网络知识点总结汇总
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北航嵌入式实验室制作
如有遗漏和错误，概不负责
第一节 概述
考点
1.1 基本概念，术语 1.2 网络的分类 1.3 分层协议和分层的体系结构，为什么要分层 1.4 网络性能参数
要点
1.1 基本概念
略。
1.2 网络的分类
根据距离划分：局域网、城域网、广域网；
根据传递的信息的类型划分：数据网、电信网；
根据应用类型划分：特殊用途网络、通用网络；
每层都向高层提供原语（primitive）操作和服务（service）。相邻两层之间的接口用来定义这
些原语和服务。接口应该简洁并定义明确。
1.5 在网络的某一层次上的三个重要概念
服务：本层做些什么；接口：如何访问服务；协议：如何实现服务。
1.6 分层设计要考虑的方面
寻址；数据传输方式；差错控制；顺序投递；分段和重组；流量控制；多路复用和分解；路
1.11 “To”相关的概念比较
Point To Point：点到点，链路层，直接连接；
End To End：端到端，网络层或传输层，非直接连接；
Peer To Peer：应用层，针对 CS 模型，强调对等。
1.12 本课程的目标
掌握计算机网络的分层体系结构和协议的设计思想；
将层次结构的方法和系统的方法相结合，掌握组成网络中各个相互关联的构件的原理和研究
延迟时间(D sec)一个比特位在链路上传播的时间。有时也指从一个主机到另一个主机再返回
的时间（RTT）。D = Transmit + Propagation + Queue
消息长度(M)需要发送的消息的长度。
发送时间 T=M/R + D
发送开销(O sec)CPU 将数据发送到链路上需要的时间。
错误率（Error rate）分为位错误率和消息错误率。
4. 交换互联基本原理 课本 267 和 268 页 2001 年的最后一题目答案也在这个地方 网桥：工作在数据链路层，与网络层无关，切记 中继器的区别在于：中继器复制所有看到的数据
4
北航嵌入式实验室制作
由。
1.7 分层的体系结构
整个网络由若干层和协议组成。同一层上的进程称为对等进程。协议是指一系列的规则，用
来定义对等进程之间交换的信息的格式和含义，包括语法、语义和时序关系。例如：OSI 参
考模型、TCP/IP 参考模型、FDDI 等。
1.8 OSI 参考模型
层
服务
接口Biblioteka Baidu
协议
物理层 在两个拥有物理连接的系统之 指 定 如 何 发 送 一 表 示 比 特 位 的 编 码
间传递信息
个比特位
方法，电平，比特位
的持续时间
数 据 链 路 生成帧，在对等的主机之间发 向 连 接 到 相 同 物 本层的寻址，实现介
层
送帧，对相同物理介质的访问 理 介 质 的 主 机 发 质访问控制
进行控制，一跳的可靠数据传 送数据单元
输，一跳的流量控制
网络层 发送指定了目标的数据包，分 给 一 个 特 定 主 机 定 义 全 球 唯 一 的 地
3
北航嵌入式实验室制作
如有遗漏和错误，概不负责
路径发送一个 x 位消息的延迟情况。电路建立的时间为 s 秒，每一跳的传播延迟为 d 秒，分 组的大小为 p 位，数据传输率为 b bps。在什么条件下分组网络的延迟比较短？ 解：电路交换：t1=s+x/b+k*d；分组交换：t2=x/b+(k-1)p/b+k*d
根据使用权限：私有网络、公共网络；
根据所有权划分：私有网络、开放网络；
根据技术划分：陆地网络、卫星网络、无线网络、有线网络等等；
根据协议划分：IP 网络、ATM 网络、X.25 网络等等。
1.3 为什么要分层
简化复杂问题的设计。使得可以采用模块化的思想，各模块内部独立，模块之间提供相互调
用的接口。
1.4 各层之间如何交互
2
北航嵌入式实验室制作
如有遗漏和错误，概不负责
要点
2.1 各种接入技术所处层次及技术特点 传统电话接入方式 核心设备：调制解调器 modem。调制方式：振幅调制，频率调制和相位调制。信号在传播过 程中受到的影响包括：信号衰减、延迟失真和噪声，其中噪声包括热噪声、串扰和脉冲噪声。 Nyquist Theorem： maximum data rate = 2H log2V bps Shannon Theorem：S/N=10log10(signal power/noise power)；max data rate=Hlog2(1+S/N) bps ADSL 接入方式 DSL 数字用户线路：在现有的本地回路上支持高速数字通信。ADSL 非对称数字用户线路： 是为小区用户设计的非对称的通信技术，不适合商业场合。ADSL 不保证数据速率，只保证 达到线路状况许可的程度，所以说实际的上行比特率为 64kbps ~ 1Mbps，下行比特率为 500kbps ～ 8Mbps。ADSL 使用离散多音频 DMT（discrete multitone technique）技术：即正 交振幅调制 QAM 加上频分多路复用 FDM。带宽一般划分方法：语音、空闲、上行数据与控 制（24＋1）和下行数据与控制（224＋1）。核心设备有：用户端的 ADSL modem 和电话公司 端的 DSLAM（ Digital Subscriber Line Access Multiplexer 数字用户线路访问多路复用器）。 CATV 有线电视网络 传统的有线电视网络；HFC（Hybrid Fiber Coax）光纤同轴电缆混合双向通信。 利用现有的 CATV 布线作为基础结构。使用 FDM。一组临近用户使用一个频率，而非每个 用户分配单独频率，此外，每个用户分配一个地址，用户的 modem 在分配的频率上进入分组， 并以地址相互区分。上流：困难，需要依赖电话。同轴电缆的带宽：5MHz ～ 750MHz，有 效带宽不可确定。核心设备：Cable Modem，CMTS（Cable modem transmission system）。
或 UDP 的源端口号；ARP、RARP，网络层的协议，却涉及到了数据链路层的 MAC 地址。
另外可以参考下面 TCP/IP 协议的缺点：
服务、接口和协议没有清楚的区分开；模型不通用；主机至网络层不是常规意义上的层的概
念；没有区分物理层和链路层；协议难于更替。
第二节 物理网络新技术
考点
2.1 各种接入技术所处层次，及技术特点 2.2 多路复用和交换
方法，为理解目前的网络技术和未来的新技术奠定良好的理论基础；
理解网络前沿研究领域的研究方向和研究方法。
1.13 在 Internet 体系结构中，哪些协议的封装违反了协议分层屏蔽的原则？这样做有什么好
处？
IP 协议，IP 头部包含一个域用来标识上层协议类型；NAT，网络层的操作，但使用了上层 TCP
3. 高速以太网基本原理，包括快速以太网和千兆以太网 快速以太网：课本 238※ 1995 年 802.3u 原理：将位时间从 100ns 降到 10ns——将电缆的最大的长度降到 10 分之 1，采用 10baseT 的连线方式 线缆：线缆类型，涉及到使用的互连设备——集线器和交换机 千兆以太网：课本 241※ 1998 年 802.3z（z 意味着最快） 原理： 以太网快上 10 倍，与现有的所有以太网标准保持向后兼容 无确认的数据报服务 支持单播和多播 支持 48 位编址方案 全双工方式（大多采用这种方式） 电缆类型主要是光纤，比如 1000Base－SX 和 LX 控制帧是正常的以太网帧，类型是 0x8808
片和重组，分组的时序管理， 发送一个数据包 址，创建路由表
1
北航嵌入式实验室制作
如有遗漏和错误，概不负责
缓冲区管理
传输层 多路复用和分解，差错控制（可 给 特 定 的 目 标 发 实 现 可 靠 性 和 流 量
选），流量控制（可选）
送信息
控制
会话层 全双工工作，访问管理，同步 因 服 务 不 同 而 不 令牌管理，插入检测
令 t2 < t1，则 S>(k-1)p/b
第三节 以太网
考点
3.1 停等协议性能分析 3.2 滑动窗口协议性能分析 3.3 高速以太网基本原理，包括快速以太网和千兆以太网 3.4 交换互联基本原理 3.5 生成树算法 3.6 VLAN的概念
要点
1. 停等协议性能分析 2. 滑动窗口协议性能分析
和前面的一节共同形成一道计算题目，参考 2001 年试题和 2002 年试题 计算信道的利用率和所需序号位数 Go back to N －Protocol 5 发送窗口 <= 2^N-1（N 为序号位数），为什么限制发送方的发送的最大帧数? 接收窗口 = 1 Selective Repeat －Protocol 6 发送窗口 <= 2^(N-1) 接收窗口 <= 2^(N-1)
SONET/SDH 目标：光纤 TDM 系统标准化，使不同的运营商可以协同工作；复用多条数字信道；可管理。 标准：1985 年，Bellcore 提出 SONET（Synchronous Optical NETwork）标准，1989 年，CCITT 提出 SDH（Synchronous Digital Hierarchy）标准，与 SONET 有微小差别，SONET 主要用于 北美和日本，SDH 主要用于欧洲和中国。SONET/SDH，采用 TDM 技术，是同步系统，由主 时钟控制，时钟精度 10-9。SONET 路径：路径（path），链路（line），段（section）。基本 SONET 帧：810 字节/125us，所以传输速率为 810×8 /（125×10-6）= 51.84 Mbps。基本 SONET 信 道称为 STS-1（Synchronous Transport Signal-1）OC-3 表示一个 155.52 Mbps 的载波是由三个 单独的 OC-1 载波复用构成的。SONET/SDH 具有自我修复功能。 2.2 多路复用和交换 多路复用包括频分复用、时分复用和波分复用等。 频分复用 FDM（Frequency Division Multiplexing)：划分为逻辑通道。时分复用 TDM（Time Division Multiplexing)：Round robin，每个时间片都使用整个带宽。波分复用 WDM（Wavelength Division Multiplexing)：用于光纤通信，划分若干个光纤通道。 脉冲编码调制 PCM 是一种时分复用方式，它是以电话系统的核心，采样频率 8000 次/秒， 8000*8=64kb/s。T1 线路用于北美和日本，(24×8+1)×8000 = 1.544M bps， 24 个话音信道复 用，轮询采样，然后编码成帧，193bit/帧；E1 线路用于欧洲和中国，2.048M bps。 交换分为电路交换 Circuit switching、报文交换 Message switching 和分组交换 Packet switching。 分组交换又分为数据包 Datagram 和虚电路 Virtual circuit 两种。 2.3 分别给出按字节填充后的数据片段“A B ESC C ESC FLAG FLAG D”和按位填充后的位 串“011101111101111110”？ 按字节填充后的数据片段：A B ESC ESC C ESC ESC ESC FLAG ESC FLAG D 按位填充后的位串：011110111110011111010 2.4 请比较一下在一个电路交换网络中和在一个（负载较轻的）分组交换网络中，沿 k 跳的
传输层：控制主机之间的数据发送。实现的功能包括建立连接/终止连接、差错控制、流量控
制、拥塞控制等等。
网络层：在网络中传送数据包。实现的功能包括路由、寻址、转发等等。
数据链路层：负责在链路上可靠的数据传输。实现的功能包括同步、差错控制、流量控制等
等。
1.10 网络性能参数
带宽（吞吐量）(R bit/sec)数据发送的速率。
同
点，实现卷回功能
表示层 在不同的表示之间转换数据 因 服 务 不 同 而 不 定 义 数 据 格 式 和 规
同
则，用于数据转换
应用层 包括提供给终端用户的任何服 因 应 用 不 同 而 不 因应用不同而不同
务
同
1.9 TCP/IP 参考模型：
应用层：处理应用程序的细节。实现的功能根据应用的不同而不同。
如有遗漏和错误，概不负责
第一节 概述
考点
1.1 基本概念，术语 1.2 网络的分类 1.3 分层协议和分层的体系结构，为什么要分层 1.4 网络性能参数
要点
1.1 基本概念
略。
1.2 网络的分类
根据距离划分：局域网、城域网、广域网；
根据传递的信息的类型划分：数据网、电信网；
根据应用类型划分：特殊用途网络、通用网络；
每层都向高层提供原语（primitive）操作和服务（service）。相邻两层之间的接口用来定义这
些原语和服务。接口应该简洁并定义明确。
1.5 在网络的某一层次上的三个重要概念
服务：本层做些什么；接口：如何访问服务；协议：如何实现服务。
1.6 分层设计要考虑的方面
寻址；数据传输方式；差错控制；顺序投递；分段和重组；流量控制；多路复用和分解；路
1.11 “To”相关的概念比较
Point To Point：点到点，链路层，直接连接；
End To End：端到端，网络层或传输层，非直接连接；
Peer To Peer：应用层，针对 CS 模型，强调对等。
1.12 本课程的目标
掌握计算机网络的分层体系结构和协议的设计思想；
将层次结构的方法和系统的方法相结合，掌握组成网络中各个相互关联的构件的原理和研究
延迟时间(D sec)一个比特位在链路上传播的时间。有时也指从一个主机到另一个主机再返回
的时间（RTT）。D = Transmit + Propagation + Queue
消息长度(M)需要发送的消息的长度。
发送时间 T=M/R + D
发送开销(O sec)CPU 将数据发送到链路上需要的时间。
错误率（Error rate）分为位错误率和消息错误率。
4. 交换互联基本原理 课本 267 和 268 页 2001 年的最后一题目答案也在这个地方 网桥：工作在数据链路层，与网络层无关，切记 中继器的区别在于：中继器复制所有看到的数据
4
北航嵌入式实验室制作
由。
1.7 分层的体系结构
整个网络由若干层和协议组成。同一层上的进程称为对等进程。协议是指一系列的规则，用
来定义对等进程之间交换的信息的格式和含义，包括语法、语义和时序关系。例如：OSI 参
考模型、TCP/IP 参考模型、FDDI 等。
1.8 OSI 参考模型
层
服务
接口Biblioteka Baidu
协议
物理层 在两个拥有物理连接的系统之 指 定 如 何 发 送 一 表 示 比 特 位 的 编 码
间传递信息
个比特位
方法，电平，比特位
的持续时间
数 据 链 路 生成帧，在对等的主机之间发 向 连 接 到 相 同 物 本层的寻址，实现介
层
送帧，对相同物理介质的访问 理 介 质 的 主 机 发 质访问控制
进行控制，一跳的可靠数据传 送数据单元
输，一跳的流量控制
网络层 发送指定了目标的数据包，分 给 一 个 特 定 主 机 定 义 全 球 唯 一 的 地
3
北航嵌入式实验室制作
如有遗漏和错误，概不负责
路径发送一个 x 位消息的延迟情况。电路建立的时间为 s 秒，每一跳的传播延迟为 d 秒，分 组的大小为 p 位，数据传输率为 b bps。在什么条件下分组网络的延迟比较短？ 解：电路交换：t1=s+x/b+k*d；分组交换：t2=x/b+(k-1)p/b+k*d
根据使用权限：私有网络、公共网络；
根据所有权划分：私有网络、开放网络；
根据技术划分：陆地网络、卫星网络、无线网络、有线网络等等；
根据协议划分：IP 网络、ATM 网络、X.25 网络等等。
1.3 为什么要分层
简化复杂问题的设计。使得可以采用模块化的思想，各模块内部独立，模块之间提供相互调
用的接口。
1.4 各层之间如何交互
2
北航嵌入式实验室制作
如有遗漏和错误，概不负责
要点
2.1 各种接入技术所处层次及技术特点 传统电话接入方式 核心设备：调制解调器 modem。调制方式：振幅调制，频率调制和相位调制。信号在传播过 程中受到的影响包括：信号衰减、延迟失真和噪声，其中噪声包括热噪声、串扰和脉冲噪声。 Nyquist Theorem： maximum data rate = 2H log2V bps Shannon Theorem：S/N=10log10(signal power/noise power)；max data rate=Hlog2(1+S/N) bps ADSL 接入方式 DSL 数字用户线路：在现有的本地回路上支持高速数字通信。ADSL 非对称数字用户线路： 是为小区用户设计的非对称的通信技术，不适合商业场合。ADSL 不保证数据速率，只保证 达到线路状况许可的程度，所以说实际的上行比特率为 64kbps ~ 1Mbps，下行比特率为 500kbps ～ 8Mbps。ADSL 使用离散多音频 DMT（discrete multitone technique）技术：即正 交振幅调制 QAM 加上频分多路复用 FDM。带宽一般划分方法：语音、空闲、上行数据与控 制（24＋1）和下行数据与控制（224＋1）。核心设备有：用户端的 ADSL modem 和电话公司 端的 DSLAM（ Digital Subscriber Line Access Multiplexer 数字用户线路访问多路复用器）。 CATV 有线电视网络 传统的有线电视网络；HFC（Hybrid Fiber Coax）光纤同轴电缆混合双向通信。 利用现有的 CATV 布线作为基础结构。使用 FDM。一组临近用户使用一个频率，而非每个 用户分配单独频率，此外，每个用户分配一个地址，用户的 modem 在分配的频率上进入分组， 并以地址相互区分。上流：困难，需要依赖电话。同轴电缆的带宽：5MHz ～ 750MHz，有 效带宽不可确定。核心设备：Cable Modem，CMTS（Cable modem transmission system）。
或 UDP 的源端口号；ARP、RARP，网络层的协议，却涉及到了数据链路层的 MAC 地址。
另外可以参考下面 TCP/IP 协议的缺点：
服务、接口和协议没有清楚的区分开；模型不通用；主机至网络层不是常规意义上的层的概
念；没有区分物理层和链路层；协议难于更替。
第二节 物理网络新技术
考点
2.1 各种接入技术所处层次，及技术特点 2.2 多路复用和交换
方法，为理解目前的网络技术和未来的新技术奠定良好的理论基础；
理解网络前沿研究领域的研究方向和研究方法。
1.13 在 Internet 体系结构中，哪些协议的封装违反了协议分层屏蔽的原则？这样做有什么好
处？
IP 协议，IP 头部包含一个域用来标识上层协议类型；NAT，网络层的操作，但使用了上层 TCP
3. 高速以太网基本原理，包括快速以太网和千兆以太网 快速以太网：课本 238※ 1995 年 802.3u 原理：将位时间从 100ns 降到 10ns——将电缆的最大的长度降到 10 分之 1，采用 10baseT 的连线方式 线缆：线缆类型，涉及到使用的互连设备——集线器和交换机 千兆以太网：课本 241※ 1998 年 802.3z（z 意味着最快） 原理： 以太网快上 10 倍，与现有的所有以太网标准保持向后兼容 无确认的数据报服务 支持单播和多播 支持 48 位编址方案 全双工方式（大多采用这种方式） 电缆类型主要是光纤，比如 1000Base－SX 和 LX 控制帧是正常的以太网帧，类型是 0x8808
片和重组，分组的时序管理， 发送一个数据包 址，创建路由表
1
北航嵌入式实验室制作
如有遗漏和错误，概不负责
缓冲区管理
传输层 多路复用和分解，差错控制（可 给 特 定 的 目 标 发 实 现 可 靠 性 和 流 量
选），流量控制（可选）
送信息
控制
会话层 全双工工作，访问管理，同步 因 服 务 不 同 而 不 令牌管理，插入检测
令 t2 < t1，则 S>(k-1)p/b
第三节 以太网
考点
3.1 停等协议性能分析 3.2 滑动窗口协议性能分析 3.3 高速以太网基本原理，包括快速以太网和千兆以太网 3.4 交换互联基本原理 3.5 生成树算法 3.6 VLAN的概念
要点
1. 停等协议性能分析 2. 滑动窗口协议性能分析
和前面的一节共同形成一道计算题目，参考 2001 年试题和 2002 年试题 计算信道的利用率和所需序号位数 Go back to N －Protocol 5 发送窗口 <= 2^N-1（N 为序号位数），为什么限制发送方的发送的最大帧数? 接收窗口 = 1 Selective Repeat －Protocol 6 发送窗口 <= 2^(N-1) 接收窗口 <= 2^(N-1)
SONET/SDH 目标：光纤 TDM 系统标准化，使不同的运营商可以协同工作；复用多条数字信道；可管理。 标准：1985 年，Bellcore 提出 SONET（Synchronous Optical NETwork）标准，1989 年，CCITT 提出 SDH（Synchronous Digital Hierarchy）标准，与 SONET 有微小差别，SONET 主要用于 北美和日本，SDH 主要用于欧洲和中国。SONET/SDH，采用 TDM 技术，是同步系统，由主 时钟控制，时钟精度 10-9。SONET 路径：路径（path），链路（line），段（section）。基本 SONET 帧：810 字节/125us，所以传输速率为 810×8 /（125×10-6）= 51.84 Mbps。基本 SONET 信 道称为 STS-1（Synchronous Transport Signal-1）OC-3 表示一个 155.52 Mbps 的载波是由三个 单独的 OC-1 载波复用构成的。SONET/SDH 具有自我修复功能。 2.2 多路复用和交换 多路复用包括频分复用、时分复用和波分复用等。 频分复用 FDM（Frequency Division Multiplexing)：划分为逻辑通道。时分复用 TDM（Time Division Multiplexing)：Round robin，每个时间片都使用整个带宽。波分复用 WDM（Wavelength Division Multiplexing)：用于光纤通信，划分若干个光纤通道。 脉冲编码调制 PCM 是一种时分复用方式，它是以电话系统的核心，采样频率 8000 次/秒， 8000*8=64kb/s。T1 线路用于北美和日本，(24×8+1)×8000 = 1.544M bps， 24 个话音信道复 用，轮询采样，然后编码成帧，193bit/帧；E1 线路用于欧洲和中国，2.048M bps。 交换分为电路交换 Circuit switching、报文交换 Message switching 和分组交换 Packet switching。 分组交换又分为数据包 Datagram 和虚电路 Virtual circuit 两种。 2.3 分别给出按字节填充后的数据片段“A B ESC C ESC FLAG FLAG D”和按位填充后的位 串“011101111101111110”？ 按字节填充后的数据片段：A B ESC ESC C ESC ESC ESC FLAG ESC FLAG D 按位填充后的位串：011110111110011111010 2.4 请比较一下在一个电路交换网络中和在一个（负载较轻的）分组交换网络中，沿 k 跳的
传输层：控制主机之间的数据发送。实现的功能包括建立连接/终止连接、差错控制、流量控
制、拥塞控制等等。
网络层：在网络中传送数据包。实现的功能包括路由、寻址、转发等等。
数据链路层：负责在链路上可靠的数据传输。实现的功能包括同步、差错控制、流量控制等
等。
1.10 网络性能参数
带宽（吞吐量）(R bit/sec)数据发送的速率。
同
点，实现卷回功能
表示层 在不同的表示之间转换数据 因 服 务 不 同 而 不 定 义 数 据 格 式 和 规
同
则，用于数据转换
应用层 包括提供给终端用户的任何服 因 应 用 不 同 而 不 因应用不同而不同
务
同
1.9 TCP/IP 参考模型：
应用层：处理应用程序的细节。实现的功能根据应用的不同而不同。