层协议，在两个相邻节点间的不太可靠的物理链

路上，实现可靠的数据传输。

3)数据链路层协议：HDLC

4)数据链路：是物理链路和必要的通信规程及其实现硬件软件的总和。

(采用复用技术时，一条物理链路上可以有多条数据链路)

5)流量控制的滑动窗口法

•流量控制(flowcontrol)：协调发送方和接收方之间的节奏，防止高速的发

送方数据，把低速的接收方“淹没”。

•滑动窗口：

TCP使用窗口巩制来控制数据流。滑动窗口的大小意味着接收方还有多大的缓冲区可以用

于接收数据。发送方可以通过滑动窗口的大小来痈定应该发送多少字节的数据。当滑动窗

口为0时，发送方一般不能再发送数据报，但有两种情况除外，一种情况是可以发送紧急

数据，例如，允许用户终止在远端机上的运行进程。另一•种情况触发送方可以发送一个1

字节的数据报来通知接收方重新声明它希望接收的下一字节及发送方的滑动窗口大小。

6)帧及其一般结构；

•帧包括按协议规定好的数据部分、发送和接收站点的地址以及相应的处理控制

部分。

•帧=原始数据位+校验码+控制信息

•校验码：用于对接收到的帧信息进行差错检测。

•控制信息：用于表示帧的分界标识，地址，发送序号等。

•帧的封装：在一串位流中插入校验码和控制信息。

•帧的拆装：从帧中除去发送方加入的校验码和控制信息。

H-一、局域网的数据链路层，LLC、MAC；CSMA/CD；IEEE802.3/4/5/11;10BASE-T

1)局域网的数据链路层划分为两个子层：

a.MAC介质访问控制：

主要作用：处理与各种传输介质有关的问题，负责在物理层的基础上进行无差错通信。

基本功能：发送时，将数据组装成带有地址和差错检测段的帧。

接收时，拆卸帧，执行地址识别和差错检测。

管理链路上的通讯，解决信道争用问题。

b.LLC逻辑链路控制：

主要作用：建立和簪放数据链路层的逻辑连接，提供与高层的接口，差错控制，流量控制。是高层

协议与任何一种局域网MAC子层的接口。

基本功能：提供对包含多个源和多个目的地的筑路进行访问管理所需要的控制逻辑。

提供LLC用户之间通过各种MAC子层进行数据交换的手段。

向高层用户提供三种服务形式：无确认无连接、有确认无连接、面向连接O

2)CSMA/CD(carriersensemultipleaccesswithcollisiondetection)：带冲突

检测的载波监听多路访问:是一种随机访问技术。

•当一个站点要传送数据时，它不是立刻发送；而是先侦听信遒，看是否有其他站点正在传送。

如果信遒忙，它就取消传送，等待一个随机时间后，重新尝送传送。如果信道空闱，立刻传送数据。

如果传送过程中，检测到冲突，就马上停止传送。并立即发送一个短的阻塞码，以确保所有终溺都检

测到冲突发生，停止帧发送。等待一个随机时间后，再尝试传送,

•特点：

监听到信道空闲就发送数据帧，边发送边监听。

一旦监听到发生冲突，则冲突各方立即停止发送。

减少站点发送数据的盲目性。

提高信道利用率和网络吞吐量。

3)IEEE802.3/4/5/11

1EEE802是•个局域网标准系列

IEEE802.3------CSMA/CD访问控制方法与物理层规范

IEEE802.4------Token-Bus访问控制方法与物理层规范

IEEE802.5------Token-Ring访问控制方法

1EEB802.II-------IEEE制订的第一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和

校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据访问，速率最高只能达到

2Mbit/s。

4)10BASE-T：适用于基带局域网(LAN)的以太网标准，采用双绞线缆，在星形拓扑结构

中速度为每秒10兆比特。所有节点都接至称为多端口转发器的中央集线器中。

•10=10mbps；base二基带传输；T二以太网

•10BASE-T是1990年由IEEE新认可的，编号为IEEE802.3i,T表示采用双绞

线，现10BASE-T采用的是无屏蔽双绞线。

•10BASE-T的主要技术特性：

(1)数据传输速率10Mbps基带传输(2)每段双绞线最大长度100m?(HUB5工作站间及两

个HLB之间)⑶一条通路允许连接HUB数4个④拓扑结构星形或总线形(5)访问控制

方式CSMA/CD(6)帧长度可变，最大1518个字节(7)最大传输距离500m(8)每个HUB可

连接的工作站96个

十二、网络层的功能；面向连接/无连接的服务；虚电路与数据报；IP协议分析；路由算

法；IP地址；子网与子网掩码；CIDR表示法；IPV4与IPV6的联系与区别

1)网络层功能：路由选择，拥塞控制，记账功能，寻址。

2)面向连接的服务：具有连接建立、数据传输、连接释放三个阶段。数据传输过

程中，各分组不需要携带目的地址。面向连接数据传输的收发数据顺序不变，

因此传输的可靠性好，但协议复杂，通信效率不高。

无连接服务：两个实体之间的通信不需要先建立好连接，是一种不可靠的服务，常

被描述为“尽最大努力交付”或“尽力而为”。数据传输过程中，每个分组都携带完整

的目的地址，各分组在系统中独立传送。因此，无连接中的数据传输过程不需要经过3

个过程。由于无连接发送的不同的分组可能经历不同路径到目的主机，所以先发送的不

一定先到，因此无连接的数据分组传输过程中，目的主机接收的数据分组可能出现乱序、

重复与丢失的现象。无连接的可靠性不是很好，但省去了许多保证机制，因此通信协议

相对简单，通信效率高。

3)数据报是一种无连接服务方式。

(a)每个分组中需要在头中加入目的端地址和分组顺序号(表明分组在报文中的位置)。

(b)每个分组走的路径不一致。在每个中间节点处，由路由算法根据目的地址和该节点

存储的路由信息，动态地选择下一个传递站点。

(c)分组发送的顺序和到达目的地的顺序不一致。在目的地要对分组进行排序处理。

(d)不进行差错控制。由上层完成。

虚电路是一种面向连接的服务方式。

3)面向连接，理论上可提供无差错传输。

(b)•批分组走同•条路径。当建立连接时，从源端机器到目的端机器的路由就作为连

接建立的一部分加以保存，也即第一个分组的路由决定随后所有分组的路由。

(c)分组到达目的地的顺序与发送顺序一致。

(d)数据传输完毕后，需要释放虚电路。

二者对比：

数据报：比较简单，不用建立、拆除连接，传送灵活。

①由于不进行差错和流量拴制，所以上层要增加相应处理功能。避免拥塞难。

②每个分组有源端和目的端的完整地址。决定分组去向的路由过程复杂。

但当某个路由器发生故障时，后续分组可以另选路由，此此受路由器或线路故障影响小。

③当传送的报文长度较短，用数据报既迅速又经济。

虚电路：

①允许分组含有虚电路号而不是完整的FI标地址，减少了分组内控制信息部分的位数，

从而减少额外传输开销。

但在路由器中占用表空间。每个路由器收到一个分组时，要在路由表中根据其虚电路号,

查找下一站的地址。

②具有差错控制功能，能保证分组按顺序交付，而且不丢失、不重复。进行流量控制，

在避免拥塞上有些优势。

③有一个创建阶段，并消耗资源(存储空间、计算时间)。

④存在脆弱性问题。如果路由器丢失了存储的表数据，经过它的所有虚电路将不得不被

丢弃，无法恢复。

4)IP协议分析

IP协议的作用就是向传输层(TCP层)提供统一的IP包，即将各种不同类型的MAC

帧转换为统一的IP包，并将MAC帧的物理地址变换为全网统一的逻辑地址(IP地址)。

这样，这些不同物理网络MAC帧的差异对上层而言就不复存在了。正因为这一转换，才

实现了不同类型物理网络的互联。

5)路由算法：

一一非适应性算法(廓态路由算法)：最短路径，扩散法

——适应性算法(动态路由算法)：热土豆法，距离矢量法，链路状态法

6)IP地址：在采用TCP/IP协议的网络中，每一台主机被指定一个IP地址。IP

地址独立于任何特定的网络硬件和网络配置，与物理网络的类型无关。由网络

号和主机号两部分组成。

7)子网：随着屈络规模的发展，互联网中的上网设备不断增加，原先的IP分类编

址模式逐渐地变成了一种限制。因为所有网络只能从三种可能的网络类型中选

择一种，很多地址因此被浪费。为了克服这种限制，扩展地址空间，发明了子

网编址(subnetaddressing)。概括地说,这种机制允许地址的前缀和后缀之

间的分界线可以在任意位上划分，但需要额外信息来表示这种分界。

子网掩码：与IP地址配合使用。有32位二进制数构成，用于说明【P地址中网络前

缀和主机后缀的分界位置(1位表示网络前缀部分，。为表示主机后缀部分)

8)CIDR表示法：CIDR是一种表示IP子网划分的新的语法，它在地址的后面附加

一个斜杠和一个十进制数表示的掩码大小值。

9)IPV4与IPV6的联系与区别

•IPV6

1.网际协议第6版(IPv6)是基于IPv4的最新版本

2.IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实

际可分配的地址，整个地球每平方米面积上可分配1000多个地址。

3.在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解

决不好的其它问题。IPv6的主要优势体现在以下几方面：扩大地址空间、提高网络的

整体吞吐量、改善服务质量(QoS)、安全性有更好的保证、支持即插即用和移动性、

更好实现多播功能。

十三、传输层的功能；TCP协议与UDP协议；什么是QoS?

传输层起桥梁作用，沟通高层和通讯子网。使通信子网的用户得到一个统一的服务，为两个通信进程提供

•种数据交换的可靠机制。传输层的主要功能：

□传输层是通信子网与主机之间的接口，负责总体的数据传输和控制。

□在互联网中，低层提供的服务质量不同，传输层起调控作用，使子网用户得到统一的服务。

□当网络层采用无连接服务方式时，传输层要完成差错检测和纠错工作，向高层提供可靠的数据传

输服务。

□出现拥塞时，传输层需参加协调控制。

□传输层提供两类传输服务：

•面向连接的传输服务

•无连接的传输服务

TCP和UDP都使用下层的IP协议传输数据。发送数据时，其协议数据单元TPDU嵌入下层IP数据报的数据

区。接收数据时，IP协议将自己插入的报头去掉后，根据上层使用的是什么传输协议，把数据部分交付给

上层的TCP或UDP。

TCP(传输控制协议)：面向连接，用于提供可靠的、端到端的字节流通信。用于在各种网络上提供具有有

序可靠数据传输能力的服务。在不可靠的分组交换通信子网上，提供可靠的进程间的通信机制。(流传输方

式)

SOURCEPORTDESTINATIONPORT

SEQUENCENUMBER

ACKNOWLEDGEMENTNUMBER

HLENNOTUSEDCODEBITSWINDOW

CHECKSUMURGENTPOINTER

OPTIONS(ifany)

BEGINNINGOFDATA

*

•*

□SourcePort源端口：16位，用于标识发送数据的应用程序。

□DestinationPort目的端口：16位，用于标识接收数据的应用程序。

□SequenceNumber序列号：32位，数据发送顺序号。指当前数据末尾字节在数据流中的位置（字

节计数）。

□AcknowledgementNumber确认号：32位,指示接收方已经收到数据包的顺序号。是对具有该发

送序号的数据包的确认。

□HLEN：4位，数据段头长度，单位：32位。

□NotUsed保留位：6位，没有使用。

□CodeBits编码位：6位，指示段的目的和内容。

URG：为1,表示要使用紧急指针。

ACK：为0,表示数据段不含有确认信息，可忽略确认号字段值。

PUSH：要求数据段一到达就可以送给应用程序，不必等到缓冲区装满后再传送。

RST：用于复位由于主机崩溃或其它原因而出现错误的连接。也可以用于拒绝非法的数据段或拒绝连接请求。

SYN：用于建立连接。与ACK位配合使用。连接请求CONNECTIONREQUEST：SYN=1,ACK=O;

连接响应CONNECTIONACCEPTED：SYN=1,ACK=1：

FIN：用于释放连接。表明发送方已经发完数据。

□Window窗口：剩余的可用于接收数据的缓冲区空间的大小。

□Checksum校验和：对包括头部和数据在内的整个数据段的16位校验和。计算时，校验和字段本

身置0。

□UrgentPointer紧急指针：用于尽快地通知接收方某紧急数据的到达。接收应用程序应优先处理

紧急数据，然后再处理其它数据。

紧急指针值+当前序列号=紧急数据末尾字节在数据流中位置。

UDP（用户数据报协议）：无连接传输协议。面向信息的接口服务肥ssage-orientedinterface,不进行差

错检验和处理，只对UDP的TPDU头进行检验。

QoS（QualityofService）服务质量，是网络的一种安全机制，是用来解决网络延迟和阻塞等问题的

一种技术。在正常情况下，如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统，并不需要QoS,比如Web应

用，或E-mail设置等。但是对关键应用和多媒体应用就十分必要。当网络过载或拥塞时，QoS能确保重

要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。

QoS提供以下三种服务模型：

IBest-Effortservice（尽力而为服务模型）是一个单一的服务模型，也是最简单的服务模型。对

Best-日fort服务模型，网络尽最大的可能性来发送报文。但对时延、可靠性等性能不提供任何保证。是网

络的缺省服务模型，通过FIFO队列来实现。它适用于绝大多数网络应用，如FTP、E-MaikIP传输等。

IIntegratedservice（综合服务模型，简称Int-Serv）Int-Serv服务模型Int-Serv是一个综合服务模型，

它可以满足多种QoS需求。该模型使用资源预留协议（RSVP）,RSVP运行在从源端到目的端的每个设

备上，可以监视每个流，以防止其消耗资源过多。这种体系能够明确区分并保证每一个业务流的服务质量，

为网络提供最细粒度化的服务质量区分。Inter-Serv模型对设备的要求很高，当网络中的数据流数量很大时，

设备的存储和处理能力会遇到很大的压力。Inter-Serv模型可扩展性很差，难以在Internet核心网络实施。

IDifferentiatedservice（区分服务模型，简称Diff-Serv）Diff-Serv服务模型Diff-Serv