计算机网络谢希仁复习期末考试必备Word文档下载推荐.docx

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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

●按作用范围:

WAN(广),MAN(城),LAN(局),PAN(个人);

●按使用者:

公用网,专用网;

●按介质:

有线网,光纤网,无线网络;

●按无线上网方式:

WLAN,WWAN(手机);

●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:

●发送时延(传输时延):

发生在及其内部的发送器中;

●传播时延:

发生在及其外部的传输信道媒体上;

●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。

(取决于当时的通信量);

⏹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:

●应用层:

为用户正在运行的程序提供服务;

(HTTP,SMTP,FTP);

●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);

●网络层:

负责分组交换网上的不同主句提供通信服务(IP);

●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;

●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)

●数据(data)——运送消息的实体。

●信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。

●“模拟的”(analogous)——代表消息的参数的取值是连续的。

●“数字的”(digital)——代表消息的参数的取值是离散的。

●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

●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。

●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)。

●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。

●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

●基带调制(仅对波形进行变换);

●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:

●信道能够通过的频率范围(码间串扰)——加宽频带;

●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:

●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)

●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

●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:

●短波通信(靠电离层的反射);

●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

●频分复用:

所有用户在同样的时间占用不同的资源;

●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);

●统计时分复用(异步):

动态分配时隙;

●波分复用:

光的频分复用;

●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

●ADSL

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;

●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:

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:

●封装成帧——加上首部和尾部进行帧定界;

●透明传输——字节填充,加上转义字符ESC(1B);

●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

●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)。

●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)。

●组成:

一个将IP数据报封装到串行链路的方法。

链路控制协议LCP(LinkControlProtocol)。

(数据链路)

网络控制协议NCP(NetworkControlPr

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