计算机网络笔记纯手打.docx
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计算机网络笔记纯手打
计算机网络笔记
了解即可:
(出现于选择、填空题。
)
三网:
电信网络、有线电视网络、计算机网络。
其中发展最快并且起到核心作用的是计算机网络。
计算机网络向用户提供的最重要的功能:
连通性、共享。
互联网:
“网络的网络“
因特网是世界上最大的互连网络!
因特网发展的三个阶段:
第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程。
Internet(互联网或互连网)
Internet(因特网)则是一个专用名词,它是指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络。
采用了TCP/IP协议族作为通信的规则。
第二阶段:
三级结构的因特网。
分为主干网、地区网、校园网(或企业网)。
第三阶段的特点:
逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。
ISP:
因特网服务提供者
ISP也分不同层次:
主干ISP、地区ISP和本地ISP
因特网的组成:
边缘部分【核心:
主机】、核心部分【核心:
路由器】
网络边缘的端系统之间的通信方式:
客户-服务方式(C/S方式)对等方式(P2P方式)
网络核心部分起特殊作用的是路由器.(实现分组交换)
路由器是实现分组交换的关键构建,其任务是转发收到的分组。
分组交换的主要特点:
对网络利用率高
转发分组的方式:
电路交换、报文交换、分组交换。
P15
按网络的作用范围进行分类
(1)广域网WAN
(2)城域网MAN(3)局域网LAN(4)个人区域网PAN
按网络使用者进行分类:
(1)公用网、
(2)专用网
时延:
发送时延、传播时延、处理时延、排队时延。
总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延。
宽带:
最高速率。
吞吐率:
实际速率。
应用层:
通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。
运输层:
负责向两个主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。
网络层:
负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。
数据链路层(链路层):
将网络层交下来的IP数据报组装成帧
物理层:
在物理层上所传数据的单位是比特。
物理层的特性:
机械特性、电气特性、功能特性、过程特性
数据链路层协议的三个基本问题:
封装成帧、透明传输、差错检测。
解决透明传输问题:
具体的方法是字节填充或字符填充
PPP协议的组成:
一个将IP数据报封装到串行链路的方法。
一个链路控制协议LCP:
用来建立、配置和测试数据链路连接的。
一套网络控制协议NCP:
每一个协议支持不同的网络层协议。
简述CSMA/CD协议的过程:
发送信息前,监听信道状态,如果为“忙”则不可发送,如果为“空闲”则可发送。
一边发送数据一边进行冲突检测,如果冲突则使用截断二进制指数退避算法来确定碰撞后重传的时间。
等待截断二进制指数退避的时间结束后,再发送。
截断二进制指数退避协议规定了基本退避时间为争用期2τ。
在争用期内可发送512bit,即64字节具体的争用期时间是51.2us。
转发表的建立:
登记(源地址)查表(目的地址)转发/丢弃
转发要求:
出口和入口不一致。
丢弃:
入口和出口一致时。
透明网桥的特点:
即插即用自学习。
虚拟局域网:
局域网给用户提供的一种服务,而不是一种新型局域网。
虚拟局域网可以隔离广播风暴。
IP首部长度默认为为5*4=20字节,也可以是其他值,但必须是4的整数倍
RIP协议的特点:
<路由信息协议RoutingInformationProtocol>
仅和相邻路由器交换信息
交换信息为本路由器所知道的全部信息,即自己的路由表。
按固定时间间隔交换路由器信息<也算缺点>。
RIP协议的优点:
简单、易于实现、开销较小。
缺点:
好消息传的快,坏消息传的慢。
RIP协议收敛速度比较快,路由器更新的原则是找出每个目的网络的最短距离。
在因特网上进行多播就叫IP多播。
多播组的标识符就是IP地址中的D类地址。
多播地址只能用于目的地址,不能用于源地址。
UDP:
用户数据报协议(强调流畅)
TCP:
传输控制协议(强调可靠)
重点记忆:
网络协议主要的三个要素:
语法、语义、同步。
计算机网络的各层及其协议的集合,称为网络的体系结构。
协议是水平的,服务是“垂直的“;
信道的三种基本方式:
单向通信(单工通信)、双向交替通信(半双工通信)、双向同时通信(全双工通信)。
来自信号源的信号称为:
基带通信。
缺点:
直流低频距离短。
改进:
缩码、带通
屏蔽双绞线:
STP;无屏蔽双绞线:
UTP;频分复用:
FMD时分复用帧(TDM帧)
波分复用WDM:
光的频分复用。
密集波分复用DWDM。
帧:
数据链路层的协议数据单元。
封装成帧:
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。
以太网的信道利用率:
a越小浪费越少,利用率越大。
a=τ/T0τ:
连线的长度、距离。
T0以太网的帧长!
封装成帧:
极限信道利用率Smax=T0/(T0+τ)=1/(1+a)
MAC地址是48位。
(媒体接入控制)
在物理层扩展以太网的设备是:
集线器。
在数据链路层扩展以太网的是网桥,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。
10M宽带,10个用户,每个人用集线器可分得1M。
用交换器则可分到10M(交换器的最大优点是拓展带宽)。
物理层使用的中间设备叫转发器。
数据链路层使用的中间设备叫网桥或桥接器。
网络层使用的中间设备叫路由器。
在网络层以上(应用层、运输层)使用的中间设备叫网关。
IP数据包分片的方法:
片偏移。
标志:
标志字段最低位记为MF,MF=1:
后面“还有分片”的数据报
标志字段中间的一位记为DF:
“不能分片”,当DF=0时才允许分片
片偏移:
以8个字节为偏移单位
A类地址的默认子网掩码是255.0.0.0
B类地址的默认子网掩码是255.255.0.0
C类地址的默认子网掩码是255.255.255.0
CIDR:
无分类编址(构成超网)
在使用CIDR时,每个IP地址由“网络前缀”和“下一跳地址”组成。
但查找路由表时可能得到不止一个匹配结果。
应该从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由,这就叫最长前缀匹配。
又叫最长匹配或最佳匹配。
为什么要使用最长前缀匹配:
因为前缀越长,目标越准确。
看P139面例题4-4
IGP:
内部网关协议EGP:
外部网关协议
RIP用UDP来封装。
OSPF用IP来封装。
BGP用TCP来封装。
VPN:
虚拟专用网。
NAT:
网络地址转换。
TCP吞吐率:
窗口大小/延迟
三次握手的流程图:
必考题目:
码分复用CDM/码分多址CDMA
工作原理:
各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此各用户之间不会造成干扰。
ARP:
用于解决同一个局域网上的主机或路由器IP地址和硬件地址的映射问题。
ARP的过程:
在本地局域网上广播发送一个ARP请求分组。
在本局域网上的所有主机上运行的ARP过程都收到此ARP请求分组。
主机B的IP地址在ARP请求分组中要查询的IP地址一致,就收下这个ARP请求分组,并向主机A发送ARP响应分组,并在这个ARP响应分组中写入自己的硬件地址。
主机A收到主机B的ARP响应分组后,就在其ARP高速缓存中写入主机B的IP地址到硬件地址的映射。
ICMP报文的种类:
ICMP差错报告报文、ICMP询问报文。
RIP协议的“距离”也成为“跳数”,每经过一个路由器,跳数就加1.
慢开始和拥塞避免
快恢复
大题:
速率的计算:
I=Slog2NI:
比特率S:
波特率速率单位:
b/s
时延的计算:
发送时延=数据帧长度(b)/发送速率(b/s)
传播时延=信道长度(m)/电磁波在信道上的传播速率(m/s)
信息传输:
奈氏:
理想、低通。
奈氏准则:
码元:
D=2Wlog2NN:
宽带物理状态的种类。
W:
带宽
香农:
噪声、S/N。
【奈示和香农两者的状态不同,所以无可比性】
信噪比(dB)=10log10(S/N)(dB).Log10103=10;
当S/N=1000时,信噪比为30dB.
香农定理:
C=Wlog2(1+S/N)(b/s)C:
极限容量、W:
带宽S信道内所传信号的平均速率;
N为信道内部的高斯噪声功率。
例题:
3KHZ、8相、30Db情况下求极限容量C;
解:
C=3log2(1+1000)=30kbps;
码分
例2-16:
共有四个站进行码分多址CDMA通信。
四个站的码分序列为:
A:
(-1-1-1+1+1-1+1+1)B:
(-1-1+1-1+1+1+1-1)
C:
(-1+1-1+1+1+1-1-1)D:
(-1+1-1-1-1-1+1-1)
现收到码分序列:
(-1+1-3+1-1-3+1+1)。
问哪个站发送数据了?
发送数据的站发送的是1还是0?
方法:
S*S=(S*A)/码片个数S*S=1时,则发送数据为1。
S*S=-1时,则发送数据为0。
S*S=0时,则没有发送任何数据。
解析:
A(-1,-1,-1,1,1,-1,1,1)B(-1,-1,1,-1,1,1,1,-1)C:
(-1,1,-1,1,1,1,-1,-1)
D:
(-1,1,-1,-1,-1,-1,1,-1)S(-1,1,-3,1-1,-3,1,1)
S*A=【1-1+3+1-1+3+1+1】/8=1同理:
S*B=-1S*C=0S*D=1
所以A、B、D收到了数据,A、D收到的为1,B收到的是0.C没收到任何数据!
差错检测、循环冗余法:
:
透明传输的构建:
:
片位移
:
IP分组层转发分组的流程:
Ⅰ提取目的主机的IP地址D,得出目的网络地址为N。
Ⅱ若N为路由器直接相连的网络地址,则直接交付,否则间接交付。
Ⅲ若路由器中有D的特定主机路由,则把数据报传送给下一跳路由器。
Ⅳ若有到达网络N的路由,则把数据报传送给下一跳路由器。
Ⅴ若有一个默认路由,则把数据报传送给默认路由器
Ⅵ否则转发分组出错。
:
子网掩码的划分
IP地址与子网掩码相与的目的:
过滤主机,保留网络号,得到网络地址.
1.子网个数=把借的主机位个数做为2的几次方,也就是2的三次方=8个子网:
2,每个子网容纳的主机数=把网络位(0的位数)做为2的几次方再减去2=2的13次方-2=8190。
Ep:
255.255.224.0转成二进制是:
11111111.11111111.11100000.00000000
从上可以看出它向主机位借了三位,子网为2的3次方等于8,所以它有8个子网,分别为:
000001010011100101110111减去首尾即:
001-110六个子网
再看主机位,减去子网尾,也就是2的13次方减去2等于8190也就是每个子网可以容纳8190台主机
⑪:
RIP协议,作业题:
TIP计算
5应用层
4运输层
3网络层
2数据链路层
1物理层
图解分析:
应用层
(各种应用层协议如TELNET,FTP,SMTP等)
运输层(TCP或UDP)
网际层IP
网络接口层
7应用层
6表示层
5会话层
4运输层
3网络层
2数据链路层
1物理层
TCP/IP的四层协议OSI的七层协议五层协议
协议(n+1)
服务用户
交换服务原语交换服务原语
SAPSAP
协议(n)
服务提供者
实体实体
实上图为相邻两层之间的关系体现了:
协议是水平的,服务是垂直的。
帧结束
帧开始
IP数据报
<=MTU
数据链路层的帧长
帧尾部
帧首部
帧的数据部分
上图为用帧首部和帧尾部封装成帧
必做作业:
1-10.1-242-163-073-324-29
- 配套讲稿:
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- 计算机网络 笔记 纯手打