2018计算机通信网复习总结

计算机通信网课程复习提纲题型：单项选择、判断（或需要改错）、填空、名词解释、简答（含简单计算）（友情提醒：注意教材中的黑体字、常用英文缩写）仅列出教材各章节的重点内容和关键内容，教案中有而教材没有的仍属于考试内容；教材中有而教案没有的，大部分不属于考试内容。后附页码是第四版教材。第一章概述1、什么是计算机网络？（对“自主”的理解）*P1大量相互独立但彼此连接的计算机共同完成计算任务（通过单一技术相互连接的自主计算机集合）自主：有独立的操作系统和通信能力2、计算机网络的应用：资源共享、信息交流……P2〜4商业应用：资源共享（共享物理资源、信息共享）通信媒介（电子邮件、IP电话）电子商务B2BB2C公共应用：远程信息访问（在线报纸、在线数字图书馆）人-人通信（即时信息QQ、远程学习）电子商务娱乐普适计算（射频识别）3、计算机网络的分类*从传输技术：广播式、点到点式P13从覆盖范围（网络尺度）：个域网、局域网、城域网、广域网、互联网P14〜214、什么是协议、协议的作用*P23协议：通信双方关于如何进行通信的一种约定协议的作用：协议是一组规则，用来规定同一层上的对等实体之间所交换的消息或者分组的搭式和含义5、什么是协议体系*P23层和协议的集合称为网络体系结构垂直分层：每一层都将数据和控制信息传递给下一层，直到最底层物理层通过物理介质进行实际通信P23协议栈：一个特定的系统所使用的一组协议，即每一层一个协议，利用SAP产生协议间的关联组合称为协议栈P24封装：上层来的DU经过实体向下层传递时，都增加头（header）变成该实体的PDU。P25解封：实体向上层递交的DU是去掉协议首部后的剩余部分P25接口：定义了下层向上层提供了那些原语操作和服务P23服务访问点SAP：（ServiceAccessPoint）每个实体对自己提供的SAP都会编号，实体通过SAP编号联系上层实体（教案）实体：协议实体，特定协议的软件或硬件执行体，一层中通常存在多个实体P236、服务方式：面向连接服务：是基于电话系统建模的，为了使用面向连接的服务，服务用户首先必须建立一个连接，然后使用该连接传输数据，最后释放该链接；分组交换-虚电路电路交换。面向连接的协议是指协议实体在连接上传输数据，提供同层的差错控制（序号，确认，重传）。不涉及层之间的接口。面向连接的服务是指可以向上提供通信服务，向下要求建立连接，传输，拆掉连接的接口。协议实体工作相对复杂。无连接服务：分组交换-数据包；基于邮件系统建模无连接协议是有数据就发，收到数据就提交，无需编号也可无应答。无连接服务是只有向下发送和向上接收的层接口协议实体直接传输数据，协议实体功能简单，容易实现服务质量：可靠否描述是否会丢失数据P28可靠服务的实现：接收方向发送方确认收到的每一个报文，因而发送方可以据此保证报文已经到达接收方7、服务与协议的关系*P30服务是指某一层向它上一层提供一组原语（操作），服务定义了该层打算代表其用户执行那些揉作，但是它并不涉及如何实现这些揉作，服务涉及到两层之间的接口。协议是一组规则，用来规定同一层上的对等实体之间所交换的消息或者分组的格式和含义，这些实体利用协议来实现它们的服务定义。8、OSI模型*开放系统互连OSI（OpenSystemsInterconnection）分层原则：当需要一个不同抽象体的时候，应该创建一层；每一层都应该执行一个明确定义的功能；选择每一层功能的时候，应该考虑到定义国际标准化的协议；层与层边界的选择应该使跨越接口的信息流最小；层数应该足够多，以保证不同的功能不会沉混杂在同一层中，同时层数也不能够太多，以追免整个体系结构变的过于庞大；七层结构和各层功能：P32〜35物理层，功能：Bit的信号表示同步通信过程协调物理介质驱动传输速率多路复用数据链路层，功能：帧封装Bit信道上帧传输（帧同步信道的使用规则帧边界识别）帧差错检测和处理（校验重传）流量控制（收发平衡）网络层，功能：路由计算路由选择报文分段和重组拥塞控制网络互连传输层，功能：各种网络的适配网络通信的分流和复用多个并发通信的管理流量控制会话层，功能：会话管理（记账）会话控制会话参数协商表示层，功能：表示加密解密压缩解压缩应用层，功能：各种基于网络通信的应用互连设备：中继器：物理层P218网桥：数据链路层P256路由器IP：网络层P274（P257）PSTNModem:物理层（工作层次教案）9、OSI模型与TCP/IP模型*TCP/IP模型结构和各层功能P35〜37：互联网层：传递IP分组，将整个网络体系结构贯穿在一起的关键层，任务：允许主机将分组发送到任何网络上，并且让这些分组独立的到达目标端；传输层：TCP/UDPTCP（TransportControlProtocol传输控制协议）可靠的，面向连接的协议，允许从一台机器发出的字节流正确无误的递交到互联网上的另一台机器上。UPD（UserDatagramProtocol用户数据包协议）不可靠的无连接的协议OSI与TCP/IP模型的关系P38〜41（教案有很好的总结）相同点：都采用分层的网络设计思想，都是垂直的分层结构。分层的层次和功能大体相似。OSI:模型为七层结构物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。先有模型再制定协议。更倾向与面向连接。优点：更清晰，更容易实现协议替换，通用性强缺点：只有单一服务方式（没有无连接服务），模型层次相对复杂，协议复杂，难于实现，市场化失败。对于计算机及软件工作方式的忽视。TCP/IP:模型只有四层结构：物理网，网络层（IP）,传输层（TCP/UDP），应用层。TCP/IP先有协议，协议丰富后出现模型加以描述和规范优点：提供两种服务方式给用户选择，分层结构简单缺点：相对模型结构不清晰，协议替换较为困难，通用性差，难于重新实现某些层详细看PPT10、计算类型：数据传输速率、与距离有关的（传播）延迟、位长、封装的开销等有关的计算。第二章物理层1、物理层功能*P70：物理层是构建网络的基础，该层定义了比特作为信号在信道上发送时相关的电气、时序和其他接口，物理信道的不同特性决定了其传输性能的不同（吞吐量、延迟和误码率）2、傅立叶级数与数据传输速率的限制（不要求傅立叶级数公式及推导）P70〜73教案数据传输速率的限制:无噪声：奈奎斯特定理：（最大传输速率=2Blog2V，对于二级电平V=2，最大传输速率为2B，B信号带宽）有噪声香农公式：C=Blog2（1+S/N）B为信道带宽；物理意义：当传输带宽和收端信噪比确定以后，信息传输速率不会大于相应的数值3、奈奎斯特定理和香农公式（要求公式和计算）*P734、传输介质：分类、特点（带宽、距离、应用特点等）*P74引导性介质（有线介质）：铜线、光纤、双绞线、同轴电缆、电力线特点：带宽大、距离远、低延迟、传输损耗小非引导性介质（无线介质）：地面无线电、卫星、激光特点：带宽小、距离远或近、延迟高、传输损耗大5、电话系统：结构：（本地回路、交换局、干线）P109-110本地回路：进入家庭或者公司的模拟双绞线（模拟信号）交换局：电话呼叫在这里从一条干线接入另一条干线（电路交换技术）干线（中继线）：连接交换局的光纤（数字信号）电话端局长途局中心吏换局长途局襦局电话本5我渐T徽本5干线上的多路复用技术（分类:FDM、TDM、CDM、WDM、SDH等）P104〜108,122〜1256、交换技术：电路交换、分组交换（原理、特点、对比）*P125〜128电路交换：在源和目的之间保持一条专用通路一一面向连接的通信技术（呼叫期、通信期、拆除期）分组交换：数据与分组的形式传输，不需建立或者拆除连接一一面向连接或无连接的通信技术虚电路和数据报•虚电路与数据才艮*属于分组交换技术a以分组为交换单位，存储转发、逐站寻径♦虚电路吏换：面向连接的通信技术一在呼叫阶段为业务流建立虚电——中继节点建立转发规则在通信阶段该业务流曲分组依次沿相同的路径（虚电路）传输在拆除阶段拆除虚电——中签节点删除转发规则在虚电路上进行差错控制和流量控制♦教据报吏换：无连接的通信技术a每个分组都被独立处理★E分组可能沿不同路径传输电路、分组交换比较项目电路交换虚电路数据报建立呼叫连接是是否专门的物理路径是否否各分组沿相同路径是是否分组按序到达是是否交换机崩溃有严重影响是是否可用带宽固定固定动态可育湍塞时间点建立连接时建立连接时分组传送时带宽利用率低高局存储-转发机制否是是透明性是否否端到端时延稳定稳定各种交换技术特点::::•电路交换*适合于高负荷的持续通信要求和实时通信，不适合突发通信。（PSTN）•虚电路*适合于实时、稳定的通信，例如会话式通信和语音、图像通信等。（ATM、X.25）•数据寸艮*适合于灵活的突发性短报文传输，不适合实时性通信。（IP）7、物理层接口的基本类型及四大特性（教案）

基本类型：RS-232C（异步传输）、RJ45（块传输，以太网接口）V.35/G.703接口（同步传输）、光纤Fiber/Optical（块、同步传输）四大特性：•物理接口四大特性♦机械特性0接口部件的尺寸、规格、插针数和插针分布等♦电气特性0接口部件的信号电平、阻抗、传描速率、编码方式等♦功能特性0接口部件的信号线的划分、意义及用途（数据线、控制线、定时线）■规程特性0接口部件的各信号线的工作规则和先后顺序。8、计算类型：与采样、编码有关的波特率、采样速率、数据传输速率。与复用技术有关数据传输速率，与交换技术有关的延迟等。第三章数据链路层1、链路层功能：*对象：直接相连的机器之间P151功能：成帧、差错控制、流量控制、链路管理P153〜157•链路层的普本任务jService（服务）[为上面的实醐盼细聊服务LinkControl（链路控制）双方通瞄合，实现：链路的使用规则，流量控制,汇聚分发等JControl（羞阍空制）TOC\o"1-5"\h\z:：组织DU（frame）,方便对方检查错误>I：楼测DU是否出错，DU出错的处理Jning（成帧、帧同步）[::辍ft成特®的bitf锄形式，将Frame送出*、接收：界由缶个ftame的^漕’取出frame,lmnIM皿DM叨『imAsynchronous[DmiDWmEmSynchronous三种服务：无确认无连接皿有确认无连接面向连接P152三种服务：无确认无连接皿有确认无连接面向连接P152峰无确认的无连接服务0无需对方许可，直接向对方发送Frame,对方不需要反馈确认信息0优点：不受等待确认的拖累；缺点：frame传输可靠性不高a信道效率：不等待确认，可提高信道效率，但传输出错降低信道致率a适用情况：信道误码率低，实时业务。旧协议考虑：PDU中含源/目的地址、错误检漫］►有确认的无连接服务口无需对■方3牛可，直接向对方发送Frame,需要对方反馈确认信息a优点：通过重传增加了可靠性；缺点：受等待应答的拖累0保持发送和确认间的正确对应关系所采取的措施会大大降低信道使用效率a适用情况：信道不可靠，无线通信系统0协议考虑：PDU中含源/目的地址、逐帧确认，差错检测与重传►有确认的面向连接服务0需事先与吵方涔通,双方建立趋一套复杂的发送、确认机制来实现恢复差糖、排番重复、维挣顺序时可素通信国适合于有大量Fraire传输的场合园协议考虑：建立连接、PDU编号、确认、差错控制、流量控制2、成帧技术*四种技术原理和特点（要求能够进行动手操作）P153〜156字节计数法：Len利用头部的一个字段标识该帧中的字符数（若-长度字节传输出现错误，以后几乎完全不可能E魏皂正确提取每个帧，反例）比特填充的标志比特法位填充首尾定界法：首尾以01111110定界，帧体部分若出现5个连续的1，无条件插入0字符（字节）填充首尾定界法：帧体中的F和X都需要变换：F—>Xy;X->Xz违例编码法：利用信息bit的码型特性，用非正常码型来进行位置界定校验和法：在帧长度固定、帧与帧首尾相接的传输方式中信元中有一字节为校验和：Checksum：[]=[]+•••+[]3、差错控制差错检测：奇偶校验（最后一位为0，表示符合）CRC校验（能够运算）*P163-167差错纠正：海明码（前向纠错）P158〜161、差错控制协议（反馈纠错）差错控制协议：停等协议、滑动窗口协议（原理和效率）*P172〜P189教案4、流量控制:原理：发送方以高于接收方能处理到达帧的速度发送帧，导致接收方被淹没目的：目的：为网络通信提供连续多个DU的可靠传输*无丢失：每个DU都能送达网络接收方0若传输中出现丢失，由Link负责重传来恢复0重传可能引起：DU的重复接收、改变原有DU顺序的问题*无重复：每个DU只能向网络接收方递吏一次a接收方Link负责过滤因重传等因素造成的重复DU*按序：网络发送方发送的DU顺序在网络接收方重现Ei接收方Link负责DU的排序和向上层提交停等协议和滑动窗口协议在流量控制上的表现P157教案停等协议：一种简洁的方式来保证可靠性•信道利用率*如图，没有任何传输错误发生时，停等协议的最大信道利用率为滑动窗口协议：回退N协议：5、链路控制协议：了解HDLC（教案，以HDLC为例的捎带应答、差错控制及流量控制的实例过程）、PPP（名字、特点、帧类型、）P189〜P192*6、协议描述和验证（教案）能读懂状态转移图了解有限状态机的作用，7、计算类型：与成帧有关的开销计算，与纠错、检错有关的校验码计算、开销计算（注意概率公式），与差错控制协议有关的开销计算、重传延时、窗口大小、序号范围等第四章介质访问子层1、介质访问子层的功能*广播式信道P199广播信道的分配：静态分配、动态分配P199-2022、竞争式协议的原理和特点P202〜2083、竞争协议、无冲突协议、有限竞争协议竞争协议和无冲突协议的比较（高负载、低负载）P211有限竞争协议的思想P2114、桥、交换机的基本工作原理（P257〜265）第四宣介质访问子层1.介质访问子层的功能广播式信道共享信道多个立占点共享同个m号f站；的信号愉砂站点接收同E野［1^接收i占点的去个信号相互混叠、干扰、冲突［办调站点对■信道的访问--介质访问子层MAC广播信道的分配：粉态分配FDMATDMA简单可靠但信道^用率低不适应突发的数据传送和用户敬量查化动态分配集中4榛（需要管理站）分布仲裁使用令牌控^信道（无冲突）不固定为每个站点獭信道有冲突如4可解决冲突分布式IW境争：言道^用率高通信方式简单可变需要解决冲突问题亦议的jra和特点竞弟协议、无冲突协议、有限竞争协议随服争：ALOHACSMA节点随机抢占信道允许冲突售在无?中突访问：位图、令牌控制节点访问信道次序实现无冲突削涂争：轻负载竞争方式重负载无冲突方式有限竞争协议的思想竞争协议和无冲突协议的匕盛〔高员载彳曲载）高负载下无冲突协议效率高蹄载下竞争协畋SB桥、交换机的基本工资原理网桥MAC桥L2中吉蛟备属于教据链路层设备连接各个皿N中吉维发隔离冲突域§■流量交换机=透明网桥接收所有数据帧查地址表转发网桥的加入对站点无影吒（稍有延退）r对■于帧的转发完全透明隔离冲突域黑体字介质访问子层MediumAccessControl载波侦听多路访问CarrierSenseMultipleAccessCSMA带中突检测1的CSMACSMAwithCollisionDetectionCSMA/CID令牌环TokenRing有■协设Limited-contentionprotocol无§髀域网WirelessLAN第五章网络层1、网络层的功能*P274网络层关注的是如何将源端数据包一路送到接收方，处理端到端数据传输的最底层。寻址：标识节点，节点定位路由选择：P279）（1）传播路径信息、形成路径（2）选择路径拥塞控制：P303网际互联：P326穿越多个同构或者异构网络2、两大阵营和技术路线*P275•向传送层提供穿越网络的、端到端的服务，并屏蔽网络的具体细节♦向传送层提供的服务与具体的网络环境和技术无关♦传送层不必也不需要了解具体的网络情况♦对传送层而言，对等实体的通信就像直接通信一样•服务类别♦面向连接的服务0通常由面向连接的协议实现♦无连接的服务□通常由无连接的协议实现虚电路与数据报（原理、对比）P278重新建立连接，重新开始,工虚电路方式扣节点寻径快快…一捉星汨…三二；、、/.x\.■）数据报方式、、、■./昌健壮牲强•以电信公司为代表的理由I♦100年来电信系统的成功经验就是典范，认为：□通信子网应采用面向连接的服务与技术□网络层应该提供可靠的服务□尽量简单的终端□建立连接后，通信更容易受到控制，可在连接上限制用户流量•以IETF为代表的理由♦通信子网应采用无连接的服务与技术，因为：□通信注定不可靠□需要终端自行解决差错等问题一一复杂终端国终端的复杂性与终端的成本不一定成比例上升□用户不必支付过时的、高额的通信童用□网络的适应柱更强、带宽利用率更高□更自由数据报与虚电路••••••••••••••••••项目类型数据报子网虚电路子14*都是以分组为单位，存傅转发、逐跳寻径建链与拆链NOYES地址源、目地址虚电路号保存状态信息NOYES（虚电路映射哀）路由选择每个分组独立选路所有分组沿已建好的路径转发节点或屈路损毁的影响影响不大，可立即重新选踏所有经过的虚电路技终止，须重新建立连接拥塞控制较雄较易服务质量较难较易村灵活牲更好稍差3、路由表（RIB）：要素（目的、下一站、距离）（教案）•路由表（RoutingInformationBase,RIB）'♦通过路由协议计算出某个节点到目的节点的最佳路由形成的路径信息峰转发表（ForwardingInformationBase,FIB）4、路由选择：*寻找各处站点，在本地建立路径的方向路由选择算法特征P279：•正确性：目的地存在且可达•简单性：计算简单，实现容易•健壮性：路由算法能适应节点故障、增减造成的拓扑结构的变化，及时调整路由，并不影响全网工作•稳定性：路由更新后会有过渡期，路由算法应使过渡期芯量短，具有快的收敛性（避免路由震荡）•公平性：节点地位平等•最优化：一定策略下的最优（有时也称策略性）•低开销：路由控制信息尽可能少，开销尽可能低。最优化原则P281：

2.3最佳路由•什么是最优路径？♦源、目节点间存在多条路径1到5的路径有多条：1-2-5,1-3-5,1-4-5,1-2-3-5*寻求一条最优路径，需求不同会有不同的最优路径•最优定义*以距离为度童：最短距离*以跳数为度量：最少节点数*以时延为度量：最小延时*以投递率为度量：最大成功率通常称这些度量参

数为Cost或Metric*实际网络中，可能考虑一项,*数，进行选择也可能需要考虑多项参40*以带宽为度量：最大吞吐量路由选择的最优化原则:Z：通常称这些度量参

数为Cost或Metric*实际网络中，可能考虑一项,*数，进行选择也可能需要考虑多项参40•最优化原理♦若i到，的最佳路径经过m,则于路径PmjtPij（路径Pij

中，从m到，的这段子路径）也是m到，的最优路径•证明（反证法）*若存在更短的路径P；祈，D（p折）VD（PmJpG，则D（Pjj）—"（PiznlPi/）+D（PmjlP（/）>贝PimlPG+D（p新）=♦与Pij为最佳路径矛盾。5、路由选择算法：*分类：静态和动态算法（特点）P280:•静态路由算法（非自适应算法）*路由表内容不随网络的变化而变化♦算法简单，可靠性高，但不灵活，适用于小型网络•动态路由算法（自适应算法）*根据网络的变化计算路由♦路由表内容随网络的变化自动更新♦动态路由需在节点间吏换信息♦算法较复杂，但更能反映网络实际情况♦适用于网络拓扑变化、大型网络分布式动态路由算法分布式动态路由算法分布式动态路由算法分布式动态路由算法扩散算法P284、距离矢量算法购5、链路状态算法P288（原理，要求能够通过交换，积累关于网络的关于路径计算所需的参数路由信息:'微路或路径距离.节点通过交换，积累关于网络的

更全面的踣由信息间连接关系等信息J信息交巨：节点间交换路由信息—通过交换，积累关于网络的关于路径计算所需的参数路由信息:'微路或路径距离.节点通过交换，积累关于网络的

更全面的踣由信息间连接关系等信息J信息交巨：节点间交换路由信息—的方法，节点初始条件掌握到各邻居节点的璀路及距离2、能感知链路的状态（正常.故障）路由算法U若节点什么都不知道，洪泛路由算法M2、若知道邻居节点到各处的最佳路由一距离矢量路由算法3、若知道各节点的摧路连接状态一链路状态路由算，去计算到所有已知路

由节点的最佳踣径中节点之间需相互吏挽路由信息♦节点单独计算路由•基本特点・局部最优，全局不一定最优*相互交换信息越具体、越频繁，路由优化越好，但造成的额外开销也中需要在额外开销和路由更新的领率之间进行折中•优点♦动态反映网塔变化，路由至自动形成与更新（不需人工干预）*局部最优，路由开销少•缺点♦可能不是最优路由，K能得到席本地最优"路由中可能出现不一致（矛盾）的路由★*可能出现落由震荡（路由衰变化太快）♦可能出现路由发散（不能收敛）

6、7、汇集路由信息Ri的链路连接状态*最佳路径结果=「1日表内容洪泛路由：入报文向所有方向转发出去，总有报文到达目的地距离矢量路由：如果所有邻居都已形成到其余节点的最佳路径，则R06、7、汇集路由信息Ri的链路连接状态*最佳路径结果=「1日表内容洪泛路由：入报文向所有方向转发出去，总有报文到达目的地距离矢量路由：如果所有邻居都已形成到其余节点的最佳路径，则R0汇集整理，就可形成自己到各处的最佳路径目的1：下一跳为Ri,距离为x目的2：下一跳为心，距离为｝最隹路径中只取了下一跳55推路状态路由：如里收集到所有节点的健路连接状态，Ro就能形成网络的拓扑结构，并能计算出到各处的路由什么是拥塞（P302）:网络流量过于集中到某些节点和链路信道过载节点过载拥塞控制与流量控制P303、开环方法与闭环方法*P326•拥塞控制与流量控制相互影响*流量控制的不好是造成拥塞的原因之一*网络拥塞导致目的节点响应慢，误判为需流量控制•拥塞控制与流量控制的差异*控制对象不同£1流控：局部于两点之间£1拥控：全局控制，拥寒点一附近节点一全网范围*控制结果不同£1流控：两点之间发送方降速£1拥控：拥寒点得到缓解*控制方法不同£1流控：降低发送速度★E1拥控：预分配资源，更改路径，丢弃分组等心第四童介质访问子层介质访问子层的功能广播式信道共享信道多个站点共享同个信号f站点发送的信号"瓠多个站点接收同E野魅接收站点的多个信号相互混毒干羸冲突t亦调站点7寸信道的访问--介质访问子居MAC广播信道的会'配：粉态分配FDMATDMA简单可靠但信道利用率低不适应突发的数据传和用户数量变化动态会'配集中彳㈱（需要管堡占）分布仲裁使用令牌控^信道（无冲突）不固定为每个站点分祝信道有冲突如何解决冲奕分布式随机竟争：信道^用率高通信方式简单可变需要解决冲突问题亦议的jra和特点竞争协议、无;中突协议有限竞争协议随瞰争：ALOHACSMA节点随机抢占信道允许冲菊孚在无?中突访问：位副令牌控制节点访问信道次序实现无?中交削壶争：轻负载竞争方式重负载无冲突方式有限竞争协议的思想竞争协议和无冲突协议的I：盛（高负载彳顼载）高负载下无冲突协议效率高曲载下竞争协WWW桥、交换机的基本工资原理网桥MAC桥L2中吉结备属于教据链路层设备连接各个MN中吉蜒发隔匐中突域流量交换机=透明网桥接收所有教据帧查地址表转发网格的加入对站点无影低｛稍有延退）r又寸于帧的转发完全透明§鬲离冲突域黑体字介质访问子层MediumAccessControl载波侦听多路访问CarrierSenseMultipleAccessCSMA第中突检测I的CSMACSMAwithCollisionDetectionCSMA/CD令牌环TokenRing有■协议Limited-contentionprotocol无限局域网WirelessLAN拥塞控制方法：漏桶算法……（名字和控制原理）P3148、网络互联网络的不同和互联的需求P327协议转换（教案）、隧道*P330、协议覆盖P330（教案）分段：透明分段、不透明分段（方法，能计算）*P332防火墙技术（过滤）P6369、计算类型：与交换有关的开销、延迟等计算，与路由算法原理有关的开销计算、路由计算，最短路径算法，与拥塞有关的网