网络1~2章节复习

1、第一章网络概述网络：由若干结点和连接这些结点的链路组成互联网：网络与网络通过路由器互连起来，构成覆盖范围更大的网络，即“网络的网络”计算机网络：通过通信线路和通信设备，将地理位置上分散的、具有独立处理能力的计算机系统互连起来，为了实现 数据通信和资源共享。因特网的组成：按工作方式：边缘部分和核心部分（核心部分为边缘部分服务）边缘部分通信方式：1）客户服务器方式2）对等连接方式（p2p软件）核心部分数据交换方式：1）电路交换2）分组交换3）报文交换1 .电路交换A、特点a）面向连接的；b）经过建立连接，通话，释放连接三个步骤；c）在通话过程，始终占据通信资源；B、优点a）通信线路为通信双方用户专

2、用，数据直达，传输数据的时延较小b）双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题C、缺点a）线路的传输效率低分组交换A、特点a）采用存储转发的技术b）在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段c）每一个数据段前面添加上首部构成分组d）分组交换网以“分组”作为数据传输单元，依次把各分组发送到接收端e）接收端收到分组后剥去首部还原成报文B、优点高效动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。灵活以分组为传送单位和查找路由。迅速不必先建立连接就能向其他主机发送分组。可靠保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。C、缺点分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延

3、。分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。3、报文交换A、特点-采用存储转发的技术-传输以报文为单位3种数据交换方式的对比：三种交换的比较99O存储存储转发转.发计算机网络的性能特征-速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、利用率、计算机网络的非性能特征费用、质量、标准化、可靠性、可扩展性和可升级性、易于管理和维护协议：控制两个对等实体进行通信的规则的集合。服务：在网络的分层模型中，每一层为相邻的上一层所提供的功能。协议和服务的关系：协议是“水平的”服务是“垂直的”协议可以为上一层提供服务。实现本层协议需要需要下层提供服务网络分层的优点：各层之间是独立的灵活性好结构上可

4、分割开易于实现和维护能促进标准化工作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。- 三种体系结构-OSI的七层体系结构物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层-TCP/IP四层体系结构网络接口层、网际层IP、运输层、应用层-五层协议的体系结构物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层第二章物理层数据：运送信息的实体数字数据：0和1模拟数据：人类声音信号：数据的电气或电磁的表现模拟信号：连续信号数字信号：离散信号码元：代表不同离散数值的基本波形波特：模拟线路信号的速率速率：主机在数字信道上传送数据的速率数据通信系统的三个部分：源系统（发送端）、传输系统（传输网络）、目

5、的系统（接收端）数据传输速率：实际的信道都是不理想的，传输时会产生各种失真以及带来的干扰码元传输速率越高，信道传输距离越远，信道的传输端波形失真越严重码间串扰：高频信号受到衰减，接收端失去了码元间的清晰界限，使得码元判决成为不可能。信噪比：定义：信号的平均功率和噪声的平均功率之比，记为S/N信噪比（dB）=10log 10（S / N）极限信息传输速率C可表达为：提高传输速率：采用编码的方式让每一个码元携带更多的比特的信息量出错率：用来衡量通信系统可靠性的指标，通常以误码率来表示PePe =接收出现差错的比特数/传输的总比特数物理层接口特性：机械特性、电气特性、功能特性、过程特性传输介质：导向

6、传输媒体（双绞线、光缆、同轴电缆）、非导传输媒体（短波通信、无线电微波通信）中继器：负责两个节点的物理层上按位传递信息。完成信号的复制、调整和放大功能。可以连接不同的物理介质，并在介质中传输数据包。w log （1 + S / N ）是扩展网络的最廉价的方法集线器：对接收到的信号再进行整形放大，扩大网络传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。作为网络中枢连接各类节点，以形成星状结构的一种网络设备。集线器是多个端口的中继器。通信方式：根据数据位的传送方式：串行通信（一条数据线相连）、并行通信（同时N条数据相连）根据数据传输的方向性：单向通信（单工）、双向交替通信（半双工）、双向同时通信

7、（全双工）脉冲速率与比特率：比特率=脉冲速率* log2L（L为信号数据电平的数）eg:信号具有四种数据电平，单个脉冲的持续时间是1ms，则比特率=脉冲速率 Xlog2L =1/10-3 X log24=2000bps编码方法：单级编码、级性编码（不归零编码、归零编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码）不归零电平编码（NRZ-L）,不归零反相编码（NRZ-I）：0用高电平表示，1用低电平表示归零编码：曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码:带通调制：调幅、调频、调相信道复用：为了提高通信线路传送信息的效率，采用一条物理线路上建立多条通信信道技术。信道复用技术：频分复用、时分复用、波分复用、码分复用时分复

8、用：同步时分复用：将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧）。每个用户占用固定序号时隙。异步时分复用：动态分配时隙，用户所占用的时隙不是周期性出现。（拥有集中器）码分复用（CDM）：码片：每一个比特时间再划分为m个短的间隔。CDMA的每一个站点被指派一个唯一的m bit码片序列（发送1，则发送自己的m bit码片序列。发送0，则发送码片序列的二进制反码）每个站点分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须相互正交码分的要弄懂课后62页，2-16题。如果懂了。就ok 了第三章数据链路层概述数据链路层的必要性：实现网络上两个相邻结点之间的无差错传输。利用物理层提供的原始比特流的传输服务，检测并

9、校正物理层的传输差错，控制数据的传输流量，使在相邻结点之间构成一条无差错的链路，从而向网 络层提供可靠的数据传输服务。链路：是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，中间没有任何其他的交换结点。数据链路层的通信信道：点对点信道、广播信道通信步骤：主机A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部封装成帧主机A把封装好的帧发送给主机B的数据链路层若主机B的数据链路层收到的帧无差错,则从收到的帧中提取IP数据报上交给上面的网络层;否则丢弃该帧数据链路层的功能：帧同步、寻址、流量控制、差错控制、帧类型的识别、透明传输、链路管理透明传输：不管所传输的数据是什么样的比特组合，都应当能够在物理链路上传

10、送。流量控制：确保通信的基本要求，发送方的发送数据速率必须不能超过接收方及时接收和处理的能力。帧同步：接收方应能从收到的比特中准确地判断出一帧的开始和结束。帧格式：FCS：表示帧检验序列，提供与差错检测有关的信息地址：机器的物理地址，使得相邻节点之间确定一个接收目标。帧同步的方法：字符计法（标明帧内字符数）、字符填充法、比特流填充字符填充：-用DLE STX标示帧的开始-用DLE ETX标示帧的结束字符填充透明传输方法：在发送端，用DLE DLE标示传递数据信息中的DLE在接收端，对收到的比特流进行扫描，每当发现2个连续DLE时，就把其中的一个DLE删除比特填充：帧的首尾用特定比特组合（011

11、11110）进行定界比特填充透明传输方法：发送端在信息段只要发现有5个连续1，则立即填入一个0接收端对帧中的比特流进行扫描。每当发现5个连续1时，就把这5个连续1后的一个0删除 数据的可靠传输：包括数据在链路上差错控制过程和流量控制过程。衡量差错的严重程度：差错控制分类：检错码（奇偶校验码、CRC码）、纠错码（海明码）检错码：只能发现错误，不能纠正错误。所以需要重发纠错。纠错码：可以发现错误，并纠正一位错的编码。奇偶校验：奇校验（奇数个1）、偶校验（偶数个1）循环校验码CRC：发送方数据尾部添加冗余码。接收方对每组数据进行CRC检验，余数R=0正确，R不等于0，数 据有误，丢弃。冗余码的计算：

12、1.由多项式得出除数。2.由数据和多项式确定被除数。3异或运算。4出根据的的比式和余数确定冗余码。例子：书上105页3-08题。反馈机制：停止-等待方式ARQ、连续ARQ （SR和GBN）停止-等待方式ARQ：发送方发送一帧后必须停下来等待接收方对帧进行确认。（确定帧ACK,否定帧NAK）重发情况：1.帧有误。2.发送帧丢失。3.确认帧丢失。（2,、3计时器到时）连续ARQ协议-GBN：发送m个帧，当发现第n帧出错时，及要求第n帧及n帧以后的全部重传。连续ARQ协议-SR：发送m个帧，当发现第n帧出错时，及只要求第n帧重传。不过需要提供足够的缓存。海明码：有效信息位和校验位的位置为：I I I

13、 r I r rr =I+ I+I2432r =I+ I+I1431r=I+I+I0421S =r+ I+I+I22432S =r+ I+I+I11431S=r+ I+I+I00421发送方计算校验的关系式接收方进行校验的关系式（当S2 S1 S0= 000时表示无错；当任意一个不为0时，说明出错，出错位置为S2S1 S0的编码位置） 序列：例子：第三章作业习题上第二题流量控制的作用：使发送方所发出的数据流量不要超过接收方所能接收的速率流量控制的策略：滑动窗口协议-将流量控制机制与帧确认机制巧妙地结合在一起。滑动窗口分为发送窗口、接收窗口（每个窗口有初始状态、保持状态、滑动状态）滑动窗口协议：

14、后退N帧协议GBN，选择协议SR例子：第三章作业习题下第一题第二题数据链路层协议：PPP协议、HDLC协议PPP协议：是一种面向字符的协议，提供全双工的电路以实现双向的数据传输。PPP协议特点：简单、差错检测、透明性、封装成帧。PPP协议帧格式：IP数据报 .先发送|L首部.尾部F7EA FFC 03协议V信 息 部 分FCSF 7E字节1112不超过 1500 字节21F:标志字段 A :地址字段C :控制字段协议字段：IP数据报（0 x0021）PPP链路控制数据（0 xC021）网络控制数据（0 x8021）FCS:采用CRC帧检验帧定界的方法：同步传输：采用比特填充。异步传输：采用字符

15、填充。1.头部和尾部加入0 x7E作为定界。2.信息位出现时把0 x7E变为2个字节序列（0 x7D,0 x5E） 3.信息字段出现0 x7D的字节，则将其转换为（0 x7D,0 x5D）例子：第三章作业习题上第三题第四题HDLC协议：面向比特协议，只能用于同步数据链路。支持全双工通信。以滑动窗口协议控制流量。HDLC基本特点：三种类型站（主站、从站、复合站）两种配置（不平衡配置、平衡配置）三种传输模式（正常响应、异步响应模式、异步平衡模式）主站：发送命令，起控制作用。从站：接受数据或命令，并响应。处于受控地位复合站：拥有主站和从站的命令。有发送命令和响应信息的功能。不平衡配置：可用于链路或多

16、点链路；一个主站和一个/多个从站；主站发送命令，从站响应平衡配置：用于点点链路；要求都是复合站；每个复合站都可以发出命令和响应HDLC协议帧格式：首部IP愁据报尾部L、1标志地址控制V信息部分FCS标志字节111不超过1500字节21地址：全1是广播方式，全0地址是无效地址。控制：分为信息帧、监督帧、无编号帧3种帧类型:比特序号12345678信息帧0N(S)P/FN(R)监控帧10SP/FN(R)无编号帧11MP/FM信息帧：1：类型字段0。24 :当前发送的信息帧序列。68：期待接收帧的序列。监控帧：12：类型帧10.34：（S）协调双方通信状态。（00：接收准备就绪）（01：拒绝接收）（

17、10接收尚未就绪）（11选择拒绝）无编号帧：12 :类型字段为11.M字段：表示不同功能的无序号帧。网桥功能：物理上扩展网络、数据过滤、逻辑上划分网络、数据推进、帧格式转换网桥的优点：过滤通信量，提高吞吐量；扩大了物理范围；提高了可靠性；可互连不同物理网、不同MAC子层和不同速率的局域网。网桥的缺点：存储转发增加了时延；可能引起广播风暴第四章局域网技术局域网特点：-网络覆盖范围较小-具有较高的数据传输速率和较低误码率-由于传输特性较好，可以在相应的软硬件设施和协议的设计方面有所简化-由于接入的计算机较少，介质访问控制方法相对简单，并因此产生很多专用的局域网标准-局域网大多采用广播方式传输数据-

18、便于安装、维护和扩充，建网成本低、周期短网络拓扑：组网时计算机和通信线缆连接的物理结构和形状。常见的有总线形、星形、环形、树形星形网：优点：1、结构简单，控制方便2、故障诊断和隔离容易3、便于扩充缺点：1、中央节点负担较重，形成瓶颈2、各站点分布处理能力低3、电缆需求多，安装工作量大总线型：优点：1、总线结构所需要的电缆数量少2、结构简单3、易于扩充，增加或减少用户比较方便缺点：1、总线的传输距离有限，通信范围受到限制2、故障诊断和隔离较困难3、分布式协议不能保证信息的及时传送，不具有实时功能环形：优点：1、电缆长度短2、增加或减少工作站时，仅需简单的的连接操作3、可使用光纤缺点：1、节点的故

19、障会引点全网的故障2、故障检查困难3、采用令牌传递的方式，在负载很轻时，信道利用率低树形：优点：1、易于扩展。2、故障隔离较容易。缺点：1、各个节点对根的依赖性大 信道划分的介质访问控制方法：频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用随机访问的介质访问控制方法：ALOHA 协议、CSMA 协议、CSMA/CD 协议、CSMA/CA 协议CSMA/CD：1、发送数据前，监听信道是否空闲，如果是空闲的则发送出数据。2、同时边发送数据边检测数据，一旦它检测到有数据冲突，就放弃当前的传送任务，然后等待 个随机的时间后，重新尝试发送。因此，可以快速地终止被损坏的帧，以节省时间和带宽。CSMA/CA:1、发送数据前，监听信道是否空闲，如果是空闲的，则先维持一段时间，再等待一段随机的时间 后依然没人使用，才发送数据。由于每个设备采用的随机时间不同，所以可以减少冲突的机会。2、同时，发送数据前，要先对信