计算机网络复习整理

计算机网络复习整理(一二章)

第一章

1.知识点

1. “三网”：电信网络、有线电视网络和计算机网络
2. 计算机网络向用户提供的两个最重要的功能：连通性和共享
3. 计算机网络组成：

工作组成：边缘部分和核心部分（为边缘部分提供连通性和交换服务）

功能组成：通信子网和资源子网

通信子网包括：物理层、数据链路层和网络层

4. 计算机网络的功能：数据通信（最基本和最重要），资源共享，分布式处理…
5. 协议是一种规则，控制两个对等实体进行通信；服务则是下层为相邻的上层提供的功能调用，是垂直的
6. 服务的分类：面向连接和面向无连接；有应答和无应答；可靠服务与不可靠服务
7. OSI参考模型和TCP/IP参考模型

TCP/IP一定是4层模型（网络接口层包含了5层模型的物理层和数据链路层）

层	描述
应用层（用户对用户）	任务：提供系统与用户的接口 功能：文件传输，访问和管理，电子邮件服务 协议：FTP,POP3,SMTP,HTTP
传输层（应用对应用，进程对进程）	传输单位：报文段（TCP）或用户数据报(UDP) 任务：主机中两个进程的通信 功能：为端到端的连接提供可靠的传输服务；为端到端的链接提供流量控制、差错控制、服务质量管理等服务 协议：TCP、UDP、ARQ
网络层（主机对主机）	传输单位：数据报 所实现的硬件：路由器 任务：将传输层传下来的报文段封装分组，选择适当路由 功能：为传输层提供服务，组包和拆包，路由选择，拥塞控制 协议：ICMP、ARP、RARP、IP、IGMP
数据链路层（既要加报头，又要加报尾）	传输单位：帧 所实现的硬件：交换机、网桥 任务：将网络层穿下来的IP数据报组装成帧 功能：链路连接的建立拆除和分离，帧定界和帧同步，差错检测 协议：PPP（面向字节）,HDLC（面向比特）
物理层	传输单位：比特 所实现的硬件：集线器中继器 任务：透明的传输比特流 功能：为数据端设备提供传送数据通路

8. 计算机网络性能指标：

指标	备注
速率
时延	发送时延（传输时延，注意与传播时延区别） 传播时延 处理时延 排队时延 总时延=以上加和
带宽	带宽越宽的含义表示发送每一个比特的速率变快，而不是每一比特在数据链路的传播速度变快。仅决定发送时延（传输时延）
时延带宽积	传播时延✖带宽
往返时延RTT
利用率	包括信道利用率和网络利用率（全网络信道利用率的平均值）

2.题

1. （B）不是对网络模型进行分层的目标

A 提供标准语言 B 定义功能执行的方法

C 定义标准界面 D 增强功能之间的独立性

计算机网络的各层及其协议的集合成为网络体系结构，网络体系结构是抽象的，不应该包括各层协议及其功能的具体实现细节

2. 计算机网络最基本的功能是（）ABD

A 流量控制 B 路由选择 C分布式处理 D 传输控制

知识点部分提到，计算机网络最基本的功能是数据通信，包括ABD

数据通信包括，连接控制，传输控制，差错控制，流量控制，路由选择，多路复用等子功能

3. TCP/IP模型中一共有 4 层
4. TCP/IP模型中的网络接口层对应OSI参考模型的 物理层和数据链路层
5. 当一台计算机从FTP服务器中下载文件时，在该FTP服务器上对数据进行封装的5个转换步骤是：

数据、报文、IP分组、数据帧、比特流

应用层是用户的数据，数据+传输层首部=报文，报文+网络层首部=IP分组，IP分组+数据链路层首部、尾部=数据帧，最后，数据帧进入物理层，变为比特流

6. 在TCP/IP体系结构中，直接为ICMP提供服务的协议是：IP

第二章

1.知识点

1. 物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输比特流，而不是具体的传输媒体
2. 无论是数据或者信号，都既可以是模拟的，也可以是数字的。模拟，指的是连续变化；数字，指的是取值只允许是有限的离散值。
3. 基带传输与宽带传输：基带对应数字信号，宽带对应模拟信号。宽带传输可以等同于频带传输
4. 数据传输方式，通信方式，通信模式

数据传输方式分为：串行传输和并行传输

通信方式分为：同步通信和异步通信

通信模式：单工，半双工，全双工。

单工：只有一个方向的通信，没有反方向的交互

半双工：通信双方都可收发消息，但是不能同时发送、同时接收

全双工：通信双方都可以发送和接受消息

5. 奈奎斯特定理：

$C_{max}=f_{采样}\times lo{g}_{2}N=2f\times lo{g}_{2}N$

• f表示理想低通信道的带宽，N表示每个码元的离散电平的数目，$C_{max}$最大数据传输率

奈奎斯特定理仅仅是给出了在无噪声情况下码元的最大传输速率，即2f，并没有给出最大数据传输率。只要N足够大，$C_{max}$就能够无穷大。

例：对一个无噪声的4kHZ信道进行采样，可达到的最大数据传输率是 无穷大

*解析：在4KHZ的信道上，采样频率需要8kHZ，如果每次采样可以取得16bit数据，那么信道可以发送 16 × 8 = 128 kbit/s 的数据，只要编码足够好，即N无穷大，最高码元速率可以无限大 *

这里的关键在于信道是无噪声的，如果是在一个有噪声的4kHZ的信道中，根据香农定理，不允许最大传输速率为无限大

6. 香农定理

首先介绍信噪比的概念，噪声的影响是相对的，信号非常强的时候噪声影响相对小，反之噪声影响相对大，两者同时变化，仅考虑其中之一是无意义的，因此引入信噪比的概念，即信号平均功率（S）与噪声平均功率（N）的比值

$信噪比（dB）=10lo{g}_{10}(S/N)$

下面介绍香农公式：

$C_{max}=W\times lo{g}_2(1+S/N)$

W为信号的带宽

要想提高最大传输速度，就要设法提高传输线路的带宽W，或者信号的信噪比（S/N）

例：电话系统的典型蚕食是信道带宽为3000HZ，信噪比为30dB，则该系统的最大传输率为： 30kbit/s

解析：由信噪比公式解 （S/N），带入香农公式

7. 总结一下，奈奎斯特定律指出了码元的传输速度是有限的，不能任意提高，而香农公式则给出了信息传输速率的极限。
8. 数据传输方式：电路交换，报文交换，分组交换

电路交换：在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路

报文交换：数据交换的单位是报文，才交换结点采用存储转发的传输方式

分组交换：仍然采用存储转发的传输方式，但将一个长报文分割为若干个分组之后逐个发送。

其中，分组交换可以进一步分为面向连接的虚电路方式和无连接的数据报方式。数据报方式可能导致失序

9. 传输介质：双绞线（STP,UTP），同轴电缆，光纤(单模，多模)
10. ** 传输介质并不是物理层 **

传输介质在物理层下面。物理层是体系结构的第一层，传输介质有时被成为第0层。在传输介质中传输的是信号，但传输介质并不知道传输的信号是什么意思。也就是说，传输介质不知道所传输的信号什么时候是1，什么时候是0.而物理层由于规定了功能特性，因此能够识别所传送的比特流。

物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输介质上传输比特流，而不是具体的传输介质。物理层应尽可能屏蔽各种物理设备的差异，使得数据链路层只需考虑本层的协议和服务

11. 物理层四个特性：机械特性，电气特性，功能特性，规程特性
12. 物理层设备：中继器，集线器

2.题

1. 利用模拟通信信道传输数字信号的方法称为（D）

A 同步传输 B 异步传输 C 基带传输 D 频带传输

解析：基带对应数字信号，宽带对应模拟信号

2. 为了使模拟信号传输更远，可以采用的设备是：

A 中继器 B 放大器 C 交换机 D 路由器

解析：中继器放大数字信号，放大器放大模拟信号

大题汇总

1. 简述分组交换的要点
   • 报文分组，加首部
   • 经路由器存储转发
   • 在目的地合并
   • 存在时延，有额外开销（携带控制信息）
2. 从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点

• 电路交换：整个报文的比特流连续的从远点直达重点；端对端通信质量有保障，对连续传送大量数据效率高。
• 报文交换：整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来之后查找转发表，转发到下一个结点。无需预约带宽。
• 分组交换：单个分组传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。具有报文交换的有点，且各个分组小，路由灵活。

3. 网络体系结构为什么要采用分层次的结构？

• 各层之间相互独立
• 灵活性好
• 结构上易于分割
• 方便实现和维护
• 能促进标准化工作

4. 论述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层功能

• 应用层：体系结构的最高层，直接为用户的应用进程提供服务
• 运输层：负责为两个主机中进程之间的通信提供服务
• 网络层：为分组交换网上不同主机提供服务
• 数据链路层：在两个相邻结点的线路上无差错的传送以帧为单位的数据。每一帧包括必要的控制信息
• 物理层：透明的传送比特流