计算机网络复习-电信12

1、1计算机通信与网络原理总结与复习2第一章 计算机网络概述l计算机网络应用计算机网络应用商业应用商业应用家庭应用家庭应用移动用户移动用户社会问题社会问题3共享硬件资源共享硬件资源共享软件资源共享软件资源共享信息资源共享信息资源通信功能通信功能高可靠性高可靠性均衡负载均衡负载协调计算协调计算分布式处理分布式处理计算机网络的功能1.2 网络硬件n个域网个域网n局域网局域网n城域网城域网n广域网广域网nInternetInternet45网络分类n 根据链路传输技术分类根据链路传输技术分类n 广播链路q 广播q 组播（多播）n 点-点链路互联网络n网络互联设备q交换机q路由器q网关（gateway）6

2、1.3 网络软件n网络体系结构网络体系结构n分层设计要点（自学）分层设计要点（自学）n面向连接的服务与无连接服务面向连接的服务与无连接服务n服务原语（自学）服务原语（自学）n服务与协议的关系服务与协议的关系7网络体系结构n 层层n 协议协议n 对等体对等体n 接口接口8网络体系结构网络体系结构层和协议的集合层和协议的集合面向连接的服务与无连接服务n面向连接的服务面向连接的服务类似于电话通信类似于电话通信n无连接的服务无连接的服务类似于邮政通信类似于邮政通信q存储-转发交换方式（包交换）q直通式交换方式（虚电路）n服务质量不同服务质量不同n费用不同费用不同91.4 参考模型nOSI OSI 参考

3、模型参考模型nTCP/IPTCP/IP参考模型参考模型n本教材使用的模型本教材使用的模型nOSI OSI 与与 TCP/IP TCP/IP模型比较模型比较nOSI OSI 模型与协议评价模型与协议评价nTCP/IP TCP/IP 模型评价模型评价10OSI 参考模型（续）n层数层数n各层名称各层名称n各层数据各层数据单元名称单元名称11SegmentTCP/IP参考模型（续）12模型中不存在模型中不存在1.5 网络实例nInternetInternetnARPANETARPANETnNSFNETNSFNETn3G3G移动通信网移动通信网nWLANs: 802.11WLANs: 802.11nR

4、FID RFID 传感网络传感网络13无线局域网：802.1114 带基站的无线局域网（WLAN） 自组网（Ad hoc network）ISM频段频段RFID 与传感网络nRFID(Radio Frequency Identification)nISM频段q 超高频RFIDn 900MlHz/2.45GHz/5.8GHzn ETC、快速移动物体等q 高频RFIDn 身份证、护照、门禁卡等q 低频RFIDn 动物跟踪等1516第二章 物理层n数据通信理论基础数据通信理论基础n有线传输介质特性有线传输介质特性n无线传输无线传输n卫星通信卫星通信n数字调制与信道复用技术数字调制与信道复用技术nPS

5、TN PSTN 网络网络n移动通信网络移动通信网络n有线电视有线电视172.1 数据通信理论基础n傅里叶分析n有限带宽信号n信道最大传输速率18信道最大数据传输速率n奈奎斯特(Nyquist)定理n香农(Shannon) 定理最大传输速率最大传输速率 = 2B log2 V bit/sec最大速率最大速率 (bit/sec) = B log2 (1+S/N )192.2 有线传输介质n磁介质n双绞线n同轴电缆n光纤20类类 (CHN)Cat (USA)带宽带宽（Hz）ACat 1100KBCat 21MCCat 316MCat 420MDCat 5100MCat 5 +150MECat 620

6、0MEACat 6A500MFCat 7600MFACat 7A1G双绞线双绞线(4)(4)21输入脉冲输入脉冲输出脉冲输出脉冲多模光纤光纤(2)多模光纤输入脉冲输入脉冲输出脉冲输出脉冲22光纤传输特性红外区域光通过光纤时的衰减.232.3 无线传输n电磁波频谱n无线电传输n微波传输n红外传输n光波传输24电磁频谱政策(3)5.725GHz5.875GHz150中国的中国的 ISM 波段波段. .252.4 通信卫星n静止轨道卫星（GEO）n中轨道卫星（MEO）n低轨道卫星（LEO）n卫星与光纤对比2.5 数字调制与多路复用n基带传输n通带传输n频分复用n时分复用n码分复用26基带传输27线性

7、码: (a) Bits, (b) NRZ, (c) NRZI, (d) Manchester, (e) Bipolar or AMI.通带传输28(a) 二进制信号二进制信号. (b) 幅移键控幅移键控. (c) 频移键控频移键控. (d) 相移键控相移键控.292.6 公共电话交换系统n电话系统结构n电话的政治学n本地回路: 调制解调器、ADSL 和光纤n干线与复用n交换30数字用户线DSL (2)nADSL 业务的设计目标q基于现有的Cat.3 UTPq不可以对已有的电话和传真有影响q传输速率要大大高于56kbpsq永远在线且按月收费 31时分复用(3)PCM PCM 复用结构复用结构.

8、.32电路交换与分组交换（2）(a) 电路交换 (b) 报文交换 (c) 分组交换332.7 移动电话系统n基本分类q无绳电话（Cordless phones ） 只支持语音业务q特殊移动无线电（Specialized mobile radio）(SMR) 对讲业务 q蜂窝(cellular）电话 支持语音和数据业务342.8 有线电视n共用天线电视系统n基于有线电视网的Internet接入n频谱分配n电缆调制解调器nADSL 对比有线电视35第三章 数据链路层n数据链路层的设计数据链路层的设计q成帧、错误控制、透明传输成帧、错误控制、透明传输n检错与纠错检错与纠错n基本数据链路层协议基本数据

9、链路层协议n滑动窗口协议滑动窗口协议n数据链路协议实例数据链路协议实例3.1 数据链路层 的设计n数据链路层的设计问题n检错与纠错n基本数据链路层协议（自学为主）n滑动窗口协议n数据链路层协议实例3637组成帧n帧 第2层数据传输单位n组成帧的方法 q字节计数 q字节填充的标识字节q位（bit）填充的标识位（bits）q物理层编码违规383.4 滑动窗口协议n捎带（确认）（Piggybacking）n滑动窗口协议（Sliding Window Protocol） q1位滑动窗口协议q回退N协议q选择重传协议第4章 介质访问控制子层n信道分配问题n多路访问协议n以太网n无线局域网n宽带无线网络n

10、蓝牙网络nRFIDn数据链路层交换3940Layer 1物理层物理层Layer 2介质访问控制子层介质访问控制子层MAC逻辑链路控制子层逻辑链路控制子层LLCLayer 3网络层网络层介质访问控制子层介质访问控制子层414.2 多路访问协议nALOHAn载波监听多路访问协议n无冲突协议n有限竞争协议 n无线局域网协议42载波监听多路访问协议（CSMA）nCSMACarrier Sense Multiple Accessn坚持与非坚持CSMAq1-坚持 CSMAq非坚持 CSMAqp-坚持 CSMAn带碰撞检测的CSMA (CSMA-CD)43无线局域网协议（2）n模型假设 qCSMA类型q无线

11、电覆盖的范围仅限与本站相邻的站444.3 以太网（Ethernet）n经典以太网的物理层n经典以太网MAC 子层协议n以太网性能n交换式以太网n快速以太网n千兆以太网n万兆以太网n以太网回顾45CSMA/CDCSMA/CD中的二进制指数退避算法中的二进制指数退避算法n第一次碰撞后，每个站随机等待 0 或者 1 个时隙，之后再重试发送n第2次碰撞后，各站每个站随机等待0、1、2和3个时隙，之后再重试发送n第 i 次碰撞后，从2i -1 个时隙中随机选择一个等待时间n当碰撞次数为10次，设定等待的最长时间为 1024个时隙n设定最大碰撞次数为16次，仍然不成功则给主机提交一个发送失败的报告464.

12、4 无线局域网（Wireless LAN）n802.11 体系结构与协议栈nThe 802.11 物理层nThe 802.11 MAC 子层协议nThe 802.11 帧结构n服务474.8 数据链路层交换n网桥(Bridge)的使用n学习网桥n生成树网桥n中继器/集线器/网桥/交换机/路由器和网关n虚拟局域网（VLAN）48虚拟局域网VLAN灰色和白色两个VLANs桥接在LAN上.lVLANVLAN感知交换机感知交换机l不同颜色代表不同不同颜色代表不同VLANVLAN49第五章 网络层n网络层提供的服务网络层提供的服务q虚电路与数据报虚电路与数据报q面向连接与无连接面向连接与无连接n路由算法

13、路由算法n拥塞控制拥塞控制n服务质量服务质量n网络互联网络互联 nInternet Internet 的网络层的网络层50提供给传输层的服务n目标q提供的服务应独立于路由器技术q向传输层屏蔽应用的路由器数量、类型和拓扑等q网络地址的编址方案是统一的，不管是LAN还是WANn阵营的争论q无连接服务（Internet 社团）nARPANET/InternetARPANET/Internetq面向连接的服务（电信运营商）n电话系统电话系统5.2 路由算法n最优化原理最优化原理n最短路径算法最短路径算法n泛洪算法泛洪算法n距离矢量算法距离矢量算法n链路状态路由链路状态路由n层次路由层次路由n广播路由广

14、播路由n组播路由组播路由n选播路由选播路由n移动主机路由移动主机路由n自组网（自组网（Ad HocAd Hoc）路由）路由5152移动主机的路由算法（2）n固定主机n移动主机n漫游主机n宿主位置（home location）n转交地址（care address）n宿主代理（home agent）535.3 拥塞控制算法n拥塞控制的途径n流量感知路由n准入控制n流量调节n负载脱落545.5 网络互联n网络的不同之处网络的不同之处n如何互联不同的网络如何互联不同的网络n隧道隧道n网络互联路由网络互联路由n数据包分段数据包分段55物理物理物理物理网络如何互联数据链路数据链路数据链路数据链路网络网络网

15、络网络传输传输传输传输应用应用应用应用中继器/Hub 网桥/交换机 路由器 传输层网关应用层网关56物理物理物理物理网络如何互联数据链路数据链路数据链路数据链路网络网络网络网络传输传输传输传输应用应用应用应用中继器/Hub 网桥/交换机 路由器 传输层网关应用层网关575.6 Internet的网络层nIPv4 协议nIP 地址nIPv6 协议nInternet 控制协议n标签交换和MPLSnOSPF 内部网关路由协议nBGP 外部网关路由协议nInternet 组播n移动IP58IP v4协议IPv4 (Internet Protocol) 头部.IP 地址n点分十进制q128.208.2.

16、151n网络地址n主机地址nIP 前缀q128.208.0.0/24n子网n子网掩码5960NAT 网络地址转换n背景： IP 地址严重匮乏n临时的解决方法 动态分配 IP 地址 n最终或长期的解决方法 迁移到 IPv6 需要若干年完成n快速解决方法 NAT IPv6 主要头部61IPv6 固定的头部（必须的）固定的头部（必须的）62Internet 控制协议nICMP (Internet Control Message Protocol)nARP (Address Resolution Protocol)nDHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)6

17、3ARPAddress Resolution ProtocolnIP 地址应用在网络层nMAC 地址应用在数据链路层nARP: 在IP 地址和MAC 地址间建立起关联qMAC 地址映射到给定的 IP 地址64DHCP （Dynamic Host Configuration Protocol）动态主机配置协议n支持 IP 地址手动分配和自动 分配n每个网络须配DHCP 服务器负责地址分配n任一台主机入网后向DHCP 服务器发送DHCP DISCOVER数据包，申请IP地址nDHCP服务器收到请求后分配一个空闲IP地址通过DHCP OFFER数据包返回给请求主机nDHCP分配的IP地址以租赁的形式

18、可以续租标签交换和MPLSn目的：提高路由器的转发速度n方案：q在数据包的前面增加一个标签q路由器根据标签转发数据包q优点：n转发速度快n路由器列表小q缺点：改变体系结构n在数据链路层和网络层之间增加一个薄层6566移动 IP 解决方案 nHome agentnForeign agentnCare-of address n路由器广播一个ARP 数据包nHome agent 响应ARP查询请求nRouter 转发数据包给 home agentnHome agent 将数据包隧道方式传递给 care-of address67第六章 传输层l 传输服务传输服务l 传输协议要素传输协议要素l 拥塞控制

19、拥塞控制l Internet传输层协议传输层协议UDPl Internet传输层协议传输层协议TCP 传输服务原语68段（段（segment）、数据包（）、数据包（ packet）和帧（和帧（ frame）的嵌套关系）的嵌套关系SegmentSegment696.2 传输协议的要素n编址n建立连接n释放连接n差错控制和流量控制n多路复用n崩溃恢复差错控制和流量控制n数据链路层采用过的机制和协议q检错码q自动重传请求（ARQ）协议q停止-等待协议q滑动窗口协议n传输层在功能和程度上有差异q功能：端-端检错q程度n延迟更大n窗口更大n缓存更大，更复杂706.3 拥塞控制n理想的带宽分配n调整发送速

20、率71726.4 Internet 传输协议：UDPnUDP概述n远程过程调用n实时传输协议73UDP 概述UDP 头部.746.5 Internet 传输协议: TCPnTCP 概述nTCP 服务模型nTCP 协议nTCP 段的头部nTCP 连接建立nTCP 连接释放nTCP 连接管理模型nTCP 滑动窗口nTCP 计时器管理nTCP 拥塞控制nTCP 未来75TCP 段的头部TCP 头部.76TCP 连接建立(a) TCP 连接正常建立 (b) 两端同时建立连接.6-3177TCP 拥塞控制n慢启动算法初始拥塞窗口为一个段的慢启动过程初始拥塞窗口为一个段的慢启动过程78第七章 应用层nDNSDNSn电子邮件电子邮件n万维网万维网79题型介绍题型介绍一、写出英文缩写的中文（网络和通信技术领域）解释（每题1分，共10分）B/SC