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1、计算机网络期末考试重点整理第一章 介绍网络：一些互相连接、自治计算机集合。网络规模分类：广域网（WAN 几十到几千公里）、城域网（MAN 5-50KM）、局域网（LAN 1KM）、个人域网（PAN 10M）协议分层基本概念：（1）ISO：国际标准化组织英文简称。（2）OSI/RM(Open System Interconnection/Reference Model)：即开放系统互连参考模型。从低到高分为七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。各层之间相对独立，第N层向第N+1层提供服务。（3）TCP/IP（Transmission Control Protocol/

2、Internet Protocol）：即传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议。协议采用了四层层级结构：网络接口层、网络层、传输层、应用层。每一层都呼叫它下一层所提供网络来完成自己需求。分层好处：（1）各层之间是独立。（2）灵活性好。（3）结构上可分割开。（4）易于实现和维护。（5）能促进标准化工作。网络协议：为进行网络中数据交换而建立规则、标准或约定称为网络协议（network protocol） 有三要素：（1）语法，即数据与控制信息结构或格式。（2）语义，即需要发出任何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。（3）同步，即事件实现顺序详细说明。协议与服务区别： 协议是规则，约定

3、，而服务是功能，本领。从层次上来说：协议是通信双方对等层之间才有，是水平方向上关系。而服务则是通信某一端上下层之间才有，是垂直方向上关系，而且是自下向上提供。五层协议：（1）应用层：为用户应用进程提供服务。（2）运输层：负责两个主机中进程通信提供服务。具有复用和分用功能（TCP，UDP协议）。（3）网络层：负责为分组交换网上不同主机提供通信服务。把运输层产生报文段或用户数据封装成包进行传送。（4）数据链路层：把网络层交下来IP数据报封装成帧，在两相邻节点之间链路上透明传送帧中数据。（5）物理层：透明传送比特流。传送时延&传播时延（常与静止等待协议混合考察）：（1）（主机或路由器发送数据帧所需时

4、间）传输时延=数据帧长度（b）/发送速率（b/s） （2）（电磁波在信道中传播一定距离所需时间）传播时延=信道长度/电磁波在信道上传播速率（m/s） 第二章 物理层四个特性（具体含义、具体例子，RS232）EIA-RS-232是物理层异步通信接口标准，RS为推荐标准应为缩写，232为编号。机械特性:指明接口所用接线器形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等等。平时常见各种规格接插件都有严格标准化规定。电气特性：指明在接口电缆各条线上出现电压范围。功能特性 指明某条先上出现某一电平电压表示何种意义。工程特性 指明对于不同功能各种可能事件出现顺序奈奎斯特定理（波特率、带宽、信息速率，每秒发多少

5、码元，每个码元承载多少位）奈奎斯特：在任何信道中，码元传输速率是有上限，传输速率超过此上限，就会出现严重码间串扰问题，使接收端对码元判决成为不可能。信道极限信息传输速率 最大数据速率=2Blog2V （貌似会这么考：在信道状态个数 求信道数据速率）B为带宽，V是信号包含离散等级个数（信道状态个数） 其中B为信道带宽（以Hz为单位）；S为信道内所传信号平均功率；N为信道内部高斯噪声功率【注：信噪比：信号平均功率与噪声平均功率之比。常记为：S/N。并用分贝（dB）做度量单位。即】复用技术1) 频分复用FDM：用户在同样时间占用不同带宽 P48 2) 时分复用TDM：所有用户在不同时间内使用同样频带

6、宽度，为等时信号，更适合 数字信号传输，其改进为统计时分复用STDM，也称为异步时分复用，集中器能正常工作前提是假设各用户均间歇地工作 P48-503) 通信时，复用器和分用器总是成对使用 P484) 码分复用CDM(码分多址CDMA)这种系统发送信号抗干扰性能极强，类似于白噪声。不知道需不需要看懂P52-53例子，估计不会计算。传输介质（有线、无线）有线（导向传输媒体）：1.双绞线（屏蔽、非屏蔽）2.同轴电缆3.光缆（抗干扰，损耗小，体积 小，重量轻，贵，T型头）光纤通信就是利用逛到纤维传递光脉冲来进行通信多模光纤：可以存在许多条不同角度入社光线在一条光线中传输单模光纤：光纤直径减小到只有一

7、个光波长。则光纤就像一根波导那样，它可使光纤一直向前传播，而不会产生多次反射。无线（非导向传输媒体）：1.短波通信（高频通信）2.无线电波通信（包括：地面微波接力同心、卫星通信）电路交换、包交换（估计可能考区别）电路交换：连接建立过程预留了从发送端到接受端一路上带宽资源，该条电路上所有数据将走专门路径。特点：发送数据之前需从端到端建立一条路径，从发送端到接收端建立物理连接。按距离和时间收费包交换：使用存储转发传输技术，不同数据包可以走不同路径，选择取决于他们被传输是网络状况。对数据包大小规定严格上限，以防止任何用户长时间霸占传输线路。没有传输数据预留带宽，会有排队迟延。按包收费。项目电路交换包

8、交换呼叫建立需要不需要专用物理路径是不是每个包遵循相同路径是不是包按序到达是不是交换机崩溃是否致命是不是可用带宽固定动态可能拥塞时间在建立时在每个包潜在浪费带宽是不是存储转发传输不是是收费按分钟计按包计第三章 数据链路层零比特插入：是为HDLC（高级数据链路控制）协议开发，每个帧开始和结束由一个特殊比特模式，01111110或十六进制0x7E标记。每当发送方数据链路层在数据中遇到连续五个1，它便自动在输出比特流中填入一个0。CRC校验码计算：黑书 p166 （简单把例子搞懂即可） 可以使用CRC情况：前提（错误没有发生在G（x）上）停止等待协议：（stop-and-wait） 1.无错信道上单

9、工：即假设信道不会出错，并且数据流量只是从发送方到接收方。发送方发出一阵后，需要等待接收方确认到达后才能发送下一帧。（但是因为要接受接收方确认，因此帧可以在两个方向上传输，因此物理信道是采用半双工，同时，发送方数据链路层不检查接收方帧） 2.有错信道上单工：即信道会出错，帧会损坏和丢失。需要解决问题：区分达到帧是第一次发送新帧还是已经发送老帧。所以在帧头部加上序号，以供接收方检查。检查位只需1位即可解决问题（0，1）当拥有正确序号帧到来，接收方接收后，期待序号变为另一个。 滑动串口协议（sliding window）：1.所有滑动窗口协议本质是任何时刻发送方总是维持一组序号，分别对应于允许它发

10、送帧。我们称这些帧落在滑动窗口内。（接收方类似）2.任何时候当有新数据从网络层来时，它被赋予窗口中下一最高序号，并且窗口上边界前移一格。当收到一个确认时，窗口下边界也前移一格。连续AQR 包括连续重发请求ARQ方案是指发送方可以连续发送一系列信息帧，即不用等前一帧被确认便可继续发送下一帧，效率大大提高。但在这种重发请求方案中，需要在发送方设置一个较大缓冲存储空间（称作重发表），用以存放若干待确认信息帧。当发送方收到对某信息帧确认帧后，便可从重发表中将该信息帧删除。所以，连续重发请求ARQ方案链路传输效率大大提高，但相应地需要更大缓冲存储空间。go back n（对应接收窗口为1）接收方只需简单

11、丢弃错误后所有到达后续帧，针对这些帧不返回确认 *选择重传对应接收窗口大于1，并且当检测到错误后发送否定确认（NAK），发送方接收到后立即重传错误帧，后续帧被缓存不丢弃。HDLCHDLC面向比特同步协议：High Level Data Link Control（高级数据链路控制规程）。 HDLC是面向比特数据链路控制协议典型代表，该协议不依赖于任何一种字符编码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输“0比特插入法”易于硬件实现；全双工通信，有较高数据链路传输效率；所有帧采用CRC检验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重份，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大灵活性。ppp(点对

12、点协议)：因特网用户通常需要连接到某个ISP（互联网服务提供商）才能接入因特网，PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信时链路层协议特点：1.简单，不需要纠错，不需要序号也不需要流量控制（只做CRC检测） 2.封装成帧 3.透明性 4.多种网络协议：能够在同一条物理链路上同时支持多种网络协议运行 5.多种类型链路：需要能够在多种类型链路上运行第四章 MACALOHA：多点接入，随机访问协议。分为：纯，最佳信道利用率为18%分槽，最佳信道利用率为36%，是前面两倍CSMA（carry sense multiple access）：坚持载波检测多路访问，发送数据前侦听信道。空闲则发送（空闲必定以1

13、概率发送数据，所以是1坚持）。不空闲则等待空闲。若是发生冲突，则等待一段时间后再重复以上过程。非坚持csma。 与前者区别在于对侦听信道后发现信道忙碌处理上，不是持续监听直到信道空闲，而是等待一段时间后重复上述算法。冲突话，也是随机等待一段时间再重新开始。这样提高了信道利用率带增加了延迟。P坚持csma： 侦听空闲，以p概率发送，否则等待下一个时间槽。下一个时间槽到来时还是以p概率发送，如此循环直到发出去。冲突话还是等待一段随机时间再重新开始。CSMA/CD带冲突检测csma。即在冲突发生后立刻停止发送数据，节省时间和带宽。至少要监听2t（tao）时间，才能确保信道已经完全被监听站点占用了。所

14、以最小帧长计算：2t*发送速率。指数回退算法确定k=min（重传次数，10）；在（1，2，3(2k）-1）中随机选取一个数n。等待n*2t时间在重复发送过程。在连续十六次失败后则丢弃要发送帧，报告上层发送失败。CSMA/CA：带冲突避免csma。用于无线网。RTS/CTSRTS请求发送。CTS做好接收准备。用于csma/ca中，发送方先发送rts，接收方收到后发送cts。然后发送方才开始发送数据。在rts和cts里面有数据长度。所以相应其他站会在一定时间内保持缄默 。 隐蔽站：由于竞争者里太远而导致无法检测到潜在竞争者。暴露站：由于两个接收方不在同一个危险区域，会导致不必要延迟传输。这类问题叫

15、做暴露站。IEEE 802体系结构802标准基本上对应于OSI模型物理层和数据链路层，这使网络物理连接和访问方法规范化。相应标准编号是IEEE 802.1、IEEE 802.2、IEEE 802.3、IEEE 802.4和IEEE 802.5等。IEEE 802.1（独立于拓扑结构）定义了局域网体系结构、寻址、网络互连、网络管理与性能测试等规范。IEEE 802.2（独立于拓扑结构）定义一个被其他低层协议使用逻辑链路控制（LLC）子层 逻辑链路子层。IEEE 802.3（适用于以太网）定义了从以太网发展起来网络，以及与数据链路层LLC和MAC（介质访问控制）子层，完成网络层很多功能。MAC子层

16、使用了一种 CSMA/CD:（载波侦听多路访问/冲突检测）竞争访问技术，即计算机在传输帧以前检测线路上载波以决定何时传输，冲突发生时使用指数重发来选择哪台 计算机传输。每台计算机在试图再次传输前要延迟一段时间，并在随后冲突中延迟加倍。 介质访问子层标准。IEEE 802.4（适用于令牌网）描述 描述了使用令牌控制介质访问总线型物理拓扑结构网络。基带和宽带配置都能适用。IEEE 802.5（适用于环型令牌网）IEEE802.5标准起源于IBM令牌网（Token Ring）它使用环型逻辑拓扑和基于令牌介质访问控制。令牌网物理拓扑是星型，使用逻辑环逐站传递令牌。MAC Address物理地址。现在一

17、般48位。全球唯一。每一个网络适配器都有。Ethernet MAC Frame，最短帧长，帧突发技术最短帧长为64，最小数据长度46帧突发技术 是千兆以太网中 一个可选功能，它允许站点在线路上连续发送多个帧而不放弃对线路控制，但一个站点需要发送几个短帧时，该站点先按照CSMA/CD协议发送一个帧，该 帧可能已附加了载波扩充位。一旦第一个帧发送成功，则具有帧突发功能该站点就能够继续发送其他帧，直到帧突发长度总长度达到1500B为止。这种技术 可以提高千兆以太网带宽利用率。互连设备，网桥/交换机工作原理 网桥基本工作原理 数据链路层互联设备是网桥(bridge),在网络互联中它起到数据接收、地址过

18、滤与数据转发作用，用来实现多个网络系统之间数据交换。交换机工作原理：传统交换机本质上是具有流量控制能力多端口网桥，即传统（二层） 交换机。把路由技术引入交换机，可以完成网络层路由选择，故称为三层交换，这是交换机新进展。交换机（二层交换）工作原理交换机和网桥一样，是工作在链路层联网设备，它各个端口都具有桥接功能，每个端口可以连接一个LAN或一台高性能网站或服务器，能够通过自学习来了解每个端口设备连接情况。所有端口由专用处理器进行控制，并经过控制管理总线转发信息。VLANVLAN（Virtual Local Area Network）中文名为虚拟局域网。VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个

19、个网段，从而实现虚拟工作组新兴数据交换技术。这一新兴技术主要应用于交换机和路由器中，但主流应用还是在交换机之中。但又不是所有交换机都具有此功能，只有VLAN协议第三层以上交换机才具有此功能，这一点可以查看相应交换机说明书即可得知。802.11 WLAN（不同帧间隔）一个QSTA通过载波检测功能来判断信道是否空闲，共有5个不同IFS来反映无线信道不同优先权水平，除了802.11标准中用到SIFS、PIFS、DIFS、EIFS外，在新IEEE802.11e标准中又增加了一种帧间隔，即仲裁帧间间隔(ArbitrationIFS，AIFS)。AIFS是工作于EDCA模式QSTA要获得传输机会时，必须等

20、待信道空闲时间。不同帧间隔长度关系如图3所示。第五章 网络层路由器 谢p1701、概念：如果目主机C或D与源主机A不是连接在同一网络上，则应将数据报发送给本网络上某个路由器，由该路由器按照转发表指出路由将数据报转发给下一个路由器。这叫做间接交付。2、结构：路由选择，分组转发。路由选择: 由路由选择处理机根据所选定路由选择协议构造出路由表，同时经常或定 期地和相邻路由器交换路由信息而不断地更新和维护路由表。分组转发：交换结构，一组输入端口，一组输出端口其中，交换结构（交换组织）switching fabric：根据转发表（forwarding table）对分组进行处理，将某个输入端口进入分组从

21、一个合适输出端口转发出去。 转发和路由选择：转发是路由器根据转发表将用户IP数据报从合适端口转发出去。路由选择是按照复杂分布式算法，根据从各相邻路由器所得到关于整个网络拓扑变化情况，动态地改变所选择路由。转发表由路由表得出。路由表可静态配置或有协议产生。一般合二为一，不讨论二者区别。3、路由器结构图见谢图6-2面向连接：一种网络协议。指通信双方在通信时，事先建立一条通信线路。有三个过程：建立连接，使用连接和释放连接。无连接：是指通信双方不需要事先建立一条通信线路，而是把每个带有目地址包送到线路上，由系统自主选定路线进行传输。IP协议：用来使互联起来许多计算机网络能够进行通信，使性能各异网络在网

22、络层上看起来就好像是一个统一网络。IP协议是无连接网络服务重要范例。IP协议配套使用协议：ARP（地址解析协议）、RARP（逆地址解析协议）、ICMP（网际控制报文协议）、IGMP（网际组管理协议）IP地址定义：给每个连接在Internet上主机分配一个32位点分十进制数地址。IP数据报头部字段及其含义：（1）版本。指IP协议版本。（2）首部长度。单位是字，即如果为1111（15），首部长度为60字节。（3）区分服务。用来获得更好服务。一般不用了现在。（4）总长度。指首部和数据之和长度，单位是字节。这个值不能超过帧格式中数据字段最大长度（即最大传送单元MTU），如果长于MTU值，则需分片。这个

23、值范围：57665535（216次方-1）（5）（重组）标识（identification）。主要用于分片后各数据报片最后能正确重装为原来数据报。（6）（分片）标志（flag）。但只有两位有意义。其最低位为MF，MF=1表示后面还有分片，MF=0表示这是最后一片。中间一位为DF，DF=1表示数据不可以分片，DF=0表示允许分片。（7）（分片）片位移。指较长分组在分片后，某片在原分组中相对位置。1个位移代表移了8个字节，故也决定了分片大小必须为8字节整数倍（8）生存时间（TTL）。指数据报在网络中寿命，现在值得是剩余跳数。路由器转发数据报之前把TTL减1，到0就丢弃。（9）协议。指携带数据使用何

24、种协议。（10）首部检验和。只检验数据报首部，不包括数据部分。（11）源地址。（12）目标地址。分类地址：A、B、C类（单播地址，即一对一通信），D类（多播地址，即一对多通信），全都是32位。A：0开头地址。网络号1字节，主机号3个字节。1126B：10开头地址。网络号2字节，主机号2个字节。128191C：110开头地址。网络号3字节，主机号1个字节。192223D：1110开头地址。E：1111开头未来地址。特殊IP地址：看书！子网划分：从两级IP地址到三级IP地址升级，-其实就是将两级IP地址主机号再划分为子网号和主机号，其中前面高位为子网号，剩下为主机号。无分类编址CIDR（构造超网）

25、：全名是：无分类域间路由选择（Classless Inter-Domain Routing）特点：1、消除了传统A、B、C类地址与划分子网概念。采用两级编址：，不过现在一般用“斜线记法”，即IP地址/n，其中n表示前n位为网络前缀2、网络前缀相同连续IP地址组成一个CIDR地址块。只要知道一个IP地址和n，就可以知道这个地址块起始地址和最大地址。路由聚合（Route Aggregation）：即地址聚合，使得路由表中一个项目可以表示原来传统分类地址很多个路由。最长前缀匹配（Longest-prefix Matching）：当查找路由表时得到不止一个匹配结果时，从匹配结果中选择具有最长网络前缀路

26、由。（其实也就是选择最具体一个地址匹配）IP报文转发：直接路由：目标地址在同一个子网。下一跳是一个端口主机路由（host route）：目标地址是一个IP地址（如 10.0.1.2/32）用于为特定主机指定单独路径。网络路由（Network route）：目标地址是一个网络地址。大多数表项都是这个。默认路由：当主机路由跟网络路由都没有找到匹配时用。将会去到默认网关。路由器IP层所执行分组转发流程：1.提取目站IP地址D，得出其网络号N；2.若路由表中有目地址为D指明主机路由，则将数据报送给所指明下一站路由器；否则转3；3.若N是此路由器直接相连一个网络号，则直接通过该网络将数据报交付给目站D；

27、否则转4；4.若路由表中有到达网络N路由，则将数据报送给所指明下一站路由器；否则转5；5.若路由表中有默认路由，则将数据报送给所指明默认路由器；否则转6；6.报告分组转发出错。两种动态路由算法：距离矢量算法（DV），链路状态路由算法（LS）DV：每个路由器维护一张表（即一个矢量），表中列出了当前已知到每个目标最佳距离，以及所使用链路。这些表通过邻居之间相互交换信息而不断被更新，最终每个路由器都了解到达每个目地最佳链路（最短路径）。LS：每一个路由器必须完成以下事情，算法才能正常工作：（1）发现它邻居节点，并了解其网络地址。（2）设置到每个邻居节点距离或者成本度量值。（3）构造一个包含所有刚刚获

28、知链路信息包。（4）将这个包发送给所有其他路由器，并接收来自所有其他路由器信息包。（5）计算出到每个其他路由器最短路径。实际上，算法将完整拓扑结构分发给了每一个路由器，然后每个路由器进行Dijkstra算法就可以找出从本地到每一个其他路由器最短路径。两大路由协议类别：1、内部网关协议（IGP）：如RIP、OSPF2、外部网关协议（EGP）：如BGPRIP（路由信息协议）：基于距离向量路由选择协议RIP是让一个自治系统中所有路由器和自己相邻路由器定期交换路由信息（各自路由表），并不断更新路由表，使得每一个路由器到每一个目网络路由距离都是最短（即跳数最少）。 “距离”（跳数）定义：从一路由器到直接

29、连接网络距离定义为1，从一路由器到非直接连接网络距离定义为所经过路由器数加1。距离范围：115,16表示不可达，即RIP允许一条路径最多15跳（个路由器），因此RIP只适用于小型互联网算法：条目格式为（目地址，距离(cost)，下一跳）1、如果条目A目网络在原来表中没有出现，添加条目A2、如果新来条目B目网络在原来表中出现，且已有条目A（目地址，下一跳）=B（目地址，下一跳），将条目A替换成新来条目B3、如果新来条目B目网络在原来表中出现，且已有条目A（目地址）=B（目地址）&A（距离）B（距离），则将条目A替换成新来条目B优点：实现简单，开销较小缺点：1、好消息传播快，坏消息传播慢。 2、由

30、于传完整路由表，故网络规模增大时开销也增加。OSPF（开放最短路径优先）：与RIP比较：1、OSPF采用泛洪法向本自治系统所有路由器发送信息（其实是跟广播差不多，最后扩散到整个区域），而RIP则只发给相邻路由器。2、OSPF发送信息是与本路由器相邻所有路由器链路状态。（链路状态是说明本路由器和哪些路由器相邻，及该链路度量(cost)）而RIP发送信息是本路由器到所有网络距离和下一跳路由器。3、OSPF只有当链路状态发生变化时才用泛洪法发送信息。而RIP是路由器间定期交换路由表信息。4、OSPF用IP数据报传送数据。而RIP用是UDP。5、OSPF用是LS算法。而RIP用是DV算法。6、这个是相

31、同点：都属于内部网关协议。与数据库同步：谢希仁P155页有个图AS（自治系统）：经典定义：在单一技术管理下一组路由器现代定义强调：尽管一个AS使用了多种内部路由选择协议和度量，但重要是一个AS对其他AS表现出是一个单一和一致路由选择策略。DR（指定路由器）：代表该局域网上所有链路向连接到该网络上各路由器发送状态信息。BDR（边界路由器）：分为区域边界路由器和自治系统边界路由器。1、区域边界路由器（area border router）：本自治系统所划分区域边界上路由器，负责与该路由器所在区域外其他区域交换路由信息。2、自治系统边界路由器：本自治系统边界上路由器，负责与本自治系统外其他自治系统交换路由信息。拥塞控制congestion control 谢p2641、主机确定发送报文速