计算机网络知识点总结超全.docx

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计算机网络知识点总结超全

计算机网络

第一章：

概述

基本概念

1.网络（network）由若干结点（node）和连接这些结点的链路（link）组成。

2.互联网是“网络的网络”（networkofnetworks）。

3.因特网服务提供者ISP（InternetServiceProvider）。

4.网络把许多计算机连接在一起。

5.因特网则把许多网络连接在一起。

6.计算机网络的定义:

计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。

因特网的工作方式分为两大块：

（老师提到）

（1）边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。

这部分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享。

（2）核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。

这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。

概念：

处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机。

这些主机又称为端系统（endsystem）。

网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：

客户服务器方式（C/S方式）即Client/Server方式

对等方式（P2P方式）即Peer-to-Peer方式

概念：

客户（client）和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。

客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。

客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。

服务器软件的特点：

系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。

因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。

对等连接（peer-to-peer，简写为P2P）两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。

运行了对等连接软件，就可以进行平等的、对等连接通信。

在网络核心部分起特殊作用的是路由器（router）。

路由器是实现分组交换（packetswitching）的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。

路由器处理分组的过程是：

1.把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；2.查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；

3.把分组送到适当的端口转发出去。

电路交换必定是面向连接的。

电路交换的三个阶段：

1.建立连接2.通信3.释放连接

分组交换的主要特点：

1.在发送端，把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。

2.每一个数据段前面添加上首部构成构成分组。

3.分组交换网以“分组”作为数据传输单元。

依次把各分组发送到接收端

分组首部的重要性：

每个分组的首部都含有地址等控制信息。

结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。

这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。

分组交换的优点:

高效:

动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。

灵活:

以分组为传送单位和查找路由。

迅速:

不必先建立连接就能向其他主机发送分组。

可靠:

保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。

问题:

1.存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。

2.必须携带的首部,也造成了一定的开销。

主机和路由器的作用不同：

主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组。

路由器对分组进行存储转发，最后把分组交付目的主机。

基本名词了解：

1.比特（bit）:

意思是二进制数字,一个比特就是二进制数字中的一个1或0。

2.速率即数据率（datarate）或比特率（bitrate）是计算机网络中最重要的一个性能指标。

速率的单位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等

K=210=1024M=220G=230T=240。

带宽1Mb/s也就是1s10^6个bit

100MB的数据块其长度为2^20*100*8

“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语

3.吞吐量（throughput）表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。

4.发送时延：

从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。

5.传播时延电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。

高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。

6.时延带宽积=传播时延带宽

7.信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。

完全空闲的信道的利用率是零。

（信道利用率并非越高越好）

网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。

）

8.实体（entity）表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。

9.协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

10.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）。

11.客户（client）和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。

客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。

客户-服务器方式：

指通信进程中服务于被服务的关系。

12.对等层:

在网络体系结构中,通信双方实现同样功能的层.

13.协议数据单元:

对等层实体进行信息交换的数据单位.

14.协议栈:

指计算机网络体系结构采用分层模型后,每层的主要功能由对等层协议的运行来实现,因而每层可用一些主要协议来表征,几个层次画在一起很像一个栈的结构.

第二章：

物理层

1.信道复用（multiplexing）技术

1.频分复用、时分复用和统计时分复用2.波分复用3.码分复用

2.最基本的二元制调制：

调幅（AM）调频（FM）调相（PM）

3.在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题。

4.信道的极限信息传输速率C可表达为（香农定理）

C=Wlog2（1+S/N）b/sW为信道的带宽（以Hz为单位）；

S为信道内所传信号的平均功率；N为信道内部的高斯噪声功率。

5.ADSL技术就把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。

DSL就是数字用户线（DigitalSubscriberLine）的缩写。

7.CDMA的重要特点：

码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交（orthogonal）。

在实用的系统中是使用伪随机码序列

第三章：

数据链路层

1.数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：

1.点对点信道。

这种信道使用一对一的点对点通信方式。

2.广播信道。

这种信道使用一对多的广播通信方式，广播信道上连接的主机很多，必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。

数据链路层传送的是帧

2.数据链路层三个基本问题（老师说明的）

（1）封装成帧

（2）透明传输（3）差错控制

封装成帧过程中：

首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界

解决透明传输问题：

字节填充（bytestuffing）或字符填充（characterstuffing）

差错检测：

传输过程中可能会产生比特差错。

传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率BER（BitErrorRate）。

在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验CRC的检错技术。

3.冗余码的计算：

现在k=6,M=101001。

（k=6表示一组是6位所以m位数为6）

设n=3,除数P=1101，（n是冗余码的位数）;被除数是2nM=101001000。

（相当于在m后添加n个0）;模2运算的结果是：

商Q=110101，;余数R=001。

把余数R作为冗余码添加在数据M的后面发送出去。

发送的数据是：

2nM+R

即：

101001001，共（k+n）位。

添加上的冗余码称为帧检验序列FCS（FrameCheckSequence）。

CRC是一种常用的检错方法，而FCS是添加在数据后面的冗余码。

4.仅用循环冗余检验CRC差错检测技术只能做到无差错接受（accept）。

要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上确认和重传机制。

5.使用得最多的数据链路层协议是点对点协议PPP（Point-to-PointProtocol）。

PPP协议有三个组成部分

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）。

网络控制协议NCP（NetworkControlProtocol）。

6.当PPP用在异步传输时，就使用一种特殊的字节填充法。

PPP协议用在SONET/SDH链路时，是使用同步传输，采用零比特填充方法来实现透明传输。

PPP协议不使用序号和确认机制

7.CSMA/CD协议

以太网采取了两种重要的措施：

1.灵活的无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据。

2.以太网对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认。

以太网提供的服务是不可靠的交付，收到有差错的数据帧时就丢弃此帧，其他什么也不做。

以太网发送的数据都使用曼彻斯特（Manchester）编码，主要是为了提取位同步信息，但是所占的频带宽度增加了一倍。

CSMA/CD要点：

“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。

“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。

“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小

使用CSMA/CD协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）。

最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至多经过时间2（两倍的端到端往返时延）就可知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。

以太网的端到端往返时延2称为争用期，或碰撞窗口。

采用截断二进制指数类型退避算法确定碰撞后重传的时间

8.以太网取51.2s为争用期的长度。

对于10Mb/s以太网，在争用期内可发送512bit，即64字节。

以太网在发送数据时，若前64字节没有发生冲突，则后续的数据就不会发生冲突。

以太网规定了最短有效帧长为64字节，凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。

一旦发现发生了碰撞：

1.立即停止发送数据，2.发送若干比特的人为干扰信号（jammingsignal），以便让所有用户都知道现在已经发生了碰撞。

9.集线器：

使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是CSMA/CD协议，并共享的总线。

集线器很像一个多接口的转发器，工作在物理层。

10.在物理层上使用多个集线器可连成更大的局域网，用集线器组成更大的局域网都在一个碰撞域中。

11.在数据链路层扩展局域网是使用网桥。

网桥工作在数据链路层，它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。

网桥具有过滤帧的功能。

当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的MAC地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口。

12透明网桥（重点）课本97页

“透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，因为网桥对各站来说是看不见的。

网桥按照自学习算法处理收到的帧和建立转发表

1.若从A发出的帧从接口x进入了某网桥，那么从这个接口出发沿相反方向一定可把一个帧传送到A。

2.网桥每收到一个帧，就记下其源地址和进入网桥的接口，作为转发表中的一个项目。

3在建立转发