网络期末复习要点.doc
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1、1. 计算机网络的分类计算机网络可按不同的标准进行分类。 (1)从网络结点分布来看,可分为局域网(Local Area Network,LAN)、广域网(Wide Area Network,WAN)和城域网(Metropolitan Area Network,MAN)。 局域网是一种在小范围内实现的计算机网络,一般在一个建筑物内,或一个工厂、一个事业单位内部,为单位独有。局域网距离可在十几公里以内,信道传输速率可达120Mbps,结构简单,布线容易。广域网范围很广,可以分布在一个省内、一个国家或几个国家。广域网信道传输速率较低,一般小于0.1Mbps,结构比较复杂。城域网是在一个城市内部组建的
2、计算机信息网络,提供全市的信息服务。目前,我国许多城市正在建设城域网。 (2)按交换方式可分为线路交换网络(Circurt Switching)、报文交换网络(Message Switching)和分组交换网络(Packet Switching)。 线路交换最早出现在电话系统中,早期的计算机网络就是采用此方式来传输数据的,数字信号经过变换成为模拟信号后才能在线路上传输。报文交换是一种数字化网络。当通信开始时,源机发出的一个报文被存储在交换器里,交换器根据报文的目的地址选择合适的路径发送报文,这种方式称做存储-转发方式。分组交换也采用报文传输,但它不是以不定长的报文做传输的基本单位,而是将一个长
3、的报文划分为许多定长的报文分组,以分组作为传输的基本单位。这不仅大大简化了对计算机存储器的管理,而且也加速了信息在网络中的传播速度。由于分组交换优于线路交换和报文交换,具有许多优点,因此它已成为计算机网络的主流。 (3)按网络拓扑结构可分为星型网络、树型网络、总线型网络、环型网络和网状网络。2. 计算机网络的构成计算机网络,是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。计算机网络通俗地讲就是由多台计算机(或其它计算机网络设备)通过传输介质和软件物理(或逻辑)连接在一起
4、组成的。总的来说计算机网络的组成基本上包括:计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的,也可以是无形的,如无线网络的传输介质就是空气)以及相应的应用软件四部分。3. 计算机网络的发展历程一以单计算机为中心的联机终端系统二以通信子网为中心的主机互联三计算机网络体系结构标准化4. 计算机网络的主要性能传输速率,时延,误码率计算机网络的功能主要体现在三个方面:信息交换、资源共享、分布式处理。 信息交换 这是计算机网络最基本的功能,主要完成计算机网络中各个节点之间的系统通信。用户可以在网上传送电子邮件、发布新闻消息、进行电子购物、电子贸易、远程电子教育等。 资源共享 所谓的资源是指构成系统的所有要素
5、,包括软、硬件资源,如:计算处理能力、大容量磁盘、高速打印机、绘图仪、通信线路、数据库、文件和其他计算机上的有关信息。由于受经济和其他因素的制约,这些资源并非(也不可能)所有用户都能独立拥有,所以网络上的计算机不仅可以使用自身的资源,也可以共享网络上的资源。因而增强了网络上计算机的处理能力,提高了计算机软硬件的利用率。 分布式处理 一项复杂的任务可以划分成许多部分,由网络内各计算机分别协作并行完成有关部分,使整个系统的性能大为增强。 .5. 电路交换、数据报交换和虚电路交换的特征报文交换:特点:1不建立专用链路。2线路利用率较高。电子邮件系统(例如E-Mail)适合采用报文交换方式。 分组交换
6、: 有两种方式:1 数据报:类似于报文交换。引入分组拆装设备PAD(Packet Assembly and Disassembly device)。2 虚电路。类似于电路交换。 虚电路与线路交换的区别:逻辑连接并不意味着别的通信不能使用这条线路。它仍然具有线路共享的优点。虚电路与数据报的区别:虚电路意味着可靠的通信,它涉及更多的技术,需要更在的开销。没有数据报方式灵活,效率不如数据报方式高。虚电路适合于交互式通信,数据报方式更适合于单向地传送短信息。(简答) 虚电路可以是暂时的,即会话开始建立,会话结束拆除,这叫虚呼叫;也可以是永久的,即通信双方一开机就自动建立,直到一方(或同时)关机才拆除。
7、这叫永久虚电路。 分组交换的特点:数据包有固定的长度。采用固定的、短的分组相对于报文交换是一个重要的优点。除了交换结点的存储缓冲区可以不些外,也带来了传播时延的减少,分组交换也意味着按分组纠错:发现错误只需重发出错的分组,使通信效率提高。(简答)6. 网络体系结构的概念计算机网络的各层及其协议的集合,成为网络的体系结构。换种说法,计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其构件所应完成的功能的精确定义。总之,体系结构是抽象的,而实现则是具体的,是真正在运行的计算机硬件和软件。7. OSI参考模型的基本内容physical layer层 规定双绞线,同轴电缆的电气性能,就像双绞线,同轴电缆的驱动一
8、样,设备:中继器,HUBlink层 以帧传输,控制流量。设备:网桥,交换机network层 路由器,提供端到端传输transport层 从传输层开始就没有专用设备了,提供可靠端到端传输会话层,表示层,应用层是高层,应用协议都在这三层(http,ftp,pop3),传输单位为报文第7层应用层直接对应用程序提供服务,应用程序可以 变化,但要包括电子消息传输 第6层表示层格式化数据,以便为应用程序提供通用接 口。这可以包括加密服务 第5层会话层在两个节点之间建立端连接。此服务包括 建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设 置,尽管可以在层4中处理双工方式 第4层传输层常规数据递送面向连接或无连接。
9、包括 全双工或半双工、流控制和错误恢复服务 第3层网络层本层通过寻址来建立两个节点之间的连接, 它包括通过互连网络来路由和中继数据 第2层数据链路层在此层将数据分帧,并处理流控制。本层 指定拓扑结构并提供硬件寻址 第1层物理层原始比特流的传输,电子信号传输和硬件接口 数据发送时,从第七层传到第一层,接受方则相反。 上三层总称应用层,用来控制软件方面。 下四层总称数据流层,用来管理硬件。 数据在发至数据流层的时候将被拆分。 在传输层的数据叫段 网络层叫包 数据链路层叫帧 物理层叫比特流 这样的叫法叫PDU (协议数据单元) OSI中每一层都有每一层的作用。比如网络层就要管理本机的IP的目的地的I
10、P。数据链路层就要管理MAC地址(介质访问控制)等等,所以在每层拆分数据后要进行封装,以完成接受方与本机相互联系通信的作用。 交换机和路由器只是工作在第二层和第三层而已,不是在电脑里的,他们是单独的设备,你可以在电脑城买到他们。OSI参考模型只是网络衔接的一个解决方案,跟个人电脑没有什么关系8. 五层协议体系结构的描述应用层应用层是体系结构中的最高层。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。这里的进程就是指正在运行的程序。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远地操作,而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理,来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必须的功能。应用层直接为用户的应用
11、进程提供服务。传输层传输层的任务就是负责主机中两个进程之间的通信。因特网的传输层可使用两种不同协议:即面向连接的传输控制协议TCP,和无连接的用户数据报协议UDP。面向连接的服务能够提供可靠的交付,但无连接服务则不保证提供可靠的交付,它只是“尽最大努力交付”。这两种服务方式都很有用,备有其优缺点。在分组交换网内的各个交换结点机都没有传输层。网络层网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信。在发送数据时,网络层将运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在TCP/IP体系中,分组也叫作IP数据报,或简称为数据报。网络层的另一个任务就是要选择合适的路由,使源主机运输层所传下来的分组能够
12、交付到目的主机。数据链路层当发送数据时,数据链路层的任务是将在网络层交下来的IP数据报组装成帧,在两个相邻结点间的链路上传送以帧为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息(如同步信息、地址信息、差错控制、以及流量控制信息等)。控制信息使接收端能够知道个帧从哪个比特开始和到哪个比特结束。控制信息还使接收端能够检测到所收到的帧中有无差错。物理层物理层的任务就是透明地传送比特流。在物理层上所传数据的单位是比特。传递信息所利用的一些物理媒体,如双绞线、同轴电缆、光缆等,并不在物理层之内而是在物理层的下面。因此也有人把物理媒体当做第0层。 赞同9. 信道特征的基本概念10. 常见传输介质11. 各种网
13、络拓扑结构的特征网络拓扑结构 1、星形拓扑 星形拓扑是由中央节点和通过点到到通信链路接到中央节点的各个站点组成。 星形拓扑结构具有以下优点: (1)控制简单。 (2)故障诊断和隔离容易。 (3)方便服务。 星形拓扑结构的缺点: (1)电缆长度和安装工作量可观。 (2)中央节点的负担较重,形成瓶颈。 (3)各站点的分布处理能力较低。 2、总线拓扑 总线拓扑结构采用一个信道作为传输媒体,所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输媒体上,该公共传输媒体即称为总线。 总线拓扑结构的优点: (1)总线结构所需要的电缆数量少。 (2)总线结构简单,又是无源工作,有较高的可靠性。 (3)易于扩充,增加
14、或减少用户比较方便。 总线拓扑的缺点: (1)总线的传输距离有限,通信范围受到限制。 (2)故障诊断和隔离较困难。 (3)分布式协议不能保证信息的及时传送,不具有实时功能 3、环形拓扑 环形拓扑网络由站点和连接站的链路组成一个闭合环。 环形拓扑的优点: (1)电缆长度短。 (2)增加或减少工作站时,仅需简单的连接操作。 (3)可使用光纤。 环形拓扑的缺点: (1)节点的故障会引起全网故障。 (2)故障检测困难。 (3)环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传达室递的方式,在负载很轻时,信道利用率相对来说就比较低。 4、树形拓扑 树形拓扑从总线拓扑演变而来,形状像一棵倒置的树,顶端是树根,树根
15、以下带分支,每个分支还可再带子分支。 树形拓扑的优点: (1)易于扩展。 (2)故障隔离较容易。 树形拓扑的缺点:各个节点对根的依赖性太大12. 信道复用技术时分复用,频分复用,码分复用,空分复用。使用复用技术是为了区分用户,合理利用所有的频谱资源不浪费。13. 宽带接入技术LAN网: 采用光纤以太网技术,光纤到楼,双绞线入户,是目前网络技术中性能最佳的接入技术,具有带宽高、稳定性高、技术成熟的特点。 HFC 接入: HFC 技术 主要是利用有线电视的同轴电缆,经双向改造后,可以承载双向调制信号。用户添加一个电缆调制解调器,就可以通过有线电视电缆上网。 HFC 网可提供原有的有线电视业务及话音
16、、数据以及其他交互型业务。 XDSL 接入: DSL 技术是基于双绞铜线( 普通电话线) 的宽带 上网技术, 包括 HDSL 、ADSL 、 VDSL 等,其中以 ADSL 较为普及。 普通电话线经改造后,用户需添加一个 ADSL 调制解调器 ,就可以通过电话线上网。ADSL是一种非对称的数字用户环路,即用户线的上行速率和下行速率不同,根据用户使用各种多媒体业务的特点,上行速率较低,下行速率则比较高,特别适合传输多媒体信息业务。ADSL通过对不同的业务和上下行信号采用频分复用方式,实现了在一对普通电话线上同时传送一路高速下行单向数据、一路双向较低速率的数据以及一路模拟电话信号,可直接利用用户现
17、有的电话线路,在线路两侧各安装一台ADSL调制解调器即可。在普通电话双绞线上,ADSL的典型的上行速率为16640kbit/s,下行速率为1.5448.192Mbit/s,传输距离为36km,有关ADSL的标准有ANSI的T1E1.4和ITUT的G.922.2、G.992.1等。ADSL除可提供电话业务外,还能提供多种宽带业务,如基于MPEG1甚至MPEG2的交互式视频应用、Internet高速接入、局域网互联等,在未来几年内,ADSL接入技术将是终端用户主要的宽带接入方式。ISDN 接入: ISDN 技术 是利用传统电话线的窄带上网技术。用户需添加一个专用的用户端设备,就可以通过电话线上网。
18、 ISDN 技术将通信和数据处理结合起来,用户可以同时上网、打电话。14. 数据链路层:封装成帧;透明传输;差错检测数据链路层最重要的作用就是:通过一些数据链路层协议(即链路控制规程),在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。再具体些,可将数据链路层的主要功能归纳如下: 1链路管理:当网络中的两个结点要进行通信时,数据的发方必须确知收方是否已经处在准备接收的状态。为此,通信的双方必须先要交换一些必要的信息。或者用我们的术语,必须先建立一条数据链路。同样地,在传输数据时要维持数据链路,而在通信完毕时要释放数据链路。数据链路的建立、维持和释放就叫做链路管理。 2帧同步:在数据链路层,数据的传送单
19、位是帧。数据一帧一帧地传送,就可以在出现差错时,将有差错的帧再重传一次,而避免了将全部数据都进行重传。帧同步指的是收方如何从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束。 3流量控制:发方发送数据的速率必须使收方来得及接收。当收方来不及接收时,就必须及时控制发方发送数据的速率。 4差错控制:在计算机通信中,一般都要求有极低的比特差错率。为此,广泛地采用了编码技术。编码技术有两大类。一类是前向纠错,即收方收到有差错的数据帧时,能够自动将差错改正过来。这种方法的开销较大,不适合于计算机通信。另一类是检错重发,即收方可以检测出收到的帧中有差错(但并不知道是哪几个比特错了)。于是就让发方重复发送这一帧,
20、直到收方正确收到这一帧为止。这种方法在计算机通信中是最常用的。本章所要讨论的协议,都是采用检错重发这种差错控制方法。为了防止发送方等待收方应答时出现等待死锁,还将提供超时控制机制。重发帧后,为了防止收方收到重复帧,通常为帧给定一个帧序号。 5区分数据和控制信息:由于数据和控制信息都是在同一信道中传送,而在许多情况下,数据和控制信息处于同一帧中。因此一定要有相应的措施使收方能够将它们区分开来。 6透明传输:简单的说,透明传输就是发送方发送什么的数据,不管数据传输过程是如何实现的接收方将收到什么样的数据。更确切地说,所谓透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合,都应当能够在链路上传送。当所传数据
21、中的比特组合恰巧出现了与某一个控制信息完全一样时,必须采取适当的措施,使收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。这样才能保证数据链路层的传输的透明的。 7寻址:在多点连接的情况下,必须保证每一帧都能送到正确的目的站。收方也应当知道发方是哪一个站。 点对点协议PPP点对点协议(PPP) 为在点对点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法。PPP 最初设计是为两个对等节点之间的 IP 流量传输提供一种封装协议。在 TCP-IP 协议集中它是一种用来同步调制连接的数据链路层协议(OSI 模式中的第二层),替代了原来非标准的第二层协议,即 SLIP。除了 IP 以外 PPP 还可以携带其它协议,包括
22、 DECnet 和 Novell 的 Internet 网包交换(IPX)。 PPP 主要由以下几部分组成: 封装:一种封装多协议数据报的方法。PPP 封装提供了不同网络层协议同时在同一链路传输的多路复用技术。PPP 封装精心设计,能保持对大多数常用硬件的兼容性。 链路控制协议:PPP 提供的 LCP 功能全面,适用于大多数环境。LCP 用于就封装格式选项自动达成一致,处理数据包大小限制,探测环路链路和其他普通的配置错误,以及终止链路。LCP 提供的其他可选功能有:认证链路中对等单元的身份,决定链路功能正常或链路失败情况。 网络控制协议:一种扩展链路控制协议,用于建立、配置、测试和管理数据链路
23、连接。 配置:使用链路控制协议的简单和自制机制。该机制也应用于其它控制协议,例如:网络控制协议(NCP)。 为了建立点对点链路通信,PPP 链路的每一端,必须首先发送 LCP 包以便设定和测试数据链路。在链路建立,LCP 所需的可选功能被选定之后,PPP 必须发送 NCP 包以便选择和设定一个或更多的网络层协议。一旦每个被选择的网络层协议都被设定好了,来自每个网络层协议的数据报就能在链路上发送了。 链路将保持通信设定不变,直到有 LCP 和 NCP 数据包关闭链路,或者是发生一些外部事件的时候(如,休止状态的定时器期满或者网络管理员干涉)。15. CSMA/CD技术描述CSMA/CD(Carr
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