計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)-電信12

1、1計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)原理總結(jié)與復(fù)習(xí)2第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述l計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用商業(yè)應(yīng)用商業(yè)應(yīng)用家庭應(yīng)用家庭應(yīng)用移動(dòng)用戶移動(dòng)用戶社會(huì)問(wèn)題社會(huì)問(wèn)題3共享硬件資源共享硬件資源共享軟件資源共享軟件資源共享信息資源共享信息資源通信功能通信功能高可靠性高可靠性均衡負(fù)載均衡負(fù)載協(xié)調(diào)計(jì)算協(xié)調(diào)計(jì)算分布式處理分布式處理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能1.2 網(wǎng)絡(luò)硬件n個(gè)域網(wǎng)個(gè)域網(wǎng)n局域網(wǎng)局域網(wǎng)n城域網(wǎng)城域網(wǎng)n廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)nInternetInternet45網(wǎng)絡(luò)分類n 根據(jù)鏈路傳輸技術(shù)分類根據(jù)鏈路傳輸技術(shù)分類n 廣播鏈路q 廣播q 組播（多播）n 點(diǎn)-點(diǎn)鏈路互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)n網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備q交換機(jī)q路由器q網(wǎng)關(guān)（gateway）6

2、1.3 網(wǎng)絡(luò)軟件n網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)n分層設(shè)計(jì)要點(diǎn)（自學(xué)）分層設(shè)計(jì)要點(diǎn)（自學(xué)）n面向連接的服務(wù)與無(wú)連接服務(wù)面向連接的服務(wù)與無(wú)連接服務(wù)n服務(wù)原語(yǔ)（自學(xué)）服務(wù)原語(yǔ)（自學(xué)）n服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系7網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)n 層層n 協(xié)議協(xié)議n 對(duì)等體對(duì)等體n 接口接口8網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)層和協(xié)議的集合層和協(xié)議的集合面向連接的服務(wù)與無(wú)連接服務(wù)n面向連接的服務(wù)面向連接的服務(wù)類似于電話通信類似于電話通信n無(wú)連接的服務(wù)無(wú)連接的服務(wù)類似于郵政通信類似于郵政通信q存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)交換方式（包交換）q直通式交換方式（虛電路）n服務(wù)質(zhì)量不同服務(wù)質(zhì)量不同n費(fèi)用不同費(fèi)用不同91.4 參考模型nOSI OSI 參考

3、模型參考模型nTCP/IPTCP/IP參考模型參考模型n本教材使用的模型本教材使用的模型nOSI OSI 與與 TCP/IP TCP/IP模型比較模型比較nOSI OSI 模型與協(xié)議評(píng)價(jià)模型與協(xié)議評(píng)價(jià)nTCP/IP TCP/IP 模型評(píng)價(jià)模型評(píng)價(jià)10OSI 參考模型（續(xù)）n層數(shù)層數(shù)n各層名稱各層名稱n各層數(shù)據(jù)各層數(shù)據(jù)單元名稱單元名稱11SegmentTCP/IP參考模型（續(xù)）12模型中不存在模型中不存在1.5 網(wǎng)絡(luò)實(shí)例nInternetInternetnARPANETARPANETnNSFNETNSFNETn3G3G移動(dòng)通信網(wǎng)移動(dòng)通信網(wǎng)nWLANs: 802.11WLANs: 802.11nR

4、FID RFID 傳感網(wǎng)絡(luò)傳感網(wǎng)絡(luò)13無(wú)線局域網(wǎng)：802.1114 帶基站的無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN） 自組網(wǎng)（Ad hoc network）ISM頻段頻段RFID 與傳感網(wǎng)絡(luò)nRFID(Radio Frequency Identification)nISM頻段q 超高頻RFIDn 900MlHz/2.45GHz/5.8GHzn ETC、快速移動(dòng)物體等q 高頻RFIDn 身份證、護(hù)照、門(mén)禁卡等q 低頻RFIDn 動(dòng)物跟蹤等1516第二章 物理層n數(shù)據(jù)通信理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信理論基礎(chǔ)n有線傳輸介質(zhì)特性有線傳輸介質(zhì)特性n無(wú)線傳輸無(wú)線傳輸n衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信n數(shù)字調(diào)制與信道復(fù)用技術(shù)數(shù)字調(diào)制與信道復(fù)用技術(shù)nPS

5、TN PSTN 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)n移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)n有線電視有線電視172.1 數(shù)據(jù)通信理論基礎(chǔ)n傅里葉分析n有限帶寬信號(hào)n信道最大傳輸速率18信道最大數(shù)據(jù)傳輸速率n奈奎斯特(Nyquist)定理n香農(nóng)(Shannon) 定理最大傳輸速率最大傳輸速率 = 2B log2 V bit/sec最大速率最大速率 (bit/sec) = B log2 (1+S/N )192.2 有線傳輸介質(zhì)n磁介質(zhì)n雙絞線n同軸電纜n光纖20類類 (CHN)Cat (USA)帶寬帶寬（Hz）ACat 1100KBCat 21MCCat 316MCat 420MDCat 5100MCat 5 +150MECat 620

6、0MEACat 6A500MFCat 7600MFACat 7A1G雙絞線雙絞線(4)(4)21輸入脈沖輸入脈沖輸出脈沖輸出脈沖多模光纖光纖(2)多模光纖輸入脈沖輸入脈沖輸出脈沖輸出脈沖22光纖傳輸特性紅外區(qū)域光通過(guò)光纖時(shí)的衰減.232.3 無(wú)線傳輸n電磁波頻譜n無(wú)線電傳輸n微波傳輸n紅外傳輸n光波傳輸24電磁頻譜政策(3)5.725GHz5.875GHz150中國(guó)的中國(guó)的 ISM 波段波段. .252.4 通信衛(wèi)星n靜止軌道衛(wèi)星（GEO）n中軌道衛(wèi)星（MEO）n低軌道衛(wèi)星（LEO）n衛(wèi)星與光纖對(duì)比2.5 數(shù)字調(diào)制與多路復(fù)用n基帶傳輸n通帶傳輸n頻分復(fù)用n時(shí)分復(fù)用n碼分復(fù)用26基帶傳輸27線性

7、碼: (a) Bits, (b) NRZ, (c) NRZI, (d) Manchester, (e) Bipolar or AMI.通帶傳輸28(a) 二進(jìn)制信號(hào)二進(jìn)制信號(hào). (b) 幅移鍵控幅移鍵控. (c) 頻移鍵控頻移鍵控. (d) 相移鍵控相移鍵控.292.6 公共電話交換系統(tǒng)n電話系統(tǒng)結(jié)構(gòu)n電話的政治學(xué)n本地回路: 調(diào)制解調(diào)器、ADSL 和光纖n干線與復(fù)用n交換30數(shù)字用戶線DSL (2)nADSL 業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)目標(biāo)q基于現(xiàn)有的Cat.3 UTPq不可以對(duì)已有的電話和傳真有影響q傳輸速率要大大高于56kbpsq永遠(yuǎn)在線且按月收費(fèi) 31時(shí)分復(fù)用(3)PCM PCM 復(fù)用結(jié)構(gòu)復(fù)用結(jié)構(gòu).

8、.32電路交換與分組交換（2）(a) 電路交換 (b) 報(bào)文交換 (c) 分組交換332.7 移動(dòng)電話系統(tǒng)n基本分類q無(wú)繩電話（Cordless phones ） 只支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)q特殊移動(dòng)無(wú)線電（Specialized mobile radio）(SMR) 對(duì)講業(yè)務(wù) q蜂窩(cellular）電話 支持語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)342.8 有線電視n共用天線電視系統(tǒng)n基于有線電視網(wǎng)的Internet接入n頻譜分配n電纜調(diào)制解調(diào)器nADSL 對(duì)比有線電視35第三章 數(shù)據(jù)鏈路層n數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)計(jì)q成幀、錯(cuò)誤控制、透明傳輸成幀、錯(cuò)誤控制、透明傳輸n檢錯(cuò)與糾錯(cuò)檢錯(cuò)與糾錯(cuò)n基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)

9、鏈路層協(xié)議n滑動(dòng)窗口協(xié)議滑動(dòng)窗口協(xié)議n數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議實(shí)例數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議實(shí)例3.1 數(shù)據(jù)鏈路層 的設(shè)計(jì)n數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)計(jì)問(wèn)題n檢錯(cuò)與糾錯(cuò)n基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（自學(xué)為主）n滑動(dòng)窗口協(xié)議n數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例3637組成幀n幀 第2層數(shù)據(jù)傳輸單位n組成幀的方法 q字節(jié)計(jì)數(shù) q字節(jié)填充的標(biāo)識(shí)字節(jié)q位（bit）填充的標(biāo)識(shí)位（bits）q物理層編碼違規(guī)383.4 滑動(dòng)窗口協(xié)議n捎帶（確認(rèn)）（Piggybacking）n滑動(dòng)窗口協(xié)議（Sliding Window Protocol） q1位滑動(dòng)窗口協(xié)議q回退N協(xié)議q選擇重傳協(xié)議第4章 介質(zhì)訪問(wèn)控制子層n信道分配問(wèn)題n多路訪問(wèn)協(xié)議n以太網(wǎng)n無(wú)線局域網(wǎng)n寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)n

10、藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)nRFIDn數(shù)據(jù)鏈路層交換3940Layer 1物理層物理層Layer 2介質(zhì)訪問(wèn)控制子層介質(zhì)訪問(wèn)控制子層MAC邏輯鏈路控制子層邏輯鏈路控制子層LLCLayer 3網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層介質(zhì)訪問(wèn)控制子層介質(zhì)訪問(wèn)控制子層414.2 多路訪問(wèn)協(xié)議nALOHAn載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議n無(wú)沖突協(xié)議n有限競(jìng)爭(zhēng)協(xié)議 n無(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議42載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議（CSMA）nCSMACarrier Sense Multiple Accessn堅(jiān)持與非堅(jiān)持CSMAq1-堅(jiān)持 CSMAq非堅(jiān)持 CSMAqp-堅(jiān)持 CSMAn帶碰撞檢測(cè)的CSMA (CSMA-CD)43無(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議（2）n模型假設(shè) qCSMA類型q無(wú)線

11、電覆蓋的范圍僅限與本站相鄰的站444.3 以太網(wǎng)（Ethernet）n經(jīng)典以太網(wǎng)的物理層n經(jīng)典以太網(wǎng)MAC 子層協(xié)議n以太網(wǎng)性能n交換式以太網(wǎng)n快速以太網(wǎng)n千兆以太網(wǎng)n萬(wàn)兆以太網(wǎng)n以太網(wǎng)回顧45CSMA/CDCSMA/CD中的二進(jìn)制指數(shù)退避算法中的二進(jìn)制指數(shù)退避算法n第一次碰撞后，每個(gè)站隨機(jī)等待 0 或者 1 個(gè)時(shí)隙，之后再重試發(fā)送n第2次碰撞后，各站每個(gè)站隨機(jī)等待0、1、2和3個(gè)時(shí)隙，之后再重試發(fā)送n第 i 次碰撞后，從2i -1 個(gè)時(shí)隙中隨機(jī)選擇一個(gè)等待時(shí)間n當(dāng)碰撞次數(shù)為10次，設(shè)定等待的最長(zhǎng)時(shí)間為 1024個(gè)時(shí)隙n設(shè)定最大碰撞次數(shù)為16次，仍然不成功則給主機(jī)提交一個(gè)發(fā)送失敗的報(bào)告464.

12、4 無(wú)線局域網(wǎng)（Wireless LAN）n802.11 體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議棧nThe 802.11 物理層nThe 802.11 MAC 子層協(xié)議nThe 802.11 幀結(jié)構(gòu)n服務(wù)474.8 數(shù)據(jù)鏈路層交換n網(wǎng)橋(Bridge)的使用n學(xué)習(xí)網(wǎng)橋n生成樹(shù)網(wǎng)橋n中繼器/集線器/網(wǎng)橋/交換機(jī)/路由器和網(wǎng)關(guān)n虛擬局域網(wǎng)（VLAN）48虛擬局域網(wǎng)VLAN灰色和白色兩個(gè)VLANs橋接在LAN上.lVLANVLAN感知交換機(jī)感知交換機(jī)l不同顏色代表不同不同顏色代表不同VLANVLAN49第五章 網(wǎng)絡(luò)層n網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)q虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)q面向連接與無(wú)連接面向連接與無(wú)連接n路由算法

13、路由算法n擁塞控制擁塞控制n服務(wù)質(zhì)量服務(wù)質(zhì)量n網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) nInternet Internet 的網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)層50提供給傳輸層的服務(wù)n目標(biāo)q提供的服務(wù)應(yīng)獨(dú)立于路由器技術(shù)q向傳輸層屏蔽應(yīng)用的路由器數(shù)量、類型和拓?fù)涞萹網(wǎng)絡(luò)地址的編址方案是統(tǒng)一的，不管是LAN還是WANn陣營(yíng)的爭(zhēng)論q無(wú)連接服務(wù)（Internet 社團(tuán)）nARPANET/InternetARPANET/Internetq面向連接的服務(wù)（電信運(yùn)營(yíng)商）n電話系統(tǒng)電話系統(tǒng)5.2 路由算法n最優(yōu)化原理最優(yōu)化原理n最短路徑算法最短路徑算法n泛洪算法泛洪算法n距離矢量算法距離矢量算法n鏈路狀態(tài)路由鏈路狀態(tài)路由n層次路由層次路由n廣播路由廣

14、播路由n組播路由組播路由n選播路由選播路由n移動(dòng)主機(jī)路由移動(dòng)主機(jī)路由n自組網(wǎng)（自組網(wǎng)（Ad HocAd Hoc）路由）路由5152移動(dòng)主機(jī)的路由算法（2）n固定主機(jī)n移動(dòng)主機(jī)n漫游主機(jī)n宿主位置（home location）n轉(zhuǎn)交地址（care address）n宿主代理（home agent）535.3 擁塞控制算法n擁塞控制的途徑n流量感知路由n準(zhǔn)入控制n流量調(diào)節(jié)n負(fù)載脫落545.5 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)n網(wǎng)絡(luò)的不同之處網(wǎng)絡(luò)的不同之處n如何互聯(lián)不同的網(wǎng)絡(luò)如何互聯(lián)不同的網(wǎng)絡(luò)n隧道隧道n網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)路由網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)路由n數(shù)據(jù)包分段數(shù)據(jù)包分段55物理物理物理物理網(wǎng)絡(luò)如何互聯(lián)數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)

15、絡(luò)網(wǎng)絡(luò)傳輸傳輸傳輸傳輸應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用中繼器/Hub 網(wǎng)橋/交換機(jī) 路由器 傳輸層網(wǎng)關(guān)應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)56物理物理物理物理網(wǎng)絡(luò)如何互聯(lián)數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)傳輸傳輸傳輸傳輸應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用中繼器/Hub 網(wǎng)橋/交換機(jī) 路由器 傳輸層網(wǎng)關(guān)應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)575.6 Internet的網(wǎng)絡(luò)層nIPv4 協(xié)議nIP 地址nIPv6 協(xié)議nInternet 控制協(xié)議n標(biāo)簽交換和MPLSnOSPF 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議nBGP 外部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議nInternet 組播n移動(dòng)IP58IP v4協(xié)議IPv4 (Internet Protocol) 頭部.IP 地址n點(diǎn)分十進(jìn)制q128.208.2.

16、151n網(wǎng)絡(luò)地址n主機(jī)地址nIP 前綴q128.208.0.0/24n子網(wǎng)n子網(wǎng)掩碼5960NAT 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換n背景： IP 地址嚴(yán)重匱乏n臨時(shí)的解決方法 動(dòng)態(tài)分配 IP 地址 n最終或長(zhǎng)期的解決方法 遷移到 IPv6 需要若干年完成n快速解決方法 NAT IPv6 主要頭部61IPv6 固定的頭部（必須的）固定的頭部（必須的）62Internet 控制協(xié)議nICMP (Internet Control Message Protocol)nARP (Address Resolution Protocol)nDHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)6

17、3ARPAddress Resolution ProtocolnIP 地址應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)層nMAC 地址應(yīng)用在數(shù)據(jù)鏈路層nARP: 在IP 地址和MAC 地址間建立起關(guān)聯(lián)qMAC 地址映射到給定的 IP 地址64DHCP （Dynamic Host Configuration Protocol）動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議n支持 IP 地址手動(dòng)分配和自動(dòng) 分配n每個(gè)網(wǎng)絡(luò)須配DHCP 服務(wù)器負(fù)責(zé)地址分配n任一臺(tái)主機(jī)入網(wǎng)后向DHCP 服務(wù)器發(fā)送DHCP DISCOVER數(shù)據(jù)包，申請(qǐng)IP地址nDHCP服務(wù)器收到請(qǐng)求后分配一個(gè)空閑IP地址通過(guò)DHCP OFFER數(shù)據(jù)包返回給請(qǐng)求主機(jī)nDHCP分配的IP地址以租賃的形式

18、可以續(xù)租標(biāo)簽交換和MPLSn目的：提高路由器的轉(zhuǎn)發(fā)速度n方案：q在數(shù)據(jù)包的前面增加一個(gè)標(biāo)簽q路由器根據(jù)標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包q優(yōu)點(diǎn)：n轉(zhuǎn)發(fā)速度快n路由器列表小q缺點(diǎn)：改變體系結(jié)構(gòu)n在數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層之間增加一個(gè)薄層6566移動(dòng) IP 解決方案 nHome agentnForeign agentnCare-of address n路由器廣播一個(gè)ARP 數(shù)據(jù)包nHome agent 響應(yīng)ARP查詢請(qǐng)求nRouter 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包給 home agentnHome agent 將數(shù)據(jù)包隧道方式傳遞給 care-of address67第六章 傳輸層l 傳輸服務(wù)傳輸服務(wù)l 傳輸協(xié)議要素傳輸協(xié)議要素l 擁塞控制

19、擁塞控制l Internet傳輸層協(xié)議傳輸層協(xié)議UDPl Internet傳輸層協(xié)議傳輸層協(xié)議TCP 傳輸服務(wù)原語(yǔ)68段（段（segment）、數(shù)據(jù)包（）、數(shù)據(jù)包（ packet）和幀（和幀（ frame）的嵌套關(guān)系）的嵌套關(guān)系SegmentSegment696.2 傳輸協(xié)議的要素n編址n建立連接n釋放連接n差錯(cuò)控制和流量控制n多路復(fù)用n崩潰恢復(fù)差錯(cuò)控制和流量控制n數(shù)據(jù)鏈路層采用過(guò)的機(jī)制和協(xié)議q檢錯(cuò)碼q自動(dòng)重傳請(qǐng)求（ARQ）協(xié)議q停止-等待協(xié)議q滑動(dòng)窗口協(xié)議n傳輸層在功能和程度上有差異q功能：端-端檢錯(cuò)q程度n延遲更大n窗口更大n緩存更大，更復(fù)雜706.3 擁塞控制n理想的帶寬分配n調(diào)整發(fā)送速

20、率71726.4 Internet 傳輸協(xié)議：UDPnUDP概述n遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用n實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議73UDP 概述UDP 頭部.746.5 Internet 傳輸協(xié)議: TCPnTCP 概述nTCP 服務(wù)模型nTCP 協(xié)議nTCP 段的頭部nTCP 連接建立nTCP 連接釋放nTCP 連接管理模型nTCP 滑動(dòng)窗口nTCP 計(jì)時(shí)器管理nTCP 擁塞控制nTCP 未來(lái)75TCP 段的頭部TCP 頭部.76TCP 連接建立(a) TCP 連接正常建立 (b) 兩端同時(shí)建立連接.6-3177TCP 擁塞控制n慢啟動(dòng)算法初始擁塞窗口為一個(gè)段的慢啟動(dòng)過(guò)程初始擁塞窗口為一個(gè)段的慢啟動(dòng)過(guò)程78第七章 應(yīng)用層nDNSDNSn電子郵件電子郵件n萬(wàn)維網(wǎng)萬(wàn)維網(wǎng)79題型介紹題型介紹一、寫(xiě)出英文縮寫(xiě)的中文（網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)領(lǐng)域）解釋（每題1分，共10分）B/SC