西科大计算机网络复习资料

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1、第一章 计算机网络基础一.计算机网络发展：（1）联机系统阶段（20 世纪 50年代初）：（2）计算机互联网络阶段（3）标准化网络阶段（4）网络互连阶段：Internet 迅猛发展二：计算机网络分类1. 按网络传输技术（介质）分类：广播网络和点对点网络（有线和无线）2. 按网络覆盖规模分类：（1）局域网（2）城域网（3）广域网（4）互联（连）网3. 按网络拓扑结构分类：总线型，环型，星型，树形三计算机网络组成1.计算机网络的系统组成（1） 资源子网（传输层，会话层，表示层，应用层）：负责数据处理的子网，通常由主机，终端，终端控制器，连网外设，各种软件资源与信息资源组成。（2）通信子网（物理层，数

2、据链路层，网络层）负责数据传输，交换以及通信控制的子网，通常由通信控制处理机，通信线路与其他通信设备组成。2计算机网络的主要功能：（1）资源共享（2）信息传输与集中处理（3）平衡负荷及分布处理（4）综合信息服务3.计算机网络的应用：（1）实现办公自动化 （2）管理信息系统 （3）电子商务（4）公共生活服务信息化 （5）教育现代化 （6）电子政务四典型网络介绍1.Internet：亦称 “因特网” 。利用 TCP/IP,2.域名地址：主机名+机构名+网络名+ 最高域名3.Intranet 是指采用 .Internet 技术构建的企业内部网。4.ATM：异步传输方式 ATM 是以异步时分复用为基础

3、， ATM 一光纤传输介质为基础，信元长 53 个字节，其中 5 个字节为信元头，48 个字节为用户信息。是一种面向连接的技术。4. 三网合一：电信网，有线电视网和计算机互联网第二章 数据通信基础相关术语：1. 带宽为 H 的无噪声信道，其最大波特率为 : Bmax=2H(baud)2. 采样定律：在一个带宽为 H 的无噪声信道上，最高可以以 2H 个/ 秒的速度发送码元，在接收端可以正确的接收。数据传输速率(bps) 发送的谐波数 n300 80600 401200 202400 104800 59600 219200 138400 03. 在无噪声信道中，当带宽为 H Hz，信号电平（码元

4、状态数）为 V 级，则：数据传输速率 = 2Hlog2V b/s V：信号电平的级数（码元状态数） 4. 在噪声信道中，当带宽为 H Hz，信噪比（信号功率/ 噪声功率）为 S/N，则：最大数据传输速率(b/s) = Hlog2(1+S/N) 很多情况下信噪比用分贝（dB） 表示信噪比（dB）= 10log10S/N 如： 信噪比为 30dB，则 S/N=1000一：数据通信系统的构成1.数据终端设备 DTE：用于发送和接收数据的设备（大，中，小，PC 机，打印机等）2.数据链路终端连接设备 DCE：用来连接 DTE 与数据通信网络，为用户提供入网连接点3.数据电路和数据链路。 4.传输：（1

5、）传输信道：实现信道，频分信道和十分信道（2）传输方式：单工传输方式（计算机局域网广播电视）半双工（步话机） 。双工（电话）4.数据通信系统的性能指标(1)信息传输速率：在这条信道上每秒钟可以发送多少个比特（bps, bit per second） ，也称作比特率。（2）码元传输速率（信号传输率）：信号传输率波特率(Baud) 就是码元的速率，码元是数字信号中表示数字 0 和 1 的电脉冲。指每秒钟发送的码元数、每秒钟可以得到多少个信号、每秒采样多少次。单位为波特数据传输率比特率：每秒钟能传输的二进制位数(bit)，单位为比特/秒。记做 bps。比特率和波特率是密切相关的，波特率越是高，比特率

6、也越是高。如果某数字传输系统的码元状态数为 N，则该系统中比特率和波特率的关系为：S=B log2N （ 比特率=波特率log2N ）比特率=波特率乘以每个信号所能代表的位数，信号代表的位数就和量化等级 V 的多少有关，V 个等级进行二进制编码需要 log2V 位，所以比特率= log2V 波特率（3）频带利用率 （4）差错率（误码率）：传输出错的码元数占传输总码元数的比例衡量数据通信系统在正常情况下传输的可靠性设传输总码元数为 N，传输出错的码元数为 e，则误码率 Pe 为：Pe=e/N误码率意义决定传输数据单元大小的一个重要依据二模拟通信和数字通信1数据有模拟数据和数字数据两种形式 数据传

7、输以信号为载体 2.电信号分为两种：模拟信号和数字信号模拟信号一般 需要加入放大器，增加信号的能量。数字信号需要经过中继器，利用码元再生的方法恢复原来的信号（1）码元：数字信号里一系列表示数字 0 和 1 的电脉冲就称为码元（2）模拟传输：是指模拟数据的传输 数字传输：是指数字数据的传输（3）发送端将数字数据信号变换成模拟数据信号的过程称为调制（Modulation） ，对应的调制设备就称为调制器（Modulator） ；（4）接收端将模拟数据信号还原成数字数据信号的过程称为解调（Demodulation） ，对应的解调设备就称为解调器三信道1. 信道带宽：信道（物理媒体）能够不失真地传输信号

8、的频率宽度（Hz） 。2. 信道容量：在单位时间内可以传输最大信号量，标志着信道传输能力。信道带宽和信道容量具有正比的关系：带宽越大，容量越大3信道分类：（1）按传输介质：有线和无线信道（2）按传输信号的类型：模拟和数字信道（3）按信道使用方式：专用和公用四.编码与解码调制解调技术-脉码调制技术（PCM）:将电话模拟信号转化为数字信号转换过程：（1）采样:Shannon （香农）定理 Bamx=2H在噪声信道中，当带宽为 H Hz，信噪比（信号功率/ 噪声功率）为 S/N，则：最大数据传输速率(b/s) = Hlog2(1+S/N) 很多情况下信噪比用分贝（dB） 表示信噪比（dB）= 10l

9、og10S/N 如： 信噪比为 30dB，则 S/N=1000(2)量化：确定采样出的模拟信号的数值（3）编码：将量化后的值编码成一定位数的二进制值。 常用的数字信号编码有： 不归零编码：正电平表示 1，零电平表示 0，并且在表示完一个码元后，电平 毋需回到零，波特率=比特率缺点是存在发送方和接收方的同步问题 曼切斯特编码：但是在曼切斯特编码当中，波特率=2*比特率 差分曼切斯特编码 不归零制编码的编码密度最高，接收端一次采样可得到一个 bit ，即波特率等于比特率，但不能携带时钟 曼切斯特编码的编码密度最低，接收端二次采样才可得到一个 bit ，即波特率是比特率的两倍，但每个 bit 中都有

10、信号跳变，即携带了时钟 差方曼切斯特编码与曼切斯特编码基本相同五.数据的调制技术（1）数字数据的调制-数字信号转换为模拟信号调制的方法：调频（FSK） ，调相（PSK ） ，调幅（ASK）发送端将数字数据信号变换成模拟数据信号的过程称为调制接收端将模拟数据信号还原成数字数据信号的过程称为解调（2）模拟数据的调试（3）若进行数据通信的发送端和接收端以双工方式进行通信时，就需要一个同时具备调制和解调功能的设备，称为调制解调器（Modem） 。六.数据的传输方式1并行传输：以成组的方式在并行通道上同时进行传输2串行传输：将组成字符的各个比特串行的发往线路 串行又分为：同步和异步同步传输：传输数据时是

11、以一块一块作为单位来传递异步通信：是指发送方和接收方的采样时钟不是同一个，是以字符为单位的数据传输3.同步技术：接收方必须在时间上与发送方去的同步。(1)位同步：自同步和外同步 （2）字符同步七数据交换技术 电路交换方式可以分为电路交换和存储转发交换 常用的交换技术有电路交换，报文交换和分组交换1.电路交换（电话）：在通信的双方之间建立起一条实际的物理通路，并且在整个通信过程中，这条通路被独占。特点：一旦连接建立起来后，它的服务质量相当好 线路的利用率较低2.报文交换（电报）：优点：不需要建立专门的物理通道共享通路缺点：节点必须具备很大的存储空间当信道误码率较高时，大报文出错率较高，引起频繁重

12、发3.分组交换（计算机网络用的最多）：将一个大报文分割成一定长度的信息单位，称为分组，并以分组为单位进行存储转发。目前数据网络中最广泛使用的一种交换技术优点： 每个节点所需存储能力降低 延迟时间减少 降低了报文的整体传播时间 提高了传输效率缺点：解决分组丢失、重复和次序混乱等问题（1）虚电路分组交换：在虚电路交换中，有一类特殊的交换叫做信元交换。 将分组分成固定长的单元 信元，并用虚电路方式交换ATM 网用这种交换方式（2）数据报分组交换。4.高速交换技术：ATM 和帧中继八多路复用技术1.频分多路复用 FDM（Frequency Division Multiplexing 无线电广播和有线电

13、视及无线电视2.时分多路复用 TDM 同步 TDM：时间片的分配是事先约定的，且固定不变优点：控制简单 缺点：不能充分利用信道 异步 TDM：时间片是按需分配，事先申请 优点：充分利用信道 缺点：控制复杂 3.波分多路复用 WDM: 主要用于全光纤网组成的通信系统。波分复用就是光的频分复用4.码分多路复用 CDMA: 又称为码分多址. 主要用于无线通信系统，特别是移动通信系统。笔记本电脑或个人数字助理以及掌上电脑等移动型计算机的联网通信.九差错控制1 通信信道中的噪声分为：（1） 热噪声：信道所固有的、持续存在的；又称为随机错误（2） 冲击噪声：是由某种特定的、短暂的原因造成的，幅度大，是产生

14、数据传输差错的主要原因，又称为突发错误2.差错控制：校验、重发和序号 避免帧错误的保证：帧的校验避免帧丢失的保证：超时和重发 避免帧重复的保证：帧有序号3.在数据传输过程中为什么要进行差错控制？答：信道中难免有噪音的干扰，数据传输便会出现差错，所以我们采用差错控制，差错控制是双层意思，有发现差错，纠正差错。差错控制是在数字通信中利用编码方法对传输中产生的差错进行控制，以提高数字消息传输的准确性第三章 计算机网络体系结构一网络体系结构即协议的概念1.协议：是用来描述各个进程之间交换过程的一个术语协议三要素：（1）语法：确定协议元素的格式，即数据与控制信息的结构或格式 （2）语义：确定协议元素的类

15、型，即规定通信双方要发出何种控制信息、完成何种动作以及做出何种应答（3）交换规则：规定事件实现顺序的详细说明，即确定通信状态的变化和过程，如通信双方的应答关系。 2.实体：通信时能发送和接收信息的任何软硬件设施3.接口：分层结构中各相邻层之间要有一个接口，它定义了较低层向较高层提供的原始操作和服务二开放系统互联参考模型 OSI/RMISO:国际标准化委员会组织 OSI/RM:开放系统互联参考模型1OSI 参考模型（1）物理层：主机 A 上的一串二进制比特串能够通过一条物理链路传递到主机 B 上（2）数据链路层：保证主机 A 上的一串二进制比特串传到主机 B 上是完全正确的 差错控制和流量控制（3）网络层：通过数据链路层，沿着这条路径从这个节点交到下一个节点，然后再交到下一个节点。由于数据链路层保证了两点之间都是正确的，所以源点到目的地的传递也是正确的 路由查找，网络拥塞控制和网络互连（4）传输层：为上层提供端到端的服务（5）会话层：为表示层提供建立，维护和结束会话连接，提供回话管理 进程-进程，“薄”（6）表示层：表示层就是做信息的理解，加密、解密和压缩、解压缩等变换（7）应用层：为用户提供各种服务，如：文件传输，电子邮件，网络管理每一层的功能都是为它的上一层服务的通信子网：网络层，数据链路层，物理层资源子网：传输层（介质） ， 会话层，表示层和应用层2.我们可