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1、第一章 概述1、 计算机网络的两大功能:连通性和共享;2、 因特网开展的三个阶段:从单个网络 向互联网开展的过程。建成了三级 构造的因特网。渐渐形成了多层次 构造的因特网。3、 或称为)网络接入点:用来交换因特网上流量;向各供应交换设施,使他们能够相互同等通信4、 因特网的组成:边缘局部:用户利用核心局部供应的效劳干脆运用网络进展通信并交换或共享信息;主机称为端系统,是进程之间的通信两类通信方式:1) 客户效劳器方式:客户是效劳的恳求方,效劳器是效劳的供应方;客户程序:一对多,必需知道效劳器程序的地址;效劳程序:可同时处理多个远地或本地客户的恳求被动等待;2) 对等连接方式p2p):同等的,
2、对等连接通信。既是客户端又是效劳端;核心局部:为边缘局部供应效劳的供应连通性和交换主要由路由器和网络组成;核心中的核心:路由器转发收到的分组,实现分组交换交换依据某种方式动态地安排传输线路的资源:1) 电路交换:建立连接占用通信资源通话始终占用通信资源释放资源归还通信资源始终占用资源;2) 报文交换:基于存储转发原理时延较长;3) 分组交换:报文切割加上首部包头形成分组包;优点:高效逐段占用链路,动态安排带宽,敏捷独立选择转发路由,快速不建立连接就发送分组,牢靠保证牢靠性的网络协议;存储转发时造成时延;后两者不须要预先安排传输带宽;路由器处理分组过程:缓存查找转发表找到相宜端口;5、 计算机网
3、络的分类l 按作用范围:(广,城,局,个人;l 按运用者:公用网,专用网;l 按介质:有线网,光纤网,无线网络;l 按无线上网方式:,手机;l 按通信性能:资源共享,分布式计算机,远程通信网络。 6、 计算机网络的性能1) 速率比特每秒:数据量/信息量的单位;2) 带宽两种:频域称谓,赫兹,信号具有的频带宽度;时域称谓,比特每秒,通信线路的最高数据率;两者本质一样,宽度越大,传输速率自然越高;3) 吞吐量:单位时间内通过某个网络或信道, 接口的数据量。受网络的带宽或网络的额定速率的限制。 4) 时延:l 发送时延传输时延:;发生在及其内部的发送器中;l 传播时延:;发生在及其外部的传输信道媒体
4、上;l 处理时延:交换结点为存储转发而进展一些必要的处理所花费的时间。 l 排队时延:结点缓存队列中分组排队所经验的时延。取决于当时的通信量;n 数据的发送速率不是比特在链路上的传播速率。5) 时延带宽积:时延带宽积体积=传播时延长X带宽截面积,以比特为单位的链路长度;6) 来回时间):简洁来说,就是两倍传播时延事实上还包括处理时延,排队时延,转发时的发送时延;7) 利用率:信道利用率网络利用率全网络的信道利用率的加权平均值,U为利用率,D为时延,因此利用率不是越高越好。削减方法:增大线路的带宽。7、 非特征性能:费用,质量,标准化,牢靠性,可扩展性和可升级性,易于管理和维护。8、 计算机网络
5、体系构造开放系统互连参考模型法律上的国际标准;事实上的国际标准;协议为进展网络中的数据交换而建立的规那么, 标准或约定。 三要素:语法构造和格式,语义动作,同步依次;分层的好处:各层之间是独立的;敏捷性好;构造上可分割开;易于实现和维护;能促进标准化工作。 五层体系构造:l 应用层:为用户正在运行的程序供应效劳;);l 运输层:负责进程之间的通信供应效劳(报文段,用户数据包)复用和分用;l 网络层:负责分组交换网上的不同主句供应通信效劳;l 数据链路层:将网络层交下来的数据报组装成帧,在两个相邻节点主机和路由器之间或路由器之间间的链路上“透亮地传送帧中的数据;l 物理层:透亮地传送比特流双绞线
6、, 同轴电缆等不在物理层。9、 实体, 协议, 效劳之间的关系实体任何可发送或承受信息的硬件或软件进程;协议限制两个对等实体或多个实体进展通信的规那么的集合;水平的在协议的限制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层供应效劳垂直的。要实现本层协议,还须要运用下层所供应的效劳。 同一系统相邻两层的实体进展交互的地方,称为效劳访问点 ( )。 下面的协议对上面的效劳用户是透亮的。 第二章 物理层1、 根本概念机械特性接口;电气特性电压范围;功能特性电压的意义;过程特性依次2、 数据通信系统源系统传输系统目的系统l 数据()运输消息的实体。l 信号()数据的电气的或电磁的表现。 l “模拟的()
7、代表消息的参数的取值是连续的。 l “数字的()代表消息的参数的取值是离散的。 l 码元()在运用时间域或简称为时域的波形表示数字信号时,代表不同离散数值的根本波形。3、 信道l 单向通信单工通信只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。l 双向交替通信半双工通信通信的双方都可以发送信息,但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。l 双向同时通信全双工通信通信的双方可以同时发送和接收信息。 l 基带信号来自信源的信号,为使信道能够传输低频重量和直流重量,须要进展调制l 基带调制仅对波形进展变换;l 带通调制运用载波调制:调幅;调频;调相;4、 信道的极限容量两因素:l 信道能够通过的频率范围码
8、间串扰加宽频带;l 信噪比信号的平均功率和噪声的平均功率之比;极限信息传输速率C = W 2(1) ;低于C即可实现无过失传输让每个码元携带更多比特的信息量;5、 传输媒体导向型传输媒体:l 双绞线衰减随着频率的上升而增大屏蔽双绞线 ( )加强抗电磁干扰实力无屏蔽双绞线 ( ) l 同轴电缆用于传输较高速率的数据50 同轴电缆75 同轴电缆l 光缆 多模光纤单模光纤光纤直径下只有一个光的波长非导向型传输媒体:l 短波通信靠电离层的反射;l 微波通信:地面微波接力通信中继站;卫星通信较大的传播时延;6、 信道复用技术l 频分复用:全部用户在同样的时间占用不同的资源;l 时分复用同步:全部用户在不
9、同的时间用同样的频带宽度;更有利于数字信号的传输;l 统计时分复用异步:动态安排时隙;l 波分复用:光的频分复用;l 码分复用码分多址:不同的码型;每个站安排的码片序列不仅必需各不一样,并且还必需相互正交()相乘为0,0为-1。在好用的系统中是运用伪随机码序列。 任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1 ;任何一个码片向量和该码片反码的向量自己的规格化内积都是-1 ;任何一个码片向量和其他码片向量的规格化内积都是0;7、 宽带接入技术l把 04 低端频谱留给传统 运用,而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网运用。上行和下行带宽不对称;极限传输距离及数据率以及用户线的线径都有很大的关
10、系;离散多音调 频分复用;组成:数字用户线接入复用器, 用户线和用户家中的一些设施;l 光纤同轴混合网基于网树型拓扑构造,模拟技术的频分复用改造的;运用光纤模拟技术,采纳光的振幅调制;节点体系构造模拟光纤连接,构成星形网;提高网络的牢靠性,简化了上行信道的设计;比网更宽的频谱,且具有双向传输功能;第三章 数据链路层1, 两种信道:点对点信道;播送信道。2, 链路物理链路之间没有任何节点。3, 数据链路逻辑链路及链路不一样,数据链路还加上实现通信协议的硬件网络适配器和软件。4, 帧协议数据单元。5, 三个根本问题:l 封装成帧加上首部和尾部进展帧定界;l 透亮传输字节填充,加上转义字符1B;l
11、过失检测循环冗余检验。进展模二运算得到的余数比除数少一位作为冗余码,数据加上冗余码在除以除数P,得到的余数为0即为无过失。但凡接收端数据链路层承受的帧均无过失无比特过失;要做到“牢靠传输即发送什么就收到什么就必需再加上帧编号, 确认和重传机制。 6、 点对点协议l 特点:简洁这是首要的要求封装成帧 帧界定符透亮性多种网络层协议, 多种类型链路串并,同异,上下,电光,动静 过失检测马上丢弃检测连接状态短时间自动检测最大传送单元数据局部的最大长度网络层地址协商 数据压缩协商不要求标准化 l 不须要的功能纠错不行靠传输 流量限制由负责 序号不是牢靠传输,在无线时可用 多点线路不支持一主对多从 半双工
12、或单工链路只支持全双工 l 组成:一个将 数据报封装到串行链路的方法。链路限制协议 ( )。数据链路网络限制协议 ( )。用于支持不同的网络层协议 l 帧格式字节填充转义字符0x7D;零比特填充5个1后加0;l 建立过程物理链路链路鉴别的链路链路协议对应7、 局域网数据链路层l 局域网的特点:网络为一个单位所拥有,且地理范围和站点范围均有限,具有播送功能,便于扩展,提高系统的R牢靠A可用S生存。l 局域网的拓扑:星形网,环形网令牌环形,总线网和令牌传递,树形网频分复用的宽带局域网;l 共享信道:静态划分信道频分复用时分复用波分复用码分复用 动态媒体接入限制多点接入随机接入受控接入 ,如多点线路
13、探询(),或轮询。 l 以太网的两个标准l 适配器的作用进展串行/并行转换。对数据进展缓存。在计算机的操作系统安装设备驱动程序。实现以太网协议。 l 载波监听多点接入/碰撞检测协议实施通信简便的两个措施:采纳无连接的工作方式不编号,不确认;曼切斯特编码一分为二;对点接入总线型网络;载波监听发送前先监听;碰撞检测冲突检测边发送边监听,发送的不确定性;半双工通信争用期碰撞窗口截断二进制指数退避动态退避最短有效帧长度为64字节;强化碰撞人为干扰信号;帧间最小间隔为9.6微秒;8、 运用播送信道的以太网l 集线器的星形拓扑物理上星形网,逻辑上总线网;多接口;工作在物理层,简洁地转发比特,不进展碰撞检测
14、;l 以太网的信道利用率胜利发送一个帧占用信道的时间帧长除以发送速率+;参数a:,越小越好,帧长度要够长;极限信道利用率;l 以太网的层名字指出我们所要找寻的那个资源,地址指出那个资源在何处,路由告知我们如何到达该处;注册管理机构;组织唯一标识符公司的;扩展唯一标识符;适配器检测帧中的目的地址是否发往本帧单播,播送,多播;最常用的 帧是以太网 V2 的格式。利用曼切斯特编码来确定长度;帧间最小间隔导致不须要帧完毕定界符;以太网不负责重传丢弃的帧;9、 在物理层扩展以太网l 光纤扩展;l 集线器扩展优点:使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进展跨碰撞域的通信。扩大了局域网覆盖的地理范围。缺
15、点:碰撞域增大了,但总的吞吐量并未提高。假如不同的碰撞域运用不同的数据率,那么就不能用集线器将它们互连起来。 10、 在数据链路层扩展以太网网桥l 网桥作用过滤依据 帧的目的地址对收到的帧进展转发存储转发。l 好处:过滤通信量。 隔离开碰撞域扩大了物理范围。增大工作站的数目提高了牢靠性。出现故障只影响个别网段可互连不同物理层, 不同 子层和不同速率如10 和 100 以太网的局域网。l 缺点:存储转发增加了时延。 在 子层并没有流量限制功能。 缓存空间不够造成溢出导致帧丢失具有不同 子层的网段桥接在一起时时延更大。播送风暴。 网络拥塞l 在转发帧时,不变更帧的源地址;l 透亮网桥自学习,即插即
16、用 802.1D组成:地址源地址+接口+时间更新用的;生成树算法任何两个站之间只有一条路径。l 源路由网桥发觉帧记录全部可能的路由传送;播送;最正确路由;l 多接口网桥以太网交换机全双工;独占通信媒体,无碰撞地传输数据;有存储转发,也有直通不检查过失,但提高速率削减时延;l 虚拟局域网由一些局域网网段构成的及物理位置无关的逻辑组。同一的成员可以收到其他成员的播送信息;11、 高速以太网大于100l 100以太网双绞线;星形拓扑构造; 802.3的;l 吉比特以太网全双工和半双工都可以;1;第四章 网络层1、 虚电路效劳和数据包效劳的比照比照的方面虚电路效劳数据报效劳思路牢靠通信应当由网络来保证
17、牢靠通信应当由用户主机来保证尽最大努力交付连接的建立必需有不须要终点地址仅在连接建立阶段运用,每个分组运用段的虚电路号每个分组都有终点的完整地址分组的转发属于同一条虚电路的分组均依据同一路由进展转发每个分组独立选择路由进展转发独立发送当节点出故障时全部通过出故障的结点的虚电路均不能工作出故障的结点可能会丢失分组,一些路由可能会发生变更分组的依次总是按发送依次到达终点到达终点时不肯定按发送依次端到端的过失处理和流量限制可以由网络负责,也可以由用户主机负责由用户主机负责2, 虚拟互连网络网 运用路由器解决各种异构的物理网络连接在一起的问题;3、 分类的地址 地址由进展安排中国向; 分类的地址已成历
18、史l A类地址50%网络号全0表示本机,全1表示环回测试;主机号全0表示本主机的网络地址,全1表示全部主机;l B类地址25%网络号128.0.0.0不行用;主机号跟A类一样l C类地址12.5%网络号192.0.0.0不行用;主机号同上l 特点路由器仅依据网络号来转发分组;多归属主机一个路由器至少要有两个不同的地址每个接口一个;用网桥或转发器连接的局域网仍属于一个网络一样网络号,用路由器才能连接不同网络;4、 地址及硬件地址 运用地址是为了隐藏各种底层网络的困难性而便于分析和探讨问题; 数据链路层看不到数据包的地址; 路由器只依据目的地址的网络号进展路由选择;5、 地址解析协议和地址转为地址
19、; 本局域网的主机和路由表的地址到地址的映射表;恳求是播送,响应是单播,一次恳求响应,两边同时把双方的信息写进 ;不同局域网的主机,要通过路由器进展查询;6、 数据包的格式首部20字节,固定的0 4 8 16 19 24 31 版本首部长度区分效劳总长度标识标记片偏移生存时间协议首部检验和源地址目的地址可选字段长度可变填充数据局部总长度不少于576字节;标识,标记,片偏移用于分片;现为跳数限制在经过路由器时才减1;协议:协议名协议字段值12617首部检验和只检验首部,16位反码运算相加再求反码,检验时一样,得到为0即无过失; 首部的可变局部就是一个选项字段,用来支持排错, 测量以及平安等措施。
20、7、 层转发分组的流程 从一个路由器转发到下一个路由器信息:目的网络地址,下一跳地址; 特定主机路由对特定的目的主机指明一个路由,便利限制网络和测试网络; 默认路由0.0.0.0下一跳路由器的地址不在数据包里,而在帧里转为 地址; 分组转发算法:干脆交付特定主机路由下一跳路由器默认路由。8, 划分子网 地址:=网络号,子网号,主机号; 不变更网络号; 子网掩码:没必要是连续的1; 增加了敏捷性,削减了连接在网络上的主机总数; 同样的地址和不同的子网掩码可以得出一样的网络地址; 运用子网时分组的转发,增加了子网掩码 能说明下面这幅图:9、 无分类编址地址:=网络前缀,主机号;/后表示网络前缀的位
21、数;最小地址全0,最大地址全1;路由聚合构成超网;能说明下面的这幅图:10、 网际限制报文协议l 过失报文3终点不行达 4源点抑制( ),放慢发送速率 11时间超过,012参数问题,首部参数有问题5变更路由重定向() l 以下状况不发送过失报文对 过失报告报文不再发送 过失报告报文。对第一个分片的数据报片的全部后续数据报片都不发送 过失报告报文。对具有多播地址的数据报都不发送 过失报告报文。对具有特别地址如127.0.0.0 或 0.0.0.0的数据报不发送 过失报告报文。l 询问报文8或0回送恳求和答复报文,测试目的站是否可达;13或14时间戳恳求和答复报文,时钟同步和测量时间;l 应用回送
22、恳求和答复报文;没有经过和时间过失报文和终点不行达报文最终;11、 路由选择协议l 两类静态路由选择策略非自适应路由选择;动态路由选择策略自适应路由选择;l 分层次的路由选择协议:内部网关协议基于距离向量的路由选择和;域内路由选择外部网关协议4;域间路由选择12、 路由器的构成l 路由选择核心路由选择处理机;l 分组转发组成交换构造,输入端口,输出端口;路由选择涉及到多个路由器总是用软件转发只涉及到一个路由器可用特别硬件实现路由器中的输入或输出队列产生溢出是造成分组丢失的重要缘由。 交换构造三种方法:通过存储器;通过纵向;通过互连网络;13、 多播了解即可多播所传送的分组须要运用多播地址;多播
23、数据包运用D类地址作为目的地址;14、专用地址可重用地址:10/8,172.16/12,192.168/16;利用隧道技术实现;15、安装在路由器上;将本地地址转为全球地址;第五章 运输层1、 进程之间的通信面对通信局部的最高层;用户功能中的最低层;供应应用进程间的逻辑通信;2、 运输层的端口识别各应用层进程;只具有本地意义;端口范围:熟知端口11023;注册或登记端口102449151;动态或客户, 短暂端口号4915265535;3、l 特点无连接;削减开销和发送时延尽最大努力交付;面对报文;对报文不分拆,不合并没有拥塞限制;支持一对一,一对多,多对一,多对多的交互通信;首部开销小。八个字
24、节无编号;l 首部格式检验和加上伪首部和数据局部;4、l 特点进程到进程的通信;点对点,每个进程都须要一个连接流交付效劳;无构造的字节流全双工通信;发送, 接收缓存复用和分用;发送复用,接收分用面对连接的效劳;牢靠的效劳。无过失,不丢失,不重复,按序到达l 套接字地址加端口号;连接:=1,2;5、 牢靠传输的工作原理l 停顿等待协议等待确认后在发送在发送完一个分组后,必需短暂保存已发送的分组的副本。分组和确认分组都必需进展编号。超时计时器的重传时间应当比数据在分组传输的平均来回时间更长一些。 自动重传恳求 ;简洁,但信道利用率太低;l 连续协议发送窗口,累积确认对按序到达的最终一个分组发送确认
25、6、 首部格式 0 8 16 24 31源端口目的端口序号确认号数据偏移保存窗口检验和紧急指针选项长度可变填充数据偏移首部长度最大60字节;确认号有效;马上收到响应;释放链接;连接恳求和连接承受;释放运输连接;窗口现在允许对方发送的数据量,窗口值是常常在动态变更着;以字节为单位检验和也要加上伪首部;紧急指针窗口为0也可以发送紧急数据;选项:556字节;窗口扩大通过左移来扩大;时间戳计算;7、 牢靠传输的实现l 以字节为单位的滑动窗口窗口位置由后沿和前沿确定;必需按序确认;发送接收缓存发送接收窗口已发送按序到达;接收方要有累计确认的功能;l 超时重传时间的选择来回时间;加权平均来回时间,来一个算
26、一个,一个一个来算;对应新样本;超时重传时间略大于;重传的报文段不采纳其来回时间样本,但每次重传会增加;l 选择确认首部选项加上;所需信息过多,可以忽视,选择重传未确认的数据块8、 的流量限制l 利用滑动窗口实现流量限制发送方的发送窗口不能超过接收方给出的承受窗口的数值;设置持续计时器来防止窗口由零变为非零导致的僵局。l 传输的效率三种机制维持一个等于的变量来限制缓存;发送方的推送操作;计时器期限到了就将缓存数据装入报文段。9、 的拥塞限制拥塞限制是全局的限制,以网络能够承受现有的网络负荷为前提;流量限制是端口的限制;l 拥塞限制方法慢开场和拥塞防止:慢开场:以作为发送窗口大小的初始值拥塞窗口
27、,每经过一个传输轮次从发送到确认,就加倍;慢开场门限作为慢开场和拥塞防止的转换点;拥塞防止:每一个,只加1,线性增长,加法增大;出现拥塞时,慢开场门限设置为当前窗口值的一半乘法减小,设为1;快重传和快复原:快重传:收到三个重复确认马上发送未被确认的报文段;快复原:乘法减小后执行加法增大;l 随机早期检测防止全局同步多个复用;三个参数:最小门限;最大门限最小门限的两倍;概率p;P的计算方法:;。10、 的运输连接收理采纳客户效劳器的连接方式;三个阶段:连接建立;三次握手,报文不携带数据,但消耗序号;报文不携带数据,不消耗序号;数据传输;连接释放;段不携带数据,但消耗掉一个序号;第六章 应用层1、
28、l 计算机用户间接运用;l 运用向域名效劳器传输恳求报文;l 构造:采纳层次树状构造;域名只是逻辑概念;l 域名效劳器:以区为管辖单位;根域名效劳器顶级域名效劳器权限域名效劳器本地域名效劳器;域名解析过程:主机向本地域名效劳器的查询采纳递归查询;恳求者身份向上递归本地域名效劳器向根域名效劳器的查询采纳迭代查询;常用l 高速缓存:本地域名效劳器和主机都会有;有计时器增加时间削减网络开销,削减时间提高域名转换的精确性;2、l 供应交互式的访问,允许客户指明文件的类型及格式,并允许文件具有存取权限。l 根本工作原理主要功能:削减或消退在不同操作系统下处理文件的不兼容性;运用牢靠的运输效劳;运用客户效
29、劳器方式;效劳器进程:主进程:承受新的恳求;附属进程:处理单个恳求;两个并行的连接:限制连接端口21:会话期间始终翻开;数据连接端口20:连接客户端和效劳器端的数据传送进程。l (端口号69运用数据报;只支持文件传输,不支持交互;像停顿等待协议特点:(1) 每次传送的数据 中有 512 字节的数据,但最终一次可缺乏 512 字节文件完毕的标记,假设是512的整数倍那么发一个只有首部的数据报文。(2) 数据 也称为文件块(),每个块按序编号,从 1 开场。(3) 支持 码或二进制传送。(4) 可对文件进展读或写。(5) 运用很简洁的首部。 3、 终端仿真协议客户效劳器方式;传输的格式运用;4、
30、万维网l 信息贮存所;l 分布式超媒体()系统,它是超文本()系统的扩大。l 客户效劳器方式l 特点:利用统一资源定位符来标记分布在整个因特网上的万维网文档;利用来实现万维网上的各种链接;可以是不同作者创作的不同风格的万维网文档都能在因特网上的各种主机上显示出来;运用搜寻引擎让用户能够很便利地找到所需的信息;l组成: :/;l 超文本传送协议面对事务的协议,牢靠;本身是无连接的; 1.0是无状态的,每次恳求有两倍的开销; 1.1是持续连接,两种工作方式:非流水线方式:收到响应后再发出恳求;流水线方式:连续发送,只花费一个时间;代理效劳器高速缓存存储恳求和响应;报文构造码:恳求报文=恳求行方法,
31、的版本,首部行,实体主体;响应报文;=状态行版本,状态码,简洁短语,首部行,实体主体;在效劳器和客户之间传递的状态信息,l 超文本标记语言制作万维网网页的标准语言;实现动态文档:增加另一个应用程序;增加一个机制;通用网关接口;技术组成:程序设计语言;运行环境;类库。l 搜寻引擎:全文检索;分类书目搜寻引擎人工;元搜寻引擎多个引擎聚合。5、 电子邮件发送邮件的协议:读取邮件的协议:3 客户效劳器和 联机协议用户代理 就是用户及电子邮件系统的接口,是电子邮件客户端软件。电子邮件由信封()和内容()两局部组成。6、 动态主机配置协议协议软件参数化;自动获得;须要配置的工程 (1) 地址 (2) 子网
32、掩码 (3) 默认路由器的 地址 (4) 域名效劳器的 地址7、 简洁网络管理协议 并不是行政上的管理;本功能包括监视网络性能, 检测分析网络过失和配置网络设备等。第七章 网络平安1, 计算机网络上的及通信有关的四种威逼:截获;中断;篡改;伪造;2, 主动攻击:更改报文流;拒绝效劳,;伪造连接初始化;3, 对称秘钥密码体制l 64位56为实际秘钥,8位奇偶校验;l设有公钥和私钥;私钥由公钥确定,但不能由其推导;加密方法的平安性取决于秘钥的长度以及计算量;4、 数字签名报文鉴别;报文的完整性;不行否认;先解后加后面几章l 音视频效劳的分类:流式存储音视频;流式实况音视频;交互式音视频。l 无线以太网协议 802.11;运用协议碰撞防止;l 6128字节全球48位,子网16位,接口64位;