第一章 概述
1、应用网络的组成:主要由主机组成的边缘部分和路由器等网络传输系统组成的核心部分
2、边缘部分的通信方式分为两大类:客户服务器方式和对等连接方式
客服服务器和对等方式
区别:客户服务器方式所描述的是进程之间的服务和被服务的关系。客户是服务请求方,服务器是服务提供方。对等连接指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方,只要两个主机都运行了对等连接软件(P2P软件),它们就可以进行平等的、对等连接通信。
共同:对等通信方式为客户服务器方式的双向应用
3、数据传送阶段的三种交换方式:电路交换,报文交换,分组交换(交换机,路由器等)
4、从网络的作用范围分类为:广域网(WAN),局域网(LAN),城域网(MAN),个人区域网(AN)。
5、计算机网络的最主要的两个性能指标是指:带宽与时延
6、带宽:网络中的数据传输速度
7、总时延的组成:发送时延、传播时延、处理时延
第二章 计算机网络的协议与体系结构
1、什么叫协议?
答:网络协议:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
网络协议的三个要素:语法,语义,同步。
2、计算机网络体系结构定义:协议的分层以及构成协议的集合
五层协议的计算机网络体系结构:物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。
3、各层的作用:
物理层:透明地传送比特流;
数据链路层:将IP数据报组装成帧,在两个相邻结点间的链路上“透明”地传送帧;
网络层:-实现路由选择和分组投递;
运输层:负责向两个主机中进程之间的通信提供服务;
应用层:直接为用户的应用进程提供服务
4、协议与服务的区别?有何关系?
关系:1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议,2提供端到端的进程间通信服务的是、协议是水平的协议是控制对等实体之间的通信的规则。但服务是垂直的。另外,并非在一个层内完成的全部功能称为服务。
区别:服务是网络体系结构中各层向他的上层提供的一组原语(操作)。服务描述两层之间的接口,下层是服务的提供者,上层是服务用户。而协议是定义同层对等实体间交换帧,数据包的格式和意义的一组规则。
5、TCP/IP的体系结构:网络接口层、网际层、运输层、应用层。
第三章 物理层
1、物理层特性:机械特性、电气特性、功能特性、规程特性。
2、数据通信系统可划分为三部分:源系统、传输系统、和目的系统。
3、奈斯准则:
奶奎斯特推导出在理想低通信道下的最高码元传输速率的公式:
理想低通信道的最高码元传输速率B=2W (码元/秒)
比特率 C=2W log2 n (bps)
码元率和比特率不是一回事
这里W是理想低通信道的带宽,单位为赫(Hz);
Baud是波特,是码元传输速率的单位,1波特为每秒传送1个码元。
式(3-1)就是著名的奈斯准则的另一种表达方法是:每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元
对于具有理想带通矩形特性的信道(带宽为w),奈斯
准则就变为:
理想带通行道的最高码元传输速率=W Baud(3-2)
即每赫带宽的带通信道的最高码元传输速率为每秒1个码元。
注意:
(1)一个实际的信道所能传输的最高码元速率,要明显地低于奈斯准则给出的这个上限数值
(2)波特是码元传输的速率单位,它说明每秒传多少个码元。码元传输速率也称为调制速率、
波形速率或符号速率。
比特是信息量的单位,与码元的传输速率“波特”是两个完全不同的概念。
4、香农公式:宽带受限且高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输速率:
C=Wlog2(1+S/N) bit/s
信噪比(分贝率)(dB)=10log10(s/n) (dB)
其中:W为信道的带宽;
s为信道内所传信号的平均功率;
n为信道内部的高斯噪音功率;
香农公式表明,信道的带宽或信道中的信噪比越大,则信息的极限传输速率就越高。
一个6KHZ的理想低通信道,最高码元率是多少?如果每个码元最多有8个离散状态,其最高信息速率是多少?
答:最高码元率:B=6000*2=12码元/秒
比特率:c=2W log2 n =36000b/s
一个1mHz信道,信噪比为30dB,其信息速率最高是多少?
答:30(dB)=10log10(s/n)(dB)
S/N=1000
信息速率c= W *log2(1+S/N)=10000000b/s
5、有线的导向传输媒体:双绞线,同轴电缆,光缆。
单模光纤好于多模光纤
6、调制方法:调幅(AM),调频(FM),调相(PM)。
7、模拟数字要利用数字系统传输需要用到脉码传输:第一步采样(采样定理,采样大于道频两倍),第二步量化,第三步编码。
采样频率不得低于电话信号最高频率的2倍
8、信道复用技术的三种基本方式:频分复用(部分复用)、时分复用、码分复用。
9、EIA-232接口-----是物理层标准
第四章 点对点信道的数据链路层
1、什么叫数据链路?
答:在物理层的基础上,有一些通信协议来控制数据的传输
2、链路由三个部分组成:帧定界、透明传输、差错检测。
在透明传输问题中,在数据中出现字符“SOH”或“EOT”时就将其转换为另一个字符。----字符填充,或称为字符插入。
数据中出现的控制字符 | 经字节插入后发送时的字符 |
SOH EOT ESC | ESCx ESCy ESCz |
帧定界:在帧的数据部分的前面和后面分别添上首部和尾部,构成一个完整的帧
3、CRC的差错控制:
循环冗余检验CRC:
原始数据:1101011011(m=10,m(x))
生成多项式:10011,即G(x)=x4+x+1(r=4)
(以2为模的除法)求余数[11010110110000/10011]=1110 注意:异或运算(同为0,异为1)余数作为FCS
发送帧11010110111110(以2为摸得减法)
接受方检测
余数=[11010110111110/10011]=0 正确
发送序列:原始数据+余数
在发送方,设待传送的数据M=101001(共k位,这里k=6)。在数据M的后面添加供差错检测用的n位沉余码一起发送((即一共发送k+n位)。在所要发送的数据后面增加n为的沉余码。
先用二进制的摸2运算进行2n乘M的运算,这相当于在M后面添加n个0,得到的(k+n)位的数除以收发双方事先商定的长度为(n+1)位的数p,得出商是Q而余数是R(n位)。至于p是怎样选定的,课本P77页。
1、要发送的数据为1101011011,采用CRC的生成多项式是p(x)=x4+x+1,试求应添加在数据后面的余数。
(1)数据在传输过程中最后一个1变成0,问接收方能否发现?
(2)若数据在传输过程中最后两个1变成了0,问接受方能否发现?
4、PPP协议是数据链路层协议。
PPP协议有三个组成部分:(1)一个将IP数据报封装到串行链路的方法。
(2)一个用来建立,配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP.
(3)一套网络控制协议NCP.
5、零比特填充:PPP协议采用零比特填充方法来实现透明传输只要发现有5个1,就立刻填入一个0
6、HDLC协议是数据链路层协议。
HDLC帧划分为3大类:信息帧、监督帧、和无编号帧。
第五章 局域网
1、局域网的组成:局域网由网络硬件和网络软件两部分组成。
网络硬件主要有:服务器、工作站、传输介质和网络连接部件等
网络软件包括网络操作系统、控制信息传输的网络协议及相应的协议软件、大量的网络应用软件等。
局域网按网络拓扑可分为:星型网,环型网,总线网,树型网
2、以太网的工作原理:
传统的以太网,网络适配器(网卡)的作用:串行/并行转换;对数据进行缓存;实现以太网协议;安装设备驱动程序;收发数据
3、CSMA/CD协议(载波监听多点/碰撞检测)作用:先监听后发送,忙则等待并发并听,冲突则停
4、CSMA/CD协议的功能原理:首先要进行载波监听,只有介质空闲时,才允许发送帧,否则会产生冲突现象,这使发送的帧都成为无效帧,发送随即宣告失败。力随时检测冲突是否发生,一旦发生冲突,则应停止发送。
5、争用期(会求最小帧长)
以太网的端到端往返时延2τ(τ表示单程端到端传播时延)
截断二进制指数类型的退避算法: 2τ*r, r在( 0 ,2k-1)范围内
K为重传次数
最短有效帧长为64字节。以太网取51.2us为争用期的长度,在争用期内可发送512bit,即64字节
6、MAC地址48地址。(前24位由局域网全球地址的法定管理机构分配,后24位由厂家自行指派)
IP---32位,IPV6--128位
7、扩展局域网的设备:在物理层扩展局域网是使用集线器,在数据链路层扩展局域网是使用网桥。
8、使用网桥的好处:(1)过滤通信量(2)扩大了物理范围(3)提高了可靠性(4)可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率。
9、网桥的分类:透明网桥和源路由网桥。
10、虚拟局域网(VLAN)的概念:是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组,
而这些网段具有某些共同的需求。
11、无限局域网:MAC层用的协议(CSMA/CA协议)适用范围
12、无线网络如何避免冲突:对信道进行预约正向确认RTS/CTS
第七章 网络互联
1、IP虚拟网:通过IP协议把不同的网络互联成一个看起来统一的网络。
2、网际层协议IP:
ARP:地址解析协议:功能:IP地址块转化成MAC地址
RARP:逆地址解析协议
ICMP:因特网控制报文协议
IGMP;因特网网组管理协议
OSPF:路由协议
3、IP地址的分类
子网的划分
在无分类编址里,地址块由网络前缀和主机号构成
查路由可能会得到不止一个结果,与最长前缀地址匹配
4、IPV4的首部中:生存时间(TTL)一直改变,首部检验和改变,源地址、目的地址不会改变。
5、因特网控制报文协议ICMP PING命令调用ICMP
6、路由算法按网络的通信量成拓扑自适应地进行调整变化来划分,分为:静态路由选择和动态路由选择
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