计算机复习总结 8页

一引言1．计算机网络的产生（电路交换/分组交换/报文交换）及因特网的发展产生：第一代：50年代面向终端的计算机通信网，采用面向连接的电路交换方式。第二代：60年代面向无连接的分组交换的计算机网络，采用分组交换方式。即现代计算机网络发展：第一阶段：从单个网络ARPANET向互连网发展第二阶段：构建三级结构的因特网。第三阶段：基于ISP和NAP的多级结构的因特网。2.计算机网络的定义与分类定义：计算机网络就是按照网络协议把地理上分散的相互独立的计算机系统、终端及外部设备通过通讯线路将它们互联，实现相互信息交换和资源共享，以提高计算机应用效益的一套系统（和设施）。分类：物理范围局域网、城域网、广域网、接入网等网络的交换功能电路交换网分组交换网报文交换网网络的使用者公用网专用网3.五层协议体系结构和TCP/IP体系结构物理层定义了基本连接的机械和电气特性。任务为透明地传送比特流。传输数据单位为比特。数据链路层任务：负责将数据单元（帧）无差错地从一个站点送达相邻下一个站点。到达目的地可能要经过许多中间站点。数据单位是帧网络层负责数据包经过多条链路、由信源到信宿的传递过程。数据单位是分组或数据包传输层负责整个消息从信源到信宿(端到端)无差错、按顺序地传递到达目的地。数据单位是报文段应用层使得用户可以访问网络，为用户提供应用程序接口提供服务：支持万维网HTTP协议；支持电子邮件的SMTP协议，支持文件传送FTP协议等等。TCP/IP是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。4.计算机网络的衡量的主要性能指标计算机网络最主要的两个性能指标是带宽和时延。“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率带宽单位是“比特每秒”，或b/s(bit/s)带宽有时也称为“吞吐量”注意：在计算机界，K=210=1024，M=220,G=230,在通信领域，k=103=1000,M=106时延指一个报文或分组从一个网络（或一条链路）的一端传送到另一端所需的时间。发送时延(传输时延)：发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。处理时延：数据在交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。总时延=发送时延+传播时延+处理时延时延带宽积=传播时延´带宽往返时延表示从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认（接收端收到数据后立即发送确认），总共经历的时延。5.协议的定义三要素以及与服务的区别和联系协议：计算机网络中，控制两个对等实体进行通信的规则的集合。即各个对等层之间传递数据的各项规定．三要素：语义语法同步协议与服务关系:在协议的控制下,两个对等实体之间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议,还需要使用下面一层提供的服务。协议与服务区别: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。协议是“水平的”，是控制对等实体间通信的规则。服务是“垂直的”，是由下层向上层通过层间接口提供，且必定能够被高一层看得见的功能才称为“服务”。5.客户／服务器模型\n特征是：客户是服务请求方服务器是服务提供方二物理层1.物理层的四个特性；机械特性电气特性功能特性规程特性2.通信传输模式：单工/半双工/全双工区别单工传输系统的数据只能沿单一方向发送和接收。半双工传输系统的数据可以沿两个方向进行，但是两个方向的传输不能同时进行，即某个时刻是单向传输的。全双工传输系统的数据可以在两个方向上同时进行数据传输3.有向传输媒介：双绞线(STP和UTP)；同轴电缆(50W和75W)；光纤(单模和多模)；双绞线的带宽取决于铜线的粗细和传输距离。一般用于电话及低速数据或短距离通信上。无屏蔽双绞线UTP屏蔽双绞线STP同轴电缆50欧姆电缆，称为基带同轴电缆。一般以铜网为外导体，主要用于在数据通信中基带数字信号的传输，广泛用于局域网，传输速率可达10Mbps。75欧姆电缆，称为宽带同轴电缆。用于宽带模拟传输，为有线电视CATV中的标准传输电缆，一般以铝带为外导体，用于传送模拟信号时，其频率可高达500MHZ以上，传输距离可达100公里。多模光纤：允许存在许多条不同角度入射的光线在一条光纤中通过不同光路传输。单模光纤：如果光纤的直径减小到只有一个光的波长，则光纤就像一根波导那样，使光线一直向前传输，而不会产生多次反射，这就是单模光纤。4.传统的Modem以及56KbpsModem的区别(课后题)习题2-1356kb/s的调制解调器是否已突破了香农的信道极限传输速率?这种调制解调器的使用条件是怎样的?答：56kb/s的调制解调器没有突破了香农的信道极限传输速率。这种调制解调器的使用条件是：用户通过ISP从因特网上下载信息的情况下，下行信道的传输速率为56kb/s。（5.物理层标准——RS232；DTE，DCERS是EIA的一种推荐标准，232是个编号。DTE指通常具有一定数据处理能力和具有发送、接收数据能力的设备。DCE指能够通过网络发送和接收模拟或数字形式数据的任何功能单元,通常介于DTE与传输介质的设备。6.信道复用；时分复用（统计与异步），频分复用时分复用可以用两种方法实现：同步时分复用与统计（异步）时分复用。频分复用是一种模拟技术。指在传输链路可用带宽超过要传输的所有原始信号所需带宽的情况下，可以把该传输链路的总带宽分割成若干个和传输的单路信号带宽相同(或略宽)的子信道，每个子信道传输一路信号。频分复用是所有用户在同样时间占用不同的带宽资源时分复用是所有用户在不同时间占用同样的频带宽度三数据链路层\n1.链路与数据链路的区别和联系;•端到端与点到点链路(Link):又称物理链路，从一个结点到相邻结点的一段物理线路，中间没有任何其他的交换结点当需要在一条链路上传输数据时，还必须有控制数据传输的通信协议。若把实现这协议的硬件和软件加到链路上，构成数据链路，又称逻辑链路。在相邻结点间的一条链路上通信称为点到点通信。从源结点到目的结点的通信称为端到端通信。2.数据链路层的三个基本问题帧定界:让接收端的数据链路层知道所接收的帧，从什么地方开始和从什么地方结束；透明传输：数据链路层传送的数据比特组合必须是不受限制的；差错检测：对有差错的帧，根据协议的不同，有不同的处理方法。3.CRC4.停止等待协议；滑动窗口协议；连续ARQ协议(发送窗口最大值问题;课后题;画图)停止等待协议的工作原理：发送方：每发一帧，停止下来，等待接收方的确认。接收方：每收到一个无差错的帧，交付给其上层软件(即网络层)，再发一个确认帧给发送方，表示帧已经收到。若收到一有差错的帧，就丢弃该帧，其它什么也不做。发送方：收到接收方的确认帧后，继续发送下一帧。ACKn表示已正确收到第n号帧的前一个帧(即第n-1帧)，并期待收到下一个第n号帧。连续ARQ协议工作原理：发送方发完一帧后，不必停下来等待对方的确认帧，可以连续发送若干帧；如果在发送过程中收到接收方的确认帧，可以继续发送；滑动窗口协议在流量控制的滑动窗口协议中，发送方在收到确认帧ACK前一次可传输多个数据帧。习题3-06信道速率为4kb/s。采用停止等待协议。传播时延,确认帧长度和处理时间均可忽略。问帧长为多少才能使信道利用率达到至少50%。解：根据下图所示停等协议中的时间关系：在确认帧长度和处理时间均可忽略的情况下，要使信道利用率达到至少50%必须使数据帧的发送时间等于2倍的单程传播时延。即：已知：，其中C为信道容量，或信道速率。为帧长（以比特为单位）。所以得帧长bit\n习题3-11在选择重传ARQ协议中，设编号用3bit。再设发送窗口WT=6，而接收窗口WR=3。试找出一种情况，使得在此情况下协议不能正常工作。答：发送端：01234567012345670接收端：01234567012345670习题3-12在连续ARQ协议中，设编号用3bit，而发送窗口WT=8，试找出一种情况，使得在此情况下协议不能正常工作。答：发送端：01234567012345670接收端：01234567012345670四局域网1.局域网拓扑结构区别星形网环形网总线网树形网网络拓扑的名字描述了网络中设备的相互连接关系而不是它们的物理位置。2.IEEE802.3；（LAN体系结构参考模型）；LLC子层和MAC子层IEEE802标准的目的是能处理不同局域网协议之间的互连，使不同厂商生产的设备能够相互通信。局域网体系结构由物理层、媒体接入控制MAC和逻辑链路控制LLC子层组成。MAC层是数据链路层的下子层。与接入各种传输媒体有关问题都放在MAC子层。负责在物理层上进行无差错通信。MAC层与网络的拓扑形式、传输介质的类型有直接关系。LLC层是数据链路层的上子层。数据链路层与媒体接入无关的部分都集中在LLC子层。LLC层与传输介质、拓扑结构无关，对于所有局域网都适合。在LLC层上面看不到具体的局域网。IEEE802标准没有单独设立网络层。3.CSMA/CD定义的工作原理；以太网的争用期；CSMA/CD工作原理：发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送数据。在发送时，边发边继续监听。若监听到冲突，则立即停止发送。并且还要采取一种叫“强化冲突”的措施，即继续发送若干比特的人为干扰信号(jammingsignal)，以便让所有用户都知道现在发生了错误。在发出干扰信号后，等待一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试。以太网的端到端往返时延2t称为争用期。争用期又称为碰撞窗口。以太网取争用期的长度为2τ=51.2μs，对于速率10Mbps以太网，争用期内可发送数据=512bit=64B。以太网规定了最短有效帧长为64B。凡长度小于64B的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。4.10BASE－T，10BASE2，10BASE5区别；\n4.MAC层的硬件地址IEEE802标准为以太网上的每个DTE规定了一个48位(6Byte)的全局地址，它是站点的全球唯一的标识符，与其物理位置无关。——MAC地址（物理地址）；MAC地址=物理地址=计算机的硬件地址5．扩展局域网的主要技术及实现方法。在物理层扩展局域网使用转发器(中继器，Repeater)和集线器（Hub）。在数据链路层扩展局域网使用网桥6.网桥的工作原理网桥以一种随机方式侦听每个网段上的信号，当它从一个网段接收到一个帧时，会检查并确认该帧是否完整且正确，然后如果需要就把该帧传送到其它网段。分为透明网桥和源选径网桥4-08有10个站连接在以太网上。试计算以下三种情况下每一个站所能得到的带宽。（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器。（2）10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器。（3）10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机。答：（1）10个站共享10Mb/s。（1）10个站共享100Mb/s。（3）每个站独占10Mb/s。4-11假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gbit/s。设信号在网络上的传播速率为200000km/s。求能够使用此协议的最短帧长。（2）答：对于1km电缆，单程端到端传播时延为：τ=1÷200000=5×10-6s=5μs，（3）端到端往返时延为：2τ=10μs（4）为了能按照CSMA/CD工作，最小帧的发送时延不能小于10μs，以1Gb/s速率工作，10μs可发送的比特数等于：10×10-6×1×109=10000bit=1250字节。（5）4-18以太网交换机有何特点？它与集线器有何区别？（6）答：以太网交换机实质上是一个多端口网桥。工作在数据链路层。以太网交换机的每个端口都直接与一个单个主机或另一个集线器相连，并且一般工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对的端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体一样，进行无碰撞地传输数据。通信完成后就断开连接。（7）区别：以太网交换机工作数据链路层，集线器工作在物理层。集线器只对端口上进来的比特流进行复制转发，不能支持多端口的并发连接。（8）4-19网桥的工作原理和特点是什么？网桥与转发器以及以太网交换机有何异同？（9）答：网桥的每个端口与一个网段相连，网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每当收到一个帧时，就先暂存在其缓冲中。若此帧未出现差错，且欲发往的目的站MAC地址属于另一网段，则通过查找站表，将收到的帧送往对应的端口转发出去。若该帧出现差错，则丢弃此帧。网桥过滤了通信量，扩大了物理范围，提高了可靠性，可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率的局域网。但同时也增加了时延，对用户太多和通信量太大的局域网不适合。（10）网桥与转发器不同，（1）网桥工作在数据链路层，而转发器工作在物理层；（2）网桥不像转发器转发所有的帧，而是只转发未出现差错，且目的站属于另一网络的帧或广播帧；（3）转发器转发一帧时不用检测传输媒体，而网桥在转发一帧前必须执行CSMA/CD算法；（4）网桥和转发器都有扩展局域网的作用，但网桥还能提高局域网的效率并连接不同MAC子层和不同速率局域网的作用。（11）\n以太网交换机通常有十几个端口，而网桥一般只有2-4个端口；它们都工作在数据链路层；网桥的端口一般连接到局域网，而以太网的每个接口都直接与主机相连，交换机允许多对计算机间能同时通信，而网桥允许每个网段上的计算机同时通信。所以实质上以太网交换机是一个多端口的网桥，连到交换机上的每台计算机就像连到网桥的一个局域网段上。网桥采用存储转发方式进行转发，而以太网交换机还可采用直通方式转发。以太网交换机采用了专用的交换机构芯片，转发速度比网桥快。（1）五广域网1.广域网的定义广域网：是由一些结点交换机以及连接这些交换机链路组成。2广域网与局域网与互联网的区别广域网和局域网最大区别：局域网协议主要在数据链路层(还有少量物理层)，广域网协议在网络层。广域网和局域网一个共同点：连在一个广域网或局域网上计算机通信时，只需使用其网内物理地址。广域网指的是单个网络，它使用结交换机连接各主机；互连网必须使用路由起来连接，不同网络的互连才是他的最主要特征。2.数据报和虚电路方式的定义无连接的网络服务和面向连接的网络服务。3.网络拥塞，网络死锁（直接死锁和重装死锁现象）在某段时间内，若对网络中的某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就变坏，这种情况称为网络拥塞网络死锁：当网络负载继续增大到某一数值时，网络的吞吐量就下降为零，网络已无法工作。直接死锁：由互相占用了对方需要的资源而造成的重装死锁：有路由器缓冲区的拥塞而起的。4.X.25层次和帧中继层次、特点X.25网是面向连接的，能够提供可靠交付的虚电路服务，能保证服务质量。层次：分组层(网络层)帧中继是一种能支持高速交换的网络体系结构。帧中继作为分组交换协议,只工作在物理层和数据链路层。帧中继网络中各结点都没有网络层。其数据链路层只具有有限的差错控制功能。帧中继的逻辑链路连接的复用和交换都在数据链路层进行处理。六网络互连1.路由器转发数据报原理；路由器和结点交换机区别结点交换机是在单个网络中转发分组。路由器是在多个网络构成的互连网中转发分组。2.各种网络设备在互联网中的层次；物理层：中继器集线器数据链路层：网桥第二层交换网络层：路由器第三层交换传输层以上：网关.网络层协议有哪些；Internet和internet地址解析协议ARP逆地址解析协议RARP因特网控制报文协议ICMP因特网组管理协议IGMP5.IP地址与MAC地址区别IP地址是网络层和以上各层使用的地址。物理地址是数据链路层和物理层使用的地址。IP地址放在IP数据报首部，硬件地址放在MAC帧首部。\n7.ARP的作用和原理ARP功能为将一个已知的IP地址映射到MAC地址。方法：每个主机都有ARP高速缓存表，存储由IP地址到硬件MAC地址的转换。检查该表。若目的IP地址不含在表中,向网上发广播寻找。具有该IP地址的目的站用其MAC地址作为响应。8.CIDR的IP地址表示；CIDR采用无分类的两级编址，记法是：IP地址=网络前缀+主机号CIDR采用“斜线记法”，即在IP地址后加上一个斜线“/”，然后写上网络前缀所占比特数。IP地址128.14.46.34/20,其网络号为128.14.32.0表示前20bit为网络前缀，后面12bit为主机号。则网络前缀为10000000000011100010，主机号为111000100010。七运输层1.运输层的作用运输层监督数据从一个设备应用程序传输到另一设备应用程序。2、端口和插口的概念和作用端口就是运输层服务访问点TSAP。端口的作用就是用来标志应用层的进程。一个TCP连接由它的两个端点来标志，而每一个端点又是由IP地址和端口号决定的。因此，TCP使用“连接”作为最基本的抽象，同时将TCP连接的端点称为插口，或套接字、套接口。3.UDP与TCP的区别UDP提供面向无连接的服务。在传送数据之前不需要先建立连接。TCP则提供面向连接的服务。TCP不提供广播或多播服务。4.TCP滑动窗口和数据链路层滑动窗口区别数据链路层的滑动窗口是固定大小的，是作用在单条链路的。传输层的滑动窗口是可变窗口大小和使用动态缓冲分配。5.连接建立三向握手连接建立需要三个动作，称为三向握手。源端机发送一个带有本次连接序号的请求。目的主机如果同意连接，则发回一个带有本次连接序号和源端机连接序号的确认。源端机收到含有两次初始序号的应答后，再向目的主机发送一个带有两次连接序号的确认。6.采用三向握手的原因连接建立的过程采用三次握手或三次联络。这主要是为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了主机B，而产生错误。八应用层1应用层协议与运输层协议对应关系应用层协议都是为了解决某一类应用问题，通过位于不同主机中的多个进程之间的通信和协同工作来实现的。具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的协议。2DNS定义;域名结构DNS是因特网的命名方案。Internet上采用层次树状结构的命名方法。Internet将所有连网主机或路由器的域名划分为许多不同的域（domain）。域是由域名来标识的。域(domain)可以继续划分为许多子域，如二级域、三级域等等。域名的结构由若干分量组成，各分量分别代表不同级别的域名。各分量之间用小数点隔开：每一级域名都由英文字母和数字组成，级别最低域名写在最左边，级别最高域名写在最右边。注意：域名只是个逻辑概念，并不代表计算机所在的物理地点。\n3FTP定义;两个连接;FTP通过一些规程，利用网络低层提供的服务，来完成文件传输的任务。FTP提供交互式的访问，允许客户指明文件类型与格式，允许文件具有存取权限。FTP屏蔽了各计算机系统的细节，可以在异构网中任意计算机间传送文件。在进行文件传输时，FTP的客户和服务器之间要建立两个连接：“控制连接”和“数据连接”。FTP的基本工作原理FTP使用客户服务器方式。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。FTP的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。4电子邮件系统组成;发送/接收电子邮件协议;电子邮件格式;一个电子邮件系统具有三个组成部分：用户代理(UA)、邮件服务器以及电子邮件使用的协议SMTP和POP3。邮件的发送协议为SMTP，即简单电子邮件发送协议。邮件下载协议为POP、即邮局协议，目前经常使用的是第3版本，称为POP3协议。因特网报文存取协议IMAPIMAP按客户服务器方式工作，现在较新的版本是IMAP4。5URL格式及应用URL是对可以从因特网上得到的资源的位置和访问方法的一种简洁的表示。URL给资源的位置提供一种抽象识别方法，并用此方法给资源定位。URL是与因特网相连的机器上的任何可访问对象的一个指针。://<主机>:<端口>/<路径>6DHTP工作原理动态主机配置协议DHCP指通过运行DHCP的服务器把TCP/IP网络设置集中起来，动态处理工作站IP地址的配置，用DHCP租约和预置的IP地址相联系，DHCP租约提供了自动在TCP/IP网络上安全地分配和租用IP地址的机制，实现IP地址的集中式管理。特点DHCP提供了一种称为即插即用连网(plug-and-playnetworking)的机制。这种机制允许一台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与。DHCP是扩展了的BOOTP。