信息网络概论按章节复习提纲大学期末复习资料Word文件下载.docx
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有线电视网；
WAN：
包含大量通过Subnet（传输线+交换单元Router）连接的Host；
Subnet目的是将分组从源主机发送到目标主机；
LAN和MAN不经过交换（不经过路由器），WAN需要交换；
WirelessNetwork：
a.系统互联Systeminterconnection；
b.wirelessLANs（蓝牙802.15、WLAN:
IEEE802.11）；
c.WirelessWANs（高带宽广域无线网络：
IEEE802.16）；
家庭网络；
互联网。
4.网络软件：
交换（Ch2.5.5）、协议层次、层的设计问题、面向连接语无连接的服务、服务原语、服务与协议的关系
5.网络核心：
交换（路由器，网络）（电路交换（Circuitswitching）和存储转发交换）
6.电路交换（面向连接、用于电话网络）：
①过程：
建立连接、数据传输/通信、释放连接②特点：
面向连接、使用交换机来完成全网的交换任务，通信实时性强，数据传送速率低（因为计算机数据具有突发性）通信线路的利用率很低。
建立连接延迟长，一旦连接建立好了之后，时间延迟几乎没有，没有拥塞的危险。
③复用技术Multiplexing：
TDMA，FDMA，CDMA
7.存储转发交换（Store-and-ForwardSwitching/Packetswitched）：
报文（message）交换+分组（packet）交换
8.报文交换采用了基于存储转发原理，面向非连接，发送方把数据包装成报文，报文交换时延较长。
9.分组交换（用于计算机网络，面向非连接）:
（1）过程：
主机发送分组，传至最近路由，并被存储，校正校验，完全到达后沿路转发到下一台路由器，直到到达目标主机，递交给相应进程。
每个分组包含一个序号，以便到达主机后重装。
（2）特点：
①高效：
动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。
②灵活：
以分组为传送单位和查找路由③迅速：
不必先建立连接就能向其他主机发送分组。
④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。
（3）延时来源：
①检错（可控）②选择输出线路③在输出线路上等待传送的时间④路由的拥塞情况。
（4）传输延时（Transmission）=分组长度L/线路带宽R（bps）;
传播延时（Propagation）=物理线路长度d/信号在介质中传播的速度s（~2*10^8m/s）
10.电路交换和分组交换的区别：
电路交换要求建立连接，专用物理路径，每个分组按同样路径，分组按序到达，一台交换机崩溃影响严重，可用宽带固定，建立连接的时候会有拥塞，可能有浪费的带宽，透明性，收费按时间；
分组交换动态可用带宽，分组交换容错能力更强，在发送分组的时候发生拥塞，分组交换效率高，使用存储转发通信机制，收费按每个分组。
11.分组交换技术分为两类：
数据报（Datagram，DG）和虚电路（Virtualcircuit，VC）
DG（connectionless）:
a不同的分组可以经过不同的传输路径b可能出现乱序、重复与丢失现象c必须带有源地址和目标地址d传输延时较大，适用于突发性通信，不适用于长报文、会话式通信。
VC（connection-oriented）:
a逻辑连接，不需要真正建立一条物理链路b通过虚电路顺序传送，不必带源和目的地址c结点上仅需检错不需要进行路由选择d每个结点可以与任何结点建立多条虚电路连接。
12.协议：
指通信双方关于如何通信的一种约定。
协议定义网络主机间消息发送与接收的格式和顺序和消息传输和接收时的操作。
ProtocolElements：
①语义（Semantic）Dowhat?
②语法（Syntax）Howdo?
③同步/时序（Synchronization）Whendo?
协议栈：
一个特定系统所使用的一组协议。
13.层（layer）：
为上层提供服务，使用下层所提供的服务，于同一级的层进行通信通过协议。
分层优点：
各层之间是独立的；
灵活性好；
结构上可分割开；
易于实现和维护；
能促进标准化工作。
接口：
是同一结点内相邻层之间交换信息的连接点，它定义了下层向上层提供哪些原语操作和服务，告诉上面的进程如何访问本层。
实体：
表示任何可发送或接受信息的硬件或软件进程。
网络体系结构：
是指网络层次结构模型与各层协议的集合（建立和使用通信硬件和软件的一套规则和规范。
）
Whylayering?
①明确结构，使各部分定义清晰、关系明确；
②减轻系统维护升级的负担③统一用户与程序的接口，方便操作
各层设计问题：
编址机制（Addressing）、错误控制（Errorcontrol）、流控制（Flowcontrol）、多路复用/多路解复用（Multiplexing）、路由（Routing）。
14.面向连接的服务Connection-oriented（basedonTelephonesystem）：
可靠的报文（页码页序列）、可靠的字节流（远程登录）、不可靠的连接（数字化语音）
面向无连接的服务Connectionless（basedonPostalsystem）：
不可靠的数据报（电子垃圾邮件）、有确认的数据报（挂号信）、请求-应答（数据库查询）。
15.服务原语（serviceprimitives）：
①请求（Request）用户实体要求服务做某项工作，源（N+1）实体—>
源（N）实体；
②指示（Indication）用户实体被告知某事件发生，目的（N）实体—>
目的（N+1）实体；
③响应（Response）用户实体表示对某事件的响应，目的（N+1）实体—>
目的（N）实体；
④确认（Confirm）用户实体收到关于它的请求的答复源（N）实体—>
源（N+1）实体；
最小服务原语例子：
①服务器执行LISTEN：
阻塞操作，等待一个进入的连接；
②客户进程执行CONNECT：
与一个正在等待的对等体（服务器）建立连接；
③服务器执行RECEIVE：
阻塞操作，等待一个进入的报文；
④客户执行SEND：
给对等体发送一个报文；
⑤DISCONNECT终止一个连接。
过程：
连接请求、ACK、请求数据、应答、断开连接、断开连接
16.服务与协议的关系：
①服务是指某一层向上一层提供的原语（操作），定义了该层打算代表其用户执行哪些操作，也会涉及到两层之间的接口，其中低层是服务提供者，而上层是服务的用户。
②协议是一组的规则，规定同一层对等体之间交换的信息或者分组的格式和含义。
这些实体利用协议实现他们的服务定义。
他们可以自由地改变协议，但不能改变服务，因为服务对用户是可见的，两者分离开的。
③服务定义指明了该层做些什么，而不是上一层的实体如何访问这一层，或者一层是如何工作的，它定义了这一层的语义。
而协议涉及到服务的具体实现，对于该服务的用户是不可见的。
④服务涉及到层之间的接口，协议涉及到不同机器上对等体之间发送的分组。
（协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
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。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
协议是水平的即协议是控制对等实体之间通信的规则。
服务是垂直的，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，成为服务访问点SAP（ServiceAccessPoint）。
17.参考模型：
ISO（InternationalStandardizationOrganization）OSI（OpenSystemInterconnect）ReferenceMode
OSI概念核心：
服务Service、接口Interface、协议Protocol。
OSI模型（本身并不是一个网络体系结构）：
①物理层（Physicallayer）：
涉及了通信信道上传输的原始数据位，涉及到机械、电子和时序接口，以及位于物理层之下的物理传输介质等；
利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管理和释放物理连接，实现比特（bit）流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务。
②数据链路层（Datalinklayer）：
将一个原始的传输设备变成一条逻辑传输线路，为上层提供服务，组帧，差错控制，流控制，确保慢速的接收方不会被快速的发送方淹没，还有共享信道的访问；
在物理层提供的服务基础上，数据链路层在通信的实体键建立数据链路连接，传输以帧（Frame）为单位的数据包，并采用差错控制和流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。
LLC+MAC
③网络层（Networklayer）：
控制子网的运行过程，如何将数据从源端发送发送到接收端，路径选择和拥塞控制，如何异构体互联；
通过路由选择算法为分组通过通信子网选择适当的路径，以及实现拥塞控制、网络互联等功能。
单元：
分组（packet）
④传输层（Transportlayer）：
为在端对端的层面上（实现流量控制）提供数据传输功能，TCP具有拥塞控制功能，与物理层独立；
用户提供可靠的端到端（end-to-end）服务。
传输层向高层屏蔽了下层数据通信分细节，因此它是计算机通信体系结构中关键的一层。
报文（message）
⑤会话层（Sessionlayer）允许不同机器上的用户之间建立会话，包括对话控制（dialogcontrol）、令牌管理（tokenmanagement）和同步功能（sycnchronization）。
在通信应用进程之间组织构造交互作用；
负责维护两个结点之间会话连接的建立、管理和终止，以及数据的交换。
数据单元。
⑥表示层（Presentationlayer）关注所传递信息的语法语义，并定义一种标准的编码方式。
协调数据和数据格式的转换以满足应用进程的需要；
数字编码方案；
用于处理在两个通信系统系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复功能等。
⑦应用层（Applicationlayer）直包含了各种各样直接针对用户需要的协议。
为用户访问因特网提供手段，规定了用户使用网络的各种协议和程序的编写规范；
为应用程序提供网络服务。
数据。
第一层下面是物理介质physicalmedium，通过它进行实际的通信
18.TCP/IP模型（ARPANET，Internet使用）:
①主机-网络层（1，2）负责通过网络发送和接收IP数据报；
②互联网层（3）处理来自传输层的分组请求；
处理接收的数据报；
处理互连的路由选择、流控、拥塞等问题。
将分组发送到任何网络上，到达目标主机，分组路由，拥塞控制。
提供的真正的服务只有发送IP分组和接收IP分组。
{Ethernet，TokenRing，TokenBus，FDDI，X.25}
{IP（InternetProtocol），ICMP（InternetControlMessagesProtocol），IGMP（InternetGroupManagementProtocol）ARP（AddressResolutionProtocol），RARP（ReverseAddressResolutionProtocol）;
IGP（InteriorGatewayProtocol），OSPF（OpenShortestPathFirstInteriorGatewayProtocol），BGP（BorderGatewayProtocol），NAT（NetworkAddressTranslation）、DHCP（Dynamichostconfigurationprotocol）}
③传输层（4）源主机和目标主机对等体之间进行对话{TCP（transmissioncontrolprtocol）：
可靠地，面向连接，字节流;
UDP（userdatagramprotocol）:
不可靠的无连接}；
④应用层（7）：
{TELNET，FTP（FileTransferProtocol），DNS（DomainNameServe），SMTP（SimpleMessageTransferProtocol），HTTP（HyperTextTransportProtocol），SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol），POP3（PostOfficeProtocol3），IMAP（InternetMessageAccessProtocol），URL（UniformResourceLocator），HTML（HypertextMarkupLanguage），RIP（RoutingInformationProtocol）}。
19.OSI与TCP/IP的层次比较：
相同：
两者都以协议栈的概念为基础，并且协议栈中的协议彼此独立；
而且两个模型中各个层的功能也大体相似；
传输层之上的各层都是传输服务的用户，并且是面向应用的用户。
区别：
①服务、接口、协议概念：
OSI区别更加明确，TCP/IP没有
②隐蔽性：
OSI中的协议更容易被新的协议所取代
③通用性：
OSI更好，在协议发明之前就已经产生，它不偏向于任何一种协议，但由于没有经验参考，不知道哪些功能放在哪一层上。
设计时非常复杂，实现起来很困难，有些功能，比如编址等在每一层上都重复出现，效率低。
TCP/IP模型却不同，它只是这些已有协议的一个描述而已，所以协议一定会符合模型，但它并不通用，不适合任何其他的协议栈。
④层数：
OSI7层，TCP/IP4层
⑤无线连接和面向连接的通信范围不同：
OSI模型的网络层同时支持无连接和面向连接的通信，但传输层上只支持面向连接的通信。
而TCP/IP模型的网络层只支持无连接通信，传输层上却能支持两种通信模式。
20.OSI缺陷：
糟糕的时机、技术、实现、政策。
TCP/IP缺陷：
没有清楚区分服务、接口和协议的概念；
模型并不通用，不适合用来描述之外的任何协议栈；
Host-to-network并不是常规意义上的层的概念；
没有提到物理层和数据链路层；
这些协议根深蒂固，难以被取代。
21.网络实例：
（1）TheInternet:
①ARPA（AdvancedResearchProjectsAgency）NET（ARPANET是分组交换网络），②NSF（NationalScienceFoundation）NET，③Internet（是上千网络的集合，不是单一的网络，最主要的特征是全部使用了TCP/IP协议栈）。
（2）面向连接的网络：
X.25、帧中继和ATM
X.25使用连接号传输分组，帧中继（FrameRelay）是无错误控制的、无流控制的、面向连接的网络。
它们都是同步的。
ATM（AsynchronousTransferMode）：
主要被承运商用于内部传输；
ATM基于时分交换和统计复用技术（又称异步时分复用，ATM是其面向分组的特定传输方式）的异步传输模式。
ATMvirtualcircuit：
当初始分组经过子网的时候，该路径上的所有路由器都在他的内部建立一个表项，用来标明该连接的存在，并预留必要的资源。
这里的连接称为虚电路。
一旦建立连接，两边开始传输数据。
大多数ATM支持永久虚电路。
其基本思想是：
所有的信息都放在固定长度的小分组中进行传输，这样的分组称为信元cell。
信元=头（5B）+用户数据（48B净荷），采用固定长度信元的原因：
（信元路由可以由交换机转发由硬件完成，速度快，并且可以并行处理多个硬件设备，）①容易设计出由硬件路由器来处理短的、固定长度的信元；
②可以设计硬件以便将一个心愿复制到多条输出线路上；
③小信元不会阻塞线路很长时间，服务质量好。
ATM保证不错序递交信元。
ATM模型包括三层：
①物理层（PMD/physicalmediumdependent+TC/Transmissionconvergence，物理介质问题，TC层实现信元和位串形式的互换，以便和PMD通信，产生ATM层信元头格式中的HEC位段，TC：
信元速率解耦合/头部校验和的生成及检验/信元生成打包和拆包/生成帧PMD：
位时序/物理网络访问）
②ATM层（处理信元和信元传输，流控制/信元头的生成和提取/虚电路路径管理/信元多路复用解复用/拥塞控制）
③ATM适配层（AAL，ATMAdaptationlayer，SAR/segmentationandreassembly+CS/ConvergenceSublayer，CS提供标准接口，SAR分段和重组），用户可在顶层放任意东西。
（ATM和Internet是为广域网设计的）
（3）Ethernet:
802.3；
LAN，半双工通信；
（4）WirelessLANs:
802:
11
22.网络标准化：
国际电信联盟ITU（InternationalTelecommunicationUnion）：
无线通信部门（ITU-R）；
电信标准化部门（ITU-T）包括政府部门，部门成员，合作成员和管理代理；
开发部门（ITU-D）
电气与电子工程师协会IEEE（InstituteofElectricalandElectronicEngineers）
23.物理层：
并不是指连接计算机的具体的物理设备或具体的传输媒体。
为网络定义了机械的、电气和时序接口。
目的：
将原始位流通过物理连接传输。
24.服务：
在利用物理连接的两个系统之间传递信息；
规定如何发送一位；
协议：
编码方案用在表示一位，电压，和一位的持续时间。
传输介质不属于物理层！
25.传输速率和距离的限制：
衰减（Attenuation）、失真（Distortion）、离散（Dispersion）、噪声（Noise）
26.频谱SpectrumRange：
[fmin,fmax]；
带宽BandwidthWidth：
（fmax-fmin）（measuredinHz）；
容量Capacity：
（measuredinbitsperseconds,bps）；
噪音Noise：
（measuredasratioofsignalpowertonoisepower,unitsaredecibels（dB））；
信噪比Signal-to-NoiseRatio：
（db）=10lgS/N；
（Nyquist,Noiseless）最大传输速率=2HLog2Vbps,H为带宽,V为信号的离散级数,即电平数,Log2V为每次采样比特数。
（Shannon,Noisy）=HLog2（1+S/N）bps
27.消息Message：
是一方发出而另一方能感受到的信息；
信号Signal：
是表达信息的形式；
信道Channel,是传送信号的途径。
28.PCM脉冲编码调制（Nyquist采样定理）
29.模拟调制技术：
ASK/FSK/PSK（Amplitude/Frequency/PhaseShiftKeying）
30.数字数据编码:
①NRZ（Non-ReturntoZero）：
1高0低，对时钟偏差敏感，基线漂移；
②NRZI（Non-ReturntoZeroINVERTED）：
1转换0保持，解决了长序列1的情况，但不是0；
③Manchester（1负跳变0正跳变，缺点：
时钟速率是传输速率的两倍,曼彻斯特编码有自同步性（自定时性））、
④DifferentialManchester（1比特交界处不发生跳变0比特交界处发生跳变）让接收方在无外部时钟参考的情况下毫无歧义地确定每一位的起始，结束或中间位置的方法
⑤4-bit/5-bit（用5位码来表示4位码,即每4位的MAC符号被编码成一个5位的码组,要求不能超过一个头部的0或连续的两个尾部的0,这是为了保证差分曼彻斯特的跳变,可以提高效率。
FDDI物理层就是使用这一编码方式的。
优点：
节约带宽。
缺点是丢失曼彻斯特自带定时的特性。
31.数据通信方式：
全双工Fullduplex、半双工Halfduplex与单工Simpex
数据传输方式：
串行传输方式（e.g.RS232）和并行传输方式
串行方式有：
①同步传输：
同步位,控制位,数据位,错误检测位,帧结束位。
②异步传输：
开始位，数据位，停止位
32.有导向的传输介质：
①磁介质MagneticMedia②双绞线TwistedPair（模拟传输,数字传输;
电话系统，UTP（UnshieldedTwistedPair）Category3:
10Mbps,5:
100Mbpsw）③同轴电缆CoaxialCable（数字传输用于局域网，模拟传输用于有线电视）④光纤FiberOptics（多模：
850/1300nm单模：
1300/1550nm远距离传输，错误率最低），两种光源信号：
LED（传输速率低，多模，距离短，寿命长，温度敏感性小，成本低）和半导体激光（高，多模或者单模，距离长，寿命短，敏感，昂贵）
33.无线传输：
电磁波谱ElectromagneticSpectrum无线电RadioTransmission微波Microwave红外线和毫米波InfraredandMillimeterWaves光波Lightwave（给定波段宽度Δλ，计算对应频段Δf=cΔλ/λ2）
34.通信卫星：
GEOsatellites（GeostationaryEarthOrbit）;
基本卫星频段：
L:
15MHz，S:
70MHz,低带宽，拥挤C:
500MHz地面干扰,Ku:
500MHz雨水,Ka:
3500MHz雨水，设备成本
35.电话系统的重要部分：
①本地回路②干线③交换局
36.波特率：
码元（符号）传输速率；
比特率：
二进制数据传输速率bps
37.复用：
是将多个信元的彼此无关的信号,组合在一条物理信道上进行传送的技术,目的：
充分利用昂贵的通信线路,尽可能地容纳较多的用户传输较多的信息。
①频分复用FDM（FrequencyDivisionMult
升级会员 