计算机网络(自顶向下)复习

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1、11端系统和网络核心、协议端系统和网络核心、协议 处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机。这些主机又称为端系统处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机。这些主机又称为端系统(end system) 网络核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通网络核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通 信（即传送或接收各种形式的数据）信（即传送或接收各种形式的数据） 。在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是实现分组交 换(packet switching)的关键构件，其任

2、务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。 注：分组交换主要有两类，一类叫做路由器，一类叫作链路层交换机一类叫做路由器，一类叫作链路层交换机。两者的作用类似，都是转发分组， 不同点在于转发分组所依据的信息不同。路由器根据分组中的路由器根据分组中的 IP 地址转发分组地址转发分组，链路层交换机根据分组中 的目的 MAC 地址转发分组。 用于网络核心的交换技术主要有两种：用于网络核心的交换技术主要有两种：电路交换(circuit switching)，分组交换(packet switching) 协议(protocol)是通信双方共同遵守的规则，主要用于指定分组格式以及接收到每个分组后执行

3、的动作。 2两种基本的服务两种基本的服务 （1）面向连接的服务）面向连接的服务 保证从发送端发送到接收端的数据最终将按顺序、完整地到达接收端保证从发送端发送到接收端的数据最终将按顺序、完整地到达接收端 面向连接服务的过程包括连接建立、数据传输和连接释放 3 个阶段。在数据交换之前，必须先建立连接； 数据交换结束后，必须终止这个连接。传送数据时是按序传送的。 有握手信号，由有握手信号，由 tcp 提供，提供可靠的流量控制和拥塞控制提供，提供可靠的流量控制和拥塞控制 （2）无连接服务）无连接服务 对于传输不提供任何保证对于传输不提供任何保证 在无连接服务的情况下，两个实体之间的通信不需要先建立好一

4、个连接，因此其下层的有关资源不需要 事先进行预定保留。这些资源将在数据传输时动态地进行分配。 无连接服务的特点是无握手信号，由无连接服务的特点是无握手信号，由 udp 提供，不提供可靠的流量控制和拥塞控制提供，不提供可靠的流量控制和拥塞控制，因而是一种不可靠 的服务，称为“尽最大努力交付” 。面向连接服务并不等同于可靠的服务，面向连接服务时可靠服务的一个 必要条件，但不充分，还要加上一些措施才能实现可靠服务。 目前目前 Internet 只提供一种服务模型，只提供一种服务模型， ”尽力而为尽力而为” ，无服务质量功能，无服务质量功能 3复用技术复用技术 概念：是指能在同一传输媒质中同时传输多路

5、信号的技术，目的提高通信线路的利用率概念：是指能在同一传输媒质中同时传输多路信号的技术，目的提高通信线路的利用率。 频分复用（FDM）的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。 时分复用（TDM）则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧） 。每一个时分复用的用户在每一 个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。利用不同的时隙传送不同的信号。利用不同的时隙传送不同的信号。 统计时分复用（STDM)在时分复用的基础上根据实际情况“按需分配” 。 4交换技术交换技术 “交换”(switching)就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。 1、电路交换、电路交换： 在通信进行过程中，网络为数据传

6、输在传输路径上预留资源，这些资源只能被这次通信双 方所使用； 2、分组交换、分组交换：数据被分成一个一个的分组，每个分组均携带目的地址，网络并不为 packet 传输在沿途 packet switches 上预留资源，packet switches 为每个 packet 独立确定转发方向. 与电路交换不同与电路交换不同，链路、交换机/路由器等资源被多个用户所共享，交换机在转发一个分组时的速度为其输 出链路的 full 速度速度。 注：分组交换一般采用存储转发存储转发技术，分组在分组交换机中会经历一个排队排队(queuing)延迟延迟。排队延迟排队延迟与交 换机的忙闲有关，大小可变。 如果分组到

7、达时缓存已满，则交换机会丢掉一个分组。分组交换网络有两大分组交换网络有两大 类类 1、Datagram（数据报)网络 2、Virtual Circuit 虚电路网络分组交换对比电路交换 电路交换 在数据传输前，必须建立端到端的连接 一旦某个节点故障，必须重新建立连接 连接建立后，数据的传输没有额外的延时2数据中不必包含地址域，仅需较短的虚电路号 数据按序传输，但信道的使用率较低 适合长时间传输大批量的数据，如流数据 分组交换 m在数据传输前，不必建立端到端的连接 m只要下一个节点空闲，即可传输 m信道的使用率较高 m数据的传输采用存储转发，延时不可估计 m数据中必须包含地址域 m接收到的分组不

8、一定按序，可能还需重组 m适合传输文本型数据 3、报文交换、报文交换 将形成的报文发送给结点交换机，结点交换机把收到的报文存储并送输入队列等待处理。结点交换机再依 次对输入队列中报文做适当处理，然后根据报文头中的目的地址选择适当的输出链路。若链路空闲，便将 报文发送下一个结点交换机；若输出链路正忙，则将报文送该链路的输出队列等待发送。这样，通过多次 转发直至报文到达指定目标。 5通讯介质及特点通讯介质及特点 导向传输媒体：双绞线、同轴电缆、光纤 非导向传输媒体：无线电通讯 1.双绞线（Twisted-Pair Copper Wire） 抗电磁干扰，模拟传输和数字传输都可以用2.同轴电缆（Coa

9、xial Cable）广泛用于闭路电视中，容易安装、造价较低、网络抗干扰能力强、 网络维护和扩展比较困难、电缆系统的断点较多,影响网络系统的可靠性。3.光纤（Fiber Optics）传输损耗小，抗雷电和电磁干扰性好，保密性好，体积小，质量轻。4.无线电通讯（Radio）用无线电传输 ，优点：通讯信道容量大，微波传输质量高可靠性高，与电缆载波相比，投资少见效快。缺点： 在传播中受反射、阻挡、干涉的影响 。 6、常见网络接入技术、常见网络接入技术 接入网络指连接 Host 到边界路由器的物理链路(last mile)，分为家庭接入、单位接入和无线接入三类。 早期家庭上网通常使用拨号网络，利用调制

10、解调器在普通电话线最多以 56kbps 的速率传输数据，此时 在边界路由器处也需要一 MODEM。因此，此时的接入网络是包括一对 MODEM 和一条点对点的电话线。 由于速率较低，打电话和上网不能同时进行。 目前许多家庭使用宽带接入技术，如 xDSL 和 HFC。xDSL 也是在模拟电话线路上传输数字信号，它使用了一种新的调制解调技术并且限定了最大传输距离， 因此可以以更高速率进行数据传输。利用 ADSL，打电话和上网可以同时进行，两者互不影响。ADSL 之上 行速率和下行速率不同。上行链路速率可达 1Mbps，下行链路速率可达 10Mbps。DSL 使用频分多路复用技 术，将通信链路分为三个

11、频率互不覆盖的信道，分别为：1、04KHz 的双向语音信道2、4KHz 50KHz 的上行数据信道3、50KHz1MHz 的下行数据信道 另外一种宽带家庭接入网络技术是 HFC。HFC 与 DSL 技术不同，HFC 在现有的广播有线电视系统基 础上发展而来。在有线电视系统中，位于线缆头部的电视台向所有用户广播电视信号，电视信号沿电视台- 用户方向进行传输和放大。HFC(混合光纤同轴电缆网 )中，Host 需要使用叫做线缆 Modem 的设备接入网 络， Cable Modem 将 link 分成上行和下行两个信道。由于信道是在多个用户之间所共享，因此存在拥塞和 网络规模问题。与 ADSL 类似

12、，HFC 的上行信道速率要低于下行信道速率，并且整个信道被所有用户所共 享。而 ADSL 使用的是 Point to Point 信道，是专用信道。 无线局域网（ WLAN）技术是通过基站传输的网络接入技术，基站与有线网相连的。目前该系 列包含三种标准：802.11a（2Mbps） 、802.11b (11Mbps)以及 802.11g (54Mbps)。37、延时分类、延时分类 处理时延处理时延排队时延排队时延传输时延传输时延传播时延传播时延 8、TCP/IP 的体系结构的体系结构 1）层次、功能、层次之间的关系 2）每层数据包的名称 3）每层地址 4）接口、协议、服务 至上而下分为： 应用

13、层：包含大量应用普遍需要的协议（如 HTTP FTP SMTP DNS 等） ；应用传递的数据包叫做报文。 传输层：负责从应用层接收消息，并传输应用层的 message，到达目的后将消息上交给应用。传输层的数据 包叫做 segment（段）此层协议有 TCP UDP。 网络层：源 Host 的传输层协议负责将 segment 交给网络层，网络层负责将 segment 传输到目的 host 的传输 层，网络层的数据包叫做 datagram（数据报）此层协议有 IP。 链路层：网络层负责在源和目的之间传递数据，链路层负责将 packet 从一个节点传输到下一个节点。链路 层传输数据的单位叫做 Fr

14、ame（帧）此层协议有 Ethernet、WiFi、PPP 协议。 物理层：Link 层负责将一个 Frame 从一个 Node 传递到下一个 Node，物理层负责将 Frame 中的每一位(bit) 从链路的一端传输到另一端，物理层传输数据的单位叫做 bit（比特） 。数据报的名称功能层次之间的关系每层地址5应用层Message 报文支持网络应用不同的应用有 不同的地址4传输层Segment 报文段负责应用进程间的通讯端口号3网络层Datagram 数据段从源到目的地数据报的路由Ip 地址2数据链路层Frames 帧相邻节点之帧转发网卡地址1物理层无数据包比特转发一层嵌到另一层 （每一层次都

15、从 上层的导数据， 加上首部信息形 成新的数据单元， 将新的数据单元 传递给下一层）无互联网是个异常复杂的系统，包括硬件软件，包括应用、协议、端系统、不同种类的通信介质、路由器/交 换机等。Internet 的体系结构也采用的分层结构， Internet 的每一层也是利用本层或下层功能为上层提供一 种或多种服务。 应用层的地址不止有 IP 地址还有端口号，传输层、网络层为 IP 地址，链路层、物理层的地址为 MAC 地址。接口在两层之间，协议是同层之间的，服务是下层为上层提供的。 9应用结构：应用结构：client/server、P2P、Hybrid of C/S 和和 P2P 客户服务器方式

16、所描述的是进程之间的服务和被服务的关系。 客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。 Client/Server 的好处是系统管理容易，问题是 Server 容易成为系统的 bottleneck 瓶颈. P2P 中，没有在 C/S 中处于中心地位的 Server，所有 Host 的地位平等，叫做 Peers，因此这种系统也叫 Peer to Peer. P2P 中没有必须 always on 的服务器，并且 peer 可以随时更换自己的 IP。Gnutella 是 Pure P2P 的一个很 好的例子。 P2P 的最大好处是系统可扩展性系统可扩展性（scalability)强强。由于每个 peer 既是 Server 又是 Client, 随着系统中 Peer 的数量增多，系统的处理能力越强。 P2P 的问题是可管理性，由于系统是完全分散的、无中心的，管理起来极其困难。 Hybrid of C/S 和 P2P 即以上两种方式的结合。 10常见的应用、服务要求