计算机网络复习提纲Word文档格式.docx
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无线计算机网
传输介质有:
无线电波、微波、红外线、激光等。
•按拓扑结构划分
网络的拓扑结构是指抛开网络中的具体设备,用点和线来抽象出网络系统的逻辑结构。
星型、总线型、环型、网状型、树型
第二章数据通信基础
一、数据通信的基础理论
1.了解通信系统的三个基本要素:
信源、通信信道、信宿
通信系统的组成――信源、变换器、信道、反变换器、信宿
模拟通信和数字通信方式
通信工作方式――单工、双工、半双工
信道的数据传输速率:
波特(baud)率B,比特(bit)率b:
2、传输技术
模拟传输和数字传输
数字调制技术――调幅、调频、调相
模拟信号变换成数字信号常用的方法是脉码调制(PCM、脉冲编码调制)
了解脉码调制步骤:
采样、量化、编码
数字信号的编码技术――归零制、不归零制、曼彻斯特、差分曼彻斯特编码。
举例画出10010110曼彻斯特、差分曼彻斯特编码
3、多路复用概念及多路复用技术:
频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)和波分多路复用(WDM)
4、同步异步传输:
异步传输(信号间隔不确定)、同步传输(位数固定)
5、差错控制与编码――奇偶校验、循环冗余码的概念
第三章网络体系结构和协议
协议和体系结构的概念、ISO/OSI参考模型、物理层、数据链路层、网络层、传输层和高层。
要求:
1.掌握网络体系结构基本概念,即网络体系结构包括分层和每层协议的总和。
2.了解分层的主要目的是为了减少网络设计的复杂性,便于维护。
3.了解协议概念:
即通信双方共同遵守的规则和约定。
4.了解ISO(国际标准化组织)/OSI(开放系统互连)参考模型及其分层结构:
实通信、虚通信:
若两个对等层之间没有直接的物理通路,数据就不能从一个机器的第n层直接传输到另一个机器的第n层。
需要交给n-1层来完成传送,直到有直接物理连接的那一层为止。
在传输介质上传输的是实际的数据信号,实现的是实际的物理通信,称之为实通信。
其它各层不能实现直接的物理通信,称为虚通信。
•体系结构定义
–层次结构和协议的集合构成网络的体系结构
•每个层次定义三个基本概念
–接口、服务和协议
•接口
–每层接口告诉上层进程对其的访问方式
–定义需要的参数和预期的结果
•服务
-每层为上层提供服务,定义该层做什么
•协议
–每层中使用的对等协议只涉及该层的内部事物
–协议的修改和替换不影响更高层次
•三个概念之间的相互关系
–接口与服务的关系:
接口是服务访问点
–协议与服务的关系:
–每层向上一层提供的一组原语(操作)。
–定义两层之间的接口:
•上层是服务用户
•下层是服务提供者
–定义同层对等实体之间数据包交换的格式和含义的一组规则。
–实体利用协议实现服务。
5.熟悉七层名称及每层的主要功能(会话层及表示层除外):
物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层。
物理层:
可靠、透明的比特位收发
数据链路层:
在相邻结点之间可靠地传输数据帧
网络层:
通信子网的控制
运输层:
可靠的端-端通信
会话层:
会话实体的通信
表示层:
格式转换、编码、压缩、加密
应用层:
应用的框架
6.掌握信息从源结点发送到目的结点接收所发生的事件步骤(先后顺序)掌握OSI(开放系统互连)参考模型的数据模型
7、掌握TCP/IP参考模型的数据模型
应用层
运输层
网络层
网络接口层(链路层、物理层)
8、画出OSI七层模型的数据通信模型、TCP/IP的数据通信模型
指出OSI参考模型与TCP/IP概念模型的对应关系。
比较这两个模型
第四章物理层
⏹
⏹物理层的特性
⏹物理层的协议
⏹RS-232通信标准
⏹X.21标准
1、掌握物理层的作用作用:
尽可能屏蔽传输媒体的差异,透明传送和接收比特流
2、功能:
物理层协议规定描述了计算机或数据终端设备DTE与数据电路设备DCE的连接方法,以及传输比特流的控制过程。
确定与传输媒体的接口的一些特性:
机械特性:
实体之间硬件连接接口特性:
接口的形状、大小;
引脚的个数、分布;
通信介质的参数和特性等
电气特性:
规定线路连接方式、适用元件、传送速率、信号电平、电缆阻抗和长度等
功能特性:
反映接口电路的功能,即物理接口各条信号线的用途
规程特性:
进行传输位流的全过程及事件发生的可能次序
3、掌握物理层协议原理:
模拟接口协议RS232
数字接口:
X.21标准。
4、熟悉几种传输介质
双绞线:
STP(屏蔽、性能优越,价格贵)/UTP(无屏蔽)。
第五章数据链路层
1、掌握链路层的作用与功能:
使用物理层的服务(发送/接收比特流),为网络层提供服务:
数据封装
–发送方将网络层的分组(packet)封装成帧(frame)
–接收方解封装,从帧中抽取分组
•实现从发送方到接收方数据链路层之间透明的、无差错的帧传输
流量控制
检错重传
2、成帧的方法
(1)位填充的首尾标识法
•特点
–帧以bit为单位,不以byte为单位
–定义特殊的帧头和帧尾标识位模式01111110
•需要解决的问题
–数据中包含定义的标识位模式01111110
–发送方在连续5个“1”之后插入1个“0”
(2)字符填充的首尾标识法
–用8位ASCII码定义帧头和帧尾的标识符
•DLESTX(DataLinkEscape;
StartofText)
•DLEETX(DataLinkEscape;
EndofText)
–出现差错后无需解决再同步问题
–数据中包含定义的标识符DLE、STX和ETX
–发送方插入一个相同的标识符如DLE
3、熟悉流量控制方法及其协议
·
基本数据链路层协议
-无限制的单工协议
-单工的停-等协议
-有噪声信道的单工协议
滑动窗口协议:
–传输方式:
全双工(full-duplex)
–确认方式:
夹带(piggyback)
–发送/接收方式:
滑动窗口(slidingwindow)(提高效率)
允许连续发送N帧,待发送的信息在信道上按序排起来.N称为窗口大小.
•每个待发送帧被赋予一个序列号seq
–seq的取值范围是0~2n-1(n位字段)
•建立缓冲区
–发送窗口:
缓存已发送、待确认的帧
•顺序接收来自网络层的分组,成帧,赋予序列号
•最多保存W个已经发送、等待确认的帧
•窗口达到最大值W时强制关闭网络层
–接收窗口:
缓存已正确接收、待上交网络层的帧
•对进入窗口的帧顺序提交网络层,产生确认
•落在窗口外的帧被丢弃
4掌握HDLC(高级数据链路控制)
特性:
面向比特、同步传输(bit-synchronous)面向比特的同步规程,用01111110标识帧的起始和结束,在这种帧同步方法中,采用位填充法实现帧的透明传输。
发送方在连续5个“1”之后插入1个“0”,接受方去掉加入的0
工作原理:
数据帧的可靠传输
面向连接(建立/释放逻辑连接)
流量控制(滑动窗口seq/ack)
差错控制(gobackn/selectrepeat)
HDLC帧的分类
•信息帧(information)
–封装网络层分组,编序列号,夹带确认
•监控帧(supervisory)
–无数据,有序号,用于确认和请求重传
•无序号帧(unnumbered)
–无数据且无编号,用于建立和释放逻辑连接
5、点对点协议PPP(Point-to-PointProtocol)
–用户使用拨号电话线接入因特网时,一般都是使用PPP协议。
–对SLIP改进
•采用字符填充法成帧
•支持动态分配IP地址
•具有差错控制和身份认证等功能
第六章网络层
1、了解网络层任务:
基本功能:
实现端到端的网络连接,屏蔽不同子网技术的差异,向上层提供一致的服务
•主要功能:
网络地址
路由选择和转发
通过网络连接在主机之间提供分组交换功能
分组的分片,差错控制、顺序化、流量控制
2、了解三种数据交换方式
电路交换(通过网络中的结点在两个站之间建立一条专用的通信线路):
包括电路建立、数据传送、电路拆除三阶段
报文交换(如果一个站要发送一个报文(信息的一个逻辑单位),它把目的地址附加到报文上,然后把报文从结点到结点地通过网络,中间采用存储-转发来完成)
分组交换(结合电路交换和报文交换的特点,通信双方以分组为单位交换数据。
需要进行报文的切割和重组)数据报服务、虚电路服务
3、熟悉分组交换的两种服务及其主要异同:
数据报服务、虚电路服务
●虚电路服务
Ø
在传送数据之前,首先通过虚呼叫建立一条虚电路
所有分组沿同一条路径传送,并且按发出顺序到达
类似电路交换
●数据报
每个分组单独传送
网络为每个分组单独选路径,路径可能不同
分组达到顺序可能与发出顺序不同
分组中需要携带完整的目的地址
4、掌握路由算法。
路由算法就是用于产生路由表的算法。
路由算法可分为非自适应路由选择算法(静态路由选择)和自适应路由选择算法(动态路由选择)。
掌握自适应路由选择算法中的分布式路由选择算法:
距离矢量法思想(每个路由器维护一张表(即向量),表中给出了到每个目的已知的最佳距离和路线,通过与相邻路由表交换信息来更新表的信息)
链路状态路径选择算法:
▪发现邻接点
向每个链路发一个特殊的信息包,收到信息的接点回送响应包。
▪测量到各接点的延迟
发送测量包到各接点,立即响应,测得延迟,可多次测,然后取平均值
▪向邻接点传播发现的信息
采用广播或扩散方法
▪更新路由
Dijkstra算法
路由选择
5、拥塞控制的方法
•避免拥塞方法
1)预定缓冲区
2)合理分配缓冲区
3)通信量整形法
•拥塞抑制法
1)漏桶算法:
2)、令牌桶算法
6、网络层协议:
IP协议
第七章传输层
1、了解以下概念:
服务访问点(SAP)、协议数据单元(PDU)、服务数据单元(SDU)、面向连接、无连接。
2、了解增加传输层的原因是通信子网的差异太大,由传输层弥补这些差异,以最终给高层提供可靠的服务。
3、传输层服务
为应用进程提供端到端的服务
增强网络层提供的服务质量QoS
4、传输层的功能
•端点标识
•提供端到端(进程-进程)的可靠通信,即向高层用户屏蔽通信子网的细节,提供通用的传输接口
•传输服务
–面向连接
•端到端的连接管理
–建立连接
–数据传输
–释放连接
•流量控制
•差错控制
–无连接
5、掌握传输层服务三个阶段:
连接建立(三次握手)、数据传输、
连接拆除(三次握手)
6、传输层协议:
TCP协议、UDP协议
7、会话层:
8、表示层:
9、应用层:
第八章局域网
包括:
局域网的体系结构、介质访问控制方法、局域网标准、以太网、令牌环、网络互连
1.了解局域网的组成、
2、局域网技术三要素:
⏹拓扑结构
⏹传输介质
⏹介质访问控制
3、了解局域网参考模型只定义了ISO的低两层:
物理层和数据链路层。
高层统称为网际层,没有明确的定义。
低两层功能由网卡硬件和驱动程序实现。
高层由网络操作系统负责完成。
4.在局域网中,数据链路层分为两个子层LLC(逻辑链路控制子层)和MAC(介质访问控制子层)。
了解常见的介质访问控制方法:
CSMA/CD(802.3)、TokenBus(802.4)、TokenPassing(802.5)
5.CSMA/CD词的含义及介质控制方法,结合实例说明CSMA/CD工作原理。
6.TokingRing(802.5)介质控制方法,结合实例说明802.5工作原理
7.说明802.3、802.5优缺点及应用。
8、了解10Base2、10Base5、10BaseT名词的含义。
例如10Base2是指数据传输率10Mbps、基带传输方式、最大网段长度200米。
其中T表示双绞线。
9、交换式以太网组成及特性
10、虚拟局域网概念。
第九章TCP/IP
TCP/IP协议栈及栈中协议介绍,OSPF(开放最短路径优先)等一些算法的介绍,IP地址的分类及其范围,子网掩码的用途,如何划分子网,SOCKET编程。
1.记忆以下缩写的中文名称:
LLC、MAC、TCP、UDP、IP、ARP、ICMP、RARP、DNS、FTP、SMTP、URL、POP3、SMTP、HTTP、HTML、WWW。
2、熟悉IP层的特点:
•提供无连接的数据报传输机制
–“尽力传递”的设计思想
•不能保证传输的可靠性(无差错恢复、有数据丢失)
•纠错重传问题交传输层解决
–快速、简单、效率高
•实现点到点的传输
–IP层的对等实体间不存在任何中间设备
3、IP层的重要地位
4、
•通信子网的最高层次,对上层屏蔽低层的细节
•向上层提供统一格式的数据报(datagram)
•异种网络互连的基础
4、IP层的主要协议
•IP
–InternetProtocol
•ICMP
–InternetControlMessageProtocol
–用于IP层差错与控制报文的传输
•IGMP(multicast)
–InternetGroupManagementProtocol
–用于将UDP数据报发送给同组主机
5、掌握IP协议的格式、
6、掌握IP数据封装、IP数据传输,如何分片、重组?
例如网络1的MTU=1500,网络2的
MTU=620,网络3的MTU=1500
传输1400Bytes报文,应如何分片,偏移量是多少?
7、IP地址的两种表示方法
•32位二进制数码
•4个用圆点隔开的十进制数
例:
十进制202.207.0.36
8、普通IP地址的含义
IP地址包括两部分:
网络号和内部主机号
–回送地址为127.0.0.1
网络地址主机地址部分全部定义为“0”
•用于区分网络
•例:
–主机202.207.44.136
–所在网络的网络地址为202.207.44.0
•直接广播地址
–主机地址部分全部为“1”
–用于同一网络的主机之间通信
•主机202.207.44.136
•所在网络的网络地址为202.207.44.0
•所在网络的广播地址为202.207.44.255
•有限广播地址(255.255.255.255)
–在未知本网地址情况下用于本网广播
9、8、IP地址的分类:
A类地址0–127
B类地址128-191
C类地址192–223
能够区分A、B、C类地址
10、熟练掌握子网掩码的用途及如何划分子网
根据IP地址即可判断它是A、B、C类地址中的哪一类,
而子网掩码则指出子网号和主机号的分界线。
例如,给出网段的IP地址范围,求子网掩码。
给出几个IP地址及一个子网掩码,计算每个子网的主机号的范围。
注意要排除全0和全1两个特殊地址。
子网地址特性
不含子网的IP地址:
网络地址部分+主机地址部分
含子网的IP地址:
网络地址部分+子网地址部分+主机地址部分
注意:
子网只对主机部分再划分
子网掩码的定义
每个子网定义一个32位二进制数:
网络地址和子网地址部分对应位置“1”,
主机地址部分对应位置“0”。
例如IP地址166.111.8.250
网络掩码:
255.255.0.0
主机的IP地址“and”网络/子网掩码=网络/子网地址
网络地址:
166.111.8.250“and”255.255.0.0=166.111.0.0
例如:
IP地址是156.111.8.250,子网掩码:
255.255.255.0,请给出IP地址的类、网络地址、子网地址和主机地址
11、ARP(地址解析协议)
AddressResolutionProtocol
-IP地址转换到目标地址MAC地址
地址解析是一个将主机IP地址映射到硬件地址的过程
地址解析的过程包括:
ARP请求:
如果传送数据只知道IP地址而不知道目的物理地址MAC,就建立一个ARP请求包,发送给网络中所有设备,使用广播MAC地址FF-FF-FF-FF-FF-FF
ARP响应
设备收到ARP请求包,送网络层检验,如IP地址相符,将其MAC地址发送给源,源收到ARP应答,取出MAC地址,更新本机的ARP表。
10、RARP(逆向地址解析协议)
ReserveAddressResolutionProtocol
-MAC地址转换到IP地址
原理:
网络中传送数据必须知道两个目的地址:
IP地址和MAC地址,缺一不可,一旦只知道自己的MAC地址,而不知道IP地址时,如在无盘工作站中需要通过与服务器的交换确定IP地址。
源机将使用RARP协议来请求一个IP地址,网络中需要有一个RARP服务器来应答RARP请求
RARP请求过程
设备建立一个RARP请求包,发送给网络中所有设备,使用广播IP地址,由RARP服务器作出应答
11、IP路由选择
路由信息协议RIP(RoutingInformationProtocol)
基于距离向量的分布式路由选择协议
开放最短路径优先OSPF
(OpenShortestPathFirst)
属于分布式的链路状态协议
12、ICMP
13、熟悉TCP协议的主要作用,TCP是在不可靠的网络服务上提供端到端的可靠字节流。
14、了解端口号概念(是传输层的访问点,是抽象的,16位,常用端口号:
专门分配0---255)。
15、掌握TCP协议的传输特性
•利用网络层IP协议提供的不可靠的分组传输服务,TCP协议如何为应用进程提供可靠的、端到端的、面向连接的字节流通信?
TCP的服务
•端到端的面向连接的服务
•完全可靠性
•全双工通信
•流接口
应用程序将数据流发送给tcp
在TCP流中,每个数据字节都被编号(序号)
Tcp层将数据流分成数据段并以序号来标识
•可靠的连接建立和完美的连接终止(三次握手)
•实现可靠性
•包丢失重发机制:
当接收方TCP收到数据时,它要回送一个确认。
当发送方发送数据时,TCP就启动一个定时器,在定时器到点之前,如果没有收到确认,则重发数据。
•
•流量控制:
TCP使用滑动窗口机制来进行流量控制。
•当一个连接建立时,连接的每一端分配一个缓冲区来保存输入的数据。
•当数据到达时,接收方发送确认ACK,并包含一个窗口通告(剩余的缓冲区空间的数量叫窗口)。
•如果发送方收到一个零窗口通告,将停止发送,直到收到一个正的窗口通告。
•当接收方窗口为0后应用层取出小部分数据将产生一个比较小的窗口通告,使得对方发送一些小的数据段,效益很低。
可以通过延迟发送窗口通告或发送方延迟发送数据来解决。
•使用了窗口机制以后,提高了网络的吞吐量。
•拥塞控制:
TCP如何发现拥塞:
•收到icmp的源抑制报文
•超时包丢失
16、TCP协议的格式?
17、掌握UDP协议传输特性
•为应用进程提供无连接的数据传输服务
•适用场合
–交易型应用:
一来一往报文交换
•即使出错重传也比建立/释放连接开销小
–流媒体应用:
满足实时性要求
18、对UDP与TCP进行比较
19、IPv6主要解决什麽问题?
IPv6的地址结构?
IPv6地址有三类:
单播、组播和任播地址。
14掌握Socket的含义(套接字)、包含的内容(协议、IP地址及端口号)及其编程的关键步骤
15掌握客户/服务器工作模式:
客户向服务器提出服务请求,得到服务
服务器--是共享资源的拥有者,它响应客户的请求、进行处理,提供服务
第六章网络互连与Internet
网络互连、Internet接入方法及串行线路协议,Internet提供的服务及相应协议,利用SOCKET编程及一些常用协议知识实现应用程序编程。
1、了解网络互连的基本概念:
两个以上的计算机网络通过一定的方法,用一种或多种通信处理设备相互连接起来,以构成更大的网络系统。
2、为什麽要进行网络互连?
什么是网络互连?
网络互连的类型?
网络互连层次?
3、各层网络互连设备的名称及功能
物理层:
中继器---在两个电缆段之间传输每一个比特。
功能:
信号的恢复;
扩大网络的覆盖范围;
连接更多的站点;
不同拓扑结构之间的连接;
不同传输介质之间的连接
数据链路层:
网桥---在局域网之间存储转发数据帧(因MAC层有不同的标准)。
网桥用于连接两个相同或相似的网络。
适合于不太复杂的局域网互连。
网
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