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计算机网络考试复习要求 教材：计算机网络（第5版）谢希仁编著 教师：陈晓峰第1章 概述1计算机网络的定义、功能（连通性和共享）、用途、组成和分类。注意计算机网络是两种技术结合的产物，与分布式系统不同。计算机网络的功能与用途不同。网络组成可以从多种角度来说，网络由资源子网和通信子网组成是一种说法，而通信子网络又由结点和链路构成。因特网是一个多层次ISP结构，从工作方式看，因特网由边缘部分和核心部分组成（每部分的作用），进程之间通信的两种类型：客户服务器（C/S方式）和对等方式（P2P方式）。终端(Terminal)与主机（Host）的区别。计算机网络把许多计算机连接在一起，而因特网则把许多网络连接在一起。WAN、MAN、LAN、AN（接入网、本地或居民接入网）。2网络体系结构及标准。主要是网络体系结构的概念（层次、协议及功能；实现细节不属于体系讨论的内容）、三个著名标准、为什么要定义体系结构（准确通信的需要；为了实现和维护容易；标准化的需要）。要认识到同层实体通信靠协议，相邻层间靠接口；标准的命名（RFC文档，正式标准要经过四个阶段）。实体(硬件或软件进程)的概念。3OSI/RM和TCP/IP模型、层次顺序、名称及各层数据单元的名称（尤其是分组的概念）。各层采用的服务类型（连接和无连接）、关系和通常完成的功能（P27）。注意信息的两个流向，横向和纵向，但前为虚（对等实体间的逻辑通信），后为实。4交换技术应知道第一个分组交换网络，应注意到：采用报文交换，报文大小不定；采用分组交换，需要交换的报文，应先分成分组，即交换的数据单元为定长,其特征是基于标记的交换；后者有如下优点：线路利用率高；可转换数据速率；可使用优先级；一段线路出故障，电路交换就失败，而分组选路较灵活。弄清电路交换和面向连接的关系，分组交换和无连接的关系。5计算机网络性能指标。带宽（与信号传播速度不同，带宽高并不表示比特跑得快；网络带宽的含义）、时延、利用率（P23的1-5式，利用率不能过高；U=传输有效数据的时间/传输周期时间）、有效数据传输速率数据传输速率（一帧的发送时间/发送一帧所需总时间）、吞吐量(与带宽不同)的概念及计算（作业）。注：归一化吞吐量=利用率U。说明：设吞吐量为（帧/秒），发送一帧的时间为T0，则=T0。即在一个T0时间内能发送帧的个数。而=T0=U。其中L为帧长，C为线路容量（带宽）。利用此结论可完成一些计算问题。如已知道：T0=0.1ms，（极限信道利用率）Smax=0.8，能计算吞吐量。因0.1ms可发送0.8个帧，故每秒可发送帧。又如已知道：线路容量C=2Mb/s，Smax=0.7，能计算吞吐量=CSmax=2Mb/s0.7=1.4Mb/s。第2章 物理层1物理层研究什么。应知道它规定的四种特性。例如在RS-232的电气特性中，“0”用+3V或大于+3V的电压表示，“1”用-3V或小于-3V的电压表示。2基带与宽带传输，前者的编码（曼彻斯特编码：一位比特需要2个码元）和后者的调制方法（MODEM调制解调器的概念）及通信方式（单工、半双工及全双工）；同步与异步通信的概念，通信双方时钟误差要求(异步通信要求一次传输的数据量很小，如8-10位。时钟误差小于5%)3数字与模拟传输（调制技术用于模拟信道传输数字数据，PCM技术用于数字信道传输模拟数据，E1和T1标准（一个时分复用帧长125s）；同步传输系统：SONET、SDH的有关术语。例如STS-n,OC-n,STM-n等。4信道极限信息速率香农公式：C = W log2(1+S/N)，注意信噪比分贝数的定义：10log10S/N表示，单位是分贝dB；奈氏准则：理想带通信道的最高码元传输速率=W(baud)；理想低通信道的最高码元传输速率=2W(baud)；码元速率与信息速率的关系，（C=Blog2N）带宽的概念。提高发送端的发送功率不一定就能提高信号传输速度和距离，放大信号的同时，噪声功率也随着增大，关键是提高信噪比。提高信息速率的方法：增加带宽；提高信噪比；使用先进的多元编码；多信道并行传输。5传输媒介有线和无线媒介种类；每种传输媒介都有距离限制，如双绞线为100m。光纤与其他介质不同，发端需电转光，接收端需光转电，即需要配备光收发器。6信道复用技术：TDM、STDM、FDM、WDM、CDMA等概念、基本原理及相关计算。7宽带接入技术：宽带接入的概念及xDSL（为什么该技术使传统电话线的数据率高达几Mbps，甚至几十Mbps。早期只有35kbps）、HFC、FTTx技术的基本情况第3章 数据链路层1数据链路的概念（与链路的区别），本层的通信步骤。2信道种类（点对点和广播），链路层的三个基本问题（封装成帧、透明传输、差错检测）及解决办法（如差错检测用CRC码，怎么计算CRC码；透明传输问题可以用字节和比特填充两种方法解决）。信道共享方法（静态划分信道和动态媒体接入控制，后者又分随机接入和受控接入）。3循环冗余检验的原理及冗余码的计算4因特网的数据链路层协议PPPPPP协议的特点，需要和不需要的功能，PPP协议的组成、帧格式及0比特填充。由首尾标志0x7E，应想到0比特填充方法。5局域网的体系结构、IEEE802参考模型、拓扑结构及硬件地址（MAC地址及位数）；应知道关键技术：拓扑结构、数据编码、信号形式（曼彻斯特编码，两个码元带1个比特）及介质访问控制方法。它们将影响网络的可靠性、费用、功能及设计等。6传统以太网组网，广播+地址实现一对一通信、网卡功能（数据编/译码及缓存、介质访问控制、并、串转换、帧装拆、执行数据链路层协议）MAC层、MAC地址及MAC层两种帧格式。（P92.图3-22，MTU=1500字节）以太网标准:IEEE802.3和 DIX Ethernet V2（CSMA/CD协议原理）；最小帧长（一次发送时间至少为2）；二进制指数退避算法；Smax的含义（信道利用率的最大值）及Smax与归一化传播时延的关系（Smax=，）；极限信道利用率=）。能计算一个比特的物理长度和一段链路的逻辑长度（长多少比特）。还应注意到以太网的特点：基带，总线（共享媒体、广播域），MAC 地址、CSMA/CD技术，并具有冲突（冲突检测只有发送站才做）。检测到冲突的最短、最长时间？（和2）7扩展局域网集线器，交换机及网卡前两按广播方式工作，后者按需要通信的端口提供并行连接；集线器，交换机、网卡工作的层次及功能（如网卡的功能是数据编/译码及缓存、介质访问控制、并、串转换、帧装拆）；虚拟局域网VLAN的划分；三层交换机具有网络第三层的部分功能但还不能用它互连不同网络。网桥的种类、比较及透明网桥站表的建立方法（自学算法）。8常见高速局域网标准如100BASE-T、100BASE-F、吉比特以太网（1000BASE-T、1000BASE-X）、10吉比特以太网等。应知道它们的一些基本情况，例如FDDI是光纤分布数据接口，100VG-AnyLAN需要4对双绞线同时工作，采用按需分配优先存取方法；100BASE-T中的“100”、“BASE”、“T”是什么含义。9计算以太网信道利用率（P89的3-3式子及作业）。第4章 网络层1广域网的构成、提供的服务。面向连接和无连接服务，面向连接的服务有三个阶段。电路交换和面向连接、分组交换和无连接的异同；通用的面向连接的协议包括Internet和UNIX环境下的TCP (传输控制协议)、Novell（Netware操作系统）的顺序分组交换(SPX)、IBM/Microsoft的NetBIOS、SMTP；无连接服务的协议有：UDP、IP、DNS。前者也称虚电路，后者也称数据报，虚电路和数据报的特点。2互联网络的概念四种互联形式：LAN-LAN、LAN-WAN、WAN-WAN、LAN-WAN-LAN；互连网络的中介设备种类、工作的网络层次。哪些设备可抑制广播（网络）风暴。3网际协议IPIP协议所处的层次（包括列出该层的常用协议，例如IP层有六个协议，我们常用的PING命令用ICMP协议，还有IGMP、OSPF、ARP、RARP协议）、IP地址、类型（A、B、C、D、E类）、协议数据报格式（检验方法。为什么不检验数据？好处？坏处？）、下层的MTU、子网掩码及地址掩码、地址转换及IP地址与物理地址的区别，提供不可靠的无连接服务；还应注意到IP不是唯一的网络互连协议，X.75也能将X.25网络互连；IP地址与物理地址（MAC地址）的区别：32位与48位（6字节）、使用层次不同、对一设备的网络接口IP可变，而物理地址不变，即IP是逻辑的；通信时需从IP地址转换到物理地址；IP地址编址的另外两个阶段：划分子网的IP地址（要得到一定数目的子网，怎么写子网掩码）、无分类编址CIDR（实现路由聚合）既有无分类地址的概念，又有路由的概念（一个超网包含多少个C类网络）；各类IP地址下分组转发算法。4网际层异常情况的处理（ICMP协议），ICMP报文类型（差错报告和询问报文各哪几种）、报文格式（图4-28）中加入IP首部后面的8个字节的作用。注意有些应用直接用ICMP。PING、tracert程序的工作原理？5因特网的路由协议。RIP协议（属于应用层，使用UDP）、OSPF协议及链路状态数据库的概念。6路由器的组成、作用、直接和间接交付。（如何判断，看是否同网段）应知道路由选择就是选择发送IP分组的通路过程（路由表主要按目标网络设定表项）；路由选择的算法分类及分组转发机制；知道由算法构造路由表，再由路由表构造转发表。还应知道默认路由的作用。网络地址不同的二主机通信必须要路由器,即需要间接交付。7多播IP地址域多播物理地址的对应关系。注意：多播地址不能用作主机地址，但可以加入多播地址所代表的多播组中，如1。8缓解IP地址不够用的措施主要有：划分子网 专用地址块（VPN）、网络地址转换NAT CIDR协议 DHCP协议 代理服务 变长子网掩码VLSM9据IP地址及子网掩码，能计算网络号（或网络地址）、子网号、主机号；能将二进制IP地址写成点分十进制的IP地址，并能说出地址类别、计算网络或子网个数及主机台数（实践中，子网号为全0和全1的情况可计算在子网数中，但主机台数不计全0和全1的情况）；能根据CIDR斜线记法的IP地址，计算网络前缀、主机号和地址块的大小。IP地址分配方法（看作业）。10隧道技术（有哪些情况）。第5章 运输层1运输层概要 实现应用进程间的逻辑通信。运输层中的两个协议TCP和UDP ；端口、插口（套接字socket）的概念，熟知端口（1024）及其它端口类型（登记端口：1024-49151;短暂端口：49152-65535）。把报文交到正确的应用程序需用到插口（IP和端口），注意端口本地意义的理解。2UDP协议是无连接的不可靠的广播协议，但高效；UDP用户数据报的首部格式 。3TCP协议是连接的可靠的协议；TCP报文段的首部（序号、确认号、MSS等概念）。4.UDP、TCP协议区别，计算检验和的方法，都要加12字节的伪首部。5可靠传输的工作原理ARQ（停止等待、连续Go-Back-n、选择）协议及算法，收、发窗口大小。注意不同点。如在连续ARQ协议下，收到未按序到达的帧会丢弃，而选择ARQ协议下，应先缓存。还应注意到链路层窗口大小的单位是帧，而传输层（TCP层）窗口大小的单位是字节。（什么叫可靠传输？就是发送端发送什么，在接收端就能收到什么。协议中应设置哪些机制才能保证可靠传输？6TCP的重要机制（滑动窗口、重传时间、拥塞控制（拥塞的概念、拥塞出现的条件及拥塞控制的有效方法、连接管理）。拥塞控制中的慢开始和拥塞避免算法，两个窗口（rwnd、cwnd）的作用；发送窗口的上限值=mincwnd,rwnd ；TCP的重传机制中确定超时重传时间RTO的方法；TCP的数据编号与确认。确认号的理解P203的图。7时延、窗口大小、吞吐量计算窗口大小与吞吐量的关系（作业）第6章 应用层1应用层概述 程序之间的通信方式有两种：C/S和P2P方式。TCP/IP网络应用层协议基于Client/Server方式，基于客户/服务器模式时，服务器的实现方式（并发服务器：派生出一个子进程，重复服务器：设置一个请求队列）。网络应用三要素，要求能给出常见应用的具体成分以及在高三层用到哪些协议。2应用层常见协议域名系统概述；因特网的域名结构（最左边的标号代表什么？）；用域名服务器进行域名解析（种类、方法和过程：总是从本地域名服务器开始（图6-5）；递归和迭代查询方法下，用户主机、本地域名服务器发送的域名请求条数），与ARP解析有什么区别；域名、域名中标号的构成规则；FTP概述、FTP的基本工作原理；电子邮件概述；简单邮件传送协议SMTP和通用因特网络邮件扩充协议MIME（非独立协议，要端口号吗、它可同时传送多种类型的数据如文本、声音、图像、视像等），编码方法（给二进制数串，给出base64编码）；电子邮件的信息和地址格式 。邮件读取协议POP3和IMAP；万维网概述、统一资源定位符URL；超文本传送协议HTTP（持续连接，流水线工作方式获取网页文档的时间只需一个RTT）；超文本标记语言HTML（超链接的标签、的格式）；万维网页面中的超链（要求能写出实现超链的语句，包括图形和文字上有超链）；动态、活动万维网文档与CGI技术和Java Applet小程序）；SNMP协议、客户和服务器的端口；引导程序协议BOOTP (协议配置参数有哪些？)和动态主机配置协议DHCP（主要协议参数有哪些？）。与下层协议的关系：哪些协议用UDP，哪些协议用TCP。3注意下层协议（如FTP用TCP;DNS用UDP），为什么？4高速缓存技术（很多地方在使用）5跨越网络的通信系统调用（控制权转移）、应用编程接口API的概念；与插口的区别；套接字作为一种重要机制，可用于网络编程，完成控制权转移，实现应用进程与操作系统之间的交互。注意调用系统函数的基本顺序（图6-32），即网络应用程序设计的主要程序流程（包括连接建立、数据收发、释放连接的过程:（1）建立套接字;Socket()Bind()Listen()；（2）接受连接请求Accept()；（3）数据收发：Recv()，Send()；（4）释放连接：Close()Exit()终止本子进程。）第9章 无线网络1无线局域网WLAN无线局域网的分类、IEEE 802.11标准、组成及MAC层的特点（使用CSMA/CA）；避免冲突的主要措施（协调功能、帧间间隔、网络分配向量NAV、退避计时器冻结、信道预约）；搞清楚RTS和CTS作用，例如：“如果站X收到RTS，但没收到CTS帧，则X不可以发送自己的数据，对吗？”。不要和物理层的请求发送RTS和允许发送CTS搞混。S