计算机网络B.doc

1、计算机网络 B 复习资料第一章 概述1 三种交换方式（1） 电路交换：整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中 传送。电路交换特点：两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。 电路交换必定是面向连接的。 电路交换的三个阶段：建立连接、通信、释放连接电路交换的资源在通信过程中一直被占用电路交换传送计算机数据效率低：计算机数据具有突发性。这导致通信线路的利用率很低。（2） 报文交换：整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转 发到下一个结点。报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。现在报文交换 已经很少有人使用了。 （3）分组交换：单个分组（这只是整个报文的一部分）

2、传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。分组交换的特点： 采用存储转发技术 在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。分组交换的优点： 高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 灵活 以分组为传送单位和查找路由。 迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组。 可靠 保证可靠性的网络协议；分布式多路由选择协议使网络有很好的 生存性。 （4）三种交换方式的比较：2.计算机网络的性能指标：速率、带宽、吞吐量、时延（计算） 、往返时间。（1）速率 比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。 一个比特就是二进制数字中的一个 1 或 0。 速

3、率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是 b/s，或 kb/s, Mb/s, Gb/s 等 速率往往是指额定速率或标称速率。 （2）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） 。现在“带宽”是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)。 更常用的带宽单位是 千比每秒，即 kb/s （10 3 b/s） 兆比每秒，即 Mb/s（10 6 b/s） 吉比每秒，即 Gb/s（10 9 b/s） 太比每秒，即 Tb/s（10 12 b/

4、s） 请注意：在计算机界，K = 2 10 = 1024M = 220, G = 230, T = 240。（3） 吞吐量吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。吞吐量受网络的带宽或额定速率的限制。 （4） 时延(delay 或 latency)发送时延 发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。 传播时延 电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。 信号传输速率（即发送

5、速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。 处理时延 交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。 排队时延 结点缓存队列中分组排队所经历的时延。 数据经历的总时延就是发送时延、传播时延、处理时延和排队时延之和：（5） 往返时延RTT，发送方发送数据到收到来自接收方的确认，总共经历的时间。 对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。 提高链路带宽减小了数据的发送时延。 3.计算机网络的体系结构：（1）网络协议的三要素a 语法，即数据与控制信息的结构或格式；b 语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；c 同步，即事件实现顺序的

6、详细说明。（2）分层原理：“分层” 可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。好处： 各层之间是独立的。 灵活性好。 结构上可分割开。 易于实现和维护。 能促进标准化工作。 （3）OSI 模型与 TCP/IP 模型的比较。P27OSI 的体系机构 TCP/IP 的体系结构7 应用层6 表示层5 会话层4 运输层 4 应用层（各种应用层协议，如TELNET,FTP,SMTP）3 网络层 3 运输层（TCP/UDP）2 数据链路层 2 网际层 IP1 物理层 1 网络接口层第二章 物理层1 数据通信的基础知识：单工通信/半双工通信/全双工通信；(1)

7、单工通信，又称为单向通信，即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。无线电广播或有线电广播以及电视广播就属于这种类型。(2)半双工通信，又称为双向交替通信，即通信的双方都可以发送信息，但不能双向同时发送（当然也就不能同时接收） 。这种通信方式就是一方发送一方接收，过一段时间后再反过来。(3)全双工通信，又称为双向同时通信，即通信的双方可以同时发送和接收信息。单向通信只需要一条信道，而双向交替通信或双向同时通信则都需要两条信道（每个方向各一条） 。显然，双向同时通信的传输效率更高。2 调制方法：调频、调幅、调相；(1)调幅（AM）,即载波的振幅随基带数字信号而变化，例如，0 或 1 分别对应于无

8、载波和有载波输出。(2)调频（FM） ，即载波的频率随基带数字信号而变化，例如，0 或 1 分别代表频率 f1 和 f2.(3)调相（PM） ，即载波的初始相位随基带数字信号而变化，例如，0 或 1 分别对应于相位 0 度或 180 度。3 传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆； 双绞线 屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair) 无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) 同轴电缆 50 同轴电缆 75 同轴电缆 光缆 多模光纤，光纤直径很小，只有一个波，像波导一样，使光线一直向前传输，不会发生多次反射。单模光纤，可以存在许多条不同角度入射的

9、光线在一条光纤中传输。光纤不仅具有通信容量非常大的优点，而且还具有其他的一些特点：1）传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济。2）抗雷电和电磁干扰性能好，3）无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据。4）体积小，重量轻。4 信道复用技术：(1)频分复用 FDM：用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）(2)时分复用：TDM 时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧） 。每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。 每一个用户

10、所占用的时隙是周期性地出现（其周期就是 TDM 帧的长度） 。 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。(3)统计时分复用：STDM是一种改进的时分复用，它能明显的提高信道的利用率。使用 STDM 帧来传送复用的数据。第三章 数据链路层1 局域网按拓扑结构分类：星形网、环形网、总线网、树形网。 局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。 局域网具有如下的一些主要优点： 具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。 便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变。 速度快，造价低，稳定性好

11、。2.CSMA/CD 协议：工作原理。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”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其 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。碰撞检测，即边发送边接听，就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小，以便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据。当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大 ，当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了严重的失真，无法从中恢复出有用的信息来。每一个

12、正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络资源，然后等待一段随机时间后再次发送。3.MAC 地址：组成、MAC 帧格式。(1)MAC 地址也叫做硬件地址（hardware address）或物理地址，MAC 地址实际上就是适配器地址或适配器标识符 EUI-48，当这块适配器插入（或嵌入）到某台计算机后，适配器上的标识符 EUI-48 就成为这台计算机的 MAC 地址了。(2)MAC 帧的格式： 常用的以太网 MAC 帧格式有两种标准 ： DIX Ethernet V2 标准 IEEE 的 802.3 标准 最常用的 MAC 帧是以太网 V2 的格式。以太网

13、V2 的 MAC 帧比较简单，有五个字段组成。前两个字段分别为 6 字节长的目的地址和源地址字段。第三个字段是 2 字节的类型字段，用来标志上一层使用的是什么协议，以便把收到的 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。第四个字段是数据字段，其长度在 46 到 1500 字节之间（46 字节是这样得出的：最小长度 64 字节减去 18 字节的首部和尾部就得出数据字段的最小长度） 。最后一个字段是 4 字节的帧检验序列 FCS（使用 CRC 检验） 。(3)无效 MAC 帧 帧的长度不是整数个字节； 用收到的帧校验序列 FCS 查出有差错； 收到的帧的长度不在 641518 字节之间；4.网桥：工

14、作原理。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。在上图中，若网桥从接口收到发给的帧，则在查找转发表后，把这个帧送到接口转发到另一网段，使能够收到这个帧。若网桥从接口收到发给的帧，就丢弃这个帧，因为转发表指出，转发给的帧应当从接口转发出去，而现在正是从接口收到这个帧，这说明和处在同一网段上，能够直接收到这个帧而不需要借助于网桥的转发。网桥在转发帧时，不改变帧的源地址。 在数据链路层扩展局域网是使用网桥。 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。 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

15、，然后再确定将该帧转发到哪一个接口 (1)使用网桥的好处： 过滤通信量。 扩大了物理范围。 提高了可靠性。 可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率的局域网。 (2) 使用网桥的缺点： 存储转发增加了时延。具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时时延更大。 在 MAC 子层并没有流量控制功能。 网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。这就是所谓的广播风暴。 5.交换机：工作原理。交换机工作在数据链路层。以太网交换机的每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。当主机需要通信时，交换机能同时连通许多对的接口，使每一对相互通信的主机都能像独占通新媒体那样，无碰撞的传输数据。以太网交换机和透明网桥一样，也是一种即插即用的设备，其内部的帧转发表也是也是通过自学算法自动的逐渐建立起来的。当两个站通信完成后就断开连接。以太网交换机由于使用了专门的交换结构芯片，其交换速率就较高。第四章 网络层1.IP 地址：A 类-E 类范围；A：1-127B：128-191C：192-128D：129-239E：240-255 2.ARP 协议：工作原理。地址解析协议 ARP 和逆地址解析协议 RARP