2022年重庆大学通信工程学院期末测试计算机通信网知识框架 .pdf

一、概述1、计算机网络的功能连通性共享性虚拟实时连接资源共享2、互联网阿帕网三级结构的因特网（主干网、地区网、校园网/企业网） 多层次 ISP 结构的因特网3、电路交换：建立连接 通话 释放连接（线路占用需要连接效率低）报文交换：查找转发表转发报分（时延大存储转发需要排队）分组交换： 查找转发分组 （流水线结构、 高效 灵活迅速 可靠 存储转发需要排队路由）交换方式电路交换分组交换报文交换特点整个报文的比特流连续 的 从 源 点 直 达 终点，好像在一个管道中传输整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来以后查找转发表，转发到下一个结点单个分组传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点优点面向连接，相对可靠高效灵活迅速可靠缺点传输效率低占用线路时延 分组首部开销时延长4、分类：按范围：广域网WAN 城域网 MAN 局域网 LAN 个人局域网PAN 按拓扑结构：总线型、环型、树型、星型、网状型、混合型按使用者：公用网、专用网5、性能指标： 速率贷款 吞吐量时延（发送时延传播时延处理时延排队时延时延带宽积）往返时间 RTT 利用率发送时延：数据帧长度/发送速率传播时延：信道长度/传输速率时延带宽积：传播时延*带宽6、ISO/OSI 七层体系：应用层：直接为用户的应用进程提供服务表示层、会话层、运输层：负责向两个主机中进程之间的通信提供服务网络层：负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务数据链路层：封装成帧、透明传输、差错检测物理层：透明地传输比特流各层间数据传送通过增减报首/尾控制二、物理层（确定与传输媒体的接口有关的一些特性）1、相关特性：机械特性（形状尺寸等）电气特性（决定信号电压范围）功能特性（特定电压的意义）过程特性（决定事件顺序）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2、信道极限容量（带宽与信噪比）香农公式： C=W （ 1+S/N） （ b/s）3、导向传输媒质：双绞线（电话）同轴电缆（有线电视）光缆（网络主干线）4、信道复用FDM TDM SDM CDM( 正交码 ) STDM （统计时分复用statistic） WDM FDM 所有用户在同一时间占用不同的带宽资源（频率带宽）TDM 所有用户在不同时间占用同样的频带宽度（将时间片划分为等长的时分复用帧，每个用户占用固定序号的时隙）WDM 在同一光纤上使用不同光载波CDM 每一个比特时间划分为m 个短的时间片，即码片，不同码片间正交。5、SONET/SDH ：同步光纤网 /同步传输技术SDH 是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光纤网（SONET ）支持欧洲、北美两种数据帧结构欧洲 E1 2.048M 基带 32 路北美T1 1.544M 基带 26 路 而 STS-1 是 51.840，是前两者的整数倍速率可以将 SDH 信号封装成WDM 光信号在 SONET 中传输（采用波分复用，速率大）SONET 的层次：光子层：跨光缆的比特传送段层： STS-N 帧传送线路层：路径的同步和复用路径层：交换机处理路径端接设备之间业务的传输6、宽带接入技术、 DSL digital subscribe line 用户数据线ADSL:asymmetric 非对称用户数据线离散多音调DMTdiscrete multi-tone技术上下行频带不对称宽度不同、光线同轴混合网HFC hybrid fiber coax 主干光纤 结点 电缆调制解调器、 FTTx （home building door office floor zone neighbor）三、数据链路层1、信道类型：点对点广播2、三个基本问题：封装成帧透明传输差错检测封装成帧： IP 报文加上首部、尾部透明传输：转义字符字节填充0 比特填充 0 x7E （0 x7D,0 x5E ） （0 x7d,0 x5D ）差错检测： CRC 循环冗余检测3、点对点协议PPP 封装LCP 链路控制协议NCP 网络控制协议PAGE75 状态图4、广播协议（局域网）LLC 逻辑链路协议MAC 媒体介入控制名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - CSMA/CD 协议：多点介入：总线型网络、广播载波监听：检测链路电平信息、检测信道忙否碰撞检测：截断二进制指数退避争用期停止发送强化碰撞退避等待51.2us 5、MAC 层 page89帧结构仍采用 CRC，产生校验码FCS 置于尾部6、集线器物理层网桥链路层转发表自学习法网桥转发时，不改变帧的源地址碰撞域可连接不同速率不同 MAC 7、虚拟局域网VLAN 避免广播风暴VLAN 标记用于区分8、高速以太网双工CSMA/CD 单工四、无线网络1、AP 接入点SSID：服务集标识符BBS：基本服务集BSA：基本服务区一个 BBS 中的 AP 连接到一个分配系统DS，再连接到另一个BBS，构成 ESS，扩展的服务集。2、CSMA/CA 协议为什么不是CD？检测与避免的选择无线信号强度弱，检测困难受信道等多因素影响无线局域网中，并非所有的站点都能听见对方受 AP 作用范围影响3、无线 MAC 协议无线 MAC 层：分布协调功能DCF 点协调功能PCF 4、发送次序选择SIFS 、SHORT、 INTERFRAME SPACE （帧间间隔）PIFS DIFS 争用窗口冻结优先级 page344 5、无限个人局域网蓝牙低俗 WLAN ZIGBEE功耗低容量大高速 WLAN 6、无线城域网WMAN 本地多点分配系统LMDS local multipoint distribution system 五、网络层向上提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力的交付数据包服务虚电路服务与数据包服务page109 两种服务对比的方面虚电路服务数据报服务思路又网络保证可靠性由用户主机保证可靠性终点地址仅在建立连接时使用， 每个分组使用短的虚电路号每个分组都有重点的完整地址连接的建立必须有不需要分组的转发属于同一虚电路的分组按照每个分组福利选择路由进行名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 同一路由进行转发转发结点故障时所有通过该结点的虚电路均不能正常工作鼓掌结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化分组顺序先发先到不一定先发先到端到端端额差错处理和流量控制可以由网络负责， 也可以由主机负责由用户主机负责1、 网际 IP 协议簇IP ARP RARP ICMP IGPM 2、 IP 划分ARP 协议A、虚拟互连网络：逻辑的互连网络，互连起来的各种物理层的异构性本来是客观存在的，但是利用IP 协议就可以使这些性能各异的网络在网络层上看起来好像是一个统一的网络。B、各层中间设备层次器件物理层转发器数据链路层网桥/桥接器网络层路由器网络层以上网关C、特殊 IP 网络号主机号源地址可用目的地址可用代表的意思0 0 Y N 在 本 网 络 上 的本主机0 Host-id Y Y 本 网 络 上 的 某个主机 host-id 全 1 全 1 N Y 只 在 本 网 络 上进行广播Net-id 全 1 N Y 对 net-id 上所有主机进行广播127 非全 0 或全 1 的任何数Y Y 用 作 本 地 软 件环回测试之用D、IP 划分A 0: 1126 B 10:128.1.0.0 C 110 :192.0.1.0D 1110:广播 E 1111：保留段3、 划分子网（注意减2） 划分超网（ CIDR 无分类编址地址聚合）4、 ICMP 报文 差错报告报文询问报文5、 路由选择协议内部网关协议：RIP OSPF 外部网关协议BGP 项目RIP OSPF BGP 类型内部网关协议AS 内内部网关协议AS 内外部网关协议AS 间算法思想距离向量 IGP 基于链路状态IGP 距离向量EGP 信息交换对象相邻路由器本 AS 中的所有路由器相邻 BGP 发言人名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 交换的内容自己的路由表与自己相邻的所有路由器的链路状态网络可达性路径向量交换时间周期性初始化链路状态变化时初始化网络状态变化时帧封装特点UDP IP TCP 特点跳数小于 16 规模小实现简单开销小收敛时间较大只计算选择单一路径坏消息传的慢将 AS 划分为区域以减小洪泛法的资源占用与浪费适用规模大针对不同业务可进行多路径计算与选择，即实现平衡负载支持 CIDR 无坏消息情况备用 BGP 发言人以防止选用发言人出现故障6、 IP 多播： IGPM 、多播路由选择则协议虚拟专用网VPN 网络地址装换NAT IP 与运输层的端口号配合实现内部单一网际IP与外通信7、 路由器的结构多 IP 地址多 MAC 地址交换结构（路由选择协议、路由表、转发表）输入输出端口、路由表：多路由器通过路由选择则协议产生路由表；路由表一般包含从目的网络到下一跳的映射转发表：从路由表得来，包含从目的网络到输出端口和某些MAC 地址信息的映射名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 六、运输层1、端口复用分用2、TCP/UDP 项目TCP UDP 连接项面向连接面向非连接面向报文可靠性可靠尽最大努力交付不可靠对象数目P2PP2M/M2MM2P P2P 流控有无差错控制有无交付形式字节报文帧检测同 UDP 伪首部检验和取反求和单双工双工3、可靠传输接受窗口与拥塞窗口决定发送窗口可靠传输原理：停止等代协议连续 ARQ 协议 (AutomaticRepeat-Request,自动重传协议)在不可靠的传输网络上实现可靠通信Page192 信道利用率： U=Td/Td+RTT+Ta Td：发送分组需要的时间Ta：确认分组需要的时间P201 重传时间的计算4、熟知端口号应用程序FTP TELNET SMTP DNS TFTP HTTP SNMP SNMP(trap) 熟 知 端 口号21 23 25 53 69 80 161 162 5、套接字：端口号拼接到IP 地址构成套接字套接字是TCP 连接的端点， 此处注意，并非惯性思维上的运输层协议端口或者应用进程。6、拥塞控制：防止过多的数据注入到网络中，以避免网络中的路由器发生过载。其前提是网络能够承受现有的网络负荷，它是一个全局性的过程，涉及所有路由器、 主机等与降低网络传输性能有关的所有因素。7、流量控制：点对点的通信量控制，它是端到端的问题，而非基于全局性考虑。其基本作用是抑制发送端发送数据的速率，以便接收端来得及接受。8、RED 随机早期检测尾部丢弃策略队列长度最小门限与最大门限名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -