计算机网络知识点总结

2物理层

2.1基本概念

物理层的主要任务——确定与传输媒体接口的一些特性

四个特性：机械特性——指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线的数目和排列、固定的所

锁定装置等

电气特性——指明接口电缆各条线上出现的电压范围

功能特性——指明某条线上出现的某条电平的电压表示何种意义

过程特性——指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序

2.2数据通信的基础知识

数据通信系统的三大部分——源系统、传输系统、目的系统

数据——运送消息的实体

信号——数据的电气或电磁表现

模拟的——表示消息的参数的取值是连续的

数字的——表示消息的参数的取值是离散的

码元——在使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值表示的基本波形

单工通信（单向通信）——只能有一个方向的通信不允许反方向的交互

半双工通信（双向交替通信）——通信的双方都可以发送消息，不允许同时发送或接收

全双工通信（双向同时通信）——通信双方可以同时发送接收消息

基带信号——来自源的信号

调制——基带信号含有信道不能传输的低频分量或直流分量，必须对基带信号进行调制

基带调制(编码)——仅仅变换波形，变换后仍是基带信号

带通调制——使用载波调制，把信号的频率范围搬到较高频段，并转换为模拟信号

带通信号——经过载波调制后的信号（仅在一段频率范围内能通过信道）

基本带通调制方法——调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)

码间串扰——在接收端收到的信号波形失去了码元之间的清晰界限的现象

奈式准则——在任何信道中，码元的传输速率是有上限的，传输速率超过此上限就会出现严重的码间串扰，使接收端对码元的判决成为不可能

数据的传输速率(比特率)——每秒传输的比特数即二进制数字(0或1)，单位bit/s、b/s、bps 码元传输率(波特率)——每秒信道传输的码元个数，单位B

传信率(比特率)与传码率(波特率)的关系——（N为码元的进制数）

比特率=n*波特率(n为每个码元的比特,二进制时带1比特,三进制时带2比特,八进制带3bit) 信噪比——信号的平均功率和噪声的平均功率之比，记为S/N，单位分贝(dB)

信噪比(dB)=10log10(S/N)(dB) 如当S/N为10时信噪比10，S/N为1000为30 香农公式——信道极限信息传输率C = W log2(1+S/N) b/s

W信道带宽(单位Hz)、S信道内所传信号的平均功率、N为高斯噪声功率

奈氏准则公式——C=2WRb=2WRBlog2N

即每赫带宽理想低通信道的最高码元传输率是每秒2个码元

2.4通道复用技术

频分复用(FDM)——用户在分配到一定频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带

频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的频率带宽

时分复用(TDM)——将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM帧)，每一个时分复用用户在每一个TDM帧中占用固定序号的间隙。（信道利用率不高）

统计时分复用(STDM)——前提是假定各用户都是间歇地工作，每个时隙要有用户地址信息

波分复用(WDM)——光的频分复用，因光载波频率很高，习惯上用波长表示使用的光载波8路2.5Gb/s光载波经光的调制，在一根光纤上的总速率为20Gb/s

100根2.5Gb/s光纤的光缆,采用16倍密集波分复用,得一根4Tb/s\

码分复用CDM ——将每一个比特时间划分为m个短的码片

(码分地址CDMA) 给每个站点分配码片序列，不同站点的码片序列正交

当发送码片1时就发送该站点码片序列，比特0时发送反码

当S站点向T站点发送数据时,T站点接收的是所有站点发送的序列和

T站点用S站点的码片序列与接收的序列和做内积运算

非S站点的序列得0,，S站发送的比特0得-1、比特1得1

规格化内积公式——各项相乘之和除以项数量

脉冲调制PCM体制——北美24路PCM标准T1速率为1.544Mb/s

欧洲30路PCM标准E1速率为2.048Mb/s

同步光纤网SONET—第一级同步传送信号STS-1传输速率51.84Mb/s(第一级光载波OC-1) 同步数字系列SDH——基本速率(第一级同步传递模块STM-1)为155.52Mb/s（OC-3）

3数据链路层

数据链路层使用的信道主要有两种类型：

点对点信道——使用一对一的点对点通信方式

广播通信——使用一对多的广播通信方式

链路——是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，中间没有其他交换结点。

链路只是一条路径的组成部分

数据链路——除了这些物理线路，还必须有通信协议来控制数据的传输，如果把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

帧——数据链路层协议数据单元

IP数据报——网络层协议数据单元

数据链路层三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检验

封装成帧——在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了一个帧

帧定界——首部和尾部的一个重要作用

最大传送单元(MTU)——链路层协议规定的所能传送的帧的数据部分长度上限

帧定界符——当数据是由可打印的ASCII码组成的文本文件时，帧定界可使用帧定界符SOH——帧开始符，十六进制编码01，二进制编码00000001，Start Of Header EOT——帧结束符，十六进制编码04，二进制编码00000100，End Of Transmission

透明传输——无论什么样的比特组合的数据都能通过这个数据链路层

字节填充——发送端的数据链路层在数据中出现控制字符前插入一个转义字符“ESC”

在接收端的数据链路层把数据送往网络层之前删除插入的转义字符ESC——转义字符，十六进制编码1B，二进制编码00011011，Byte Stuffing

差错检测：

比特差错——比特在传输过程中可能会发生差错：1变成0，0变成1

误码率BER——在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比例，Bit Error Rate 信噪比越大，误码率越小

循环冗余检验CRC——把数据分为每组k个比特

在待传送的一组数据M后添加n位冗余码

冗余码的计算方法——在M后加上n个0得到(2^n)M

除以事先选定好的(n+1)位除数P得到商Q和n位余数R

(用竖式做除法,商右移补0至位数与除数相等,相异得1,相同得0)

余数R作为冗余码接在M后发送出去

循环冗余检验CRC——把收到的每一帧除以P，检查得到的余数R’

若R’=0，则判定这个帧没有差错，就接受

若R’!=0，则判定有差错，就丢弃

帧件检验序列FCS——在数据后面添加冗余码，Frame Check Sequence

而CRC是一种常见的检错方法

FCS可以用CRC这种方法得出，但CRC并非获得FCS的唯一方法在数据链路层使用CRC检验，能实现无比特差错传输，但这还不是可靠传输，只能做到无差错接收，要做到可靠传输，必须加上确认和重传机制。

点对点协议PPP——用户计算机和ISP进行通信时使用的链路层协议(只支持全双工链路) PPP协议应满足的需求——简单——这是首要的要求

封装成帧透明性多种网络层协议多种类型链路差错检测

检测连接状态最大传送单元网络层地址协商数据压缩协商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

PPP协议三个组成部分——一个将IP数据报封装到串行链路的方法

链路控制协议LPC(Link Control Protocol)

网络控制协议NPC(Network Control Protocol)

PPP用同步传输链路，采用硬件完成比特填充；异步传输时使用字符填充法P75

零比特填充——PPP协议在使用SONET/SDH链路时，是使用同步传输的，此时采用零比特填充实现透明传输；发送端：5个连续1填一个0，接收端删除。