计算机网络重点 - 自整理

第一章

交换：对信道使用权的分配

1.电路交换的主要特点：面向连接

①建立连接②通话③释放连接 建立了一条专用的物理通路

传送前首先建立连接，在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占有端到端的通信资源 适用的场合：打电话

2.分组交换的主要特点：①报文分组、加首部②经路由器存储转发③在目的地合并 把一个报文划分为几个分组 发送的整块数据称为报文

eg.切片，在每一个数据段之前加上首部（包含目的地址、源地址等控制信息），构成分组，分组是在因特网上传送的数据单元

分组的首部包含了目的地址、源地址等重要的控制信息 适用场合：网络中的数据传输、邮政通信

主机：为用户信息进行处理 路由器：转发分组、即进行分组交换 路由器之间必须经常交换彼此掌握的路由信息，以便创建和维持路由中的转发表，使其更新 分组在哪一段链路上传送时，才占用这段链路的通信资源

提高了通信线路的利用率，但增加了冗余信息（报头）和时延（路由器中排队） 高效、灵活、迅速、可靠（相对而言）

3.报文交换的主要特点：时延较长、存储空间、出错 总结

电路交换：整个报文的数据流连续从源点直达终点，好像在一个管道中传送

报文交换：整个报文传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点 分组交换：单个分组（报文的一部分）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

若连续传送大量数据、传送时间远大于建立连接的时间——电路交换 突发的传送数据——分组交换

电路交换所需时间：T报文发送+TK段链路传播时延+T建立连接

分组交换所需时间：T一个分组传送*分组个数+TK段链路传播时延+T最后一个分组经过的路由存储转发时延 报文交换所需时间：n*Tn个报文发送+n*Tn个报文的路由选择存储转发时延

4.通信子网：核心部分。由大量网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘网络部分提供服务（连通性和交换）

5.资源子网：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。

6.带宽：原意指某个信号具有的频带宽度（高频-低频），现指网络的通信线路传送数据的能力，表示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”，b/s 7.吞吐量：单位时间内通过某个网络的数据量（最短的那个数据量） 8.总时延=发送（传输）时延+传播时延+处理时延+排队时延

eg.车队过收费站--发送时延。车队的行车时间--传播时延 要注意哪一个时延占主导地位 9.发送速率 b/s 传播速率 m/s

10.时延带宽积=传播时延*带宽 用bit来表示长度，又称以bit为单位的链路长度 11.利用率=T有效数据/T总，利用率过高会导致非常大的时延（堵车）

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12.往返时间=2*传播时延（发送方发送数据、接受方发送确认）

13.OSI：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层 TCP/IP体系结构：应用层、传输层、网际层、网络接口层

五层体系结构：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层 14.网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成： （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：即事件实现顺序的详细说明。 15.协议与服务的区别与联系

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。 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。 16.

物理层：比特流的透明传输。（注意：传递信息的物理媒体，如双绞

线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0 层。） 物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。

数据链路层：相邻节点的无差错传输帧（frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。 网络层：网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的传输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的传输层。 传输层：运输层的任务是向上一层的进行通信的两个应用进程之间提供一个可靠的端到端服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。 应用层：应用层直接为用户的应用进程提供服务。

第二章

1.数据通信系统三大部分：

源系统包括两个部分——源点、发送器 传输系统——可能是简单的传输线，也可能是连接在源系统和目的系统之间复杂的网络系统 目的系统包括两个部分——接收器、终点（噪声是第六部分） 2.模拟信号（连续信号）：消息的参数取值是连续的 eg.电话 3.数字信号（离散信号）：消息的参数取值是离散的

4.信道≠电路，一条通信电路包括一条发送信道和一条接收信道 单向通信（单工通信） 无线广播或电视广播 双向交替通信（半双工通信） 对讲机 双向同时通信（全双工） 电脑

ps：单向通信只要一条信道，其余需要两条信道

5.来自信源的信号称为：基带信号（未经调试的信号） 带通信号（经过载波调试后的信号） 6.曼切斯特编码：波特率翻倍（高电平跳变到低电平=1或者也可以反过来定义） 7.码元：信号的状态（一个码元携带的信息量是不固定的）

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8.信噪比（dB）=10log10（S/N）（dB） S：信号的平均功率 N：噪声的平均功率 9.香农公式（有噪声） C=Wlog2（1+S/N） C：信道的极限信息传输速率 W：带宽 （无噪声） C=2Wlog2N N：调制状态数 10.奈氏准则 C=B*log2N B：波特率 N：调制状态数

信道的传输速率已达上限如何提高信息的传输速率？？ 让一个码元携带更多比特的信息 11.频分复用：所有用户在同一时间占用不同的带宽资源（同一时间，多个用户共享带宽） 12.时分复用：所有用户在不同时间占用同样的频带宽度（每一个用户周期性出现） 13.统计时分复用：轮询

14.双绞线：绞合可以减少相邻导线的电磁干扰，用于电话线，10-BASE-T快速以太网 屏蔽双绞线（STP）：提高双绞线的抗电磁干扰能力

eg.10BASE-T 10-10M传输速率 Base-基带传输 T-双绞线 15.同轴电缆：具有很好的抗干扰性，有线电视的小区

16.光纤：石英玻璃拉成细丝，光在光纤中折射，中间有支撑物，防止弯曲，传输距离远，信号好

17.无线通信——传输距离远

微波通信——沿直线传播，便宜，带宽宽

卫星通信——和微波接力通信类似，通信容量很大，带宽宽，信号干扰小，但是时延长

第三章

1.数据链路层：相邻结点无差错传输（虚通信）传递的是数据帧（具有一定长度的数据单位） 2.链路就是相邻结点的一段物理链路，中间没有其他任何交换结点（物理链路） 数据链路是（逻辑链路）通信协议的硬件和软件加到链路上构成了数据链路 3.数据链路层的三个基本问题：组帧、透明传输、差错校验 组帧：在一段数据的前后加首部和尾部 SOH（0000 0001） IP数据报 EOT（0000 0100） ps：SOH、EOT为帧定界符代表01,04而并非E、O、T三个字符 透明传输：若数据中出现“EOT”时，无法传输该数据 如何解决？

①字节填充：若数据中出现控制字符，在“SOH”或“EOT”之前加入转移字符“ESC”（0x1B， 即0001 1011）若出现“ESC”，则在其之前也加一个“ESC”。

②字符填充：连续的五个1之后插入“0”

差错校验：误码率BER（Bit Error Rate）=传输错误的bit/所传输的总bit 循环冗余检验CRC（数据链路层广泛使用的检测技术）计算题要会做

r

M(x)*x%P(x) M(x)：发送的数据 P(x)：生成多项式 得到的余数作为FCS（冗余码） ps：余数FCS比P(X)少一位

FCS是帧检测序列（冗余码） CRC是循环冗余检测（检错方法）

例题：要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P(X)=X4+X+1。试求应 添加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？

余数1110，1101011010_1110/10011≠0，接收端能发现

切记：数据链路层使用CRC检测，能够保证无比特差错传输，但不能保证可靠传输，有

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可能有帧的丢失、重复和失序。

可以增加帧的编号（区分新旧帧）、确认和重传机制（时钟），但并非有了这些传输数据就可靠了。

故对于通信质量良好的有线传输链路，数据链路层不适用确认和重传机制，即不提供可靠性，由上层的协议（例如传输层的TCP协议）来完成。

而对于通信质量较差的无线传输链路，数据链路层使用确认和重传机制。 但是：PPP和802.3都是不可靠的。 4.PPP协议

用户计算机和ISP进行通信时使用的数据链路层协议 不纠错、不做流量控制、不确认——不保证可靠性

特点：①简单，每收到一个帧，做CRC检验，若正确，收下，若错误，丢掉 ②封装成帧，PPP协议规定了特殊的帧定界符 ③透明性

④多种网络层协议，PPP协议在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议（IP，IPX）的运行。通过2B的协议字段来区分

⑤差错校验，CRC检测，立即丢弃有差错的帧 5.PPP协议的组成 网络层 NCP（网络控制协议） 每一个协议支持不同的网络层协议

建立、配置和测试数据链路层的连接 LCP（链路控制协议） 数据链路层 6.PPP协议的帧的格式

0x7E表示一个帧的开始和结束（帧定界符），信息部分不能超过1500个字节 2B作为协议字段（比如IP数据报或者LCP的数据） 7.字节填充

转义字符0x7D

（1）信息字段中出现0x7E转变成（0x7D,0x5E） （2）信息字段中出现0x7D转变成（0x7D,0x5D）

（3）信息字段中出现小于0x20，例如0x03转变成（0x7D,0x23） 8.零比特填充：出现连续的5个1，在之后加一个0

9.局域网：广播通信、共享信道

一般采用随机接入，会产生碰撞

网络层 和传输介质无关

和传输介质有关（光纤、Wi-FI） MAC（媒体接入控制） 物理层

计算机通过适配器（网卡）连接到局域网上的

10.以太网V2的MAC帧（现在也称为IEEE 802.3标准的MAC帧）

使用的是MAC帧，也是数据帧的一种，MAC地址是48位（6个字节）

以太网规定最小帧长是64字节（512位），故减去6（目的地址）+6（源地址）+2（类型）LLC（逻辑链路控制）

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