最新计算机网络考研笔记

一、概述

1. 计算机网络最重要的功能

连通性：计算机网络使上网用户之间都可以交换信息

共享性：资源共享（信息共享，软件共享，硬件共享）

2. 因特网概述

网络：由若干节点和连接这些节点的链路组成

互联网：网络的网络

网络把很多计算机连在一起，因特网把很多网络连在一起

发展的三个阶段

第一阶段：由单个网络ARPANET向互联网发展的过程

第二阶段：建成了三级结构的因特网

第三阶段：逐渐形成了多层次ISP（Internet Service Provider）结构的因特网

因特网的标准化

因特网草案

建议标准

草案标准

因特网标准

3. 因特网的组成

边缘部分：所有连接在因特网上的主机组成，这部分是用户直接使用的

端系统（主机）进程之间通信的方式

客户/服务器（C/S）方式

客户是服务请求方，服务器是服务提供方

对等连接（P2P）方式

通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方

核心部分：由大量网络和连接网络的路由器组成，为边缘部分提供服务的路由器：是实现分组交换的关键，转发收到的分组

电路交换：建立连接-通话-释放连接，线路的传输效率低

分组交换：采用存储-转发技术

报文：要发送的整块数据

首部（包头）：报文划分成更小的数据块，数据块前面加上的必要的控制信息

分组（包）：首部 + 数据段

优点：高效，灵活，迅速，可靠

问题：一定的时延，必须携带的控制信息也造成一定的开销主机：为用户进行信息处理的

4. 计算机网络的类型

计算机网络的定义：一些相互连接的，自治的计算机的集合

不同作用范围：

广域网（Wide Area Network）

城域网（Metropolitan Area Network）

局域网（Local Area Network）

个人区域网（Personal Area Network）

不同使用者：

公用网

专用网

5. 计算机网络的性能

性能指标

速率

带宽：原意：某个信号具有的频带宽度

计算机中：网络的通信线路所能传送数据的能力

吞吐量：单位时间内通过某个网络（信道，接口）的数据量

时延：发送时延：主机或者路由器发送数据帧所需要的时间

传播时延：电磁波在信道中传播一定距离所需要的时间

处理时延

排队时延

时延带宽积

往返时间RTT（Round-Trip Time）

利用率（信道和网络利用率过高会导致非常大的时延）

信道利用率：某信道百分之几的时间是被利用的

网络利用率：全网信道利用率的加权平均数

非性能特征

费用

质量

标准化

可靠性

可扩展性和升级性

易于管理和维护

6. 计算机网络体系结构（计算机网络的各层及其协议的集合）

形成：开放系统互连基本参考模型OSI/RM（Open System Interconnection Reference Model）

TCP/IP

协议与划分层次

协议组成要素

语法，语义，同步

分层的好处

各层之间是独立的

灵活性好

结构上可分割开

易于实现和维护

能促进标准化工作

各层的功能

差错控制

流量控制

分段和重装

复用和分用

连接的建立与释放

具有五层协议的体系结构

应用层：直接为用户的应用进程提供服务

运输层：向两个主机中进程之间的通信提供服务

传输控制协议TCP：面向连接的

用户数据报协议UDP：无连接的

网络层：为分组交换网上的不同主机提供通信服务

数据链路层

物理层

实体，协议，服务和服务访问点

实体：任何可发送或接受信息的硬件和软件进程

协议：控制两个对等实体（多个实体）进行通信的规则的集合

服务：能被高一层的实体“看的见”的功能称之为“服务”

服务访问点：相邻两层的实体进行交互的地方

二、物理层

基本概念

主要任务：确定与传输媒体的接口有关的一些特性

机械特性

电气特性

功能特性

过程特性

数据通信的基础知识

数据通信系统的模型

源系统（发送端，发送方）

源点：源点设备产生要传输的数据

发送器

传输系统（传输网络）

目标系统（接收端，接收方）

接收器

终点

通信的目的是传送消息，数据时运送消息的实体，信号则是数据的电气的或电磁的表现，信号分为模拟信号（连续信号）和数字信号（离散信号）

码元：代表不同离散数值的基本波形

信道：

单向通信

双向交替通信（半双工通信）

双向同时通信（全双工通信）

信道的极限容量

限制码元在信道上的传输速率的因素

信道能够通过的频率范围

信噪比

物理层下面的传输媒体

导向传输媒体

双绞线

屏蔽双绞线

无屏蔽双绞线

同轴电缆

光缆：传输损耗小，中继距离长

抗雷电和电磁干扰性能好

无串音干扰，保密性好

体积小，重量轻

架空明线

非导向传输媒体：自由空间里传播，无线电，微波，红外，激光等

微波通信方式

地面微波接力通信

优点:微波波段频率高，频段范围宽，通信信道的容量很大

工业干扰和天电干扰对微波通信的危害小得多

建设投资少，见效快，易于跨越江河、山区

缺点：相邻站必须直视

有时会收到恶劣天气的影响

隐蔽性和保密性较差

对大量中继站的使用和维护耗用较多的人力物力

卫星通信方法：传播时延较大

信道复用技术

频分复用技术（Frequency Division Multiplexing）

时分复用技术（Time Division Multiplexing）

统计时分复用：利用集中器将用户的数据集中起来再发送

波分复用（光的频分复用）

码分复用

数字传输系统

脉码调制PCM体制

缺点：速率标准不统一

不是同步传输

同步光纤网SONET和同步数字系列SDH

宽带接入技术

xDSL技术：用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使他能承受宽带业务

三、数据链路层

点对点信道

广播信道

使用点对点信道的数据链路层

数据链路和帧

链路：一个节点到相邻节点的一段物理线路而中间没有其他任何交换节点

数据链路：在传送数据时需要一些必要的通信协议来控制数据传输，实现这些协议的硬件和软件加到链路上就构成了数据链路。