计算机网络复习概要.docx

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计算机网络复习概要

计算机网络复习

有些地方不完整或者缺少的自己补充个人能力如此已经尽最大努力浓缩了

11自动朱剑

第一章

一资源共享

计算机网络产生始于20世纪50年代，产生的原因：

1）资源共享的需求（计算能力、外设、软件、数据）

2）大型项目的合作（进行工程项目协作）

3）人与人之间的信息沟通（数据通信）

二通信子网资源子网

由CCP组成的传输网络——通信子网，提供信息传输服务

《演变》通信子网规模逐渐扩大

私有→社会公用

优点

降低用户系统建设成本

提高通信线路利用率

兼容性好

建立在通信子网基础上的主机集合——资源子网，提供计算资源

Osi参考模型：

OpenSystemInterconnection/RecommendedModel（开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型）

OSI参考模型是一种概念上的网络模型，规定了网络体系结构的框架：

7层

事实上的标准：

TCP/IP（因特网的骨干协议）

从体系结构上看，它是OSI参考模型的简化（5层）

三网融合的概念

含义：

“三网”融合就是指原先独立设计和运营的传统电信网、计算机互联网和有线电视网将趋于相互渗透和相互融合。

需解决的问题

信号数字化

共同的承载网络

相同的呼叫地址形式

信息资源共享

三网”融合后的特征

1）网络在物理层上是互通的

2）用户只需一个物理网络连接

3）在应用层上，各网络之间的业务是相互渗透和交叉的

4）网络之间的协议要么兼容，要么可以进行无缝转换

计算机网络概念：

相互连接的自治计算机集合

计算机网络的分类

1、按拓扑结构分类

1）星状结构

2）树状结构或层次结构

3）

总线型结构

4）环状结构

5）全互连型结构

6）不规则型结构（网状）

2、按距离分类

3、按信息传播分类

点对点传输方式的网络：

由一对对机器间的多条传输链路构成。

1）信源与信宿之间的通信需经过一台和多台中间设备进行传输。

2）网状、全互连、环状、树状、星状

广播方式网络：

一台计算机发送的信息可被网络上所有的计算机接收。

总线型、无线（微波、卫星）

局域网络通常使用广播方式，广域网络通常使用点对点方式（也有例外）。

4、通信介质

有线网

采用如同轴电缆、双绞线、光纤等物理介质来传输数据的网络。

无线网

采用卫星、微波等无线形式来传输数据的网络。

（5.6.7.8分类方式做了解具体见ppt）

第二章通信

①通信的三要素信源、信宿和信道

②五个过程阶段

包含两项内容：

数据传输和通信控制

过程与打电话比较

建立物理连接拨号，拨通对方

建立逻辑连接互相确认身份

数据传输互相通话

断开逻辑连接互相确认要结束通话

断开物理连接双方挂机

③信号的基本概念

数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式在介质中传播。

例如：

用高低电平分别代表1、0。

④传输方式

基带传输：

不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。

例如：

以太网（局域网）

频带传输：

数字信号调制成音频模拟信号后再传送，接收方需要解调。

例如：

通过电话网络传输数据

宽带传输：

把信号调制成频带为几十MHZ到几百MHZ的模拟信号后再以频分复用方式传送，接收方需要解调。

⑤三个层次的同步

位目的：

使接收端与发送端在时间基准上一致

1.外同步——发送端发送数据之前发送同步脉冲信号，接收方用接收到的同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。

2.自同步——通过特殊编码（如曼彻斯特编码），使数据编码信号中包含同步信号，接收方从数据编码信号提取同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。

字符

目的：

找到正确的字符边界

1.起止式（异步式）：

在这种方式中，每个字符的传输需要：

1个起始位、5～8个数据位、1、1.5或2个停止位

采用这种同步方式的通信也称“异步通信”

起止式的优缺点：

频率的漂移不会积累，每个字符开始时都会重新获得同步

每两个字符之间的间隔时间不固定

增加了辅助位，所以传输效率低

2.同步式：

字符没有任何附加位而连续地发送，每组字符必须由一个或多个确定地同步字符SYN（例如：

16H）领先，接收端用检测同步字符的模式获得同步。

帧

目的：

识别一个帧的起始和结束

帧（Frame）：

数据链路中的传输单位——包含数据和控制信息的数据块

1.面向字符的——以同步字符（SYN，16H）来标识一个帧的开始，适用于数据为字符类型的帧

2.面向比特的——以特殊位序列（7EH，即01111110）来标识一个帧的开始，适用于任意数据类型的帧

⑥双绞线典型连接距离100m（LAN）

优缺点：

成本低

组装密度高、节省空间

安装容易（综合布线系统）

平衡传输（高速率）

抗干扰性一般

连接距离短

⑦光纤的特点、

光纤（OpticalFiber，OF）

依靠光波承载数据，光脉冲在玻璃纤维中传播

优缺点：

传输带宽高：

仅受光电转换器件的限制（＞100Gb/s）

传输损耗小，适合长距离传输

抗干扰性能极好、误码率低、保密性好

轻便

价格较高

需要光电转换

⑧天线介质主要类型

1）微波通信

2）地球同步卫星

3）激光传输

4）红无线通信

5）短波通信

（图）数字数据的数字信号编码

不归零码：

二进制数字0、1分别用两种电平来表示；

曼彻斯特编码：

高→低的跳变代表0，低→高的跳变代表1

差分曼彻斯特编码：

用码元开始处有无跳变来表示0和1，有跳变代表0，无跳变代表1

⑨pcm编码

1）采样：

按一定间隔对语音信号进行采样

2）量化：

把每个样本舍入到最接近的量化级别上

3）编码：

对每个舍入后的样本进行编码

编码后的信号称为PCM信号（PulseCodedModulation，脉码调制）。

①采样→②量化→③编码

作用模数转换

⑩四种多路复用方式

1）频分复用FDM（FrequencyDivisionMultiplexing）

按频率划分不同的信道，如CATV系统

2）时分复用TDM（TimeDivisionMultiplexing）

按时间划分不同的信道，目前应用最广泛

3）波分复用WDM（WaveDivisionMultiplexing）

按波长划分不同的信道，用于光纤传输

4）码分复用CDM（CodeDivisionMultiplexing）

按地址码划分不同的信道，非常有发展前途

⒒数据交换的三种方式:

电路交换、报文交换和分组交换（分组又分为数据报文方式和虚电路方式）。

每种方式的基本特点

电路交换：

特点：

数据传输前需要建立一条端到端的通路。

——称为“面向连接的”（典型例子：

电话）

报文交换：

①传输之前不需要建立端到端的连接，仅在相邻节点传输报文时建立节点间的连接。

——称为“无连接的”（典型例子：

电报）

②整个报文（Message）作为一个整体一起发送。

分组交换：

①数据传输前不需要建立一条端到端的通路——也是“无连接的”。

②有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能。

多种交换的意义：

节省线路投资，提高线路利用率

分组交换的两种方式

①数据报方式（Datagram）

各分组独立地确定路由（传输路径）

不能保证分组按序到达，所以目的站点需要按分组编号重新排序和组装

②虚电路方式

通信前预先建立一条逻辑连接——虚电路

虚电路是由其路径上的所有交换机中的路由表定义的逻辑连接

也需要三个过程：

建立－数据传输－拆除

建立虚电路时，交换机将预留传输时所需的所有资源

第四章

1、域名解析域名→

2、DNS三种分类名称功能

本地域名服务器（LocalNameServer）

即每个组织/企业的DNS服务器。

根域名服务器（RootNameServer）

为下级域名服务器提供域名解析服务；

它需要知道全部根域名服务器（和部分二级域名服务器）的地址。

数量很少，由于历史原因，主要分布在北美地区。

认证域名服务器（AuthoritativeNameServer）

每台因特网中的主机都应该在所在域的域名服务器中注册，提供注册的域名服务器就是该主机的认证域名服务器。

一般来说，认证域名服务器就是主机所在单位的DNS服务器

6）Telnet是什么的缩写

Telnet是TelecommunicationNetworkProtocol的英文缩写。

远程登录

4、常用的用户代理

3、电子邮件主要用到的协议作用

发送/转发邮件：

SMTP（SimpleMailTransferProtocol）[RFC821、822]

MIME（MultipurposeInternetMailExtension）[RFC1521]

读取邮件：

POP3（PostOfficeProtocol）[RFC1939]

IMAP4（InternetMessageAccessProtocol）[RFC2060]

6、邮件发送和接受的过程

1发信人运行用户代理编辑邮件。

→2用户代理利用SMTP协议将邮件传送给发件人的邮件服务器。

→3发送端邮件服务器收到邮件后，将邮件放入邮件缓存队列，等待发送。

→4发送端邮件服务器中的SMTP客户进程发现邮件队列中有待发送的邮件，就与接收端邮件服务器建立TCP连接。

→5发送端的SMTP客户进程使用SMTP协议把邮件队列中的邮件发送给接收端的SMTP服务进程。

发送完后，关闭TCP连接。

→6接收端邮件服务器将收到的邮件放入收件人的邮箱中。

→7收件人收信时，运行用户代理，用户代理使用POP3协议将用户邮箱中的邮件下载到本地计算机。

7、POP3（邮局协议

客户/服务器方式

客户端程序（OutlookExpress、Foxmail等）

服务器程序（Exchange等）

客户与服务器建立TCP连接后才能读取邮件

功能：

为用户提供邮箱

保存收到的邮件

把邮件传输给用户（邮件在客户端脱机处理）

8、万维网协议名称http特点

以Client/Server模型为基础

简易性

灵活性与内容—类型（content-type）标识

“无连接”性

无状态性。

元信息（MetaInformation）

9、HTML语言的含义

HTML：

超文本标记语言（HypertextMarkupLanguage）加入了许多被称为链接标签（tag）的特殊字符串的普通文本文件。

第五章

1网络互联的归纳

物理层：

使用中继器或集线器在不同的电缆段之间复制位信号，无寻址功能；

数据链路层：

使用网桥或交换机在局域网之间存储转发数据帧，用MAC地址寻址；

网络层：

使用路由器在不同的网络之间存储转发分组，用IP地址寻址；

传输层及应用层：

使用网关提供更高层次的互连，用端口号或其他特定标识寻址。

2常用接入方式

住宅（居民区）接入

机构接入

移动用户接入

3、IP协议

含义

提供数据报（Datagram）的投递服务（主机到主机）

在不同的数据链路层上进行数据转发操作

基本方式：

数据报数据报投递服务是非连接的，不可靠的

4、IP地址最大网络数最大主机数A.B.C.D类

A最大网络数=2∧7-2=126最大主机数=2∧24-2=16777214

B最大网络数=2∧14=16384最大主机数=2∧16-2=65534

C最大网络数=2∧21=2097152最大主机数=2∧8-2=254

D

5、子码掩码

子网掩码的作用

使网络内的计算机了解子网划分的结构

使边缘路由器了解子网划分的结构

子网掩码的格式

子网掩码也是32bit长的二进制数，由一串连续的1后跟一串连续的0组成；

前面的1与网络号和子网号对应，后面的0与主机号对应。

如前面的例子

ip地址如何计算子网地址

用子网掩码和IP地址“相与”（AND操作），结果就是子网地址。

例如：

IP地址128.5.100.1，子网掩码255.255.192.0。

则可计算出128.5.100.1的子网地址为

10000000000001010110000000000001

AND）11111111111111111100000000000000

10000000000001010100000000000000（=128.5.64.0）

6各类默认的子网掩码为

A类：

255.0.0.0

B类：

255.255.0.0

C类：

255.255.255.0

7Cidr的含义

CIDR:

ClasslessInterDomainRouting（无类域间路由）

地址的网络部分长度任意，不再分为固定的几种类型；

地址格式:

a.b.c.d/x，x为地址中网络部分的位数。

dhcp的含义

动态主机配置协议提供了一种称为即插即用网络接入的机制[RFC2131]这种机制允许一台计算机加入到莫以网络中并自动获取IP地址而无需人工分配和设置。

目前，这种地址分配机制大量用于拨号上网、ADSL上网和局域网中。

8Nat和pat的概念

NAT：

网络地址转换

PAT：

端口地址转换

内部地址范围

9Internet的各类传输服务

Internet的两类传输服务:

1）可靠的，按序点对点递交：

TCP

拥塞控制

流量控制

连接建立

2）不可靠的（“尽力而为”），无序的点对点或广播递交：

UDP

10端口号的长度：

16位

分类

1）从0～1023的端口号被称为众所周知的端口号（well-knownnumbers）并被限制使用——这些端口号已分配给标准的网络应用：

如HTTP、FTP、SMTP等。

众所周知的端口号的详细说明见[RFC1700]；

2）从1024～49151的端口号称为注册端口号，用来标识那些已经向IANA注册的应用。

3）从49152～65535的端口号称为私有端口号，是非注册的，并且可以动态地分配给任何应用进程。

11Udp特点

特点：

1）“最简约的”Internet传输协议（完成最基本的应用进程多道处理和错误校验）

2）提供“尽力而为的”服务，UDP数据段允许：

丢失

应用数据不按序到达

3）无连接：

在UDP收发双方之间无需握手信号；

每个UDP数据段的操作都互相独立。

用途

1）经常在流媒体中使用

对传输速率敏感

对传输可靠性不敏感

允许数据丢失

2）UDP的其他用途：

DNS

SNMP

IP电话

12Tcp协议特点

1）点对点

一个发送方，一个接收方

2）可靠，按序的字节流

无“报文边界”，无结构，但有顺序

3）流量控制

采用接收窗口机制，通过设置窗口大小控制流量

4）发送&接收缓存

套接口

一个端口号和它所在的主机的IP地址构成一个48位的TSAP，称为套接口（socket），一对套接口可以唯一标识一条TCP连接

tcp连接（三次握手四次握手）图

13应用进程传输服务考虑要素

考虑因素：

1）数据丢失（Dataloss）

某些应用（e.g.,audio）可以容忍某种程度上的数据丢失

其他应用（e.g.,文件传输,telnet）要求100%可靠的数据传输

2）实时性（Timing）

某些应用（e.g.,IP电话,交互式游戏）要求较低的时延

3）带宽（Bandwidth）

某些应用（e.g.,多媒体）对最低带宽有要求

其他应用（“弹性应用”）则可灵活应用所能得到的带宽

第四章

域名解析域名→

DNS三种分类名称功能

Telnet是什么的缩写

常用的用户代理

电子邮件主要用到的协议作用

邮件发送和接受的过程

客户服务器方式

万维网协议名称http

HTML语言的含义

第五章

网络互联的归纳

常用接入方式

IP协议含义基本方式：

数据报

IP地址最大网络数最大主机数A.B.C.D类

子码掩码ip地址如何计算子网地址

各类默认的子网掩码为

Cidr的含义dhcp的含义

Nat和pat的概念内部地址范围

Internet的各类传输服务

端口号的长度：

16位分类总所周知注册私有

Udp特点用途

Tcp协议特点套接口tcp连接（三次握手四次握手）图

应用进程传输服务考虑要素

第六章局域网

Lan的技术特征

1）拓扑结构（逻辑、物理）：

总线型、星形、环形、树形

2）介质访问方法：

CSMA/CD、Token-passing

3）信号传输形式：

基带、宽带

Csma/cd中文含义：

载波检测多路访问/冲突检测（CSMA/CD）

CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect

采用随机访问技术的竞争型介质访问控制方法

工作原理：

1）发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送；

2）如果信道忙，则继续监听，一旦空闲就立即发送；

3）在发送过程中，仍需继续监听。

若监听到冲突，则立即停止发送数据，然后发送冲突强化信号（Jam）；发送Jam信号的目的是使所有的站点都能检测到冲突

4）等待一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试

。

归结为四句话：

发前先听，空闲即发送，边发边听，冲突时退避。

最小帧长度64节：

（在以太网中）

1.冲突只可能在一帧的前64字节内发生；

2.帧长度小于64字节时，将无法检测出冲突；所以，以太网规定的最小帧长度为64字节

3.长度小于64字节的帧（碎片帧）都是无效帧。

Mac三种类型：

（该分类只适用于目的地址）：

1.单播地址：

（I/G＝0）：

拥有单播地址的帧将发送给网络中惟一一个由单播地址指定的站点。

（点对点传输）

2.多播地址：

（I/G＝1）：

拥有多播地址的帧将发送给网络中由组播地址指定的一组站点。

（点对多点传输）

3.广播地址：

（全1地址，FF-FF-FF-FF-FF-FF）：

拥有广播地址的帧将发送给网络中所有的站点。

（广播传输）

第八章常用网络设备

中继器特点：

1.不进行存储——信号延迟小

2.不检查错误——会扩散错误

3.不对信息进行任何过滤

4.可进行介质转换——如UTP转换为光纤

5.用中继器连接的多个网段是一个冲突域

功能：

信号整形和放大，在网段之间复制比特流

集线器特点：

1.具有与中继器同样的特点

2.可改变网络物理拓扑形式：

总线连接→星形连接

3.逻辑上仍是一个总线型共享介质网络

能功：

在网段之间复制比特流，信号整形和放大

两种网桥：

1.源透明网桥（TransparencyBridge）：

（1）由网桥负责路由选择，网桥和路由对站点透明

（2）中最常用

2.选径网桥（SourceRoutingBridge）：

由源站点负责路由选择，网桥和路由对站点不透明

透明网桥工作原理：

对于从端口收到的每个报文，查看其目的MAC地址，并与转发表对照：

1.若目的MAC地址在接收端口的表项中，则丢弃报文——过滤；

2.若目的MAC地址在某一端口的表项中，则把报文转发到与该端口连接的网段——交换（转发）；

3.若目的MAC地址不在表中，则向接收端口外的其他所有端口广播该报文——广播。

（透明网桥工作原理归纳为：

基于转发表的过滤、转发和广播。

）

带宽计算：

1.若交换机每个端口带宽为BW，则交换机构成的：

网络总带宽＝（BW×n）/2～BW×n

n＝8，BW=10Mb/s时，网络总带宽最高可达80Mb/s；

2.若每个交换机端口只连接一台计算机，则每台计算机的可用带宽为10Mb/s。

比较：

（1）10Mb/s的8口集线器构成的网络（连接了8台计算机）

（2）网络总带宽仍为10Mb/s；

（3）网络中每台计算机的带宽为1.25Mb/s。

路由器功能：

1.在网络之间转发网络分组；

2.为网络分组寻找最佳传输路径；

3.实现子网隔离，限制广播风暴。

（原因：

目的地址无法识别时，路由器将其丢弃，而不是广播）。

4.提供逻辑地址即IP地址，以识别互联网上的主机；

5.提供广域网服务。

应用：

把LAN连入广域网或作为广域网的核心连接设备。

路由器与交换机对比：

1.交换机也用查表的方法决定转发路径，称为转发表，是“端口-MAC地址”表，存放的是端口与目的MAC地址之间的关系，要用帧中的目的MAC地址查表；对于未查到表项的帧，交换机会广播出去。

2.路由器中的路由表是“端口-网络地址”表，存放的是端口与目的网络地址之间的关系，故要从分组中提取目的IP地址，并解析出其中的网络地址部分来查表；对于未查到表项的分组，路由器将丢弃。