計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)期末考試總結(jié)【教學(xué)相關(guān)】

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1、 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)期末考試總結(jié) 第一章：概述 (1)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：把許多計算機(jī)連接在一起，而互聯(lián)網(wǎng)則把許多網(wǎng)絡(luò)連在一起，是網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，因特網(wǎng)是全球最大的互聯(lián)網(wǎng)。 (2)internet是通用名詞，它泛指由多個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連而成的網(wǎng)絡(luò)。在這些網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議（即通信規(guī)則）可以是任意的。 (3)Internet是專用名詞，它指當(dāng)前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它采用 TCP/IP 協(xié)議族作為通信的規(guī)則，且其前身是美國的 ARPANET。 (4) 三級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。因特網(wǎng)的五個接入級：網(wǎng)絡(luò)接入點 NAP，國家主干網(wǎng)（ISP

2、），地區(qū) ISP，本地 ISP， 校園網(wǎng)、企業(yè)或 PC 機(jī)上網(wǎng)用戶。 (5)從因特網(wǎng)的工作方式上看，可以劃分為以下的兩大塊： 1) 邊緣部分 由所有連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)組成。作用：信息處理 通信方式可劃分為兩大類：客戶服務(wù)器方式（C/S 方式），對等方式（P2P 方式） a.客戶服務(wù)器方式:(客戶是服務(wù)的請求方,服務(wù)器是服務(wù)的提供方) 客戶程序的特點: 被用戶調(diào)用后運(yùn)行，在打算通信時主動向遠(yuǎn)地服務(wù)器發(fā)起通信（請求服務(wù)）。因此，客戶程序必須知道服務(wù)器程序的地址。不需要特殊的硬件和很復(fù)雜的操作系統(tǒng). 服務(wù)器程序的特點: 一種專門用來提供某種服務(wù)的程序，可同時處理多個遠(yuǎn)地或本地客戶

3、的請求。服務(wù)器程序不需要知道客戶程序的地址。需要強(qiáng)大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持. b. 對等連接方式:指兩個主機(jī)在通信時并不區(qū)分哪一個是服務(wù)請求方還是服務(wù)提供方?？蓪崿F(xiàn)共享文檔。 2)核心部分 作用：要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機(jī)提供連通性 路由器：實現(xiàn)分組交換的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組。 交換：就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。 a.電路交換(面向連接)：建立連接、通信、釋放連接 特點：在通話的全部時間內(nèi)，通話的兩個用戶始終占用端到端的通信資源。傳輸效率低。整個報文的比特流連續(xù)地從源點直達(dá)終點，好像在管道中傳送。 b.報文交換：整個報文先傳送到相鄰結(jié)點，全部存儲下來后

4、查找轉(zhuǎn)發(fā)表，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個結(jié)點。（時延長） c.分組交換： 分組：在發(fā)送報文之前，先把較長的報文劃分為一個個更小的等長數(shù)據(jù)段。每一個數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。首部都含有地址等控制信息 分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元，單個分組先傳送到相鄰結(jié)點，存儲下來后查找轉(zhuǎn)發(fā)表，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個結(jié)點。接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報文。（時延短，靈活性） (6)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 1) 按網(wǎng)絡(luò)所使用的傳輸技術(shù):點到點網(wǎng)絡(luò)和廣播式網(wǎng)絡(luò)。 2) 按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍:局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、個人區(qū)域網(wǎng)(PAN) 3) 按所使用的傳輸媒體:同軸電纜網(wǎng)、雙絞線網(wǎng)、光纖網(wǎng)、微波

5、網(wǎng)、紅外線網(wǎng)、無線網(wǎng)等。 4)按網(wǎng)絡(luò)使用者:公用網(wǎng)、專用網(wǎng)、私用網(wǎng)。 5）按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線形網(wǎng)、星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、樹形網(wǎng)、網(wǎng)狀形網(wǎng)、混合形網(wǎng) 6）按信息交換方式：電路交換網(wǎng)、報文交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)。 (7)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo) 1)速率: 單位: b/s，或kb/s， Mb/s，Gb/s 主機(jī)在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)的速率：數(shù)據(jù)率/比特率 2)帶寬:數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率” 網(wǎng)絡(luò)的通信線路數(shù)據(jù)傳送的能力 3)吞吐量：在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。 4)時延:（一個報文或分組，甚至比特）從網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）的一端傳送到另一端所需要的時間。 時延包含

6、：發(fā)送時延、傳播時延、處理時延和排隊時延 a.發(fā)送時延:發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)幀從結(jié)點進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時間。 b.傳播時延:電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。 c.處理時延:交換結(jié)點為存儲轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費的時間。 d.排隊時延:結(jié)點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延。 5)時延帶寬積 6)往返時間 RTT:從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送收到來自接收方的確認(rèn)，總共經(jīng)歷的時間。 7)利用率:某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數(shù)據(jù)通過）。 (7)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)： 1)定義：我們把計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

7、的體系結(jié)構(gòu)就是這個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)件所應(yīng)完成的功能的精確定義。 2)協(xié)議：是為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定。協(xié)議主要是由語法、語義、同步三要素組成。 3)分層：各層之間是獨立的，靈活性好，結(jié)構(gòu)上可分割開，易于實現(xiàn)和維護(hù)，能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。 a.通信是分層的 b.服務(wù)是逐層搭建的 c.對等的服務(wù)層間遵循相同的規(guī)則 d.各層服務(wù)細(xì)節(jié)對外屏蔽 e.各層對其上層屏蔽下層的差異 f.通信要傳遞兩種信息 g.物理通信與邏輯通信:上層通過下層得到了對方同等層的信息，相當(dāng)于同層之間也進(jìn)行了邏輯上的通信。 4)五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) TCP/IP 是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)

8、用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。往往采取折中的辦法，即綜合 OSI 和 TCP/IP 的優(yōu)點，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。 a. 應(yīng)用層：任務(wù)是通過應(yīng)用進(jìn)程間的交互來完成特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。應(yīng)用層的協(xié)議定義的是應(yīng)用進(jìn)程間通信和交互的規(guī)則。（http,ftp,smtp） b. 運(yùn)輸層：任務(wù)是負(fù)責(zé)向兩個主機(jī)中進(jìn)程之間的通信提供通用的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。（TCP,UDP） c. 網(wǎng)絡(luò)層：為分組交換網(wǎng)上的不同主機(jī)提供通信服務(wù)。另一個任務(wù)是選擇合適的路由，使源主機(jī)運(yùn)輸層所傳下來的分組能夠通過網(wǎng)絡(luò)中的路由器找到目的主機(jī)。(IP) d. 數(shù)據(jù)鏈路層：加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀 e. 物理層：

9、最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體 4)實體、協(xié)議、服務(wù)和服務(wù)訪問點 a.實體:任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。 b.協(xié)議:控制兩個對等實體進(jìn)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(wù)。要實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。 c.服務(wù)訪問點:同一系統(tǒng)相鄰兩層的實體進(jìn)行交互的地方，稱為服務(wù)訪問點 SAP d.服務(wù)： 本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議。 第二章：物理層 (1)物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性： 1)機(jī)械特性:指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和

10、鎖定裝置等等。 2)電氣特性:指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。 3)功能特性:指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義. 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。 (2)一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分：源系統(tǒng)（源點和發(fā)送器）、傳輸系統(tǒng)、目的系統(tǒng)（目的站） 通信的目的是傳送消息，如語音、文字、圖像、視頻等都是消息。數(shù)據(jù)是運(yùn)送消息的實體。信號則是數(shù)據(jù)的電氣或電磁的表現(xiàn)。 根據(jù)信號中代表消息的參數(shù)的不同： “模擬的”(analogous)——代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的。 “數(shù)字的”(digital)——代表消息的參數(shù)的取值是離散的。 碼元(cod

11、e)——在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數(shù)字信號時，則代表不同離散數(shù)值的基本波形就稱為碼元。 (3)三種通信基本形式： 信道：表示向某一方向的傳送信息的媒體 根據(jù)雙方信息交互方式不同，劃分為： 1)單向通信(單工通信):只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。（無線電廣播、有線電廣播、電視廣播） 2)雙向交替通信（半雙工通信）：通信的雙方都可以發(fā)送/接收信息，但不能同時發(fā)送/接收 3)雙向同時通信（全雙工通信）：通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。 區(qū)別：單向通信只需要一條信道，雙向交替通信和雙向同時通信需要兩條信道（兩個方向），雙向同時通信效率最高。 (4)幾種信號和

12、信號的調(diào)制： 1)基帶信號:來自信源的信號。 2)帶通信號：基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道） 3)調(diào)制：基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量，通過調(diào)制濾除。 a.基帶調(diào)制：僅僅對基帶信號的波形進(jìn)行變換，使它能夠與信道特性相適應(yīng)。變換后的信號仍然是基帶信號。 b.帶通調(diào)制：把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸 (5)常用的編碼方式 1)不歸零制：正電平表示1，負(fù)電平表示0 (產(chǎn)生信號頻率低） 2)歸零制：正脈沖代表1，負(fù)脈沖代表0

13、 3)曼徹斯特編碼：用電壓的變化表示0和1。(它具有自同步機(jī)制，無需外同步信號) 規(guī)定在每個碼元的中間發(fā)生跳變： 高 →低的跳變——0，低→高的跳變——1 4) 差分曼徹斯特編碼：用電壓的變化表示0和1。 用在碼元開始處有無跳變來表示0和1： 碼元開始處有跳變——0,碼元開始處無跳變——1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 (5)基本帶通調(diào)制方法： 1)調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。 2)調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。 3)調(diào)相(PM) ：載波的初始相位隨基帶數(shù)

14、字信號而變化。 (6)物理層下面的傳輸媒體:它就是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收器之間的物理通路。 1)導(dǎo)引型傳輸媒體：（雙絞線、同軸電纜、光纖） 2)非導(dǎo)引型傳輸媒體：（無線、紅外、大氣激光） (7)常用的信道復(fù)用技術(shù)：將多個信號共享同一線路，即多路信號在同一物理信道中傳輸。 1)頻分復(fù)用(FDM):整個傳輸頻帶被劃分為若干個頻率通道（頻段），每個用戶占用一個頻段。頻率通道之間留有防護(hù)頻帶。 2)時分復(fù)用(TDM):將物理信道按時間分割成小的時間片，每個時間片分為若干個時隙，每個用戶占用一個時隙傳輸數(shù)據(jù)。在任意時刻，整個通路上只有一個特定用戶的信號，即每個用戶交替使用單一信道，多

15、個信號從宏觀上同時進(jìn)行傳輸。 3)同步時分復(fù)用(STDM):信道固定時間分配方式，每個時隙分配給固定的用戶，任意時刻整個通路上只有一個特定用戶的信號。無論用戶使用與否，時隙不會被其它用戶占用。 4)異步時分復(fù)用(ATDM):3)的缺點(某用戶無數(shù)據(jù)發(fā)送，其他用戶也不能占用該通道，造成信道浪費),可動態(tài)分配時隙，避免信道空閑,某一用戶申請進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時再分配時隙，時隙與用戶之間無一一對應(yīng)的關(guān)系，任何時隙可被用于傳輸任一路信號 5)波分復(fù)用(WDM):波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用。 6)碼分復(fù)用(CDM):各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。 (8)數(shù)字傳輸系統(tǒng):最初傳

16、輸標(biāo)準(zhǔn)是脈碼調(diào)制 PCM 體制，現(xiàn)在高速數(shù)字傳輸系統(tǒng)使用同步光纖網(wǎng)SONET（美國標(biāo)準(zhǔn)）或同步數(shù)字系列SDH（國際標(biāo)準(zhǔn)） (9)用戶從因特網(wǎng)的寬帶接入方法有非對稱數(shù)字用戶線ADSL（用數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進(jìn)行改造），光纖同軸混合網(wǎng)HFC（在有線電視網(wǎng)基礎(chǔ)上開發(fā)的）和FTTx（光纖入戶） (10)為了有效地利用光纖資源，在光纖干線和用戶之間廣泛使用無源光網(wǎng)絡(luò)PON。無源光網(wǎng)絡(luò)無須配備電源，在長期運(yùn)營成本和管理成本都很低。以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)EPON、吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)GPON。 第三章：數(shù)據(jù)鏈路層 1.數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道： (1)點對點信道:這種信道使用一對一的點對點通信方

17、式。 1）結(jié)點A的數(shù)據(jù)鏈路層把網(wǎng)絡(luò)層交下來的IP數(shù)據(jù)報添加首部和尾部封裝成幀。 2）結(jié)點A把封裝好的幀發(fā)送給結(jié)點B的數(shù)據(jù)鏈路層 3）若結(jié)點B的數(shù)據(jù)鏈路層收到的幀無差錯，則從收到的幀中提取出IP數(shù)據(jù)報上交給上層的網(wǎng)絡(luò)層；否則丟棄這個幀。 (2)廣播信道:這種信道使用一對多的廣播通信方式，因此過程比較復(fù)雜。廣播信道上連接的主機(jī)很多，因此必須使用專用的共享信道協(xié)議來協(xié)調(diào)這些主機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送。 2.數(shù)據(jù)鏈路： （1）鏈路：一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其他的交換結(jié)點。 （2）數(shù)據(jù)鏈路：除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。若把實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，

18、就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。 （3）幀：數(shù)據(jù)鏈路層傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元 3.三個基本問題： （1）封裝成幀：在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部，然后就構(gòu)成了一個幀。確定幀的界限。首部和尾部的一個重要作用就是進(jìn)行幀定界。 目的是使接收端從收到的比特流中能準(zhǔn)確地找到幀的開始和結(jié)束位置。 （2）透明傳輸：就是不管所傳數(shù)據(jù)是什么樣的比特組合，都應(yīng)當(dāng)能夠在鏈路上傳輸。當(dāng)所傳數(shù)據(jù)中的比特組合恰好出現(xiàn)了與某一控制信息完全一樣時，必須有可靠的措施，使接收方不會誤認(rèn)為是控制信息。 字節(jié)填充：接收端的數(shù)據(jù)鏈路層在將數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡(luò)層之前刪除插入的轉(zhuǎn)義字符。 （3） 差錯檢測： 1）比特差錯：在傳輸過程中可能會產(chǎn)生

19、比特差錯：1 可能會變成 0 而 0 也可能變成 1。 2）誤碼率 BER：在一段時間內(nèi)，傳輸錯誤的比特占所傳輸比特總數(shù)的比率（與信噪比有關(guān)） 3）循環(huán)冗余檢驗(CRC):(CRC 是一種常用的檢錯方法，而 FCS 是添加在數(shù)據(jù)后面的冗余碼) a.在發(fā)送端，先把數(shù)據(jù)劃分為組。假定每組 k 個比特。 b.假設(shè)待傳送的一組數(shù)據(jù) M = 101001（現(xiàn)在 k = 6）。我們在 M 的后面再添加供差錯檢測用的 n 位冗余碼一起發(fā)送。 c.步驟： 用二進(jìn)制的模 2 運(yùn)算進(jìn)行 2n 乘 M 的運(yùn)算，這相當(dāng)于在 M 后面添加 n 個 0； 得到的 (k + n) 位的數(shù)除以事先選定好的長度

20、為 (n + 1) 位的除數(shù) P； 得出商是 Q 而余數(shù)是 R，余數(shù) R 比除數(shù) P 少1 位，即 R 是 n 位； 把余數(shù) R 作為冗余碼添加在數(shù)據(jù) M 的后面發(fā)送出去。發(fā)送的數(shù)據(jù)是：2nM + R。 4)差錯判斷： a.若得出的余數(shù) R = 0，則判定這個幀沒有差錯，就接受。 b.若余數(shù) R不等于0，則判定這個幀有差錯，就丟棄。 c.僅用循環(huán)冗余檢驗 CRC 差錯檢測技術(shù)只能做到無差錯接受。 d.要做到“可靠傳輸”（即發(fā)送什么就收到什么）就必須再加上確認(rèn)和重傳機(jī)制（通信質(zhì)量較差）。 4.PPP協(xié)議： 2 個字節(jié)的協(xié)議字段 （1）IP數(shù)據(jù)報：一個將 IP 數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈

21、路的方法。 （2）鏈路控制協(xié)議 LCP (Link Control Protocol)。PPPoE （3）網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議 NCP (Network Control Protocol)。 5.PPP傳輸： （1）同步傳輸鏈路：協(xié)議規(guī)定采用硬件來完成比特填充（和 HDLC 的做法一樣）。 （2）異步傳輸：使用一種特殊的字符填充法 （3）特點：簡單；只檢測差錯，不是糾正差錯；不使用序號，不進(jìn)行流量控制，可同時支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。 6.局域網(wǎng)優(yōu)點： 具有廣播功能，從一個站點可很方便地訪問全網(wǎng)。局域網(wǎng)上的主機(jī)可共享連接在局域網(wǎng)上的各種硬件和軟件資源。 便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和逐漸地演變，各

22、設(shè)備的位置可靈活調(diào)整和改變。提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和生存性。網(wǎng)絡(luò)為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數(shù)目均有限。 7.媒體共享技術(shù)： （1）靜態(tài)劃分信道：頻分復(fù)用、時分復(fù)用、波分復(fù)用、碼分復(fù)用 （2）動態(tài)媒體接入控制（多點接入）：隨機(jī)接入；受控接入 ，如多點線路探詢(polling)，或輪詢。 8.802 委員會就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個子層： （1）邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)子層 （2）媒體接入控制 MAC (Medium Access Control)子層。 接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在 MAC子層，而 LLC 子層

23、則與傳輸媒體無關(guān)，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對 LLC 子層來說都是透明的，但LLC已成為歷史。 9.計算機(jī)與外界局域網(wǎng)的通信要通過適配器（網(wǎng)絡(luò)接口/網(wǎng)卡），計算機(jī)的硬件地址就藏在適配器的ROM中。 10.以太網(wǎng)采用較為靈活的無連接的工作方式，即不必先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)。 以太網(wǎng)對發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行編號，也不要求對方發(fā)回確認(rèn)。目的站收到有差錯幀就把它丟棄，差錯糾正由高層決定。以太網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)都使用曼徹斯特編碼 11.以太網(wǎng)采用的協(xié)議是具有沖突檢測的載波監(jiān)聽多點接入/碰撞檢測CSMA/CD： 協(xié)議的實質(zhì)是載波監(jiān)聽和碰撞檢測。發(fā)送前先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)

24、送時，邊發(fā)邊繼續(xù)監(jiān)聽。若監(jiān)聽到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送，并強(qiáng)化沖突。退避以后，再重新上述過程。 （1）載波監(jiān)聽：每一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞。（獲取發(fā)送權(quán)） （2）碰撞檢測：計算機(jī)邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號電壓大小。（發(fā)送中檢測信道） 電壓擺動值將會增大，產(chǎn)生碰撞。 （3）特點： 1）使用 CSMA/CD 協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信（不可能同時進(jìn)行發(fā)送和接收）而只能進(jìn)行雙向交替通信（半雙工通信）。 2）每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時間內(nèi)，存在著遭遇碰撞的可能性。 3）這種發(fā)送的不確定性使整個以太網(wǎng)的

25、平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率。 （4）爭用期：以太網(wǎng)的端到端往返時延2τ，經(jīng)過爭用期這段時間還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會發(fā)生碰撞。 12.目前以太網(wǎng)基本上都是使用集線器的雙絞線以太網(wǎng)。這種以太網(wǎng)在物理上是星形網(wǎng)，但在邏輯上是總線形網(wǎng)。集線器工作在物理層，它的每一個接口僅僅簡單轉(zhuǎn)發(fā)比特，不進(jìn)行碰撞檢測。 13.以太網(wǎng)的硬件地址：MAC地址實際上就是適配器地址或適配器標(biāo)識符，與主機(jī)所在的地點無關(guān)，源地址和目的地址都是48位長。 以太網(wǎng)適配器有過濾功能，適配器從網(wǎng)絡(luò)上每收到一個 MAC 幀就首先用硬件檢查 MAC 幀中的 MAC 地址。只接收單播(unicast)幀（一對

26、一），廣播(broadcast)幀（一對全體），多播(multicast)幀（一對多） 14.以太網(wǎng) V2 的格式： 15. 擴(kuò)展的以太網(wǎng)： 集線器在轉(zhuǎn)發(fā)幀時，不對傳輸媒體進(jìn)行檢測。 網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)幀之前必須執(zhí)行 CSMA/CD 算法。 （1）物理層：使用集線器擴(kuò)展（使用一對光纖和一對光纖調(diào)制解調(diào)器）。 （2）數(shù)據(jù)鏈路層：使用網(wǎng)橋擴(kuò)展（網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層，它根據(jù) MAC 幀的目的地址對收到的幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)）。 優(yōu)點： 1）擴(kuò)大了物理范圍。因而，也增加了整個以太網(wǎng)上工作站的數(shù)量。 2）提高了可靠性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，一般只影響個別網(wǎng)段。 3）可互連不同物理層、不同 MAC 子層

27、和不同速率的以太網(wǎng)。 缺點： 1）存儲轉(zhuǎn)發(fā)增加了時延。查找轉(zhuǎn)發(fā)表，執(zhí)行CSMA/CD算法，都會增加時延。 2）具有不同 MAC 子層的網(wǎng)段橋接在一起時時延更大。 3）在MAC 子層并沒有流量控制功能。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上負(fù)荷很重時，網(wǎng)橋上的緩存空間可能不夠而發(fā)生溢出，以致產(chǎn)生幀丟失的現(xiàn)象。 4）網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多(不超過幾百個)和通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有時還會因傳播過多的廣播信息而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。這就是所謂的廣播風(fēng)暴。 16.交換式集線器（以太網(wǎng)交換機(jī)/第二層交換機(jī)） 一個多接口的網(wǎng)橋，每一個接口都直接與一個單個主機(jī)或另一個集線器相連工作在全雙工方式。能同時連通許多對的接口，使每

28、一對相互通信的主機(jī)都能像獨占通信媒體那樣，進(jìn)行無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。 交換機(jī)的交換方式有三種：直通；存儲轉(zhuǎn)發(fā)；碎片隔離。 17.速率達(dá)到或超過 100 Mb/s 的以太網(wǎng)稱為高速以太網(wǎng)。吉比特以太網(wǎng) 18.虛擬局域網(wǎng)VLAN： 由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組，而這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。每一個VLAN的幀都有一個明確的標(biāo)識符，指明發(fā)送這個幀的工作站是屬于哪一個VLAN。 第四章：網(wǎng)絡(luò)層 1.網(wǎng)際協(xié)議IP ： 網(wǎng)際協(xié)議 IP 是 TCP/IP 體系中兩個最主要的協(xié)議之一。與 IP 協(xié)議配套使用的還有三個協(xié)議：地址解析協(xié)議 ARP網(wǎng)，際控制報文協(xié)議 ICMP，網(wǎng)際組管

29、理協(xié)議 IGMP。 2.TCP/IP體系中的網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層不提供服務(wù)質(zhì)量的承諾，不保證分組交付的時限，所傳送的分組可能出錯、丟失、重復(fù)、失序。進(jìn)程之間的通信可靠性由運(yùn)輸層負(fù)責(zé)。 3.中間設(shè)備又稱為中間系統(tǒng)或中繼(relay)系統(tǒng)。 物理層中繼系統(tǒng)：中繼器、集線器。 數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)：網(wǎng)橋或交換機(jī)。 網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)：路由器。 網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)：網(wǎng)關(guān)(gateway)。 4.虛擬互連網(wǎng)絡(luò)： 我們利用 IP 協(xié)議就可以使這些性能各異的網(wǎng)絡(luò)從用戶看起來好像是一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)進(jìn)行通信時，就好像在一個網(wǎng)絡(luò)上通信

30、一樣，而看不見互連的各具體的網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)細(xì)節(jié)。 5.分類的 IP 地址：網(wǎng)絡(luò)號字段+主機(jī)號字段 6.IP 地址是一種分等級的地址結(jié)構(gòu)： （1）IP 地址管理機(jī)構(gòu)在分配 IP 地址時只分配網(wǎng)絡(luò)號，而剩下的主機(jī)號則由得到該網(wǎng)絡(luò)號的單位自行分配。這樣就方便了 IP 地址的管理。 （2）路由器僅根據(jù)目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)號來轉(zhuǎn)發(fā)分組（而不考慮目的主機(jī)號），這樣就可以使路由表中的項目數(shù)大幅度減少，從而減小了路由表所占的存儲空間。 7. IP 地址是標(biāo)志一個主機(jī)（或路由器）和一條鏈路的接口。 （1）多歸屬主機(jī)：當(dāng)一個主機(jī)同時連接到兩個網(wǎng)絡(luò)上時，該主機(jī)就必須同時具有兩個相應(yīng)的 IP 地址，其網(wǎng)絡(luò)

31、號 net-id 必須是不同的。 （2）由于一個路由器至少應(yīng)當(dāng)連接到兩個網(wǎng)絡(luò)（這樣它才能將 IP 數(shù)據(jù)報從一個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)），因此一個路由器至少應(yīng)當(dāng)有兩個不同的 IP 地址。 （3）按照因特網(wǎng)的觀點，用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接起來的若干個局域網(wǎng)仍為一個網(wǎng)絡(luò)。所有分配到網(wǎng)絡(luò)號 net-id 的網(wǎng)絡(luò)，不管是范圍很小的局域網(wǎng)，還是可能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng)，都是平等的。 8.IP地址和物理地址：IP地址是網(wǎng)絡(luò)層和以上各層使用的地址，是邏輯地址，由軟件實現(xiàn)的。MAC地址是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的物理地址。IP地址在IP數(shù)據(jù)報首部，而硬件地址則放在MAC幀的首部。在數(shù)據(jù)鏈路層看不見數(shù)據(jù)報的IP

32、地址。 9.地址解析協(xié)議 ARP： （1）每一個主機(jī)都設(shè)有一個 ARP 高速緩存(ARP cache)，里面有所在的局域網(wǎng)上的各主機(jī)和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。 （2）當(dāng)主機(jī) A 欲向本局域網(wǎng)上的某個主機(jī) B 發(fā)送 IP 數(shù)據(jù)報時，就先在其 ARP 高速緩存中查看有無主機(jī) B 的 IP 地址。如有，就可查出其對應(yīng)的硬件地址，再將此硬件地址寫入 MAC 幀，然后通過局域網(wǎng)將該 MAC 幀發(fā)往此硬件地址。 （3）若查不到，主機(jī)A就自動運(yùn)行ARP協(xié)議，然后找到B的硬件地址。 10.使用 ARP 的四種典型情況： （1）發(fā)送方是主機(jī)，要把IP數(shù)據(jù)報發(fā)送到本網(wǎng)絡(luò)上的另一個主機(jī)

33、。這時用 ARP 找到目的主機(jī)的硬件地址。 （2）發(fā)送方是主機(jī)，要把 IP 數(shù)據(jù)報發(fā)送到另一個網(wǎng)絡(luò)上的一個主機(jī)。這時用 ARP 找到本網(wǎng)絡(luò)上的一個路由器的硬件地址。剩下的工作由這個路由器來完成。 （3）發(fā)送方是路由器，要把 IP 數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)到本網(wǎng)絡(luò)上的一個主機(jī)。這時用 ARP 找到目的主機(jī)的硬件地址。 （4）發(fā)送方是路由器，要把 IP 數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)上的一個主機(jī)。這時用 ARP 找到本網(wǎng)絡(luò)上另一個路由器的硬件地址。剩下的工作由這個路由器來完成。 11.IP 數(shù)據(jù)報的格式：一個 IP 數(shù)據(jù)報由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成 （1）首部的前一部分是固定長度，共 20 字節(jié)，是所

34、有 IP 數(shù)據(jù)報必須具有的。 1）版本：占 4 位，指 IP 協(xié)議的版本，目前的 IP 協(xié)議版本號為 4 (即 IPv4) 2）首部長度：占 4 位，可表示的最大數(shù)值是 15 個單位(一個單位為 4 字節(jié))， IP 的首部長度的最大值是 60 字節(jié)。 3）區(qū)分服務(wù)：占 8 位，用來獲得更好的服務(wù) 4）總長度：占 16 位，指首部和數(shù)據(jù)之和的長度，單位為字節(jié)，因此數(shù)據(jù)報的最大長度為 65535 字節(jié)。總長度必須不超過最大傳送單元 MTU。 5）標(biāo)識：占 16 位，它是一個計數(shù)器，用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)報的標(biāo)識。 6）標(biāo)志：占 3 位，目前只有前兩位有意義。標(biāo)志字段的最低位是 MF (More

35、 Fragment)。 MF=1 表示后面“還有分片”。MF=0表示最后一個分片。標(biāo)志字段中間的一位是 DF (Don't Fragment) 。只有當(dāng) DF =0 時才允許分片。 7）片偏移(13 位)：較長的分組在分片后某片在原分組中的相對位置。片偏移以 8 個字節(jié)為偏移單位。 8）生存時間(8 位)： TTL (Time To Live)數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡(luò)中可通過的路由器數(shù)的最大值，路由器在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報之前,TTL的值減去1,當(dāng)TTL值為0時,就丟棄這個數(shù)據(jù)報。 9）協(xié)議(8 位)：此數(shù)據(jù)報攜帶的數(shù)據(jù)使用何種協(xié)議，以便目的主機(jī)的 IP 層將數(shù)據(jù)部分上交給哪個處理過程。 10）首部

36、檢驗和(16 位)：字段只檢驗數(shù)據(jù)報的首部，不檢驗數(shù)據(jù)部分。 11）源地址和目的地址都各占 32位。 （2）后一部分是一些可選字段，其長度是可變的。 12.IP 層轉(zhuǎn)發(fā)分組的流程 ：在路由表中，對每一條路由，最主要的是（目的網(wǎng)絡(luò)地址，下一跳地址） 分組轉(zhuǎn)發(fā)算法： （1） 從數(shù)據(jù)報的首部提取目的主機(jī)的 IP 地址 D, 得出目的網(wǎng)絡(luò)地址為 N。 （2） 若網(wǎng)絡(luò) N 與此路由器直接相連，則把數(shù)據(jù)報直接交付目的主機(jī) D；否則是間接交付，執(zhí)行(3)。 （3） 若路由表中有目的地址為 D 的特定主機(jī)路由，則把數(shù)據(jù)報傳送給路由表中所指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(4)。 （4） 若路由表中

37、有到達(dá)網(wǎng)絡(luò) N 的路由，則把數(shù)據(jù)報傳送給路由表指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行(5)。 （5） 路由表中有一個默認(rèn)路由，則把數(shù)據(jù)報傳送給路由表中所指明的默認(rèn)路由器；否則，執(zhí)行(6)。 （6） 報告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯。 13.劃分子網(wǎng)： 沒有劃分子網(wǎng)時，IP 地址是兩級結(jié)構(gòu)。劃分子網(wǎng)后 IP 地址就變成了三級結(jié)構(gòu)。 劃分子網(wǎng)只是把 IP 地址的主機(jī)號 host-id 這部分進(jìn)行再劃分，而不改變 IP 地址原來的網(wǎng)絡(luò)號 net-id。 （1）從主機(jī)號借用若干個位作為子網(wǎng)號 subnet-id，而主機(jī)號 host-id 也就相應(yīng)減少了若干個位。 （2）凡是從其他網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給本單位某個主機(jī)的 I

38、P 數(shù)據(jù)報，仍然是根據(jù) IP 數(shù)據(jù)報的目的網(wǎng)絡(luò)號 net-id，先找到連接在本單位網(wǎng)絡(luò)上的路由器。 （3）然后此路由器在收到 IP 數(shù)據(jù)報后，再按目的網(wǎng)絡(luò)號 net-id 和子網(wǎng)號 subnet-id 找到目的子網(wǎng)。 （4）最后就將 IP 數(shù)據(jù)報直接交付目的主機(jī)。 14.子網(wǎng)掩碼： 從一個 IP 數(shù)據(jù)報的首部并無法判斷源主機(jī)或目的主機(jī)所連接的網(wǎng)絡(luò)是否進(jìn)行了子網(wǎng)劃分。 使用子網(wǎng)掩碼(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子網(wǎng)部分。 15.構(gòu)成超網(wǎng)：路由聚合 路由聚合有利于減少路由器之間的路由選擇信息的交換，提高了網(wǎng)絡(luò)的性能。這些 C 類地址合起來就構(gòu)成了超網(wǎng)。

39、網(wǎng)絡(luò)前綴越短，其地址塊所包含的地址數(shù)就越多 16.網(wǎng)際控制報文協(xié)議 ICMP：(提高 IP 數(shù)據(jù)報交付成功的機(jī)會) 1)ICMP 允許主機(jī)或路由器報告差錯情況和提供有關(guān)異常情況的報告。 2)ICMP 不是高層協(xié)議，而是 IP 層的協(xié)議。 3)ICMP 報文作為 IP 層數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)，加上數(shù)據(jù)報的首部，組成 IP 數(shù)據(jù)報發(fā)送出去。 4)分類：ICMP 差錯報告報文和 ICMP 詢問報文。 5)ICMP 報文的前 4 個字節(jié)是統(tǒng)一的格式，共有三個字段：即類型、代碼和檢驗和。 6)ICMP的應(yīng)用舉例PING:用來測試兩個主機(jī)之間的連通性, 應(yīng)用層直接使用網(wǎng)絡(luò)層 ICMP,使用了 IC

40、MP 回送請求與回送回答報文。 17.自治系統(tǒng)之間的路由選擇也叫做域間路由選擇;使用EGP外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 在自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由選擇叫做域內(nèi)路由選擇;使用IGP內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 （1） 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 RIP： 1） RIP 是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議。 2） RIP 協(xié)議要求網(wǎng)絡(luò)中的每一個路由器都要維護(hù)從它自己到其他每一個目的網(wǎng)絡(luò)的距離記錄。 3） 僅和相鄰路由器交換信息。 4） 交換的信息是當(dāng)前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。 5） 按固定的時間間隔交換路由信息，例如，每隔 30 秒。 6）路由表更新的原則：找出到某個目的網(wǎng)絡(luò)的最短距離 （2）內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 OSPF：是分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議 第五章：運(yùn)輸層 17 試題和教育