2022年2022年计算机网络 14.pdf

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1、1 第一章、引论一、计算机网络的发展可分为哪几个阶段？每个阶段各有何特点？（p22）1. 以主机为中心的联机终端系统“ 计算机终端 ” 系统2. 以通信子网为中心的主机互联分组交换网络3. 体系结构标准化网络层次化结构，并对每层进行了精确定义二， 、什么是计算机网络？(p22) 计算机网络：相互连接的自治计算机的集合自治 ：能独立运行，不依赖于其他计算机互连 ：以任何可能的通信连接方式有线方式：铜线、光纤无线方式：红外、无线电（微波）、卫星三、局域网、城域网、广域网的主要特征是什么？(p22) a)局域网 (Local Area Network ， LAN) i.范围：小，20km ii.传输

2、技术：基带，10Mb/s1000Mb/s ，延迟低，出错率低（10-11）iii.拓扑结构：总线，环b)城域网 (Metropolitan Area Network ， MAN) i.范围：中等，100km ii.传输技术：宽带/基带iii.拓扑结构：总线c)广域网 (Wide Area Network ， WAN) i.范围：大，100km ii.传输技术：宽带，延迟大，出错率高iii.拓扑结构：不规则，点到点四、三网融合相关知识点(p8) “ 三网 ” 融合就是指原先独立设计和运营的传统电信网、计算机互联网和有线电视网将趋于相互渗透和相互融合。特征：网络在物理层上是互通的用户只需一个物理网

3、络连接在应用层上，各网络之间的业务是相互渗透和交叉的网络之间的协议要么兼容，要么可以进行无缝转换五、拓扑结构相关知识(p14) 按拓扑结构分类星形： 有一个中心节点，其他节点与其构成点到点连接树形： 一个根节点、多个中间分支节点和叶子节点构成总线型：（1） 所有节点挂接到一条总线上，广播式信道（2）需要有介质访问控制规程以防止冲突环形： 所有节点连接成一个闭合的环，节点之间为点到点连接全连接： 点到点全连接，连接数随节点数的增长迅速增长（N(N1)/2） ，使建造成本大大提高，只适用于节点数很少的广域网中名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -

4、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 2 不规则（网状） ：点到点部分连接，多用于广域网，由于连接的不完全性，需要有交换节点、六、计算机网络的应用举例(p17) 1.企业信息化2.电子商务3.信息发布与检索4.个人通信5.家庭娱乐第二章、数据通信基础知识一、通过比较说明双绞线、同轴电缆和光纤三种常用传输介质的特点。（p63）1、双绞线：成本低、组装密度高、节省空间、安装容易、平衡传输、抗干扰性一般、连接距离短、可靠性高。2、同轴电缆：具有很好的抗干扰性、被广泛用于较高速率的数据传输。3、光纤：带宽高、传输

5、损耗小，适合长距离传输、抗干扰能力强，误码率低，保密性好、轻便、价格高、需要光电转换。二、为什么要采用多路复用？多路复用有哪几种形式，各有何特点？(p63) 原因：提高线路利用率。即把公共共享信道用某种方法划分成多个子信道，每个子信道传输一路数据。形式划分：（1）频分复用含义：按频率划分不同的信道，如CATV 系统?特点： 整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。（2）时分复用树形拓扑星 形 拓扑总线型拓扑环形拓扑全连接拓扑不规则拓扑名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -

6、- - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 3 特点：把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。（3）统计复用特点：（4）波分复用特点：整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输。?（5）码分复用?特点： 每个用户把发送信号用接收方的地址码序列进行编码（任意两个地址码序列相互正交）。不同用户发送的信号在接收端被迭加，然后接收者用同样的地址码序列解码。由于地址码的正交性，只有与自己地址码相关的信号才能被检出，由此恢复出原始数据。三、什么是交换？说明常见

7、的交换技术的特点(p63) 交换：按某种方式动态地分配传输线路资源。最初的交换：人工转接交换电路交换特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。称为 “ 面向连接的 ”报文交换特点：没有建立和拆除连接所需的等待时间、线路利用率高、传输可靠性较高。分组交换特点：将报文分割成若干个大小相等的分组进行存储转发、数据传输前不需要建立一条端到端的通路 也是“ 无连接的 ” 、有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能。四、在宽带为10MHz 的信道上，如果使用4 个电平的数字信号，每秒钟能发送多少比特？(p63) 相关知识点： 一般情况下，如果码元状态数为M（M 为 2 的整数次幂） ，则C=B

8、log2M （b/s）一个码元中可以传送多个比特。M=4 W=10MHZ C=2Wlog2M=2*10log2(4)=40mbps 五、一个数字信号通过信噪比为20dB 的 3kHz 带宽的信道传送，其数据传输速率不会超过多少？ (p63) 相关知识点：C = W log2 （1+S/N ）(bps) （ C传输率，单位b/s、W带宽，单位Hz、S/N 信噪比）例：信道带宽W=3.1kHz ， S/N=2000，则C = 3100log2（1+2000）34kb/s 即该信道上的最大数据传输率不会大于34kb/s 解： （S/N）dB=20dBW=3KHZ 10lg(S/N)=20 S/N=1

9、00 C=Wlog2M(1+S/N)=21kbps 六、通信方式 (p27) 单工通信、半双工通信、全双工通信七、传输介质(p31) 1、双绞线优缺点：成本低、组装密度高、节省空间、安装容易、平衡传输、抗干扰性一般名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 4 连接距离短应用领域：电话网络、计算机局域网双绞线支持模拟传输和数字传输，其最大传输距离为十几公里。2、光纤（1）依靠光波承载数据，光脉冲在玻璃纤维中传播，且是单向传

10、输的。（2）优缺点：传输带宽高：仅受光电转换器件的限制、传输损耗小，适合长距离传输、抗干扰性能极好、误码率低、保密性好、轻便、价格较高、需要光电转换第三章计算机网络体系结构一、网络体系结构的七层模型(p75) 物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层二、相关概念(p68) 1、协议：定义网络实体间发送和接收报文的格式、顺序以及大当传送和接收信息时应采取的行动。2、封装：就是在数据前面加上特定的协议头部。三、不同的数据单元都叫什么？(p75) 物理层：比特；数据链路层：帧；网络层：分组；传输层：TPDU ；会话层： SPDU；表示层： PPDU；应用层： APDU 四、对等层通

11、信的实质？(p67) 1、对等层实体之间实现的是虚拟的逻辑通信2.、下层向上层提供服务3 上层依赖下层提供的服务来与其它主机的对等层通信4、实际通信是由最底层来完成五、 TCP/IP 的意义？TCP/IP 不是一个单个的协议，而是由数十个具有层次结构的协议组成的一个协议集。六、原理体系结构的各个层及各个层的任务1、物理层任务：在物理媒体上正确地、透明地传输比特流。2 数据链路层任务：在两个相邻节点间可靠地传输数据，使之对网络层呈现一条无错的链路。3、网络层任务：选择合适的路由，把分组从源断传送到目的端。4.、传输层任务：在源端与目的端之间提供可靠的透明数据传输，使上层服务用户不必关系通信子网的

12、细节。5.、应用层任务：为用户的应用进程提供网络通信服务。第四章因特网及其应用一、因特网的应用(p91) 域名服务、远程登录、电子邮件系统、文件传输服务、万维网二、域名服务(DNS)(p91) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 5 1、 DNS 是一个分布式的数据库（ 1）DNS 使用了分布式的域名数据库，运行域名数据库的计算机称为DNS 服务器。（2）每一个拥有域名的组织都必须要有DNS 服务器，以提供自己域内

13、的域名到IP 地址的映射服务。例如，西安交大的DNS 服务器为202.117.0.20，它负责进行 域内的域名和 IP 之间的转换。（ 3）通常每个域都有一台主DNS 服务器，然后有一台或数台备份DNS 服务器。三、域名的解释某个用户要浏览西安交大的主页，用户主机（假定为A）必须获得 主机（以下简称为xjtu ）的 IP 地址。解析过程：A 向本地域名服务器DNS1 查询请求；如果 DNS1 上有 xjtu 的记录，就立即将JD 的 IP 地址返回给A；如果 DNS1 上没有 xjtu 的记录， DNS1 就会向根域名服务器发出查询请求；根域名服务器把负责cn 域的域名服务器B 的 IP 地址

14、告诉给DNS1；DNS1 向 B 查询，获得负责 域 DNS 服务器 C 的地址；DNS1 向 C 查询，获得负责 域 DNS 服务器 D 的地址；DNS1 向 D 查询，即可获得 的 IP 地址。四、 DNS 与 ARP 的比较地址类型?DNS：域名 (应用层地址 )IP 地址 (网络层地址 ) ?ARP： IP 地址 (网络层地址 ) MAC 地址 (数据链路层地址地址类型?DNS：域名 (应用层地址 )IP 地址 (网络层地址 ) ?ARP： IP 地址 (网络层地址 ) MAC 地址 (数据链路层地址工作方式?DNS：本质上是对一个分布式数据库的查询过程?ARP： LAN 内部的广播查

15、询五、相关简写文件传输（ FTP） 、邮件传输协议（SMTP）六、因特网的编址方式第五章网络互连与因特网基础一、 IP 地址、 ARP 相关知识1、IP 地址IP 地址 : 32bit 的逻辑地址 , 用来标识主机或路由器的网络接口网络接口 : 用于连接主机与路由器之间的物理链路：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 6 ?路由器有多个接口?主机可能有一个，也可能有多个接口?IP 地址只与设备的网络接口有关IP 地址

16、书写方法：?32bit 划分为 4 个字节?写成点分的4 个十进制数IP 地址包括 2 个部分 : ?网络地址（网络号）?主机地址（主机号）一般来说，主机号部分为全“1 ”的 IP 地址保留用作广播地址；主机号部分为全“0 ”的 IP 地址保留用作网络地址。2、ARP ARP 将一个已知的IP 地址映射到MAC 地址。映射方法：?已知： IP 地址?1）检查本地ARP 高速缓存表，若找到IP 地址对应的表项，则取出表项中的MAC 地址；?2）若 IP 地址不包含在表中，就向网上发广播来寻找。具有该IP 地址的目的站用其MAC 地址作为响应。二、子网地址的计算已知 IP 地址和子网掩码，如何计算

17、子网地址？?用子网掩码和IP 地址 “ 相与 ” （AND 操作），结果就是子网地址。?例如： IP 地址 10.5.100.1，子网掩码10.5.192.0。则可计算出10.5.100.1 的子网地址为00001010 00000101 01100000 00000001 AND) 1 1 111111 1 1111111 11000000 00000000 00001010 00000101 01000000 00000000 (=10.5.64.0) 三、 ARP 与 RARP 的作用（1） 、ARP：将一个已知的IP 地址映射到MAC 地址。（ARP只能用于具有广播能力的网络。 ）（2

18、） 、RARP:：把 MAC 地址映射为IP 地址第六章局域网（ LAN ）1、局域网的特点(p169) LAN 的特点?覆盖范围小房间、建筑物、园区范围距离 25km ?高传输速率10Mb/s1000Mb/s ?低误码率10-8 10-11 ?拓扑：总线型、星形、环形?介质： UTP、Fiber、COAX 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 7 ?私有性：自建、自管、自用2、局域网的技术特征(p171) 网络拓扑

19、结构（逻辑、物理）：总线型、星形、环形、树形介质访问控制方法：CSMA/CD 、Token-passing 信号传输形式：基带、宽带3、 局域网体系结构(p171) 局域网的标准：IEEE802（ISO8802）其体系结构只包含了两个层次：数据链路层、物理层?数据链路层又分为逻辑链路控制和介质访问控制两个子层4、常见的网络标准(p172) 802.2 逻辑链路控制802.3 CSMA/CD （以太网）802.4 Token Bus （令牌总线）802.5 Token Ring（令牌环）802.6 分布队列双总线DQDB - MAN标准802.8 FDDI （光纤分布数据接口）802.11 WL

20、AN （无线局域网5、介质访问控制方法（P174）CSMA/CD （ IEEI802.3 带冲突检测的载波侦听多路访问）的工作原理工作原理：发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送；如果信道忙，则继续监听，一旦空闲就立即发送；在发送过程中，仍需继续监听。若监听到冲突，则立即停止发送数据，然后发送冲突强化信号（Jam） ；?发送 Jam信号的目的是使所有的站点都能检测到冲突等待一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试。?归结为四句话：发前先听，空闲即发送，边发边听，冲突时退避。6、光纤以太网与全双工以太网相关知识点(p195) （1）光纤以太网使用光纤介质；?两根 62.5/125m 多模光纤

21、，收发各一根星形拓扑结构；通常用于远距离网络连接；主要类型：?FOIRL （光纤中继器间链路）用于连接两个HUB （或中继器）链路间最大距离1 km ?10Base-FL（用以替代FOIRL ）链路间最大距离2 km 任意两节点间的中继器数6 个光纤与其他介质可使用介质转换器进行转换?介质转换器是可连接不同介质的中继器（2/）全双工以太网(p197) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 8 收、发使用不同的物理信道

22、不再使用 CSMA/CD 机制，因此传输距离不受时间槽的限制；?但要受到信号衰减的影响全双工操作的条件：?使用双绞线或光纤；?链路两端的设备都必须支持全双工操作；支持全双工的设备包括全双工网卡、网络交换机7、局域网的扩展(p198) 在物理层上进行局域网扩展?设备：总线网：中继器星形 /环形网：集线器?特点：一个网段上的信号不加选择地被复制到另一个网段；扩展后的网络仍是一个冲突域。?优缺点：简单、成本低网络规模不能太大?站点数量：冲突随站点数量的增多而变得越来越严重?地域范围：时间槽的限制只能互联相同类型的网络8、千兆位以太网和万兆位以太网(p201) 千兆位以太网?速率提高到1000Mb/s

23、 时的网络跨距问题：为保持兼容， 半双工时的最小帧长度仍规定为64 字节， 导致网络跨距缩短为不足20 米，实用价值大大降低！?解决方法：1. 将时间槽扩展为512 字节（是以前的8 倍） ；2. “ 载波扩展 ” 技术：帧长不足512 字节时，在其后填充特殊的符号至 512 字节；万兆位以太网?速度提高到10Gb/s 所遇到的问题不采用特殊措施，网络跨距将只有2 米若使用 “ 载波扩展 ” （帧长至少4096 字节），短帧的传输效率将降低到 1.5?同时使用 “ 帧突发 ” ，最大效率也只能达到30?“ 载波扩展 ” 的额外开销使吞吐率下降，冲突概率增大?解决方法前提：保持与现有以太网的兼容

24、、低功耗和低成本抛弃 CSMA/CD ，只工作在全双工方式只使用光纤介质（双绞线成本太高）第七章广域网1、广域网的基础（P236）建立在电信网络的基础上,广域网是在电信网络的基础上增加专用的交换设备来实现的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 9 广域网包括两种基本的部件：节点交换机和连接节点交换机的传输线路。?应用环境复杂：线路、技术、协议、设备介质：双绞线、同轴、光纤、地面微波、卫星传输速率：主干网高，但接入速

25、率低（成本？）误码率高：复杂的错误控制技术，开销？拓扑结构：点到点连接构成的网状结构公共服务：电信服务商2、ADSL 的特点： (P249) ?上行速率与下行速率不相同与因特网访问特点相适应?下载数据量远大于上传数据量：FTP、WWW 、视频点播低的上行速率使近端串扰NEXT 较低?可以简化用户端设备的设计成本降低?仅使用一对铜线，可直接利用原有的电话线；?语音和数据同时传输，互不干扰：频分复用：?语音： 04kHz，数据： 30kHz 1.1MHz ；?用户端和局端都需要安装话音/数据分离器。?上网时不用拨号，永远在线（打电话仍需拨号） 。第八章常用网络设备1、既然中继器可以对信号进行放大、

26、整形，使信号能够传输更远的距离，为什么不能使用任意多个中继器使网络的范围无限扩展？（p303）答：在使用中继器的时候，必须遵守MAC 协议，即不能用中继器来无限地扩展以太网的传输距离，这是因为以太网的冲突检测机制限制了电缆的总长度。2、用网桥 /交换机实现网络分段与用路由器实现网络分段，本质上的区别是什么？(p330) （1） 、网桥工作在OSI 参考模型的第二层。网桥对数据包进行转发时，仅依靠数据链路层的帧头中的信息作为转发依据。路由器工作在OSI 参考模型的第三层，路由器对数据包进行转发时，是以网络层分组头部中的信息作为转发依据。（2） 、 由于路由器要对数据包内部的网络层分组头部作更多的

27、分析才能决定是否转发，这样会消耗更多的CPU 时间，所以通常情况下路由器的传输性能不如网桥。大正是由于路由器的转发操作依赖网桥层协议的信息，所以可以进一步减少其对网络技术的依赖性，扩大了路由器的适用范围。（3） 、 网桥对广播包采取的策略是将其转发的所有的端口上，路由器不会像网桥那样转发无谓的广播包， 只有指向特定网络地址的为你刚落流量才能通过路由器，所以路由器能够抑制广播包，不让他在系统中泛滥。（4） 、用网桥连接起来的多个网络与一个网络无区别，它仍是一个单独的逻辑网络。而用路由器连接起来的多个网路仍保持各自的独立性并拥有自己的网络地址。（5） 、路由器不是一个即插即用的设备，其安装和配置过

28、程比网桥复杂的多。3、VLAN 划分的方法基于端口（静态划分）?根据端口号划分VLAN 基于 MAC 地址（动态划分）?根据用户计算机的MAC 地址划分VLAN 基于网络地址或网络协议类型（动态）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 10 ?根据用户计算机的IP 地址划分VLAN .4、本章介绍的网络设备分分别工作在OSI 参考模型的哪个层？网关：传输层及以上路由器：第三层交换机：网络层网桥、交换机、AP：数据链路层

29、中继器、集线器、调制调解器、DSV/CSU: 物理层5、中继器和集线器（1）. 中继器（ Repeater）工作在物理层功能：信号整形和放大，在网段之间复制比特流特点：不进行存储 信号延迟小不检查错误 会扩散错误不对信息进行任何过滤可进行介质转换 如 UTP 转换为光纤用中继器连接的多个网段是一个冲突域（2）. 集线器（ HUB ）多端口的中继器，工作在物理层功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备特点：具有与中继器同样的特点可改变网络物理拓扑形式：总线连接星形连接逻辑上仍是一个总线型共享介质网络端口数： 8， 12，16，24 用集线器构建的网络

30、的特点：所有主机共享带宽、无法限制冲突和广播、适用于小型网络集线器类型：按结构形式划分独立式、可堆叠式、模块化6、网桥的类型（1）根据连接范围可分为本地网桥和远程网桥（2）根据网桥是运行在服务器上还是作为服务器外的一个单独物理设备，可分为内部网桥（内桥）和外部网桥（外桥）（3）根据路径选择的方法，可分为透明网桥和源路由选择网桥7、交换机的转发方式存储转发（ Store and forward ）?整个帧完整接收后，对帧进行差错检验，然后再进行转发操作。?优点：进行差错校验，错误不会扩散到目的网段。?缺点：延迟比较大。直通转发（ Cut-through ）?只要收到帧的前6 个字节（目的MAC

31、地址） ，就开始进行转发操作。?优点：交换延迟小。?缺点：无法进行差错校验，帧错误会扩散到目的网段。无碎片直通转发（Fragment free cut-through ）?接收到一帧的前64 字节后，再进行转发操作。小于64 字节的帧不转发。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 11 小于64字节的帧一般是冲突造成的帧碎片（错误帧）?优点：交换速度较快，并且降低了错误帧转发的概率?缺点：长度大于64 字节的错误帧仍会转发，转发延时大于直通转发。第九章网络操作系统1、对等网的概念？2、常见的网络操作系统UNIX操作系统Windows NTNetWare名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -