福建农林大学计算机网络复习材料.docx
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福建农林大学计算机网络复习材料
第一章
1、21世纪一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。
2、网络是指“三网”，即电信网络、有线电视网络和计算机网络。
发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。
3、以因特网为代表的计算机网络得到了飞速的发展,已从最初的教育科研网络逐步发展成为商业网络，成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。
4、因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革。
5、计算机网络向用户提供的最重要的功能：
连通性、共享。
6、起源于美国的因特网现已发展成为世界上最大的国际性计算机互联网
7、网络由若干结点和连接这些结点的链路组成。
网络中的结点可以是计算机、集线器、交换机或路由器等。
8、互联网是“网络的网络”。
9、连接在因特网上的计算机都称为主机
10、网络把许多计算机连接在一起。
因特网则把许多网络连接在一起。
11、万维网WWW（WorldWideWeb）。
因特网服务提供者ISP，网络接入点NAP，NAP又称为对等点。
12、1969年美国国防部创建的第一个分组交换网ARPANET最初只是一个单个的分组交换网。
1983年TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议。
人们把1983年作为因特网的诞生时间。
以小写字母i开始的internet（互联网或互连网）是一个通用名词；以大写字母I开始的的Internet（因特网）则是一个专用名词。
13、所有的因特网标准都是以RFC的形式在因特网上发表。
RFC的意思就是“请求评论”。
并不是所有的RFC文档都是因特网标准，只有小部分RFC文档最后才能变成因特网标准。
14、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。
15、在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）和对等方式（P2P方式）
16、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。
17、客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。
18、因特网发展的三个阶段：
第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。
第二阶段的特点是建成了三级结构的因特网。
第三阶段的特点是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。
19、制订因特网的正式标准要经过以下的四个阶段：
因特网草案——在这个阶段还不是RFC文档。
建议标准——从这个阶段开始就成为RFC文档。
草案标准
因特网标准
20、从因特网的工作方式上看，可以划分为以下的两大块：
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（传送数据、音频或视频）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）。
18、客户软件的特点：
1）、被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。
因此，客户程序必须知道服务器程序的地址。
2）、不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。
21、服务器软件的特点：
1）、一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。
2）、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。
3）、一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。
22、对等连接（P2P）是指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。
只要两个主机都运行了对等连接软件（P2P软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信。
双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。
因此这种工作方式也称为P2P文件共享。
23、路由器是实现分组交换的关键构件，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。
24、我们把要发送的整块数据称为一个报文。
在每一个数据段前面，加上一些必要的控制信息组成的首部后，就构成了一个分组。
主机是为用户进行信息处理的。
路由器则是用来转发分组的，即进行分组交换的。
25、1994年4月20日我国用64kb/s专线正式连入因特网。
从此，我国被国际上正式承认为接入因特网的国家。
26、计算机网络最简单的定义：
计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。
27、不同作用范围的网络
广域网WAN，其范围是几十到几千公里，是因特网的核心部分。
城域网MAN，其作用距离约为5~50km。
局域网LAN，局限在较小范围如1km左右。
个人区域网PAN，其范围大约在10m左右。
28、从网络的使用者进行分类：
公用网、专用网
29、用来把用户接入到因特网的网络就是接入网AN。
30、计算机网络的性能指标：
1）速率：
网络技术中的速率指的是连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，它也称为数据率或比特率。
单位是bit/s或bps。
kb/s（k=10^3=千）、Mb/s（M=10^6=兆）、Gb/s（G=10^9=吉）、Tb/s（T=10^12=太）。
2）带宽：
在传统的通信线路上传送的电话信号的标准带宽是3.1kHz（从300Hz到3.4Hz，即话音的主要成分的频率范围）。
网络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”（现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语）。
单位是“比特每秒”，或b/s（bit/s）。
在计算机界，K=2^10=1024，M=2^20,G=2^30,T=2^40。
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）时延：
时延是指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间
a、发送时延：
是主机或路由器发送数据帧所需的时间
发送时延=数据块长度（比特）/发送速率（比特/秒）
b、传播时延：
电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。
传播时延=信道长度（米）/信号在信道上的传播速率（米/秒）
c、处理时延和排队时延
总时延=发送时延+传播时延+处理时延+处理时延
对于高速网络链路，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。
提高链路带宽减小了数据的发送时延。
5）时延带宽积：
时延带宽积=传播时延*带宽
6）往返时间RTT，它表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认总共经历的时间。
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）。
若令D0表示网络空闲时的时延，D表示网络当前的时延，则在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式表示D和D0之间的关系：
U是网络的利用率，数值在0到1之间。
31、开放系统互连基本参考模型OSI/RM。
法律上的国际标准OSI并没有得到市场的认可。
是非国际标准TCP/IP现在获得了最广泛的应用。
TCP/IP常被称为事实上的国际标准。
32、网络协议简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
33、网络协议的组成要素：
语法数据与控制信息的结构或格式。
语义需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
同步事件实现顺序的详细说明。
34、分层的好处：
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。
35、计算机网络的体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。
36、TCP/IP是四层的体系结构：
应用层、运输层、网际层和网络接口层。
37、1）应用层是体系结构中的最高层。
应用层直接为用户的应用进程提供服务。
支持HTTP协议、SMTP协议、FTP协议等。
2）运输层的任务就是负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。
主要使用：
传输控制协议TCP、用户数据报协议UDP。
、
3）网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。
在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。
在TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组也叫IP数据报。
因特网主要的网络协议是无连接的网际协议IP，因此因特网的网络层也叫做网际层或IP层。
4）数据链路层简称链路层。
数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上“透明”地传送帧中的数据。
5）物理层在物理层上所传送数据的单位是比特。
任务就是透明地传送比特流。
38、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。
服务访问点SAP。
39、TCP/IP协议可以为各式各样的应用提供服务，也允许IP协议在各式各样的网络构成的互联网上运行。
第二章
40、首先要强调指出，物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。
41、物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性，即：
机械特性指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
电气特性指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
过程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
42、数据在计算机中采用并行传输方式，但数据在通信线路上传输方式一般都是串行传输。
43、一个数据通信系统可以划分为三大部分，即源系统、传输系统、目的系统。
44、源系统一般包括以下两部分：
源点、发送器（典型发送器就是调制器）。
45、目的系统一般包括以下两部分：
接收器（典型接收器就是解调器）、终点。
46、数据——运送消息的实体。
信号——数据的电气的或电磁的表现。
47、根据信号中代表消息的参数的取值方式不同，信号可分为：
模拟信号和数字信号。
48、信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。
49、从通信双方信息交互方式来看，可以有以下三种基本方式：
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。
50、基带信号（即基本频带信号）——来自信源的信号。
像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。
基带信号往往包含有较多的低频成分，为解决这一问题，就必须对基带信号进行调制。
51、带通信号——使用载波进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输。
经过载波调制后的信号称为带通信号（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。
52、最基本的带通调制方法有以下几种：
调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）。
53、正交振幅调制QAM
54、信噪比就是信号的平均功率和噪声的平均功率之比，记为S/N，单位为分贝（dB），即：
信噪比（dB）=10log10（S/N）（dB）
例如，当S/N=10时，信噪比为10dB，而当S/N=1000时，信噪比为30dB。
55、信道的极限信息传输速率C可表达为：
C=Wlog2（1+S/N）b/s
W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。
56、信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。
57、传输媒体也称为传输介质或传输媒介。
传输媒体可分为两大类：
导向传输媒体和非导向传输媒体。
58、导向传输媒体有：
a）双绞线：
屏蔽双绞线STP；无屏蔽双绞线UTP
b）同轴电缆
c）光缆：
可以存在许多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输——多模光纤；可使光线一直向前传播，而不会产生多次反射——单模光纤。
59、微波在空间主要是直线传播。
传统的微波通信主要有：
地面微波接力通信、卫星通信
60、最基本的复用就是频分复用FDM和时分复用TDM。
频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源；时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。
61、统计时分复用STDM帧不是固定分配时隙，而是按需动态地分配时隙。
因此统计时分复用可以提高线路的利用率。
统计复用又称为异步时分复用。
62、波分复用WDM：
光的频分复用。
码分复用CDM：
共享信道的方法。
码分多址CDMA。
由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此各用户之间不会造成干扰。
63、数字传输系统
a）脉码调制PCM体制。
我国采用的是欧洲的E1标准。
E1的速率是2.048Mb/s。
E1的一个时分复用帧（其长度T=125µs）共划分为32相等的时隙，每个时隙传送8bit。
b）同步光纤网SONET和同步数字系列SDH
SONET标准定义了四个光接口层：
光子层、段层、线路层、路径层。
64、xDSL技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，标准模拟电话信号的频带被限制在300~3400Hz的范围内。
65、ADSL原理：
ADSL把上行和下行带宽做成不成对的。
上行指从用户到ISP，而下行指从ISP到用户。
ADSL在用户线（铜线）的两端各安装一个ADSL调制解调器。
我国目前采用的方案是离散多音调DMT调制技术。
“多音调”就是“多载波”或“多子信道”的意思。
DMT调制技术采用频分复用的方法，把40kHz以上一直到1.1MHz的高端频谱划分为许多的子信道，其中25个子信道用于上行信道，而249个子信道用于下行信道。
因此ADSL采用自适应调制技术是用户线能够传送尽可能高的数据率。
66、光纤同轴混合网HFC
67、HFC网在目前覆盖面很广的有线电视网CATV的基础上开发的一种居民宽带接入网。
68、HFC的主要特点：
a）HFC网的主干线路采用光纤
b）HFC网采用结点体系结构
c）HFC网具有比CATV网更宽的频谱，且具有双向传输功能
d）每个家庭要安装一个用户接口盒。
69、电缆调制解调器是为HFC网而使用的调制解调器。
电缆调制解调器特点：
传输速率高。
第三章
70、数据链路层属于计算机网络的低层。
其使用的信道主要有以下两种类型：
点对点信道和广播信道（点对点信道上采用点对点协议PPP；广播信道上采用CSMA/CD协议）。
71、数据链路除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。
若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。
现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件。
72、数据链路层协议有许多种，但有三个基本问题则是共同的。
这三个基本问题是：
（1）封装成帧
（2）透明传输（3）差错控制
73、现在全世界使用得最多的数据链路层协议是点对点协议PPP。
74、PPP协议应满足的需求（特点）：
简单这是首要的要求、封装成帧、透明性、多种网络层协议、多种类型链路、差错检测、检测连接状态、最大传送单、网络层地址协商、数据压缩协商。
75、PPP协议不需要的功能：
纠错、流量控制、序号、多点线路、半双工或单工链路。
76、PPP协议有三个组成部分：
a）、一个将IP数据报封装到串行链路的方法。
b）、链路控制协议LCP。
c）、网络控制协议NCP。
77、以太网的两个标准DIXEthernetV2标准与IEEE的802.3标准只有很小的差别，因此可以将802.3局域网简称为“以太网”。
78、适配器的重要功能（作用）：
1）、进行串行/并行转换。
2）、对数据进行缓存。
3）在计算机的操作系统安装设备驱动程序。
4）实现以太网协议。
79、以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付。
以太网发送的数据都使用曼彻斯特编码的信号。
曼彻斯特编码方法是把每一个码元再分成两个相等的间隔。
码元1是在前一个间隔为低电压而后一个间隔为高电压。
码元0则正好相反，从高电压变到低电压。
80、以太网采用的协调方法是使用一种特殊的协议CSMA/CD，它诗载波监听多点接入/碰撞检测的缩写。
81、“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，要等待信道变为空闲时再发送，以免发生碰撞。
82、“碰撞检测”就是“边发送边监听”。
当适配器检测到的信号电压变化幅度超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。
83、在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或MAC地址。
84、以太网V2的MAC帧格式如下图：
85、以太网交换机一般都具有多种速率的接口。
利用以太网交换机可以很方便地在IEEE802.1Q标准中实现虚拟局域网VLAN。
86、虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。
这些网段具有某些共同的需求。
87、虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。
88、虚拟局域网限制了接受广播信息工作站数，使得网络不会因传播过多的广播信息（即广播风暴）而引起性能恶化。
第四章
89、网络层提供的两种服务：
虚电路服务、数据报服务
90、网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。
91、中间设备又称为中间系统或中继（relay）系统。
有以下四种不同的中间设备：
a）物理层中继系统：
转发器（repeater）。
b）数据链路层中继系统：
网桥或桥接器（bridge）。
c）网络层中继系统：
路由器（router）。
d）网络层以上的中继系统：
网关（gateway）。
92、IP地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的32位的标识符。
93、IP地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN进行分配
94、IP地址的编址方法共经过了三个历史阶段：
分类IP地址、子网的划分、构成网络
95、分类IP地址由两个固定长度的字段组成，第一个字段是网络号，另一个字段是主机号
96、为了提高可读性，我们常常把32位的IP地址中的每8位用其等效的十进制数字表示，并且在这些数字之间加上一个点，这就叫点分十进制记法。
97、A类地址的网络号字段占一个字节，只有7位可供使用，但可指派的网络号是126个（即2^7-2）。
减2的原因是：
第一，IP地址中的全0表示“这个”。
网络号字段为全0的IP地址是个保留地址，意思是“本网络”。
第二，网络号为127（即01111111）保留作为本地软件环回测试本主机的进程之间的通信之用。
98、
99、
100、A类地址的主机号占3字节，因此每一个A类网络中的最大主机数是2^24-2，即16777214。
这里减2的原因是：
全0的主机号字段表示该IP地址是“本主机”所连接到的单个网络地址，例如，一主机的IP地址为5.6.7.8，则该主机所在的网络地址就是5.0.0.0，而全1表示“所有的”|，因此全1的主机号字段表示该网络上的所有主机。
101、转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络
102、物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址
103、总之，IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。
在网络层和网络层以上使用的是IP地址，而数据链路层及以下使用的是硬件地址。
104、地址解析协议ARP和逆地址解析协议RARP
105、逆地址解析协议RARP的作用是只知道自己硬件地址的主机能够通过RARP协议找出其IP地址。
地址解析协议ARP解决这个问题的方法是在主机ARP高速缓存中应存放一个从IP地址到硬件地址的映射表，并且这个映射表还经常动态更新。
106、IP数据报首部的前一部分是固定长度共20字节，首部长度最大值可达60字节。
首部检验和（16位）字段只检验数据报的首部，不检验数据部分
107、
108、使用子网划分后，路由表必须包含：
目的网络地址、子网掩码和下一跳地址。
109、为了提高IP数据报交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议ICMP。
110、
111、IP数据报的格式
112、ICMP报文的种类有两种，即ICMP差错报告报文和ICMP询问报文。
113、
114、XX文库-让每个人平等地提升自我ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况报告。
115、ICMP的应用举例：
分组网间探测PING用来测试两个主机之间的连通性。
PING使用了ICMP回送请求与回送回答报文。
116、从路由算法能否随网络的通信量或拓扑自适应地进行调整变化来分，即静态路由选择策略、动态路由选择策略
117、在目前的因特网中，一个大的ISP就是一个自治系统。
因特网有两大类路由选择协议：
内部网关协议IGP、外部网关协议EGP
118、路由信息协议RIP是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议。
RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。
119、RIP协议“距离”的定义如下：
从一路由器到直接连接的网络的距离定义为1。
从一个路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经过的路由器数加1。
RIP协议中的“距离”也称为“跳数”（hopcount），因为每经过一个路由器，跳数就加1。
RIP允许一条路径最多只能包含15个路由器。
因此“距离”等于16时即相当于不可达。
可见RIP只适用于小型互联网。
120、RIP协议的三个要点（特点）
a）、仅和相邻路由器交换信息。
b）、交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。
c）、按固定的时间间隔交换路由信息，例如，每隔30秒。
121、RIP协议的这一特点叫做：
好消息传播得快，而坏消息传播得慢。
122、内部网关协议OSPF：
这个协议的名字是开放最短路径优先OSPF；“最短路径优先”是因为使用了Dijkstra提出的最短路径算法SPF
123、OSPF最重要的特征就是使用分布式的链路状态协议
124、OSPF的三个要点：
a）向本自治系统中所有路由器发送信息，这里使用的方法是洪泛法。
b）发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，但这只是路由器所知道的部分信息。
“链路状态”就是说明本路由器都和哪些路由器相邻，以及该链路的“度量”（metric）。
c）只有当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息。
125、外部网关协议BGP采用了路径向量路由选择协议。
在配置BGP时，每一个AS的管理员要选择至少一个路由器作为该AS的“BGP发言人”，而BGP发言人往往就是BGP边界路由器。
126、路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。
整个路由器结构可划分为：
路由选择部分和分组转发部分。
127、其实多播组的标示符就是IP地址中的D类地址。
多播地址只能用于目的地址，而不能用于源地址。
128、IGMP协议是让连接在本地局域网上的多播路由器知道本局域网上是否有主机（严格讲，是主机上的某个进程）参加或退出了某个多播组。
129、转发多播数据报使用的方法：
130、
（1）洪泛与剪除
（2）隧道技术（3）基于核心的发现技术
131、RFC1918指明的专用地址
a）10.0.0.0到10.255.255.255（或记为10/8，它又称为24位块）
b）172.16.0.0到172.31.255.255（或记为172.16/12，它又
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