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(3)时延的基本概念:
是指数据(一个报文或分组,甚至比特)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间
(4)时延分为:
发送时延,传播时延,处理时延,排队时延
第2章 物理层
1.基带信号与带通信号
(1)基带信号:
来自信源的信号(即基本频带信号)
(2)带通信号:
经过载波调制后的信号
2.三种常见的调制方式
(1)调幅(AM):
即载波的振幅随基带数字信号而变化
(2)调频(FM):
即载波的频率随基带数字信号而变化
(3)调相(PM):
即载波的初相位随基带数字信号而变化
3.信道复用技术
(1)信道复用技术分为:
@1频分复用,时分复用和统计时分复用@2波分复用@3码分复用(重点)
(2)最基本的复用:
频分复用和时分复用
(3)波分复用WDM就是光的频分复用
(4)频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源
(5)时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度
4.CDMA的基础知识,发送数据的计算
(1)码分多址(CDMA):
各用户使用经过特殊的不同码型,因此各用户之间不会造成干扰,因此这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不易被敌人发现
(2)CDMA一个重要的特点:
这种体制给每一个站分配码片序列不仅仅必须各不相同,并且还必须相互正交。
在实用的系统中是使用伪随机码序列
4.PCM的基本概念与抽样定理;
(1)脉码调制PCM体制:
PCM的两个缺点:
@1速率标准不统一@2不是同步传输
(2)PCM有两个互不兼容的国际标准,即北美的24路PCM(TI)和欧洲的30路PCM(EI)
5.E1链路;
(1)EI的速率是2.048Mb/s,而TI的速率是1.544Mb/s。
(2)EI时分复用帧共有30个话路
6.物理层的任务就是透明地传送比特流,单位是比特
第三章:
数据链路层
1.数据链路层的基本功能、三大基本问题(封装成帧、透明传输、差错检测);
(1)数据链路层传送的是帧
(2)数据链路层把网络层交下来的数据构成帧发送到链路上,以及把接收到的帧中的数据取出并上交给网络层
(3)三个基本问题:
封装成帧,透明传输,差错检测
(4)封装成帧:
是在一段数据的前后分别添加首部和尾部,这样就构成了一个帧
(5)首部和尾部的一个重要作用是:
帧界定
(6)用控制字符进行帧界定的方法举例P66图3-5
(7)透明传输:
不管从键盘上输入什么字符都可以放在这样的帧中传输过去,因此这样的传输就是透明传输
(8)当数据部分是非ASCII码的文本文件时(如二进制代码的计算机程序或图像等),如果数据中的某个字节的二进制代码恰好和SOH或EOT这种控制字符一样,数据链路层就会错误地“找到帧的边界”,把部分帧收下(误认为是个完整的帧),而把剩下的那部分丢弃(这部分找不到帧的界定控制字符SOH)。
(9)为了解决透明传输的问题,就必须设法使数据中可能出现的控制字符SOH和EOT在接收端不被解释为控制字符,具体的方法是:
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”(其十六进制编码是1B)。
而在接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除这个插入的转义字符。
这种方法叫字节填充或字符填充。
如果转义字符也出现在数据当中,那么解决的方法是仍然在转义字符的前面插入一个转义字符P67图3-7
(10)差错检测(重点):
比特在传输过程中可能会产生差错,1可能会变成0,而0有可能变成1,这就叫比特差错。
(11)差错检测技术是:
循环冗余检验CRC
(12)在发送端,先把数据划分为组,假定每组K比特。
现假定待传送的数据M=101001(K=6)。
CRC运算就是在数据M的后面添加供差错检测的n位冗余码。
2.CRC循环冗余校验码计算;
用多项式表示循环冗余检验的过程
3.零比特填充法的应用;
(1)PPP协议(点对点协议):
采用零比特填充方法来实现透明传输。
(2)方法:
P74图3-11,在5个连续1后面加一个0
4.以太网标准;
(1)以太网用无源电缆作为总线来传送数据帧
(2)DCE公司,因特尔公司和施乐公司联合提出10Mb/s以太网规约的第一个版本DIXV1(DIX是这三个公司的缩写)。
1982年又修改为第二版规约(实际上也是最后一个版本),即DIXEthernetV2,成为世界上第一个局域网产品的规约
5.以太网的csma/cd原理(哪些以太网标准支持CSMA/CD,哪些不支持);
(1)“以太网”应当是指符合DIXEthernetV2标准的局域网
(2)(重点)以太网的协调方法是一种特殊的协议CSMA/CD,它是载波监听多点接入/碰撞检测。
协议的要点:
@1多点接入
@2载波监听@3碰撞检测
“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。
“载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。
“碰撞检测”(冲突检测)就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。
协议的实质是“载波监听”和“碰撞检测”
使用CSMA/CD协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信(半双工通信)。
(3)采用的是二进制退避算法解决碰撞问题
6.以太网的争用期、最短帧长问题及计算;
以太网帧结构、前同步码、MAC地址;
(1)争用期2T,以太网定为51.2us,可发送512bit,64字节,最短有效帧长为64字节
(2)以太网在发送数据时,若前64字节没有发生冲突,则后续的数据就不会发生冲突。
(3)如果发生冲突,就一定是在发送的前64字节之内。
由于一检测到冲突就立即中止发送,这时已经发送出去的数据一定小于64字节。
(4)以太网规定了最短有效帧长为64字节,凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。
(5)在局域网中,硬件地址又称为物理地址,或MAC地址。
802标准所说的“地址”严格地讲应当是每一个站的“名字”或标识符。
(6)IEEE的注册管理机构RAC负责向厂家分配地址字段的前三个字节(即高位24位)。
(7)地址字段中的后三个字节(即低位24位)由厂家自行指派,称为扩展标识符,必须保证生产出的适配器没有重复地址。
(8)常用的以太网MAC帧格式有两种标准:
DIXEthernetV2标准,IEEE的802.3标准
(9)最常用的MAC帧是以太网V2的格式。
(10)在帧的前面插入8个字节,前7个字节(0和1交替码)为前同步码,剩下的字节为帧开始定界符P893-22
(14)为了达到比特同步,在传输媒体上实际传送的要比MAC帧还多8个字节
7.网桥/交换机转发分组的流程;
(1)网桥依靠转发表来转发帧(转发表也叫做转发数据库或路由目录)
(2)网桥先是自学习,后是转发帧
(3)网桥工作在数据链路层,它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。
(4)网桥具有过滤帧的功能。
当网桥收到一个帧时,并不是向所有的接口转发此帧,而是先检查此帧的目的MAC地址,然后再确定将该帧转发到哪一个接口
(5)网桥的自学习和转发帧的步骤归纳:
网桥收到一帧后先进行自学习。
查找转发表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。
如没有,就在转发表中增加一个项目(源地址、进入的接口和时间)。
如有,则把原有的项目进行更新。
如有,则按转发表中给出的接口进行转发。
(6)若转发表中给出的接口就是该帧进入网桥的接口,则应丢弃这个帧(因为这时不需要经过网桥进行转发)。
(7)目前使用得最多的网桥是透明网桥(transparentbridge)。
“透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥,因为网桥对各站来说是看不见的。
透明网桥是一种即插即用设备,其标准是IEEE802.1D。
(8)多接口网桥——以太网交换机
(8)以太网交换机的每一个接口都直接与一个单个主机或另一个集线器相连(注意:
普通网桥的接口往往是连接到以太网的一个网段),并且一般都工作在全双工方式
8.VLAN基础知识、基于端口的VLAN;
(1)虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。
@1这些网段具有某些共同的需求。
@2每一个VLAN的帧都有一个明确的标识符,指明发送这个帧的工作站是属于哪一个VLAN。
(2)虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务,而并不是一种新型局域网。
(3)同一个交换机上划分vlan:
PPT146-148
(4)虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4字节的标识符,称为VLAN标记(tag),用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。
9.广播域,冲突域;
(1)在交换机组成的校园网络里所有主机都在同一个广播域内
(2)通过VLAN技术可以对网络进行一个安全的隔离、分割广播域
(3)冲突域是广播域的范围
(4)在同一个VLAN中是广播域
10.无线局域网csma/caMAC协议;
隐蔽站与暴露站;
短距离无线通信(蓝牙标准)
第4章:
网络层
重点:
数据在网络层之间的传输:
1,从网络层分析数据包不变的过程2,网络层到链路层分析ARP工作过程3,从链路层分析每经过一个物理网段数据帧改变封装的过程
网络层不提供服务质量的承诺。
1.网络的服务模型:
两种服务;
(1)虚电路服务(面向连接),数据报服务(无连接)
虚电路服务:
可靠通信由网络来保证。
数据报服务:
可靠通信由用户主机来
(2)虚电路只是逻辑上的连接,并不是真正的连接,电路连接是真正的连接
(3)网络层向上只提供简单灵活的,无连接的,尽最大努力交付的数据报服务(网络层不提供服务质量的承诺)
2.IP报文结构、分类的IP地址,网络地址、广播地址概念;
(1)IP数据报的格式=首部(前一部分是固定20字节,后面是可选字段)+数据部分。
P122
(2)IP地址的编址方法:
分类的IP地址,子网的划分,构成超网
(3)IP地址的表示方法:
IP地址:
:
={<
网络号>
,<
主机号>
}PPT39
(4)IP地址分为A类,B类,C类(单播),D类(多播),E类(保留为今后使用)
(5)点分十进制记法:
IP地址是32位二进制,将其8位后空一格,将每8位换成十进制,可以提高可读性
(6)实际上IP地址是标志一个主机(或路由器)和一条链路的接口
(7)同一个局域网上的IP地址的网络号相同,连接同一个路由器的网络号不相同
3.IP分片计算与链路层的最大传输单元问题;
(1)分片是一个数据报被分为几个IP分片进行传输P123
(2)在IP层下面的每一种数据链路层都有自己的帧格式,其中包括帧格式的数据字段的最大长度,这称为最大传送单元
(3)最大运输单元MTU1500>
=576
4.划分子网,变长掩码子网,子网划分的计算;
(1)划分子网:
从两级IP地址到三级IP地址(1.IP地址空间的利用率有时很低2.两级IP地址不够灵活)
(2)子网掩码(网络层)的作用:
判断多连接的目的网络是否进行了子网划分。
(2)IP地址:
<
子网号>
},划分子网
只是把IP地址的主机号这部分进行再划分,而不改变IP地址原来的网络号
(3)划分子网的计算
(4)使用子网掩码能够找到IP地址中的网络部分(网络号+子网号),子网掩码也是32bit,默认子网掩码中的1表示网络号和子网号,0表示主机号。
(5)通过子网掩码可以判断IP地址属于哪一类地址。
默认子网掩码:
A类(255.0.0.0),B类(255.255.0.0),C类(255.255.255.0)
(6)网络地址=IP地址和子网掩码的相与
(7)变长子网掩码VLSM进一步提高IP地址资源利用率
(8)网络地址是IP地址的开始,广播地址是IP地址的结束PPT135
5.CIDR地址块;
(无分类编址CIDR(构成超网))
(1)IP地址:
网络前缀>
}
(2)CIDR使用”斜线记法“或称为CIDR记法,即在IP地址后面加上”/“。
CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成一个”CIDR地址块“
6.IP协议簇,ARP协议,ICMP协议的作用
(1)IP地址放在IP数据报的首部,而硬件地址放在MAC帧的首部。
在网络层和网络层以上使用IP地址,在数据链路层及其以下使用硬件地址。
(2)ARP(地址解析协议)的作用:
在主机ARP高速缓存中应放入一个从IP地址到硬件地址的映射表,并且这个映射表还经常动态更新
(3)ICMP(国际控制报文协议)的作用:
允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告
(4)ICPM的一个重要应用:
PING用来测试两个主机之间的连通性。
PING使用了ICMP回送请求与回答报文
7.基本的路由协议分类,RIP路由、OSPF路由,BGP之间交换路由信息的差别;
RIP协议交换的是各站的整个路由表
OSPF协议交换的是链路状态信息
BGP协议交换的是AS之间的可达性
(1)因特网把路由选择协议分为两大类:
内部网关协议IGP(RIP,OSPF)和外部网关协议EGP(BGP-4)
(2)RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。
(3)OSPF是使用分布式的链路状态协议
(4)BGP是不同AS的路由器之间交换路由信息的协议
8.RIP路由协议特点与路由生成的算法,收敛过程;
(1)RIP协议的特点:
1仅和相邻路由器交换信息2路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息,即自己的路由表3按固定的时间间隔交换路由信息,例如30S
(2)距离路由生成算法:
设X是结点A到B的最短路径上的一个结点。
若把路径A->
B拆成两段路径A->
X和X—>
B,则每一段路径A->
X和X—>
B也分别是结点A到X和结点X到B的最短路径。
P149例题4-5(重点)
(3)RIP协议的收敛(convergence)过程较快,即在自治系统中所有的结点都得到正确的路由选择信息的过程。
(大问题)
9.OSPF路由协议的特点与路由算法的大致过程;
(1)OSPF协议的基本特点:
1“开放”表明OSPF协议不是受某一家厂商控制,而是公开发表的。
2“最短路径优先”是因为使用了Dijkstra(迪杰斯特拉)提出的最短路径算法SPF。
3OSPF只是一个协议的名字,它并不表示其他的路由选择协议不是“最短路径优先”。
4是分布式的链路状态协议。
(2)算法:
PPT235
10.路由器工作原理,路由表表项字段;
(1)路由器分为:
路由选择部分和分组转发
(2)路由器的任务就是:
转发分组(从路由器某个输入端口收到的分组,按照分组要去的目的,把该分组从路由器的某个合适的输出端口转发给下一跳路由器)
(3)在讨论路由选择的原理时,往往不去区分转发表和路由表的区别,而可以笼统地都使用路由表这一名词。
11.VPN;
(1)本地地址——仅在机构内部使用的IP地址,可以由本机构自行分配,而不需要向因特网的管理机构申请。
(2)全球地址——全球唯一的IP地址,必须向因特网的管理机构申请。
(3)在因特网中的所有路由器,对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发。
RFC的专用地址是:
1:
10.0.0.0到10.255.255.255(或记为10/8,它又称为24位块)2:
172.16.0.0到172.31.255.255(或记为172.16/12,它又称为20位块)3:
192.168.0.0到192.168.255.255.专用地址只能够作为本地地址,而不能够作为全球地址
(4)利用公用的的因特网作为本机构各专用网之间的通信载体
,这样的专用网又称为虚拟专用网VPN
(5)用隧道技术实现虚拟专用网,所有通过因特网传送的数据都必须加密
12.IPV6基础,IPv6地址零压缩写法;
(1)IPV6是IP协议的第6版本。
目的是解决IPv4地址空间不足、地址结构规划不合理的问题,同时对IPv4协议运行中存在的不足进行了改进和功能扩充。
从IPV4的32位到IPV6的128位
(2)IPV6的首部变为固定的40字节(基本首部),IPv6把原来IPv4首部中选项的功能都放在扩展首部中,并将扩展首部留给路径两端的源站和目的站的主机来处理。
(3)IPV6的目的地址:
单播,多播,任播(广播地址不再有效)
(4)IPv6地址是分配给结点上面的接口。
1一个接口可以有多个单播地址。
2一个结点接口的单播地址可用来唯一地标志该结点。
(5)IPV6的地址空间分配:
类型前缀(可变的,定义了地址的目的)+地址的其他部分(可变的)
(6)双协议栈(dualstack)是指在完全过渡到IPv6之前,使一部分主机(或路由器)装有两个协议栈,一个IPv4和一个IPv6。
13.IPoverEveryThing,EverythingoverIP的理解;
第五章:
运输层
1.传输层协议TCP与UDP的基本概念(包头中的一些重要字段需要理解其含义);
以及其适用的场景;
(1)运输层有两种不同的协议:
面向连接的TCP和无连接的UDP
(2)运输层向它上面的应用层提供通信服务。
运输层是进程之间的逻辑通信)
(3)运输层的主要功能:
@1运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信(但网络层是为主机之间提供逻辑通信)。
@2运输层还要对收到的报文进行差错检测。
@3运输层需要有两种不同的运输协议,即面向连接的TCP和无连接的UDP
(4)TCP却采用“某些机制”来使得逻辑通信信道相当于一条全双工的可靠信道。
当运输层采用无连接的UDP协议时,这种逻辑通信信道是一条不可靠信道
(5)TCP/IP运输层的两个主要协议:
(1)用户数据报协议UDP
(2)传输控制协议TCP
(6)TCP传输的数据单位协议是:
TCP报文段。
UDP传输的数据单元协议:
UDP报文或用户数据报
2.伪首部的作用;
(1)伪首部的作用是:
为了计算检验和
(2)UDP检验和是一个端到端的检验和
3.TCP的可靠传输原理,滑动窗口;
(1)可靠传输的工作原理:
(a)无差错情况(b)超时重传
(2)在不可靠的传输网络上实现可靠的通信。
(3)这种可靠传输协议常称为自动重传请求ARQ(AutomaticRepeatRequest)。
(4)ARQ表明重传的请求是自动进行的。
接收方不需要请求发送方重传某个出错的分组。
(5)TCP连接的每一端都必须设有两个窗口:
一个发送窗口,一个接收窗口
(6)TCP可靠的传输机制是用字节的序号进行控制,TCP所有的确认都是基于序号
(7)以字节为单位的滑动窗口
4.TCP流量控制的思想,流控与拥塞避免的区别;
(1)利用滑动窗口实现流量控制
(2)出现拥塞的条件是:
对资源需求的总和>
可用资源
(3)拥塞控制所要做的都有一个前提,就是网络能够承受现有的网络负荷。
拥塞控制是一个全局性的过程,涉及到所有的主机、所有的路由器,以及与降低网络传输性能有关的所有因素。
(4)流量控制往往指在给定的发送端和接收端之间的点对点通信量的控制。
流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率,以便使接收端来得及接收。
5.TCP拥塞避免算法原理;
慢开始,拥塞避免,快恢复算法?
(1)慢开始算法:
先设置一个cwnd=1,发送第一个报文段M1,接收方确认M1,发送方收到对M1的确认后,把cwnd从1增大到2,于是发送M2,M3两个报文,接收方收到后,cwnd从2增大到4...........(指数规律增长)
(2)拥塞避免算法:
让拥塞窗口cwnd缓慢增大,每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1(线性规律增长)PPT100慢开始和拥塞避免算法的实例
(3)快恢复算法:
(a)当发送方连续收到三个重复确认时,就执行“乘法减小”算法,把慢开始门限减半(注意接下来不执行慢开始算法)(b)由于发送方现在认为网络很可能没有发生拥塞,因此与慢开始不同的是现在不执行慢开始算法(即拥塞窗口cwnd不设置为1),而是把cwnd设置为慢开始门限减半后的值PPT116
6.TCP连接与释放的过程(为什么等2msl时间?
);
(1)TCP的连接:
用三次握手建立TCP连接(客户主动打开连接,服务器被动打开连接)PPT134
(2)TCP的连接释放:
数据传输结束后,通信双方都可以释放连接。
(四次握手)
(3)为什么A在TIME-WAIT状态必须等待2msl呢?
答:
(a)为了保证A发送的最后一个ACK报文段能够到达B(b)防止上一节提到的“已失效的连接请求报文段”出现在本连接中
第六章:
应用层
常见的应用层协议,FTP,TFTP,SMTP、POP3\IMAP、HTTP,SNMP,Telnet的基本概念;
(适用的传输层协议及端口号)
(1)使用UDP作为运输层协议有:
SNMP,TFTP,RIP
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