2022年2022年计算机网络考点 .pdf

第一章1、计算机网络的定义计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合2、因特网发展的三个阶段由单个网络向互联网发展形成了三级结构的互联网形成了多层次ISP 结构的因特网3、电路交换和存储交换的比较电路交换优点：实时性好，适用于实时回话等对传输要求较高的通信缺点：应对突发的流量不够灵活，信道利用率低，每次通信需建立连接，无存储功能，不能平衡网络流量，无差错检验机制存储交换优点：高效（动态分配传输带宽，对通信链路分段占用）、灵活（以分组为控制的基本单位） 、迅速（无需建立连接），可靠（有完善的网络协议）缺点：存储转发需要排队和处理，造成一定的时延；每个分组必须加控制的首部，也造成一定的开销4、计算机网络的划分：按网络的交换功能分类：电路交换、报文交换、分组交换、混合交换按覆盖范围分类：广域网、局域网，城域网、接入网网络的使用者分类：公用网和专用网按传播技术分类：广播式网络：所有联网计算机公用一个公共通信信道点对点式网络：每条物理线路连接一对计算机5、计算机网络最主要的两个性能指标带宽：在传送模拟信号时，本来是指信号具有的频带宽度（单位为Hz） ；现在是指传送数字信号时所能达到的最高数据率（单位为b/s） 。更常用的带宽单位是千比每秒，即kb/s （103 b/s）兆比每秒，即Mb/s（106 b/s）吉比每秒，即Gb/s（109 b/s）太比每秒，即Tb/s（1012 b/s）请注意：在计算机界，K = 210 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240 。时延：时延=发送时延 +传播时延 +处理时延 ; 发送时延，又称传输时延，表示发送时数据块从节点进入到传输媒体所经过的时间。大小等于数据块长度/信道带宽传播时延，是指电磁波在信道中传播一段距离所花费的时间。大小等于信道长度/信号在信道上的传播速率处理时延： 有时也用排队时延代替，表示数据在交换节点为存储转发而进行一系列必要处理所花费的时间注意：单纯提高带宽只能减小发送时延（即传输时延），故并不一定可以提高整名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 23 页 - - - - - - - - - 个网络的性能6、吞吐量和时延带宽积、往返时延RTT 吞吐量：是单位时间内通过一段网络（或信道、接口）的数据量，一般用于实际测量网络的数据量时延带宽积：是传播时延与带宽的乘积。又称为以比特为单位的链路长度。表示当第一个比特到达终点时，发送端已经发送的比特数往返时延RTT：表示从发送端发送第一个比特开始，到接收到接收端发送的确认为止，所经历的时延。7、计算机体系结构计算机体系结构是计算机网络各层及各层协议的集合8、实体、协议、服务访问点SAP、服务、分层实体：表示任何可接收或发送信息的硬件或软件过程协议：指控制对等层实体之间进行通信的一组规则服务：指各层向他的直接上层提供的一组原语或操作服务访问点SAP：同一实体相邻两层进行交互的地方称为服务访问点SAP，也称为接口分层： osi 分为七层：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层tcp/ip 分为四层：网络接口层，网际层，传输层，应用层，且第一层无具体内容。综合：分为五层：物理层，数据链路层，网络层，运输层，应用层9、客户和服务器客户 (client) 和服务器 (server)都是指通信中所涉及的两个应用进程第二章1、物理层的主要任务：确定与传输媒体的接口的一些特性，包括：机械特性 （接口的形状， 帧数等）；电气特性 （接口的额定电压等） ；功能特性 （各个电压所表示的意义） ；规程特性（不同功能的各个可能事件的出现顺序）2、数据通信系统的组成源系统：源点和发送器传输系统：目的系统：终点和接收器3、数字和模拟虽然数字化已成为当今的趋势，但并不是说数字信号和数字数据就一定是先进的。数据究竟是数字的还是模拟的，是由产生数据的性质决定的，如我们说话时， 声音的大小是连续变化的。 数据必须转化为信号才能在网络媒体上传输。可是有的传输媒体只适合与传送模拟信号，因此即使数据时数字形式的，也要将数据转化为模拟信号传输。4、调制和解调（以及我们为什么需要调制解调器）调制：把数字数据转换为模拟信号的过程叫做调制。解调就是调制的逆过程 我们之所以需要调制解调器，是因为我们的PC 机与主干网或ISP 之间存在一段电话用户线，所以只能调制后才可在其上传播。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 23 页 - - - - - - - - - 在公用电话网中， 交换机之间大都已经数字化，所以模拟信号必须转化为数字信号才可在数字信道上传输。5、数据和信号的概念数据运送消息的实体，是信息的载体。信号数据的电气的或电磁的表现，是数据的载体， 是数据在传输过程中电信号的表示形式。6、数据和数据传输方式的分类P35 fig-2-2 7、信道信道表示向某一个方向传送信息的媒体。它不等同于通信电路。一条可进行双向通信的线路往往包括一条发送信道和一条接收信道数据传输方式：串行通信和并行通信通信模式：单向通信:只能有一个方向的通信而没有反方向的交互双向交替通信：通信的双方都可以发送和接收信息，但不能双方同时发送或接收双向同时通信：通信的双方可以同时发送和接收信息8、基带信号和宽带信号基带信号就是用两种不同电压表示0,1 两种信号，直接送到线路上去传输宽带信号是指基带信号经过调制形成的频分复用模拟信号9、几种典型的调制方法调幅（ AM ） 、调频（ FM） 、调相（ PM）QAM( 正交调制 )：即使用直直角坐标系（每个象限有四个点，坐标原点到每个点的边的长度表示为r,这条边与x 轴的夹角表示为） ，则每个点可用（r,）表示，共十六个不同的坐标对，一个码元就可以表示4bit 的信息10 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码在基带传输数字数据信号的编码方式主要有：非归零码NRZ；曼彻斯特（ manchester）编码；差分曼彻斯特（difference manchester）编码。非归零码NRZ 内容略曼彻斯特编码：每一个比特周期T 分为前 T/2 和后 T/2 周期，前半个周期发送该比特的反码，后半个周期发送该比特的原码优点：每一个比特的中间有一次电平跳变（两次跳变的时间间隔可以是T 或 T/2） ；利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号。又称“自含时钟编码信号”缺点：其所占的频带宽度比原始基带信号增加了一倍改进：差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码：每比特的中间跳变只做同步之用；而比特的值根据开始边界是否发生跳变来判断（一个比特开始处发生电平跳变表示0，不发生跳变表示1）改进后的变化：抗干扰性更强11、数字传输系统现在的数字传输系统都是采用脉冲编码调制(PCM) 机制（实际上是将模拟信号转换为数字信号的方法） 。分为三步（采样、量化、编码）12、 奈氏准则和香农公式奈氏准则：理想低通信道下的码元最高传输速率为两倍的带宽（2W Baud ） ；(低通是指信号的低频成分，即低于某一频率的成分，都能够不失真的通过名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 23 页 - - - - - - - - - 信道，而高频成分都不能通过) 理想的带通信号信道下的码元传输速率为一倍的带宽(1W Baud) ；（带通信道是指介于f1 和 f2 之间的信号都可通过该信道，其余成分都不能通过）注意：此处为波特率，而不是比特率，即码元的信号传输速率。若一个码元含有N 比特的信息，则M Baud/s=M*N (b/s) 香农公式：香农推出了信道的极限传输速率C=Wlog2(1+S/N) (b/s) 其中， W 为信道的带宽，以HZ 为单位； S 为信道的信号平均功率；N 为信道内高斯白噪声的功率意义：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。注意：通常把S/N 称为信噪比，同时信噪比通常表示成10lg(S/N) dB 的形式例如：已知信噪比为30dB，带宽为3kHz，求信道的最大数据传输速率。 10lg(S/N)=30 S/N=10(30/10)=1000 C=3000log2(1+1000) 30k bps 13、常见的信道复用技术频分复用 FDM 、时分复用TDM 、统计时分复用STDM 、波分复用WDM 、密集波分复用 DWDM 、码分复用CDM（又称码分多址CDMA ）码分复用详解：每一个站被指派一个唯一的m bit 码片序列。一个站如果要发送比特1，则发送自己的码片，如果要发送比特0，则发送给码片的二进制反码。各个站的码片不仅各不相同，而且正交，即规格化内积都是0.（即每一位对应相乘再相加取平均数）。不仅如此：任意站点的码片序列与其自身的规格化内积都为1，而任一码片序列与其反码的规格化内积都为-1（0 用-1 表示时）这样如果一个站想接收s 站的数据， 就可以使用s站的码片序列与接到的信号做规格化内积， -1 即为 0,1 即为 1。14、中继器和集线器这两个设备都工作在物理层，实现信号的放大与整形。集线器模拟了传统电缆的功能，因此整个系统仍然是一个以太网（局域网）。使用 CSMA/CD 协议 . 第三章点对点信道的数据链路层1、链路与数据链路链路是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其它的交换结点数据链路是指在链路上加上实现协议的软件和硬件，就构成了数据链路现在最常用的方法是用网络适配器（网卡） 作为实现协议的软件和硬件，而且一般网卡包括物理层和数据链路层两层的功能2、数据链路层的主要功能：数据链路层传送数据的单位是帧（即在网络层交付的数据中添加链路层首部和尾部构成的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 23 页 - - - - - - - - - 数据单元），早期的数据通信协议又称通信规程，故在数据链路层，协议与规程是同义词。数据链路层的主要功能有链路管理，帧定界，透明传输，差错控制，此外还有流量控制等功能，但是现在已经基本属于运输层功能每个数据链路层协议都规定了帧的数据长度上限最大传送单元MTU 。3、三个基本问题详解（1）帧定界帧的首部和尾部的一个作用就是帧定界组帧通常有四种组帧方法字符计数法：利用首部的一个域来指明帧的字符数使用字符填充的首尾定界符法：让每一帧以一些特殊的字符开始或结束使用比特填充的首尾标志法（也称零比特填充法），以 01111110为一帧的开始和结束标志， 在发送端的数据链路层数据中每次碰到5 个 1，则在后添0，在接收端在予以恢复，从而实现透明传输利用物理介质上编码的违法标志来区分开始和结束。如曼彻斯特编码中“高-高”或“低 -低”是不合法的，可用于帧的开始和结束（2）透明传输以字节填充法来说明假设以SOH 和 EOT 为首部和尾部,若数据中也存在这两个标志（也可能出现其中之一） ，则会造成接收端的误判，故应在这样的数据前插入转义字符，若转义字符也出现在数据中，则，转义字符前加一个转义字符，接收端删掉转义字符，这样就可实现透明传输。（3）差错控制设计数据链路层的主要目的：将有差错的物理链路改变成无差错的数据链路差错控制编码原理：信息位：要发送的数据冗余位：在向信道发送数据以前，按照一定的关系加上冗余位。发送和接收过程：发送时把信息位和冗余位一起发送；接收时，检验信息位和冗余位之间的关系是否正确编码分类：检错码和纠错码利用编码进行差错控制的分类：自动请求重发ARQ（接收端发现差错则请求重发）和前向纠错FEC(在接收端进行纠正) 常见的检错码：奇偶校验码和循环冗余编码CRC 奇偶校验即通过增加冗余位使码字中1 的个数为奇数位或偶数位CRC 循环冗余编码详解：CRC 码又称为多项式码，这是因为任何一个二进制串都可以与只含0 和 1 两个系数的多项式建立联系方法：假设有k bit 的数据 M，在 M 后面加上n bit 的冗余码，则虽然增加了数据传输的开销，但是可以进行差错检测。n bit 冗余码获得方法：先用2nM（相当于在M 后加 n 个 0）,得到（ k+n）位的数，除以事先约定的长度为(n+1)位的数P，得到商为Q，余数为R（n bit） 。这个余数就作为冗余码添加在M 的后面发送出名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 23 页 - - - - - - - - - 去。增加的冗余码称为帧检测序列FCS 在接收端则进行CRC 检测，即把收到的帧同时除以同样的P, 得出余数R。判断：若得出余数为0，则认为传输无差错；否则，认为出现差错，丢弃该帧。P 的确定。用生成多项式P(X) 的系数来表示P。现在常用的生成多项式是：CRC-16=X16+X15+X2+1 CRC-CCITT=X16+X12+X5+1 CRC-32=X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1 FCS 与 CRC 的区别： CRC 是一种检测技术，而FCS 是添加在数据后面的冗余码，他可以使用CRC，也可不使用CRC. CRC 只能做到无差错接受，即凡是接受的帧，都能以非常接近1 的概率认为没有差错，但是并不能保证可靠传输（即发送什么就接收什么），要做到这点，还需确认和重传机制4、停止等待协议（1）理想化传输需要的条件假定一：发送方发送的任何数据就不会出差错，也不会丢失假定二：无论发送方发送速率有多大，接收方都来得及接收（即认为接收方向上层交付的速率永远不低于发送端发送速率）（2）实际上由接收方控制发送方的数据流是计算机网络流量控制的一个基本方法。（3）实用停止等待协议的内容：两点规定：不使用否定帧，只使用确认帧；习惯上ACKn 看成是确认第n 帧已正确接收，希望接受第n+1 帧（取模运算） 。发送端：从主机取出一个数据帧，送交数据缓存V（S）-0 发送状态变量V（s）初始化 N(S)-V(s) 把发送状态变量写入数据帧中的发送序号N(S) 把发送缓存中的数据帧发送出去（其副本仍然保留在发送缓存中）设置超时计时器等待（等待或的响应）收到确认帧ACKn 从主机取出数据帧，送交发送缓存。V(S)-1-V(S), 执行超时计时器到时，转到接收端V(R)=0 等待接收发送端传来的数据帧收到一个数据帧，判断若 N(s)=V （r),接收该帧，转到在（4）若不相等，则丢弃该帧，转到（6）向上层交付该数据帧V(R)=1-V(R) n=V(R), 向发送端发送确认帧ACKn, 转到因为停止等待协议是自动重传的，故简写为ARQ 重传时间的确定：一般取两倍的传播时延（即：Tout=2Tp）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 23 页 - - - - - - - - - （4）ARQ 的优缺点优点：简单缺点：信道利用率较低改进：连续ARQ 协议和选择重传协议5、连续 ARQ 协议（1）要点：在发送完一个帧后，并不是停止等待，而是连续的发送若干数量的帧，如果此时接收到了发送的确认，还可以再发送新的数据帧；接收方只接收有序到达的帧，如果中间的某帧出错，那么其后的帧都必需重传；发送端没发送一个帧，就需设置一个超时计时器，如果在设定的超时时间内，没收到确认帧，则需要重传，超时计时器也需重新设置（2）连续 ARQ 又称 GO-BACK-N ARQ，因为每次出错都需退到出错位置重传（3）优缺点优点 :信道利用率较高缺点：出现传输错误时，后导致某些已经正确发送的帧重新发送，因而降低了传送效率注意：当误码率较低时，连续ARQ 优于停止等待协议，否则，不一定6、滑动窗口的概念（1） 连续 ARQ 协议需要解决的问题：需要限制已经发送但还没有确认的帧的个数帧的编号问题循环重复使用有限的帧序号；开销要尽量的小在发送端和接收端分别设置窗口可以很好的解决以上问题（2）发送窗口的大小Wt 代表还没有收到确认前，发送端一次可以发出的帧的个数（只有序号在窗口内才可发送）（3）在接收端则比较简单：凡是与接收窗口序号一致的数据帧才可被接收，若收到其他的帧，则丢弃在连续ARQ 中， Wr=1.只有发送序号落在发送窗口内的帧才被接收。否则，丢弃。每接收到一个序号正确的帧，接收窗口就向前滑动一格，同时向发送端发送对该帧的确认。（4）注意：只有接收窗口滑动，发送窗口才可进行滑动，也就是说，窗口滑动是由接收端驱动的；该协议又称滑动窗口协议；发送窗口 Wt 必须小于2n-1（而不是2n,n 为编号的位数）7、选择重传协议（1）要点：选择重传协议改变了接收端的处理。接收端的接收窗口不在是1，而为一个大于 1 的值 Wr，这样就可以接收那些发送序号不连续但是却在接收窗口内的那些帧，等待发送出错的帧重传后一并上交给主机（2）选择重传协议对发送窗口Ws 和接受窗口Wr 的要求 Ws+Wr=2n Ws=Wr 故：发送窗口最大为2(n-1) 8、PPP协议（1）概述： PPP协议是现在世界上使用最多的数据链路层协议，特点是比较简单（2）PPP协议不应具有的功能纠错（但可以检错） ；流量控制；序号；多点线路；半双工和单工电路（3）组成部分：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 23 页 - - - - - - - - - 一套将网络层协议封装的方法链路控制协议LCP，实现数据链路的配置，连接及释放网络控制协议NCP，实现对不同网络协议的建立与配置（4）PPP协议的帧格式开始是标志字段F：内容是7EH ，也就是之前第二章我们零比特填充时使用的01111110 紧接着是地址字段A，内容是 FFH，实际上该字段不起作用再往后是控制字段C，内容通常是03H 再往后是协议指端若为 0 x0021,则数据字段为ip 数据报若为 0 xc021,则为 ppp 协议链路控制数据若为 0 x8021,则为 ppp 协议网络控制数据中间为数据部分，根据协议字段可包含不同数据（长度可变，但是最大不超过1500字节）尾部为FCS 和标志字段，与首部的相同FCS 所检测的字段范围为从地址字段的第一个bit 起，到信息字段的最末一个bit （5） ppp 协议是面向字节的，ppp 帧的长度都是整数字节ppp 进行同步传输时，由硬件实现比特填充，保证透明传输ppp 进行异步传输时，采用特殊的字节填充，保证透明传输ppp 协议并不使用序号和确认重传机制，也就是不提供可靠传输（6）ppp 协议拨号上网流程当用户拨号接入ISP 时，路由器的调制解调器对拨号做出确认，并建立一条物理连接。PC 机向路由器发送一系列的LCP 分组（封装成多个PPP 帧） 。这些分组及其响应选择一些PPP 参数，和进行网络层配置，NCP 给新接入的PC机分配一个临时的IP 地址，使PC 机成为因特网上的一个主机。通信完毕时， NCP 释放网络层连接，收回原来分配出去的IP 地址。接着， LCP 释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接9、HDLC 协议HDLC 帧的结构只比ppp 协议少了一个协议字段，其余都相同，不过，根据控制字段的不同，可分为信息帧，监督帧，无编号帧三类第四章局域网1、局域网的概述局域网一般为一个单位所拥有，并且覆盖范围和站点都有限优点： 能方便的共享各种资源便于系统的扩展和逐渐的演变提高了系统的残存性，可用性，可靠性2、决定局域网性能的因素网络拓扑（总线网，星形网，环形网，树形网等）传输介质共享技术静态划分信道（TDM,FTM,STDM,CDMA,WDM,DWDM等）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 23 页 - - - - - - - - - 动态媒体接入技术（随机接入和受控接入）3、局域网的两个标准DIX V2 标准和 IEEE 802.3 标准（前一个标准是以太网的标准，但是后一个标准只是对前一个做了微小的改动）4、网卡的作用实现串并转换；实现数据缓存；实现以太网协议；在计算机操作系统安装驱动程序（相当于向操作系统注册） ；实现封装和解封；编码和译码（如曼彻斯特编码）5、以太网的特点以太网发送信息是以广播的形式，以太网内的任何主机都能接收到，但是只有接收地址与自身相符时才会接收采用无连接方式，且不要求确认。（以太网通信质量很好，且确认重传功能一般由高层来完成）重要特性：使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行双向同时通信（全双工通信） 只能进行双向交替（半双工）通信每个站在发送数据的一小段时间（即争用期）内存在发生碰撞的可能这种发送的不确定性决定了以太网的平均通信量小于最高数据率6、载波监听和多点接入/碰撞检测（ CSMA/CD ）协议多点接入指多个计算机以多点接入的方式连接到同一根总线上 “载波监听”是指，每台计算机在每次发送数据前，都要先检测是否有别的计算机在发送数据，以免发生碰撞 “载波”就是其他计算机发送的数据信号 碰撞检测就是边发送数据，边检测线路上的电压，当超过某一门限值，认为发生碰撞，推迟一段随机的时间后重新发送7、以太网的争用期以太网的争用期一般取51.2us，这个时间大于2 倍的端到端往返时延（2 倍的 t）若以太网的传输速率（发送速率）为10Mb/s，则前 64 字节数据没发生冲突，则以后也不可能发生冲突8、以太网的MAC 地址在局域网中，硬件地址又称物理地址，或MAC 地址，由48 bit 组成MAC 地址中的前3 个字节， 所有生产网卡的厂家需要向IEEE 组织购买 ,被称为机构唯一标识符 OUI ，也叫做公司标识符第一字节的最低位表示为i/g 比特，当其为0 时，表示单个站地址，1 时表示组地址，用来进行多播9、MAC 的帧格式分两种： DIX ethernet V2 和 802.3 标准，但前者更常用下面介绍常用的这种帧格式第一个字段为6 字节的目的地址字段第二个字段为6 字节的源地址字段第三个字段为2 字节的长度 /类型字段（用来标记上一层使用的是什么协议或指定数据字段长度）第四个字段为数据字段（大小范围是461500 字节）最后一个字段为4 字节的 FCS 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 23 页 - - - - - - - - - MAC 帧的物理层，没有尾部，只有一个8 字节的首部，包括7 字节的前同步码，和一个字节的帧定界开始符MAC 帧的长度必须是整数字节帧间最小间隔为9.6us,即 96bit 的发送时间，是为了使接收缓存来的及处理10、扩展的局域网在物理层上扩展使用转发器或集线器，仍然相当于一个星形网优点：局域网覆盖的地理范围扩大了缺点：碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高；如果不同碰撞域使用不同的数据率，就不能用集线器将他们连接在数据链路层扩展使用网桥使用网桥可以根据MAC 地址进行过滤，并不把收到的帧对所有端口转发，而是根据 MAC 地址决定转发的端口优点：过滤数据量；可以用于不同物理层，不同MAC 层和不同速率的局域网的互联；提高了可靠性；增大了覆盖范围缺点：并不能进行流量控制；只能用于用户不太多，流量不太大的网络；转发时延增加网桥的特点：并不改变目的地址；发送数据前必需执行CSMA/CD 算法网桥分类：透明网桥和源路由网桥网桥登记信息：站地址、端口、时间站地址登记的是数据帧的源地址，但查找时当做目的地址使用，如此即可实现定向端口转发使用以太网交换机（第二层交换机）实际上以太网交换机可看成是一个多端口的网桥以太网交换机每个端口都与主机相连（这点与网桥不同，网桥一般连接两个局域网）以太网交换机能同时连结许多对端口，所以每一对主机都能像独占媒体那样，实现无碰撞的传输数据 对于普通10 Mb/s 的共享式以太网，若共有N 个用户， 则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(10 Mb/s) 的 N 分之一使用以太网交换机时，虽然在每个端口到主机的带宽还是10 Mb/s，但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，因此对于拥有N 对端口的交换机的总容量为N*10 Mb/s 。这正是交换机的最大优点。11、VLAN( 虚拟局域网 ) 概述虚拟局域网是一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组；他只是局域网提供的一种服务，并非新型的局域网标记（ MAC 帧格式）虚拟局域网的帧格式是在普通帧的基础上在源地址字段和长度/类型字段之间插入4字节的标识符（ VLAN标记）虚拟局域网组网方式：用交换机端口号定义虚拟局域网；用MAC 地址定义虚拟局域网;用 IP 地址定义VLAN 12、无线局域网名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 23 页 - - - - - - - - - 分类：有固定基础设施的无线局域网和无固定基础设施的虚拟局域网（自组网络）基本概念：基本服务子集BSS：包括一个基站和若干移动站，所有的站在本BSS 内都可直接都信，但是必须通过基站与外部进行通信接入点AP：BSS 中的基站又称为接入点一个基本服务集可以是孤立的，也可通过接入点AP 连接到一个主干分配系统DS (Distribution System)，然后再接入到另一个基本服务集，构成扩展的服务集ESS (Extended Service Set) ESS 还可通过门桥连接到非802.11 无线局域网的其它网络（如因特网），门桥的作用相当于网桥13、 802.11 标准的 MAC 层由于无线局域网存在隐蔽站和暴漏站问题，使得CSMA/CD 协议不能直接照搬使用改进：使用CSMA/CA （载波监听和多点接入/碰撞避免）协议。同时增加了确认机制 802.11 的 MAC 802.11 标准设计了独特的MAC 层，通过协调功能，确定源站什么时候可发送数据，MAC 层被进一步分为两层（PCF 层可能不使用）第一子层是分布协调功能DCF，使用CSMA/CA的机制使各个站点争用信道来获得使用权第二子层是点协调功能PCF,使用集中控制算法，用类似探询的方法使各个站轮流获得发送权。（对于时间敏感的业务使用）三种帧间间隔SIFS,PIFS,DIFS, 帧间间隔是所有站在发送后，必须等待一段很短的时间才能发送下一帧（避免碰撞） 虚拟载波监听即源站将它占用信道的时间（包括确认帧所需时间）向其它各个站广播，以便他们在此期间不发送数据当信道从忙态进入空闲态，任何站要发送数据时出了要等待一个DIFS 外，还要执行退避算法。 只有检测到信道空闲，且是发送第一个帧时，无需采用退避算法，其余情况都需执行退避算法退避算法内容第 i 次退避就要在2(2+i) 中随机选择一个（如第一次在1-8 个时隙中选择一个）14、高速以太网概念：速率达到或超过100 Mb/s 的以太网称为高速以太网。 100BASE-T 以太网的特点：可在全双工和半双工模式下工作；帧格式和最短帧长不变，但是最大电缆长度变为100m 帧间间隔由9.6us 变为 0.96us 吉比特以太网的特点：允许在1 Gb/s 下全双工和半双工两种方式工作。在半双工方式下使用CSMA/CD 协议，全双工方式不需要使用CSMA/CD 协议吉比特以太网最大网段长度仍为100m，使用“载波延伸” （即在 MAC 帧的后面填充特殊字符）的办法使最短帧长仍为64 字节名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 23 页 - - - - - - - - - 第五章广域网1、广域网概述广域网是由一些结点交换机和连接这些结点交换机的电路组成 广域网的覆盖范围很广，但由于它使用节点交换机连接各主机而非路由器连接各个网络，所以仍是单一的网络互联网即使覆盖范围很大，也不是广域网，因为这种网络的特点是不同网络的“互连”。节点交换机在单一的网络中转发分组，而路由器则在多个网络构成的互联网中转发分组连接在一个广域网（或局域网）中的主机在其网内进行通信时，只需使用其物理地址2、广域网的特点广域网是一种公共数据网络（由电信运营商提供的高质量的数据通信服务，可被租用）广域网研究的重点是宽带核心交换技术3、广域网使用的技术公共电话交换网（PSTN）综合业务数字网（ISDN ）数字数据网（DDN ）X.25 分组交换网帧中继（ FR）网异步传输模式（ATM ）网光以太网 -吉比特以太网（GE）与十吉比特以太网10（GE）4、数据报和虚电路的优缺点略5、广域网中的分组和转发机制（ 1）转发和路由选择的区别现在趋向于把这两种说法区分开来，但为了描述方便，一下内容并不严格区分转发是指分组到达交换机时，查找转发表找到应该从哪个接口转发路由选择是指交换结点根据路由选择算法构造路由表的过程（ 2）层次地址结构对于局域网， 采用平面地址结构，但对于广域网来说，采用层次地址结构更为方便举例：把地址分为两部分：前一部分用来表示交换机的编号，后一部分用来表示连接的交换机端口或主机号注意：转发表中没有目的地址这一列（与局域网中相同），因为转发分组只和下一跳的地址有关查找转发表时， 只要目的地址栏中交换机号是相同的，那么下一跳就是相同的，因此也可根据主机地址中的交换机号来查找转发表（ 3）可使用默认路由来合并下一跳相同的项（列出特殊的项，然后目的站为其他的则直接使用默认路由）6、拥塞控制（ 1）意义： 在一段时间内， 若对网络中某种资源的需求大于该资源所能提供的可用部分，网络的性能就会变坏。若网络中许多资源同时存在拥塞，则网络的性能就会下降。由于网络拥塞由多个因素引起，简单的协调一点可能并不能减轻拥塞还有可能使拥塞加剧。 所谓拥塞控制就是防止过多的数据进入网络。（ 2）前提：网络能够承受现有的网络负荷（ 3）流量控制和拥塞控制的区别与联系名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 23 页 - - - - - - - - - 拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有主机，所有路由器，以及与降低网络性能有关的所有因素流量控制是对特定的发送端和接收端进行的点对点的通信量控制（主要就是使接收端来的及接受发送端的数据）拥塞控制的具体实现与各个结点的流量控制有关（ 4）拥塞控制的重用方法：慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复（详见笔记）（ 5）拥塞控制的检测检测拥塞的主要指标为：被丢弃分组的百分数，平均队列长度，超时重传分组数，平均分组时延，分组时延的标准差等。另一种方法是令一些主机或者路由器定期发出探测帧（ 6）拥塞控制的目标：理想情况，在没达到网络最大吞吐量之前，吞吐量=提供的负载。（ 7）分类：开环控制和闭环控制7、X.25 网络（1）概述：X.25 网就是 X.25 分组交换网 ,只是一个对公用分组交换网的接口的规约。X.25 是基于虚电路的服务 （2）X.25 网络的层次关系用户数据在X.25 的分组层（相当于网络层）加上X.25 的首部控制信息后，就组装成为X.25 分组。数据链路层使用的是HDLC 的一个子集平衡型链路接入规程LAPB 。在分组层DTE 与 DCE 之间可建立多条逻辑信道(04095 号) ，使一个DTE 同时和网上其他多个DTE 建立虚电路并进行通信。X.25 还规定了在经常需要进行通信的两个DTE 之间可以建立永久虚电路。这些虚电路号以及分组序号等控制信息都写在X.25 分组的首部中（3）典型的公用分组交换网络TELENET/DATAPAC/TRANSPAC/CHINAPAC等8、帧中继（ FR）（ 1）帧中继原理：帧中继 FR(Frame Relay)是一种支持高速交换的网络体系结构。许多方面类似X.25 网，被称为第二代X.25。帧中继并不使用差错恢复和流量控制。只要查出下一跳的地址则立即转发分组。因此速率比X.25 快一个数量级。（ 2）帧中继对差错的处理当检测到误码时，该结点要立即结束此次传输，如果结束指令传到下一个结点，则下一个结点也应立即终止该帧的传递，并丢弃该帧。 如果要重传出错的帧则由源主机的上层协议控制重传，而不是使用帧中继协议。（ 3）帧中继特点：帧中继的呼叫控制信令是与用户数据分别在两个不同的逻辑连接上传输（称为带外信令），与 X.25 不同。帧中继使用虚电路服务，与 X.25 不同的是帧中继逻辑连接的复用和交换都在第二层处理，而不是X.25 的第三层（分组层）（ 4）帧中继网络的工作过程当局域网的MAC 帧传到与帧中继相连的路由器时，路由器剥掉MAC 帧的帧首部，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 23 页 - - - - - - - - - 把 ip 数据报传给帧中继接口卡。帧中继接口卡把IP 数据报封装到帧中继帧的信息字段，加上帧中继帧的首部（标志字段和地址字段）和尾部（FCS 和标志）帧中继接口卡将封装好的帧通过向电信公司租来的专线发送给帧中继网络中的帧中继交换机。帧中继交换机收到帧则按照地址字段中的虚电路号转发帧当帧中继帧的帧到达终点路由器时，路由器剥去帧中继帧的首部和尾部，添加上局域网的首部和尾部，交付给此局域网上的目的主机，若发现出错，则交给运输层处理。（ 5）帧中继帧的格式首部：标志字段（01111110） ，地址字段 (一般为 2 字节，也可扩展为3 字节或 4 字节 ) 数据部分：因特网内ip 数据报尾部：帧检测序列FCS 和标志字段（ 6）帧中继的拥塞控制丢弃策略，拥塞避免，拥塞恢复（ 7）帧中继帧的两种优先级分两种：高优先级：地址字段中DE 比特置 0，表示尽量不要丢弃此类帧（即使发生拥塞）低优先级：地址字段中DE 比特置 1，表示相对不重要的帧，拥塞时可适当丢弃（ 8）承诺的信息速率CIR（committed information rate ） CIR 是特定的帧中继连接中，用户与网络协商确定的用户信息速率的门限数值 CIR 数值越高，帧中继用户向帧中继服务提供者缴纳的费用越高当一个连接的信息传输速率不高于CIR 时，一般帧交换节点不会丢弃该连接的帧，但也不保证一定不丢弃。每个节点的所有连接的CIR 总和不应超过该结点的容量，即接入速率。虽然使用了“承诺的”这一名词，但是当一个连接的传输速率不超过CIR 时，并不是就不会丢弃；当短时间超过CIR 时，网络会将这样的帧的DE 比特设置为1，并在可能的情况下进行传送（即不一定丢弃）；若长时间超过CIR 值，导致网络的数据量超过网络的所设定的最高门限值，则直接丢弃该连接发过来的帧。当网络必须丢弃一定的帧时，网络将优先考虑丢弃超过CIR 值的连接发过来的帧9、异步传递方式ATM （ 1）概述ATM 是建立在电路交换和分组交换的基础上的面向连接的快速分组交换技术ATM 采用定长的分组作为传输和发送的单位，这种定长分组称为信元（cell）（2） “异步”的含义当用户的ATM 信元要传送时，