计算机网络总结上Word文档下载推荐.docx

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范围、传播技术、拓扑结构

4、两种广播网络：

总线型、环型

5、广域网跨越了一个很大的地理区域，通常是一个国家或一个洲。

它包含了大量的机器，在这些机器上可以运行用户的程序（也就是应用程序）。

这些机器简称为主机（host）。

6、大大多数广域网中，子网是由两个独立的部分组成：

传输线和交换单元。

由路由器转发数据。

7、当一个分组从一个路由器，经过一个或者多个中间路由器，被发送到另一个路由器上的时候，每个中间路由器都会完整地接收到该分组，然后将它保存起来，直到所要求的输出线路空闲，才将它转发出去。

根据这种原则组织起来的子网称为“存储-转发”或“分组交换”。

8、无线网络可以分为三类：

系统互连（主-从模式：

蓝牙）、无线LAN（IEEE802.11）、无线WAN（IEEE802.16：

蜂窝电话，独立移动的计算机，一个飞机中的LAN）

9、家庭网络是指设备具有网络能力，例如：

1、计算机；

2、娱乐；

3、无线通信；

4、家用电器；

5、遥测设备

10、与其他网络相比，家庭网络有一些本质上不同的属性：

1、易于安装

2、易于操作

3、低价格

4、主要的应用可能与多媒体有关，所以具有足有的传输能力

5、可扩充（稳定）

6、安全性和可靠性也很重要

3、网络软件

1、协议层次

1、为了降低网络设计的复杂性，绝大多数网络都组织成一堆相互叠加的层（layer或者level）每一层都是建立在其下一层的基础上。

2、一台机器上的第n层与另一台机器上的第n层进行对话。

在对话中用到的规则和约定合起来称为第n层协议。

3、基本上，所谓协议是指通信双方关于如何进行通信的一种约定。

4、不同机器上包含对应层的实体称为等体（peer）。

5、在每一对相邻层之间是接口（interface）。

6、层和协议的集合称为网络体系结构（networkarchitecture）。

7、一个特定的系统所使用的一组协议称为协议栈。

2、各层的设计问题（计算机网络中的一些主要设计问题）：

1、编址机制：

来制定一个特定的目标。

2、错误控制：

3、流控制

4、多路复用：

多个不相关的对话使用同一个连接。

5、路由：

当源端和目标端之间存在多条路径的时候，必须进行路由选择。

3、面向连接与无连接的服务

1、下层可以向上提供两种不同类型的服务：

1、面向连接的服务：

基于电话系统模型、建立—使用—释放。

2、无连接的服务：

基于邮政系统模型、每条报文都携带了完整的目标地址，所以每条报文都可被系统独立地路由。

3、服务类型与例子：

4、服务原语

1、一个服务通常是由一组原语（primitive）操作来描述的，用户进程通过这些原语操作可以访问该服务。

2、原语的使用取决于所提供的服务。

3、在一个面向连接的网络中，简单的客户—服务器交互过程中发送的分组。

5、服务与协议的关系

4、参考模型

1、OSI参考模型

2、OSI参考模型的分层：

1、物理层：

涉及到在通信信道上传输的原始数据位。

2、数据链路层：

主要任务是将一个原始的传输设施转变成一条逻辑的传输线路，在这条线路上，所有未检测出来的传输错误也会反映到网络层上。

3、网络层：

一个关键的设计问题是确定如何将分组从源端路由到目标端。

拥塞控制。

4、传输层：

基本功能是接受来自上一层的数据，并且在必要的时候把这些数据分割成小的单元，然后把数据单元传递给网络层，并且确保这些数据片段都能够正确地到达另一端。

传输层是一个真正的端到端的层，所有的处理都是按照从源端到目的端来进行的。

5、会话层：

用于建立会话（establishsession）：

包括对话控制（dialogcontrol）、令牌管理（tokenmanagement）和同步功能（synchronization）。

6、表示层：

关注的是所传信息的语法和语义。

7、应用层：

包含了各种各样的协议，这些协议往往直接针对用户的需求。

3、TCP/IP参考模型：

4、TCP/IP模型中早期的协议和网络：

4、TCP/IP参考模型的分层：

1、互联网层：

允许主机将分组发送到任何网络上，并且让这些分组独立地到达目标端（目标端有可能位于不同的网络上）。

互联网层定义了正式的分组格式和协议，该协议称为IP（Internetprotocol）。

2、传输层：

设计目标是允许源和目标主机上的对等体之间可以进行对话，就如同OSI的传输层中的情形一样。

这里定义了两个端到端的传输协议：

TCP（transportcontrolprotocol，传输控制协议）和UDP（userdatagramprotocol，用户数据报协议）。

3、应用层：

包含了所有的高层协议，如：

虚拟终端协议（TELNET）、文件传输协议（FTP）、电子邮件协议（SMTP）和域名系统（DNSdomainnamesystem）等。

4、主机至网络层：

TCP/IP参考模型并没有明确规定这里应该有哪些内容，它只是指出，主机必须通过某个协议连接到网络上，以便可以将分组发送到网络上。

5、OSI模型和TCP/IP模型的比较：

1、OSI模型使服务、接口、协议这三个概念的区别变得更加明确了。

而TCP/IP最初并没有明确地区分这三者之间的差异。

（所以OSI模型中的协议比TCP/IP模型中的协议有更好的隐蔽性）

2、OSI参考模型是在协议发明之前就已经产生的，所以OSI模型不会偏向于任何一组特定的协议。

而TCP/IP模型只是这些已有的协议的一个描述而已，所以协议一定会符合模型。

6、OSI模型和协议的缺点：

1、糟糕的时机

2、糟糕的技术

3、糟糕的实现

4、糟糕的政策

7、TCP/IP参考模型的缺点：

1、该模型没有清楚地区分服务、接口和协议的概念。

2、TCP/IP模型并不通用，它不适合用来描述TCP/IP之外的任何其他协议。

3、在分层协议环境中，主机至网络层并不是常规意义上的层的概念。

4、TCP/IP模型并没有区分（甚至没有提及）物理层和数据链路层。

5、一些协议被广泛使用，难以取代。

8、混合参考模型：

5、网络实例

1、Internet并不是单个网络，而是大量不同网络的集合。

2、ARPANET：

A、电话系统的结构；

B、Baran提出的分布式交换系统。

5、Internet的使用：

电子邮件、新闻组、远程登录、文件传输

7、面向连接的网络：

1、电话系统：

服务质量、记账

2、X.25：

连接号、数据分组

3、帧中继：

一个无错误控制的、无流控制的、面向连接的网络

4、ATM（异步传输模式）：

1、面向连接：

虚电路

2、每个连接（虚电路），无论是临时的，还是永久的，都有一个惟一的连接标示符。

8、ATM（异步传输模式）虚电路：

ATM的基本思想是，所有的信息都放在固定长度的小分组中进行传输，这样的分组也称为信元（cell）。

主要原因是：

容易设计出由硬件路由器来处理短的、固定长度的信元。

小的信元不会阻塞线路很长时间，在这种情况下，保证服务质量要容易的多。

本章小结：

1、什么是计算机网络和计算机网络应用

2、计算机网络的连接和计算机网络的种类

3、网络体系结构、协议栈、网络参考模型

4、一些重要的内容：

层、协议、服务、接口、服务原语

5、面向连接的服务和无连接的服务的区别

第二章物理层

•Functionofthephysicallayer:

物理层的功能

–isconcernedwithtransmittingrawbitsoveracommunicationchannel

–dealwithmechanical机械的,electrical电气的,andtiminginterfaces时序的接口,andthephysicaltransmissionmedium物理传送介质

•Theoreticalbasisfordatacommunication数据传输理论基础

•Transmissionmedia:

传输媒体

–guided（copperwireandfiberoptics）有向导的（铜线和光纤）

–wireless（terrestrialradio）,无线（无线电波）

–satellite卫星

•threeexamplesofcommunicationsystems:

三种通信系统例子：

–the（fixed）telephonesystem（固定的）电话系统

–themobilephonesystem移动电话系统

–thecabletelevisionsystem有线电视系统

1、数据通信的理论基础

1、通过某种物理特性（如电压或者是电流）的变化，就可以在线路上传输信息。

2、传输过程中振幅不会明显减弱的这一段频率范围称为带宽。

3、信道的最大数据传输率

2、有导向的传输介质

1、磁介质

2、双绞线：

3类和5类

3、同轴电缆：

以铜线为芯，外面包上一层绝缘材料，绝缘材料的外面包上一层密织的网状导体，导体外面又覆盖上一层保护性的塑料外套。

4、光纤

3、无线传输

1、电磁波普

2、无线电传输

3、微波传输

4、红外线和毫米波

5、光波传输

4、通信卫星：

一种广播方式（点到多点）

5、公共交换电话网络

1、电话系统的结构

1、本地回路（双绞线进入家庭和业务部门，模拟信号）

2、干线（通过光纤将交换局连接起来，数字信号）

3、交换局（电话呼叫从一条干线接入到另一条干线）

2、本地回路：

调制解调器、ADSL和无线

1、允许两个方向上同时进行数据传输的连接称为全双工（fullduplex）

2、如果一个连接允许任何一个方向的流量通过，但是同一时刻只有一个方向可以传输数据，则这个连接称为半双工（halfduplex）

3、如果一个连接只允许一个方向的数据通过，则称为单工（simplex）

3、干线和多路复用

1、频分多路复用（FDM）：

频谱被分成频段，每个用户可以单独拥有某个频段。

2、时分多路复用（TDM）：

用户轮流（循环法）获得整个带宽，每次仅使用一小段时间（在交换机之间的通信用到）

3、波分多路复用（WDM）：

是频分多路复用的一个变种，引进组合器和分离器

4、交换

1、当你或者你的计算机呼叫一个电话的时候，电话系统的交换设备就会寻找一条从你的电话通向接收方电话的物理路径。

这项技术称为电路交换。

2、报文交换----存储-转发网络（电报）

3、分组交换

4、电路交换和分组交换的区别（重点）

6、移动电话系统

1、一代移动电话：

模拟语音

2、二代移动电话：

数字语音

3、三代移动电话：

数字语音和数据（Internet、e-mail等）

4、信道主要分为四类：

1、控制（从基站到移动电话），用于管理系统。

2、呼叫（从基站到移动电话），用于提醒移动用户有呼叫到来

3、访问（双向），用于呼叫建立和信道分配

4、数据（双向），用于语音、传真和数据

5、全球移动通信系统（GSM）：

1、GSM使用124个频道，每个频道使用一个8时槽的TDM系统

2、GSM成帧层次结构的一部分

6、码分多路访问（CDMA）：

CDMA并不将整个可用的频率范围分成几百条窄的信道，相反，它允许每个站任何时候都可以在整个频段范围内发送信号。

利用编码技术可以将多个并发的传输过程分离开。

CDMA也不再假设冲突的帧被完全丢弃掉。

相反，它假设多个信号可以线性叠加。

7、有线电视

1、共天线电视

2、基于有线电视网络的Internet

3、频谱分配

•Thefunctionofthephysicallayer

•Theoreticalbasisfordatacommunication

–Nyquist’stheorem

–Bandwidth,baud,symbol,bitrate（P127）

•Transmissionmedia:

guided,wirelessandsatellite

•Modulation:

Amplitudemodulation,Frequencymodulation,Phasemodulation

•Multiplexing:

FrequencyDivisionMultiplexing,TimeDivisionMultiplexing

•Examplesofcommunicationsystems:

–StructureoftheTelephoneSystem:

Localloops,Trunks,Switchingoffices

–TheMobileTelephoneSystem:

CDMA

第三章数据链路层

•Functionofthedatalinklayer:

–Toconverttherawbitstreamofferedbythephysicallayerintoastreamofframesforusebythenetworklayer

–totransferdatafromthenetworklayeronthesourcemachinetothenetworklayeronthedestinationmachine.

•Framing

•ErrorControl

•FlowControl

•ProtocolVerification:

protocolmodeling,andcorrectness

•ExampleDataLinkProtocols

1、数据链路层设计要点

1、数据链路层要完成许多特定的功能。

这些功能包括：

1、向网络层提供一个定义良好的服务接口。

2、处理传输错误。

3、调节数据流，确保慢速的接收方不会被快速的发送方淹没。

2、为了实现这些目标，数据链路层从网络层获取到分组，然后将这些分组封装到帧（frame）中以便传输。

每一帧包含一个帧头，一个净荷域（用于存放分组），以及一个帧尾。

帧管理构成了数据链路层工作的核心。

3、分组和帧之间的关系

4、为网络层提供的服务

1、数据链路层的设计目标是提供各种服务。

实际提供的服务随系统的不同而不同，但是一般情况下，通常会提供以下三种可能的服务：

1、无确认的无连接服务

2、有确认的无连接服务

3、有确认的面向连接服务

5、成帧

1、由于依靠时间来标识每一帧的起始和结束位置风险太大，所以有必要设计其他的成帧方法。

本书主要讲4种方法：

字符计数法；

含字节填充的分界符法；

含位填充的分界标志法；

物理层编码违例法。

2、错误检测和纠正

1、纠错码

1、策略：

纠错码（error-correctingcodes）；

检错码（error-detectingcodes）。

2、码字（codeword）：

包含数据和校验位的n-位单元。

3、两个码字中不相同的位的个数称为海明距离（hammingdistance）。

它的意义在于，如果两个码字的海明距离为d，则需要d个1位错误才能将一个码字转变为另一个码字。

4、为了检测d个错误，需要一个距离为d+1的编码方案，因为在这样的编码方案中，d个1位错误不可能将一个有效的码字改变成为另一个有效码字。

5、为了纠正d个错误，需要一个距离为2d+1的编码方案，因为在这样的编码方案中，合法码字之间的距离足够远，因而即使发生了d位变化，则还是原来的码字离它最近，从而可以惟一确定原来的码字，达到纠错的目的。

6、假设一种编码方案，每个码字有m个报文位和r个校验位，并且能够纠正所有的单个错误。

我们必须有

，在n=m+r时。

7、利用海明码来纠正突发性错误

2、检错码

1、多项式编码校验和计算过程

3、基本数据链路协议

4、滑动窗口协议（重点，自己研究……）

5、数据链路层协议示例

1、HDLC—高级数据链路控制

1、面向位的协议的帧格式

2、三种帧的control域

2、Internet中的数据链路层

1、PPP—点到点协议（point-to-pointprotocol）提供了三个功能：

1、一种成帧方法。

它可以毫无歧义地分割出一帧的结束和下一帧的开始。

并且帧格式支持错误检测。

2、一个链路控制协议，可用于启动线路、测试线路、协商参数，以及当线路不再需要的时候可以温和地关闭线路。

该协议称为LCP（LinkControlProtocol，链路控制协议）。

它支持同步和异步线路，也支持面向字节的和面向位的编码方法。

3、一种协商网络层选项的方法，并且协商方法与所使用的网络层协议独立。

所选择的方法对于每一种支持的网络层都有一个不同的NCP（NetworkControlProtocol，网络控制协议）。

2、无序号模式操作下的PPP完整帧格式

本章小结

•Thefunctionofthedatalinklayer

•Framing:

–Why?

–How:

charactercount,bytestuffing,bitstuffing,

•ErrorControl:

–HammingDistance,

–Error-correctingcodes,

–Error-detectingcodes

•FlowControl:

Slidingwindowprotocols

•ProtocolVerification

•ExampleDataLinkProtocols

第四章介质访问控制子层

•TheChannelAllocationProblem

–Howtogetstousethechannelinanybroadcastnetwork

–Broadcastchannels,referredtoasmulti-accesschannelsorrandomaccesschannels

•MultipleAccessProtocols

–Theprotocolsusedtodeterminewhogoesnextonamulti-accesschannelbelongtoasublayerofthedatalinklayercalledtheMAC（MediumAccessControl）sublayer.

–Technically,theMACsublayeristhebottompartofthedatalinklayer

•Ethernet

•DataLinkLayerSwitching

1、信道分配问题

1、LANs和MANs中的静态信道分配方案（FDM、TDM）

2、LANs和MANs中的动态信道分配方案

1、站模型（stationmodel）

2、单信道假设（singlechannelassumption）

3、冲突假设（collisionassumption）

4、连续时间（continuoustime）、分槽时间（slottedtime）

6、载波检测（carriersense）、无载波检测（nocarriersense）

2、多路访问协议

1、纯ALOHA、分槽ALOHA

1、它们的区别在于时间分成离散的时槽以便所有的帧都必须同步到时槽中。

纯ALOHA不要求全局的时间同步，而分槽ALOHA则需要。

2、纯ALOHA系统的基本思想：

1、当用户有数据要发送的时候就让它们传输。

2、当然，这样做可能会有冲突，冲突的帧将被损坏。

3、然而，由于广播的反馈特性，发送方只要通过监听信道，总是可以知道它的帧是否被毁坏，其他的用户也可以做到这一点。

4、如果发送出去的帧被毁坏了，则发送方只要等待一段随机的时间，然后再次发送该帧。

3、分槽ALOHA系统的基本思想：

1、与纯ALOHA不同的是，在分槽ALOHA中，计算机不是在敲入回车键的时候就可以立刻发送帧了，相反，它必须要等到下一时槽的开始时刻。

因此，连续的纯ALOHA变成了离散的ALOHA。

3、载波检测多路访问协议（CSMA）

1、如果在一个协议中，每个站都监听是否存在载波（即是否有传输），并采取相应的动作，则这样的协议称为载波检测协议（carriersenseprotocol）

2、1-持续CSMA（carriersensemultipleaccess，载波检测多路访问）。

当一个站有数据要发送的时候，它首先监听信道，看当时是否有其他的站正在传输数据。

1、当信道忙的时候，该站会等待直至信道空闲。

2、