计算机网络期末总结

第1课：绪论、传输介质
1：信号能量形式：
电的：双绞线；同轴电缆
光的：光纤；红外线；激光
无线电的（电磁波、无线电波）：地面无线电；卫星
2：双绞线：既能传输模拟信号又能传输数字信号；通信距离一般几到几十公里；距离太长，需要用中继器
进行整形和放大。
3：同轴电缆分为两类：50Ω同轴电缆（1KM）；75Ω同轴电缆（100KM）
4：光纤：光线在纤芯中传输方式是不断地全反射
项目 单模光纤 多模光纤
距离 长 短
数据传输率 高 低
光源 激光 发光二极管
信号衰减 小 大
端接 较难 较易
造价 高 低
第2课：局域异步通信
1：传输模式分为串行和并行传输；其中串行又分为异步、同步、等时传输
2：异步通信标准：RS-232
RS-232是一个用于计算机、调制解调器或ASCII终端之间的串行异步通信标准
RS-232机械特性
a:连线长度不能太长（小于50ft）
b:D型插头座，至少有三根针，发送，接收和地
RS-232电气特性
b:电压范围-15V — +15V
c:线路编码：负电压表示1；正电压表示0
RS-232（以字符为单位传输）
每个字符7个bit表示，另加1个起始位，1个或1.5个停止位
3：a:带宽是指在信道上能够传送的数字信号的速率，即数据率或比特率，单位是b/s或bps
带宽的单位是波特
b:波特率：传输硬件介质中信号变化的速率
4：异步通信模式：
单工：单方向
半双工：同一时刻一个方向
全双工：两个相反方向的半双工
5：奈奎斯特定理鼓励工程师们探讨如何对信号进行位编码，因为一个聪明的编码允许单位时间传递更多位；
香农定理则告诉工程师再多的巧妙编码也难以克服限制实际通信系统中每秒可传输位数目的物理定律；
第3课：远程通信
1：调制技术：调幅；调频；调相
F t=Asin2πft+α A：振幅 f:频率 α：相位
2：调制器：接受数据位序列，并根据位将调制应用于载波的硬件电路
解调器：接受调制过的载波重建用于调制载波的位序列的硬件电路
制造商将两个结合起来就是调制解调器
3：复用：指多个信源的信息流组合在一条共享介质上传输
解复用：指将信息流组合分隔回分开的信息流
频分多路复用（FDM）：载波宽带被划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以并行传送一路信号的
一种多路复用技术
波分多路复用（WDM）：（在接收端，用光学棱镜来分离频率）
时分多路复用（TDM）：将时间划分为一段段等长的时分复

用帧
第5课：局域网分组与编址
1：交换技术：线路交换；报文交换；分组交换；
分组交换：异步；无需建立连接；性能各异
线路交换：独立信道，实时性高；
分组交换：信道利用率高
2：帧结构：是指添加到比特或字节序列中的结构
成帧：是指同步通信系统中使接收器知道消息开始和结束的机制
帧的结构：帧开始符->前奏->头部->载荷（任意长度）->后曲->帧结束符
3：网卡（NIC）的作用：检测帧是否存在，有效性检验，判断是否接受
4：单播：一对一
广播：一对全体，48位全为1
多播（组播）：一对多，特定地址
5：以太网帧结构：前同步码->SFD->目的地址->源地址->类型->数据->CRC
前同步码：7字节
SFD：1字节
目的地址：6字节
源地址：1字节
类型：2字节
数据：46 -- 1500字节
CRC：4字节
前同步码：56比特交替出现的0和1
帧首定界符（SFD）：1字节的10101011，帧的开始
目的地址：6字节的目的物理地址
源地址：1字节的源物理地址
类型：2字节，定义了封装在帧中的数据类型
循环冗余检验（CRC）：4字节，用于差错检测
6：MAC地址意译为媒体访问控制，别称物理地址，硬件地址，数据链路层负责MAC地址；
MAC地址采用十六进制数表示，共6个字节（48位）
第6课：以太网、拓扑与无线技术
1：局域网拓扑：总线拓扑；星型拓扑（集线器）；网状拓扑；环形拓扑
2：介质访问控制协议：CSMA/CD
a:基带冲突检测的载波监听多路访问技术
b:载波监听
先听后发：每一个站点在发送数据之前要先检测总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则
暂时不要发送数据，以免发生碰撞。
c:多址接入
许多计算机以多点接入方式连接在总线上。
d:冲突检测（边听边发，冲突停发）
当两个计算机发送的信号到达电缆上的同一点，彼此干扰，称为冲突。
3：LocalTalk:Apple公司的总线网络
应用了CSMA/CA技术处理介质访问冲突
成本低，安装简单，适合苹果机的局域网
宽带受限（230.4kbps）距离受限，不适合其它品牌设备互联
IBM令牌环（Token Ring）
局域网采用环形拓扑结构在循环连接的电脑
令牌环的传输不依赖于CSMA/CA
特点：单向环网，相邻节点是点到点连接
环中接口采用三种工作方式之一（拷贝；传输；恢复）
对令牌集中管理，避免了冲突的发生
单点出现故障，可造成环网瘫痪
光纤分布数据互连（FDDI）
双向环网，避免单点故障对网络的

影响，具有自愈合能力
开放式网络：网桥连接的两个局域网可以基于同一种标准，也可以基于两种标准
转发速度快，传输速率高（100Mbps）
成本较高，越来越少用
异步传输模式（ATM）
通过ATM交换机进行互连，典型的星型结构
异步传输模式，两条传输线缆
数据包分组发送
速度快（155Mbps）
成本相对较高
4：网络技术的分类：个域网；局域网；城域网；广域网
5：WLAN：采用了新的协议CSMA/CA进行冲突避免
第7课：局域网的布线、拓扑、接口硬件
1：以太网的粗缆：共享介质为一个粗的同轴电缆
连接到网络的每个计算机都需要被称为收发器的硬件设备
连接的NIC到收发器的电缆被称为一个连接单元接口
总线拓扑
以太网的细缆：细缆正式名称的10Base2
一般成本较低，无需外部收发器
不使用AUI，直接附加到使用BNC连接器每台电脑的背面
总线拓扑
以太网的双绞线：双绞线以太网正式名称为10BaseT
使用Ethernet集线器（Hub）
计算机和集线器之间的连接使用带RJ-45连接器的双绞线布线
星型拓扑
2：以太网逻辑上是总线结构；物理上是星型结构
3：中继器：物理层上的连接设备；适用于完全相同的两类网络的互连；主要功能是通过对数据信号的重新
发送或者转发，来扩大网络传输的距离；中继器连接两个称为段的以太网电缆；扩展局域网上
的计算机不知道中继器是否将它们分开；网线传输距离是有限的，如果节点间的距离太远，需
要使用中继器来放大信号继续传输。
最多为：5个网段；4个中继器；3个网段可以连接计算机；2个网段只能用于拓展局域网距离；
它们共同处于一个广播域。（交换机组网也要遵循该规则）
集线器（Hub）：用多个集线器可连成更大的局域网；但都在一个碰撞域中；
网桥：用于连接两个局域网的一种互联设备；网桥工作在数据链路层；具有过滤帧的功能
隔离冲突域（网桥不改变它转发的帧的源地址；集线器在转发帧时，不对传输媒体进行检测；
网桥在转发帧之前必须执行CSMA/CD算法
4：分布式生成树：为了得出能够反映网络拓扑发生变化时的生成树
交换机：工作在数据链路层（本质就是一个多接口的网桥）；交换机隔离冲突域；
广播风暴：网络拥塞
5：冲突域：连接在同一导线上所有工作站的集合；
广播域：接收同样广

播消息的节点的集合；
第8课：远程数字连接技术、网络性能
1：多数互联网用户遵循非对称模式：接收数据比发送多
下行：是指从互联网ISP传取数据到用户
上行：是指从用户传输数据到ISP
2：带宽：数据速率
接入技术：
宽带与窄带：窄带技术（在<128kbps的数据传输）
宽带技术（提供高数据速率）
ISDN（综合业务数字网）：三个独立的数字通道（2B通道；D通道）
ADSL（数字用户线路）：采用频分复用
电缆调制解调器技术（社区天线电视；同轴电缆比双绞线高带宽，不易受到电磁干扰）
光纤同轴混合网（有线电视网）
3：标准：数字电话标准（T,E）、干线标准（STC、OC、同步光网络）
4:广域网技术的类型：虚电路、数据报
项目 数据报 虚电路
电路建立 不需要 需要

地址 每个报文都必须有完整的源和目的地址 每个报文只需要一个虚电路号

状态信息 子网不存储状态信息 每条虚电路都占用子网的表空间

路由选择 每个报文单独进行 在建立虚电路时进行路由选择

路由器失效的影响 除在崩溃时丢失路由器中的报文，对 所有经过失效路由器的虚电路都要
其它的报文没有影响 被中止

拥塞控制 难 容易

用户服务 端到端控制 跳到跳控制
5：不同类型的网络技术和特点：ARPANET;PSTN;X.25;帧中器
ARPANET：第一个分组交换广域网
PSTN：世界上最大的网络；两台计算机想通过PSTN进行通信时，必须引入Modem
X.25:面向连接的，它支持交换虚电路服务；提供差错控制；提供流量控制
帧中继：优点：FR支持较高速率
FR只包含物理层和数据链路层，比X.25开销小
FR允许支持突发数据，且帧长度可达9000字节
缺点：不提供差错控制功能
对多媒体数据传输的支持不够
第9课：广域网技术与路由、协议系列
1：交换机的机制：存储转发
存储：存储操作发生于分组到达时
交换机中的I/O硬件将数据包的副本缓存在存储器中
转发：转发操作发生于分组到达并等待在内存中
处理器检查包，解析目的地址，将数据包发送到通向目的地的I/O接口上
下一跳转发：层次寻址
2：路由：将数据包转发到下一跳的过程称为路由
3:计算机网络体系由协议（网络协议）和分层模型组成
4：TCP/IP：应用层；运输层；网际层；网络接口层；

五层协议模型：应用层；传输层；网络层；数据链路层；物理层；
OSI/ISO：应用层；表示层；会话层；传输层；网络层；数据链路层；物理层；
5：物理层：完成对bit和载波之间的转换
处理与物理传输介质相关的接口
数据链路层：介质访问控制子层
逻辑链路控制子层
网络层：负责点到点的通信；寻径；流量控制；拥塞控制
传输层：给上层提供通用的应用界面
屏蔽网络层带来的数据表示结构的差异，实现端到端通信
提供进程间通信机制
提供传输的可靠性
会话层：会话建立、撤销
传输同步
面向连接的交互活动管理
表示层：信息压缩；信息加密、解密；与标准格式的转换
应用层：提供最通用的应用程序（电子邮件，文件传输等）
第10课：网际协议编址与报文
1：子网的划分：网络号；子网号；主机号
IP地址：：={<网络号><子网号><主机号>}
2：IP地址=（网络地址&网络掩码）
3：A-B-C-D-E:0；10；110；1110；1111
4：无类域路由表示法（CIDR）：ddd.ddd.ddd.ddd/m(d表示网络号，m表示掩码的1的个数)
5：特殊的IP地址：
本机地址：全0
回地址：127.0.0.0/8
有线广播地址：地址全1
直接广播地址：主机号全1
网络地址：主机号全0
6：IPV4数据报为首部和数据两部分组成；
首部的组成：版本；报头长度；服务类型；报文总长度；标识；分片标志；片偏移；生存时间；
协议类型；报头检验和；源IP地址；目标IP地址；选项内容；填充部分
7：最大传输单元：MTU
第11课：网际协议支持协议
1：ARP协议的作用：将IP地址解析为MAC地址的叫做地址解析（定义了请求与响应）
2:UDP:用户数据报协议，无连接，尽力而为，轻量级
TCP：面向连接，点对点，可靠，全双工，字节流
3：三次握手建立连接
4：路由：静态路由；动态路由；
互联网上的路由：分级路由；
5：因特网有两大类路由选择协议：内部网关协议IGP；外部网关协议EGP