计算机网络复习提纲本科Word格式.docx
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Bind函数其调用格式如下：
bind（socket，localaddr，addrlen）
Close函数告诉操作系统要终止一个套接字的使用。
形式：
Close（socket）；
Connect函数，与指定的服务器建立连接，形式：
Connect（socket，saddress，saddresslen）；
Accept接受一个收到的连接请求
Getpeername获取客户IP地址
Getsockopt获取套接字的当前选项
Listen准备服务器使用的套接字
Recvmsg接受数据
Recvfrom接受报文和发送者地址
Sendmsg发送一个输出报文
Sendto发送一个报文
Setsockopt改变套接字选项
Shutdown终止一个连接
9）Client端SocketAPI调用流程
10）Server端SocketAPI调用流程
第4章传统的因特网应用
1）HTTP工作原理与过程
超文本传输协议（HypertextTransferProtocol，HTTP）是浏览器用于与Web服务器交互的主要传输协议。
根据客户/服务器模式，浏览器就是客户，它从URL中提取出服务器名字并请求连接服务器。
2）FTP工作原理与过程
文件传输协议（FIleTransferProtocol，Ftp），FTP服务器在每次需要下载或上传文件时另开一个并交互数据。
为了区分两个不同的连接，由客户请求建立的原始链接称为控制连接，用户传送命令；
后开通的新连接称为数据连接，专门用于传输文件数据。
3）SMTP工作原理与过程
简单邮件传输协议（SimpleMailTransferProtocol，SMTP）是邮件传送程序所用的标准协议，用于通过因特网向服务器传送Email报文。
遵循流模式
使用文本控制报文
仅传送文本报文
允许发送者指定接收者的名字和合适每个名字
发送给定报文的一个副本
4）DNS工作原理与过程
域名系统（DomainNameSystem，DNS）提供将人可阅读的符号名到计算机地址映射的服务，浏览器、邮件软件和其他大多数因特网应用都要使用DNS。
映射不是通过单个服务器来完成的，DNS系统是一个有趣的客户——服务器交互的实例。
域名信息分布在整个因特网上各地站点的大量服务器之中。
应用程序需要解析域名的时候，该应用将成为域名系统的客户，并向域名服务器发送请求报文，域名服务器找到相应的IP地址并会送应答报文；
如果不能回答请求，则服务器暂时变成另一个域名服务器的客户，直至发现可回答该请求的服务器。
第二部分数据传输
第7章传输介质
（1）模拟信号与数字信号
模拟信号：
连续变化的信息
数字信号：
在x轴和y轴进行离散
（2）信号能量形式
电气的：
有线传输
光：
应用于光纤
电磁波：
无线传输
（3）编码与解码的概念
Atthelowestlevel,allcomputercommunicationinvolvesencoding（编码）datainaformofenergy,andsendingtheenergyacrossatransmissionmedium（传输媒体）.
（4）双绞线
UTP与STP
UTP：
无屏蔽双绞线（UnshieldedTwistedPair，UTP）有两根绞在一起的导线构成。
绞在一起的两根导线其抗噪声干扰能力明显强于两根平行放置的导线。
STP：
屏蔽双绞线（ShieldedTwistedPair，STP），它使用更细、更柔韧的金属屏蔽层包裹一对或多对双绞线。
其柔韧性比同轴电缆好，抗电磁噪声干扰能力比UTP更强。
（5）光纤
单模与多模
单模光纤（single-modefiber）
使用激光源
中继距离100公里
内芯直径较小:
直径为8～10μm/125μm
多模光纤（multi-modefiber）
使用普通发光二极管作为光源
中继距离2公里
内芯直径稍大:
直径为62.5μm/125μm
第8章可靠性与信道编码
（1）奇偶校验
（2）16位检查和（CHECKSUM）
（3）32位循环冗余校验（CRC）
第9章传输模式
（1）串行与并行传输
串行传输：
一次发送一个码位。
并行传输：
同时发送多个码位。
（2）同步与异步传输
异步传输：
系统允许物理介质在两次传输之间空闲任意长时间。
异步通信非常适合于随机产生数据的应用。
缺点是发送器和接收器之间缺少协调——当介质空闲时，接收器不知道在新的数据到来之前，介质还会空闲多长时间。
因此，异步传输技术在每个数据项发送前，通常安排发送器发送一些冗余位以通知接收器开始传输数据。
数据发送方不需要包含有效数据的位置信息
数据接收方对接收的信息能够直接提取有效数据
通信的双方不需要事先进行任何同步工作。
同步传输：
要求连续地传输数据码元，码元之间没有空闲时间。
也就是说，发送器在发送完数据字节的最后一位后，立即发送下一个数据字节的码元。
最大的优点在于发送器和接收器始终保持同步，这意味着同步额外的开销较少。
数据发送方生成的数据中包含了有效数据的位置信息
数据接收方根据有效数据的位置信息提取相应的有效数据
通信的双方在开始通信之前必须完成协调工作，即必须进行同步处理
数据基本单元保持顺序传输，对空数据必需填充对应的空单元
（3）单工、半双工与全双工传输
单工：
只能在单一方向传输数据
半双工：
要求有一个共享的传输介质，这个共享介质可用于每个方向的通信，但不同方向的通信不能同时进行。
全双工：
底层系统允许两个方向上的传输同时进行。
（4）RS232-C标准（机械特性、电气特性）
RS-232-C是美国电子工业协会EIA（ElectronicIndustryAssociation）制定的一种串行物理接口标准。
RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。
RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。
机械特性：
由于RS-232C并未定义连接器的物理特性，因此，出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。
电气特性：
EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。
在TxD和RxD上：
逻辑1（MARK）=-3V～-15V
逻辑0（SPACE）=+3～+15V
在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：
信号有效（接通，ON状态，正电压）＝+3V～+15V
信号无效（断开，OFF状态，负电压）=-3V～-15V
（5）DEC与DTE设备
DEC：
数据线路设备（DataCircuitEquipment，DEC）
DTE：
数据终端设备（DataTerminalEquipment，DTE）
第10章调制与调制解调器
1）信常用的调制技术：
（1）调幅
根据发送信息成正比地改变载波的振幅。
（2）调频
载波幅度不变而频率却根据信号的改变不断变化——当前信号增强时，载波频率略微提高；
当信号减弱时，载波频率则略微下降。
（3）调相
载波的相位对其参考相位的偏离值随调制信号的瞬时值成比例变化的调制方式。
2）调制解调器
接受数据码元系列并根据码元将信息调制到一个载波波形上，实现这种机制的硬件被称为调制器（modulator）；
接受调制载波波形并将被调制到载波上的数据码元序列重新生成出来，实现这种机制的硬件被称为解调器（demodulator）。
生产商把调制和解调机制合并到一个单独的设备中，这种设备被称为调制解调器。
第11章复用与解复用
（1）时分复用
对信号时间域的操作。
在时间上复用就意味着在一个时隙内传输来自一个源的一个数据项，接着在下一个时隙内传输来自另一个源的一个数据项。
（2）频分复用
在单根铜导线上同时发送多路载波，或者利用波分复用在一根光纤上同时发送多个频率的光信号。
在接收端，解复用器应用一组过滤器，每个过滤器提供载波频率附近一个小的频率范围。
（3）波分复用
是指应用于光纤中的频分复用技术。
使用棱镜来实现复合和分离各路不同波长的光。
第12章接入与互连技术
1）接入
（1）PSTN
电话线，只能打电话或只能上网。
（2）ISDN
本地用户线路，既能打电话又能上网。
3个的独立的数字信道：
2B+D
（3）ADSL
速度快，上行慢，下行快。
（4）Cable-Modem
有线电视
（5）无线
2）DSC与CSU
数据服务单元/信道服务单元（DataServiceUnit/ChannelServiceUnit，DSU/CSU），它包括两个功能部分，通常将它们组合在单个机盒里面。
CSU部分处理线路终接和诊断。
DSU部分处理数据。
3）数字电话标准
数据线路使用时分复用标准（在美国是T系列标准，在欧洲式E系列标准）
（1）T系列标准（T1,T2,T3）
（2）E系列标准（E1,E2,E3）
4）干线标准
使用光纤的光载波标准集合。
（1）OC标准（OC1,OC2,OC3）
铜导线名光纤名位数率话音线路数
STS-1OC-151.840Mbit/s810
STS-3OC-3155.520Mbit/s2430
5）同步光网络
（1）SONET
定义了数字线路上采用的帧格式。
帧大小取决于线路的为数率。
在北美，同步光网络（SynchronousOpticalNETwork，SONERT）
在欧洲，同步数字体系（SynchronousDigitalHierarchy，SDH）
规定传输标准的细节。
（2）SDH
第三部分分组交换及网络技术
第13章局域网：
分组、帧和拓扑
1）交换技术
（1）线路交换
一种在发送方与接收方之间建立一条通路的通信机制，它能保证该通路与其他发送方额接收方之间使用的通路是分开的。
特征：
点对点通信
线路建立、使用和终止由分开的步骤完成。
性能上等价于一条独立的物理通路。
（2）分组交换
使用统计多路复用技术，来自多个信源的通信竞争使用共享介质。
随意的、异步的通信。
通信开始前无须建立连接
因分组见的统计多路复用致使性能可变。
2）局域网拓扑
（1）总线结构以太网
网络中所有的站点共享一条数据通道
任何节点只需发送一个数据包到总线中，其它节点会接收，从而完成数据通信
优势
安装简单方便
需要铺设的电缆最短，成本低
某个站点的故障一般不会影响整个网络
不足
介质的故障会导致网络瘫痪
线网安全性低
监控比较困难
增加新站点也不如星型网容易
（2）星形结构ATM
一个中心节点
一组计算机通过中心节点实现信息传输
各节点和中心节点之间通过点到点的链路进行连接
容易在网络中增加新的站点
一个节点断掉不会影响其它节点
数据的安全性和优先级容易控制
易实现网络监控
中心节点的故障会引起整个网络瘫痪
（3）环形结构令牌环
各节点通过通信介质连成一个封闭的环形
两个邻接的节点之间通过点到点连接
非邻接节点之间通信要经过路径上的其它节点
结构简单，容易安装
容易监控通/断情况
节省资源
容量有限
网络建成后，难以增加新的站点
一个节点产生异常情况，会影响其它节点通信
第14章IEEEMAC子层
（1）以太网MAC地址编址方案
六个字节，前3个代表厂家编号，后三个流次编号
由48比特长（6字节）,16进制的数字组成.0-23位是由厂家自己分配.24-47位,叫做组织唯一标志符（organizationallyunique，是识别LAN（局域网）节点的标识。
其中第40位是组播地址标志位。
（2）以太网介质访问控制策略（CSMA/CD）
CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetect，带冲突检测的载波侦听多址接入。
载波侦听（carriersense）：
以太网并不允许一个站点只要有分组做好了准备就可以发送，而是要求每个站点监视电缆，检测是否有另一个传输正在处理之中。
冲突检测（coolisiondetection）：
每个站点在发送过程中都会监测电缆，如果发现电缆上的信号与本站发出去的信号不符，那就意味着出现了冲突。
只要检测到冲突，发送站点就会立即终止发送。
二进制指数退避（binaryexponentialbackoff）：
计算机在第一次冲突后在0~d之间选择一个随机延迟，第二次冲突后在0~2d之间选择，第三次冲突后在0~4d之间选择，依此类推。
第15章有线局域网技术
（1）以太网帧结构p146
第17章局域网扩展技术
（1）冲突域与广播域的概念
冲突域：
在以太网中，如果某个CSMA/CD网络上的两台计算机在同时通信时会发生冲突，那么这个CSMA/CD网络就是一个冲突域。
如果以太网中的各个网段以中继器连接，因为不能避免冲突，所以它们仍然是一个冲突域。
使用交换机可有效避免冲突。
而集线器则不行！
因为交换机可以利用物理地址进行选路，它的每一个端口为一个冲突域。
而集线器不具有选路功能，只是将接受到的数据以广播的形式发出，极其容易产生广播风暴。
它的所有端口为一个冲突域。
广播域（BroadcastDomain）是一个逻辑上的计算机组,该组内的所有计算机都会收到同样的广播信息。
网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合。
广播域就是说如果站点发出一个广播信号后能接收到这个信号的范围。
通常来说一个局域网就是一个广播域。
冲突域是基于第一层（物理层） 广播域是基于第二层（数据链路层）
（2）最大媒体段长度的概念
（3）局域网扩展设备
（1）中继器
用于远距离传播LAN信号的模拟设备。
中继器并不理解分组或信号编码，它只是放大接收到的信号，并将放大的信号再转发。
（2）集线器
集线器的英文称为“Hub”。
“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。
它工作于OSI（开放系统互联参考模型）参考模型第一层，即“物理层”。
（3）网桥
定义：
网桥（bridge）用于连接两个局域网的一种互联设备。
网桥以混杂模式监听每个网段。
功能：
在不同的LAN之间进行互联；
用于网段微化，有利于调节负载；
对于802.3，可以扩展网络的物理距离；
不同的网段之间进行隔离，有助于保密。
（4）交换机、广播风暴与分布生成树
交换机是类似集线器的电子设备。
与集线器的相同之处在于，它们都提供多个端口，每个端口连接一台计算机，并允许计算机之间发送帧。
与集线器的不同之处在于设备运行的方式：
集线器是在计算机间转发信号的模拟设备，而交换机是转发分组的数字设备。
当主机系统响应一个在网上不断循环的报文分组或者试图响应一个没有应答的系统时就会发生广播风暴。
一个数据帧或包被传输到本地网段（由广播域定义）上的每个节点就是广播；
由于网络拓扑的设计和连接问题，或其他原因导致广播在网段内大量复制，传播数据帧，导致网络性能下降，甚至网络瘫痪，这就是广播风暴。
其实广播风暴多是出现在以hub连接而且是环形连接的局域网中，如果用路由器的话，由于路由器是树形连接设计的，可以有效的防止广播风暴的产生。
（5）路由器
连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号的设备。
第18章广域网技术与动态路由
1）广域网的概念
WAN——覆盖多个城市或国家
WAN能翻需要扩展连接地理距离较远的许多站点，而其每个站点内有多台计算机。
它还必须提供充足的网络容量，以使大量的计算机之间能彼此通信。
2）路由工作原理
为使广域网能正确运行，每个交换机都必须拥有一个转发表，并且都必须能转发分组，此外，转发表中的数据必须符合以下条件：
全局通信——每个交换机的转发表必须包含到达所有可能目的地址的有效的下一跳路径。
最优路径——在每个交换机的转发表中，对于一个给定目的地的下一跳的值，必须是指向目的地的最短路径。
3）常见广域网技术
（1）ARPANET
ARPA（AdvancedResearchProjectsAgency美国国防部高级研究计划署）
ARPANET,thenetworkwasoneofthefirstpacketswitchedWANs
Thenetworkleasedserialdatalinesconnectingpacketswitchesoperatedatonly56Kbps.
（2）X.25
X.25是在70年代由CCITT制定的关于数据终端设备DTE和数据电路设备DCE之间的接口。
X.25建议：
一个DTE如何连接到有关分组交换网上。
X.25建议规定了DTE与DCE之间的接口。
X.25是面向连接的，它支持交换虚电路服务
交换虚电路SVC
永久虚电路PVC。
X.25提供差错控制
X.25提供流量控制
（3）帧中继FR
TheinventorsdesignedFrameRelayserviceforuseinbridgingLANsegments
FrameRelayisdesignedtoacceptanddeliverblocksofdata
Eachblockcancontainupto8KBofdata.
TohandledatafromaLANsegment,aFrameRelayconnectionmustoperateathighdatarates（inpractice,1.5Mbpsor56Kbps）.
优点
FR支持较高速率（T1或T3）
FR只包含物理层和数据链路层，比X.25开销小
FR允许支持突发数据，且帧长度可达9000字节
缺点
不提供差错控制功能
对多媒体数据传输的支持不够
（4）ATM
ATM产生原因:
构建通用的通信服务平台
替代ISDN
ATM目标:
保证高速的通信服务
减少传输抖动，保证稳定服务
ATM（AsynchronousTransferMode异步传输模式）handlesmuchhigherspeedsandoffersmanyservices.
ATMtechnologydividesalldataintosmall,fixed-sizepacketscalledcells（信元）.
第四部分网络互联
第20章网络互联：
概念、结构与协议
1）网络互联与虚拟网络的概念
能再异构网络间提供全局服务的方案成为网络互联。
它既要使用硬件，也要使用软件。
附加的硬件系统用于将一组物理网络互联起来，然后在所欲相连的计算机中运行的附加软件，即可提供全局服务。
连接物理网络所形成的网络系统被称为互联网络或简称互联网。
互联网概念：
1、提供给用户和应用程序的单一网络错觉（抽象）
2、通过路由器连接而形成的基础物理网络结构。
虚拟网络：
互联网是一种虚拟网络系统，因为这个通信系统只是一种抽象而已。
也就是说，虽然硬件和软件联合提供了一个单一网络的错觉，但这一网络并不存在。
2）ISO网络协议的分层模型（OSI7层）
3）TCP/IP协议栈（5层）
第21章网际协议编址
1）IPV4协议
为了在因特网中提供统一编址，IP协议定义了一个抽象的编址方案，给每台主机分配一个唯一的地址。
应用程序间使用IP地址进行通信。
2）IPV4编址方案
每台主机分配一二唯一的32位二进制数作为该主机的网际协议地址，常简称为IP抵制或因特网地址。
在因特网上发送一个分组时，发送方必须制定它自己的32位IP地址和接收方的IP地址。
A类、B类、C类……
子网掩码
子网掩码也叫地址掩码，是一个32位长的值，值为1的位标识网络前缀，值为0的位标识主机部分。
特殊IP地址
Networkaddress（网络地址）:
保留主机地址为0的地址表示一个网络
DirectedBroadcastAddress（直接广播地址）.主机后缀全为1
LimitedBroadcastAddress（有限广播地址）.32位地址全为1
ThisComputeraddress（本机地址）.全为0
Loopbackaddress（回送地址）.保留A类网络前缀“127/8”以供回送测试
3）无分类
Addressmaskorsubnetmaskspecifytheboundarythenetworkprefixandthesuffix.
A==（D&
M）;
D:
IPaddress;
M:
subnetmask
CIDRnotation:
128.10.0.0/16
4）子网分割方法
第2
升级会员 