计算机网络（谢希仁第五版）

第一章

1. 计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个，即：连通性和共享

2. 网络由若干结点和连接这些结点的链路组成；互联网internet是网络的网络，因特网

Internet是世界上最大的互联网络，连接在因特网上的计算机都称为主机。

3. 因特网可以划分为以下两大块：边缘部分，由所有连接在因特网上的主机组成，这部分

是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享，又称资源子网；核心部分，由大量网络和连接这些网络的路由器组成，这部分是为边缘部分服务的（提供连通性和交换），又称通信子网。

4. 在网络核心部分起特殊作用的路由器，；路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是

转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。

5. 电路交换 特点：必定是面向连接的，必须经过“建立连接——通信——释放连接”3

个阶段；优点：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高；缺点：由于计算机数据具有突发性，这导致通信线路的利用率很低。

6. 报文交换则基于存储转发原理，整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发

表，转发到下一个结点。优点：报文交换无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。

7. 分组交换则采用存储转发技术，特点：在发送报文前，先把较长的报文划分成为较短的、

固定长度的数据段，在每一个数据段前面加上目的地址和源地址等重要的控制信息组成的首部，就构成了一个分组。具有报文交换之高效（对通信链路逐段占用）、迅速（可以不先建立连接）的要点，且各分组小，路由灵活（各个分组独立），网络生存性能好。 8. 网络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的最高数据率。 9. 发送时延是主机或路由器发送第一个比特到最后一个比特所需要的时间，因此发送时延

也叫传输时延。发送时延=数据帧长度/信道带宽

10. 传播时延是电磁波在信道中传播一定距离需要花费的时间。传播时延=信道长度/电磁波

在信道上的传输速率 11. 信道利用率指在某信道有百分之几的时间是被利用的。网络利用率是全网络的信道利用

率的加权平均值。D=D’/（1-U），当前网络时延=空闲时的时延/（1-利用率）。 12. 为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议，网络协议也可简称协议。网络协议主要以下三个要素组成：1.语法，即数据与控制信息的结构或格式；2.语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；3.同步，即对事件

实现顺序的详细说明。协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。

13. 协议和服务的概念的区分： 1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务

用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。2、协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。上层使用所提供的服务必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。

14. 五层协议的体系结构：物理层，数据链路层，网络层，运输层，应用层。

15. 物理层的任务就是透明地传送比特流；

16. 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息；

17. 网络层是把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送，由于网络层使

用IP协议，因此分组也叫作IP数据报，或简称为数据报；

18. 运输层的任务就是负责向两个主机进程之间的通信提供服务。由于一个主机可以同时运

行多个进程，因此运输层有复用和分用的的功能。复用就是多个应用程序可以同时使用下面运输层的服务，分用则是运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中的相应进程。主要有传输控制协议TCP（面向连接的，传输报文段，可靠交付）和用户数据报协议UDP（无连接的，传输用户数据报，不提供可靠交付）； 19. 应用层直接为用户的应用进程提供服务。

20. 客户服务器方式C/S严格区分服务和被服务者，对等通信方式P2P无此区别；对等通信方式P2P实际上是前者的双向应用。

21. 计算机非性能特征（费用、标准化、可靠性等）主要是宏观整体评价网络的外在表现；

计算机性能指标（速率、带宽、时延、吞吐量、时延带宽积、往返时间RTT、利用率等）则是具体定量描述网络的技术性能。 第二章

1. 物理层规程就是物理层协议。

2. 可以将物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口有关的一些特性，即：1、机械

特性，指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等；2、电气特性，指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围；3、功能特性，指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意；4、规程特性，说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

3. 数据通信系统模型：一个数据通信系统可划分为三大部分，即源系统、传输系统和目的

系统。源系统一般包括以下两个部分：1、源点：源点设备产生要传输的数据，源点又称源站或信源。2、发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。典型的发送器就是调制器。传输系统就是信号物理通道。目的系统一般也包括以下两个部分：1、接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信号。典型的接收器就是解调器。2、终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。终点又称为目的站或信宿。

4. 通信的目的是传送信息，数据是传送信息的实体，信号则是数据电气的或电磁的表现。

模拟信号代表信息的参数取值是连续的；数字信号代表信息的参数取值是离散的。在使用时间域的波形表示数字信号时，则代表不同离散数值的的基本波形就称为码元。 5. 信道和电路并不等同。信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。因此，一

条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。单向通信又称单工通信；双向交替通信又称半双工通信；双向同时通信又称全双工通信。

6. 来自信源的信号常称为基带信号，即基本频带信号。像计算机输出的代表各种文字或图

像文件的数据信号都属于基带信号。调制可分为两类，一类是仅仅对基带信号的波形进行变换，使他能够与信道特性相适应，这类调制称为基带调制；另一类则需要使用载波进行调制，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输。经过载波调制后的信号称为带通信号，而使用载波的调制称为带通调制。

7. 限制码元在信道上的传输速率的因素有两个：1、信道能够通过的频率范围；2、信噪比 8. 奈氏准则：在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，传输速率超过此上限，就会出

现严重的码间窜扰的问题，使接收端对码元的判决成为不可能。 9. 信噪比（dB）=10ln（S/N）（dB），S为信号的平均功率，N为高斯噪声功率。 10. 数据传输速率—— bps，用C表示；信号传输速率——波特(Baud)，用B表示 两者关系——C=B×log2L ，L是调制电平数。 11. 香农公式：信道的极限速率C=W log2（1+S/N）（b/s），W为信道的带宽，以HZ为单位。 12. 常用的导向传输媒体有1、双绞线：屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)，无屏蔽双

绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) ；2、同轴电缆：50 ? 同轴电缆，75 ? 同轴电缆；3、光缆。常用非导向传输媒体有：短波通信/微波/卫星通信

13. 信道复用技术可以通过共享信道、最大限度提高信道利用率。包括频分复用FDM、时

分复用TDM、码分复用CDM（更常用的名词是码分多址CDMA）、波分复用WDM。 14. CDMA系统的一个重要特点就是每一个站分配的码片序列不仅必须各不相同，而且还必

须相互正交。即向量S和T的规格化内积S.T=0。另外，S.S=1，S.S’=-1。假定X站要

接收S站发送的数据，则S.Sx=1或-1，S*Tx=0。在实用的系统中使用伪随机码序列。 15. xDSL （数字用户线，digital subscriber line）技术就是用数字技术对现有的模拟电话用

户线进行改造，使它能够承载宽带业务。成本低，易实现，但带宽和质量差异性大。 16. HFC网（光纤同轴混合网，hybrid fiber coax）的最大的优点具有很宽的频带，并且能够

利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网。要将现有的450 MHz 单向传输的有线电视网络改造为 750 MHz 双向传输的 HFC 网需要相当的资金和时间。

17. FTTx（光纤到，fiber to the x）可提供最好的带宽和质量、但现阶段线路和工程成本太

大。

第三章

1. 数据链路层使用的信道主要有点对点信道和广播信道两种类型。

2. P64数据在数据链路层的流动。不同结点间的链路层可能采用不同的数据链路层协议。 3. 链路（物理链路）指从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交

换结点，链路只是一条路径的组成部分。当需要在一条线路上传输数据时，还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输，若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路（逻辑链路）。最常用的方法是使用网络适配器来实现这些协议的硬件和软件。

4. 数据链路层的协议数据单元是帧，网络层的数据单元就是IP数据报（分组或包）。 5. 数据链路层有3个基本问题：封装成帧、透明传输和差错检测。

6. 封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。

首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。帧定界是分组交换的必然要求。帧定界可

以使用特殊的帧定界符，SOH（start of header）和EOT（end of transmission）。每一种链路层协议都规定了数据部分的长度上限——最大传输单元MTU（maximum transfer unit）。 7. 字节填充（字符填充）：发送端的数据链路层在数据中出现控制字符SOH、 EOT或ESC的前面插入转义字符，以解决透明传输的问题。 8. 在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率BER（bit error

rate）。 9. 循环冗余检验CRC（cyclic redundancy check），P68。每组k个比特，加上n位冗余码，然后构成一个帧发送出去。n位冗余码为M后面添加n个0，得到的k+n位的数除以手

法双方事先约定的长度为n+1位的除数p，得出商事Q，而余数是R（n位，比p少一位）。这种为了进行检错而添加的冗余码常称为帧检验序列FCS（frame check sequence）。在数据传输时不以帧为单位传送，那么就无法加入冗余码进行差错检验。在数据链路层使用CRC检验，能够实现无比特差错的传输，但可能出现传输差错（帧丢失、帧重复、帧失序等）。 10. 点对点协议PPP（point to point protocol）是用户计算机和ISP进行通信时所使用的数据链路层协议。PPP协议非常简单，接收方每收到一个帧就进行CRC检验，如CRC检验正确，就收下这个帧；反之，则丢弃这个帧，其他什么也不做。

11. 可靠传输由运输层的TCP协议负责，而数据链路层的PPP协议只进行检错，也就是说PPP协议时不可靠传输协议，因此也就不需要使用帧序号。端到端的流量控制由TCP负责，因而链路级的PPP协议就不需要在重复进行流量控制。另外，PPP协议只支持全双工链路和点对点的链路通信。

12. PPP帧的首部和尾部分别为四个字段和两个字段。首尾字段都是标志字段F（flag），规

定为Ox7E，连续两帧之间只需要一个标志字段，如果出现连续两个标志字段就表示一

个空帧，应当丢弃。标志字段F，7E；地址字段A，OxFF；控制字段C，Ox03；当协议字段为Ox0021时，PPP帧的信息字段就是IP数据报，；若为OxC021，则信息字段是PPP链路控制协议LCP的数据，而Ox8021表示这是网络层的控制数据。信息字段的长度是可变的，不大于1500字节。使用CRC的帧检验序列FCS。P73

13. PPP协议在使用异步传输时，使用字节填充；同步传输时，则采用零比特填充方法来实

现透明传输。

14. PPP协议已经不是纯粹的数据链路层协议，还包含了物理层和网络层的内容。

15. 局域网共享信道在技术上有两种方法，静态划分信道（频分复用、时分复用等）和动态

媒体接入控制（又称为多点接入，其特点是信道并非在用户通信时固定分配给用户。）动态媒体接入控制又分为随即接入和受控接入。

16. 以太网是指符合DIX Ethernet V2标准的局域网，速率为10M/S。 17. IEEE 802委员会把局域网的数据链路层拆成两个子层，即逻辑链路控制LLC（logical link

control）子层和媒体接入控制子层MAC（medium access control）子层。与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层。

18. 适配器（网卡）和局域网之间的通信时通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的，而适配器和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并传输方式进行的。因此适配器的一个重要功能就是要进行数据串行传输和并行传输的转换。适配器还要能够实现以太网协议。

19. 计算机的硬件地址（MAC地址）就在适配器的ROM中，而计算机的软件地址——IP地址，则在计算机的存储器中。 20. 为了通信方便，以太网采用采取了一下两种措施：1.采用较为灵活的无连接的工作方式，

即不必先建立连接就可以直接发生数据。以太网提供的服务是不可靠的交付。2.以太网

发送的数据都是使用曼彻斯特编码的信号。曼彻斯特编码的编码方法是把每一个码元再分成两个相等的间隔。码元1是在前一个间隔为低电压而后一个间隔为高电压；码元0则相反。

21. 在同一时间只能允许一台计算机发送信息，以太网使用CSMA/CD协议进行协调，

CSMA/CD是“载波监听多点接入/碰撞检测”的缩写。多点接入就是说明这是总线型网络，许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上，协议的实质是载波监听和碰撞检测。载波监听就是发送前先监听，在发送数据之前要检测总线上是否有其他站在发送数据；碰撞检测（也称冲突检测）就是边发送边监听，通过信号电压变化幅度来判断是否有其他站在发送数据。

22. 在使用CSMA/CD协议时，一个站不可能同时进行发送和接收。因此使用CSMA/CD协

议的以太网不可能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）。 23. 每一个站在自己发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。以太网不能保证某一段时间之内一定能够把自己的数据帧成功的发送出去，以太网的这一特点称为发送的不确定性。

24. 以太网的端到端往返时间2t称为争用期，在发送数据后至多经过时间2t就知道发送的

数据帧是否遭受了碰撞；争用期又称为碰撞窗口。