2022年计算机网络谢希仁著考试知识点整理 2.pdf
《2022年计算机网络谢希仁著考试知识点整理 2.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年计算机网络谢希仁著考试知识点整理 2.pdf(18页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第1页,共 18页计算机网络整理资料第 1 章 概述1、计算机网络的两大功能:连通性和共享;2、计算机网络 (简称为 网络 )由若干结点( node)和连接这些结点的链路(link )组成。网络中的结点可以是计算机、集线器、交换机或路由器等。3、互联网基础结构发展的三个阶段:从单个网络ARPANET 向互联网发展的过程。建成了三级结构的因特网。逐渐形成了多层次ISP(Internet service provider ) 结构的因特网。4、制定互联网的正式标准要经过以下三个阶段:互联网草案 (Internet Draft) 建议标准 (Proposed Standard) 互联网标准 (Int
2、ernet Standard)5、互联网的组成:边缘部分 :由所有连接在互联网上的主机组成,这部分是 用户直接使用的。处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有的主机,这些主机又称为端系统( end system )。(是进程之间的通信)两类通信方式:客户服务器方式:这种方式在互联网上是最常见的,也是最传统的方式。客户 (client)和 服务器 (server)都是指通信中所涉及的两个应用进程(软件)。客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方;服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分所提供的服务。客户程序 :一对多,必须知道服务器程序的地址;不需要特殊硬件和很复杂的操作系统。服务器程序
3、:可同时处理 多个远地或本地客户的请求(被动等待);一般需要有强大的硬件和高级的操作系统支持对等连接方式(p2p):平等的、对等连接通信。既是客户端又是服务端;核心部分 :由大量网络和连接在这些网络上的路由器组成,这部分是 为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)(主要由路由器和网络组成);核心中的核心:路由器(路由器是实现分组交换 的关键构建,其任务是 转发收到的分组)交换 按照某种方式动态地分配传输线路的资源:电路交换 :必须经过 建立连接 (占用通信资源)通话 (一直占用通信资源)释放资源 (归还通信资源)三个步骤的交换方式。电路交换的一个重要特点就是在通话的全部时间内,通话的两个用户始
4、终占用端到端的通信资源;报文交换:基于存储转发原理(时延较长);分组交换 :分组交换采用存储转发 技术。在发送报文 (message )之前,先把较长的报文划分成为一个个更小的等长数据段,在每一个数据段前面,加上一些由必要的控制信息组成的首部(包头 header)后,就构成了一个 分组 (包 packet) ;分组是在互联网中传送的数据单元。路由器处理分组过程:缓存查找转发表找到合适接口转发出去。优点 :高效(逐段占用链路,动态分配带宽),灵活(独立选择转发路由),迅速(不建立连接就能发送分组) ,可靠(保证可靠性的网络协议;分布式多路由的分组交换网)问题: 存储转发时会造成一定的时延 ;无法
5、确保通信时端到端所需的带宽。报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽;6、计算机网络的分类:按作用范围:WAN( 广), MAN (城), LAN (局), PAN (个人区域网);按使用者:公用网,专用网;7、计算机网络的性能1)速率 (比特每秒bit/s) :精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页第2页,共 18页比特 (bit) :信息论中 信息量的单位;网络技术中 速率 指的是 数据的传送速率也称为 数据率 或比特率 。2)带宽(两种不同的意义): 频域 称谓,指 信号具有的频带宽度,单位赫兹Hz 时域 称谓,
6、表示在单位时间内网络中某信道所能通过的“最高数据率 ” ,单位比特每秒(bit/s);两者本质一样,一条通信链路的“带宽”越宽,传输的“最高数据率”自然越高。3)吞吐量:单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的实际 数据量。受网络的带宽或网络的额定速率的限制。4)时延: 时延是指数据(一个报文或分组,甚至是比特)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间,有时也成为延迟 或迟延。发送时延 (传输时延) :主机或路由器发送数据帧所需要的时间。)/bbs发送速率()数据帧长度(发送时延传播时延 :电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。)/mms速率(电磁波在信道上的传播)信道长度(传播时延
7、处理时延:主机或路由器在收到分组时需要花费一定的时间进行处理。排队时延:结点缓存队列中分组排队所经历的时延。(取决于网络当时的通信量);数据在网络中经历的总时延就是以上四种时延之和。注:对于高速网络,提高的仅仅是数据的发送速率不是比特在链路上的传播速率。5)时延带宽积:时延带宽积 (体积) =传播时延(长)X 带宽(截面积) ,以比特为单位的链路长度。6)往返时间( RTT):简单来说,就是两倍传播时延(实际上还包括处理时延,排队时延,转发时的发送时延) ;7)利用率 :信道利用率网络利用率(全网络的信道利用率的加权平均值)。UDD10,D0 表示网络空闲时的时延,U 为利用率, D 表示网络
8、当前的时延;可见信道利用率并不是越高越好,当某信道的利用率增大时,该信道引起的时延也就迅速增大。减少方法:增大线路的带宽。8、计算机网络的非特征性能:费用,质量,标准化,可靠性,可扩展性和可升级性,易于管理和维护。9、计算机网络体系结构OSI/RM 开放系统互连参考模型( 法律上的国际标准) ;简称 OSI。TCP/IP 事实上的国际标准;协议 为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。三要素: 语法(结构和格式) ,语义(动作),同步(顺序) ;分层的好处 :各层之间是独立的;灵活性好;结构上可分割开;易实现和维护;能促进标准化工作。五层体系结构:应用层:通过应用进程 (正在运行的程序
9、)间的交互来完成特定网络应用。(如 DNS,HTTP,SMTP,FTP) 运输层:负责向两台主机中进程之间的通信提供 通用的数据传输服务; (复用和分用) 。运输层主要使用以下两种协议:1、传输控制协议TCP :提供面向连接的、可靠的数据传输服务,其数据传输单位是报文段 。2、用户数据报协议UDP:提供无连接的、尽最大努力 的数据传输服务(不保证可靠性),其数据传输单位是 用户数据报 。网络层:负责为分组交换网上的不同主机 提供通信服务(在TCP/IP 体系中,分组也叫IP 数据报 ) 。数据链路层: 将网络层交下来的IP 数据报 组装成帧 , 在两个相邻结点 (主机和路由器之间或路由器之间)
10、间的链路上传送帧;每一帧包括数据和必要的控制信息 。物理层:透明地传送比特流(双绞线、同轴电缆、光缆、无线信道等不在物理层)。10、实体、协议、服务和服务访问点精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 18 页第3页,共 18页实体 任何可发送或接受信息的硬件或软件进程;协议 控制两个对等实体(或多个实体)进行通信的规则的集合;(水平的)在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务(垂直的)。要实现本层协议,还需要使用下面一层所提供的服务。同一系统相邻两层的实体进行交互(即交换信息 )的地方,称为服务访问点SA
11、P (Service Access Point) 。下面的协议对上面的服务用户是透明的。IP over everything everything over IP (p36) 第 2 章 物理层1、基本概念机械特性 (接口);电气特性 (电压范围) ;功能特性 (电压的意义) ; 过程特性 (顺序)2、数据通信系统一个数据通信系统可划分为三大部分,即源系统 (发送端、发送方)传输系统 (传输网络) 目的系统 (接收端、接收方) 。常用术语:数据 (data)运送消息的实体。信号 (signal)数据的电气的或电磁的表现。模拟信号 ,或 连续信号 (analogous)代表消息的参数的取值是连续
12、的。数字信号 ,或 离散信号 (digital) 代表消息的参数的取值是离散的。码元 (code)代表不同离散数值的基本波形。3、信道的基本概念信道:用来表示向某一个方向传送信息的媒体;可以有以下三种基本方式。 单向通信(单工通信)只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。(广播) 双向交替通信(半双工通信)通信的双方都可以发送信息,但不能双方同时发送( 当然也就不能同时接收 )。这种通信方式是一方发送另一方接收,过一段时间后,可以再反过来。双向同时通信(全双工通信)通信的双方可以同时 发送和接收信息。基带信号来自信源的信号,为使信道能够传输低频分量和直流分量,必须进行调制基带调制 (仅对波形进
13、行变换) ;带通调制 (使用载波调制) 。最基本的带通调制方法:调幅( AM ) ;调频( FM ) ;调相( PM) ;为了达到更高的信息传输速率,必须采用技术上更为复杂的多元制的振幅相位混合调制方法,例如正交振幅调制4、信道的极限容量两因素:信道能够通过的频率范围(码间串扰)加宽频带;信噪比 信号的平均功率和噪声的平均功率之比;常记为S/N,并用分贝( dB)作为度量单位即:信噪比(dB)= 10 log10(S/N)(dB) 香浓公式: 信道的极限信息传输速率C = W log2(1+S/N) (bit/s) ;式中 W 为信道的带宽(单位Hz) ,S 为信道内所传信号的平均功率,N 为
14、信道内部的高斯噪声功率。香浓公式表明: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。只要信息传输速率低于信道的极限传输速率,就一定存在某种方法实现无差错传输。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 18 页第4页,共 18页其他提高信息传输速率的办法:让每个码元携带更多比特的信息量。5、传输媒体6、信道复用技术频分复用( FDM ) :所有用户在同样的时间占用不同的资源;时分复用 (TDM) (同步时分复用) :所有用户在不同的时间用同样的频带宽度;(更有利于数字信号的传输) ;以上两种复用方法的优点是技术比较成熟,
15、缺点是不够灵活。统计时分复用(STDM) (异步时分复用) :动态分配时隙;集中器 常使用统计时分复用波分复用:光的频分复用;码分复用 ( 码分多址CDMA ) :各用户使用不同的码型,因此各用户之间不会造成干扰。每个站分配的码片序列不仅必须各不相同,并且还必须互相正交 (orthogonal) (相乘为 0,0 写为 -1,1 写为 +1) 。在实用的系统中是使用伪随机码序列。任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1 ;任何一个码片向量和该码片反码的向量自己的规格化内积都是-1 ;任何一个码片向量和其他码片向量的规格化内积都是0;7、宽带接入技术ADSL (非对称数字用户线)技术用
16、数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造把 04 kHz 低端频谱留给传统电话使用,而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。上行和下行带宽不对称;ADSL 的极限传输距离取决于数据率和用户线的线径(用户线越细,信号传输时的衰减就越大);离散多音调DMT频分复用;ADSL 不能保证固定的数据率基于 ADSL 的接入网由以下三部分组成:数字用户线接入复用器(DSLAM ) 、 用户线和用户家中的一些设施;光纤同轴混合网(HFC 网)FTTx 技术:光纤到户FTTH 8、 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000 码元 /秒。如果采用振幅调制,把码元的振幅划分为16个不同等级来传送,那
17、么可以获得多高的数据率(b/s) ? 答: C=R*Log2 (16) =20000b/s*4=80000b/s 9、共有 4 个站进行CDMA 通信。 4 个站的码片序列为A:( 111 1111 1) B:( 1 1111 111)C:( 111 1111 1) D:( 1 1111 111)现收到这样的码片序列S:( 11 311311)。问哪个站发送数据了?发送数据的站发送的是0还是 1?解: SA= ( 1 1311 311) 8=1,A 发送 1 SB=( 1 1311311) 8=1, B 发送 0 SC=( 1 1311311) 8=0,C 无发送SD= ( 1 1311 31
18、1) 8=1,D 发送 1 第 3 章 数据链路层 (计算题:1 CRC ;2 征用期、 最短帧长与时延)1、两种信道 :点对点信道。广播信道。2、链路 :从一个结点到相邻结点的一段物理线程(有线或无线),中间没有任何交换节点。3、数据链路 :当需要在一条线路上传送数据时,除了必须有一条物理线路外,还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输,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。最常用网络适配器。4、帧协议数据单元。5、三个基本问题:封装成帧 在一段数据的前后分别添加首部和尾部进行帧定界(确定帧的界限)。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
19、- - - - - -第 4 页,共 18 页第5页,共 18页SOH:帧首部, 16 进制编码是01,二进制是00000001 EOT :帧尾部, 16 进制编码是04,二进制是00000100 透明传输 解决透明传输问题具体方法:字节填充 (或 字符填充 ) ,发送端的数据链路层在数据中出现控制字符SOH 或 EOT 的前面插入一个转义字符 ESC(16 进制编码是1B,二进制是00011011). 差错检测 比特在传输过程中可能会产生差错(比特差错 ) ;传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为 误码率( BER ) 。循环冗余检验CRC : CRC 运算就是在数据M 的后面添加供差错检
20、测用的n 位冗余码 。n 位冗余码得出方法:用二进制的 模 2 运算 进行 2n 乘 M(待传送的数据)的运算,这相当于在M 后面添加 n 个 0。得到的 (k+n)位的数 除以 事先商定的长度为(n+1)位的除数 P,得到的 余数(比除数少一位)作为冗余码,数据加上冗余码在除以除数P,得到的余数为0 即为无差错。凡是接收端数据链路层接受的帧均无差错(无比特差错)要做到“可靠传输” (即发送什么就收到什么)就必须再加上帧编号、确认和重传机制。(提高通信效率)传输差错:帧丢失、帧重复、帧失序6、点对点协议PPP 目前使用得最广泛的数据链路层协议特点:简单(这是首要的要求 ) ;封装成帧(帧界定符
21、 ) ;透明性;多种网络层协议(PPP 协议必须能 在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议,如IP、IPX ) ;多种类型链路(串行的、并行的,同步的、异步的,高速的、低速的,电的、光的,动态的、静态的);差错检测(立即丢弃有差错的帧 ) ;检测连接状态(短时间自动检测);最大传送单元(MTU 是数据链路层的帧可以载荷的数据部分的 最大长度);网络层地址协商;数据压缩协商(不要求标准化)。不需要 /支持的功能:纠错(不可靠传输);流量控制(由TCP 负责);序号(不是可靠传输,在无线时可用);多点线路(不支持一主对多从);半双工或单工链路(只支持全双工)。组成三个部分:1、一个将IP 数据报
22、封装到串行链路的方法。2、链路控制协议LCP (Link Control Protocol) 。 (用来建立、配置和测试数据链路连接)3、网络控制协议NCP (Network Control Protocol) 。其中的每一个协议支持不同的网络层协议帧格式PPP帧的格式标志字段F(Flag)规定为0 x7E( 0 x 表示后面的字符是用十六进制表示的)7E(01111110)地址字段A 规定为 0 xFF (11111111) 控制字段C 规定为 0 x03(00000011)字节填充 转义字符(0 x7D) ;零比特填充5 个 1 后加 0;建立过程(设备之间无链路) 物理链路LCP 链路已
23、鉴别的LCP 链路 (口令鉴别协议PAP/口令握手鉴别协议CHAP ) NCP 链路( IP 控制协议IPCP )7、局域网数据链路层局域网的特点:网络为一个单位所拥有,且地理范围和站点范围均有限。优点: 具有广播功能, 便于系统的扩展和逐渐演变,提高了系统的可靠、可用、生存性。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页第6页,共 18页局域网的拓扑:星形网,环形网,总线网。共享信道:静态划分信道(频分复用时分复用波分复用码分复用) 动态媒体接入控制又称多点接入 (随机接入;受控接入,如多点线路探询 (polling)/
24、轮询 )以太网的两个标准DIX Ethernet V2和 IEEE 802.3 适配器的作用: 进行串行 /并行转换。 对数据进行缓存。 在计算机的操作系统安装设备驱动程序。 实现以太网协议。CSMA/CD (载波监听多点接入/碰撞检测)协议为了通信简便,以太网采用了以下两个措施:用较为灵活的 无连接 的工作方式( 不进行编号,不要求对方发回确认);曼切斯特编码(一分为二);多点接入 总线型网络;载波监听(检测信道)不管在发送前还是发送中,每个站都必须不停地检测信道;碰撞检测(冲突检测)边发送边监听。每一个站在自己发送数据之后的一小段时间内,存在着遭遇碰撞的可能性(发送的不确定性)半双工通信争
25、用期(碰撞窗口)经过征用期这段时间还没有检测到碰撞,才能肯定这次发送不会发生碰撞。以太网使用 截断二进制指数退避(动态退避)算法来确定碰撞后重传的时机最短有效帧长度为64 字节;强化碰撞 人为干扰信号;帧间最小间隔为 9.6 微秒,相当于96 比特时间使用 集线器 的星形拓扑物理上星形网,逻辑上总线网;一个集线器有许多接口 ;集线器工作在物理层,每个接口仅仅简单地转发比特,不进行碰撞检测;以太网的信道利用率成功发送一个帧占用信道的时间=T(发送帧需要的时间,由帧长除以发送速率得出)+(单程端到端传播时延) ;参数 a:0Ta,a越小越好 ,以太网的帧长度不能太短;极限信道利用率aS11max;
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022年计算机网络谢希仁著考试知识点整理 2022 计算机网络 谢希仁著 考试 知识点 整理
限制150内