计算机网络复习文档要点.docx
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计算机网络复习文档要点
第一章计算机网络概述
计算机网络的发展可概括为哪四个阶段?
●面向终端的第一代计算机网络
●以分组交换为核心的第二代计算机网络
●以OSI参考模型为核心的第三代计算机网络
●以高速和多媒体应用为核心的第四代计算机网络
计算机网络发展的里程碑与核心技术分别是什么?
•里程碑:
APPANET的出现
•核心技术:
分组交换
计算机网络的定义是什么?
●计算机网络是计算机和通信技术相结合的产物。
●计算机网络是用通信线路将分散在不同地点并具有独立功能的多台计算机系统,利用通信设备和线路互相连接起来,在网络协议和软件的支持下进行数据通信,实现资源共享的计算机系统的集合。
电路交换与分组交换的区别是什么?
电路交换
分组交换
特点
始终占用物理信道,通过建立连接、通信、和释放连接过程实现,传输带宽保持不变
采用存储转发技术,通过数据分块实现,
传输带宽动态分配
优点
通信质量有保证
通信线路利用率高
缺点
通信线路利用率低
时延、拥塞
实例
电信网
Internet
计算机网络有哪些分类方法?
●地理覆盖范围:
广域网、城域网、局域网和个域网
●拓扑结构:
总线型、环形、星形、树形和网状
●传输介质:
有线网和无线网
简述总线型拓扑结构的优缺点
●优点:
包括布线容易、增删容易、节约电缆以及可靠性高等。
●缺点:
包括易产生信息堵塞、易出现整个网络瘫痪以及故障诊断隔离困难等。
计算机系统有那几部分组成?
计算机网络系统的组成可分为3个部分,即硬件系统、软件系统和网络信息系统.
计算机网络的主要功能有哪些?
计算机网络的主要功能有以下几个方面
⏹资源共享
⏹数据通信
⏹分布式处理
⏹负载平衡
计算机网络有哪些常用的性能指标?
1.速率:
指的是主机在信道上传送数据的速率,也称为数据率或比特率
2.带宽:
网络传送数据的能力
3.吞吐量:
表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量
4.时延:
数据从网络一端传送到另一端所需的时间
5.时延带宽积:
时延和带宽的乘积
6.往返时间:
从发送到收到确认的时间
7.利用率:
分信道利用率和网络利用率两种。
信道利用率指出某信道有百分之几的时间被利用(有数据通过);网络利用率是全网信道利用率的加权平均值。
OSI参考模型和TCP/IP模型有何异同
OSI
TCP/IP
应用层
应用层
表示层
会话层
传输层
传输层
网络层
网际层
数据链路层
网络接口层
物理层
计算机网络协议是什么?
有那三要素?
•计算机网络协议是指为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定,简称为协议。
网络协议的组成三要素分别是语法、语义和时序(同步)
什么是计算机网络体系结构?
计算机网络的层次结构模型与各层协议的集合定义为计算机网络体系结构。
第二章物理层
传输媒体是物理层么?
不是
物理层的任务是什么?
物理层的主要任务是确定与传输媒体的接口有关的一些特性:
●机械特性指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
●电气特性指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
●功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
●过程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
什么是带宽?
●“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度,单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。
●传输数字信号时,“带宽”指数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语,单位是“比特每秒”,或b/s(bit/s)。
什么是信息、数据、信号、以及信道?
●信息:
人们对事物存在方式和运动状态的某种认识。
其表现形式有数字、文字、语音、图形、图像以及动画等。
●数据:
事件某些属性规范化后的表现形式,分为(连续的)模拟数据和(离散的)数字数据。
●信号:
数据的电气或电磁的表现,分为(随时间连续变化的)模拟信号和(离散变化的)数字信号。
●信道:
向某一个方向传送信息的媒体,分为(传送模拟信号的)模拟信道和(传送数字信号的)数字信道。
什么单工、半双工和全双工通信?
●单工:
只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
如各种广播。
●半双工:
通信双方都可以发送信息,但不能双方同时发送。
全双工:
通信双方可以同时发送和接收信息
数字编码主要有哪几种方案?
●不归零编码:
正负电平分别代表10
●曼彻斯特编码:
上下跳变分别代表10
●差分曼彻斯特编码:
边界是否跳变代表10
什么调制?
调制的方法有哪些?
把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。
主要的调制方案有调幅、调频和调相。
基带信号和带通信号有什么区别?
●基带信号——来自信源的信号。
一般带有丰富的低频分量甚至直流分量。
像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。
●带通信号——把基带信号经过载波调制后,把信号的频率范围搬移到较高的频段成为带通信号以便在信道中传输(即仅在一段频率范围内能够通过信道)。
数据通信系统包含哪五个部分
数据通信系统包含信源、变换器、信道、反变换器、以及信宿
计算机网络中常用的三种有线传输介质是什么?
双绞线、同轴电缆、以及光纤
使用光纤为传输媒体需要什么样的信号转换
使用光纤为传播媒体时,需完成光信号和电信号之间的转换
光纤通信有哪两种方式?
单模光纤通信和多模光纤通信
第三章数据链路层
数据链路与链路有何区别
●链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段,中间没有任何其他的交换结点。
也称为物理链路。
●数据链路(datalink):
除了物理线路外,还必须有通信协议来控制数据的传输。
若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上,就构成了数据链路。
也称为逻辑链路。
数据链路层的主要功能有哪些?
数据链路层的主要功能有:
帧同步、差错控制、流量控制、链路管理、寻址功能、区分数据信息与控制信息以及透明传输等
数据链路层传输的基本单元是什么?
格式如何?
●基本单元是帧
●帧的基本格式如下:
数据链路层的常用成帧方法有哪些?
●字符计数法
●带字符填充的首尾界符法
●带位填充的首尾标志法
●物理层编码违例法
何为差错?
引起差错的原因是什么?
●差错是指接收方收到的数据与发送方实际发出的数据出现不一致的现象。
●差错的产生主要是因为通信线路上有噪声干扰。
根据噪声的不同,分为随机差错和突发差错。
随机差错由热噪声产生,突发差错由冲击噪声(如电磁干扰、无线电干扰等)产生。
为下面比特序列分别加上水平和垂直奇校验码
•1100001
•1100010
•1100011
•1100100
•1100101
•1100110
•1100111
•11000010
•11000100
•11000111
•11001000
•11001011
•11001101
•11001110
•00111110
求解如下CRC校验问题
要发送的数据为1101011011.采用CRC的生成多项式
试问:
1、应添加在数据后面的余数是多少?
2、数据传输过程中最后一个1变成了0,问接收端能否发现?
3、数据传输过程中最后两个1变成了0,问接收端能否发现?
4、使用CRC校验是否实现了可靠传输?
答:
1、余数1110
2、可以(余数0011)
3、可以(余数0101)
4、没有实现。
CRC校验只能检测错误,无法保证接收方接收的和发送方发送的完全一样
数据链路层有通过哪些协议实现可靠传输?
●可靠传输可通过自动重传请求ARQ协议实现,根据滑动窗口(发送窗口WT和接收窗口WR)的不同分为
⏹停止等待协议:
WT=WR=1
⏹连续ARQ协议:
WT>1,WR=1
⏹选择重传ARQ协议:
WT>1,WR>1
注意:
若用n比特进行编号
⏹WT+WR2n
⏹WRWT
WR2n/2
目前使用最广泛的Internet链路层协议是什么?
点对点协议PPP(PointtoPoint)
PPP协议通过什么方法实现透明传输?
•当PPP用在异步传输链路时,就使用一种特殊的字符填充法。
•当PPP用在同步传输链路时,协议规定采用硬件来完成比特填充。
请给出如下PPP帧中数据部分对应的真实数据
●PPP帧:
7D5EFE277D5D7D5D7D21657D5E
●真实数据:
7EFE277D7D01657E
PPP字符填充方案
●将信息字段中出现的每一个0x7E字节转变成为2字节序列(0x7D,0x5E)。
●若信息字段中出现一个0x7D的字节,则将其转变成为2字节序列(0x7D,0x5D)。
●若信息字段中出现ASCII码的控制字符(即数值小于0x20的字符),则在该字符前面要加入一个0x7D字节,同时将该字符的编码加0x20。
PPP协议如何使用同步传输技术的?
1.若要传输比特串01101111111111000,如何进行零比特填充?
2.若接收数据比特串0001110111110111110110,如何删除发送端加入的零比特?
解:
1、0110111110111110000
2、000111011111-11111-110(连字符表示删除0)
PPP协议的工作状态有哪六种?
相互关系如何?
工作状态:
链路静止、链路建立、鉴别、网络层协议、链路打开和链路终止
什么是异步传输方式ATM?
●异步传输方式ATM(AsynchronousTransferMode)是建立在电路交换和分组交换的基础上的一种面向连接的快速分组交换技术,它采用定长分组作为传输和交换的单位。
在ATM中这种定长分组叫做信元(cell)。
异步传输方式ATM的异步怎么理解?
●同步数字体系SDH(Synchronous Digital Hierarchy)定义了一组在光纤上传输光信号的速率和格式,其比特流被划分为一个个固定时间长度的时间帧(段)。
●ATM将ATM信元“异步插入”到SDH的时间帧中。
所谓异步,是指只要SDH的帧有空位置就可以将ATM信元插入,位置并不固定。
●因此,ATM中的异步指的是在同步的SDH时间帧中异步插入ATM信元。
第三章内容概要
第四章局域网
局域网最主要的特点是什么?
网络为一个单位所拥有,且地理范围和站点数目均有限。
局域网的拓扑结构有哪些
●星形
●环形
●总线型
●树形
局域网参考模型是什么?
与OSI参考模型关系?
●局域网参考模型包含了OSI参考模型中的物理层和数据链路层。
其中,数据链路层拆成两个子层,即逻辑链路控制LLC(LogicalLinkControl)子层和媒体接入控制MAC(MediumAccessControl)子层。
局域网、以太网以及IEEE802.3标准关系如何?
以太网是局域网的一种:
⏹以太网是世界上第一个局域网产品,符合DIXEthernetV2标准;
⏹但是,DIXEthernetV2标准与IEEE802.3标准只有很小的差别;
⏹因此可以将满足IEEE802.3标准的局域网简称为“以太网”。
CSMA/CD协议和TDM相比优缺点如何?
•网络负荷较轻时,CSMA/CD协议灵活高效,而TDM时隙利用率低;
•网络负荷较重时,CSMA/CD协议引起的碰撞很多,重传经常发生,效率大打折扣。
而TDM的效率升高。
什么叫传统以太网?
符合什么标准?
传统以太网就是最早流行的10Mb/s速率的以太网
⏹1980年9月,DEC公司、英特尔(Intel)公司和施乐公司联合提出了10Mb/s以太网规约的第一个版本DIXV1,
⏹1982年又修改为第二版DIXEthernetV2。
⏹1982年,美国电子与电气工程师协会IEEE(InstituteofElectricalandElectronicEngineers)802委员会的802.3工作组制定了第一个IEEE的以太网标准IEEE802.3,数据率为10Mb/s。
试说明10Base-T中“10”、“Base”和“T”?
●“10”代表这种以太网具有10Mb/s的数据率;
●Base表示连接线上的信号是基带信号;
●T表示双绞线(Twisted-pair)
求最短帧长
假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。
设信号在网络上的传输速率为200000km/s。
求能够使用此协议的最短帧长。
•解:
1.1km长的信道上,数据传输时延为1/200000=5*10(-6)
2.往返时延2*5*10(-6)=10(-5);
3.最短帧长为10(9)*10(-5)=10000bit
传统以太网定义的争用期和最短帧长是多少?
●传统以太网取51.2s为争用期的长度;
●对于10Mb/s以太网,在争用期内可发送512bit,即64字节。
因此,最短帧长为64字节。
数据率10Mb/s的以太网码元传输速率是多少?
•以太网传输数据使用曼彻斯特编码的信号。
由于每个比特对应了两个码元,因此码元传输速率是20Mb/s。
传统以太网最小帧间隔多少?
有什么作用?
●帧间最小间隔为9.6s,相当于96bit的发送时间。
●一个站在检测到总线开始空闲后,还要等待9.6s才能再次发送数据。
●这样做是为了使刚刚收到数据帧的站的接收缓存来得及清理,做好接收下一帧的准备。
共享型以太网和交换型以太网的区别是什么
•共享型以太网受CSMA/CD的制约,所有网络节点通过争用信道而共同分割网络带宽。
•交换型以太网通过使用交换型设备可以在同一时刻实现多个数据通道各自独占带宽进行通信。
什么是10/100Mb/s自适应技术
为了与原来的10Base-T系统共存,并使10Base-T系统平滑地过渡到快速以太网的环境中,在快速以太网中,不仅继承了传统以太网的技术,并且可以最大限度地保护用户原来在传统以太网上的投资。
快速以太网设备的端口间可以实现10Mb/s与100Mb/s传输速率的自动匹配功能,该功能被称为10/100Mb/s自适应。
什么是半双工和全双工以太网?
●传统以太网是共享传输介质的半双工以太网(HalfDuplexEthernet)
●全双工以太网技术与传统半双工以太网技术相比较,最大的特点就是:
端口间两根双绞线或光纤上可以同时接收和发送帧,不再受CSMA/CD的约束,在端口发送帧时不会发生帧的碰撞,碰撞域已不复存在。
这样一来,连接端口的线缆长度仅受数字信号传输衰变的影响,而不像传统以太网半双工传输时还要受碰撞域的约束。
此外,全双工技术也拓宽了网络系统的带宽,理论上系统带宽=端口数×端口速率。
当然,由于内部设计的限制,实际带宽要低于这个理论值。
局域网的组网设备主要有哪些?
●服务器与工作站
●网卡
●物理层设备与组件:
中继器与集线器
数据链路层设备与组件:
网桥和交换机
网卡的主要功能有哪些?
网卡主要是实现MAC子层的功能,也有一些物理层的功能。
网卡的功能主要包括:
●数据的封装与解封
●信道访问控制
编码与解码
网桥的功能有哪些
●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
●网桥可连接不同类型的局域网中继器和集线器只能连接同一类型的局域网,而网桥则可以连接不同类型的局域网。
如通过网桥可以把IEEE802.3、802.4、802.5(即以太网、令牌总线网和令牌环网)连接在一起。
这种网桥要比连接同类局域网的网桥更复杂一些,它要进行帧格式的转换。
“透明网桥”中的透明是什么意思?
“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。
交换机的最大优点是什么?
交换机的最大优点是独占带宽:
●对于普通10Mb/s的共享式以太网,若共有N个用户,则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(10Mb/s)的N分之一。
●使用以太网交换机时,虽然在每个接口到主机的带宽还是10Mb/s,但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽,因此对于拥有N对接口的交换机的总容量为N10Mb/s。
如何扩展局域网?
●采用中继器/集线器在物理层扩展局域网
⏹集线器是物理层设备,采用集线器连接的局域网属于同一个碰撞域,同一时刻只能有一个站发送数据,所有的站共享带宽。
⏹不同以太网技术的局域网不能用集线器互连
●采用网桥/交换机在数据链路层扩展局域网
⏹以太网交换机是多端口的网桥,是数据链路层设备。
以太网交换机的每一个端口连接的网段都属于不同的碰撞域,端口之间可以无碰撞的传输数据,独占带宽。
什么是虚拟局域网?
引入的意义何在?
●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。
●引入虚拟局域网,可以灵活地进行逻辑子网(广播域)的划分,而不像传统的局域网那样把站点束缚在所处的物理网络之中。
简要说明划分虚拟局域网的方法
(1)按端口号划分VLAN
(2)按MAC地址划分VLAN
(3)按第三层协议划分VLAN
什么是令牌?
●令牌是—种只有特殊功能的控制帧,用于管理各结点对总线的访问控制。
●持有令牌的结点可以发送数据,不持有令牌的结点只能接收数据。
●发生以下情况,令牌持有结点必需交出令牌:
(1)该结点没有数据帧等待发送;
(2)结点已发送完所有待发送的数据帧;
(3)令牌持有的最大时间到。
什么是FDDI环网?
光纤分布式数据接口FDDI(FiberDistributeDataInterface)是一个使用光纤作为传输介质的高性能令牌环网。
FDDI的自恢复技术是什么?
●FDDI采取一种称为自恢复(SelfHealing)的方法取代星形环结构来提高网络的可靠性。
●在正常情况下,只有一个方向的环路在工作。
这个工作的环路叫做主环,而另一个不工作的环路叫做次环。
当环路出现故障时,FDDI都可以自动更新配置,启动次环工作。
简述令牌环的优先控制策略
●令牌环中,令牌帧和数据帧都有如下的访问控制字节
●初始化时,令牌中的PPP=0,RRR=0,T=0
●获得该令牌的工作站如有信息发送,将T设置为1,发送数据帧
●数据帧网上传输,若有某工作站需要发送信息,则其将其优先级设置在RRR上。
其后,若有工作站也需发送信息,则其优先级需与RRR比较,优先级较高,则覆盖RRR,预约成功。
否则不能预约。
●下一个令牌发出时,其优先级PPP被置为预约的优先级。
仅有等于或高于该优先级的站点才可以捕获
简述无线局域的分类和组成
●无线局域网可分如下两类:
⏹第一类是有固定基础设施的
⏹第二类无固定基础设施的,也称为自组织的
●第一类无线局域网最小构件是基本服务集BSS(BasicServiceSet),包含一个基站(也称为接入点AP)和若干个移动站。
基本服务集可以通过接入点AP连接到一个分配系统DS(DistributionSystem),然后再连接到另一个基本服务集,进而构成了扩展的服务局ESS(ExtendedServiceSet)。
●第二类无线局域网只有处于平等状态的移动站,移动站间通过多跳的方式实现通信。
根据用户移动性不同,无线局域网有何接入方式
●固定接入(fixedaccess)——在作为网络用户期间,用户设置的地理位置保持不变。
●移动接入(mobilityaccess)——用户设置能够以车辆速度移动时进行网络通信。
当发生切换时,通信仍然是连续的。
●便携接入(portableaccess)——在受限的网络覆盖面积中,用户设备能够在以步行速度移动时进行网络通信,提供有限的切换能力。
●游牧接入(nomadicaccess)——用户设备的地理位置至少在进行网络通信时保持不变。
如用户设备移动了位置,则再次进行通信时可能还要寻找最佳的基站
无线局域网的MAC协议有哪些特点?
无线网的MAC协议是带有碰撞避免机制的载波监听多点接入CSMA/CA。
其特点是:
●发送数据前检测信道,
⏹忙则推迟发送
⏹空闲一段时间则允许发送
●接收站发送响应确认帧
⏹发送站接收到确认帧则表示发送成功
⏹发送站未接收到确认帧则重传
第五章网络层与网络互连
网络互连有何实际意义?
●现状:
由于用户需求不同,现阶段存在不同结构的网络,没有一种单一的结构能够适应所有用户的需求;
●未来:
网络技术是不断发展的,网络制造商也要经常推出新的网络,在竞争中生存。
●因此,客观上,世界上有很多的特性各异的网络,这些网络又希望能够互相通信,迫切需要网络互连。
网络层向上提供的服务有哪两种?
区别是什么?
网络层向上面的运输层提供的服务有两种,即面向连接的服务(或虚电路服务)和无连接服务(或数据报服务)。
中继器(转发器)、集线器、网桥、交换机、路由器和网关有何区别?
⏹物理层中继系统:
中继器(转发器)、集线器;
⏹数据链路层中继系统:
网桥、第二层交换机;
⏹网络层中继系统:
路由器、第三层交换机;
⏹网络层以上的中继系统:
网关。
由于历史原因,路由器也常常被称为网关。
IP、ARP、RARP、ICMP和IGMP各有什么作用
●因特网协议IP(InternetProtocol):
网络层最主要的协议。
使用IP协议互连的计算机网络可被看成是一个虚拟互连网络,也就是逻辑互连网络。
●地址解析协议ARP(AddressResolutionProtocol):
IP地址转换为物理地址(或硬件地址、MAC地址)
●逆地址解析协议RARP(ReverseAddressResolutionProtocol):
物理地址转换为IP地址
●网际控制报文协议ICMP(InternetControlMessageProtocol):
报告差错情况和异常情况
●网际组管理协议IGMP(InternetGroupManagementProtocol):
维护组播组成员信息
IP地址分为几类?
如何表示?
Ipv4中,地址都是32位,指定二级结构
{<网络号>,<主机号>}
IP地址共分五类:
●A类地址:
网络号字段为1字节,最前面的1位是0;
●B类地址:
网络号字段为2字节,最前面的1位是10;
●C类地址:
网络号字段为3字节,最前面的1位是110;
●D类地址:
用于多播,最前面的4位是1110;
E类地址:
保留今后使用,最前面的4位是1111.
试辨认以下IP地址的网络类别
1128.36.199.3
221.12.240.17
3183.194.76.253
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