计算机网络期末复习笔记

计算机网络期末复习笔记

第一章

计算机之间的通信是通过进程实现的

客户服务器方式C/S 对等方式P2P

路由器实现分组交换工作（电路、分组、报文）

路由器将收到的分组存入缓存---查找转发表---将数据分组经由适当的端口转发出去

主机是为用户进行数据处理的，发送并接受数据分组，而路由器起到的作用是分组转发的作用

分组交换的有点：高效灵活迅速可靠

跳数：从源端到目的端数据纷纷经由的路由器的个数

广域网、城域网、局域网、个人区域网

公用网、专用网

广域网—城域网—接入网—局域网

计算机网络性能指标：比特、带宽(数字信道能传输的最高的数据流率，单位：bit/s)吞吐量、时延

传送时延=数据块长度/信道宽度

传播时延=信道长度/信号在信道上的传输速率

处理时延、排队时延(取决于吞吐量)

总时延=传输时延+传播时延+处理时延+排队时延

时延带宽=传播时延*带宽

利用率：信道利用率并非越高越好

OSI/RM失败、TCP/IP

网络协议组成要素：语法、语义、同步

分层的好处：各层是独立的、灵活性好、结构上便于分割、方便实现和维护、促进标准化

OSI：应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层、物理层

TCP/IP：应用层、运输层、网际层IP、网络接口层、

五层协议体系：应用层、运输层、网络层、数据链路层、物理层

第二章：物理层

作用：怎样在连接各种计算机的传输媒体上传输比特流，屏蔽各种通信方式之间的差异，时的数据链路层感觉不到这种差异，并向高层传输透明的二进制流传输。

数据通信系统：源系统、传输系统、目的系统

三种信息交互方式：单向通信、双向交替通信、双向同时通信

基本带通调制方法：调频、调幅、调相

码元(code)：在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。在使用二进制编码时，只有两种码元，一个代表0状态，另一个代表1状态。

限制码元在信道上传输速率的原因：信道能够通过的频率范围(码间串扰、奈氏准则)、信噪比(信噪比=10log10(S/N)(dB)，其中S/N表示信号平均功率和噪声平均功率之比)

香农公式：C=Wlog2(S/N+1)(b/s)，其中C为信道的极限信息传输速率，W为信道的宽度，Hz为单位；S为信道内高斯噪声功率

信道的带宽或信道中的信噪比越大，信息的极限传输速率就越高

导向传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆

信道复用技术：频分复用、时分复用TDM(用户在TMD帧中的位置不变，但会造成线路的浪费)、统计时分复用STDM(是对时分复用的一种改进，集中器)、波分复用WDM、码分复用CDM(CDMA,GSM)

宽带接入技术：xDSL

HFC覆盖很广的有线电视网

第三章：数据链路层

两种信道类型：点对点信道、广播信道

封装成帧(加上一个头部SOH和尾部EOT，使之成为一个帧的过程)、透明传输(解决办法：字节填充法，在每一个SOH和EOT 前面添加一个转义字符ESC)、差错控制(循环冗余码检验CRC、帧检验序列FCS:余数为0接受，如果不为0则丢弃)

点对点协议PPP(将ip数据报（封装到串行链路的方法）、链路控制协议、网络控制协议)

PPP的组成：首部标志、地址、控制和协议字段；尾部由标志字段和帧检验序列FCS组成

其中协议字段中：0x0021为ip数据报；0xC021为链路控制数据；0x8021为网络控制数据。

透明传输的问题解决：

透明传输是指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，就必须采取适当的措施，使接收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。这样才能保证数据链路层的传输是透明的。

字符填充(运用于异步传输时)

1\每个0x7E变成两字节序列(0x7D,0x5E)；

2\每个0x7D变成两字节序列(0x7D,0x5D);

3\若信息字段中出现 ASCII 码的控制字符（即数值小于 0x20 的字符），则在该字符前面要加入一个 0x7D 字节，同时将该字符的编码加以改变)

零比特填充(运用与同步传输时)：发现零序五个1后添加一个0

局域网的特点：具有广播功能，可以从一个点浏览到全网；便于系统的扩展和逐渐的演变，各设备的位置可以灵活的改变；提高系统的可用性、可靠性、残存性。

局域网的拓扑结构：星型网络、总线型、环状型、树状型

以太网的标准：DIX ETHERNET V2; IEEE 802.3

适配器的作用：进行串并的转化；对数据进行缓存；在计算机操作系统安装驱动设备程序；实现以太网协议。

计算机通过适配器(网卡)与局域网通信

以太网提供的服务是不可靠的服务，即尽最大努力交互

载波监听多点接入/碰撞检验CSMA/CD(Ethernet的广播方式发送，在总线上实现一对一的通信)

作用：防止连接在总线上的个点发生冲突，协调总线上个计算机的工作

争用期：以太网端到端往返时延2r成为争用期或者碰撞窗口；争用期内若成功传输64字节，则后续传输就不会发生冲突了。

最短有效帧长64字节

以太网发送数据都采用曼彻斯特编码

使用集线器的星型拓扑：运用集线器的拓扑结构表面上看是一个星型网，但实质上是一个总线型网络，共享逻辑上的总线

特点：工作在物理层，每个端口具有发送和接受比特的功能，每个端口仅简单地转发比特，不具备碰撞检验的功能

在物理层扩展局域网

运用集线器或者转发器进行星型网的构建

集线器扩展局域网的优缺点：

优点：使得不在同一碰撞域中的计算机可以跨碰撞域通信；扩展了局域网的地理覆盖范围。

缺点：碰撞域增加，但吞吐量并未提高；如果不同碰撞域使用的数据不同，则不可以用集线器将他们互联再一起。

在数据链路层扩展局域网：网桥

网桥具有过滤帧的作用，先检查MAC地址，再决定下一个发到哪一个接口，使得各网段成为隔离开的碰撞域

优点：过滤通信量、增大吞吐量；扩大无力范围；提高可靠性。客互联不同物理层、MAC子层和不同速率的局域网

缺点：增加时延(存储转发和CSMA/CD)；在MAC子层没有流量控制功能；不同MAC子层的网段桥两在一起的实验增大；网桥仅适用于用户数不多或者通信量不大的局域网，否则会产生

多借口网桥—以太网交换机

优点：全双工、交换速率较高、提高了帧的转发速率，同时联通多对相互通信的主机，使之可以单独占用整条通信媒体进行碰撞检验。

集线器和交换机的区别：

1、共享一条带宽、工作在半双工的模式下，集线器所连接的各个站点属于共享信道

2、交换机的每个端口都独占一条带宽，工作在半双工或者全双工的模式，连接在交换机上的站点实际是独占信道