同等学力申硕计算机综合网络知识点梳理值得收藏Word格式文档下载.docx
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按拓扑结构分:
星形、总线形、环形、不规则形网。
按信息传输交换方式分:
电路交换、存储转发交换(报文交换、分组交换).按传输媒体分:
双绞线网、同轴电缆网、光纤网、无线网。
按使用范围分:
公用网、专用网。
10、网络协议:
计算机网络的用户在通过网络进行通信、数据交换时必须遵循一定的约定规则,这就是网络协议。
三要素是语法、语义、同步。
语法是数据的和控制信息的结构和格式;
语义是控制信息的含义;
同步是指双方相互应答的次序。
11、网络的体系结构:
具有层次结构的协议和服务之总和。
中心思想是层次。
12、对等实体:
在不同的开放系统中,同一层的实体称为对等实体。
13、计算机网络使用层次体系结构的优点:
使每一层实现一种相对独立的功能。
每一层不必知道下面一层是如何实现的,只需知道下层通过层间接口提供的服务是什么以及本层应向上层提供什么的服务,就能独立地设计。
具有很大的灵活性。
还易于交流、理解、维护和标准化。
14、分层遵守的主要原则:
1、每层的功能应是明确的并且相互独立;
2、层间接口清晰,接口的信息量应尽可能少;
3、层数应适中.
15、N层中提供N服务的N实体总称为N服务提供者。
调用N服务的N+1实体为服务用户。
16、OSI:
开放系统互连基本参考模型,依次为物理层PH、数据链路层DL、网络层N、运输层T、会话层S、表示层P和应用层A。
PH层传输比特流;
DL层传输帧;
N层传输分组;
高层传输信息报文。
17、每层的主要功能:
物理层:
在物理媒体上传输原始的数据比特流;
数据链路层:
通过校验、确认和反馈重发等手段将原始的物理连接改造成无差错的数据链路,流量控制,如HDLC规程;
网络层:
如何把网络协议数据单元(分组)从源传送到目标,进行路由选择。
如X。
25分组协议和网际协议IP;
运输层:
是第一个端对端,即主机到主机的层次,为上层用户提供端对端的透明优化数据传输服务,处理端到端的差错控制和流量控制,以及复用等;
会话层:
允许不同主机上各种进程之间进行会话,是进程到进程的层次;
表示层:
为上层用户提供共同需要的数据或信息语法表示变换;
应用层:
为特定类型的网络应用提供访问OSI环境的手段。
18、在同一开放系统中,相邻层次间的界面称为接口,在接口处由低层向高层提供服务。
19、SAP:
接口处提供服务的地方称为服务访问点。
每个SAP都有一个唯一的标识地址.
20、标准可分为两类:
事实标准和法定标准。
1、数据单元有接口数据单元IDU(由接口控制信息ICI和接口数据ID组成)、服务数据单元SDU、协议数据单元PDU(由协议控制信息PCI和用户数据UD组成)。
2、OSI与Internet参考模型的相同点有:
:
都是层次结构的模型;
其最低层都是面向通信子网的;
都有运输层,且都是第一个提供端到端数据传输服务的层次,都能提供面向连接或无连接运输服务;
最高层都是向各种用户应用进程提供服务的应用层.
3、不同点有:
划分的层次数不同;
I中没有表示层和对话层;
I没有明确规定通信子网的协议,也不再区分通信子网中的物理层、数据链路层和网络层;
I中特别强调了互连网层,其中运行的IP协议是核心协议,且互连网层向上只提供无连接的服务,而不提供面向连接的服务等。
4、通信双方实体对的交互关系需要有不同类型的服务元素。
有三种类型的服务元素:
确认服务、非确认服务、仅由服务提供者发起的服务。
5、服务是通过一组服务原语来执行的。
服务用户与服务提供者之间交互时要交换的信息称为服务原语.三个要素:
原语名字、原语类型、原语参数。
服务原语的类型有四类:
请求:
由服务用户发往服务提供者,请求它完成某项工作,如发送数据;
指示:
由服务提供者发往服务用户,指示发生了某些事件;
响应:
由服务用户发往服务提供者,作为对前面发生的指示的响应;
证实:
由服务提供者发往服务用户,作为对前面发生的请求的证实。
6、服务有证实的和非证实的之分。
连接服务是证实的服务,要使用请求、指示、响应和证实四类原语,数据传送服务和断连服务都是非证实的,只使用请求和指示两类原语。
7、每个协议层的描述包括两套文档:
服务定义文本和协议描述文本。
8、一层协议实体跟远方系统中对等协议实体通信所使用的协议数据单元也叫分组,一个PDU包含用户数据和该层(协议实体)本身产生的协议控制信息。
数据链路层的PDU叫帧.
9、下一代因特网NGI要实现的三大任务是:
研究先进的网络技术;
建立高性能的NGI网络试验床;
研究与演示新的应用.
10、现在,电话、有线电视和数据有各自不同的网络,三网融合是发展方向。
11、数据通信:
就是数字计算机或其他数字终端装置之间的通信。
数据通信可以通过数字信道来实现,也可以通过模拟信道来实现。
12、调制:
数字信号转换成模拟信号的过程称为调制。
13、编码器和解码器:
在发送端将模拟信号转换成数字信号的装置称为编码器.将收到的数字信号复原成模拟信号的装置为解码器。
14、抽样:
是指利用抽样脉冲序列对被取样的信号抽取一系列离散的样值.这一系列样值通常称为抽样信号.
15、抽样定理:
一个信号的频谱如果只在一个有限的频率范围内,它就可以由一定间隔的抽样信号完全确定,这就是抽样定理。
16、模拟信号是连续变化的信号,数字信号是指状态变化为可数或离散型的信号。
17、模拟传输:
是一种不考虑其内容的模拟信号传输方式,通过放大器传播提高信号的能量。
18、数字传输:
关心信号的内容,采用转发器,通过阈值判别等手段传送数据。
19、按信道中传输的是模拟信号或数字信号,通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统.
20、码元传输速率:
数字信号由码元组成,单位时间内传输的码元数.
1、码元速率:
又称调制速率,是在数字传输系统中,信号状态每秒变化的次数,以波特为单位,C=Blog2L,L=2时,码元速率与数据速率C数值相等。
2、信息传输速率:
单位时间内传输的比特数。
3、频率:
单位时间内信号重复的速度。
4、频谱:
信号所包括的频率的范围.
5、带宽:
任何实际的信道所能传输的信号频率都有一定的范围,称之为该信道通频带的宽度,简称为带宽.带宽是由传输媒体和有关的附加设备与电路的频率特性综合决定的。
6、信道的带宽越宽,那么能通过的谐波的次数就越高,恢复的波形就越接近于原发送端的波形。
计算方法:
根据传输数据速率计算出发送一字节数据所需的时间,其倒数即为基波频率(一次谐波频率),用带宽除以基波频率即为可通过的谐波次数.
7、衡量通信信道质量的基本参数有传输损耗、延迟变形、噪声、比特率、带宽、信道容量、误码率.
8、Nyquist公式:
无热噪声时信道带宽对最大数据速率的限制:
C=2Hlog2Lb/s
9、香农公式:
受噪声干扰的:
C=Hlog2(1+S/N)b/s
10、数据通信系统模型:
信息源→发送器→信道(会有噪声源)→接收器→受信者
11、数字通信系统模型:
信息源→编码器→调制器→信道→解调器→译码器→受信者
12、同步是使收发两端的信号在时间上保持步调一致。
按照同步的作用不同,分为载波同步、位同步、群同步、网同步等。
13、表征一个信道传输数字信号能力的指标为数据速度,也称为该信道的容量,是以信道每秒所能传送的比特为单位。
14、载波信号是利用信号发生器产生的高频正弦波。
15、将模拟信号变换为数字信号的常用方法是脉码调制PCM,其过程为取样、量化和编码
16、在通过传输介质发送信息之间,信息必须被编码以形成信号。
基本的编码技术有:
1、单极性编码(电压只有一极)、2、极化编码(采用两个电压值,一个正一个负)。
最普遍的三种:
不归零法、归零法、双相位编码。
双相位编码有两种:
曼彻斯特编码(用在以太网局域网中)和差分曼彻斯特编码(用在令牌环局域网中);
3、双极性矩形编码。
17、曼彻斯特编码自带同步信号,1的中间由高跳到低,0反之;
差分曼彻斯特每位中间有跳变,1的开始处无跳变,0开始时有跳变。
这两种编码技术的编码效率只有50%.
18、4B/5B编码用5bit的码组来编码4bit的输入数据,一个码组中至少有两个1(不多于3个0),将码组转换成电信号的波形采用不归零制,保证了在码组5比特的持续时间内至少有两次电平跳变出现,可供用来检测出位同步信号,而不会出现若干连续的0或1,使得在线路上电平长时间始终恒定而失去位同步。
其编码效率为80%。
被广泛应用于100M以太网和FDDI.
19、基带传输和频带传输:
由计算机或终端产生的频谱从零开始,而未经调制的数字信号所占用的频率范围就叫基本频带,简称基带。
传送数据时,以原封不动的形式,把基带信号送入线路,称为基带传输(无须调制解调设备,花费小,适用于短距离的传输).调制基带,使基带可以在线路上传输,就为频带传输。
频带传输不仅克服了许多线路不能直接传输基带信号的缺点,还能够实现多路复用的目的,提高利用率.频带传输在发送端和都需要设置调制解调器
20、数据传输控制方式有:
单工方式:
点对点链路上只能一个方向传输,一个站点发送,一个站点接收;
半双工方式:
允许双向,但同一时间内为单向;
双工:
双方可以同时发送和接收。
1、数据传输方式:
1、并行数据传输可以同时传输一组比特,每个比特单独使用一条线路,适用于短距离传输;
2、串行数据传输只使用一条线路,逐个的传送所有比特。
比较便宜、可靠,适用于长距离传输。
2、数据交换的概念即数据传输,基本的数据交换技术有:
电路交换、报文交换、分组交换(包交换).电路交换是一种直接的交换,在一对需要进行通信的装置之间提供一条临时的专用通道。
报文交换是存储转发方式的一种,每个报文由传输的数据的报头组成。
分组交换是报文交换的改进,有两种方式:
数据报和虚电路。
信元交换:
ATM是一种快速分组技术,将信息切割成固定长度(53B)的信元,以信元为单位传送。
是电路交换与分组交换技术的结合。
3、多路复用技术:
把许多信号在单一的传输线路上用单一的传输设备来进行传输的技术。
4、频分多路复用:
在物理信道能提供比单个原始信号宽得多的情况下将物理信道的总带宽分割成若干个与传输的单个信号带宽相同(或略宽一点)的子信道来传输一路信号的技术。
5、时分多路复用:
将一条物理的传输线路按时间分成若干时间片,轮换地为多个信号使用
6、统计时分多路复用:
是一种改进的时分多路复用,它不是固定分配时间片,而是按需动态地分配时间片,因此统计时分复用可以提高线路和利用率,由于某一用户所占用的时间并不是周期性地出现,因而又称异步时分多路复用.
7、物理传输媒体可分为有线和无线两大类。
有线包括双绞线、同轴电缆和光纤;
无线包括卫星、无线电、红外、激光、微波通信。
8、将两根导线绞在一起是为了减少在一根导线中电流发射的能量对另一根导线的干扰,且有助于减少其他导线中的信号干扰。
有非屏蔽和屏蔽的两种,普通电话线使用3类UTP,截止频率大约为3kHz。
3类和5类的区别在于单位距离上的旋绞次数。
9、同轴电缆分为基带同轴电缆(阻抗50欧,传输数字信号)和宽带(75欧,传输模拟信号)。
闭路电视所用的CATV电缆就是宽带同轴电缆。
10、多模光纤和单模光纤:
在光纤中,光线从光源进入硅或塑料光导体后有两种不同的传输方式。
若光线沿着光纤以多种角度不断被包层反射而向前传播,这种光纤称为多模光纤;
另一种方式中,光线主要沿着光纤的轴心向前传播,这种称为单模光纤.
11、物理层的基本功能是什么?
有哪些基本协议标准?
物理层协议的功能主要是在DTE-DCE或DCE-DCE之间把数据信号由一方经过传输介质传到另一方。
物理层的4个基本特性:
机械特性、电气特性、功能特性、规程特性.
12、数据链路层的基本功能是什么?
有哪些基本协议标准?
数据链路层最重要的作用是通过一些数据链路层协议(即链路控制规程),在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输.具体包括:
链路管理、成帧、差错控制、流量控制、将数据和控制信息区分开、透明传输、寻址。
数据链路协议(流量控制方法)包括应答式停—等协议(窗口均=1)、滑动窗口协议(回退n,发送窗口〉1,接收窗口=1)、选择重传协议(两窗口均>
1)。
13、链路:
就是一条无源的点到点的物理线路段,中间没有任何其他的交换结点。
14、数据链路层之所以要把比特组合成以帧为单位传送,是为了在出错时只重发有错的帧,而不必重新发送全部数据,即得差错控制,从而提高了效率。
15、帧:
即数据链路协议数据单元。
16、常用的简单差错控制编码有:
奇偶校验码(垂直、水平、水平垂直)、定比码和正反码。
17、CRC码又称为多项式码,如1101对应于x3+x2+1
18、什么叫差错控制,使用方法有哪些?
差错控制就是把差错限制在数据传输所允许的尽可能小的范围内的技术和方法.主要有:
自动请求重发(又称检错重发,利用检错编码的方法在数据接收端检测差错,当检测出差错时,通知发送端重装发送,直到无差错为止)、向前纠错(在检测出差错后自动纠正错误)、反馈检验(接收端将收到的信息原封不动的发回发送端,与原发信息比较,如果错误,进行重发)
19、按照差错控制编码的不同功能,可分为检错码、纠错码。
20、什么叫帧同步?
为什么要使用帧同步?
帧同步的方法有哪些?
接收方要检查校验和,就必须能从物理层收到的比特流中明确区分出一帧的开始和结束在什么地方,这个问题就是帧同步。
由于网络传输中很难保证定时的正确和一致,故不能采用依赖时间间隔关系来确定一帧始末的方法。
帧同步的方法有字节计数法、使用字符填充的首尾定界符方法、使用比特填充的首尾标志方法、违例编码法。
前三种均为同步式。
1、利用编码方法来进行差错控制的方式基本上有两类:
自动请求重发ARQ和前向纠错FEC
2、捎带技术:
滑动窗口允许发送方A连续发送多个PDU,接收方B既可以发回一个独立的确认帧对前面收到的信息做出应答,也可以在有数据要发给A的情况下,顺便在发给A的信息PDU中附加应答信息,此种方式称为捎带技术。
3、通信协议可分为异步协议和同步协议两类。
异步协议把每个字符看作一个独立的信息,在每个字符起始处同步,但各个字符之间的间隔时间是可以变化的;
同步协议则把许多字符组织成一个数据块(即帧),在该数据块的起始处同步,而后面维持固定的时钟,实际上是发送端通过某种技术将时钟混合到数据中一起发送出来,而接收端又从输入数据中分离出时钟,该时钟不但用来定时字符内的各位,也用来定时字符本身.同步和异步主要区别在字符之间。
4、异步传输:
数据以字符为传输单位,字符发送时间是异步的,即后一字符的发送时间与前一字符的发送时间无关,时序或同步仅在每个字符的范围内是必须的,接收机可以在每个新字符开始时抓住再同步的机会;
同步传输:
以比特块为单位进行传输,把同步信号嵌入数字信号进行同步。
异步传输至少需要20%以上的开销,同步传输效率远比异步传输高。
5、同步式的数据链路层规程可分为三种:
面向字符的(典型代表是BSC协议)、面向比特的(HDLC高级数据链路控制)及面向字节计数的.
6、面向比特同步规程的帧格式:
01111110地址控制数据校验和01111110
控制字段的开头为0(信息帧I-帧)、10(监控帧S-帧)、11(无编号帧U—帧)。
7、高级数据链路控制规程HDLC的基本工作原理:
在HDLC中,根据通信站在链路承载信息过程中的作用,分为主站、从站、复合站。
在通信过程中,根据站的类型和线路的连接方式的不同,数据链路可以配置成非平衡结构和平衡结构。
不同的配置可以形成三种工作方式:
正常响应方式、异步响应方式、异步平衡方式.HDLC的帧结构:
标志8地址8控制8信息(若干8)帧校验序列16标志8。
标志字段以01111110开始和结束.如果在数据中出现了5个连续1,就在后面插入一个0发送,称为0比特插入技术。
HDLC的帧类型:
信息帧、监督帧、无编号帧。
HDLC是典型的面向连接的全双工通信,采用CRC校验方法。
链路的建立和释放传输的是无编号帧,链路的维持阶段双方发送的是信息帧和监督帧。
8、网络层是处理端到端数据传输的最低层.体现了网络应用环境中资源子网访问通信子网的方式。
其基本功能是实现数据传输的透明性,要解决的问题有:
路由选择、拥塞控制、网络连接的建立、保持和释放问题。
9、什么是电路交换和分组交换.电路交换在数据传输前,必须建立一条端到端的通路,称为连接。
其中可能穿越多个交换局,每个交换局都必须提供连接。
一旦建立连接,整个通路将被独占,数据传输无额外延时,数据中不需包含目的地址,整个过程分为电路建立、数据传输、电路释放三个阶段。
在分组交换中,传输数据被分成一个个的分组,每个分组均独立传输。
数据的传输不需建立连接,数据的传输是一站一站往下送,所以数据中必须包含目的地址,采用存储-转发机制。
10、在分组交换网中,通信子网向端系统所提供的网络服务有两大类:
面向连接的网络服务(虚电路服务)和无连接的网络服务(数据报服务),而通信子网内部的操作方式也分为虚电路和数据报两种方式。
11、虚电路与数据报的工作原理:
在数据报分组交换中,每个分组的传送被单独处理,每个分组称为一个数据报,分组可以走不同的路由,也可以按不同顺序到达目的地。
目的地端系统利用分组的顺序号,以正确的顺序重组成报文.在虚电路分组交换中,第1个分组决定随后所有分组都要遵从的路由。
为了进行数据传输,网络的源结点与目的结点之间先建立一条逻辑通路,源端系统先向目的结点发出呼叫请求,要求建立连接。
在虚电路建立起来之后,源端就可以发送若干个数据分组,每个数据分组都有一张虚电路表。
12、当采用数据报服务时,端到端的流量控制由运输层(主机)来负责;
虚电路时由网络层负责.两种服务的本质差别是:
把顺序控制、差错控制和流量控制等通信功能交给通信子网去完成,还是由端系统自己来完成。
13、通信网络根据网络结构的不同可以分为广播通信网络(如局域网)和交换通信网络。
根据实际的数据传送技术,交换通信网络进一步分为电路交换网(如公共电话网)和分组交换网(X.25、帧中继、ATM)。
14、路由选择:
根据一定的原理和算法,在传输路径上找出一条通向目的节点的最佳路径.遵循如下原则:
1、数据传送所用的时间要尽可能短;
2、数据传输中各节点负载要均衡,信息流量要均匀;
3、选用的路径选择算法要实用、简单和可实现;
4、算法适应性强.
15、路由算法应具有正确性、简单性、健壮性、稳定性、公平性、最优性、高效性。
16、路由算法可以分为两大类:
静态策略和动态策略。
静态路由不根据实际测量的或估计的网络当前通信量和拓扑结构来作路由选择,而是按照规则来进行选择,故又称为非自适应路由算法。
动态路由根据拓扑结构以及通信量的变化来改变路由,又称为自适应路由.
17、静态路由算法有扩散法、固定路由选择、随机路由选择、基于流量的路由选择.动态路由选择有孤立路由选择、集中路由选择、分布路由选择,分别对应网络状态信息的三种来源:
本地、所有节点、相邻节点。
分布式路由算法最基本的有两个:
距离向量算法和路状态算法。
18、链路状态算法过程,每个路由器1、发现它的邻居结点,并知道其网络地址;
2、测量到它各邻居结点的延迟或开销;
3、组装一个分组以告知它刚知道的所有信息;
4、将这个分组发送给所以其他路由器;
5、计算到每个其他路由器的最短路径。
如OSPF:
开放式最短路径优先
19、距离向量算法和链路状态算法的主要区别在于:
前者传送的路由报文包含整个网络拓扑信息,然而它是不可靠的,因为它包含一个节点从其他系统获悉的信息;
而链路状态协议的路由选择报文仅包含一个节点直接链路的状态,然而这个消息是可靠的,发送者本身可以验证它。
20、路由协议有两类:
内部网关协议和外部网关协议.内部网关协议最流行的是RIP(运行于UDP上,使用520端口号,网络直径不大,最大跳段数限制在15)和OSPF(运行在IP上)。
边界网关协议第4版(运行在TCP上)是外部网关协议事实上的标准。
1、当到达通信子网某一部分的分组数高于一定的阈值,使得该部分网络来不及处理这些分组时,就会使这部分以至整个网络的性能下降,这种情况叫做拥塞。
拥塞控制是一个全局性问题,而流量控制只与某个发送者和某个接收者之间的点到点通信有关。
解决的方法有开环控制和闭环控制。
开环控制在设计网络时事先将有关发生拥塞的因素考虑到,力求网络在工作时不产生拥塞,又可分为基于源端和基于目的端两种;
闭环控制基于反馈环路的概念。
2、网络吞吐量接近于0的现象称为拥塞崩溃,当负载增加后吞吐量增加很少但传输延迟迅速增加的那点称为拥塞临界点。
拥塞控制用来保证网络不进入拥塞崩溃点(cliff)右边的区域,而拥塞避免工作在拥塞临界点处.
3、TCP拥塞控制算法:
使用三点技术,慢启动、加速递减、拥塞避免。
使用前提是:
分组丢失概率小。
实现过程:
初始时,拥塞容器置为1,门限窗口置为64KB。
发送端若收到了对所有发出报文段的确认,就在下一次发送时将拥塞窗口加倍,按指数规律增长,达到门限窗口后,每次只交拥塞窗口加1,按线性规律增长。
一旦网络出现超时,即发生拥塞,立即将拥塞窗口降为1,把当前窗口值的一半作为新的门限窗口值.
4、用在虚电路子网中的拥塞控制机制:
1、许可控制,一旦出现拥塞信号,就不再建立任何虚电路,直到拥塞解除;
2、资源预约。
5、子网强迫分组以某种预定的速率传送,称为通信量整形,被应用在ATM中.广泛使用的通信量控制机制有漏桶算法、令牌桶算法(前者的改进版本)
6、当所有办法都不能消除阻塞时,就必须把分组丢弃,这种方法叫做负载脱落。
有两种策略:
1、葡萄酒策略(旧的比新的好,传文件)、2、牛奶策略(新的比旧的好,多媒体应用)
7、公用分组交换网(
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