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计算机网路复习资料
第一章计算机网路概论
1.在1969年ARPAnet的实验性阶段,研究人员就开始了TCP/IP协议雏形的研究;
2.TCP/IP协议的成功促进了Internet的发展,
3.城域网是以光纤为传输介质,能够提供高传输速率、支持综合业务数据传输、覆盖跨度在50公里到100公里的城市范围,实现高速宽带传输的数据通信网络;
4.局域网的技术特点
(1)覆盖有限的地理范围,它适用于公司、机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需求;
(2)提供高数据传输速率(10Mb/s~10Gb/s)、低误码率的高质量数据传输环境;
(3)一般属于一个单位所有,易于建立、维护与扩展;
(4)从介质访问控制方法的角度,局域网可分为共
享介质式局域网与交换式局域网两类。
5.广域网的技术特点
(1)广域网也称为远程网;
(2)覆盖的地理范围从几十公里到几千公里
(3)覆盖一个国家、地区,或横跨几个洲,形成国际性的远程网络;
(4)通信子网主要使用分组交换技术;
(5)它将分布在不同地区的计算机系统互连起来,达到资源共享的目的。
6.早期计算机网络主要是广域网,它从逻辑功能上分为资源子网和通信子网两个部分;
7.资源子网的组成
主机终端终端控制器
外设软件资源信息资源
8.计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构,反映出网络中各实体间的结构关系;
9.计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型;
10.点-点线路的通信子网4种基本拓扑构型(星型,环型,树型,网状型)
11.存储转发交换技术(报文,报文分组交换)
12.线路交换方式的缺点是:
对突发性通信不适应,系统效率低,系统不具有存储数据的能力,不能平滑交通量。
13.存储转发交换方式与线路交换方式的主要区别:
(1)发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元(报文或报文分组)进入通信子网;
(2)通信子网中的结点是通信控制处理机,它负责完成数据单元的接收、差错校验、存储、路选和转发功能。
14.数据报工作方式的特点:
(1)同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网;
(2)同一报文的不同分组到达目的结点时可能出现乱序、重复与丢失现象;
(3)每一个分组在传输过程中都必须带有目的地址与源地址;
(4)数据报方式报文传输延迟较大,适用于突发性通信,不适用于长报文、会话式通信。
15.增大带宽的主要方法是:
(1)增大传输介质的带宽;
(2)提高路由器性能。
16.多协议标识交换(multiprotocollabelswitching,MPLS)技术的提出主要是为了更好地将IP协议与ATM高速交换技术结合起来,实现IP分组的快速交换;
17.网格计算不仅提供利用超级计算能力与环境,还是一种基础组织。
第二章网络体系结构与网络协议
1.网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准;
2.网络协议的三要素:
语义、语法与时序
3.语法:
语法是用户数据与控制信息的结构与格式,以及数据出现的顺序的意义;
4.计算机网络的四个重要的概念:
层次,协议,接口,体系结构。
5.接口:
同一个结点的相邻层之间存在着明确规定的接口,低层向高层通过接口提供服务。
6.网咯体系结构:
网络层次结构模型与各层协议的集合。
7.OSI标准中,采用的是三级抽象:
体系结构,服务定义,协议说明。
8.ISO划分七层结构的基本原则:
(1)网中各结点都具有相同的层次;
(2)不同结点的同等层具有相同的功能;
(3)同一结点内相邻层之间通过接口通信;
(4)每一层可以使用下层提供的服务,并向其上层提供服务;
(5)不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。
9.物理层的主要功能:
(1)利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管理和释放物理连接;
(2)实现比特流的透明传输,为数据链路层提供数据传输服务;
(3)物理层的数据传输单元是比特。
10.数据链路层的主要功能:
(1)在物理层提供的服务基础上,数据链路层在通信的实体间建立数据链路连接;
(2)传输以“帧”为单位的数据包;
(3)采用差错控制与流量控制方法,使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。
11.网络层的主要功能:
(1)通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径;
(2)为数据在结点之间传输创建逻辑链路;
(3)实现拥塞控制、网络互连等功能。
12.通信子网的服务:
是指通信子网对(主机间数据)传输的效率和可靠性所提供的保证机制。
13.面向连接服务的数据传输过程必须经过连接、建立、连接维护与释放连接的三个过程;
14.无连接服务的特点:
(1)无连接服务的每个分组都携带完整的目的结点地址,各分组在系统中是独立传送的;
(2)无连接服务中的数据传输过程不需要经过连接建立、连接维护与释放连接的三个过程;
(3)数据分组传输过程中,目的结点接收的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象;
(4)无连接服务的可靠性不好,但是协议相对简单,通信效率较高。
15.TCP/IP协议的特点:
(1)开放的协议标准;
(2)独立于特定的计算机硬件与操作系统;
(3)独立于特定的网络硬件,可以运行在局域网、广域网,更适用于互连网中;
(4)统一的网络地址分配方案,使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址;
(5)标准化的高层协议,可以提供多种可靠的用户服务。
16.IP协议是无连接的、提供“尽力而为”服务的网络层协议。
17.用户数据报协议UDP是一种不可靠的无连接协议。
18.RFC文档草案对于从事Internet技术研究与开发的技术人员是获得技术发展状况与动态的重要信息来源;
19.RFC文档又可以分为被要求、被推荐、被选择、受限制使用或不被推荐。
第三章物理层
1.物理层设计时主要考虑的是如何在连接开放系统的传输介质上传输各种数据的比特流。
2.物理层向数据链路层提供的服务:
(1)物理连接的建立、维护与释放;
(2)物理连接分为点-点连接与多点连接;
(3)数据传输分为全双工、半双工与单工方式;
(4)数据传输分为串行传输方式与并行传输方式;
(5)串行传输方式的物理数据服务单元是位;
并行传输方式的物理数据服务单元是N位,N为并行连接的物理通道数。
3.按照在传输介质上传输的信号类型,通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统两种。
4.将发送端数字数据信号变换成模拟数据信号的过程称为调制,将调制设备称为调制器(modulator);
5.正(余)弦信号可以写为:
u(t)=um·sin(ωt+φ0)
6.基带传输在基本不改变数字数据信号频带(即波形)的情况下直接传输数字信号,可以达到很高的数据传输速率与系统效率;
7.在基带传输数字数据信号的编码方式主要有:
非归零码NRZ,曼彻斯特编码,差分曼彻斯特编码。
8.曼彻斯特编码的规则:
(1)每比特的周期T分为前T/2与后T/2两部分;
(2)通过前T/2传送该比特的反码,通过后T/2传送该比特的原码;
9.曼彻斯特编码的优点:
(1)每个比特的中间有一次电平跳变,两次电平跳变的时
间间隔可以是T/2或T
(2)利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号,
(3)曼彻斯特编码信号又称做“自含钟编码”信号,发送曼彻斯特编码信号时无需另发同步信号。
10.差分曼彻斯特编码与曼彻斯特编码不同点主要是:
(1)每比特的中间跳变仅做同步之用;
(2)每比特的值根据其开始边界是否发生跳变来决定;
(3)一个比特开始处出现电平跳变表示传输二进制0,不发生跳变表示传输二进制1。
11.矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带,简称为基带。
12.时分多路复用是将信道用于传输的时间划分为若干个时间片;
第四章数据链路层
1.设计数据链路层的主要目的:
将有差错的物理线路改进成无差错的数据链路。
2.传输差错—通过通信信道后接收的数据与发送数据不一致的现象
3.在通信过程中产生的传输差错,是由随机差错与突发差错共同构成
4.纠错码:
每个传输的分组带上足够的冗余信息;接收端能发现并自动纠正传输差错。
5.检错码:
分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息;接收端能发现出错,但不能确定哪一比特是错的,并且自己不能纠正传输差错。
6.CRC校验码能以[1-(1/2)K-1]的概率检查出长度为(K+1)位的突发错。
7.数据链路层协议—为实现数据链路控制功能而制定的规程或协议。
8.设立数据链路层的主要目的是将原始的、有差错的物理线路变为对网络层无差错的数据链路;
9.数据链路层为网络层提供的服务主要表现在:
正确传输网络层的用户数据,为网络层屏蔽物理层采用的传输技术的差异性。
10.面向字符型协议的执行过程经历了建立、维持和释放数据链路的过程:
11.面向字符型数据链路层协议的缺点:
(1)报文格式不一样;
(2)传输透明性不好;
(3)等待发送方式,传输效率低。
12.面向比特型协议的设计目标:
(1)以比特作为传输控制信息的基本单元;
(2)数据帧与控制帧格式相同;(3)传输透明性好;(4)连续发送,传输效率高。
13.异步平衡模式的每个复合站都可以平等地发起数据传输,而不需要得到对方复合站的许可。
14.Internet中主要的数据链路层协议
(1)SLIP(SerialLineIP)—串行线路的Internet数据链路层协议
(2)PPP(Point-to-PointProtocol)—点-点协议
(3)SLIP与PPP用于串行通信的拨号线路上,是目前家庭计算机或公司用户通过ISP接到Internet主要的协议。
15.HDLC的帧分为信息帧(I帧)、无编号帧(U帧与监控帧(S帧);
第五章 介质访问控制子层
1.决定局域网与城域网性能的三要素
(1)网络拓扑
(2)传输介质(3)介质访问控制方法
2.CSMA/CD的发送流程可以概括为
(1)先听后发
(2)边听边发(3)冲突停止(4)延迟重发
3.帧的最小长度为64字节,最大长度为1518字节。
4.CSMA/CA基本工作原理
(1)802.11的MAC层采用的是CSMA/CA(collisionavoidance,CA)的冲突避免方法;
(2)冲突避免要求每一个发送结点在发送帧之前需要先侦听信道。
如果信道空闲,结点可以发送帧;
(3)发送站在发送完一帧之后,必须再等待一个短的时间间隔,检查接收站是否发回帧的确认ACK。
如果接收到确认,则说明此次发送没有出现冲突,发送成功;
(4)如果在规定的时间内没有接收到确认,表明出现冲突,发送失败,重发该帧。
直到在规定的最大重发次数之内,发送成功。
5透明网桥;一般用在两个使用同样的MAC层协议的网段之间互连。
6.源路选网桥由发送帧的源结点负责路由选择
(1)源路由网桥假定假定每个结点在发送帧时,都已经清楚地知道发往各个目的结点的路由,因而在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中;
(2)为了发现适合的路由,源结点以广播方式向目的结点发送一个用于探测的发现帧;(3)发现帧将在整个通过网桥互连的局域网中沿着所有可能的路由传送;(4)当这些发现帧到达目的结点时,就沿着各自的路由返回源结点;(5)源结点在得到这些路由信息之后,从所有可能的路由中选择出一个最佳路由。
7.网桥与交换机都是工作在数据链路层,交换机可以认为是一个多端口的网桥;
第六章网络层
1.网络层主要任务:
(1)通过路由选择算法,为分组通过通信子网选择最适当的路径;
(2)网络层使用数据链路层的服务,实现路由选择、拥塞控制与网络互联等基本功能,向传输层的端一端传输连接提供服务。
2.互联网络:
利用网桥、路由器、网关等互联设备将两个及两个以上的网络相互联接起来构成的系统。
3.TCP/IP协议的网络层使用的地址标识符叫做IP地址;
4.IPv.4中IP地址是一个32位的二进制地址。
5.在Internet中不允许有两个设备具有同样的IP地址
6.IP地址是由网络号(netID)与主机号(hostID)两部分组成的;
7.A类IP地址的网络号长度为7位,主机号长度为24位。
允许有126个不同的A类网络;
8.B类IP地址的网络IP长度为14位,主机IP长度为16位
允许连接16382个网络;
9.C类IP地址的网络号长度为21位,主机号长度为8位;允许连接254个主机或路由器;
10.网络号与主机号的32位全为1的地址为受限广播地址
11.网络接口与IP地址的关系
(1)连接到Internet的每一台主机或路由器至少有一个IP地址;
2连接到Internet的任何两台主机或路由器不能使有相同的IP地址;
(3)IP地址是与网络接口相关联的,如果一台主机或路由器分别连接到两个或更多的网络上,那么它必须有两个或更多的IP地址。
12.子网(subnet):
将一个大的网络划分成几个较小的网络,而每一个网络都有其自己的子网地址;
13.超网(supernet):
将一个组织所属的几个C类网络合并成为一个更大地址范围的逻辑网络。
14.子网IP地址是三层结构:
netID-subnetID-hostID
15.分配子网是一个组织和单位内部的事,它既不要向Internet地址管理部门申请,也不需要改变任何外部的数据库;
16.在Internet中,一个子网也称为一个IP网络或一个网络。
17.一个大型跨国公司的管理者从网络管理中心获得一个A类IP地址121.0.0.0;需要划分1000个子网。
分析:
该公司需要有1000个物理网络,加上主机号全0和全1的两种特殊地址,子网数量至少为1002;选择子网号的位长为10,可以用来分配的子网最多为1024,满足用户要求。
18.在划分子网的情况下,判断两台主机是不是在同一个子网中,看它们的网络号与子网地址是不是相同。
19.CIDR用区别于传统标准分类的IP地址与划分子网的概念的“网络前缀(network-prefix)”,代替“网络号+主机号”二层地址结构,形成新的无分类二层地址结构。
20.分组交付(forwarding)是指在互联网络中路由器转发IP分组的物理传输过程与数据报转发交付机制;
21.是直接交付还是间接交付,路由器需要根据分组的目的IP地址与源IP地址是否属于同一个子网来判断;
22.对路由选择算法的要求
(1)算法必须是正确、稳定和公平的
(2)算法应该尽量简单
(3)算法能够适应网络拓扑和通信量的变化(4)算法应该是最佳的
23.路由选择算法涉及的主要参数:
跳数(hopcount—分组从源结点到达目的结点经过的路由器的个数带宽(bandwidth)—链路的传输速率
延时(delay)—分组从源结点到达目的结点花费的时间
负载(load)—通过路由器或线路的单位时间通信量
可靠性(reliability)—传输过程中的误码率
开销(overhead)—传输过程中的耗费,与所使用的链路带宽相关24.在每个路由器接收到一个IP分组时,路由选择模块必须进行路由查询;25.自治系统
(1)自治系统内部的路由器了解内部全部网络的路由信息,并能够通过一条路径将发送到其他自治系统的分组传送到连接本自治系统的主干路由器;
(2)自治系统内部的路由器要向主干路由器报告内部路由信息。
26.Internet路由选择协议的分类
(1)内部网关协议IGP
(2)外部网关协议EGP
27.路由信息协议是内部网关协议中一种分布式、基于距离向量的路由选择协议;28.路由信息协议RIF适用于相对较小的自治系统,直径一般小于15跳步数。
29.OSPF将一个自治系统再划分为若干个更小的区域,一个区域内的路由器数不超过200个。
30.执行OSPF协议的路由器通过各路由器之间交换的链路状态信息,建立并维护一个区域内同步的链路状态数据库。
31.当某个路由器或链路出现故障时,BGP发言人可以从不止一个相邻边界路由器获得路由信息;
32.IP协议是一种不可靠、无连接的数据报传送服务协议
33.IP数据报作为网络层数据必然要通过帧来传输
34.帧的格式与长度取决于物理网络所采用的协议。
35.如果数据报来自一个能够通过较大数据报的局域网,又要通过另一个只能通过较小的数据报的局域网,那么就必须对IP数据报进行分片。
36.在IP数据报的报头中,与一个数据报的分片、组装相关的域有标识域、标志域与片偏移域。
37.地址解析ARP:
从已知的IP地址找出对应物理地址的映射过程;
38.路由器和网桥的区别
(1)网桥工作在数据链路层,而路由器工作在网络层;
(2)网桥工作在数据链路层,由于传统局域网采取的是广播方式,因此容易产生“广播风暴”;
(3)路由器可以有效地将多个局域网的广播通信量相互隔离开来,使得互联的每一个局域网都是独立的子网。
39.路由器的主要功能
(1)建立并维护路由表
(2)提供网络间的分组转发功能
40.第三层交换机只能适用于特定网络层协议;第三层交换机不如路由器灵活,容易控制和安全性好。
41.ICMP并不能保证所有的IP数据报都能够传输到目的主机;
42.ICMP差错报告报文:
(1)目的站不可达
(2)源站抑制、(3)超时(4)参数问题(5)改变路由
43.Internet组管理协议(Internetgroupmanagementprotocol,IGMP)是在组播环境下使用的协议;
44.主机加入新的组播组需要向组播组的组播地址发送一个IGMP报文,本地的组播路由器收到IGMP报文后,将组成员关系转发给Internet上的其他组播路由器;
45.当IP组播分组在传输的过程中遇到有不支持组播协议的路由器或网络时,就要采用隧道(tunneling)技术
46.IPv4的局限性:
(1)地址数量的不足
(2)复杂的报头,难以实现扩充或选择机制(3)对报头服务数量的限制(4)缺少安全与保密方法
47.(IPv6)大的地址空间—地址长度从32位增大到128位,使地址空间增大了296倍;
48.IPv6的128位地址—冒号十六进制(colonhexadecimal)表示法:
(1)按每16位划分为一个位段
(2)每个位段被转换为一个4位的十六进制数,并用冒号“:
”隔开
49:
如果几个连续位段的值都为0,那么这些0就可以简写为:
:
50.确定:
:
之间代表了被压缩的多少位0,可以数一下地址中还有多少个位段,然后用8减去这个数,再将结果乘以16。
51.IPv6地址长度是IPv4地址长度的4倍,而IPv6报头的长度是IPv4最小报头长度的2倍;
52.在IPv4区域中打通了一个IPv6隧道来传输IPv6数据分组。
53.IPSec用于向IPv4与IPv6提供互操作、高质量与基于密码的安全性;
第七章传输层
1.计算机网络最本质的活动是分布在不同地理位置的主机之间的进程通信,以实现各种网络服务功能;
2.设置传输层的主要目的就是要实现分布式进程通信。
3.程序是一个在时间上按照严格次序的前后相继的操作序列,是一个静态的概念;
4.进程是一个动态的概念,它是一个程序对某个数据集的执行过程;
5.从进程的观点看,操作系统的核心则是控制和协调这些进程的运行,解决进程之间的通信。
6.UNIX系统的消息、共享存储区和信号量统称为进程通信(interprocesscommunication,IPC)机制;
7.用户共享的网络资源及网络所能提供的服务功能最终是通过网络环境中的分布式进程通信来实现的。
8.网络环境中的进程通信与单机系统内部的进程通信的主要区别:
网络中主机的高度自治性;
9.进程地址也叫做端口号
10.UNIX操作系统的TCP/IP的传输层就有TCP协议和UDP协议;
11.网络环境中一个进程的全网惟一的标识需要一个三元组来表示:
协议,本地地址,本地端口号。
12.网络环境中一个完整的进程通信标识需要一个五元组来表示:
协议,本地地址,本地端口号,远地地址,远地端口号
13.在TCP/IP协议体系中,进程间的相互作用采用客户/服务器(Client/Server)模型。
14.网络资源分布的不均匀性是客观存在的,同时也是网络应用系统设计者的设计思想的体现;
15.客户机/服务器模型的工作实质是“请求驱动”
16.为了实现服务器的功能,在服务器的设计中要解决服务器的:
并发请求处理能力并发服务器的进程标识服务器安全
17.并发服务器的核心是使用一个守护程序。
18.传输层的目标:
是向应用层应用程序进程之间的通信,提供有效、可靠、保证质量的服务
19.衡量服务质量QoS的主要指标:
(1)连接建立延迟/连接释放延迟
(2)连接建立/释放失败概率(3)传输时延(4)吞吐率(5)残留误码(6)传输失败概率
20.连接建立延迟:
(1)从传输服务用户要求建立连接到收到连接确认之间所经历的时间;
(2)它包括了远端传输实体的处理延迟;(3)连接建立延迟越短,服务质量越好。
21.吞吐率:
是在某个时间间隔内测得的每秒钟传输的用户数据的字节数;
22.传输延迟:
是指从源主机传输用户发送报文开始到目的主机传输用户接收到报文为止的时间。
23.残余误码率:
用于测量丢失或乱序的报文数占整个发送的报文数的百分比;24.安全保护为传输用户提供了传输层的保护,以防止XX的第三方读取或修改数据。
25.UDP是一种无连接的、不可靠的传输层协议
26.进程发送的报文较短,同时对报文的可靠性要求不高,那么可以使用UDP协议。
27.TCP/IP协议族中用端口号来标识进程;
端口号是在0到65535之间的整数
28.TCP协议的主要特点;
(1)TCP是一种面向连接的、可靠的传输层协议;
(2)TCP协议建立在不可靠的网络层IP协议之上,IP不能提供任何可靠性机制,TCP的可靠性完全由自己实现;
29.为了控制丢失的或丢弃的报文段,TCP使用了处理报文段的确认的等待重传时间的重传计时器
30.当TCP关闭一个连接时,它并不认为这个连接马上就真正地关闭了。
在时间等待期间中,连接还处于一种过渡状态;
31.TCP是一种面向连接的、可靠的传输层协议,它在网络层IP服务的基础上,向应用层提供面向连接、可靠的流传输;
第八章应用层
1.为什么有了IP地址,还需要域名?
(1)域名—用字符表示的网络主机名,是一种主机标识符;
(2)IP地址—数字型,难于记忆与理解;(3)域名—字符型,直观,便于记忆与理解;(4)IP地址—用于网络层;(5)域名—用于应用层;(6)IP地址与域名都应该是全网唯一的,并且它们之间具有对应关系。
2.TCP/IP协议中规定的层次型名字管理机制叫做域名系统;
3.大多数具有Internet连接的组织都有一个域名服务器,每个服务器包含连向其他域名服务器的信息,这些服务器形成了一个大的协同工作的域名数据库
4.域名解析的基本工作原理:
(1)将域名转换为对应的IP地址的过程称为域名解析;
(2)完成该功能的软件叫域名解析器;(3)每个本地域名服务器配置一个域名解析器软件;(4)由于每个服务器都知道根服务器的地址,因此无论经过几步查询,在域名树中最终总会找出正确的解析结果。
5.递归解析要求名字服务器系统一次性完成全部名字—地址变换;
6.反复解析是每次请求一
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