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1、计算机网络知识及要点计算机网络知识及要点第一章第一章21 实际的主要特征 数字化、网络化、信息化，以网络为核心的信息时代。三网：电信网络、有线电视网络、计算机网络 三网融合计算机网络向用户提供的重要功能：1.连通性 2.共享网络由若干节点和连接这些节点的链路组成，网络中的节点可以是交换机、集线器、计算机因特网边缘的部分所有主机称做端系统，主机 A 的某个进程和主机 B 的某个进程进行通信简称为“计算机之间的通信” 。客户-服务器方式（C/S 方式）对等方式（P2P)客户-服务器方式（C/S 方式）客户(client) 服务器（server)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
2、电路连接：建立连接-通话-释放连接三种交换的主要特点电路交换：整个报文比特流连续的从原点直达终点，好像在一个管道中传送报文交换：整个报文先传送到相邻节点，全部储存下来查找转发表，转发到下一个节点分组交换：单个分组（报文一部分）传送到相邻节点，储存下来查找转换表，转发到下一个节点。 （1-02）计算机网络七个指标：速率：传输数据的速率，比特（Bit）数据量的单位，b/s 速率的单位带宽：1.信号具有的频带宽度（Hz）2.通信线路传送数据的能力（b/s）注意：一个字节（byte）代表 8bit吞吐量：表示某个单位时间内通过某个网络的数据量。时延：指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间。发送时延：
3、主机或路由器发送数据帧所需要的时间。发送时延=数据帧长度 b / 发送速率（b/s)传播时延：电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。传播时延=信道长度（m） /电磁波在心道上的传播速率（m/s)处里时延：主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间进行处理。排队时延：分组在经过网络传输时，要经过许多路由器，但分组输入队列中要现在输入队列排队处理总时延=发送时延+传播时延+处里时延+排队时延时延带宽积：时延带宽积=传播时延*带宽往返时间：RTT 发送数据到收到接收方发来的确认的时间。利用率：信道利用率和网络利用率 D=D0 /(1-U)计算机非性能特征：费用、质量、标准化、可靠性、可拓展性和升
4、级性、易于管理和维护国际标准化组织 ISO 开放系统互联基本参考模型 OSI。ISO 与 CCITT 联合制定网络协议：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：（1-22）（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。分层带来的好处：隔层之间是独立的；灵活性好；结构上可分开；易于维护和实现；能促进标准化工作运输层：传输控制协议 TCP提供面向链接的、可靠数据传输服务。其数据传输单位是报文段。用户数据报协议 UDP提供无连接、尽最大努力的数据传输服务，其数据传输的单位是
5、用户数据报。实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程协议：是控制两个或多个对等实体进行通信的规则合集服务访问点：在同一系统中相邻的两个系统进行交互1-24 论述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。答：综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种原理体系结构。各层的主要功能：物理层 物理层的任务就是透明地传送比特流。 （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 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
6、控制信息。网络层 网络层的任务就是要选择合适的路由，使 发送站的运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，并交付给目的站的运输层。运输层 运输层的任务是向上一层的进行通信的两个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。第二章第二章物理层的特性：机械特性，电气特性，功能特性，过程特性源点 发送器 接收器 终点香农公式 信道的极限信息传输速率 C=Wlg2(1+ S/N) (b/s) 信道的带宽或信道中的信噪比越大，极限传输速率就越高。引导传输媒体引导电磁波沿着固体媒体传播；非引导型传播媒体就是指自由空间，通常
7、指无线传输双绞线，从用户到交换机的双绞线称为用户线或用户环线信道复用技术：频分复用、时分复用、统计时分复用、波分复用（详见 P51）数字传输系统存在的问题：速率标准不统一，不是同步传输同步光纤网 SONET 同步数字系列 SDHADSL：非对称用用户数字线路是数字技术对现有模拟电话用户先进行改造2-09 用香农公式计算一下，假定信道带宽为为 3100Hz，最大信道传输速率为 35Kb/，那么若想使最大信道传输速率增加，问信噪比/应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比/应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比/再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加？ 答：C = W log2(
8、1+S/N) b/s-SN1=2*（C1/W）-1=2*（35000/3100）-1SN2=2*（C2/W）-1=2*（1.6*C1/w）-1=2*（1.6*35000/3100）-1SN2/SN1=100 信噪比应增大到约 100 倍。C3=Wlong2（1+SN3）=Wlog2（1+10*SN2）C3/C2=18.5%如果在此基础上将信噪比 S/N 再增大到 10 倍，最大信息通率只能再增加 18.5%左右2-14 试写出下列英文缩写的全文，并做简单的解释。FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1 ,OC-48.答：FDM(frequency d
9、ivision multiplexing)TDM(Time Division Multiplexing)STDM(Statistic Time Division Multiplexing)WDM(Wave Division Multiplexing)DWDM(Dense Wave Division Multiplexing)CDMA(Code Wave Division Multiplexing)SONET(Synchronous Optical Network)同步光纤网SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步数字系列STM-1(Synchronous Tra
10、nsfer Module)第 1 级同步传递模块OC-48(Optical Carrier)第 48 级光载波第三章第三章点对点数据链路层三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检测封装成帧：就是在一段数据前后分别添加首部和部尾，接收端在物理层上交的比特流就能根据首部和尾部的标记从收到的比特流中识别帧的开始和结束。循环冗余检测 CRC（详见 P70）PPP 协议的需求：简单；封装成帧；透明性多种网络层协议，多种类型链路；差错检测；检测连接状态；最大传送单元；网络层地址协商；数据压缩协商局域网的优点：具有广播功能；便于系统的扩展和逐渐演变，割设备位置可灵活改变和调整；提高了系统的可靠性，可用性和生
11、存性局域网的拓扑：星型；环形；总线以太网的两个标准：DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准逻辑链路控制 LLC 媒体介入控制 MACCSMA/CD 协议（载波监听多点接入/碰撞检测）协议要点：多点接入；载波坚挺；碰撞检测工作特点：准备发送；检测信道；边发送边监听集线器的使用（详见 P86）单程端到端时延 与帧的发送时间 T0 a=/T0 a0极限信道利用率：Smax=T0/(T0+)=1/(1+a)MAC 的硬件地址（物理地址）名字指出我们所要寻找的资源，地址指出那个资源在何处，路由告诉我们该如何到达Mac 地址段可采用 6 字节 48 位或 2 字节 16 位
12、发往本站的帧：单播帧一对一收到的帧的 mac 地址与本站硬件地址相同广播帧一对全体即发送给本局域网上所有站点的帧多播帧一对多即发送给本局域网上一部分站点的帧在物理层扩展以太网使用光纤调制解调器 集线器在数据链路层扩展以太网使用网桥3-07 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？答：作二进制除法，1101011011 0000 100
13、11 得余数 1110 ，添加的检验序列是 1110.作二进制除法，两种错误均可发展仅仅采用了 CRC 检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。3-09 一个 PPP 帧的数据部分（用十六进制写出）是 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？答：7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E7E FE 27 7D 7D 65 7D 3-10 PPP 协议使用同步传输技术传送比特串 0110111111111100。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？若接收端收到的 PPP 帧的数据部分是 0001
14、110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？答：011011111 11111 000110111110111110000001110111110111110110000111011111 11111 1103-14 常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？现在最流行的是哪种结构？为什么早期的以太网选择总线拓扑结构而不是星形拓扑结构，但现在却改为使用星形拓扑结构？答：星形网，总线网，环形网，树形网当时很可靠的星形拓扑结构较贵，人们都认为无源的总线结构更加可靠，但实践证明，连接有大量站点的总线式以太网很容易出现故障，而现在专用的 ASIC 芯片的使用可以讲星形结构
15、的集线器做的非常可靠，因此现在的以太网一般都使用星形结构的拓扑。3-15 什么叫做传统以太网？以太网有哪两个主要标准？答：DIX Ethernet V2 标准的局域网DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准3-18 试说明 10BASE-T 中的“10”、 “BASE”和“T”所代表的意思。答：10BASE-T 中的“10”表示信号在电缆上的传输速率为 10MB/s， “BASE”表示电缆上的信号是基带信号， “T”代表双绞线星形网，但 10BASE-T 的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过 100m。3-28 有 10 个站连接到以太网上。试计算一下三种情
16、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 个站都连接到一个 10Mb/s 以太网集线器：10mbs（2）10 个站都连接到一个 100mb/s 以太网集线器：100mbs（3）10 个站都连接到一个 10mb/s 以太网交换机：10mbs第四章第四章网络层向上只提供简单灵活的、无连接、尽最大努力交付的数据报服务。网络层不提供服务质量承诺。网际协议：地址解析协议 ARP；网际控制报文协议 ICMP；网际组管理协议 IGMP物理层使用中间设备转发器数据链路层使用的中间设备叫网桥或桥接器网络层使用的中间设备叫路由器网络层以上使用的中间设备叫网关网际协议 IP，IP 地址由因特网名字和数字分配机构 ICANNIP
