計算機網絡期末總復習資料分章節(jié)

1、 第1章 概述1. 互聯(lián)網兩大特性：連通性和共享2. 互聯(lián)網發(fā)展的三個階段:(1) 單個網絡ARPANET (2)三級結構的互聯(lián)網 (3)多層次ISP結構的互聯(lián)網。3. 互聯(lián)網的組成：（從工作方式分為兩部分）(1) 核心部分：由所有連接在互聯(lián)網上的主機（端系統(tǒng)）組成。(2) 邊緣部分：由大量網絡和連接這些網絡的路由器組成。4. 邊緣部分分成兩大類：(1) 客戶和服務器方式: 客戶是服務的請求方，服務器是服務的提供方。客戶程序：一對多，必須知道服務器程序的地址。服務程序：可同時處理多個遠地或本地客戶的請求，被動等待。(2) P2P（對等方式）:平等的、對等連接通信。即是客戶端又是服務器。5. 核

2、心部分：主要是路由器，轉發(fā)收到的分組，實現(xiàn)分組交換(1) 電路交換：建立連接>通話>釋放占用資源。質量高，效率低。(2) 分組交換：把大的報文切割成長度固定的較短的數(shù)據(jù)段，每個數(shù)據(jù)段加上一個首部，構成一個分組。(3) 報文交換：基于存儲轉發(fā)原理（時延較長）(4) 路由器處理分組的過程：緩存->查找轉發(fā)表->找到合適端口6. 計算機網絡的性能速率 帶寬 時延 吞吐量 時延帶寬積 往返時間RTT 利用率7. 計算機網絡的非性能指標費用 質量 標準化 可靠性 可擴展性和可升級性 易于管理和維護8. 計算機網絡體系結構(1) OSI/RM七層協(xié)議物理層 數(shù)據(jù)鏈路層 網絡層 運輸

3、層 會話層 表示層 應用層(2) TCP/IP 四層協(xié)議網絡接口層 網際層IP 運輸層 應用層(3) 五層協(xié)議物理層 數(shù)據(jù)鏈路層 網絡層 運輸層 應用層(4) 分層的好處1.各層之間是獨立的；2.靈活性好；3.結構上可分割開；4.易于實現(xiàn)和維護；5.能促進標準化工作。(5) 協(xié)議：未進行網絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準、或約定。協(xié)議三要素：語法 語義 同步9. 實體、協(xié)議、服務之間的關系實體：任何可發(fā)送或接受信息的硬件或軟件進程協(xié)議：控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則的集合在協(xié)議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務。要實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務。同一系統(tǒng)相鄰兩

4、層的實體進行交互的地方，成為服務訪問點SAP下面的協(xié)議對上面的服務用戶是透明的。10. 計算機網絡是一些相互連接的、自治的計算機的集合。第2章 物理層1. 作用：盡可能屏蔽傳輸媒體的差異，透明傳送和接受比特流。2. 確定與傳輸媒體的接口有關的特性：(1) 機械特性：指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引腳數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等。(2) 電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的圍。(3) 功能特性：指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓的意義。(4) 過程特性：指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。3. 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)劃分為三大部分發(fā)送端、傳輸系統(tǒng)、接收端4. 傳輸媒體：(1) 導引型傳輸媒

5、體雙絞線: 屏蔽雙絞線、非屏蔽雙絞線同軸電纜：70同軸電纜 和 50同軸電纜光纖：單模光纖（光纖直徑下只有一個光的波長）、多模光纖(2) 非導引型傳輸媒體5. 信道復用技術頻分復用：所有用戶在同樣的時間占用不同的資源；時分復用（同步）：所有用戶在不同的時間用同樣的頻帶寬度；（更有利于數(shù)字信號的傳輸）；統(tǒng)計時分復用（異步）：動態(tài)分配時隙；波分復用：光的頻分復用；碼分復用（碼分多址CDMA）：不同的碼型；每個站分配的碼片序列不僅必須各不一樣，并且還必須互相正交(orthogonal)（相乘為0，0為-1）。在實用的系統(tǒng)中是使用偽隨機碼序列。 任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化積都是1 ；任何

6、一個碼片向量和該碼片反碼的向量自己的規(guī)格化積都是-1 ；任何一個碼片向量和其他碼片向量的規(guī)格化積都是0；6. 寬帶接入技術(1) XDSL技術ASDL 非對稱數(shù)字用戶線(2) FTTx技術FTTH 光纖到戶第3章 數(shù)據(jù)鏈路層1. 作用：將原始的、有差錯的物理線路變?yōu)閷W絡層無差錯的數(shù)據(jù)鏈路。2. 數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：(1) 點對點信道 (2)廣播信道3. 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元是幀4. 每一種鏈路層協(xié)議都規(guī)定了幀的數(shù)據(jù)部分的長度上限：最大傳送單元MTU (Maximum Transfer Unit)。5. 三個基本問題(1) 封裝成幀：在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加

7、首部和尾部(2) 透明傳輸：字節(jié)填充，加上轉義字符ESC（1B）(3) 差錯檢測：循環(huán)冗余檢驗CRC5. 點對點協(xié)議PPP(1) 三個組成部分一個將 IP 數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的方法。鏈路控制協(xié)議 LCP (Link Control Protocol)。網絡控制協(xié)議 NCP (Network Control Protocol)。 (2) 幀格式1. 各字段的意義2. 字節(jié)填充：轉義字符（0x7D）3. 零比特填充：在發(fā)送端，先掃描整個信息字段，只要發(fā)現(xiàn)有5個連續(xù)1，則立即填入一個0。6. 廣播信道 (1) CSMA/CD協(xié)議 載波監(jiān)聽多點接入檢測(2) CSMA/CD要點a) 多點接入：說明這

8、是總線型網絡，許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上。b) 載波監(jiān)聽：用電子技術檢測總線上個有沒有其他計算機也在發(fā)送。c) 碰撞檢測：邊發(fā)送邊監(jiān)聽。(3) 在使用CSMA/CD協(xié)議時，一個站不可能同時進行發(fā)送和收，但必須變發(fā)送邊接收。只能進行雙向交替通信(半雙工通信)。(4) 以太網使用截斷二進制指數(shù)退避算法來確定碰撞后重傳的時機。第4章 網絡層網絡層協(xié)議數(shù)據(jù)單元就是IP數(shù)據(jù)報（或簡稱為數(shù)據(jù)報、分組或包）1. 作用：通過路由選擇算法，為分組通過通信子網選擇最適當?shù)穆窂健?. 網際協(xié)議IP與IP協(xié)議配套使用的三個協(xié)議：1. 地址解析協(xié)議ARP2. 網際控制報文協(xié)議ICMP3. 網際組管理協(xié)議

9、3. 中間設備(1) 物理層轉發(fā)器(2) 數(shù)據(jù)鏈路層網橋/橋接器(3) 網絡層路由器(4) 網絡層以上網關4. 分類的IP地址(1) A類 1-127 B類 128-191C類 192-223(2) 廣播地址(3) 受限地址(4) 回送地址5. IP地址與硬件地址物理地址是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的地址，IP地址是網絡層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址。6. 地址解析協(xié)議ARP：將IP地址解析成對應的MAC地址每一臺主機都設有一個ARP高速緩存7. IP數(shù)據(jù)報格式8. 片偏移占13位，片偏移以8個字節(jié)位偏移單位。9. 無分類編址CIDR（構造超網）：無分類域間路由選擇10. 網際控制報文協(xié)議

10、ICMP(1) 兩種分類：ICMP差錯報告報文和ICMP詢問報文(2) ICMP差錯報告報文：終點不可達；時間超過；參數(shù)問題；改變路由（重定向）(3) ICMP詢問報文：回送請求和回答；時間戳請求和回答(4) ICMP一個重要應用：分組網監(jiān)探測PING11. 路由選擇協(xié)議(1) 理想的路由算法i. 必須是正確的和完整的ii. 在計算上應簡單iii. 能適應通信量和網絡拓撲的變化iv. 具有穩(wěn)定性v. 應是公平的vi. 應是最佳的(2) 從路由算法能否歲網絡的通信量或拓撲自適應地進行調整變化來劃分，有兩類：靜態(tài)路由選擇策略、動態(tài)路由選擇策略(3) 分層次的路由選擇協(xié)議部網關協(xié)議IGP、外部網關協(xié)

11、議EGP自治系統(tǒng)之間的路由選擇也叫做域間路由選擇，而在自制系統(tǒng)部的路由選擇叫做域路由選擇。(4) 部網關協(xié)議RIP: 一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議OSPF：開放最短路徑優(yōu)先OSPF(5) 外部網關協(xié)議BGP：邊界網關協(xié)議BGP(6) IPV6 地址長度為128b，采用十六進制表示第5章 運輸層1. 無連接的UDP 報文格式 首部只有八個字節(jié)(1) 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP (User Datagram Protocol)(2) UDP傳送的數(shù)據(jù)單位協(xié)議時UDP報文或用戶數(shù)據(jù)報(3) UDP在IP的數(shù)據(jù)報服務至上增加端口的功能和差錯檢測的功能(4) UDP首部格式用戶數(shù)據(jù)報 UDP 有兩個

12、字段：數(shù)據(jù)字段和首部字段。首部字段有 8 個字節(jié)，由 4 個字段組成，每個字段都是兩個字節(jié)。 (5) 優(yōu)點:發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接UDP 的主機不需要維持復雜的連接狀態(tài)表。UDP 用戶數(shù)據(jù)報只有8個字節(jié)的首部開銷。網絡出現(xiàn)的擁塞不會使源主機的發(fā)送速率降低。這對某些實時應用是很重要的。2. TCP（重點）(1) 傳輸控制協(xié)議 TCP (Transmission Control Protocol)(2) TCP是面向連接的可靠的運輸層協(xié)議(3) TCP傳送的數(shù)據(jù)單位的協(xié)議時 TCP報文段(4) TCP 連接的每一端都必須設有兩個窗口一個發(fā)送窗口和一個接收窗口。(5) TCP 的可靠傳輸機制用字

13、節(jié)的序號進行控制。TCP 所有的確認都是基于序號而不是基于報文段。(6) TCP 兩端的四個窗口經常處于動態(tài)變化之中。(7) TCP連接的往返時間 RTT 也不是固定不變的。需要使用特定的算法估算較為合理的重傳時間。 (8) TCP報文格式3. 應用進程之間的通信又稱為端到端的通信。4. 端口就是運輸層服務訪問點 TSAP。5.6. TCP的運輸連接管理(1) 運輸?shù)娜齻€階段：連接建立、數(shù)據(jù)傳送、連接釋放。(2) TCP連接的建立都是采用客戶服務器方式(3) 三次握手建立TCP連接1.建立連接時發(fā)送的報文段不包含數(shù)據(jù)部分。2.如果與服務器無法建立連接，客戶端就會再次向服務器發(fā)送連接請求。在規(guī)定

14、的時間服務器未應答，則連接失敗。7. TCP的流量控制TCP 采用大小可變的滑動窗口進行流量控制。窗口大小的單位是字節(jié)。在 TCP 報文段首部的窗口字段寫入的數(shù)值就是當前給對方設置的發(fā)送窗口數(shù)值的上限。8. TCP的擁塞控制(1) 從大的方面分為 開環(huán)控制和閉環(huán)控制(2) TCP的擁塞控制方法慢開始、擁塞避免、快重傳、快恢復。第6章 應用層1. DNS域名系統(tǒng)(1) 是互聯(lián)網使用的命名系統(tǒng)，用來把便于人們使用的機器名字轉換成IP地址。 (2) 域名解析過程1.客戶機提出域名解析請求,并將該請求發(fā)送給本地的域名服務器。2.當本地的域名服務器收到請求后,就先查詢本地的緩存,如果有該紀錄項,則本地的

15、域名服務器就直接把查詢的結果返回。3.如果本地的緩存中沒有該紀錄,則本地域名服務器就直接把請求發(fā)給根域名服務器,然后根域名服務器再返回給本地域名服務器一個所查詢域(根的子域)的主域名服務器的地址。4.本地服務器再向上一步返回的域名服務器發(fā)送請求,然后接受請求的服務器查詢自己的緩存,如果沒有該紀錄,則返回相關的下級的域名服務器的地址。5.重復第四步,直到找到正確的紀錄。6.本地域名服務器把返回的結果保存到緩存,以備下一次使用,同時還將結果返回給客戶機。2. FTP 文件傳輸協(xié)議 兩個數(shù)據(jù)端口號 21 20 控制連接 數(shù)據(jù)連接基本工作原理主要功能：減少或消除在不同操作系統(tǒng)下處理文件的不兼容性；使用TCP可靠的運輸服務；使用客戶服務器方式；服務器進程：主進程：接受新的請求；從屬進程：處理單個請求；兩個并行的連接：控制連接(端口21)：會話期間一直打開；數(shù)據(jù)連接(端口20)：連接客戶端和服務器端的數(shù)據(jù)傳送進程。3. 系統(tǒng) 發(fā)送 SMTP 接收POP IMAP 過程(1)過程服務器之間采用存儲轉發(fā)的工作方式服務器之間是通過簡單傳輸協(xié)