计算机网络谢希仁复习资料整理期末考试必备_精品文档Word文档格式.doc

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②核心部分：

为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）（主要由路由器和网络组成）；

核心中的核心：

路由器（转发收到的分组，实现分组交换）

交换——按照某种方式动态地分配传输线路的资源：

电路交换：

建立连接（占用通信资源）→通话（一直占用通信资源）→释放资源（归还通信资源）始终占用资源；

报文交换：

基于存储转发原理（时延较长）；

分组交换：

报文（message）切割加上首部（包头header）形成分组（包packet）；

优点：

高效（逐段占用链路，动态分配带宽），灵活（独立选择转发路由），迅速（不建立连接就发送分组），可靠（保证可靠性的网络协议）；

存储转发时造成时延；

后两者不需要预先分配传输带宽；

路由器处理分组过程：

缓存→查找转发表→找到合适端口；

3、计算机网络的分类

l按作用范围：

WAN（广），MAN（城），LAN（局），PAN（个人）；

l按使用者：

公用网，专用网；

l按介质：

有线网，光纤网，无线网络；

l按无线上网方式：

WLAN，WWAN（手机）；

l按通信性能：

资源共享，分布式计算机，远程通信网络。

6、计算机网络的性能

1）速率（比特每秒b/s）：

数据量/信息量的单位；

2）带宽（两种）：

①频域称谓，赫兹Hz，信号具有的频带宽度；

②时域称谓，比特每秒（b/s），通信线路的最高数据率；

两者本质一样，宽度越大，传输速率自然越高；

3）吞吐量：

单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。

受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

4）时延：

l发送时延（传输时延）：

；

发生在及其内部的发送器中；

l传播时延：

发生在及其外部的传输信道媒体上；

l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。

l排队时延：

结点缓存队列中分组排队所经历的时延。

（取决于当时的通信量）；

n数据的发送速率不是比特在链路上的传播速率。

5）时延带宽积：

时延带宽积（体积）=传播时延（长）X带宽（截面积），以比特为单位的链路长度；

6）往返时间（RTT）：

简单来说，就是两倍传播时延（实际上还包括处理时延，排队时延，转发时的发送时延）；

7）利用率：

信道利用率→网络利用率（全网络的信道利用率的加权平均值），U为利用率，D为时延，因此利用率不是越高越好。

减少方法：

增大线路的带宽。

7、非特征性能：

费用，质量，标准化，可靠性，可扩展性和可升级性，易于管理和维护。

8、计算机网络体系结构

OSI/RM——开放系统互连参考模型（法律上的国际标准）；

TCP/IP——事实上的国际标准；

协议——为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

三要素：

语法（结构和格式），语义（动作），同步（顺序）；

分层的好处：

①各层之间是独立的；

②灵活性好；

③结构上可分割开；

④易实现和维护；

⑤能促进标准化工作。

五层体系结构：

l应用层：

为用户正在运行的程序提供服务；

（HTTP,SMTP,FTP）；

l运输层：

负责进程之间的通信提供服务（TCP报文段，UDP用户数据包）（复用和分用）；

l网络层：

负责分组交换网上的不同主句提供通信服务（IP）；

l数据链路层：

将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻节点（主机和路由器之间或路由器之间）间的链路上“透明”地传送帧中的数据；

l物理层：

透明地传送比特流（双绞线、同轴电缆等不在物理层）。

9、实体、协议、服务之间的关系

实体——任何可发送或接受信息的硬件或软件进程；

协议——控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合；

（水平的）

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（垂直的）。

要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。

同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点SAP（ServiceAccessPoint）。

下面的协议对上面的服务用户是透明的。

IPoverEverythingEverythingoverIP

10、计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。

11、网络体系结构两层的实体间交换信息的位置称为SAP服务访问点。

12、计算机网络的各层及其协议的集合称为网络的体系结构。

13、电路交换没有采用存储转发机制的交换方式。

14、网络接口层、网际层、运输层和应用层属于TCP/IP体系结构的层次。

第2章物理层

1、基本概念

机械特性（接口）；

电气特性（电压范围）；

功能特性（电压的意义）；

规程特性（顺序）

2、数据通信系统（源系统→传输系统→目的系统）

l数据（data）——运送消息的实体。

l信号（signal）——数据的电气的或电磁的表现。

l“模拟的”（analogous）——代表消息的参数的取值是连续的。

l“数字的”（digital）——代表消息的参数的取值是离散的。

l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。

3、信道

l单向通信（单工通信）——只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。

l双向交替通信（半双工通信）——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）。

l双向同时通信（全双工通信）——通信的双方可以同时发送和接收信息。

l基带信号——来自信源的信号，为使信道能够传输低频分量和直流分量，需要进行调制

l基带调制（仅对波形进行变换）；

l带通调制（使用载波调制）：

①调幅；

②调频；

③调相；

4、信道的极限容量

两因素：

l信道能够通过的频率范围（码间串扰）——加宽频带；

l信噪比——信号的平均功率和噪声的平均功率之比；

极限信息传输速率C=Wlog2（1+S/N）b/s；

低于C即可实现无差错传输

让每个码元携带更多比特的信息量；

5、传输媒体

导向型传输媒体:

l双绞线（衰减随着频率的升高而增大）：

①屏蔽双绞线STP（ShieldedTwistedPair）（加强抗电磁干扰能力）②无屏蔽双绞线UTP（UnshieldedTwistedPair）

l同轴电缆（用于传输较高速率的数据）：

①50Ω同轴电缆；

②75Ω同轴电缆

l光缆：

①多模光纤②单模光纤（光纤直径下只有一个光的波长）

非导向型传输媒体：

l短波通信（靠电离层的反射）；

l微波通信：

①地面微波接力通信（中继站）；

②卫星通信（较大的传播时延）；

6、信道复用技术

l频分复用：

所有用户在同样的时间占用不同的资源；

l时分复用（同步）：

所有用户在不同的时间用同样的频带宽度；

（更有利于数字信号的传输）；

l统计时分复用（异步）：

动态分配时隙；

l波分复用：

光的频分复用；

l码分复用（码分多址CDMA）：

不同的码型；

每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交（orthogonal）（相乘为0，0为-1）。

在实用的系统中是使用伪随机码序列。

任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1；

任何一个码片向量和该码片反码的向量自己的规格化内积都是-1；

任何一个码片向量和其他码片向量的规格化内积都是0；

7、宽带接入技术

lADSL

把0~4kHz低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。

上行和下行带宽不对称；

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；

离散多音调DMT——频分复用；

组成：

数字用户线接入复用器（DSLAM）、用户线和用户家中的一些设施；

l光纤同轴混合网HFC

基于CATV网（树型拓扑结构，模拟技术的频分复用）改造的；

使用光纤模拟技术，采用光的振幅调制AM；

节点体系结构——模拟光纤连接，构成星形网；

提高网络的可靠性，简化了上行信道的设计；

比CATV网更宽的频谱，且具有双向传输功能；

8、IEEE802.3的10BASE-T标准规定从网卡到集线器的最大距离为100米。

9、双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线按一定密度相互绞合而成，这样可降低信号干扰的程度。

10、当描述一个物理层接口引脚在处于高电平时的含义时，该描述属于功能特性。

11、10BASE-T通常是指双绞线。

12、假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。

如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（b/s）?

答：

C=R*Log2（16）=20000b/s*4=80000b/s

13、共有4个站进行码分多址通信。

4个站的码片序列为

A：

（－1－1－1＋1＋1－1＋1＋1）B：

（－1－1＋1－1＋1＋1＋1－1）

C：

（－1＋1－1＋1＋1＋1－1－1）D：

（－1＋1－1－1－1－1＋1－1）

现收到这样的码片序列S：

（－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）。

问哪个站发送数据了？

发送数据的站发送的是0还是1？

解：

S·

A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1，A发送1

B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B发送0

C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0，C无发送

D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1，D发送1

第3章数据链路层（计算题：

1CRC；

2征用期、最短帧长与时延）

1、两种信道：

①点对点信道；

②广播信道。

2、链路（物理链路）之间没有任何节点。

3、数据链路（逻辑链路）与链路不一样，数据链路还加上实现通信协议的硬件（网络适配器）和软件。

4、帧——协议数据单元。

5、三个基本问题：

l封装成帧——加上首部和尾部进行帧定界；

l透明传输——字节填充，加上转义字符ESC（1B）；

l差错检测——循环冗余检验CRC。

进行模二运算得到的余数（比除数少一位）作为冗余码，数据加上冗余码在除以除数P，得到的余数为0即为无差错。

凡是接收端数据链路层接受的帧均无差错（无比特差错）；

要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上帧编号、确认和重传机制。

6、点对点协议PPP

l特点：

①简单（这是首要的要求）；

②封装成帧（帧界定符）；

③透明性；

④多种网络层协议（IP、IPX）；

⑤多种类型链路（串并，同异，高低，电光，动静）；

⑥差错检测（立即丢弃）；

⑦检测连接状态（短时间自动检测）；

⑧最大传送单元（数据部分的最大长度）；

⑨网络层地址协商；

⑩数据压缩协商（不要求标准化）。

l不需要的功能：

①纠错（不可靠传输）；

②流量控制（由TCP负责）；

③序号（不是可靠传输，在无线时可用）；

④多点线路（不支持一主对多从）；

⑤半双工或单工链路（只支持全双工）。

l组成：

一个将IP数据报封装到串行链路的方法。