计算机网络总结

计算机网络总结PAGE7第一章概述1.因特网标准化工作的四个阶段：（1）因特网草案（2）建议标准（3）草案标准（4）因特网标准2.因特网的组成：边缘部分，核心部分3.分组交换与电路交换：分组交换是应用在网络层中，基于存储转发的分组交换技术，共享信道，独立路由。电路交换是独占信道。4.计算机网络类别：（1）不同作用范围划分为：广域网、城域网、局域网、个人局域网（2）不同使用者划分为：公用网、专用网5.计算机网络的性能指标：（1）速率（2）带宽（3）吞吐量（4）时延（5）时延带宽积（6）往返时间RTT（7）利用率6.五层协议体系结构，由下向上依次为：物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。7．协议与服务的区别：在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。协议的实现保证了能够向上一层提供服务，使用本层服务的实体只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的实体是透明的。第二章物理层模拟信号：代表消息的参数的取值是连续的；（较易受干扰）数字信号：代表消息的参数的取值是离散的；码元：在使用时域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形称为码元；单位是波特；基带信号：来自信源的信号；调制：基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量，因此，就必须对基带信号进行调制。调制分两种：基带调制、带通调制基带调制：仅对基带信号的波形进行变换，使它能与信道特性相适应，变换后仍是基带信号。信噪比（dB）=log10(S/N)（dB）香农公式：C=Wlog2(1+S/N)b/sW为信道的带宽（以Hz为单位）；S为信道内所传信号的平均功率；N为信道内部的高斯噪声功率。香农公式意义：只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。屏蔽双绞线：STP无屏蔽双绞线：UTP双绞线插头：RJ-45双绞线优点：易安装，距离短；同轴电缆优点：很好的抗干扰性，传输较高速率的数据；光纤分为：多模光纤、单模光纤光纤优点：带宽大，抗雷电和电磁干扰性能好，不易被窃听或截取数据；双绞线、同轴电缆、光纤统称为导向传输媒体非导向传输媒体：可在运动中进行的通信优点：通信信道容量很大，传输质量较高，投资少，见效快；缺点：易受干扰，易被窃听注：括号内为其英文简称注意记住最基本的复用是：频分复用（FDM）和时分复用（TDM）频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）；时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度统计时分复用（STDM）（又叫异步时分复用）是一种改进的时分复用，它能明显的提高信道的利用率；波分复用（WDM）就是光的频分复用密集波分复用（DWDM）码分复用（CDM）是另一种共享信道的方法，最初用于军事通信，很强的抗干扰能力，更常用的名词是码分多址（CDMA）数字传输系统脉码调制（PCM）同步光纤网（SONET）同步数字系列（SDH）宽带接入技术xDSL技术：就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能承载宽带业务；DSL就是数字用户线(DigitalSubscriberLine)的缩写。而DSL的前缀x则表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。（了解）xDSL的几种类型：ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)：非对称数字用户线HDSL(HighspeedDSL)：高速数字用户线SDSL(Single-lineDSL)：1对线的数字用户线VDSL(VeryhighspeedDSL)：甚高速数字用户线DSL：ISDN用户线。光纤同轴混合网（HFC网）是在目前覆盖面很广的有线电视网CATV的基础上开发的一种居民宽带接入网FTTx技术（光纤到……）也是一种实现宽带居民接入网的方案。这里字母x可代表不同意思。光纤到家FTTH、光纤到大楼FTTB、光纤到路边FTTC数据链路层（17`18分）1.数据链路层协议有许多种，但有三个基本问题是共同的，三个基本问题是：封装成帧、透明传输、差错检测。2.为了保证数据的可靠传输，在数据链路层传输数据时使用循环冗余检验CRC。如何计算详见Ｐ68。3.点对点协议PPP是面向无连接的。PPP协议不需要的功能:纠错、流量控制、序号、多点线路、半双工或单工链路。4.PPP协议采用零比特填充的方法来实现透明传输。具体做法：在发送端，先扫描整个信息字段，只要发现有5个连续的1，则立即填入一个0。具体见P74.5.以太网的两个标准DIXEthernetV2与IEEE的802.3。6.IEEE802委员会把局域网的数据链路层拆成两个子层逻辑链路控制LLC子层和媒体接入控制MAC子层。7.适配器的作用：进行数据串行传输和并行传输的转换。8.曼彻斯特编码的作用：自同步和检错功能。9.CSMA /CD(载波监听多点接入/碰撞检测)协议的要点:发前先听、边听边发、冲突停止、延迟重发。10.使用CSMA/CD协议时，一个站不可能同时进行发送和接收，因此不可能进行全双工通信而只能进行双向交替通信。引入此协议后，一个时刻只有一个计算机占用信道。11争用期：以太网的端到端往返时延2t称为争用期，或碰撞窗口。12.以太网把争用期定为51.2us，对于100Mb/s以太网，在争用期内可发送512bit，即64字节13.集线器两要点a集成。逻辑总线b使用CSMA/CD14.集线器工作在物理层15.信道利用率越高网络性能就越差16.以太网的MAC层基本定义17.MAC帧的格式与曼彻编码相关内容18.碰撞域当某个系的两个站在通信时所传送的数据会通过所有的集线器进行转发。使得其他系的内部在这时都不能通信（一发数据就会碰撞）19.使用网桥可以带来以下好处a过滤通信量b扩大物理范围c提高可靠性d可互联不同的物理层，不同MAC子层和不同速率20.透明网桥的算法21.以太网交换机共享设备独占信道(28题)22.虚拟局域网VLAN1不是一个新的协议2使用VLAN时不需要改变物理只需要进行3抑制广播风暴23.高速以太网1最短帧长不变2帧格式不变24.以太网不一定都使用CSMA/CD实际以太网不用25.载波延伸的概念吉比特以太网增加另一功能分组突发第四章网络层1.网络层提供的两种服务虚电路服务和数据报服务。2.虚电路服务只在网络层，网络层主要是向上面提交无连接服务。曾经推出过的网络层虚电路服务著名标准是X.25.3.ARP属于网络层。4.四种不同的中间设备：转发器，网桥或桥接器，路由器和网关。集线器在物理层，物理地址在数据链路层。5.IP协议是使异构网无连接的协议。6.知道某个IP所属类别。7．D类多用于多播8.IP中的特殊IP地址9.能计算出一个网络中的主机数和网络数等10.按照因特网的观点，一个网络是指具有相同网络号net-id的主机的集合，因此，用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络。11.为了节省IP地址资源，对于这种仅由一段连线构成的特殊“网络”，现在也常常不分配IP地址，通常把这种特殊网络叫做无编号网络（无名网络）。12.IP地址与硬件地址的区别：1..物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。2.IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。在网络层和网络层以上使用的是IP地址，而数据链路层及一下使用的是硬件地址课本P118图1013.地址解析协议ARP和逆地址解析协议RARPIP地址ARP物理地址，物理地址RARPIP地址现在使用的大多为DHCP协议，且里面已经包含了RARP协议的功能14.ARP广播在第二层广播，ARP不能穿透路由器，ARP是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。从IP地址到硬件地址的解析是自动进行的，主机的用户对这个地址解析过程是不知道的。15.IP数据报分片不好：a不得已而为之，数据链路层最大传输1500字节，b还要重新组装，提高了重传率，c接受方靠标志位识别收到的几片是否为同一段。16．划分子网和构造超网a划分后可用IP变少b划分子网不一定从最高位开始cIP帧格式中无子网掩码，子网掩码在路由器路由表中d子网计算P13317．无分类编址CIDR（构造超网）aCIDR习题要考；bCIDR作用：路由聚合c使用CIDR后无分类概念18.网际控制报文协议ICMPa，IP层上加个ICMPb，ICMP最典型应用Pingtracert19用内部网关协议（例如，RIP）基于UDP自治系统B自治系统A用外部网关协议（例如，BGP-4）基TCPR1R2用内部网关协议（例如，OSPF）基于IPA）RIP和OSPF属于内部网协议而BGP-属于外部网关协议B）内部网关协议RIP(RoutingInformationProtocol)仅和相邻路由器交换信息。交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表，按固定的时间间隔交换路由信息，RIP协议好消息传播的快，而坏消息传播的慢c)SPF(OpenShortestPathFirst)最短路径优先它并不表示其他的路由选择协议不是“最短路径优先”。D）RIP适用于小范围，而OSPF使用于大范围且只有当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息。F）RIP算法要考20.IP多播A）IP多播需要路由器的支持，路由器的复制报文段功能B）D类地址进行分区21专用网VPN和网络地址转换NAT在因特网中的所有路由器对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。到55到55到55所有通过因特网传送的数据都必须加密22.网络地址转换NAT(NetworkAddressTranslation)所有使用本地地址的主机在和外界通信时都要在NAT路由器上将其本地地址转换成IPG才能和因特网连接。第五张运输层1、网络层――主机之间的通信（即IP协议作用的范围）运输层――端到端的通信2、主要协议：（1）传输控制协议TCP(TransmissionControlProtocol)面向连接（2）用户数据报协议UDP(UserDatagramProtocol)面向无连接3、IP地址——32位MAC——48位端口——16位4、客户端使用的端口号临时端口留给客户进程选择暂时使用5、UDP的范围：组播和实时数据TCP：面向字节流UDP：面向报文段TCP不提供广播或多播服务；面向带确认的UDP提供此服务；网络层单位：packet数据包；物理层单位：frame（帧）运输层（TPDU）运输协议数据单元6、UDP的使用范围：组播数据UDP的主要特点：（1）无连接的；（2）尽最大努力交付；（3）面向报文的；（4）没有拥塞控制；（5）支持一对一、一对多、多对多的交互通信；（6）UDP的首部开销小，只有8个字节；伪首部：只在发送和接收时产生一个临时值，仅仅为了“校验和”TCP的主要特点：（1）面向连接；（2）每一条TCP连接只能有两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的；（3）可靠交付；（4）全双工通信；（5）面向字节流；7、TCP的连接：：＝{socket1,socket2}＝{(IP1：port1)，(IP2：port2)}同一个IP地址可以有多个不同的TCP连接，同一个端口号也可以出现在多个不同的TCP连接中；8、停止等待协议：每发送完一个分组就停止发送，等待对方的确认，在收到确认后再发送下一个分组；只适用于时延小的局域网；连续ARQ协议适合高时延(卫星信道)编号：解决“重复错误”确认编号的含义：（1）接收方所期望的下一个报文段的编号；（2）该编号之前的所有报文段已正确接收；9、信道利用率：U=（Td发送分组需要的时间，RTT往返时延，Ta发送确认分组时间）出现重传，信道利用率降低；10、累积确认：不必对收到的分组逐个发送确认，而是对按序到达的最后一个分组发送确认11、在一个TCP连接中传送的字节流中的每一个字节都是按顺序编号；（原因：TCP是可靠传输）12、超时重传TCP的发送方在规定的时间内没有收到确认就要重传已发送的报文段；在计算加权平均RTTS时，只要报文段重传了就不采用其往返时间样本，这样得出RTTS和RTO较准确；13、TCP的流量控制和拥塞控制流量控制（端到端）：让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收；发送方的发送窗口不能超过接受方给出的接收窗口的数值；拥塞控制（网络对网络）：防止过多的数据注入网络，这样可以使网络中的路由器和链路不致过载；（1）拥塞是一个全局性问题；（2）不能通过简单地增加可用资源来解决拥塞；出现拥塞的现象：缓冲区溢出；丢弃数据包发送方可以通过减少流量的方法来缓解拥塞；几种拥塞控制算法：慢开始、拥塞控制、快重传、快恢复；慢开始：由小到大逐渐增大发送窗口数值（加倍）避免拥塞：缓慢增大（每次加1）快重传：接受方每受到一个先序的报文段后就立即发出重复确认，而不要等待自己发送数据时才进行捎带确认，发送方只要一连收到3个重复确认，就立即重传对方尚未收到的报文段，而不必等待此报文段的重传计时器到期；快恢复：（1）从当前窗口的一半（12）开始执行拥塞避免；（2）为正常出现拥塞时，算法执行；14、TCP运输连接管理三次握手：A发送一个报文给B；B发回确认；A加以确认；运输连接的三个阶段：建立连接；数据传送；连接释放；第六章应用层（10-15分）1.域名DNS域名解析器-IPARP>MAC