计算机网络全部知识点.doc
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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除第1章 概述1.1 计算机网络在信息时代中的作用因特网(Internet)的发展因特网的意义计算机网络向用户提供的最重要的功能:连通性、共享1.2 因特网概述1.2.1 网络的网络请注意名词“结点”网络与因特网1.2.2 因特网发展的三个阶段Internet 和 Internet 的区别三级结构的因特网 多层次 ISP 结构的因特网 用户通过 ISP 上网下面是具有三层 ISP 结构的因特网的概念示意图 万维网 WWW 的问世因特网的发展情况概况(统计到 2005 年)1.2.3 因特网的标准化工作制订因特网的正式标准要经过以下的四个阶段 各种R
2、FC之间的关系 1.3 因特网的组成因特网的边缘部分与核心部分1.3.1 因特网的边缘部分两种通信方式1.客户服务器方式客户软件的特点 服务器软件的特点 2.对等连接方式 对等连接方式的特点1.3.2 因特网的核心部分路由器的重要任务1.电路交换的主要特点更多的电话机互相连通使用交换机“交换”的含义电路交换的特点电路交换举例电路交换传送计算机数据效率低2.分组交换的主要特点 添加首部构成分组分组交换的传输单元分组首部的重要性收到分组后剥去首部最后还原成原来的报文因特网的核心部分分组交换网的示意图注意分组的存储转发过程路由器主机和路由器的作用不同分组交换的优点分组交换带来的问题存储转发原理并非完
3、全新的概念 三种交换的比较 计算机网络的产生背景新型网络的基本特点ARPANET的成功使计算机网络的概念发生根本变化 从主机为中心到以网络为中心1.4 计算机网络在我国的发展1.5 计算机网络的类别1.5.1 计算机网络的定义1.5.2 几种不同类别的网络1.从网络的作用范围进行分类2.不同使用者的网络3.用来把用户接入到因特网的网络1.6 计算机网络的性能1.6.1 计算机网络的性能指标1.速率2.带宽 常用的带宽单位数字信号流随时间的变化3.吞吐量4.时延(delay 或 latency)四种时延所产生的地方 容易产生的错误概念 5.时延带宽积6.利用率时延与网络利用率的关系两种国际标准1
4、.6.2 计算机网络的非性能特征1.7 计算机网络的体系结构1.7.1 计算机网络体系结构的形成关于开放系统互连参考模型OSI/RM1.7.2 协议与划分层次网络协议的组成要素 划分层次的概念举例 两个主机交换文件 再设计一个通信服务模块 再设计一个网络接入模块 分层的好处 层数多少要适当 计算机网络的体系结构 1.7.3 具有五层协议的体系结构五层协议的体系结构 主机 1 向主机 2 发送数据 1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点协议很复杂 著名的协议举例【例1-1】 结论1.7.5 TCP/IP 的体系结构IP over Everything IP 可应用到各式各样的网络上【例1-2】
5、客户进程和服务器进程使用 TCP/IP 协议进行通信功能较强的计算机可同时运行多个服务器进程 第 2 章 物理层2.1 物理层的基本概念机械特性 电气特性 功能特性 过程特性 2.2 数据通信的基础知识2.2.1 数据通信系统的模型几个术语2.2.2 有关信道的几个基本概念基带(baseband)信号和带通(band pass)信号 几种最基本的调制方法 对基带数字信号的几种调制方法 正交振幅调制 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 2.2.3 信道的极限容量数字信号通过实际的信道 (1)信道能够通过的频率范围(2)信噪比 香农公式表明 请注意 2.2.4
6、 信道的极限信息传输速率2.3 物理层下面的传输媒体电信领域使用的电磁波的频谱2.3.1 导引型传输媒体双绞线同轴电缆光缆各种电缆光线在光纤中的折射 光纤的工作原理多模光纤与单模光纤2.3.2 非导引型传输媒体无线局域网使用的 ISM(Industrial Scientific Medical) 频段 2.4 信道复用技术2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用频分复用 FDM(Frequency Division Multiplexing) 时分复用TDM(Time Division Multiplexing) 时分复用 时分复用可能会造成线路资源的浪费 统计时分复用 STDM(Stat
7、istic TDM) 2.4.2 波分复用 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 2.4.3 码分复用CDM(Code Division Multiplexing) 码片序列(chip sequence) CDMA 的重要特点码片序列的正交关系 码片序列的正交关系举例 正交关系的另一个重要特性 CDMA 的工作原理 2.5 数字传输系统旧的数字传输系统存在着许多缺点同步光纤网 SONET同步数字系列 SDH SONET 的 OC 级/STS 级与 SDH 的 STM 级的对应关系 2.6 宽带接入技术2.6.1 ADSL技术DSL 的几种类型 ADSL 的
8、极限传输距离ADSL 的特点DMT 技术DMT 技术的频谱分布 ADSL 的数据率ADSL 的组成 第二代 ADSL 2.6.2 光纤同轴混合网(HFC 网)HFC 的主要特点 (1) HFC网的主干线路采用光纤(2) HFC 网采用结点体系结构 (3) HFC 网具有比 CATV 网更宽的频谱,且具有双向传输功能 (4) 每个家庭要安装一个用户接口盒 电缆调制解调器(cable modem) 2.6.3 FTTx 技术无源光配线网的组成 第 3 章 数据链路层数据链路层数据链路层的简单模型3.1 使用点对点信道的数据链路层3.1.1 数据链路和帧数据链路层传送的是帧数据链路层像个数字管道 3
9、.1.2 三个基本问题1.封装成帧用控制字符进行帧定界的方法举例 2.透明传输解决透明传输问题用字节填充法解决透明传输的问题 3.差错检测循环冗余检验的原理 冗余码的计算 冗余码的计算举例 循环冗余检验的原理说明 帧检验序列 FCS 接收端对收到的每一帧进行 CRC 检验 应当注意 3.2 点对点协议 PPP3.2.1 PPP 协议的特点用户到 ISP 的链路使用 PPP 协议 1.PPP 协议应满足的需求 2.PPP 协议不需要的功能3.PPP 协议的组成 3.2.2 PPP 协议的帧格式PPP 协议的帧格式透明传输问题 字符填充 零比特填充 不提供使用序号和确认的可靠传输 3.2.3 PP
10、P 协议的工作状态3.3 使用广播信道的数据链路层3.3.1 局域网的数据链路层局域网的拓扑 媒体共享技术以太网的两个标准 数据链路层的两个子层 局域网对 LLC 子层是透明的 以后一般不考虑 LLC 子层 2.适配器的作用 计算机通过适配器和局域网进行通信 3.3.2 CSMA/CD 协议以太网的广播方式发送 为了通信的简便以太网采取了两种重要的措施 以太网提供的服务 以太网发送的数据都使用曼彻斯特(Manchester)编码载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD 碰撞检测检测到碰撞后电磁波在总线上的有限传播速率的影响 传播时延对载波监听的影响 重要特性争用期二进制指数类型退避算法 (tr
11、uncated binary exponential type)争用期的长度 最短有效帧长 强化碰撞 人为干扰信号 3.4 使用广播信道的以太网3.4.1 使用集线器的星形拓扑使用集线器的双绞线以太网 星形网 10BASE-T 以太网在局域网中的统治地位集线器的一些特点 具有三个接口的集线器 3.4.2 以太网的信道利用率以太网的信道利用率 参数 a 对以太网参数的要求信道利用率的最大值 Smax 3.4.3 以太网的 MAC 层1.MAC 层的硬件地址 48 位的 MAC 地址计算机中的MAC地址手机中的MAC地址适配器检查 MAC 地址 2.MAC 帧的格式 以太网的 MAC 帧格式 以太
12、网 V2 的 MAC 帧格式无效的 MAC 帧 帧间最小间隔 3.5 扩展的以太网3.5.1 在物理层扩展以太网用多个集线器可连成更大的局域网用集线器组成更大的局域网都在一个碰撞域中用集线器扩展局域网 3.5.2 在数据链路层扩展以太网1.网桥的内部结构 使用网桥带来的好处 网桥使各网段成为隔离开的碰撞域 使用网桥带来的缺点 两个网桥之间还可使用一段点到点链路 网桥和集线器(或转发器)不同 2.透明网桥网桥应当按照以下自学习算法处理收到的帧和建立转发表 转发表的建立过程举例网桥在转发表中登记以下三个信息 网桥的自学习和转发帧的步骤归纳 透明网桥使用了生成树算法 生成树的得出3.源路由网桥4.多
13、接口网桥以太网交换机 以太网交换机的特点独占传输媒体的带宽 用以太网交换机扩展局域网 利用以太网交换机可以很方便地实现虚拟局域网 虚拟局域网使用的以太网帧格式3.6 高速以太网3.6.1 100BASE-T 以太网100BASE-T 以太网的特点100 Mb/s 以太网的三种不同的物理层标准 3.6.2 吉比特以太网吉比特以太网的物理层 全双工方式 吉比特以太网的配置举例 3.6.3 10 吉比特和 100 吉比特以太网吉比特以太网的物理层 端到端的以太网传输 10 G以太网的物理层标准 40GB/100GB 以太网的物理层标准 以太网从 10 Mb/s 到100 Gb/s 的演进 3.6.4
14、 使用以太网进行宽带接入第 4 章 网络层本章最重要的内容(1) 虚拟互连网络的概念(2) IP 地址与物理地址的关系(3) 传统的分类的 IP 地址(包括子网掩码)和无分类域间路由选择 CIDR(4) 路由选择协议的工作原理4.1 网络层提供的两种服务电信网的成功经验让网络负责可靠交付虚电路服务虚电路是逻辑连接因特网采用的设计思路尽最大努力交付的好处数据报服务虚电路服务与数据报服务的对比4.2 网际协议 IP网际层的 IP 协议及配套协议4.2.1 虚拟互连网络网络互相连接起来要使用一些中间设备 网络互连使用路由器 互连网络与虚拟互连网络 虚拟互连网络的意义 分组在互联网中的传送 从网络层看
15、 IP 数据报的传送 4.2.2 分类的 IP 地址1.IP 地址及其表示方法 IP 地址的编址方法 分类 IP 地址 IP 地址中的网络号字段和主机号字段 点分十进制记法 2.常用的三种类别的 IP 地址 IP 地址的一些重要特点 互联网中的 IP 地址 4.2.3 IP 地址与硬件地址4.2.4 地址解析协议 ARP地址解析协议 ARPARP 高速缓存的作用arp /a应当注意的问题使用 ARP 的四种典型情况 什么我们不直接使用硬件地址进行通信? 4.2.5 IP 数据报的格式1.IP 数据报首部的固定部分中的各字段 【例4-1】 IP 数据报分片2.IP 数据报首部的可变部分 4.2.
16、6 IP 层转发分组的流程在路由表中,对每一条路由,最主要的是(目的网络地址,下一跳地址) 查找路由表特定主机路由 默认路由(default route)必须强调指出 分组转发算法 4.3 划分子网和构造超网4.3.1 划分子网1.从两级 IP 地址到三级 IP 地址 三级的 IP 地址 划分子网的基本思路 一个未划分子网的 B 类网络145.13.0.0划分为三个子网后对外仍是一个网络 划分子网后变成了三级结构 2.子网掩码IP 地址的各字段和子网掩码 (IP 地址) AND (子网掩码) = 网络地址默认子网掩码 子网掩码是一个重要属性【例4-2】已知 IP 地址是 141.14.72.2
17、4,子网掩码是 255.255.192.0。试求网络地址。 【例4-3】在上例中,若子网掩码改为255.255.224.0。试求网络地址,讨论所得结果。 4.3.2 使用子网时分组转发在划分子网的情况下路由器转发分组的算法 【例4-4】已知互联网和路由器 R1 中的路由表。主机 H1 向 H2 发送分组。试讨论 R1 收到 H1 向 H2 发送的分组后查找路由表的过程。 4.3.3 无分类编址 CIDR(构造超网)1.网络前缀 IP 编址问题的演进 CIDR 最主要的特点 无分类的两级编址 CIDR 地址块 128.14.32.0/20 表示的地址(212 个地址)路由聚合(route agg
18、regation) CIDR 记法的其他形式 构成超网 CIDR 地址块划分举例 2.最长前缀匹配最长前缀匹配举例最长前缀匹配3.使用二叉线索查找路由表用 5 个前缀构成的二叉线索 4.4 网际控制报文协议 ICMPICMP 报文的格式 4.4.1 ICMP 报文的种类ICMP 差错报告报文共有 5 种 ICMP 差错报告报文的数据字段的内容 不应发送 ICMP 差错报告报文的几种情况 ICMP 询问报文有两种 4.4.2 ICMP 的应用举例PING 的应用举例Trace route 的应用举例4.5 因特网的路由选择协议4.5.1 有关路由选择协议的几个基本概念1.理想的路由算法关于“最佳
19、路由” 从路由算法的自适应性考虑2.分层次的路由选择协议自治系统 AS(Autonomous System) 因特网有两大类路由选择协议 自治系统和内部网关协议、外部网关协议 这里要指出两点 因特网的路由选择协议 4.5.2 内部网关协议 RIP“距离”的定义 RIP ( Routing Information Protocol)RIP 协议的三个要点 Distance Vector Routing AlgorithmDistance Table: exampleDistance table gives routing tableDistance Vector Routing: overvie
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